[发明专利]带有O形环密封的直接液体冷却

说明书

本公开涉及带有O形环密封的直接液体冷却。公开了利用芯片的外周周围的死空间来密封直接液体冷却模块的系统和方法。直接液体冷却模块的功能之一是向位于芯片上的部件提供冷却液。用于接纳密封构件的凹槽构件可以被施加到芯片的顶表面。凹槽构件可以被直接沉积到顶表面或经由粘合剂和/或环氧树脂耦接到顶表面。凹槽构件可以是相对的侧壁或U形结构的形式，其均形成用于接纳密封构件的部分壳体。凹槽构件可以完全位于死空间内，或者至少部分地位于死空间内并且部分地位于芯片部件所在的中央区域内。密封构件可以是O形环或垫圈。

技术领域

本公开涉及带有O形环密封的直接液体冷却。

背景技术

互补金属氧化物半导体(“CMOS”)电路存在于几种类型的电子部件中，包括微处理器、电池和数码相机图像传感器。CMOS技术的主要特征是低静态功耗和高抗噪能力。

除了工业标准芯片封装之外，专用硅还可能在服务器中产生大量热量。在图形处理单元(“GPU”)、定制专用集成电路(“ASIC”)和高带宽存储器(“HBM”)中可能会遇到这种情况。此外，诸如成像和人工智能(“AI”)的服务可能需要高密度的大的计算资源，其许多服务器彼此紧邻。全球的数据中心被要求同时提高能源效率、联合操作并降低成本。为了适应这些高性能和高密度服务器，数据中心操作者不仅必须应对增加的功率密度，还必须应对其带来的散热挑战。

因为液体在存储和传递热量方面比空气好很多倍，所以液体冷却解决方案可以为计算效率、密度和性能提供直接且可衡量的益处。使用直接液体冷却模块可以提高计算性能和密度，并降低能耗。

电子部件封装经受大范围的温度差。由于各种封装部件的热膨胀系数(“CTE”)的差异，电子部件封装可能会随着电子部件封装的温度的变化而弯曲。

发明内容

为了控制弯曲，可以将包括歧管和加强件的直接液体冷却模块结合到电子部件封装中。直接液体冷却模块设计有密封构件，使得流体不会从那里泄漏。密封构件(诸如O形环或垫圈)可以提供用于将液体输送歧管气密密封至散热部件的顶部。密封构件可以位于凹槽主体的大致沿散热部件的顶表面的外周定位的窗口中。接收在散热部件上的凹槽主体的窗口中的密封构件的存在提供了歧管装置与部件基板之间的气密密封，从而使得能够通过不同的方法对散热部件进行直接液体冷却。

O形环和/或垫圈密封技术能够直接液体冷却一个或多个散热部件(诸如微处理器、存储器芯片等)，这使得液体能够与这些部件直接接触。这有利于通过芯片上的例如带有O形环凹槽和密封的气密附接结构进行冷却。

第一方面是一种包括基板和密封支撑结构的组件。基板具有顶表面、底表面以及连接顶表面和底表面的侧表面，基板的顶表面具有不含电路的外周区域和电路所在的中央区域。密封支撑结构形成适于接纳密封构件的至少一部分的部分壳体。密封支撑结构的至少一部分位于基板的顶表面的外周区域内。

在一个示例中，密封支撑结构的第一部分位于外周区域内，并且密封支撑结构的第二部分位于中央区域内。

在另一个示例中，密封支撑结构的部分壳体包括相对的第一侧壁和第二侧壁。相对的第一侧壁和第二侧壁分别被直接沉积到基板的顶表面。

在又一个示例中，密封支撑结构的部分壳体是U形的，并且其中，密封支撑结构的基部部分直接耦接到基板的顶表面。

在本方面的另一个示例中，粘合剂层将密封支撑结构粘结到基板的顶表面。

在另一个示例中，密封支撑结构耦接到基板的顶表面和侧表面之一。

在又一个示例中，组件包括粘合剂层。粘合剂层将密封支撑结构的至少一部分耦接到基板的顶表面和侧表面之一中的至少一者。

在另一个示例中，密封支撑结构具有矩形外周，并且密封构件至少部分地被接纳在密封支撑结构内。在一个示例中，密封构件是O形环。