双面式芯片组及其散热方法与流程

本技术涉及高功率密度芯片嵌入式冷却，特别是涉及一种双面式芯片组及其散热方法。

背景技术：

1、随着市场对于算力要求的提升，制造商对于提高同尺寸器件算力密度的需求日益增长，但随着算力密度提高的同时，同尺寸器件产生的热流密度也不可避免的随之增大，导致芯片的发热问题越来越严重；如果芯片发热量过大，而芯片本身的散热系统无法及时把热量带走，则芯片的温度会不断升高，一旦芯片的温度超过本身的工作温度上限，则芯片内的电路可能会被烧坏，导致芯片报废。

2、传统的表面式冷却方式是在芯片表面上配一块冷却板，这种散热方式效果差。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种具有良好散热能力的双面式芯片组。

2、为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：

3、一种双面式芯片组，包括：

4、第一基板，所述第一基板的一表面设有第一开口设置的第一换热腔，所述第一基板的另一表面用以加工第一芯片；

5、第二基板，所述第二基板的一表面设有第二开口设置的第二换热腔，所述第二基板的另一表面用以加工第二芯片；

6、中间基板，设于所述第一基板和所述第二基板之间，所述中间基板朝向所述第一基板的表面密封地盖设于所述第一开口处，所述中间基板朝向所述第二基板的表面密封地盖设于所述第二开口处；

7、其中，所述中间基板开设有入流口、出流口、入流通道以及出流通道，所述入流口位于所述中间基板的一侧面，所述出流口位于所述中间基板另一侧面；所述入流通道与所述入流口连通且沿着所述中间基板的厚度方向贯穿所述中间基板，以分别与所述第一换热腔、所述第二换热腔连通；所述出流通道与所述出流口连通且沿着所述中间基板的厚度方向贯穿所述中间基板，以分别与所述第一换热腔、所述第二换热腔连通。

8、可以理解的是，本技术在第一基板上开设第一换热腔，在第二基板上开设第二换热腔，在中间基板设置入流口、出流口、入流通道以及出流通道，基于如此设置的双面式芯片组，将冷却介质从入流口通入入流通道，冷却介质经由入流通道直接流入第一换热腔和第二换热腔，第一芯片产生的热量穿过第一基板被冷却介质带走，第二芯片产生的热量穿过第二基板被冷却介质带走，由于带走热量而升温的冷却介质在出流通道汇流，汇流后的冷却介质再从出流口排出，本技术通过对第一基板和第二基板以及中间基板的加工，在其本体上形成入流通道和出流通道，无需额外增加管路，且第一芯片贴合第一基板，第二芯片贴合第二基板，使得整个双面式芯片组具有较高的换热效率，因此大大提升了双面式芯片组的散热能力。

9、在其中一个实施例中，所述入流口的位置与所述出流口的位置相背设置。

10、可以理解的是，将入流口的位置与出流口的位置相背设置的方案较简单，避免了内部流道(诸如入流通道和出流通道)的弯折；同时，使得制冷介质的流向呈现出相对的方式，以增加制冷介质的流动，提高散热效果。

11、在其中一个实施例中，所述入流口的数量为多个，所述入流通道的数量与所述入流口一一对应并连通，且多个所述入流口沿着所述中间基板的长度或者宽度方向并列设置。

12、可以理解的是，将入流口的数量设置为多个，使得冷却介质更快的进入第一换热腔和第二换热腔进行散热，提高了双面式芯片组的换热效率。

13、在其中一个实施例中，所述出流口的数量为多个，所述出流通道的数量与所述出流口一一对应并连通，且多个所述出流口沿着所述中间基板的长度或者宽度方向并列设置。

14、可以理解的是，将出流口的数量为多个，冷却介质从多个出流口排出，由此可以更快的排出升温后的冷却介质，提高了双面式芯片组的换热效率。

15、在其中一个实施例中，相邻两个所述入流口之间设置有一个所述出流口，相邻的两条入流通道之间设置有一条所述出流通道。

16、可以理解的是，入流通道和出流通道间隔设置，使得冷却介质从入流通道到达出流通道的距离变短，减少了冷却介质的压降，加快了双面式芯片组换热的速率。

17、在其中一个实施例中，所述双面式芯片组还包括第一鳍片和第二鳍片，所述第一鳍片位于所述第一换热腔内，且连接于所述第一基板；所述第二鳍片位于所述第二换热腔内，且连接于所述第二基板；其中，所述第一鳍片往所述中间基板方向延伸，所述第二鳍片往所述中间基板方向延伸。

18、可以理解的是，第一鳍片和第二鳍片的设置可以分别增大第一换热腔和第二换热腔的换热面积，可以有效增强双面式芯片组的换热能力。

19、在其中一个实施例中，所述第一鳍片的数量为多个，多个所述第一鳍片之间互相平行设置；所述第二鳍片的数量为多个，多个所述第二鳍片之间互相平行设置。

20、可以理解的是，第一鳍片的数量和第二鳍片的数量设置为多个，可以进一步增强双面式芯片组的换热能力；同时，将多个第一鳍片互相平行，有利于第一鳍片在第一换热腔内的排布，减少单个第一鳍片所占的空间。同样，将多个第二鳍片互相平行，有利于第二鳍片在第二换热腔内的排布，减少单个第二鳍片所占的空间。

21、在其中一个实施例中，多个所述第一鳍片之间的距离相等；多个所述第二鳍片之间的距离相等。

22、可以理解的是，将多个所述第一鳍片之间的距离相等，便于第一换热腔内每一处换热的均匀性，从而提高第一芯片的换热效果；同样，将多个所述第二鳍片之间的距离相等，便于第二换热腔内每一处换热的均匀性，从而提高第二芯片的换热效果。也即，通过上述可知，可以进一步提高整个双面式芯片组的换热效果。

23、在其中一个实施例中，所述第一鳍片通过刻蚀工艺一体形成于所述第一基板上；所述第二鳍片通过刻蚀工艺一体形成于所述第二基板上。

24、可以理解的是，通过刻蚀工艺加工第一鳍片、第二鳍片不仅加工方便，且一体设置后，使得鳍片与基板之间的热量可以无差别传递，进一步提高双面式芯片组的换热效果。

25、本技术还提供如下技术方案：

26、一种双面式芯片组散热方法，基于上述所述双面式芯片组实现，所述双面式芯片组散热方法包括以下步骤：

27、将冷却介质从入流口通入至入流通道；

28、通过入流通道将冷却介质引入第一换热腔和第二换热腔，并分别与第一基板和第二基板换热；

29、换热后的冷却介质经出流通道引导并从出流口流出。

30、与现有技术相比，本技术在第一基板上开设第一换热腔，在第二基板上开设第二换热腔，在中间基板设置入流口、出流口、入流通道以及出流通道，基于如此设置的双面式芯片组，将冷却介质从入流口通入入流通道，冷却介质经由入流通道直接流入第一换热腔和第二换热腔，第一芯片产生的热量穿过第一基板被冷却介质带走，第二芯片产生的热量穿过第二基板被冷却介质带走，由于带走热量而升温的冷却介质在出流通道汇流，汇流后的冷却介质再从出流口排出，本技术通过对第一基板和第二基板以及中间基板的加工，在其本体上形成入流通道和出流通道，无需额外增加管路，且第一芯片贴合第一基板，第二芯片贴合第二基板，使得整个双面式芯片组具有较高的换热效率，因此大大提升了双面式芯片组的散热能力。