本发明公开了一种逆流式新型复合微通道热沉，包括微通道基板、微通道盖板和上盖；所述微通道基板上设置多个长方形微通道，微通道基板与热源表面接触；所述微通道盖板上设置工质出口和工质入口，微通道盖板包括多个盖板，每个盖板上均设置流道；所述微通道基板与微通道盖板通过键合的方式密封连接；本发明将微通道盖板设置成各种不同结构的盖板，通过将冷却液进行各种分流，实现微通道内的流体纯逆流流动，实现温度分配的均匀性，减小了芯片各区域的温度差异，避免了芯片发生变形，提高了芯片的使用寿命。