【技术实现步骤摘要】
本申请涉及芯片散热，尤其涉及一种基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构。
技术介绍
1、基于先进封装技术的三维互联集成技术可显著降低整体功耗、提升功率密度、降低传输损耗、提升器件集成度，是实现功率器件集成化、小型化、多功能化的关键技术，但随之而来的现代电子芯片性能、频率和集成度的不断提高和芯片尺寸的不断减小，使得电子芯片的热流密度迅猛增长，已经成为先进电子芯片系统研发和应用中的一项重大挑战。
2、目前，gan功率器件的平均热流密度已经接近1kw/cm2，芯片有源区局部热流密度甚至达到平均值的10倍以上。如果散热不当，致使芯片温度超过临界极限，会增加芯片漏电流，降低芯片的寿命和计算效率，从而对整个系统性能造成严重影响。统计数据表明：元器件的失效率随着器件温度的上升呈指数规律上升，器件温度在70～80℃的水平上每升高1℃，其可靠性降低5％。如何快速地将芯片有源区热量向环境转移，降低芯片结温，从而提高芯片的工作性能、保证芯片安全、延长芯片寿命已成为当今微电子
面临的重要课题，针对高热流密度芯片高效散热技术的研究和创新亟待开展。
3、现有的射流冷却技术在三维互联功率器件等高度集成的设备中应用存在两个主要的热瓶颈：一是射流阵列中相邻射流冲击壁面后回流的横流会干扰来流，削弱来自多个射流孔的冲击射流，从而降低了射流阵列对整个冷却区域的散热能力；二是多层传热界面的存在，高热流密度芯片表面功能层热量的传导需要经过芯片衬底、芯片封装体、热界面材料和散热器壳体等大量中间环节才能到达冷却流体，界面热阻的存在限制了射
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，通过射流孔周围局部分布的回流孔消除回流横流的影响，通过冷却流体直接冲击芯片表面，消除了多层传热界面间的界面热阻，能够解决以上
技术介绍
中存在的技术问题。
2、本申请实施例提供一种基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，包括：
3、进液腔13，腔体结构，其上部设置有工质入口11，以通过所述工质入口11向所述进液腔13内引入冷却流体，所述进液腔13的底部有阵列布置的射流孔14，所述射流孔14贯穿所述进液腔13的底部及射流腔15顶部，形成射流通道，流过所述射流通道的冷却流体引入射流腔15，通过所述射流孔将冷却流体分支为多股射流，以将多股射流引至射流腔15的芯片表面完成换热；
4、回液腔17，所述回液腔17形成于所述进液腔13外围，所述进液腔13位于所述回液腔17内，所述回液腔17下设置所述射流腔15，所述射流腔15顶面、非射流孔14区域设置有多个回流孔16，以通过所述回流孔16连通至所述回液腔17，所述回液腔17上还设置有工质出口12，以通过所述工质出口12引出完成换热后的冷却流体；
5、射流腔15，其内用于置入芯片。
6、可选的，所述射流腔15四周设有密封槽18，所述密封槽18用于置入密封圈。
7、可选的，多个所述回流孔16位于一个所述射流孔14的周围，沿着以所述射流孔14中心为圆心的圆周等间隔排列，组成具有局部回流网络的微射流冷却“单元结构”。
8、可选的，多个所述微射流冷却“单元结构”呈阵列排列。
9、可选的，所述回液腔17环抱所述进液腔13布置。
10、本申请实施例的散热流道结构通过射流孔周围局部分布的回流孔消除回流横流的影响，通过冷却流体直接冲击芯片表面，消除了多层传热界面间的界面热阻，能够解决以上
技术介绍
中存在的技术问题。
11、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
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1.一种基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，其特征在于，所述射流腔(15)四周设有密封槽(18)，所述密封槽(18)用于置入密封圈。
3.如权利要求1所述的基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，其特征在于，多个所述回流孔(16)位于一个所述射流孔(14)的周围，沿着以所述射流孔(14)中心为圆心的圆周等间隔排列，组成具有局部回流网络的微射流冷却“单元结构”。
4.如权利要求3所述的基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，其特征在于，多个所述微射流冷却“单元结构”呈阵列排列。
5.如权利要求1所述的基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，其特征在于，所述回液腔(17)环抱所述进液腔(13)布置。
【技术特征摘要】
1.一种基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，其特征在于，所述射流腔(15)四周设有密封槽(18)，所述密封槽(18)用于置入密封圈。
3.如权利要求1所述的基于直接微射流冷却的高热流密度芯片散热流道结构，其特征在于，多个所述回流孔(16)位于一个所述射流孔(14...
【专利技术属性】
技术研发人员：马岩，张立，吕苗，谢欢欢，席俊波，李宝新，何伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：
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