[发明专利]集成磁流体散热芯片装置

说明书

本发明公开了一种集成磁流体散热芯片装置，其包括基板、安装于所述基板上的芯片、设于所述芯片上的密封的散热管，所述装置还包括填充在所述散热管内的磁流体、绕设于所述散热管上的电磁线圈，所述磁流体包括基液、悬于所述基液或沉淀于或浮于所述基液内的磁性微粒，以磁流体作为换热过程中的热量交换介质，磁流体在缠绕加磁电磁线圈的散热管中做上下往复运动，从贴近芯片的底端吸收热量变成高温磁流体，然后上下至顶端进行散热变成低温磁流体，散热后再下沉至底端吸收热量，如此循环往复，该芯片散热装置具有制造简单、体积小、集成度高、散热效率高、无噪音的特点。

技术领域

本技术属于芯片领域，特别涉及一种集成磁流体散热芯片装置。

背景技术

随着高可靠度半导体功率器件产品正向着小型化、高集成、高速度、高效能、高功率方向发展，这些半导体器件不可避免会产生比以往更多的热量，半导体器件的散热问题如果没有解决好，高温将直接导致半导体器件效能下降。为使半导体器件的效能稳定，半导体器件的散热设计变得极其重要，否则设备性能无法提高或无法正常工作，半导体器件的温度超过所允许的最高温度，从而导致器件损坏。

现有的散热器通常分为风冷散热系统、水冷散热系统和热管散热系统等，但是，采用风扇散热易产生灰尘、耗能并且有噪音；采用水冷散热，结构复杂，比较笨重；采用热管散热，制造工艺复杂并且成本较高；CN201710825338.4公开了一种用于芯片级系统散热的自循环流体装置，其利用装置的扩散/收缩管结构，产生的净流量差这一特性，使液体朝一个方向流动，虽然能够节省能耗，但其实际散热效率低下，装置内部结构复杂，可实施性差，造成成本极高，不适用于规模化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造简单、体积小、散热效率高、无噪音的集成磁流体散热芯片装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种集成磁流体散热芯片装置，其包括基板、安装于所述基板上的芯片、设于所述芯片上的密封的散热管，所述装置还包括填充在所述散热管内的磁流体、绕设于所述散热管上的电磁线圈，所述磁流体包括基液、悬于所述基液或沉淀于或浮于所述基液内的磁性微粒，当所述磁性微粒悬于所述基液内时，所述散热管的上端部外周和下端部的外侧面上分别绕设有电磁线圈，当所述磁性微粒沉淀于所述基液内时，所述散热管的上端部的外侧面上绕设有电磁线圈，当所述磁性微粒浮于所述基液内时，所述散热管的下端部的外侧面上绕设有电磁线圈。

另一种优选方式，所述芯片和所述散热管的下端面之间通过热界面涂层连接。

另一种优选方式，所述散热管为圆柱体或长方体。

另一种优选方式，所述散热管由铜、铝合金或AlSiC制成。

另一种优选方式，所述磁性微粒为四氧化三铁、氮化铁或硼化铁中的一种或多种的混合物。

另一种优选方式，所述基液为二酯。

另一种优选方式，所述装置还包括设于所述芯片侧面上用于感应所述芯片温度的温度感应器。

另一种优选方式，所述散热管的上端部设有辅助散热的风通道或水流通道。

另一种优选方式，每个所述电磁线圈的匝数由散热管的中段向端部递增。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：以磁流体作为换热过程中的热量交换介质，磁流体在缠绕加磁电磁线圈的散热管中做上下往复运动，从贴近芯片的底端吸收热量变成高温磁流体，然后上下至顶端进行散热变成低温磁流体，散热后再下沉至底端吸收热量，如此循环往复，该芯片散热装置具有制造简单、体积小、集成度高、散热效率高、无噪音的特点。

附图说明

附图1为实施例一中集成磁流体散热芯片装置的结构示意图；

附图2为实施例一中集成磁流体散热芯片装置中磁性微粒下行沉底时的示意图；