一种全硅结构MEMS微流道散热器及其加工方法与流程

技术特征：
1.一种全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，由下至上包括依次键合的第一硅结构层(1)、第二硅结构层(2)和第三硅结构层(3)，各硅结构层之间无中间层，均由单晶硅材料构成；所述第一硅结构1内部加工有第一微流孔(11)和第一微流道(12)，第二硅结构层(2)内部加工有第二微流孔(21)和第二微流道(22)，第三硅结构层(3)内部加工有第三微流道(31)，第三硅结构层(3)的微流道壁(32)的背面布置待散热元件，第一硅结构层(1)和第二硅结构层(2)内部的微流道与微流孔相互连通，相邻两硅结构层的微流道与微流孔、或微流道与微流道相互连通，形成微流道通路；其中，第一微流孔(11)的数量不少于2个，分别作为进液孔和出液孔，散热介质从进液孔流入，经过三层硅结构层内部的微流道通路后，从出液孔流出，将热量由待散热元件带走。2.根据权利要求1所述的全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，所述第一硅结构1内部的第一微流孔(11)和第一微流道(12)连通，第二硅结构层(2)内部的第二微流孔(21)和第二微流道(22)连通，第一硅结构1内部的第一微流道(12)与第二硅结构层(2)内部的第二微流道(22)连通，第二硅结构层(2)内部的第二微流孔(21)与第三硅结构层(3)内部的第三微流道(31)连通。3.根据权利要求2所述的全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，各硅结构层的厚度均为200μm～600μm，第一微流道(12)和第二微流道(22)的宽度为200μm～2000μm，第三微流道(31)对应散热元件处的宽度为50μm～200μm，第一微流孔(11)的宽度为2000μm～4000μm，第二微流孔(21)的宽度为200μm～2000μm。4.根据权利要求1所述的全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，所述第一硅结构1内部的第一微流孔(11)和第一微流道(12)连通，第二硅结构层(2)内部的第二微流孔(21)和第二微流道(22)连通，第一硅结构1内部的第一微流道(12)与第二硅结构层(2)内部的第二微流孔(21)连通，第二硅结构层(2)内部的第二微流道(22)与第三硅结构层(3)内部的第三微流道(31)连通。5.根据权利要求5所述的全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，各硅结构层的厚度均为200μm～600μm，第一微流道(12)和第二微流道(22)的宽度为200μm～2000μm，第三微流道(31)对应散热元件处的宽度为50μm～200μm，第一微流孔(11)的宽度为2000μm～4000μm，第二微流孔(21)的宽度为200μm～2000μm。6.根据权利要求1所述的全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，所述第一硅结构1内部加工有第一微流孔(11)和第一微流道(12)，第二硅结构层(2)内部加工有第二微流道(22)和第四微流道(23)，第三硅结构层(3)内部加工有第三微流道(31)，第一硅结构1内部的第一微流孔(11)和第一微流道(12)连通，第二硅结构层(2)内部的第二微流道(22)和第四微流道(23)连通，第一硅结构1内部的第一微流道(12)与第二硅结构层(2)内部的第二微流道(22)连通，第二硅结构层(2)内部的第四微流道(23)与第三硅结构层(3)内部的第三微流道(31)连通。7.根据权利要求6所述的全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，各硅结构层的厚度均为200μm～600μm，第一微流道(12)、第二微流道(22)、第四微流道(23)的宽度为200μm～2000μm，第三微流道(31)对应散热元件处的宽度为50μm～200μm，第一微流孔(11)的宽度为2000μm～4000μm。8.根据权利要求1至7之一所述的全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，所述第三
微流道(31)对应散热元件处的结构可以设计为折叠状、多通道沟槽状、网状或森林状。9.根据权利要求1至7之一所述的全硅结构mems微流道散热器，其特征在于，各硅结构层内部的微流道在转弯处设计为的圆角。10.一种全硅结构mems微流道散热器的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括各硅结构层晶圆的单独加工、以及相邻硅结构层的晶圆键合并划分两部分；各硅结构层晶圆的单独加工部分，包括：第一硅结构层(1)的加工过程，包括：步骤1，硅晶圆清洗及热氧化，在晶圆正反两侧表面形成氧化硅层；步骤2，在晶圆正面氧化硅层上，采用光刻工艺形成与第一微流孔(11)图形相对应的光刻胶图形；步骤3，以光刻胶图形为刻蚀掩膜，采用氧化硅等离子体刻蚀工艺刻蚀氧化硅层，在氧化硅层上加工出与第一微流孔(11)图形相对应的氧化硅图形；步骤4，以光刻胶和氧化硅图形为刻蚀掩膜，采用硅等离子体刻蚀工艺刻蚀第一硅结构层(1)至要求深度，在硅结构层上加工出第一微流孔(11)；步骤5：采用干法等离子体去胶工艺或湿法化学清洗去胶工艺，去除剩余的光刻胶，并清洗干净；步骤6：在晶圆背面氧化硅层上，按步骤2～5，采用光刻工艺、氧化硅等离子体刻蚀工艺、硅等离子体刻蚀工艺、去胶及清洗工艺加工出第一微流道(12)；步骤7：采用缓冲氧化物刻蚀液boe去除硅结构表面的氧化硅层，并清洗干净；第二硅结构层(2)与第一硅结构层(1)的加工过程相同，仅需在步骤2和步骤6光刻工艺过程中将第一微流孔(11)和第一微流道(12)的图形更改为第二微流孔(21)和第二微流道(22)、或者第二微流道(22)和第四微流道(23)的图形；第三层硅结构3的加工工艺过程，包括第一硅结构层(1)加工过程的步骤1～5与步骤7，仅需在步骤2光刻工艺过程中将第一微流孔(11)的图形更改为第三微流道(31)的图形；晶圆键合并划分部分：对第一硅结构层(1)、第二硅结构层(2)和第三硅结构层(3)实施晶圆键合，再采用机械划切或激光划切，分离成单个散热器结构。11.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述晶圆键合并划分部分，在键合前将晶圆表面清洗干净后采用标准清洗1号液进行表面亲水性清洗及表面等离子体激活处理。12.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述晶圆键合并划分部分，三个硅结构层通过三层硅
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硅直接键合技术，经一次晶圆键合形成散热器结构，键合过程先抽真空至1pa以下，再施加不小于0.2mpa压力进行键合。13.根据权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述晶圆键合并划分部分，在键合后采用高温800℃～1100℃退火2h～4h。