一种新型三维集成电路散热机构

本技术涉及三维集成电路，具体涉及一种新型三维集成电路散热机构。

背景技术：

1、随着集成电路工业的发展，人们对芯片运算效率的要求大幅提高。三维集成电路应运而生，将多层集成电路叠加在一起，使得各种组件集成到单个多层芯片上。这种做法减少了集成电路之间的互连长度，与二维集成电路相比具有更好的工作性能和更高的系统集成度，但也提高了电子设备的发热功率，所以散热设计是三维集成电路设计中最重要的方面之一。

2、目前，集成电路的散热设计大多采用风冷或液冷，这会带来以下几个问题：1、电路的冷却功能和其他功能并未集成在一起，额外的散热设备使得芯片的实际所需面积增大，和当今电路集成度提升的理念相违背；2、冷却效率低下，主要是由于当前的散热方式只能在芯片表面进行，散热的有效接触面积小，导致芯片整体温度升高，内部温度梯度增大，影响芯片的运算性能、安全性能和寿命等。因此，三维集成电路的性能受到目前散热能力的限制，需要一种高效的三维集成电路散热装置来解决以上问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种三维集成电路的散热机构，通过设置的贯穿芯片的第三微通道，针对芯片内部散热，区别于一般表面自然散热，大大提高了芯片的散热效率，使三维集成电路可以容纳运行速度更快和性能更优越的cpu。

2、本实用新型的技术方案是：一种新型三维集成电路散热机构，包括散热片、u形散热槽、若干条第一微通道、若干条第二微通道和若干条第三微通道；

3、所述散热片连接在芯片主体上方；

4、所述u形散热槽连接在散热片上方；

5、所述若干条第一微通道蚀刻在u形散热槽下表面；

6、所述若干条第二微通道蚀刻在芯片主体下方连接的底板上表面；

7、所述若干条第三微通道位于所述芯片主体和所述散热片内部，且所述若干条第三微通道上端连接第一微通道、下端连接第二微通道。

8、进一步的，所述若干条第一微通道并排设置，所述若干条第二微通道也是并排设置，且每根第一微通道下方对应一根第二微通道；上下相对的两根第一微通道和第二微通道之间通过并列设置的多根第三微通道连接。

9、进一步的，所述芯片主体包括若干层在高度上重复堆叠的结构模块，重复堆叠的结构模块的最上层通过第二导热层和散热片连接，重复堆叠的结构模块的最下层通过第二导热层和底板连接。

10、进一步的，所述结构模块包括自下而上依次固定连接的晶片层、设备层和第一导热层；

11、所述设备层内部包含规律分布的cpu9；

12、所述第一导热层内部包含规律分布的微型焊球，所述微型焊球周围空间填充热润滑。

13、进一步的，所述晶片层为硅板。

14、进一步的，所述第二导热层内部包含规律分布的c4焊球，所述c4焊球周围空间填充热润滑。

15、同现有技术相比，本实用新型设置的通过芯片微通道的散热设备能够做到：1.通过将液冷通道埋入芯片堆内部，使得冷却液的散热能力得到提升，避免电路在工作时产热过高致使电路烧毁，能够提升集成电路的安全性；2.通过均匀的设置通过芯片内微通道，使得芯片内部得到均匀的冷却，使得芯片内部温度场梯度降低，避免因热应力不均导致的芯片变形、焊点脱落等危害，能够提升芯片机械结构的稳定性；3.通过将散热功能和集成电路的其他功能集成在一起，减少芯片外部冷却装置的体积，能够提升芯片的集成度。本实用新型能够解决三维集成电路的散热问题，满足现代芯片高效散热的要求，使得更高密度的电路集成成为可能，大大提升了生产的效率。

技术特征：

1.一种新型三维集成电路散热机构，其特征在于：包括散热片、u形散热槽、若干条第一微通道、若干条第二微通道和若干条第三微通道；

2.根据权利要求1所述的一种新型三维集成电路散热机构，其特征在于：所述若干条第一微通道并排设置，所述若干条第二微通道也是并排设置，且每根第一微通道下方对应一根第二微通道；上下相对的两根第一微通道和第二微通道之间通过并列设置的多根第三微通道连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型三维集成电路散热机构，其特征在于：所述芯片主体包括若干层在高度上重复堆叠的结构模块，重复堆叠的结构模块的最上层通过第二导热层和散热片连接，重复堆叠的结构模块的最下层通过第二导热层和底板连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型三维集成电路散热机构，其特征在于：所述结构模块包括自下而上依次固定连接的晶片层、设备层和第一导热层；

5.根据权利要求4所述的一种新型三维集成电路散热机构，其特征在于：所述晶片层为硅板。

6.根据权利要求3所述的一种新型三维集成电路散热机构，其特征在于：所述第二导热层内部包含规律分布的c4焊球，所述c4焊球周围空间填充热润滑。

技术总结本技术公开了一种新型三维集成电路散热机构，包括散热片、U形散热槽、若干条第一微通道、若干条第二微通道和若干条第三微通道；所述散热片连接在芯片主体上方；所述U形散热槽连接在散热片上方；所述若干条第一微通道蚀刻在U形散热槽下表面；所述若干条第二微通道蚀刻在芯片主体下方连接的底板上表面；所述若干条第三微通道位于所述芯片主体和所述散热片内部，且所述若干条第三微通道上端连接第一微通道、下端连接第二微通道。通过设置的贯穿芯片的第三微通道，针对芯片内部散热，区别于一般表面自然散热，大大提高了芯片的散热效率，使三维集成电路可以容纳运行速度更快和性能更优越的CPU。技术研发人员：吴鑫烨,蒋毅斌,于威豪,房毅受保护的技术使用者：华东理工大学技术研发日：20240412技术公布日：2024/12/23