[发明专利]具有带冲击通道和通过基板的通孔的冷却芯片层的电子组件

说明书

本申请涉及具有带冲击通道和通过基板的通孔的冷却芯片层的电子组件。一种电子组件，包括具有目标层和耦合到目标层的喷射冲击层的冷却芯片结构。喷射冲击层具有部署在喷射冲击层内的一个或多个喷射通道。另外，一个或多个通过基板的通孔部署在喷射冲击层内，其中所述一个或多个通过基板的通孔是导电的并且电耦合到目标层。流体入口端口和流体出口端口流体耦合到喷射冲击层的所述一个或多个喷射通道。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月18日提交的标题为“ELECTRONIC ASSEMBLIES HAVING ACOOLING CHIP LAYER WITH IMPINGEMENT CHANNELS AND THROUGH SUBSTRATE VIAS”的美国临时申请No.62/424,071的利益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本说明书一般而言涉及用于冷却发热设备(诸如电力电子器件)的装置，并且更具体地说，涉及在冷却层中结合了通过基板的通孔的冷却装置和电力电子模块。

背景技术

散热设备可以耦合到发热设备(诸如电力电子器件)，以去除热量并降低发热设备的最大操作温度。冷却流体可以被用来通过对流热传递来接收由发热设备生成的热量，并从发热设备中移除这种热量。例如，可以指引冷却流体喷射，使其冲击发热设备的表面。另一种方法可以包括通过在导热材料(诸如铝)制成的翅片式散热器之间和周围传递冷却流体来从发热设备移除热量。

但是，由于电力电子器件被设计为以增加的功率级别操作并且由于新开发的电气系统的需要而生成对应增加的热通量，因此常规散热器不能充分地移除热通量以有效降低电力电子器件的操作温度至可接受的温度级别。另外，由于电力电子器件被设计为具有跨各种表面(包括用于放置冷却结构的期望表面)的电气接口，因此常规散热器和冷却结构的放置和集成是一个挑战。此外，常规散热器和冷却结构需要附加的键合层和热匹配材料(例如，键合层、基板、热界面材料)。这些附加层对整个组件增加了大量的热阻，并使电子系统的热管理具有挑战性。

因而，需要具有也提供电气接口的冷却结构的替代电力电子组件和电力电子器件。

发明内容

在一个实施例中，一种电子组件，包括：冷却芯片结构，所述冷却芯片结构具有目标层、耦合到所述目标层的喷射冲击层，所述喷射冲击层具有部署在所述喷射冲击层内的一个或多个喷射通道以及部署在所述喷射冲击层内的一个或多个通过基板的通孔。所述一个或多个通过基板的通孔是导电的并且电耦合到目标层。所述电子组件包括流体耦合到所述喷射冲击层的一个或多个喷射通道的流体入口端口和流体出口端口。

在另一个实施例中，一种电子组件，包括：冷却芯片结构，所述冷却芯片结构具有目标层，所述目标层具有定义多个微通道的多个翅片。另外，所述电子组件包括耦合到目标层的多个翅片的喷射冲击层，所述喷射冲击层具有部署在所述喷射冲击层内的多个喷射通道以及部署在所述喷射冲击层内的多个通过基板的通孔。所述多个通过基板的通孔是导电的并且电耦合到所述目标层。所述多个喷射通道中的第一喷射通道比所述多个喷射通道中的第二喷射通道更靠近第一通过基板的通孔。所述第一喷射通道具有小于所述第二喷射通道的第二横截面流体面积的第一横截面流体面积。所述电子组件包括流体耦合到所述喷射冲击层的所述多个喷射通道的流体入口端口和流体出口端口。

结合附图考虑以下详细描述，将更全面地理解由本文所述的实施例提供的这些和附加特征。

附图说明

附图中阐述的实施例本质上是说明性和示例性的，并且不旨在限制由权利要求定义的主题。当结合附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，其中相同的结构用相同的标号表示，其中：

图1示意性地绘出了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的、包括半导体器件堆叠和具有通过基板的通孔的冷却芯片结构的示例电子组件的透视图；