【CN109904129A】一种芯片散热系统及其制备方法【专利】
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
法，通过对散热系统中 ，散热片面积的阶梯性的 差异化设计，从而保证不同芯片的工作温度趋于 一致；进一步，利用衬底偏压技术，调节每一颗芯 片的 产热量 ，使得不同 芯片的 产热-散热达到一 个平衡的 状态 ，使芯 片工作温 度更 加趋于一致。 本发明所述的芯片散热系统对芯片的工作温度 调节有更高的精度和更广的应用范围 ，提高系统 的性能、延长系统使用寿命和降低总能耗。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910009593 .0
(22)申请日 2019 .01 .04
(71)申请人 上海亿算科技有限公司 地址 200120 上海市浦东新区自由贸易试 验区张衡路200号2幢3层
(72)发明人 张哲明 陈磊 刘丰峰 毛佳文
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
CN 109904129 A
CN 109904129 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种芯片散热系统 ,包括: 电路板； 位于所述电路板其中一面的多颗芯片； 散热器 ,所述散热器与所述芯片邻接 ,用于对所述芯片进行散热； 风扇 ,所述风扇用于将空气从所述电路板的一端沿所述散热器吹风至所述电路板的另 一端； 其中 ,所述散热器的散热片散热面积沿所述空气流动方向阶梯性增加。 2 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述散热片为翅片高度阶梯性增 高的翅片结构，通过阶梯性增高的翅片高度获得所述散热面积的散热片。 3 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述散热片面积与△T成正比 ,其 中 ,△T为工作状态下 ,散热片温度与空气流温度之间的温差。 4 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述芯片散热系统中，各芯片的 工作温度最大值与最小值之差可控制不超过10±1℃。 5 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述芯片散热系统中 ,所述散热 器为连续的整体散热结构、或对应设置于各芯片上的多个独立散热结构组成。 6 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述芯片散热系统还包括衬底偏 压装置 ，所述衬底偏压装置 用于改 变芯片的阀 值电 压 ，使芯片散热 系统中各芯片的 工作温 度趋于一致。 7 .根据权利要求6所述的芯片散热系统，其特征在于，所述芯片散热系统中，各芯片的 工作温度最大值与最小值之差可控制不超过2±1℃。 8 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述风扇为包括两个，所述风扇 分别位于电 路板两端 ，其中 ，一端的风 扇用来吸取冷空气 ，向散热器吹风 ，另一端的风 扇用 来排出经过热交换后的热空气。 9 .一种如权利要求1-8任意一项所述芯片散热系统的制备方法，包括以下步骤：将所述 散热 系统中散热器的 散热片面积设置为阶 梯性 增加 ，使工作态下 ，散热器不同 位置的 散热 量趋于一致 ；设置衬底偏压装置 ，所述衬底偏压装置 用于对工作状态下的 过热的 芯片采 用 负偏压调节，温度较低的芯片采用正偏压调节，使各芯片的产热量趋于一致。
2
CN 109904129 A
说 明 书
1/5 页
一种芯片散热系统及其制备方法
技术领域 [0001] 本发明属于半导体散热技术领域，具体涉及一种芯片散热系统及其制备方法。
背景技术 [0002] 随着高科技的发展，电子产品越来越复杂，电子元器件的数量越来越多。电子产品 内有许多高功率芯片一起工作，单位体积内的发热量很大，如果不对其进行散热，会对系统 的性能和寿命造成极大影响。 [0003] 传统散热方式是将散热片安装在电路板上，然后利用风扇从电路板的一端吹风至 另一端来散热。然而，受到风扇和散热片的物理位置限制，风扇产生的气流先和较近的散热 片作热交换 ，此时的 气流温度较低 ，热交换的温差较大 ，散热效率高 ；然后气流随 着风向流 动 ，和较远处的 散热片作热交换 ，因为之前做过热交换的缘故 ，此时气流温度较高 ，热交换 的温差较小 ，散热效率低。因此 ，距离风 扇较近的 芯片工作温 度低 ，距离风 扇较远的 芯片工 作温度高，因此，这种传统的散热方式无法解决芯片间散热均衡问题。 [0004] 对于一些芯片来说，在不同温度下工作会导致芯片有不同的性能，包括但不限于 工作频率，工作能耗，电流大小，电压大小等等。同一个系统中，芯片间性能的差异会导致系 统效率降低，能耗增加，使用寿命减少等问题。 [0005] 综上，如何在满足芯片散热要求的条件下，尽可能的确保系统内的芯片工作温度 (芯片结温)在同一温度，是本专利需要解决的问题。
发明内容 [0006] 本发明的目的是提供一种解决现有技术中，由于芯片发热、散热不均衡导致芯片 工作温度(芯片结温)差异比较大的问题。本发明提供一种如下的芯片散热系统及其制备方 法： [0007] 一种芯片散热系统 ,包括: [0008] 电路板； [0009] 位于所述电路板其中一面的多颗芯片； [0010] 散热器 ,所述散热器与所述芯片邻接 ,用于对所述芯片进行散热； [0011] 风扇 ,所述风扇用于将空气从所述电路板的一端沿所述散热器吹风至所述电路板 的另一端； [0012] 其中 ,所述散热器的散热片散热面积沿所述空气流动方向阶梯性增加。 [0013] 进一步，所述散热片为翅片高度阶梯性增高的翅片结构，通过阶梯性增高的翅片 高度获得所述散热面积的散热片。 [0014] 进一步，所述散热片面积与△T成正比 ,其中 ,△T为工作状态下 ,散热片温度与空 气流温度之间的温差。 [0015] 进一步，所述芯片散热系统中，各芯片的工作温度最大值与最小值之差可控制不 超过10±1℃。
(51)Int .Cl . H01L 23/367(2006 .01) H01L 23/467(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109904129 A (43)申请公布日 2019.06.18
( 54 )发明 名称 一种芯片散热系统及其制备方法
(wenku.baidu.com57 )摘要 本发明提供一种芯片散热系统及其制备方
3
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910009593 .0
(22)申请日 2019 .01 .04
(71)申请人 上海亿算科技有限公司 地址 200120 上海市浦东新区自由贸易试 验区张衡路200号2幢3层
(72)发明人 张哲明 陈磊 刘丰峰 毛佳文
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
CN 109904129 A
CN 109904129 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种芯片散热系统 ,包括: 电路板； 位于所述电路板其中一面的多颗芯片； 散热器 ,所述散热器与所述芯片邻接 ,用于对所述芯片进行散热； 风扇 ,所述风扇用于将空气从所述电路板的一端沿所述散热器吹风至所述电路板的另 一端； 其中 ,所述散热器的散热片散热面积沿所述空气流动方向阶梯性增加。 2 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述散热片为翅片高度阶梯性增 高的翅片结构，通过阶梯性增高的翅片高度获得所述散热面积的散热片。 3 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述散热片面积与△T成正比 ,其 中 ,△T为工作状态下 ,散热片温度与空气流温度之间的温差。 4 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述芯片散热系统中，各芯片的 工作温度最大值与最小值之差可控制不超过10±1℃。 5 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述芯片散热系统中 ,所述散热 器为连续的整体散热结构、或对应设置于各芯片上的多个独立散热结构组成。 6 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述芯片散热系统还包括衬底偏 压装置 ，所述衬底偏压装置 用于改 变芯片的阀 值电 压 ，使芯片散热 系统中各芯片的 工作温 度趋于一致。 7 .根据权利要求6所述的芯片散热系统，其特征在于，所述芯片散热系统中，各芯片的 工作温度最大值与最小值之差可控制不超过2±1℃。 8 .根据权利要求1所述的芯片散热系统，其特征在于，所述风扇为包括两个，所述风扇 分别位于电 路板两端 ，其中 ，一端的风 扇用来吸取冷空气 ，向散热器吹风 ，另一端的风 扇用 来排出经过热交换后的热空气。 9 .一种如权利要求1-8任意一项所述芯片散热系统的制备方法，包括以下步骤：将所述 散热 系统中散热器的 散热片面积设置为阶 梯性 增加 ，使工作态下 ，散热器不同 位置的 散热 量趋于一致 ；设置衬底偏压装置 ，所述衬底偏压装置 用于对工作状态下的 过热的 芯片采 用 负偏压调节，温度较低的芯片采用正偏压调节，使各芯片的产热量趋于一致。
2
CN 109904129 A
说 明 书
1/5 页
一种芯片散热系统及其制备方法
技术领域 [0001] 本发明属于半导体散热技术领域，具体涉及一种芯片散热系统及其制备方法。
背景技术 [0002] 随着高科技的发展，电子产品越来越复杂，电子元器件的数量越来越多。电子产品 内有许多高功率芯片一起工作，单位体积内的发热量很大，如果不对其进行散热，会对系统 的性能和寿命造成极大影响。 [0003] 传统散热方式是将散热片安装在电路板上，然后利用风扇从电路板的一端吹风至 另一端来散热。然而，受到风扇和散热片的物理位置限制，风扇产生的气流先和较近的散热 片作热交换 ，此时的 气流温度较低 ，热交换的温差较大 ，散热效率高 ；然后气流随 着风向流 动 ，和较远处的 散热片作热交换 ，因为之前做过热交换的缘故 ，此时气流温度较高 ，热交换 的温差较小 ，散热效率低。因此 ，距离风 扇较近的 芯片工作温 度低 ，距离风 扇较远的 芯片工 作温度高，因此，这种传统的散热方式无法解决芯片间散热均衡问题。 [0004] 对于一些芯片来说，在不同温度下工作会导致芯片有不同的性能，包括但不限于 工作频率，工作能耗，电流大小，电压大小等等。同一个系统中，芯片间性能的差异会导致系 统效率降低，能耗增加，使用寿命减少等问题。 [0005] 综上，如何在满足芯片散热要求的条件下，尽可能的确保系统内的芯片工作温度 (芯片结温)在同一温度，是本专利需要解决的问题。
发明内容 [0006] 本发明的目的是提供一种解决现有技术中，由于芯片发热、散热不均衡导致芯片 工作温度(芯片结温)差异比较大的问题。本发明提供一种如下的芯片散热系统及其制备方 法： [0007] 一种芯片散热系统 ,包括: [0008] 电路板； [0009] 位于所述电路板其中一面的多颗芯片； [0010] 散热器 ,所述散热器与所述芯片邻接 ,用于对所述芯片进行散热； [0011] 风扇 ,所述风扇用于将空气从所述电路板的一端沿所述散热器吹风至所述电路板 的另一端； [0012] 其中 ,所述散热器的散热片散热面积沿所述空气流动方向阶梯性增加。 [0013] 进一步，所述散热片为翅片高度阶梯性增高的翅片结构，通过阶梯性增高的翅片 高度获得所述散热面积的散热片。 [0014] 进一步，所述散热片面积与△T成正比 ,其中 ,△T为工作状态下 ,散热片温度与空 气流温度之间的温差。 [0015] 进一步，所述芯片散热系统中，各芯片的工作温度最大值与最小值之差可控制不 超过10±1℃。
(51)Int .Cl . H01L 23/367(2006 .01) H01L 23/467(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109904129 A (43)申请公布日 2019.06.18
( 54 )发明 名称 一种芯片散热系统及其制备方法
(wenku.baidu.com57 )摘要 本发明提供一种芯片散热系统及其制备方
3