CN218333778U - 一种3d芯片封装散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D芯片封装散热结构，涉及3D芯片技术领域。包括：线路板，所述线路板的顶部设置有安装槽；堆叠芯片，所述线路板的安装槽内安装有堆叠芯片；冷却组件，所述冷却组件设置在所述堆叠芯片的顶部和内部；漏水检测组件，所述漏水检测设置在所述冷却组件和所述堆叠芯片之间。本实用新型通过漏水检测组件的设置，能够在该结构出现漏水的情况下，为了保护水不会进入到芯片内部，由于微通道管为一体式结构，在微通道管和分水管的连接处或微通道管和聚水管的连接处漏水的可能性最大，在此设置线缆式水浸传感器，在出现漏水时，就立刻报警提醒用户，以保证芯片内部不会进水，从而保证芯片的使用寿命。

Description

一种3D芯片封装散热结构

技术领域

本实用新型涉及3D芯片技术领域，具体为一种3D芯片封装散热结构。

背景技术

3D芯片采用多核，与通常的芯片不同的是，多个处理器不再并排相连，而是上下平行地连在一起。这样，线缆的分布面积就扩大至整个处理器的表面，而且平行结构也有效缩短了各个处理器之间缆线的长度，由于其在工作时会产生热量，因此需要散热结构对3D芯片进行散热。

目前计算芯片的散热主要分为芯片外部散热和内部散热两种，风冷、冷板等方式均属于外部散热，对于3D芯片这类高集成度的超级计算芯片，由于其呈立体结构，在其工作时，内部的热量难以迅速散去，长时间的工作会影响3D芯片的使用寿命，为此实用新型了一种3D芯片封装散热结构以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种3D芯片封装散热结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种3D芯片封装散热结构，包括：

线路板，所述线路板的顶部设置有安装槽；

堆叠芯片，所述线路板的安装槽内安装有堆叠芯片；

冷却组件，所述冷却组件设置在所述堆叠芯片的顶部和内部；

漏水检测组件，所述漏水检测设置在所述冷却组件和所述堆叠芯片之间。

更进一步地，所述冷却组件包括水冷组件和微通道散热组件，水冷组件设置在堆叠芯片的顶部，微通道散热组件设置在堆叠芯片的内部；

所述微通道散热组件包括微通道管，微通道管的一端贯穿堆叠芯片的一端，所述微通道管的一端固定连接有聚水管，所述微通道管的另一端固定连接分水管，所述微通道散热组件的两端均固定连接有散热组件，所述分水管的进水端固定连接有水泵，所述水泵的进水端固定连接有散热器，散热器的进水端和聚水管的出水端固定；

所述漏水检测组件采用的是线缆式水浸传感器，所述漏水检测组件包括外壳，外壳的底端和线路板的顶端固定，堆叠芯片的外壁和外壳的内部固定，外壳的一端和分水管的一侧相接触，外壳的另一端和聚水管的一侧相接触，微通道管贯穿外壳，线缆式水浸传感器的底端和线路板的顶端固定，线缆式水浸传感器和线路板电线连接。

更进一步地，所述散热器的底端固定连接有台座，台座的底端和线路板的顶端固定，水泵的底端和台座的顶端固定，线路板和散热器、水泵电性连接。

更进一步地，所述水冷组件包括固定架，固定架的底端和线路板的顶端固定，所述固定架的内部固定连接有导热件，导热件的底端和堆叠芯片的顶端相接触，导热件的进水端和水泵的出水端固定，导热件的出水端和散热器的进水端固定。

更进一步地，所述线缆式水浸传感器包括两根漏水感应线，两个漏水感应线贯穿外壳，漏水感应线的底端和外壳内部的底端固定，外壳采用导热硅胶。

更进一步地，两个漏水感应线和线缆式水浸传感器的内部形成两个电性回路，两个漏水感应线互不接触。

更进一步地，所述水泵和分水管之间的连接处涂有密封胶，分水管和微通道管之间的连接处涂有密封胶，微通道管和聚水管之间的连接处涂有密封胶，聚水管和散热器之间的连接处涂有密封胶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该3D芯片封装散热结构，通过漏水检测组件的设置，能够在该结构出现漏水的情况下，为了保护水不会进入到芯片内部，由于微通道管为一体式结构，在微通道管和分水管的连接处或微通道管和聚水管的连接处漏水的可能性最大，在此设置线缆式水浸传感器，在出现漏水时，就立刻报警提醒用户，以保证芯片内部不会进水，从而保证芯片的使用寿命。

该3D芯片封装散热结构，通过微通道管的设置，微通道管贯穿芯片，与芯片内部相接触，能够带走芯片内部因运行而产生的热量，避免了芯片内部温度升高而导致芯片寿命降低的情况，同时也避免了因芯片温度过高而导致芯片自动降频，芯片的性能变低，从而使得用户的体验降低。

附图说明

图1为本实用新型的等轴测图；

图2为本实用新型冷却组件的等轴测图；

图3为本实用新型冷却组件的主视图；

图4为本实用新型漏水检测组件的等轴测图；

图5为本实用新型漏水检测组件的剖视图。

图中：1、线路板；2、堆叠芯片；3、冷却组件；301、微通道管；302、分水管；303、聚水管；304、水泵；305、散热器；306、导热件；4、漏水检测组件；401、线缆式水浸传感器；402、外壳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种3D芯片封装散热结构，包括：

线路板1，线路板1的顶部设置有安装槽；

堆叠芯片2，线路板1的安装槽内安装有堆叠芯片2；

冷却组件3，冷却组件3设置在堆叠芯片2的顶部和内部；

漏水检测组件4，防漏组件4设置在冷却组件3和堆叠芯片2之间。

如图1所示，冷却组件3包括水冷组件和微通道散热组件，水冷组件设置在堆叠芯片2的顶部，微通道散热组件设置在堆叠芯片2的内部；

如图2-图3所示，微通道散热组件包括微通道管301，微通道管301的一端贯穿堆叠芯片2的一端，微通道管301的一端固定连接有聚水管303，微通道管301的另一端固定连接分水管302，微通道散热组件的两端均固定连接有散热组件，分水管302的进水端固定连接有水泵304，水泵304的进水端固定连接有散热器305，散热器305的进水端和聚水管303的出水端固定；

如图4-图5所示，漏水检测组件4采用的是线缆式水浸传感器401，漏水检测组件4包括外壳402，外壳402的底端和线路板1的顶端固定，堆叠芯片2的外壁和外壳402的内部固定，外壳402的一端和分水管302的一侧相接触，外壳402的另一端和聚水管303的一侧相接触，微通道管301贯穿外壳402，线缆式水浸传感器401的底端和线路板1的顶端固定，线缆式水浸传感器401和线路板1电线连接。

如图1所示，散热器305的底端固定连接有台座，台座的底端和线路板1的顶端固定，水泵304的底端和台座的顶端固定，线路板1和散热器305、水泵304电性连接。

如图2-图3所示，水冷组件包括固定架，固定架的底端和线路板1的顶端固定，固定架的内部固定连接有导热件306，导热件306的底端和堆叠芯片2的顶端相接触，导热件306的进水端和水泵304的出水端固定，导热件306的出水端和散热器305的进水端固定。

如图5所示，线缆式水浸传感器401包括两根漏水感应线，两个漏水感应线贯穿外壳402，漏水感应线的底端和外壳402内部的底端固定，外壳402采用导热硅胶，两个漏水感应线和线缆式水浸传感器401的内部形成两个电性回路，两个漏水感应线互不接触。

如图1所示，水泵304和分水管302之间的连接处涂有密封胶，分水管302和微通道管301之间的连接处涂有密封胶，微通道管301和聚水管303之间的连接处涂有密封胶，聚水管303和散热器305之间的连接处涂有密封胶。

工作原理：线路板1给堆叠芯片2供电，堆叠芯片2开始工作，线路板1同时也会给水泵304供电，水泵304开始工作，将散热器305中的液体吸出，该液体经过水泵304分别流到分水管302和导热件306中，导热件306的底端和堆叠芯片2的顶端相接触，堆叠芯片2产生的热量部分会在堆叠芯片2的顶端，导热件306的底端会吸走部分热量，而液体会不断地从导热件306的内部经过，液体经过导热件306时，由于自身温度低，而吸收热量后的导热件306温度较高，热量会从导热件306移到液体中，随着后面液体的不断涌入，吸收热量后的液体会因压力的作用下，从导热件306的出水端流出，流到散热器305中，经过散热器305散热，使得液体的温度降低，液体会再次被水泵304吸出，对堆叠芯片2进行冷却，流到分水管302中的液体，当液体进入分水管302时，由于从窄到宽，使得液体由于水泵304而产生的冲击力减小，由于微通道管301和堆叠芯片2的内部接触，则微通道管301应水产生的冲击力要小，避免冲击过大而导致微通道管301损坏堆叠芯片2内的晶体管，水经过分水管302，会慢慢流到微通道管301中，微通道管301的外壁和堆叠芯片2的内部相接触，堆叠芯片2内部的热量会传到微通道管301，液体从微通道管301中通过，温度高的微通道管301会向温度低的液体传递热量，液体流到聚水管303，将液体聚集在一起，液体从聚水管303的出水端流出，流到散热器305，被散热器305散热，液体再次参与循环，由于微通道管301需要贯穿堆叠芯片2，因此在堆叠芯片2生产时就需要考虑到微通道管301的存在，以便该堆叠芯片2能够使用微通道管301，通过微通道管301的设置，微通道管301贯穿堆叠芯片2，与堆叠芯片2内部相接触，能够带走芯片内部因运行而产生的热量，避免了堆叠芯片2内部温度升高而导致芯片寿命降低的情况，同时也避免了因堆叠芯片2温度过高而导致堆叠芯片2自动降频，堆叠芯片2的性能变低，从而使得用户的体验降低，通过漏水检测组件4的设置，能够在该结构出现漏水的情况下，为了保护水不会进入到堆叠芯片2内部，由于微通道管301为一体式结构，在微通道管301和分水管302的连接处或微通道管301和聚水管303的连接处漏水的可能性最大，在此设置线缆式水浸传感器401，在出现漏水时，就立刻报警提醒用户，以保证芯片内部不会进水，从而保证芯片的使用寿命，外壳402采用导热硅胶，该材料能够导热但不能导电，因此能够放置两个漏水感应线，并且漏水感应线之间互不干扰。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种3D芯片封装散热结构，其特征在于，包括：

线路板(1)，所述线路板(1)的顶部设置有安装槽；

堆叠芯片(2)，所述线路板(1)的安装槽内安装有堆叠芯片(2)；

冷却组件(3)，所述冷却组件(3)设置在所述堆叠芯片(2)的顶部和内部；

漏水检测组件(4)，漏水检测组件(4)设置在所述冷却组件(3)和所述堆叠芯片(2)之间。

2.根据权利要求1所述的一种3D芯片封装散热结构，其特征在于：所述冷却组件(3)包括水冷组件和微通道散热组件，水冷组件设置在堆叠芯片(2)的顶部，微通道散热组件设置在堆叠芯片(2)的内部；

所述微通道散热组件包括微通道管(301)，微通道管(301)的一端贯穿堆叠芯片(2)的一端，所述微通道管(301)的一端固定连接有聚水管(303)，所述微通道管(301)的另一端固定连接分水管(302)，所述微通道散热组件的两端均固定连接有散热组件，所述分水管(302)的进水端固定连接有水泵(304)，所述水泵(304)的进水端固定连接有散热器(305)，散热器(305)的进水端和聚水管(303)的出水端固定；

所述漏水检测组件(4)采用的是线缆式水浸传感器(401)，所述漏水检测组件(4)包括外壳(402)，外壳(402)的底端和线路板(1)的顶端固定，堆叠芯片(2)的外壁和外壳(402)的内部固定，外壳(402)的一端和分水管(302)的一侧相接触，外壳(402)的另一端和聚水管(303)的一侧相接触，微通道管(301)贯穿外壳(402)，线缆式水浸传感器(401)的底端和线路板(1)的顶端固定，线缆式水浸传感器(401)和线路板(1)电线连接。

3.根据权利要求2所述的一种3D芯片封装散热结构，其特征在于：所述散热器(305)的底端固定连接有台座，台座的底端和线路板(1)的顶端固定，水泵(304)的底端和台座的顶端固定，线路板(1)和散热器(305)、水泵(304)电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种3D芯片封装散热结构，其特征在于：所述水冷组件包括固定架，固定架的底端和线路板(1)的顶端固定，所述固定架的内部固定连接有导热件(306)，导热件(306)的底端和堆叠芯片(2)的顶端相接触，导热件(306)的进水端和水泵(304)的出水端固定，导热件(306)的出水端和散热器(305)的进水端固定。

5.根据权利要求2所述的一种3D芯片封装散热结构，其特征在于：所述线缆式水浸传感器(401)包括两根漏水感应线，两个漏水感应线贯穿外壳(402)，漏水感应线的底端和外壳(402)内部的底端固定，外壳(402)采用导热硅胶。

6.根据权利要求5所述的一种3D芯片封装散热结构，其特征在于：两个漏水感应线和线缆式水浸传感器(401)的内部形成两个电性回路，两个漏水感应线互不接触。

7.根据权利要求2所述的一种3D芯片封装散热结构，其特征在于：所述水泵(304)和分水管(302)之间的连接处涂有密封胶，分水管(302)和微通道管(301)之间的连接处涂有密封胶，微通道管(301)和聚水管(303)之间的连接处涂有密封胶，聚水管(303)和散热器(305)之间的连接处涂有密封胶。

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