一种基于平面热管和半导体制冷片的散热结构及方法技术

技术编号:46497910 阅读:4 留言:0更新日期:2025-09-26 19:14
本发明专利技术公开了一种基于平面热管和半导体制冷片的散热结构及方法,芯片产生的热量使得平面热管内的制冷工质在平面热管的蒸发端受热蒸发,蒸汽流通过绝热区域的腔体转移到平面热管的冷凝端后,蒸汽冷却转换为液态,液态的制冷工质经过毛细作用被吸收回蒸发端,循环把热量由蒸发端转移到冷凝端,实现高效散热的同时,平面热管通过其内部的制冷工质的相变工作状态实现极高的等效热导率,通过热量搬运的方式,实现冷端温度低于环境温度,通过设置在平面热管具有的冷凝端一侧的半导体制冷片的制冷作用,增大温差,提升热量交换的效率,加快了散热速度,满足高功率芯片的散热需求;降低芯片的结温,确保芯片具有较高的工作性能和较长的有效寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子散热,尤其涉及一种基于平面热管和半导体制冷片的散热结构及方法


技术介绍

1、随着集成电路的迅猛发展,高性能集成电路芯片趋于小型化、模块化和高密度集成,导致集成电路的功率密度急剧增加。功率密度的增加使得芯片的热流密度显著升高,使芯片温度升高。温度的升高会对集成电路产生巨大影响,一方面会导致电流下降,使得芯片的电学性能恶化,严重影响芯片的工作性能;另一方面芯片的失效时间也和芯片的工作温度相关,过高的工作温度会加速芯片的失效,限制了芯片的有效寿命,大大降低了芯片的可靠性。因此,高功率芯片的散热是当前一个很重要的研究。

2、针对于上述技术问题,本领域技术人员通常采用以下几种方式实现对当前高功率芯片的散热:

3、第一、对流冷却方式,通过微机械加工制作金属热沉,然后在高功率芯片衬底背面涂覆导热银浆等热界面材料。再通过热界面材料把金属热沉粘接在衬底下方。在此情况下,芯片产热通过衬底和热界面材料传导至热沉,热沉再和环境进行热交换,实现芯片产热的散失,达到散热的效果。

4、第二、微流道冷却方式,通过半导体加工技术制作本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种散热结构,其特征在于,所述散热结构用于芯片的散热;具体包括:

2.根据权利要求1所述的散热结构,其特征在于,所述平面热管(11)与所述芯片(11)之间间接接触,所述散热结构还包括设置在所述平面热管(11)上的蒸发端(13)与所述芯片(11)的背面之间的热界面材料;和/或,

3.根据权利要求2所述的散热结构,其特征在于,所述热界面材料包括导热胶、导热脂、导热垫、相变导热膜和金刚石中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的散热结构,其特征在于,所述平面热管(12)包括制冷工质、以及密封连接在一起的第一基底(21)和第二基底(22);其中,

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【技术特征摘要】

1.一种散热结构,其特征在于,所述散热结构用于芯片的散热;具体包括:

2.根据权利要求1所述的散热结构,其特征在于,所述平面热管(11)与所述芯片(11)之间间接接触,所述散热结构还包括设置在所述平面热管(11)上的蒸发端(13)与所述芯片(11)的背面之间的热界面材料;和/或,

3.根据权利要求2所述的散热结构,其特征在于,所述热界面材料包括导热胶、导热脂、导热垫、相变导热膜和金刚石中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的散热结构,其特征在于,所述平面热管(12)包括制冷工质、以及密封连接在一起的第一基底(21)和第二基底(22);其中,

5.根据权利要求4所述的散热结构,其特征在于,所述第一基底(21)和所述第二基底(22)具有的凹槽(23)内还形成有多个支撑柱(26);每个所述支撑柱(26)均自凹槽的槽底向槽口延伸;...

【专利技术属性】
技术研发人员:李逵匡乃亮赵超韶甜甜焦斌斌孔延梅
申请(专利权)人:西安微电子技术研究所
类型:发明
国别省市:

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