一种带歧管微通道结构的冷却芯片和冷却方法技术

本发明专利技术公开了一种带歧管微通道结构的冷却芯片和冷却方法，包括有机基板，所述有机基板上设置有转接板；所述转接板上设置有歧管盖板；所述歧管盖板和转接板之间形成空腔；所述空腔内，在转接板上设置有芯片组，所述芯片组上设置有微通道；所述歧管盖板设置有冷却液进口、冷却液出口、若干个进口分液歧管和若干个出口分液歧管；所述冷却液进口与所述若干个进口分液歧管连通；所述冷却液出口与所述若干个出口分液歧管连通；所述歧管盖板与芯片组和微通道之间形成若干个两相通路。本发明专利技术在两相通路中完成相变吸热过程直接带走芯片散发热量，并可以通过改变微通道的结构形状与微通道的疏密程度实现调节散热量的大小。疏密程度实现调节散热量的大小。疏密程度实现调节散热量的大小。

【技术实现步骤摘要】
一种带歧管微通道结构的冷却芯片和冷却方法


[0001]本专利技术属于半导体领域，尤其涉及一种带歧管微通道结构的冷却芯片和冷却方法。

技术介绍

[0002]随着全球数字化进程的不断发展，数据量增加，算力需求指数级飙升，随之而来的是芯片性能的大幅提升，导致芯片热流密度急剧增加，传统的散热方式已难以解决如此之高的热流密度散热问题，陷入热设计瓶颈，导致芯片温度居高不下，影响芯片可靠性，反向制约芯片性能提升。
[0003]带歧管微通道结构的冷却芯片是在芯片表面布置微通道结构，将冷却液通过歧管立体引入芯片表面，通过相变换热带走热量，微通道结构增加汽化核心数量，可以强化沸腾换热，相比传统换热方式，减少了芯片与热沉的接触热阻，歧管结构可以增加冷却液的立体流动，极大降低冷却液的流动阻力，实现较小的流量下的高热流密度散热，具备广阔的应用前景。

技术实现思路

[0004]为达到上述高热流密度散热目的，本专利技术提供了一种带歧管微通道结构的冷却芯片和冷却方法。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种带歧管微通道结构的冷却芯片，包括有机基板，所述有机基板上设置有转接板；所述转接板上设置有歧管盖板；所述歧管盖板和转接板之间形成空腔；所述空腔内，在转接板上设置有芯片组，所述芯片组上设置有微通道；所述歧管盖板设置有冷却液进口、冷却液出口、若干个进口分液歧管和若干个出口分液歧管；所述冷却液进口与所述若干个进口分液歧管连通；所述冷却液出口与所述若干个出口分液歧管连通；所述歧管盖板与芯片组和微通道之间形成若干个两相通路。
[0006]优选地，所述进口分液歧管和出口分液歧管在下侧与两相通路接触的区域均设置有折弯结构。
[0007]优选地，在冷却液流动的方向，所述两相通路逐渐变宽。
[0008]优选地，所述歧管盖板与转接板之间通过焊接或黏合密封连接；所述转接板与有机基板之间通过焊接或黏合工艺连接。
[0009]优选地，所述转接板与芯片组两之间键合，然后用塑封材料进行密封固定。
[0010]优选地，所述芯片组与微通道之间键合。
[0011]优选地，所述歧管盖板采用平板结构，材料为金属或玻璃。
[0012]优选地，所述转接板为平板结构，材料为硅、碳化硅、氮化镓或氧化镓，内部填充导电金属。
[0013]优选地，所述微通道的材料为半导体材料；所述微通道的形状为长条柱、方形柱、圆形柱、圆锥、星形柱或半球。
[0014]一种基于上述芯片的带歧管微通道结构的冷却方法，冷却液从冷却液进口进入，之后通过多个进口分液歧管流入两相通路，冷却液与芯片组及其上的微通道相变换热，带走热量的同时产生气液两相流体，气液两相流体通过多个出口分液歧管汇总后从冷却液出口流出。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术利用歧管结构、微通道与芯片形成多个两相通路，冷却液在两相通路中完成相变吸热过程直接带走芯片散发热量，并可以通过改变微通道的结构形状与微通道的疏密程度实现调节散热量的大小。两相通路的进出口做了折弯处理，搭配疏密程度不同的微通道，可以避免冷却液进入两相通路区域直接对冲，抑制了回流、降低了流动阻力，保证冷却液在两相通路中充分相变、强化沸腾换热。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术的一种带歧管微通道结构的冷却芯片结构示意图；
[0018]图2为本专利技术的各个部件结构爆炸示意图；
[0019]图3为本专利技术的歧管盖板内部进口分液歧管和出口分液歧管结构示意图；
[0020]图4为本专利技术的冷却芯片内部截面结构示意图；
[0021]图5为本专利技术的冷却芯片内部的局部结构放大示意图；
[0022]图6为长条柱的微通道示意图；
[0023]图7为方形柱的微通道示意图；
[0024]图8为圆柱状的微通道示意图；
[0025]图9为圆锥状的微通道示意图；
[0026]图10为星形柱的微通道示意图；
[0027]图11为本专利技术的芯片与微通道结构示意图；
[0028]图中标号说明：1
‑
歧管盖板；2
‑
转接板；3
‑
有机基板；4
‑
塑封材料；5
‑
芯片组；6
‑
微通道；7
‑
冷却液进口；8
‑
冷却液出口；9
‑
进口分液歧管；10
‑
出口分液歧管；11
‑
两相通路。
具体实施方式
[0029]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0030]在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0031]应当理解，尽管在本专利技术可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这
些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0032]下面结合附图，对本专利技术进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
[0033]本专利技术的一种带歧管微通道结构的冷却芯片，如图1和图2所示，包括有机基板3，所述有机基板3上设置有转接板2；所述转接板2上设置有歧管盖板1；所述歧管盖板1和转接板2之间有空腔；所述空腔内，且在转接板2上设置有芯片组5，所述芯片组5上设置有微通道6；如图2和图3所示，所述歧管盖板1设置有冷却液进口7、冷却液出口8、进口分液歧管9和出口分液歧管10；所述冷却液进口7与所述进口分液歧管9连通；所述冷却液出口8与所述出口分液歧管10连通；所述歧管盖板1与芯片组5和微通道6之间形成若干个两相通路11。
[0034]其中，所述歧管盖板1与转接板2之间通过焊接或黏合密封结合；所述转接板2与有机基板3之间通过焊接或黏合工艺结合；
[0035]所述转接板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带歧管微通道结构的冷却芯片，其特征在于，包括有机基板（3），所述有机基板（3）上设置有转接板（2）；所述转接板（2）上设置有歧管盖板（1）；所述歧管盖板（1）和转接板（2）之间形成空腔；所述空腔内，在转接板（2）上设置有芯片组（5），所述芯片组（5）上设置有微通道（6）；所述歧管盖板（1）设置有冷却液进口（7）、冷却液出口（8）、若干个进口分液歧管（9）和若干个出口分液歧管（10）；所述冷却液进口（7）与所述若干个进口分液歧管（9）连通；所述冷却液出口（8）与所述若干个出口分液歧管（10）连通；所述歧管盖板（1）与芯片组（5）和微通道（6）之间形成若干个两相通路（11）。2.根据权利要求1所述的一种带歧管微通道结构的冷却芯片，其特征在于，所述进口分液歧管（9）和出口分液歧管（10）在下侧与两相通路（11）接触的区域均设置有折弯结构。3.根据权利要求1所述的一种带歧管微通道结构的冷却芯片，其特征在于，在冷却液流动的方向，所述两相通路（11）逐渐变宽。4.根据权利要求1所述的一种带歧管微通道结构的冷却芯片，其特征在于，所述歧管盖板（1）与转接板（2）之间通过焊接或黏合密封连接；所述转接板（2）与有机基板（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏鹏，陆军亮，徐璐，王颖，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：