[发明专利]3D封装和冷却系统的管理

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及与本申请同日提交的题为“Cooling ProvisioningManagement in a Three Dimensional Package(三维封装中的冷却供应管理)”的美国专利申请S/N TBD(委托案号No.200703299)，其公布内容全部援引包含于此。

背景技术

半导体技术最近的趋势已集中在集成电路芯片系统的微型化。这已导致高密度电子封装模块的研发，例如由排列成一叠的多个管芯构成的三维(3D)多管芯结构，以显著减小管芯在系统中占据的占地面积量。对于传统管芯，用于驱动层叠管芯的部分电能被转化成热能并作为热量耗散。管芯温度大大地影响其性能。同样，高效的热量消除通常是设计和运行3D多管芯电子封装模块中的重要考虑因素。

一般通过使用被动的冷却供应从管芯消除热量，例如定位以将热从一个管芯传递至另一个管芯或传递至散热装置的热传导材料。也提出通过使用具有安装在各管芯之间的P型材料板和N型材料板的热电冷却器主动冷却管芯的技术。然而，随着由于管芯具有不断增长的运行速度而令电子封装模块不断变得越来越密集，用于散发由3D多管芯电子封装模块中的管芯产生的热量的传统技术可能无法充分地冷却管芯，这可能导致性能下降和过早失效。当多个3D多管芯电子封装模块配置在一起时，控制热消除产生额外的难题。

由此应当理解，消除从3D多管芯电子封装模块中的管芯散发的热量的改进将是有益的。

附图简述

本发明的特征可由本领域内技术人员参照附图从下面的详细描述中清楚得出，在附图中：

图1示出根据本发明的一实施例的电子结构的图；

图2A示出根据本发明一个实施例的包含多个层叠管芯和具有多个主动冷却机构的冷却系统的三维封装件的简化示意图；

图2B示出根据本发明另一实施例的包含多个层叠管芯和具有多个主动冷却机构的三维封装件的冷却系统的简化示意图；

图3A-3C分别示出根据本发明实施例的图1描述的电子结构的一部分的简化示意图；

图4示出根据本发明一个实施例的由四个单元114构成的图1所示电子结构的简化示意图；

图5示出根据本发明一个实施例的用于管理至少一个3D封装件和具有至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；

图6示出根据本发明一个实施例增进图5所示方法的管理至少一个3D封装件和具有至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；

图7示出根据本发明一个实施例增进图5所示方法的控制不同类型主动冷却机构的方法的流程图；

图8示出根据本发明一个实施例增进图5所示方法的管理多个3D封装件和具有至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；

图9示出根据本发明一个实施例增进图5所示方法的管理多个3D封装件和具有至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；

图10示出根据本发明一个实施例增进图5所示方法的管理多个3D封装件和具有至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；

图11示出根据本发明一个实施例增进图5所示方法的管理多个3D封装件和具有至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；

图12示出根据本发明一个实施例的在执行图5-11描述的流程图中包含的一些或全部步骤时用来执行图1所示控制器的各种功能的计算机系统。

详细说明

为了简化和阐述的目的，主要参照其示例性实施例对本发明进行说明。在以下描述中，陈述许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，将对本领域技术人员明显的是，本发明的实现不局限于这些具体细节。在其他情形中，众所周知的方法和结构并未予以详细描述以免不必要地混淆本发明。

本文披露一种管理至少一个三维(3D)封装件和具有配置成冷却至少一个3D封装件的主动冷却机构的冷却系统的方法。另外本文披露一种包含至少一个3D封装件和冷却系统的电子结构。

通过本文披露的方法和电子结构的应用，可控制3D封装件和冷却系统中的一者或两者以显著最小化能耗并同时为3D封装件提供足够的冷却。

首先参见图1，图中示出根据一个示例的电子结构100的图。应当理解，电子结构100可包括附加组件，并可去除和/或改变本文描述的一个或多个组件而不脱离电子结构100的范围。

总地来说，电子结构100包括设置在底板112上的多个三维(3D)封装件110。3D封装件110由多个层叠管芯构成，这些管芯通常配置成执行一个或多个操作，例如处理、数据存储等。下文中将更详细地描述3D封装件110。