[发明专利]一种电子封装排水装置及定向疏水结构、制备方法和应用

说明书

一种电子封装排水装置及定向疏水结构、制备方法和应用，定向疏水结构包括：封装模具、基板、定向疏水垫片、金线和锥形微柱；基板设置于封装模具；定向疏水垫片设置于基板，两块基板之间的定向疏水垫片通过金线连接；金线的两端分别连接定向疏水垫片的疏水端；基板于定向疏水垫片的亲水端设有微型槽；微型槽用于集中液滴，使液滴通过拉普拉斯力集中于微型槽，并沿锥形微柱排出于封装模具。电子封装排水装置，使用定向疏水结构；制备方法，用于制备定向疏水结构；能够实现液滴的定向传输而不需要消耗外加能源；同时，本方案所涉及的关键部件及其加工方法成本低廉，具有易加工和易普及的特点，可进一步满足了低成本制造和精度高和灵活度高等需求。

技术领域

本发明涉及电子封装技术领域，尤其涉及一种电子封装排水装置及定向疏水结构、制备方法和应用。

背景技术

现代高精密电子设备有着及其复杂的电路设计与造价成本，使得电路的维护设计，如防潮湿与排水系统的设计变的尤为重要。根据摩尔定律，电子元件与封装工艺将朝着更加精细与微小化的方向发展，各电子元件与电路封装之间的距离更加窄小，意味着微小液体对电子设备的渗透极易产生短路，将会极大影响电子元件的寿命和可靠性。因此有效处理电路排水问题对于提高精密电子设备的寿命与稳定性有着至关重要的作用。电路排水系统的设计日益成为电子封装中重要的组成部分。

随着电子技术的飞速发展，电子设备普遍应用于人类社会中，如汽车、卫星、航母和通信系统等民生军事领域，还广泛应用于工业生产、尖端制造等工业发展领域。如今，电子设备对环境的适应性要求越来越高，为适应在潮湿以及突发性潮湿环境下，合理的电子排水系统设计将越来越重要。然而，功能器件的高度集成化已逐渐将封装空间压至物理极限，迫使排水系统需要与先进的微电子封装技术相匹配，这给电子器件封装的排水要求带来了很大的压力。因此，为提高精密电子设备的稳定性和寿命，使得设计合理的电子封装排水系统变的迫在眉睫。

目前，常见的电子元器件封装的排水方式有自然蒸发，通电疏导等方式。如在高负荷数据中心的存储器中，利用设备自身的热量快速蒸发微小液体，同时达到散热的作用，但这种方式只能应用于器件的工作区间，并不能持续。还有如在一些芯片中采用疏水材料并加工出特定的水槽，利用电磁驱动实现液滴的定向传输，但该方法加工成本与要求极高，不适用于大规模的推广。

随着技术的发展，电子排水封装的前沿趋势之一是采用仿生疏水结构实现无外场作用下的流体自发性定向输送，能较好地避免外场激励下的流体定向输送的弊端。仿生疏水结构在自然界普遍存在，如荷叶、猪笼草捕虫笼内表面、蝴蝶翅膀表面等都具有超疏水的特性。更如沙漠中的仙人掌刺的锥形微柱结构，具有在无外场作用下进行流体定向输送的能力。这其中的关键机理是亲疏水表面之间或疏水结构曲率之间产生的拉普拉斯力的作用，使得液滴能够自发且不需要施加外力实现液体定向输送。因此，利用这种具有亲疏水结构材料和锥形微柱结构有望应用于电路排水系统的设计。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电子封装排水装置的定向疏水结构，其能够实现液滴的定向传输而不需要消耗外加能源。

本发明还提出一种具有排水功能的电子封装排水装置，其使用了上述的一种电子封装排水装置的定向疏水结构。

本发明还提出一种电子封装排水装置的定向疏水结构的制备方法，用于制备上述的定向疏水结构。

本发明还提出一种定向疏水结构在具有排水功能的电子封装排水装置中的应用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电子封装排水装置的定向疏水结构，包括：封装模具、基板、定向疏水垫片、金线和锥形微柱；