[發明專利]一種芯片散熱系統及其制備方法

在審

• 申請號: 201910009593.0
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN109904129A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 張哲明;陳磊;劉豐峰;毛佳文
• 申請（專利權）人: 上海億算科技有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/467
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種芯片散熱系統及其制備方法，通過對散熱系統中，散熱片面積的階梯性的差異化設計，從而保證不同芯片的工作溫度趨于一致；進一步，利用襯底偏壓技術，調節每一顆芯片的產熱量，使得不同芯片的產熱?散熱達到一個平衡的狀態，使芯片工作溫度更加趨于一致。本發明所述的芯片散熱系統對芯片的工作溫度調節有更高的精度和更廣的應用范圍，提高系統的性能、延長系統使用壽命和降低總能耗。

技術領域

本發明屬于半導體散熱技術領域，具體涉及一種芯片散熱系統及其制備方法。

背景技術

隨著高科技的發展，電子產品越來越復雜，電子元器件的數量越來越多。電子產品內有許多高功率芯片一起工作，單位體積內的發熱量很大，如果不對其進行散熱，會對系統的性能和壽命造成極大影響。

傳統散熱方式是將散熱片安裝在電路板上，然后利用風扇從電路板的一端吹風至另一端來散熱。然而，受到風扇和散熱片的物理位置限制，風扇產生的氣流先和較近的散熱片作熱交換，此時的氣流溫度較低，熱交換的溫差較大，散熱效率高；然后氣流隨著風向流動，和較遠處的散熱片作熱交換，因為之前做過熱交換的緣故，此時氣流溫度較高，熱交換的溫差較小，散熱效率低。因此，距離風扇較近的芯片工作溫度低，距離風扇較遠的芯片工作溫度高，因此，這種傳統的散熱方式無法解決芯片間散熱均衡問題。

對于一些芯片來說，在不同溫度下工作會導致芯片有不同的性能，包括但不限于工作頻率，工作能耗，電流大小，電壓大小等等。同一個系統中，芯片間性能的差異會導致系統效率降低，能耗增加，使用壽命減少等問題。

綜上，如何在滿足芯片散熱要求的條件下，盡可能的確保系統內的芯片工作溫度(芯片結溫)在同一溫度，是本專利需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種解決現有技術中，由于芯片發熱、散熱不均衡導致芯片工作溫度(芯片結溫)差異比較大的問題。本發明提供一種如下的芯片散熱系統及其制備方法：

一種芯片散熱系統,包括:

電路板；

位于所述電路板其中一面的多顆芯片；

散熱器,所述散熱器與所述芯片鄰接,用于對所述芯片進行散熱；

風扇,所述風扇用于將空氣從所述電路板的一端沿所述散熱器吹風至所述電路板的另一端；

其中,所述散熱器的散熱片散熱面積沿所述空氣流動方向階梯性增加。

進一步，所述散熱片為翅片高度階梯性增高的翅片結構，通過階梯性增高的翅片高度獲得所述散熱面積的散熱片。

進一步，所述散熱片面積與△T成正比,其中,△T為工作狀態下,散熱片溫度與空氣流溫度之間的溫差。

進一步，所述芯片散熱系統中，各芯片的工作溫度最大值與最小值之差可控制不超過10±1℃。

進一步，所述芯片散熱系統中,所述散熱器為連續的整體散熱結構、或對應設置于各芯片上的多個獨立散熱結構組成。

進一步，所述芯片散熱系統還包括襯底偏壓裝置，所述襯底偏壓裝置用于改變芯片的閥值電壓，使芯片散熱系統中各芯片的工作溫度趨于一致。

進一步，所述芯片散熱系統中，各芯片的工作溫度最大值與最小值之差可控制不超過2±1℃。

進一步，所述風扇為包括兩個，所述風扇分別位于電路板兩端，其中，一端的風扇用來吸取冷空氣，向散熱器吹風，另一端的風扇用來排出經過熱交換后的熱空氣。