[發明專利]一種芯片散熱裝置及方法

在審

• 申請號: 202010310069.X
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111524865A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 劉賢兵
• 申請（專利權）人: 北京星網銳捷網絡技術有限公司
• 主分類號: H01L23/427
• 分類號: H01L23/427;H01L23/473
• 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裝置及方法。所述裝置包括：至少一個散熱器、至少一個毛細熱管、冷凝匯流盒和超聲波發生器；散熱器通過導熱界面材料與待散熱芯片表面接觸，用于吸收待散熱芯片散發的熱量，通過熱量對散熱器內的液體汽化；毛細熱管，與散熱器內部連通，并與冷凝匯流盒內部連通，用于將液體汽化后產生的氣體送入冷凝匯流盒內；冷凝匯流盒，用于對汽化后的氣體集中液化，并將液化后產生的液體通過毛細熱管回流到散熱器，通過液體的氣液狀態的互相變化對待散熱芯片降溫；超聲波發生器，置于冷凝匯流盒外部，用于通過超聲波振動，加速冷凝匯流盒內部的液體隨著毛細結構回流的速度，補償了毛細結構變形造成的熱管性能下降問題，提高散熱效率。

技術領域

本發明實施例涉及通信技術領域，具體涉及一種芯片散熱裝置及方法。

背景技術

隨著5G技術的興起，數據中心交換機的端口帶寬及密度越來越大，給交換機產品的散熱設計帶來了越來越大的挑戰。數據中心為了提高機柜利用率和端口密度，減少基建投資，要求交換機單臺每卡大多控制在19寸標準機柜的1U高度和最大1200mm深度，此外，數據中心中主要芯片產生的熱量占交換機發熱的70％以上，且數據中心產品支持400Gps端口速率的大功率芯片已經到了400多瓦的熱功率水平。因此，開發一種基于芯片級散熱模式的新型散熱架構成為數據中心產品研發的一個重要方向。

高功率芯片散熱的傳統技術方案為熱管+風冷形式，熱管技術作為一種被動式兩相換熱技術，近年來在數據中心產品上得到了廣泛的應用，包括熱管和均溫板等各種形式的散熱器，輔以風扇吹風或抽風方式，將產品內部由高功率芯片產生的熱量扇出到外部。熱管+風冷形式受限于產品內部空間及外形尺寸，限制了熱管散熱器尺寸及風扇尺寸，存在散熱瓶頸。

為了解決下一代高密度400G產品或者更高性能的AI智能硬件設備的散熱問題，目前已經出現了循環液冷系統和浸入式液冷系統。

(1)循環液冷系統

通過設備內部鋪設液冷管道，對接到整個機房鋪設的液冷管道，通過機房外部的冷卻塔或冷熱交換塔實現降溫。該方式產品成本和機房建設成本高，且管道的密閉性存在隱患，因為投資大和可靠性差的問題，無法廣泛應用。

(2)侵入式液冷系統

將整個產品浸入液體中實現散熱，整個浸入系統成本高，且為解決產品防腐蝕問題，也會增加產品設計的復雜度及降低產品可靠性，無法被數據中心客戶所接受。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明實施例提供了一種芯片散熱裝置及方法。

第一方面，本發明實施例提供一種芯片散熱裝置，包括：

至少一個散熱器、至少一個毛細熱管、冷凝匯流盒和超聲波發生器；

所述至少一個散熱器通過導熱界面材料分別與所述至少一個待散熱芯片表面接觸，用于吸收所述至少一個待散熱芯片散發的熱量，通過所述熱量對所述至少一個散熱器內的液體汽化；

所述至少一個毛細熱管，分別與所述至少一個散熱器內部連通，并匯與所述冷凝匯流盒內部連通，用于將所述液體汽化后產生的氣體送入所述冷凝匯流盒內；

所述冷凝匯流盒，用于對所述汽化后產生的氣體集中液化，并將所述液化后產生的液體通過所述至少一個毛細熱管回流至所述至少一個散熱器，通過所述液體的氣液狀態的互相變化對所述至少一個待散熱芯片降溫；其中，所述至少一個毛細熱管和所述冷凝匯流盒的內壁均為毛細結構；

所述超聲波發生器，置于所述冷凝匯流盒外部，用于通過超聲波振動，加速所述冷凝匯流盒內部的液體隨著毛細結構回流的速度。

如上述裝置，可選地，還包括：

風扇，所述風扇安裝于所述冷凝匯流盒外部，用于對所述冷凝匯流盒內部的液體降溫。

如上述裝置，可選地，還包括：