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增强的冷却结构的集成电路封装件.pdf

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增强 冷却 结构 集成电路 封装
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摘要
申请专利号:

CN201610990384.5

申请日:

2016.11.10

公开号:

CN106684060A

公开日:

2017.05.17

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):H01L 23/473申请日:20161110|||公开
IPC分类号: H01L23/473; G01K13/00 主分类号: H01L23/473
申请人: 阿尔特拉公司
发明人: R·古塔拉; A·拉曼; K·钱德拉塞卡
地址: 美国加利福尼亚州
优?#28909;ǎ?/td> 2015.11.11 US 14/938,486
专利代理机构: ?#26412;?#24066;金杜律师事务所 11256 代理人: 王茂华;张昊
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610990384.5

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.09|||2017.05.17

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本公开涉及具有增强的冷却结构的集成电路封装件。其中一种集成电路封装件可以包括集成电路裸片,集成电路裸片具有第一电路区域、第二电路区域和表面。集成电路封装件的第一电路区域具有与第二电路区域的操作温度不同的操作温度。冷却结构在集成电路裸片的表面上形成。冷却结构包括一组微管互连件,其被布置以形成允许冷却剂流动的冷却通道。冷却通道包括第一子通道和第二子通道。第一子通道具有第一尺寸,第一尺寸允许冷却剂的较高的流动速率以冷却第一电路区域。第二子通道具有第二尺寸,第二尺寸允许冷却剂的较低流动速率以冷却第二电路区域。

权利要求书

1.一种集成电路封装件,包括:
集成电路裸片,包括第一电路区域、第二电路区域和表面;和
在所述集成电路裸片的所述表面上的冷却结构,其中所述冷却结构包括多个微管互连
件,所述多个微管互连件被布置以形成允许冷却剂流动的冷却通道,并且其中所述冷却通
道包括:
第一子通道,具有在所述微管互连件的第一子集之间的第一尺寸,以使用所述冷却剂
冷却所述第一电路区域;以及
第二子通道,具有在所述微管互连件的第二子集之间的第二尺寸,以使用所述冷却剂
冷却所述第二电路区域,其中所述第二尺寸与所述第一尺寸不同。
2.根据权利要求1所述的集成电路封装件,其中所述第一子通道的所述第一尺寸大于
所述第二子通道的所述第二尺寸。
3.根据权利要求2所述的集成电路封装件,其中当所述集成电路裸片处于操作状态时,
所述第一电路区域?#20154;?#36848;第二电路区域产生更高的热量密度。
4.根据权利要求3所述的集成电路封装件,其中所述第一电路区域包括处理器电路。
5.根据权利要求4所述的集成电路封装件,其中所述第二电路区域包括逻辑阵列电路。
6.根据权利要求2所述的集成电路封装件,其中所述第一电路区域具有未冷却的操作
温度,该操作温度高于所述第二电路区域的操作温度。
7.根据权利要求6所述的集成电路封装件,还包括:
入口,连接至所述冷却结构,用于允许所述冷却剂通过所述冷却结构的所述冷却通道
中的所述第一子通道和所述第二子通道,其中所述入口被定位为与所述第一电路区域临
近;以及,
出口,连接至所述冷却结构,用于将所述冷却剂从所述冷却结构的所述冷却通道中的
所述第一子通道和所述第二子通道中排出,其中所述出口被定位为与所述第二电路区域临
近。
8.根据权利要求7所述的集成电路封装件,其中所述冷却剂从由气体和液体组成的组
中选择。
9.根据权利要求3所述的集成电路封装件,其中所述冷却结构还包括:
衬底,适用于允许所述冷却剂流动通过所述冷却通道中的所述第一子通道和所述第二
子通道。
10.根据权利要求9所述的集成电路封装件,其中所述冷却剂包括水。
11.根据权利要求1所述的集成电路封装件,其中每个所述微管互连件均包括连接至所
述集成电路裸片中的硅通孔的导体。
12.根据权利要求1所述的集成电路封装件,其中所述微管互连件的所述第一子集之间
的所述第一子通道的体积大于所述微管互连件的所述第二子集之间的所述第二子通道的
体积。
13.根据权利要求1所述的集成电路封装件,其中所述集成电路裸片包括现场可编程门
阵列。
14.一种装配用于集成电路封装件的冷却?#20302;?#30340;方法,所述方法包括:
在集成电路的背部表面处的所述集成电路封装件的第一区域中,形成第一尺寸的第一
流体通道,其中所述第一流体通道位于被至少第一距离分隔开的第一微管互连件之间;以

在所述集成电路的所述背部表面处的所述集成电路封装件的第二区域中,形成与所述
第一尺寸不同的第二尺寸的第二流体通道,其中所述第二流体通道位于被至少第二距离分
隔开的第二微管互连件之间,所述第二距离与所述第一距离不同,并且其中所述第一微管
互连件和所述第二微管互连件耦合至所述集成电路。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括:
在所述集成电路中,在所述第一流体通道附近,形成具有第一热量密度的第一电路区
域;以及
在所述集成电路中,在所述第二流体通道附近,形成具有与所述第一热量密度不同的
第二热量密度的第二电路区域。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:
形成用于允许流体进入所述第一流体通道和所述第二流体通道的入口,其中所述入口
被定位为与所述第一电路区域临近;以及
形成用于将所述流体从所述第一流体通道和所述第二流体通道中排出的出口,其中所
述出口被定位为与所述第二电路区域临近。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述第一微管互连件被以如?#36335;?#24335;布置:形成所
述第一流体通道以便于从所述第一电路区域中移除热量。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述第二微管互连件被以如?#36335;?#24335;布置:形成所
述第二流体通道以便于从所述第二电路区域中移除热量。
19.一种用于测试集成电路壳体中的冷却结构的方法,所述方法包括:
将冷却剂提供给所述集成电路壳体中的所述冷却结构,其中所述冷却结构包括微管互
连件和位于所述微管互连件之间的冷却通道,并且其中所述冷却通道在集成电路裸片的表
面附近;以及
通过使用位于所述集成电路裸片中的温?#21364;?#24863;器测量所述集成电路裸片中的温度,确
定所述冷却剂是否在冷却所述集成电路裸片。
20.根据权利要求19所述的方法,其中确定所述冷却剂是否在冷却所述集成电路裸片
还包括:使用所述温?#21364;?#24863;器测量所述集成电路裸片中的耦合至所述微管互连件的硅通孔
的电容。

说明书

增强的冷却结构的集成电路封装件

技术领域

本公开涉及电子集成电路封装件,并且更具体地,涉及具有增强的冷却结构的集
成电路封装件。

背景技术

在半导体器件组件中,集成电路(IC)裸片(也被称为半导体芯片或“裸片”)可以被
安装在封装衬底上。随着对更高性能和密度的需求的增长,很多集成电路封装件已经在每
单位面积上合并了更多集成部件。在印刷电路板上,为?#31169;档?#22120;件尺寸和成本,部件可以被
更靠近地放置或堆叠在一起。例如,裸片堆叠(例如,面对面裸片堆叠、面对背裸片堆叠)集
成可以被要求用于三维(3D)多裸片集成电路封装件来获得更好的性能和更高的密度。

由于3D封装件的逻辑密度和功率密度的增加,器件冷却已经变成更重要的问题。
依靠IC裸片背?#21487;?#30340;热沉以将热量转换为强制空气流的传统冷却技术,将不能够满足高功
耗器件、特别是将更多处理功率打包入更少空间的3D封装件的需求。在高容量操作期间,由
这样的器件产生的功率可以?#26723;?#25972;体冷却效?#21097;?#24182;且创建高温的局部区域(即,热点),这样
会不利地影响器件的整体性能和可靠性。

发明内容

根据本发明,装置和方法被提供用于构建具有增强的冷却结构的集成电路封装
件。

本发明可以以很多方式(例如,工艺、装置、?#20302;?#25110;器件)进行实施。下文中将描述
本发明的几个实施例。

集成电路封装件被公开。集成电路封装件包括集成电路裸片,集成电路裸片具有
第一电路区域、第二电路区域和表面。冷却结构形成在集成电路裸片的表面上。冷却结构包
括一组微管互连件,其被布置以形成允许冷却剂流动的冷却通道。冷却通道包括第一子通
道和第二子通道。第一子通道具有第一尺寸,第一尺寸允许较高的流动速率用以使用冷却
剂冷却第一电路区域,以及第二子通道具有第二尺寸,第二尺寸允许较低流动速率用以使
用冷却剂冷却第二电路区域。集成电路封装件还包括入口和出口,入口连接至冷却结构,用
于允许流体通过冷却结构中的冷却通道,出口连接至冷却结构,用于将冷却剂从冷却结构
中的冷却通道中排出。入口被定位为与第一电路区域临近,以及出口被定位为与第二电路
区域临近。

公开了一种装配用于集成电路封装件的冷却?#20302;?#30340;方法。该方法包括:在集成电
路的背部表面处的集成电路封装件的第一区域内,形成第一尺寸的第一流体通道,以及在
集成电路的背部表面处的集成电路封装件的第二区域中,形成与第一尺寸不同的第二尺寸
的第二流体通道。第一流体通道位于被至少第一距离分隔开的第一微管互连件之间,并且
第二流体通道位于被至少第二距离分隔开的第二微管互连件之间。第一微管互连件和第二
微管互连件耦合至集成电路。本方法还包括:在集成电路中,在第一流体通道附近,形成具
有第一热量密度的第一电路区域,以及在集成电路中,在第二流体通道附近,形成具有与第
一热量密度不同的第二热量密度的第二电路区域。

公开了一种用于测试集成电路壳体中的冷却结构的方法。该方法包括:将冷却剂
提供给集成电路壳体中的冷却结构。冷却结构包括微管互连件以及位于微管互连件之间的
冷却通道,其中冷却通道在集成电路裸片的表面附近。本方法还包括?#21644;?#36807;使用位于集成电
路裸片中的温?#21364;?#24863;器测量集成电路裸片中的温度,确定冷却剂是否在冷却集成电路裸
片。这样处理还包括,使用温?#21364;?#24863;器测量集成电路裸片中的耦合至微管互连件的硅通孔
的电容。

本发明的其它特征、其特性以及各种优点将通过从优选的实施例的附图以及下文
中的详?#35813;?#36848;而变得更加明显。

附图说明

图1示出了具有根据本发明的一个实施例的微流体冷却结构的示例性三维(3D)集
成电路封装件的截面图。

图2A-图2B示出了根据本发明的一个实施例的示例性微管互连件的截面图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的集成电路封装件的示例性冷却结构的俯视
图。

图4示出了根据本发明的实施例的图示液体流动通过冷却结构的俯视图。

图5是根据本发明的一个实施例的在集成电路封装件中装配冷却结构的示例性步
骤的流程图。

具体实施方式

本文提供的实施例包括集成电路结构以及用于构建具有增强的冷却结构的集成
电路封装件的封装技术。

图1示出了根据本发明的一个实施例的具有微管互连件和热沉的示例性三维(3D)
集成电路(IC)封装件100的截面图。3D IC封装件100包括堆叠在IC裸片101A上的IC裸片
101B。IC裸片101A和101B可以是现场可编程门阵列(FPGA)裸片或其它类型的IC裸片,例如,
处理器IC裸片、存储器IC裸片、模拟IC裸片或其?#25105;?#32452;合。在一个实施例中,IC裸片101A和
101B是同质裸片。在另一个实施例中,IC裸片101A和101B是异质裸片。如在图1中所示,IC裸
片101A可以穿过焊料凸块118被安置在封装件衬底105之上(例如,IC裸片101A可以安装在
封装件衬底105上)。应当理解,尽管两个IC裸片(例如,IC裸片101A和101B)在图1的实施例
中被示出,但根据集成电路封装件的需要的功能,两个或更多个IC裸片可以被包括在3D集
成电路封装件(如3D封装件100)中。

在3D IC封装件100的操作期间,由IC裸片101A和101B产生的热量可以在封装件中
创建高温局部区域(即,热点),这会导致功率流失以及热敏部件的损坏。为了能够管理在3D
IC封装件100操作期间产生的热量,微流体冷却结构(例如,冷却结构102A和102B)可以在3D
IC封装件100中被实施。

如在图1中所示,每个冷却结构102A和102B均包括单片集成的微通道热沉122、电
硅通孔(例如,填充有铜)(例如,TSEV 117)、用于在3D堆叠中的进行流体布线的流体硅(中
空)通孔(例如,TSFV 113)、焊料凸块(电气I/O)(例如,焊料凸块118)以及在与微通道热沉
122相对的IC裸片的一侧上的微尺寸聚合物管(流体I/O)(例如,微管互连件115)。在IC裸片
101A和101B之间的微尺寸流体互连件由TSFV 113和微管互连件115实现。IC裸片101A和
101B可以被设计为使得当它们堆叠时,每个IC裸片均生成与其它IC裸片的电气互连和流体
互连。因此,功率输送和信号传送可以由电气互连(焊料凸块118和TSEV 117)支持,以及用
于每个IC裸片的热量移除可以由流体I/O和微通道热沉122支持。

另外,使用由微管互连件115和TSFV 113组成的热流体互连网络(或冷却网络),液
体冷却剂(例如,冷却剂114)被运送到3D堆叠中的冷却结构102A和102B。这样的冷却剂是能
够从3D IC封装件100中吸收热量的多种材料,使得热量从3D IC封装件100中被移除。例如,
液体冷却剂可以是蒸馏水或是水和抗冻溶液(诸如丙二醇等)的混合物。因此,冷却网络可
以包括允许冷却剂114流动的一个或多个微流体通道(或流体通道)。流体通道通常由至少
两个或更多个微管互连件115的布置形成。3D IC封装件100的冷却网络可以包括水平的、倾
斜的、垂直的或其组合的流体通道(或冷却剂通道)以将冷却剂布线为穿过3D IC封装件
100。在一些实施例中,流体通道可以在同质裸片堆叠中的所有IC裸片上被实施。在另一些
实施例中,流体通道仅能够在异质裸片堆叠中具有更高热量耗散的IC裸片上被实施。

在一个实施例中,可以在每个冷却结构中通过修改流体通道的一个或多个规格来
构建不均?#28909;?#37327;移除区域。这样处理,微管互连件115的尺寸(例如,?#26412;?可以被调整以便
不同尺寸的流体通道可以在每个热量移除区域内形成。

由于冷却结构102A和102B彼此基本相似,因?#31169;?#20316;为示例更详尽地解释冷却结构
102A。例如,如在图1中所示,冷却结构102A包括热量移除区域120和热量移除区域121,热量
排出区域120具有在微管互连件115的第一子集之间的第一子流体通道(例如,流体通道
135),热量排出区域121具有在微管互连件115的第二子集之间的第二子流体通道(例如,流
体通道136)。流体通道是在允许冷却液流动的微管互连件之间的空间。在一个示例?#20801;?#26045;
例中,流体通道135的尺寸可以比流体通道136的尺寸大,这样实现更高流动速率以允许更
大体积的冷却剂流过3D IC封装件100的流体通道135。例如,流体通道135的体积可以比流
体通道136的体积更大。因此,与热量移除区域121相比,热量排出区域120可以提供更高的
热量排出速率。

另外,流动通过冷却结构102A的不同数量的冷却剂可以影响微管互连件115的电
容。例如,IC封装件的特定区域中的电容可以通过增大或减小微管互连件115之间的子流体
通道的尺寸(例如,体积)的方式被调节。为保证在IC裸片101A中的不同热量密度的电路区
域之间的3D IC封装件100中的最优冷却,在IC裸片101A中具有不同热量密度的电路区域可
以被安置在冷却结构102A中的不同热量移除区域附近。

基于上述示例?#20801;?#26045;例,具有较高热量密度的电路区域可以在具有较大尺寸流体
通道的热量移除区域附近形成,并且具有较低热量密度的电路区域可以在具有较小尺寸流
体通道的热量移除区域附近形成。例如,在IC裸片101A内的包括较高热量输出的电路元件
(例如,处理器电路)的电路区域130可以在热量移除区域120附近形成,并?#20197;贗C裸片101A
内的包括较低热量输出(例如,逻辑阵列电路)的电路元件的电路区域131可以在热量移除
区域121附近形成。这样的配置提供贯穿3D IC封装件100中的IC裸片的最优的热量传递以
及更好的温度均匀度。在可编程集成电路裸片情况下,在联机运行时(on the fly),例如使
用计算机辅助设计(CAD)工具(未示出),基于冷却结构中的流体通道(或热量移除区域)的
位置,具有不同热量输出的电路元件的布置可以被配置(或重新配置),以增加冷却效率。

依旧如图1所示,冷却剂114可以被布线为穿过3D IC封装件100的封装件衬底105。
封装件衬底105可以包括入口142和出口144用于运输冷却剂114穿过3D IC封装件100。由于
冷却剂114从入口142到出口144流动穿过3D IC封装件100,冷却剂114通常温度增加。因此,
为增加冷却剂的热量移除效?#21097;?#20837;口142可以被定位为在IC裸片101A的电路区域130附近,
并?#39029;?#21475;144被定位为在IC裸片101A的电路区域131附近。入口142和出口144都以这样的方
式被定位,以便当冷却剂流动(由箭?#20998;?#31034;)穿过3D IC封装件100时,高温、较高热量输出的
电路区域130首先在冷却剂温度较低时被冷却剂114冷却,之后低温、较低热量输出的电路
区域131被冷却剂114冷却。

在制造完成之后,冷却结构可以被测试以确定冷却剂是否在冷却3D IC封装件
100。例如,使用位于IC裸片101A中的温?#21364;?#24863;器(例如,分别为温?#21364;?#24863;器146和148),通过
测量IC裸片101A中的电路区域130和131的温度,冷却结构102A可以被测试。如果每个电路
区域所测得的温度均满足预定冷却温度,这表明冷却结构102A正如预期地在整个IC裸片
101A上起作用。

图2A-图2B示出了根据本发明一个实施例的图1的示例性微管互连件115的截面
图。微管互连件115包括具有一个(图2A)或多个硅通孔(TSV)217(图2B)的硅微针鳍状件
(silicon micropin-fin)210,硅通孔可以在硅微针鳍状件210的上表面和下表面之间?#30001;?br />以形成信号传输结构。在一个实施例中,微管互连件115可以电耦合至图1的TSEV 117以提
供在3D IC封装件100中的IC裸片101A和IC裸片101B之间的电通信。在一个实施例中,图2A
的TSV 217是在图1中所示的TSEV 117的一个或多个的部分的示例。

在一个实施例中,通过测量微管互连件115中的TSV 217的电容,冷却结构102A可
以被测试(例如,使用图1的温?#21364;?#24863;器146和148)以确定冷却剂(例如,图1的冷却剂114)是
否流动通过冷却结构102A。每个TSV 217均具有预?#28909;?#23450;的电容值,响应于相邻流体通道内
的冷却剂的介电常数的变化,电容值可以变化。通常地,水基冷却剂(介电常数=80)比空气
(介电常数=1)具有更高的介电常数。当冷却剂流动通过冷却结构102A中的微管互连件115
之间的流体通道时,在微管互连件115中的TSV 217的电容可以增大。在当空气出现在冷却
剂流动路径中(即,没有冷却剂流)的情况下,TSV 217中的电容保持不变。

图3和图4示出了根据本发明的一个实施例的具有微管互连件315A和315B的示例
性冷却结构102A的俯视图,微管互连件315A和315B具有变化的尺寸(例如,?#26412;?并?#20197;?#38598;
成电路裸片(例如,IC裸片101A和101B)的表面上形成。微管互连件315A和315B可以是图1的
微管互连件115的部分。应当理解,为了简洁的目的,已经在图1的冷却结构102A中所示出的
(例如,微管道热沉122和流体硅通孔(TSFV)113)并且已经在上文中描述的部件将不再重复
描述。

如上所述,冷却结构102A可以包括一个或多个流体通道,流体通道被配置以促进
流体(例如,图1的冷却剂114)的流动用于冷却图1的3D IC封装件100。流体通道通常由两个
或更多个微管互连件的布置组成。如在图3中所示,微管互连件315A和315B可以由间隙分
开,间隙可以定义其间的流体通道。相邻微管互连件之间的距离可以被称为节距或互连节
距。例如,微管互连件315A可以被距离X彼此分隔开。相似地,微管互连件315B也可以被相同
距离X彼此分隔开。互连节距的距离可以从一个微管互连件的中心?#36739;?#37051;微管互连件的中
心测量。距离X可以是,例如大约200微米(μm)。

在一个实施例中,一个或多个热量移除区域可以在冷却结构102A上形成,用于冷
却3D IC封装件100中的不同电路区域。每个热量移除区域可以包括微管互连件的子集,每
个子集均具有形成至少一个流体通道的尺寸(例如,?#26412;?,该尺寸允许冷却剂流动以冷却
在IC裸片中的对应电路区域。例如,如在图3中所示,两个热量移除区域(例如,区域120和
121)被形成以冷却相应电路区域130和131。区域120包括微管互连件(例如,微管互连件
315A)的第一子集,每个微管互连件具有?#26412;禗1。每个微管互连件315A的?#26412;禗1可以是例如
大约50微米(μm)。相应地,区域121包括微管互连件(例如,微管互连件315B)的第二子集,每
个微管互连件具有?#26412;禗2。每个微管互连件315B的?#26412;禗2可以是例如大约150μm。

在一个实施例中,不同尺寸的微管互连件可以形成不同规格的流体通道。术语“规
格”是指从一个微管互连件的侧面边?#26723;较?#37051;微管互连件的侧面边缘测量的相邻微管互连
件之间的距离。例如,如在图4中所描述的,区域120中的微管互连件315A可以形成流体通道
的第一组,每个流体通道具有规格W1。区域120中的第一流体通道的规格W1可以是例如大约
150μm。相应地,在区域121中的微管互连件315B可以形成流体通道的第二组,每个流体通道
具有规格W2。在区域121中的第二流体通道的规格W2可以是例如大约50μm。

如在图3中所示,在冷却结构102A中,冷却剂的流动?#36739;?#30001;箭头305指示。在一个实
施例中,在微管互连件315A之间形成的较大尺寸的流体通道可以允许在较大体积的冷却剂
流动,以冷却图1的电路区域130,与图1的电路区域131的热量密度相比,电路区域130具有
更高的热量密度。相应地,在微管互连件315B之间形成的较小尺寸的流体通道可以允许在
较小体积的冷却剂流动,以冷却电路区域131,与电路区域130的热量密度相比,电路区域
131具有更低的热量密度。这样的配置可以提供贯穿电路区域的统一的温度控制,继而改进
3D IC封装件的可靠性。

图5是根据本发明的一个实施例的在集成电路(IC)封装件中装配冷却结构的示例
性步骤的流程图。应当理解,图1、图2A-图2B、图3和图4的实施例可以被用作示例?#35789;?#26045;下
述步骤。在一个实施例中,IC封装件可以是三维(3D)IC封装件。

冷却结构(例如,图1的冷却结构102A和102B)可以由微管互连件(例如,图1的微管
互连件115)和流体(中空)硅通孔(TSFV)(例如,图1的TSFV113)组成,二者可以统一形成在
冷却结构中的热流体互连网络(即,冷却网络)中。热流体互连网络可以包括具有不同规格
(即,不同尺寸)的一个或多个流体通道,流体通道可以允许从IC封装件的IC裸片吸收热量
的液体冷却剂(例如,图1的冷却剂114)的流动。该热量交换?#20302;?#20801;许冷却剂来控制和/或管
理由IC封装件耗散的热量。

在步骤501,第一尺寸的第一流体通道是在IC裸片的背部表面处的IC封装件的第
一区域内形成的。如在图1和图3中所示,第一流体通道是通过在热量移除区域120中的微管
互连件(例如,微管互连件315A)的第一子集的布置形成的,以促进在3D IC封装件100的IC
裸片101A中的对应电路区域(例如,电路区域130)的热量移除。由于互连件315A的较小尺
寸,相邻微管互连件315A可以形成一组具有较大规格的子流体通道。较大流体通道允许较
大体积的冷却剂流动通过,这样可以冷却高温电路区域。

在步骤502,第二尺寸的第二流体通道是在IC裸片的背部表面处的IC封装件的第
二区域内形成的。第一和第二流体通道的第一和第二尺寸可以是例如第一和第二流体通道
的两个不同规格和/或两个不同体积。如在图1和图3中所示,第二流体通道是通过热量移除
区域121中的微管互连件(例如,微管互连件315B)的第二子集的布置形成的,以促进在3D
IC封装件100的IC裸片101A中的对应电路区域(例如,电路区域131)的热量移除。由于互连
件315B的较大尺寸,相邻微管互连件315B可以形成一组具有较小规格的子流体通道。与第
二流体通道相比,第一流体通道可以允许冷却剂的较大体积流动通过通道。

在步骤503,集成电路裸片中具有第一热量密度的第一电路区域是在第一流体通
道附近形成的。例如,如在图1中所示,电路区域130可以在第一流体通道所形成的热量移除
区域120附近形成。电路区域130可以包括与区域131中的电路元件相比生成较高热量输出
的电路元件,例如处理器电路。在一个实施例中,区域120中的较大的流体通道可以允许冷
却剂的较大体积流动通过,这样可以冷却如电路区域130的高温电路区域。

在步骤504,集成电路裸片中具有第二热量密度的第二电路区域是在第二流体通
道附近形成的。例如,如在图1中所示,电路区域131可以在第二流体通道所形成的热量移除
区域121附近形成。电路区域131可以包括与区域130中的电路元件相比生成较低热量输出
的电路元件,例如逻辑阵列电路或可编程逻辑电路。在一个实施例中,区域121中的较小的
流体通道可以允许冷却剂的较小体积流动通过,这样可以冷却如电路区域131的低温电路
区域。

在图505中,入口在第一电路区域附近形成,并?#39029;?#21475;在第二电路区域附近形成。
如在图1中所示,入口142和出口144在封装件衬底105中形成,用于运输冷却剂通过3D IC封
装件100。入口142可以允许冷却剂穿过冷却结构102A中的第一和第二流体通道。相应地,出
口144可以从冷却结构102A中的第一和第二流体通道中排出冷却剂。在一个实施例中,入口
142可以被定位为在IC裸片101的电路区域130附近,以及出口144可以被定位为在IC裸片
101的电路区域131附近。当冷却剂流动通过封装件100中的冷却结构102A时,这样的布置允
许电路区域130被首先冷却,之后电路区域131被冷却,从而实现在IC封装件中多个电路区
域处的改善的热量移除效率。

在没有参考相应实施例被描述的一些或所有的这些具体?#38468;?#30340;情况下,本示例性
实施例可以被实施。在其它示例中,众所周知的操作未被详?#35813;?#36848;以便对本文的实施例造
成不必要的混淆。

本文描述的方法和装置可以被并入?#25105;?#36866;当的电路。例如,方法和装置可以被并
入许多类型的器件,如微处理器或其它集成电路。仅举几例,示例性集成电路包括可编程阵
列逻辑(PAL)、可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程逻辑阵列(FPLA)、电可编程逻辑器件
(EPLD)、电可擦可编程逻辑器件(EEPLD)、逻辑单元阵列(LCA)、现场可编程门阵列(FPGA)、
专用标准产品(ASSP)、专用集成电路(ASIC)以及微处理器。

尽管方法操作以特定的顺序被描述,应当理解,其它操作可以在所述操作之间被
执行,所述操作可以被调整以便它们在些微不同时间发生,或者所述操作可以被分配在系
统中,只要叠加操作的处理以期望的方式被执行,该?#20302;?#20801;许在与处理相关联的各种间隔
处的处理操作的出现。

关于本文
本文标题:增强的冷却结构的集成电路封装件.pdf
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