[發(fā)明專利]一種雙循環(huán)散熱系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110346340.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN113113370A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃小偉;王宗旺;鄭俊守;夏曉亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州芯耘光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/427
• 分類號(hào): H01L23/427;H01L23/38;G05D23/20
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種雙循環(huán)散熱系統(tǒng)，包括芯片和散熱片，散熱片內(nèi)形成空腔，空腔內(nèi)填充液體傳熱介質(zhì)，散熱片吸熱面與芯片一面貼合。所述散熱片包括吸熱部和散熱部，吸熱部設(shè)置在芯片一側(cè)，散熱部設(shè)置在與吸熱面相對(duì)的芯片另一側(cè)，吸熱部與散熱部通過連接部連接，連接部?jī)?nèi)有連接腔，連接腔聯(lián)通吸熱部的空腔以及散熱部的空腔。本發(fā)明提供一種提高對(duì)芯片的散熱效果的雙循環(huán)散熱系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及芯片散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙循環(huán)散熱系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

目前，大多數(shù)商用的光收發(fā)器件是由光探測(cè)器、放大器、以及激光器、調(diào)制器、調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電路、控制電路芯片等分立器件混合封裝制造而成。大部分的光探測(cè)器、激光器采用化合物工藝制造，如光探測(cè)器采用InGaAs材料、激光器采用InP材料等。相對(duì)地，放大器、調(diào)制器等采用傳統(tǒng)的CMOS工藝制造。封裝時(shí)，通常利用金屬線鍵合的方式來實(shí)現(xiàn)各分立器件的通信連接，這種互聯(lián)方式必然出現(xiàn)較大的寄生效應(yīng)，影響光收發(fā)機(jī)性能。同時(shí)，采用不同工藝制造的分立器件封裝工序復(fù)雜，集成后的器件體積大，不能適應(yīng)產(chǎn)品小型化的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。并且，化合物工藝制造芯片成本高昂，尤其是在多信道通信應(yīng)用場(chǎng)景下，由于信道的增多，芯片數(shù)量隨之增加，由此帶來的成本問題愈發(fā)凸顯。而將光探測(cè)器、放大器、以及激光器、調(diào)制器、調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電路、控制電路芯片等分立器件放在硅基半導(dǎo)體上則會(huì)導(dǎo)致硅基半導(dǎo)體的發(fā)熱量大大增加，而對(duì)于單顆芯片的大量發(fā)熱問題，現(xiàn)有技術(shù)的解決方案的效果并不理想。如CN202020411930.7提出一種降翹散熱芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括中部開設(shè)有安裝孔的第一塑封層，所述安裝孔內(nèi)布置有第一芯片組和至少1個(gè)被動(dòng)元件后填充有模塑化合物材料；內(nèi)嵌有第二芯片組的上封體結(jié)構(gòu)焊錫電連接于第一塑封層上方；布線層，設(shè)置于第一塑封層下方，所述布線層與第一芯片組、第二芯片組和被動(dòng)元件的電信號(hào)引出與布線層電連接，所述布線層底部設(shè)有若干個(gè)電連接的焊接凸塊。上述方案是通過填充模塑化合物材料平衡第一芯片組、被動(dòng)元件和第一塑封層之間的熱膨脹系數(shù)，使得通過接觸傳導(dǎo)出的熱量更多來達(dá)到降低芯片溫度的效果，但是這只是在小修小補(bǔ)，并不能徹底解決單顆芯片的大量散熱問題，而本申請(qǐng)就提出一種新的思路來解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的芯片散熱效果不好問題，提出一種提高對(duì)芯片的散熱效果的雙循環(huán)散熱系統(tǒng)及其控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種雙循環(huán)散熱系統(tǒng)，包括芯片和散熱片，散熱片內(nèi)形成空腔，空腔內(nèi)填充液體傳熱介質(zhì)，散熱片吸熱面與芯片一面貼合。由于芯片的發(fā)熱量比較大，如果想要芯片運(yùn)行在較低的溫度區(qū)域里，就需要保持對(duì)芯片的高效率的散熱，由于芯片的表面積一般較小，一般的散熱技術(shù)手段很難在狹小的區(qū)域保持較大的散熱功率。而在本發(fā)明采用的技術(shù)手段中，散熱片的吸熱面與芯片保持無縫貼合，芯片的熱量可以直接傳導(dǎo)至吸熱面，吸熱面將熱量傳遞給液體傳熱介質(zhì)，液體傳熱介質(zhì)發(fā)生氣化吸收大量的從吸熱面?zhèn)鬟f來的熱量，進(jìn)而降低吸熱面的溫度，芯片的溫度也隨之降低，氣化的傳熱介質(zhì)向上聚集到與吸熱面相對(duì)的散熱片空腔冷卻面，冷卻面遠(yuǎn)離吸熱面，因此溫度較低，氣化的傳熱介質(zhì)在冷卻側(cè)進(jìn)行冷凝，在變成液體傳熱介質(zhì)，然后回流至吸熱面繼續(xù)參與吸熱，帶走大量的芯片產(chǎn)生的熱量。

作為優(yōu)選，所述散熱片包括吸熱部和散熱部，吸熱部設(shè)置在芯片一側(cè)，散熱部設(shè)置在與吸熱面相對(duì)的芯片另一側(cè)，吸熱部與散熱部通過連接部連接，連接部?jī)?nèi)有連接腔，連接腔聯(lián)通吸熱部的空腔以及散熱部的空腔。由于芯片在使用過程中不能保證一面一直處于向下狀態(tài)所以在芯片處于反向設(shè)置時(shí)，吸熱部就相當(dāng)于散熱部，散熱部就相當(dāng)于吸熱部，液體傳熱介質(zhì)由于重力作用在散熱部氣化吸熱，然后匯聚到吸熱部冷凝放熱，由于空腔的是狹窄的，由于毛細(xì)作用，即使芯片不能水平放置，在芯片下方的空腔里會(huì)充滿液體傳熱介質(zhì)。