3D堆叠芯片以及3D堆叠芯片散热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种3D堆叠芯片以及3D堆叠芯片散热系统，包括分布有高单位面积功率电路的电路层和连接于电路层上方的加固层，3D堆叠芯片还包括密集排布的贯穿3D堆叠芯片的微米级的用于供冷却液通过的微水通道，微水通道包括由下至上贯穿电路层的第一微通道以及贯穿加固层的第二微通道，第一微通道与第二微通道相连通；散热系统包括3D堆叠芯片和与3D堆叠芯片连通的散热装置，散热装置以及3D堆叠芯片的微水通道内填充有冷却液，散热装置驱动冷却液进行强制循环，以带走3D堆叠芯片所产生的热量；本发明专利技术通过设置密集排布的由下至上贯穿3D堆叠芯片的微米级的微水通道，使得冷却液距离热源足够近，芯片各部分温度分布均匀，使得散热效果好。热效果好。热效果好。

【技术实现步骤摘要】
3D堆叠芯片以及3D堆叠芯片散热系统


[0001]本专利技术属于芯片
，尤其涉及一种3D堆叠芯片以及3D堆叠芯片散热系统。

技术介绍

[0002]芯片微水道散热方案的一种现有技术最早在1981年由D.B.Tuckerman等人提出，在这种技术的应用中，目前最好的性能记录是Zhang等人在2022年实现，其可在60℃温差下达到1200W/cm2的高密度热流。其结构具体为：微水道分布在晶体管所在位置下方的载体基底上，平行于晶体管和电路所在平面，横向贯穿芯片。但这种结构存在以下问题：微水道的长度为芯片宽度，对于尺寸大小在厘米量级的芯片，冷却液在微水道中流动时持续升温，使得冷却液沿水道延伸方向温度分布不均匀，无法为微水道后段提供良好的散热，进一步导致微水通道通过扩大直径去增加散热效果，导致微水道直径至少在百微米量级才能达到一定的散热效果；除此之外，芯片的发热主要由电路底部的晶体管产生，这种结构的微水道布置在电路下方，冷却液离热源的距离在百微米量级，难以进一步接近热源。
[0003]另一种现有技术由T.Wei等人提出，其结构具体为：一个扁平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D堆叠芯片，其特征在于，包括多层分布有高单位面积功率电路的电路层(1)和连接于所述电路层(1)上方的加固层(2)，所述3D堆叠芯片还包括密集排布的贯穿所述3D堆叠芯片的微米级的用于供冷却液通过的微水通道(3)，所述微水通道(3)包括由下至上贯穿所述电路层(1)的第一微通道(31)以及贯穿所述加固层(2)的第二微通道(32)，所述第一微通道(31)与所述第二微通道(32)相连通。2.根据权利要求1所述的3D堆叠芯片，其特征在于，所述微水通道(3)的分布密度的数量级处于每平方毫米为103到105个。3.根据权利要求1所述的3D堆叠芯片，其特征在于，所述微水通道(3)在所述电路层(1)中功率密度较大处的分布密度比功率密度较小处的分布密度更密集。4.根据权利要求1所述的3D堆叠芯片，其特征在于，所述加固层(2)包括基底(21)，所述基底(21)上开设有微米级通孔，所述微米级通孔形成所述第二微通道(32)，所述第二微通道(32)的直径大于所述第一微通道(31)的直径，且为所述第一微通道(31)的直径的3～10倍。5.根据权利要求1所述的3D堆叠芯片，其特征在于，单个所述第一微通道(31)与单个所述第二微通道(32)一一对应设置，或者多个所述第一微通道(31)与单个所述第二微通道(32)对应设置。6.根据权利要求1所述的3D堆叠芯片，其特征在于，所述第一微通道(31)与所述第二微通道(32)错开设置，所述加固层(2)底部开设有横向延伸的第一微槽，所述第一微槽将所述第一微通道(31)与所述第二微通道(32)连通。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡艾米，敖立鸿，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：