[发明专利]一种双循环散热系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双循环散热系统，包括芯片和散热片，散热片内形成空腔，空腔内填充液体传热介质，散热片吸热面与芯片一面贴合。所述散热片包括吸热部和散热部，吸热部设置在芯片一侧，散热部设置在与吸热面相对的芯片另一侧，吸热部与散热部通过连接部连接，连接部内有连接腔，连接腔联通吸热部的空腔以及散热部的空腔。本发明提供一种提高对芯片的散热效果的双循环散热系统。

技术领域

本发明涉及芯片散热技术领域，尤其涉及一种双循环散热系统及其控制方法。

背景技术

目前，大多数商用的光收发器件是由光探测器、放大器、以及激光器、调制器、调制器驱动电路、控制电路芯片等分立器件混合封装制造而成。大部分的光探测器、激光器采用化合物工艺制造，如光探测器采用InGaAs材料、激光器采用InP材料等。相对地，放大器、调制器等采用传统的CMOS工艺制造。封装时，通常利用金属线键合的方式来实现各分立器件的通信连接，这种互联方式必然出现较大的寄生效应，影响光收发机性能。同时，采用不同工艺制造的分立器件封装工序复杂，集成后的器件体积大，不能适应产品小型化的市场发展趋势。并且，化合物工艺制造芯片成本高昂，尤其是在多信道通信应用场景下，由于信道的增多，芯片数量随之增加，由此带来的成本问题愈发凸显。而将光探测器、放大器、以及激光器、调制器、调制器驱动电路、控制电路芯片等分立器件放在硅基半导体上则会导致硅基半导体的发热量大大增加，而对于单颗芯片的大量发热问题，现有技术的解决方案的效果并不理想。如CN202020411930.7提出一种降翘散热芯片封装结构，包括中部开设有安装孔的第一塑封层，所述安装孔内布置有第一芯片组和至少1个被动元件后填充有模塑化合物材料；内嵌有第二芯片组的上封体结构焊锡电连接于第一塑封层上方；布线层，设置于第一塑封层下方，所述布线层与第一芯片组、第二芯片组和被动元件的电信号引出与布线层电连接，所述布线层底部设有若干个电连接的焊接凸块。上述方案是通过填充模塑化合物材料平衡第一芯片组、被动元件和第一塑封层之间的热膨胀系数，使得通过接触传导出的热量更多来达到降低芯片温度的效果，但是这只是在小修小补，并不能彻底解决单颗芯片的大量散热问题，而本申请就提出一种新的思路来解决这一问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术的芯片散热效果不好问题，提出一种提高对芯片的散热效果的双循环散热系统及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双循环散热系统，包括芯片和散热片，散热片内形成空腔，空腔内填充液体传热介质，散热片吸热面与芯片一面贴合。由于芯片的发热量比较大，如果想要芯片运行在较低的温度区域里，就需要保持对芯片的高效率的散热，由于芯片的表面积一般较小，一般的散热技术手段很难在狭小的区域保持较大的散热功率。而在本发明采用的技术手段中，散热片的吸热面与芯片保持无缝贴合，芯片的热量可以直接传导至吸热面，吸热面将热量传递给液体传热介质，液体传热介质发生气化吸收大量的从吸热面传递来的热量，进而降低吸热面的温度，芯片的温度也随之降低，气化的传热介质向上聚集到与吸热面相对的散热片空腔冷却面，冷却面远离吸热面，因此温度较低，气化的传热介质在冷却侧进行冷凝，在变成液体传热介质，然后回流至吸热面继续参与吸热，带走大量的芯片产生的热量。

作为优选，所述散热片包括吸热部和散热部，吸热部设置在芯片一侧，散热部设置在与吸热面相对的芯片另一侧，吸热部与散热部通过连接部连接，连接部内有连接腔，连接腔联通吸热部的空腔以及散热部的空腔。由于芯片在使用过程中不能保证一面一直处于向下状态所以在芯片处于反向设置时，吸热部就相当于散热部，散热部就相当于吸热部，液体传热介质由于重力作用在散热部气化吸热，然后汇聚到吸热部冷凝放热，由于空腔的是狭窄的，由于毛细作用，即使芯片不能水平放置，在芯片下方的空腔里会充满液体传热介质。