一种散热结构以及计算设备的制作方法

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种散热速度快、散热效率高、散热面积大的散热结构以及计算设备。

背景技术：

随着电子技术的发展，为了满足高性能和便携式的需求，计算设备的计算和处理能力越来越强，晶片的集成度也越来越高，其在运行过程中产生的热量越来越大。为了使晶片能够正常工作，其必须工作于适宜的工作温度下，以避免温度过高造成晶片性能下降或损坏。现有的散热结构存在散热速度慢、散热效率低、散热面积小等问题，很难满足高性能计算设备的散热需求。因此本领域需要一种散热速度快、散热效率高、散热面积大的散热结构。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种散热速度快、散热效率高、散热面积大的散热结构以及计算设备。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种散热结构，包括：印刷电路板；晶片封装结构，贴附于所述印刷电路板；壳体，覆盖所述晶片封装结构，用于将所述晶片封装结构产生的热量散出。

在本实用新型的一些实施例中，所述晶片封装结构包括：晶片，所述晶片的背面暴露于外界环境。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体由底板和侧边围成，扣在所述晶片封装结构上。

在本实用新型的一些实施例中，所述底板贴附于所述晶片封装结构的顶面，所述侧边贴附于所述晶片封装结构的侧面。

在本实用新型的一些实施例中，所述底板与所述晶片的背面之间涂覆有焊锡。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体为片状结构，贴附于所述晶片封装结构上。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体包括：膜片、以及膜片四周的边框；所述边框置于所述晶片封装结构顶面，所述膜片通过焊锡粘贴于所述晶片的背面。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体包括：底板、以及形成于所述底板上的凸台；所述凸台通过焊锡粘贴于所述晶片的背面。

在本实用新型的一些实施例中，所述底板的形状与所述晶片封装结构顶面的形状相同或不同。

在本实用新型的一些实施例中，所述底板的尺寸大于、等于、或小于所述晶片封装结构顶面的尺寸。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体包括：底板、以及形成于底板侧边的至少一对限位条与至少一对限位块。

在本实用新型的一些实施例中，所述底板通过焊锡粘贴于所述晶片的背面，所述限位条和所述限位块卡住所述晶片封装结构的侧面。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体具有底板和侧板；所述侧板固定于所述印刷电路板的贴附有晶片封装结构的表面，所述壳体与所述印刷电路板之间形成密封的冷却腔，所述晶片封装结构位于所述冷却腔中；冷却液，填充于所述冷却腔中，所述晶片封装结构浸泡在所述冷却液中。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体呈扁平状，所述底板贴近所述晶片封装结构的顶面，所述侧板与所述晶片封装结构侧面的距离大于所述底板与所述晶片封装结构顶面的距离。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体呈柱状，所述侧板贴近所述晶片封装结构的侧面，所述底板与所述晶片封装结构顶面的距离大于所述侧板与所述晶片封装结构侧面的距离。

在本实用新型的一些实施例中，所述晶片封装结构位于所述冷却腔的中心位置，或者，位于偏离所述冷却腔中心的位置。

在本实用新型的一些实施例中，所述冷却液充满所述冷却腔。

在本实用新型的一些实施例中，所述冷却液的填充量小于所述冷却腔的容积。

在本实用新型的一些实施例中，所述冷却液至少覆盖所述晶片封装结构的底面。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体为方形壳体、圆形壳体、三角形壳体和多边形壳体的至少一种。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体的垂直于所述印刷电路板的截面形状为方形、半椭圆形、三角形和梯形的至少一种。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体采用导热材料。

在本实用新型的一些实施例中，所述导热材料为金属。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体的底板和/或侧板为平面结构或非平面结构。

在本实用新型的一些实施例中，所述非平面结构包括至少一个盲孔、沟槽结构、至少一个凸起的任意一种，或者任意两种以上的组合。

在本实用新型的一些实施例中，所述盲孔为圆孔、椭圆孔、方孔、条形孔、三角形孔、多边形孔的至少一种。

在本实用新型的一些实施例中，所述至少一个盲孔呈现有序或无序的分布。

在本实用新型的一些实施例中，当所述至少一个盲孔呈现有序时，其分布密度均匀或不均匀。

在本实用新型的一些实施例中，所述至少一个盲孔呈二维阵列排布，或围成多圈同心圆。

在本实用新型的一些实施例中，所述盲孔的轴线垂直于形成有所述非平面结构的表面，或与形成有所述非平面结构的表面的夹角为锐角或钝角。

在本实用新型的一些实施例中，所述沟槽结构包括至少一组沟槽，每组沟槽包括多个沟槽。

在本实用新型的一些实施例中，所述沟槽结构包括一组沟槽，所述多个沟槽相互平行。

在本实用新型的一些实施例中，所述沟槽结构包括多组沟槽。

在本实用新型的一些实施例中，所述每组沟槽的多个沟槽之间相互平行或不平行。

在本实用新型的一些实施例中，所述沟槽为直沟槽或者波浪形沟槽。

在本实用新型的一些实施例中，所述沟槽的横截面是矩形、半圆形、半椭圆形、三角形、多边形的至少其中之一，或者，近似于上述各个形状的至少其中之一，所述横截面是指垂直于形成有所述非平面结构的表面的横截面。

在本实用新型的一些实施例中，所述至少一个凸起呈现有序或无序的分布。

在本实用新型的一些实施例中，当所述至少一个凸起呈现有序时，其分布密度均匀或不均匀。

在本实用新型的一些实施例中，所述至少一个凸起呈二维阵列排布，或围成多圈同心圆。

在本实用新型的一些实施例中，所述凸起的形状为山丘状、波浪状、金字塔状、凸台、圆台、圆锥、棱锥的至少其中之一；所述凸起的横截面形状为圆形、椭圆形、方形、条形、三角形、多边形的至少其中之一，所述横截面是指平行于形成有所述非平面结构的表面的横截面。

在本实用新型的一些实施例中，所述晶片封装结构的数量为一个或多个。

在本实用新型的一些实施例中，还包括：循环吸热组件，与所述壳体的冷却腔连通，用于形成循环冷却液流。

在本实用新型的一些实施例中，所述循环吸热组件包括：管道，两端与所述壳体的冷却腔连通；液体泵与吸热器，依次设置于所述管道上；所述液体泵用于在所述壳体的冷却腔与所述管道中形成冷却液流，所述吸热器用于吸收所述冷却液中的热量。

在本实用新型的一些实施例中，所述吸热器采用换热器。

在本实用新型的一些实施例中，所述循环吸热组件的数量为一个或多个。

在本实用新型的一些实施例中，所述晶片封装结构包括：晶片，具有多个表面，所述多个表面中的至少一个表面形成有非平面结构。

在本实用新型的一些实施例中，所述底板上粘贴有散热片。

本实用新型还提供了一种计算设备，包括至少一个上述散热结构。

(三)有益效果

散热结构的壳体贴附于晶片封装结构，由于壳体是金属等导热性能好的材料，晶片封装结构产生的热量可经壳体快速散出，提高了散热速度和散热效率。

附图说明

图1(a)、图1(b)是本实用新型第一实施例的散热结构的纵剖面图。

图2是本实用新型第一实施例的散热结构的另一个纵剖面图。

图3(a)是本实用新型第一实施例的散热结构的壳体的结构示意图，

图3(b)、图3(c)分别是本实用新型第一实施例的散热结构的两个垂直方向上的纵剖面图。

图4是本实用新型第二实施例的散热结构的纵剖面图。

图5是本实用新型第二实施例的散热结构的另一纵剖面图。

图6是本实用新型第一实施例的散热结构的另一纵剖面图。

图7(a)、图7(b)、图7(c)、图7(d)均是本实用新型第二实施例的散热结构的俯视图。

图8(a)、图8(b)、图8(c)均是本实用新型第二实施例的散热结构的剖面图。

图9是本实用新型第二实施例的散热结构的另一纵剖面图。

图10(a)、图10(b)均是本实用新型第二实施例的散热结构的俯视图。

图11(a)、图11(b)、图11(c)、图11(d)、图11(e)、图11(f) 均是本实用新型第二实施例的散热结构的俯视图。

图12是本实用新型第二实施例的散热结构的另一纵剖面图。

图13是本实用新型第三实施例的散热结构的纵剖面图。

图14(a)、图14(b)、图14(c)分别是本实用新型第五实施例计算设备的两个立体外观图和剖面图。

【符号说明】

1-印刷电路板；

2-壳体；21-冷却液；22-管道；23-液体泵；24-吸热器；25-盲孔；26- 沟槽；27-凸起；201-底板；202-侧边；203-凸台；204-限位条；205-限位块；206-膜片；207-边框；

3-晶片封装结构；31-焊球；32-基板；33-封胶体；34-晶片；35-凸块；

4-计算设备；41-壳体；42-散热结构；43-散热片；44-风扇；45-进风口。

具体实施方式

下面将结合实施例和实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型第一实施例的散热结构，包括：晶片封装结构3、印刷电路板1(PCB)、以及壳体2。

在一个示例中，如图1(a)所示，晶片封装结构包括：晶片34、基板32、封胶体33。晶片34倒装于基板32上，晶片34的主动面形成有凸块35，晶片34通过凸块35电性连接基板32。基板32的下表面形成有焊球31，内部形成有导线，焊球31经导线与晶片的凸块35电性连接。PCB 的相应位置形成有焊盘，焊球31电性连接PCB的焊盘。封胶体33用于填充和保护晶片34。本实施例采用晶片外露式封装结构。封胶体33形成于基板32上表面并包覆晶片34，但晶片34的背面未被封胶体33覆盖，而暴露于外界环境。

壳体2由底板201和侧边202围成，其扣在晶片封装结构3上。在本实施例中，底板201贴附于晶片封装结构3的顶面，侧边202贴附于晶片封装结构3的侧面。壳体2采用导热性能好的材料，例如金属。可在晶片 34的背面涂覆焊锡，用于粘贴壳体，可将晶片34产生的热量更快地传递给壳体。

本实施例的散热结构，由于壳体是金属等导热性能好的材料，晶片封装结构3产生的热量可经壳体2快速散出，提高了散热速度和散热效率。由于壳体2贴附于晶片封装结构3的顶面和侧面，增大了壳体2与晶片封装结构3的接触面积，晶片封装结构3产生的热量可更快地经壳体2散出，进一步提高了散热速度和散热效率。

在另一个示例中，如图1(b)所示，壳体2为片状结构，包括膜片 206、以及膜片206四周的边框207。壳体2贴附于晶片封装结构3上，边框207置于晶片封装结构3顶面，膜片206与晶片34背面之间通过焊锡粘贴。本示例壳体的膜片206非常薄，其厚度可小于1mm，优选0.5mm。晶片封装结构3产生的热量可经膜片206快速散出，提高了散热速度和散热效率。

在另一个示例中，如图2所示，壳体2为板状结构，包括底板201、以及形成于底板201上的凸台203。凸台203与晶片34背面之间通过焊锡粘贴在一起。晶片封装结构3产生的热量可经凸台203传给底板201，从而快速散出，提高了散热速度和散热效率。

本实施例对壳体2的形状和尺寸不加以限制。底板201的形状可以与晶片封装结构3的顶面形状相同，也可以不同。底板201的形状例如可以是圆形、椭圆、正方形、长方形、三角形、多边形等。底板201的尺寸可以与晶片封装结构2顶面的尺寸相同。也可以小于或大于晶片封装结构2 顶面的尺寸，其可以关于晶片封装结构3顶面对称或非对称设置。

在另一个示例中，壳体为板状结构，包括底板、以及形成于底板侧边上的至少一对限位条与至少一对限位块。如图3(a)所示，壳体2包括：四边形底板201、一对限位条204以及一对限位块205。限位条204形成于底板201的两个相对侧边上，限位块205形成于底板201的另外两个相对侧边上。底板201与晶片34背面之间可通过焊锡粘贴在一起。如图3 (b)所示，限位条204卡住晶片封装结构3的相对两个侧面，如图3(c) 所示，限位块205卡住晶片封装结构3的另两个相对侧面，从而限制壳体 2的位置，避免壳体2相对于晶片封装结构3错位或偏移，以保证散热效果并保持散热结构的整体美观。

本实用新型第二实施例的散热结构，为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

如图4所示，壳体2并非贴附于晶片封装结构3上，而是固定于PCB 上，壳体2与PCB之间形成密封的冷却腔，晶片封装结构3位于冷却腔中，冷却腔内填充有冷却液21，壳体2与冷却腔内的冷却液21组成液冷装置。晶片封装结构3浸泡在冷却液21中。冷却液21可以采用二甲基硅油或者其他种类的液体。

本实施例的散热结构，由于晶片封装结构3整体浸泡在冷却液21中，晶片封装结构3工作时产生的热量可以被冷却液21快速吸收，从而使晶片封装结构3冷却降温。传统的自然散热是将热量散发至空气中，散热速度慢，效率低。而利用散热器的散热方式，散热器主要起到热量传导作用，并不能吸收热量，而且散热器一般只贴附于晶片封装结构3的一个表面，散热面积小，散热效果有限。本实施例的冷却液21可快速吸收晶片封装结构3的热量，冷却液21相对于空气导热系数高、导热性能好，冷却效率高。并且由于晶片封装结构3是整体浸泡在冷却液21中，晶片封装结构3各个面都与冷却液21接触，散热面积大，散热效果好。

本实施例对壳体2的尺寸也不加以限制，其可以根据晶片封装结构3 及其在PCB上的布局进行设置。如图4所示，当晶片封装结构3四周的空间较大时，可以采用高度较小、宽度较大的壳体2，即扁平状的壳体，使壳体2底板与晶片封装结构3顶面的距离d较小，壳体2侧板与晶片封装结构3侧面的距离d1、d2较大，这样在保证冷却液21足够的情况下，可以降低散热结构的整体高度，减小散热结构的体积。同时便于在壳体2 上粘贴散热片等散热结构。如图5所示，当晶片封装结构3四周的空间较小时，比如晶片封装结构3周围布有其他器件，可以采用高度较大、宽度较小的壳体2，即柱状的壳体，使壳体2底板与晶片封装结构3顶面的距离d较大，壳体2侧板与晶片封装结构3侧面的距离d1、d2较小，这样可以使冷却腔有足够的容积填充冷却液21，以保证冷却效果。另外，在图 4和图5中，晶片封装结构3位于冷却腔的中心位置，即d1和d2相等。但本实施例不限于此，晶片封装结构3也可以偏离冷却腔的中心位置，更靠近壳体2的一侧，即壳体2侧板与晶片封装结构3侧面的距离d1和d2 不相等。

在本实施例中，冷却液21可以如图4和图5所示充满冷却腔，也可以不充满而只填充部分冷却腔，以图6为例进行说明。冷却腔中的冷却液 21的填充量可以为冷却腔容积的1/3、1/2或2/3等，且冷却液21的液面高度应至少高于晶片封装结构3的底面，即冷却液21应覆盖晶片封装结构3的底面、底面和至少部分侧面、或底面和侧面以及顶面。可以根据晶片封装结构3的功率选择冷却液21的填充量，对于功率较大、产生热量较多的晶片封装结构3，可填充较多的冷却液21，以保证冷却效果；对于功率较小、产生热量较小的晶片封装结构3，可填充较少的冷却液21，在保证冷却效果的同时，可以节省冷却液21的用量，降低成本。同时，兼容冷却液21膨胀所增加的压强。

本实施例对壳体2的形状也不加以限制，例如，其可以如图7(a)所示为方形壳体，或可以如图7(b)所示为圆形壳体，或者，如图7(c) 和(d)所示的三角形和多边形壳体。此外，壳体2的垂直于PCB的截面形状可以是如图4所示的方形，也可以如图8(a)所示，其垂直于PCB 的截面形状为半椭圆形，或如图8(b)所示的三角形，以及如图8(c) 所示的梯形。

冷却液21吸收的热量可经过壳体2散发至空气中，使冷却液21可持续吸收晶片封装结构3的热量，进一步提高散热效果。

壳体2底板可以是如图4-6、8(a)、8(b)、8(c)所示的平面结构，也可以采用非平面结构，以图9为例进行说明。壳体2底板的非平面结构包括至少一个盲孔25，通过这些盲孔25，本实施例的壳体2增大了与空气的接触面积，可以在相同的时间内被散发更多的热量，从而提高了液冷装置的散热效率，改善了散热效果，尤其适用于高集成度的集成电路芯片。同时与散热片等连接时，增加连接面积，连接更加牢固。

本实施例的盲孔25可以呈现有序的分布，也可以呈现无序的分布。当盲孔25呈现有序的分布时，这些盲孔25可以呈现均匀的分布，也可以呈现不均匀的分布。所谓均匀与否是指盲孔25的分布密度是否一致。图 10(a)是有序、均匀分布的一个示例。图中的这些盲孔25呈二维阵列排布，即形成多行多列的矩阵式分布。

盲孔25的数量、尺寸等参数可以根据壳体2的尺寸来确定，本实施例并不加以限制。一般来说，壳体2尺寸越大，盲孔25数量相对越多。图10(a)中盲孔25的形状为圆孔，即盲孔25的平行于PCB的横截面为圆形，但本实施例并不限于此，盲孔25也可以采用其他形状，例如但不限于，椭圆孔、方孔、条形孔、三角形孔、多边形孔等等，盲孔25的平行于基板的横截面分别是椭圆、正方形、长方形、三角形、多边形。

图9中盲孔25可以称之为直孔，其轴线垂直于壳体2底板，即盲孔 25轴线与底板所在平面夹角为90度。但本实施例并不限于此，盲孔25 也可以是斜孔，即盲孔25轴线并不垂直于底板，盲孔25的轴线与壳体2 底板所在平面夹角也可以为锐角或者钝角，本实用新型并不限制盲孔25 轴线与壳体2底板所在平面的实际角度。

图10(b)是盲孔25的另一个示例，这些盲孔25围成多圈同心圆。各圈同心圆的盲孔25数量可以相同，也可以如图10(b)那样数量不同。具体来说，沿远离同心圆圆心方向，同心圆的盲孔25数量逐渐增大，即外圈同心圆的盲孔数量大于内圈同心圆的盲孔数量，这是由于外圈同心圆所占的区域面积较大，所以可以设置数量较多的盲孔。同时，内圈同心圆盲孔的横截面的尺寸可以大于外圈同心圆盲孔的横截面的尺寸，这样虽然内圈同心圆盲孔数量较少，但由于盲孔尺寸较大，所以壳体2的内圈同心圆所在区域与空气的接触面积不会减小，不会影响壳体2的整体散热效率。

在另一个示例中，壳体2底板形成的并非盲孔，而是形成有沟槽结构，沟槽结构包括至少一组沟槽，每组沟槽包括多个沟槽。

请参见图11(a)所示，该沟槽结构包括一组沟槽，该组沟槽包括多个平行的沟槽26，这些沟槽26是沿壳体2的边长方向延伸的直沟槽，各个直沟槽的长度均相同，相邻直沟槽的间距也相同。沟槽26的横截面为矩形，每个沟槽26的宽度不变，即沟槽26的截面尺寸均相等。当然相邻沟槽26的间距也可以不完全相同。各个沟槽26的长度也可以不同。如图 11(b)所示，该组沟槽多个沟槽26也可不完全平行，各个沟槽26有自己的延伸方向。沟槽26的横截面也可以是其他形状，例如但不限于半圆形、半椭圆形、三角形、多边形等基础形状，或者近似于矩形、半圆形、半椭圆形、三角形、多边形的形状。

该沟槽结构可以包括多组沟槽，每组沟槽可以采用图11(a)或(b) 所示的沟槽结构。图11(c)以两组沟槽为例进行说明，这两组沟槽的延伸方向不相同，即两组沟槽的延伸方向相互垂直，分别平行于壳体2的两个边长方向。当然，两组沟槽的延伸方向也可以是相同的。当两组沟槽的延伸方向不相同时，两组沟槽的延伸方向也可以不是相互垂直的。当两组沟槽的延伸方向相互垂直时，其延伸方向也可以不与壳体2的边长方向平行。

图11(c)所示的两组沟槽分布在壳体2的不同区域，即两组沟槽之间并无交叉。也可以如图11(d)所示，两组沟槽分布在晶片的同一区域，两组沟槽相互交叉，沟槽交汇贯通，形成网状结构。如图11(e)所示，当两组沟槽的延伸方向相互垂直时，形成井字形结构。

与上一示例类似，通过这些沟槽结构，本实施例的壳体2同样可以增大与空气的接触面积，并且相对于盲孔来说，沟槽结构可以使壳体2与空气的接触面积更大，壳体2可以在相同的时间内散出更多的热量，从而进一步提高散热结构的散热效率，改善散热效果。

沟槽26的数量、尺寸等参数可以根据壳体2的尺寸来确定，本实施例并不加以限制。一般来说，壳体2尺寸越大，沟槽26数量相对越多。在本实施例的壳体2，除直沟槽外，沟槽结构还可以采用波浪形沟槽，其轴线的延伸方向并非直线，而是呈波浪线。图11(f)所示沟槽结构与图 11(a)类似，区别在于沟槽结构采用波浪形沟槽，这可以在沟槽宽度不变的情况下，增加沟槽的长度，也就说进一步增大壳体2与空气的接触面积，从而进一步提高散热结构的散热效率，改善散热效果。

实际上，本实施例的沟槽26也并不限于直沟槽和波浪形沟槽，任何形式的沟槽均可采用。

在另一个示例中，如图12所示，该非平面结构包括至少一个凸起27。与上述示例的盲孔类似，本示例的凸起27可以呈现有序的分布，也可以呈现无序的分布。当凸起27呈现有序的分布时，这些凸起27可以呈现均匀的分布，也可以呈现不均匀的分布。所谓均匀与否是指凸起27的分布密度是否一致。凸起27可以呈二维阵列排布，即形成多行多列的矩阵式分布，也可以围成多圈同心圆，这类似于前述示例盲孔的排布方式，当凸起27围成多圈同心圆时，各圈同心圆的凸起数量可以相同，也可以不同。具体来说，沿远离同心圆圆心方向，同心圆的凸起数量逐渐增大，即外圈同心圆的凸起数量大于内圈同心圆的凸起数量。同时，内圈同心圆凸起的横截面的尺寸可以大于外圈同心圆凸起的横截面的尺寸。在此不再赘述。凸起27的形状可以是山丘状、波浪状、金字塔状、凸台、圆台、圆锥、棱锥等结构，凸起27的平行于基板的横截面可以是圆形、椭圆、方形、条形、三角形、多边形等等。

通过这些凸起27，同样可以增大壳体2与空气的接触面积，提高散热结构的散热效率，改善散热效果。

以上对本实施例的壳体2进行了说明，但这只是示例性的，为提高散热效率，改善散热效果，本实施例的非平面结构不限于盲孔、沟槽和凸起，实际上，该非平面结构可以是任何形式的非平面形状，并且壳体2底板可以形成多种非平面结构，例如，可以同时形成盲孔、沟槽和凸起，或这三种结构中的任意两种或全部三种。

以上以壳体2底板形成非平面结构进行了说明，但本实施例并不限于此。非平面结构也可以形成于壳体2的侧板，或在底板与侧板上同时形成有非平面结构。

图4所示的示例中，冷却腔中只有一个晶片封装结构，即只有一个晶片封装结构浸泡在冷却液21中，但本实施例并不限于此。本实施例的散热结构可以包括多个晶片封装结构，多个晶片封装结构均位于冷却腔中，即多个晶片封装结构均浸泡在冷却液21中，以同时对PCB上的多个晶片封装结构进行冷却散热。

本实用新型的第三实施例的散热结构，为了达到简要说明的目的，上述实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

如图13所示，散热结构还包括：循环吸热组件，循环吸热组件包括：管道22、液体泵23以及吸热器24。管道22的两端均与壳体2的冷却腔连通，液体泵23与吸热器24依次设置于管道22上，液体泵23用于在壳体2的冷却腔与管道22中形成冷却液流，吸热器24用于吸收冷却液21 中的热量。循环吸热组件与壳体2形成一循环液冷系统。

本实施例的散热结构，晶片封装结构3工作时产生的热量被冷却腔中的冷却液21快速吸收，冷却液21温度升高。在液体泵23的作用下，冷却腔中的冷却液21经管道22的a端流入管道22，经过吸热器24时冷却液21中的热量被吸收，冷却液21温度降低，温度降低后的冷却液21再经管道22的b端回流至冷却腔，以继续吸收晶片封装结构3的热量，如此不断循环以持续为晶片封装结构3冷却降温。

本实施例对冷却液21的流动方向可以是如图13所示的逆时针流动，也可以是顺时针流动。本实施例对吸热器24的类型不加以限制，其可以使任何可以将吸收热量的装置，例如换热器。

循环吸热组件的数量可以是多个，每个循环吸热组件均按照上述方式与壳体2组成循环冷却系统，以增大对晶片封装结构3的散热能力。

本实施例通过设置循环吸热组件，使冷却液21循环流动，冷却液21 吸收的热量可快速散出，大大提高了冷却液21的冷却能力，有利于长时间持续对晶片封装结构3进行散热，尤其适用于高集成度的集成电路芯片。

以下对上述第二和第三实施例的晶片封装结构3进行介绍。

晶片封装结构可以采用晶圆级芯片尺寸封装结构(WLCSP,Wafer Level Chip Scale Package)，仅包括：晶片。晶片直接倒装于PCB上，晶片通过焊球电性连接PCB的焊盘。

晶片封装结构还可以包括：晶片、基板(substrate、interposer)、封胶体(Molding compound)。

晶片，又称裸片、晶粒，其具有多个表面。晶片的多个表面包括：主动面、与主动面相对的背面、以及侧面。主动面形成有集成电路。

晶片倒装于基板上，晶片的主动面形成有凸块(bump)，晶片通过凸块电性连接基板。基板的下表面形成有焊球，内部形成有导线。晶片的凸块电性连接焊球，焊球电性连接PCB的焊盘。封胶体用于填充和保护晶片。当采用包覆模制(overmold)式封装，封胶体形成于基板上表面并完全包覆晶片，晶片背面也被封胶体覆盖。

晶片封装结构还可以采用晶片外露(exposed die)式封装。封胶体形成于基板上表面并包覆晶片的主动面和侧面，但晶片的背面未被封胶体覆盖。

晶片封装结构还可以采用裸晶(bare die)式封装。底胶(underdrill) 填充于晶片与基板之间，起到保护晶片的作用。

本实用新型的第四实施例的散热结构，为了达到简要说明的目的，上述任一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

晶片封装结构包括：晶片。晶片具有多个表面，多个表面至少包括主动面、与主动面相对的背面、以及侧面。主动面形成有集成电路。多个表面中的至少一个表面形成有非平面结构。

在一个示例中，以背面形成该非平面结构进行说明。该非平面结构包括至少一个盲孔，可利用激光打孔工艺或刻蚀工艺形成这些盲孔，刻蚀工艺可以是干式刻蚀与湿式刻蚀。通过这些盲孔，本实施例的晶片封装结构增大了晶片与冷却液的接触面积，晶片可以在相同的时间内被吸收更多的热量，从而提高了晶片封装结构的散热效率，改善了晶片封装结构的散热效果，尤其适用于高集成度的集成电路芯片。

本实施例的盲孔可以呈现有序的分布，也可以呈现无序的分布。当盲孔呈现有序的分布时，这些盲孔可以呈现均匀的分布，也可以呈现不均匀的分布。所谓均匀与否是指盲孔的分布密度是否一致。有序、均匀分布的一个示例是呈二维阵列排布，即形成多行多列的矩阵式分布。

盲孔的数量、尺寸等参数可以根据晶片的尺寸来确定，本实施例并不加以限制。一般来说，晶片尺寸越大，盲孔数量相对越多。作为一个示例，盲孔的孔深可以介于150um至200um之间，所述孔深是指背面至盲孔底部的距离。相邻盲孔之间的距离可以介于300um至500um之间，所述相邻盲孔之间的距离是指相邻盲孔轴线之间的距离。

盲孔的形状可以为圆孔，即盲孔的平行于基板的横截面为圆形，但本实施例并不限于此，盲孔也可以采用其他形状，例如但不限于，椭圆孔、方孔、条形孔、三角形孔、多边形孔等等，盲孔的平行于基板的横截面分别是椭圆、正方形、长方形、三角形、多边形。盲孔的宽度可以根据实际需要进行设置，所述盲孔的宽度可介于50um-150um之间。当采用圆孔时，指的是盲孔的直径介于50um-150um之间。

盲孔可以为直孔，其轴线垂直于背面，即盲孔轴线与背面所在平面夹角为90度。但本实施例并不限于此，盲孔也可以是斜孔，即盲孔轴线并不垂直于背面，盲孔的轴线与背面所在平面夹角也可以为锐角或者钝角，本实用新型并不限制盲孔轴线与背面所在平面的实际角度。

另一个示例的盲孔围成多圈同心圆。各圈同心圆的盲孔数量可以相同，也可以数量不同。具体来说，沿远离同心圆圆心方向，同心圆的盲孔数量逐渐增大，即外圈同心圆的盲孔数量大于内圈同心圆的盲孔数量，这是由于外圈同心圆所占的区域面积较大，所以可以设置数量较多的盲孔。同时，内圈同心圆盲孔的横截面的尺寸可以大于外圈同心圆盲孔的横截面的尺寸，这样虽然内圈同心圆盲孔数量较少，但由于盲孔尺寸较大，所以晶片的内圈同心圆所在区域与冷却液的接触面积不会减小，不会影响晶片封装结构3的整体散热效率。

在另一个示例中，晶片背面形成的并非盲孔，而是形成有沟槽结构，沟槽结构包括至少一组沟槽，每组沟槽包括多个沟槽。

该沟槽结构包括一组沟槽，该组沟槽包括多个平行的沟槽，这些沟槽是沿晶片的边长方向延伸的直沟槽，各个直沟槽的长度均相同，相邻直沟槽的间距也相同。沟槽的横截面为矩形，每个沟槽的宽度不变，即沟槽的截面尺寸均相等。当然相邻沟槽的间距也可以不完全相同。各个沟槽的长度也可以不同。该组沟槽多个沟槽也可不完全平行，各个沟槽有自己的延伸方向。沟槽的横截面也可以是其他形状，例如但不限于半圆形、半椭圆形、三角形、多边形等基础形状，或者近似于矩形、半圆形、半椭圆形、三角形、多边形的形状。

该沟槽结构可以包括多组沟槽，每组沟槽可以采用上述沟槽结构。以两组沟槽为例进行说明，这两组沟槽的延伸方向可以不相同，即两组沟槽的延伸方向相互垂直，分别平行于晶片的两个边长方向。当然，两组沟槽的延伸方向也可以是相同的。当两组沟槽的延伸方向不相同时，两组沟槽的延伸方向也可以不是相互垂直的。当两组沟槽的延伸方向相互垂直时，其延伸方向也可以不与晶片的边长方向平行。

两组沟槽可以分布在晶片的不同区域，即两组沟槽之间并无交叉。两组沟槽也可以分布在晶片的同一区域，两组沟槽相互交叉，沟槽交汇贯通，形成网状结构。当两组沟槽的延伸方向相互垂直时，形成井字形结构。

与上一示例类似，通过这些沟槽结构，本实施例的封装结构同样可以增大晶片与冷却液的接触面积，并且相对于盲孔来说，沟槽结构可以使晶片与冷却液的接触面积更大，晶片可以在相同的时间内散出更多的热量，从而进一步提高封装结构的散热效率，改善封装结构的散热效果。

沟槽的数量、尺寸等参数可以根据晶片的尺寸来确定，本实施例并不加以限制。一般来说，晶片尺寸越大，沟槽数量相对越多。作为一个示例，沟槽的深度可以介于150um至200um之间，所述深度是指晶片背面至沟槽底部的距离。每组沟槽的相邻沟槽之间的距离可以介于300um至500um 之间，所述相邻沟槽之间的距离是指相邻沟槽的轴线之间的距离。沟槽的宽度可以介于50um-150um之间，所述宽度是指沟槽垂直于其延伸方向的长度。

在本实施例的晶片封装结构，除直沟槽外，沟槽结构还可以采用波浪形沟槽，其轴线的延伸方向并非直线，而是呈波浪线，这可以在沟槽宽度不变的情况下，增加沟槽的长度，也就说进一步增大晶片与冷却液的接触面积，从而进一步提高封装结构的散热效率，改善封装结构的散热效果。

实际上，本实施例的晶片封装结构，沟槽也并不限于直沟槽和波浪形沟槽，任何形式的沟槽均可采用。

在另一个示例中该非平面结构包括至少一个凸起，可利用激光打孔工艺或刻蚀工艺形成这些凸起，刻蚀工艺可以是干式刻蚀与湿式刻蚀。

与上述示例的盲孔类似，本示例的凸起可以呈现有序的分布，也可以呈现无序的分布。当凸起呈现有序的分布时，这些凸起可以呈现均匀的分布，也可以呈现不均匀的分布。所谓均匀与否是指凸起的分布密度是否一致。凸起可以呈二维阵列排布，即形成多行多列的矩阵式分布，也可以围成多圈同心圆，这类似于前述示例盲孔的排布方式，当凸起围成多圈同心圆时，各圈同心圆的凸起数量可以相同，也可以不同。具体来说，沿远离同心圆圆心方向，同心圆的凸起数量逐渐增大，即外圈同心圆的凸起数量大于内圈同心圆的凸起数量。同时，内圈同心圆凸起的横截面的尺寸可以大于外圈同心圆凸起的横截面的尺寸。在此不再赘述。凸起的形状可以是山丘状、波浪状、金字塔状、凸台、圆台、圆锥、棱锥等结构，凸起的平行于基板的横截面可以是圆形、椭圆、方形、条形、三角形、多边形等等。

通过这些凸起，封装结构同样可以增大晶片与冷却液的接触面积，提高封装结构的散热效率，改善了封装结构的散热效果。

以上对本实施例的晶片封装结构进行了说明，但这只是示例性的，为提高封装结构的散热效率，改善封装结构的散热效果，本实施例的非平面结构不限于盲孔、沟槽和凸起，实际上，该非平面结构可以是任何形式的非平面形状，并且晶片背面可以形成多种非平面结构，例如，可以同时形成盲孔、沟槽和凸起，或这三种结构中的任意两种或全部三种。

以上以晶片背面形成非平面结构进行了说明，但本实施例并不限于此。非平面结构也可以形成于晶片主动面或侧面。晶片的主动面、背面和侧面的数量均可以大于1，在这些主动面、背面或侧面上可以均形成有非平面结构。或者，在晶片的主动面、背面和侧面的其中之二或全部三个均形成有该非平面结构。

在本实施例中，非平面结构还可以形成于封胶体和晶片背面。以盲孔为例进行说明。盲孔可以是上述各种盲孔，其贯穿该封胶体并伸入晶片背面，并且盲孔暴露于晶片封装结构整体表面。类似地，非平面结构可以是沟槽结构或凸起，沟槽结构和凸起贯穿该封胶体并伸入晶片背面，并且沟槽和凸起暴露于晶片封装结构整体表面。

当封胶体并未覆盖晶片背面，非平面结构是直接开设于晶片背面。当晶片的背面暴露于冷却液中，非平面结构是直接开设于晶片背面。

以上仅是通过几个示例对本实用新型的晶片散热结构进行了说明，但本实施例并不限于此，晶片散热结构还可以采用覆晶式球栅阵列封装 (FCBGA)、扇出型晶圆级封装(Fan-Out Wafer Level Package，简称为 FOWLP)、扇出型面板级封装(Fan-Out Panel Level Package，简称为 FOPLP)、集成扇出型晶圆级封装(Integrated Fan-Out，简称为InFO)、栅格阵列封装(Land Grid Array，简称为LGA)等。

本公开第五实施例提供了一种计算设备，包括：壳体、控制板、电源板、至少一个上述实施例所述的散热结构。本实施例的计算设备可以是矿机或挖矿机；散热结构作为计算设备的算力板，其晶片封装结构可执行相关的运算。

如图14(a)、图14(b)、图14(c)所示，本实施例的计算设备4，壳体41为长方体。壳体41内固定有并排的两组散热结构。每组散热结构包括两个散热结构42，每个散热结构42的正、反两面还可以固定有散热片43，以进一步提高散热效果。散热片43可以粘贴在散热结构42的表面，也可以在散热片43和散热结构42的对应位置开孔，通过螺钉将二者固定在一起。控制板和电源板固定于壳体41内，电源板为控制板和散热结构42供电，控制板与散热结构42电性连接。壳体41的一端安装有风扇44，另一端为进风口45，以将散热结构42产生的热量排出。

以上对本实施例的计算设备进行了描述，其他未描述的内容均为本领域技术人员所知的形式，故不再赘述。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本实用新型有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围；

(2)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。