[实用新型]一种散热结构和散热系统

说明书

本实用新型公开了一种散热结构和散热系统。该散热结构包括：散热通道；散热翅片，设置于散热通道的至少一侧；位于散热通道同一侧的散热翅片沿散热通道的延伸方向排列；散热通道与散热翅片均形成为空腔结构；散热翅片包括相对设置的第一端和第二端，第一端为封闭端，第二端为开口端，第二端与散热通道连通。本实用新型实施例提供的技术方案通过设置空腔结构的散热通道和散热翅片，可增大散热面积，可以在较小的散热结构的体积上将散热面积增大，从而可提高散热效率，有利于避免器件和芯片的热失控损坏。

技术领域

本实用新型实施例涉及半导体器件及芯片的散热技术领域，尤其涉及一种散热结构和散热系统。

背景技术

随着半导体技术的发展，第三代半导体材料和器件逐渐成为支撑新一代信息技术、节能减排和智能制造的“核芯”，但其小面积高功率的特点导致了发热较多以及散热较困难的问题，因此，高功率密度限制了第三代半导体器件和芯片的发展应用。示例性的，当GaN半桥电路在10MHz工作频率和400V工作电压时，其发热功率密度(即单位面积的焦耳热)可达到6400W/cm²，接近太阳表面的热密度。部分图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)在815mm²的尺寸上有近300W的发热功率，其发热功率密度达37W/cm²。中央处理器(central processing unit，CPU)在尺寸为600mm²的芯片上最大发热功耗达到165W，其发热功率密度达27.5W/cm²。据预测，高功率密度器件及芯片的平均功率密度将达到500W/cm²，热量集中的局部功率密度可超过1000W/cm²，远远超过现广泛应用的气体对流散热功率密度上限(1.5W/cm²)以及液体对流散热功率密度上限(120W/cm²)。

通常，第三代半导体器件和芯片的最高耐热结温为90℃左右，特殊情况可达105℃左右，若无高效的散热系统，器件和芯片的工作环境温度可超过其最高耐热结温，即器件和芯片将工作于非稳定状态下，导致热失控损坏。

实用新型内容

本实用新型提供一种散热结构和散热系统，以提高散热效率，避免器件和芯片的热失控损坏。

第一方面，本实用新型实施例提出一种散热结构，该散热结构包括：

散热通道；

散热翅片，设置于所述散热通道的至少一侧；位于所述散热通道同一侧的所述散热翅片沿所述散热通道的延伸方向排列；

所述散热通道与所述散热翅片均形成为空腔结构；所述散热翅片包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端为封闭端，所述第二端为开口端，所述第二端与所述散热通道连通。

第二方面，本实用新型实施例提出一种散热系统，该散热系统包括：第一方面提供的任一种散热结构；

还包括：导热腔体和传输通道，所述导热腔体通过所述传输通道与所述散热结构连通，且所述传输通道与所述散热结构的连接端高于所述传输通道与所述导热腔体的连接端；

还包括：换热介质；液态的所述换热介质存储于所述导热腔体内，所述传输通道用于将所述导热腔体内受热气化的换热介质传输至所述散热结构，以及用于将在所述散热结构处换热冷凝液化的换热介质回传至所述导热腔体内。

本实用新型实施例提供的散热结构，通过设置散热通道和散热翅片均形成为空腔结构，可利用空腔结构的所有表壁实现热交换，从而可增大散热面积，即可以在较小的散热结构的体积上将散热面积增大，从而可提高散热效率，有利于避免器件和芯片的热失控损坏。

附图说明