[发明专利]用于高功率芯片封装散热的装置和系统

说明书

本发明公开一种用于高功率芯片封装散热的装置和系统，包括依次层叠设置的电路板、绝缘层和液冷基板，液冷基板上设置有液冷通道、冷却液入口和冷却液出口，液冷通道分别与冷却液入口和冷却液出口相通，冷却液入口用于与进液管道连通，冷却液出口用于与出液管道连通。本发明技术方案中，电路板用于封装高功率芯片，高功率芯片散发的热量将经由电路板传递至液冷通道，通过液冷通道中的冷却液吸收热量并经由冷却液出口流出，从而实现对于高功率芯片的散热。本发明通过液冷的方式对高功率芯片进行散热，水冷方式在芯片封装散热装置上是一种全新的应用，相较于现有的风冷和热电制冷的方式，其具有散热效率高以及易集成加工等诸多优势。

技术领域

本发明涉及芯片封装领域，特别涉及一种用于高功率芯片封装散热的装置和系统。

背景技术

随着智能化普及及半导体市场的持续增长，嵌入式封装芯片已经广泛智能穿戴、手机、车载电子等设备等。而电子产品的小型化，芯片随着摩尔定律集成度越来越高，嵌入式芯片封装中追求更小的封装面积比，即在单位面积内能够放置更多的芯片。

但是，紧密相连的芯片在高密度的封装下，会产生更大的热功耗，导致电子产品的温度急剧上升，而高温会降低电子元器件的可靠性，从而导致电子产品失效。因此，散热严重制约了封装产品的集成化和小型化，电子元器件的热管理已经成为不可或缺的一部分。

对于制造厂商而言，在产品开发及出厂阶段前需要对电子产品进行大量的测试，在测试过程中产品放置密度大，热量大量聚集，传统风冷已经无法解决高密度热流问题，热电制冷技术则需要更多的功耗。

目前，高功率芯片的液冷散热通常采用直线形微通道，多条直线微通道在液冷散热器中并列排布输送冷却液。然而，冷却液在直线形微通道中通过，与微通道壁面的热交换不充分，吸收热量少，散热效果差；直线形微通道互相多以90度角连接，拐弯弧度过大，微型泵需要更高的功耗来保证冷却液在散热通道内的流动速度。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种用于高功率芯片封装散热的装置，旨在解决上述背景技术中所提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种用于高功率芯片封装散热的装置，包括依次层叠设置的电路板、绝缘层和液冷基板，所述液冷基板上设置有液冷通道、冷却液入口和冷却液出口，所述液冷通道分别与所述冷却液入口和所述冷却液出口相通，所述冷却液入口用于与进液管道连通，所述冷却液出口用于与出液管道连通。

进一步的，所述液冷通道呈花瓣形设置。

进一步的，所述液冷通道包括多个心形通道，多个所述心形通道围合形成花瓣形。

进一步的，所述心形通道包括四个，四个所述心形通道分别为第一心形通道、第二心形通道、第三心形通道和第四心形通道，所述第一心形通道、第二心形通道、第三心形通道和第四心形通道相互连通；

所述第一心形通道与所述第三心形通道呈轴对称设置，所述第二心形通道与所述第四心形通道呈轴对称设置，所述第一心形通道与所述冷却液入口连通，所述第三心形通道与所述冷却液出口连通。

进一步的，所述液冷基板呈矩形设置，所述第一心形通道与所述第三心形通道沿所述液冷基板的一对角线设置，所述第二心形通道与所述第四心形通道沿所述液冷基板的另一对角线设置。

进一步的，所述液冷通道包括直通通道和多个分支通道，所述多个分支通道分别与所述直通通道连通，所述直通通道设置在所述冷却液入口和所述冷却液出口之间。

进一步的，所述冷却液为去离子水、酒精或乙二醇。

进一步的，所述液冷基板和所述电路板的尺寸为30mm×30mm×0.5mm。