【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体芯片封装，具体涉及一种半导体芯片封装结构及其散热方法。
技术介绍
1、随着电子技术的快速发展，半导体芯片的集成度不断提高，性能不断提升，对封装技术提出了更高的要求。特别是功率密度和工作频率的提高，导致芯片在工作过程中产生大量热量，需要高效的散热技术以保证芯片的正常工作和寿命。然而，传统的半导体芯片封装结构在散热性能方面逐渐显现出其局限性，散热效率较低，难以满足现代高性能芯片的需求。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中半导体芯片封装结构散热效率低下，提供一种半导体芯片封装结构及其散热方法。
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、一种半导体芯片封装结构，其包括：
4、基板；
5、半导体芯片，包括第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第一面安装在所述基板上；
6、均热板，包括吸热侧和散热侧，所述吸热侧与所述第二面热接触，所述均热板内部设置有用于存储冷却介质的第一储液腔；
7、主散热器，与所述散热侧连接，所述主散热器内部设置有用于存储冷却介质的第二储液腔；
8、循环管路，设置于所述第一储液腔和所述第二储液腔之间，所述循环管路上设置第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀被配置为在预设压力下打开，以使所述第一储液腔内的所述冷却介质流入所述第二储液腔，所述第二单向阀被配置为在预设压力下打开，以使所述第二储液腔内的冷却介质流入所述第一储液腔。p>
9、在本方案中，通过在均热板内部设置第一储液腔，并在主散热器内部设置第二储液腔，实现了冷却介质在两个储液腔之间的循环流动。均热板的吸热侧与半导体芯片的第二面直接热接触，将芯片产生的热量迅速传导至冷却介质中，通过冷却介质的循环流动将热量有效地传导至主散热器，实现高效散热，确保半导体芯片在高功率密度工作时的温度稳定。循环管路设计，使得系统能够动态响应半导体芯片工作过程中热负载的变化。通过设置在循环管路上的第一单向阀和第二单向阀，冷却介质能够在预设压力下实现单向流动，能够动态地应对半导体芯片工作功率的波动。在未循环前，第一储液腔内的冷却介质温度会高于第二储液腔内的冷却介质温度。在短时间、低功率下工作时，半导体芯片产热量低，冷却介质可仅在第一储液腔内进行内循环散热；当在长时间、高功率下工作时，半导体芯片产热量高，第一储液腔内的冷却介质温度会升高，冷却介质受热膨胀，其压力也会随之升高，进而冷却介质能够通过第一单向阀进入到第二储液腔内，随之，第二储液腔内的压力也会增大，使得冷却介质经过第二单向阀回流至第一储液腔内，以降低第一储液腔内冷却介质的温度。本申请的半导体芯片封装结构，通过独特的第一储液腔和第二储液腔以及循环管路的独特设计，具备高效地散热性能和可靠性。
10、较佳地，所述半导体芯片封装结构还包括制冷片，所述制冷片的制冷端与所述第二储液腔接触，用于对所述第二储液腔进行冷却。
11、较佳地，所述半导体芯片封装结构还包括辅助散热器，所述辅助散热器与所述制冷片的散热端连接。
12、较佳地，所述制冷片和所述辅助散热器与所述主散热器不直接接触。
13、较佳地，所述第二储液腔与所述主散热器之间还设置有隔热部。
14、较佳地，所述主散热器包括水冷单元，通过水冷的方式进行散热。
15、较佳地，所述吸热侧包括凹陷区域，所述半导体芯片的所述第二面设置于所述凹陷区域内。
16、较佳地，所述均热板的内表面为沟槽结构，所述均热板内部还设置有毛细芯，用于促进冷却介质在所述吸热侧和所述散热侧之间的再循环。
17、一种半导体芯片封装结构的散热方法，其包括如上所述的半导体芯片封装结构，所述散热方法包括：
18、获取所述半导体芯片的工作温度，预设第一温度；
19、若所述工作温度大于所述第一温度，启动所述制冷片；
20、若所述工作温度小于所述第一温度，关闭所述制冷片。
21、在本方案中，通过获取半导体芯片的工作温度，并预设一个第一温度阈值，能够实现对芯片温度的动态监控。若工作温度超过预设的第一温度，启动制冷片进行冷却，确保芯片在高温工作条件下仍能保持稳定运行。反之，若工作温度低于预设温度，关闭制冷片，避免不必要的能量消耗。这种动态控制方法能够有效提升散热效率，确保芯片工作在安全温度范围内，实现了高效、节能的散热控制，优化了能源利用效率。
22、一种半导体芯片封装结构的散热方法，其包括如上所述的半导体芯片封装结构，所述散热方法包括：
23、获取所述半导体芯片的工作温度，预设第一温度和第二温度，所述第一温度小于所述第二温度；
24、若所述工作温度大于所述第一温度并小于所述第二温度，启动所述水冷单元，并关闭所述制冷片；
25、若所述工作稳定大于所述第二温度，启动所述制冷片；
26、若所述工作温度小于所述第一温度，关闭所述水冷单元和所述制冷片。
27、在本方案中，通过预设两个温度阈值（第一温度和第二温度），实现了分级散热控制。这种分级控制能够根据实际温度需求动态调整散热方式。在温度较低时（小于第一温度），关闭所有散热装置，避免不必要的能量消耗。当温度处于中间范围（大于第一温度但小于第二温度）时，优先启动能效较高的水冷单元。当温度达到较高水平（大于第二温度）时，启动更强效的制冷片。这种设计能够在不同温度区间下实现能效和散热效果的最佳平衡。
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1.一种半导体芯片封装结构，其特征在于，其包括：
2.如权利要求1所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述半导体芯片封装结构还包括制冷片，所述制冷片的制冷端与所述第二储液腔接触，用于对所述第二储液腔进行冷却。
3.如权利要求2所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述半导体芯片封装结构还包括辅助散热器，所述辅助散热器与所述制冷片的散热端连接。
4.如权利要求3所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述制冷片和所述辅助散热器与所述主散热器不直接接触。
5.如权利要求4所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述第二储液腔与所述主散热器之间还设置有隔热部。
6.如权利要求3所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述主散热器和/或辅助散热器包括水冷单元，通过水冷的方式进行散热，所述水冷单元包括水冷管道、水泵和冷却装置，所述水冷管道的一部分设置于所述主散热器和/或所述辅助散热器的内部，并呈迂回型，所述水冷管道的另一部分设置于主散热器和/或所述辅助散热器的外部并形成闭环，所述水冷管道上设置有所述水泵，位于主散热器和/或所述辅助散热
7.如权利要求1所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述吸热侧包括凹陷区域，所述半导体芯片的所述第二面设置于所述凹陷区域内。
8.如权利要求1所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述均热板的内表面为沟槽结构，所述均热板内部还设置有毛细芯，用于促进冷却介质在所述吸热侧和所述散热侧之间的再循环。
9.一种半导体芯片封装结构的散热方法，其特征在于，其包括如权利要求2-5任意一项所述的半导体芯片封装结构，所述散热方法包括：
10.一种半导体芯片封装结构的散热方法，其特征在于，其包括如权利要求6所述的半导体芯片封装结构，所述散热方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种半导体芯片封装结构，其特征在于，其包括：
2.如权利要求1所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述半导体芯片封装结构还包括制冷片，所述制冷片的制冷端与所述第二储液腔接触，用于对所述第二储液腔进行冷却。
3.如权利要求2所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述半导体芯片封装结构还包括辅助散热器，所述辅助散热器与所述制冷片的散热端连接。
4.如权利要求3所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述制冷片和所述辅助散热器与所述主散热器不直接接触。
5.如权利要求4所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述第二储液腔与所述主散热器之间还设置有隔热部。
6.如权利要求3所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述主散热器和/或辅助散热器包括水冷单元，通过水冷的方式进行散热，所述水冷单元包括水冷管道、水泵和冷却装置，所述水冷管道的一部分设置于所述主散热...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱礼贵，陈维伟，侯智杰，朱珂硕，侯玉军，秦连杰，
申请(专利权)人：深圳市鲁光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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