[发明专利]一种芯片散热系统及其制备方法

说明书

本发明提供一种芯片散热系统及其制备方法，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。

技术领域

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

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。

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。

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。

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

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：

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。

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。

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。

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℃。

进一步，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。

进一步，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。

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2±1℃。

进一步，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。