TWI600091B - 用於多表面構件之使用撓性熱管的散熱器連接器 - Google Patents

Description

用於多表面構件之使用撓性熱管的散熱器連接器 【技術領域及先前技術】

本發明一般係有關於積體電路(IC)裝置的領域，且特別是有關於諸如用於多表面構件之使用撓性熱管的散熱器耦合的將熱從多晶片封裝移除的技術及形態。

一種設備，其包含一主要裝置及至少一次要裝置，其以一平面矩陣耦合至一基板；一第一熱交換器，其被設置在該主要裝置上且在一和該至少一次要裝置相對應的區域有一開口；一第二熱交換器，其被設置在該至少一次要裝置上的該開口內；至少一熱管，其被耦合至該第一熱交換器及該第二熱交換器。

一種方法，包括將一熱交換器設置在一多晶片封裝上，該熱交換器包括一第一部分、一第二部分及至少一熱管，其耦合至該第一部分和該第二部分；及將該熱交換器耦合至該多晶片封裝。

100‧‧‧封裝

105‧‧‧處理器基板

110‧‧‧晶粒

120‧‧‧IHS

130A‧‧‧記憶體晶片

130B‧‧‧記憶體晶片

140A‧‧‧記憶體晶片

140B‧‧‧記憶體晶片

150A‧‧‧記憶體晶片

150B‧‧‧記憶體晶片

160A‧‧‧輔助晶片

160B‧‧‧輔助晶片

135‧‧‧IHS

145‧‧‧IHS

155‧‧‧IHS

165‧‧‧IHS

182A‧‧‧底座

185A‧‧‧散熱器鰭片

170‧‧‧散熱器底座

180‧‧‧鰭片

182B‧‧‧底座

185B‧‧‧鰭片

182C‧‧‧底座

185C‧‧‧散熱器鰭片

185D‧‧‧散熱器鰭片

182D‧‧‧散熱器底座

270‧‧‧散熱器底座

280‧‧‧鰭片

282‧‧‧散熱器底座

285‧‧‧鰭片

290A‧‧‧熱管

290B‧‧‧熱管

290C‧‧‧熱管

290D‧‧‧熱管

200‧‧‧多晶片封裝

210‧‧‧中央處理單元(CPU)

220‧‧‧IHS

260A‧‧‧輔助晶片

260B‧‧‧輔助晶片

265‧‧‧IHS

291‧‧‧機械式施力彈簧

292‧‧‧螺絲

297‧‧‧彈簧

300‧‧‧多晶片封裝

310‧‧‧處理器

330A‧‧‧記憶體晶粒

330B‧‧‧記憶體晶粒

350A‧‧‧記憶體晶粒

350B‧‧‧記憶體晶粒

360A‧‧‧輔助晶片

360B‧‧‧輔助晶片

400‧‧‧多晶片

410‧‧‧處理器

430A‧‧‧記憶體晶粒

430B‧‧‧記憶體晶粒

450A‧‧‧記憶體晶粒

450B‧‧‧記憶體晶粒

460A‧‧‧輔助晶片

460B‧‧‧輔助晶片

500‧‧‧運算裝置

502‧‧‧主機板

504‧‧‧處理器

506‧‧‧通信晶片

圖1顯示一般性的多晶片中央處理單元(CPU)封裝的上側視立體圖。

圖2顯示通過圖1的線2-2’的一包括圖1的多晶片封裝的組件(其上有一冷卻解決方案)的剖面圖。

圖3顯示通過圖2的線3-3’的剖面圖。

圖4顯示圖2的散熱器的上側視立體圖。

圖5顯示圖2的散熱器的底視立體圖。

圖6顯示一包括多晶片封裝及單一IHS及用於所有裝置(主要裝置及次要裝置)的散熱器的組件和一具有分開的IHS及用於主要裝置及每一次要裝置或如圖2-4所示之用於每一對次要裝置的散熱器的組件的比較圖表。

圖7顯示穿過線7-7’的圖2的組件的剖面圖，並顯示第一散熱器底座中的開口中的第二散熱器部分。

圖8顯示一包括散熱器底座和鰭片部分(其具有連接至該散熱器底座的可撓性熱管)的散熱器的另一實施例。

圖9顯示圖8的散熱器的一將被連接至多晶片處理器的實施例。

圖10顯示通過圖9的線10-10’的剖面。

圖11顯示通過圖9的線11-11’的剖面。

圖12顯示有使用熱管耦合散熱器及沒有使用熱管耦合散熱器的代表性多晶片封裝的代表性溫度分佈概 況。

圖13顯示有耦合圖12例子中的散熱器vs.沒有耦合圖12例子中的散熱器的溫度影響。

圖14例示一運算裝置的實施例。

IC科技公司現正開發更多由處理器、記憶體及輔助晶片(companion chip)組成的整合式多晶片產品。封裝(packaging)可由一蓋在所有構件上的單一IHS(整合式導熱器)或用於每一構件的個別IHS構成。圖1顯示一般性的多晶片中央處理單元(CPU)封裝的上側視立體圖。封裝(packaging)100包括設置在處理器基板105上的晶粒110。覆蓋在晶粒110上的是IHS 120，它們之間有熱界面材料(TIM 1)。在一實施例中，封裝100亦包括次要裝置，例如記憶體晶片130A、記憶體晶片130B、記憶體晶片140A、記憶體晶片140B、記憶體晶片150A及記憶體晶片150B、以及輔助晶片160A及輔助晶片160B(它們每一者例如是一處理器)。被意識到的是，作為記憶體晶片及輔助晶片只是次要裝置的一個例子。在另一實施例中，其它類型的裝置可出現在該封裝內。該主要裝置(晶粒110)及該等次要裝置(記憶體晶片130A/B、140A/B、150A/B及輔助晶片160A/B)的每一者被連接至基板105成為一平面陣列。在一實施例中，該等次要裝置的一或多者的厚度(z-尺寸)不同於晶粒 110的厚度(z-尺寸)。在一實施例中，該等次要裝置的一或多者具有一z-尺寸厚度，其小於晶粒110的厚度。另一實施例中，該等次要裝置的一或多者的z-尺寸厚度不同於晶粒110以及一或多個其它次要裝置。

在一實施例中，覆蓋在每一次要裝置上的是一IHS，它們之間有一TIM 1。在此實施例中，一個IHS覆蓋兩個次要裝置。圖1顯示IHS 135在記憶體晶片130A及記憶體晶片130B上；IHS 145在記憶體晶片140A及記憶體晶片140B上；IHS 155在記憶體晶片150A及記憶體晶片150B上。圖1亦顯示IHS 165在輔助晶片160A及輔助晶片160B上。介於每一記憶體晶片及輔助晶片與和它們相對應的IHS之間的是一TIM 1。在一實施例中，在每一IHS和其個別的主要裝置(如，晶粒110)或次要裝置(如，記憶體晶片130A-150A、輔助晶片160A-B)之間的TIM 1是一樣薄或有效地最小，用以改善每一產熱構件和冷卻解決方案之間的熱效能並將每一構件的溫度降至最低。在一實施例中，一適合的TIM 1是一具有標準厚度的聚合物TIM。

圖1是具有用於每一裝置的IHS或封裝的構件的例子。每一構件有不同的高度但都需要適當的冷卻。

在一些實施例中，重點是在熱改善，這可由構件與冷卻解決方案底座(譬如，氣冷式散熱器的底座)的結合來達成。圖2顯示其上包括了圖1的多晶片封裝的組件的側視圖。參考圖2，組件101包括一冷卻解決方案 (cooling solution)，其在此實施例中是一包括一第一部分的散熱器的被動式熱交換器，該第一部分包括散熱器底座170及鰭片180。該散熱器的該第一部分包括一個區域，其在一實施例中係被設置在該多晶片封裝100的一區域部分或該多晶片封裝100的一區域之上，該區域部分或區域係包括產熱裝置(如，一包括該主要裝置和次要裝置的區域)。圖2顯示該熱交換器(散熱器)在CPU晶粒110及IHS 120之上或上面的一第一部分，該散熱器底座170被貼齊(justified)至IHS 120。散熱器底座170被貼齊至IHS 120意指，它和IHS實體地接觸或和設置在IHS 120的一表面上的TIM 2材料接觸以達到對於此材料而言的最小有效厚度。

圖2顯示出包括散熱器底座170及鰭片180的該熱交換器(散熱器)的第一部分亦包括數個在和該多晶片封裝100的該等次要裝置(即，記憶體晶粒130A、130B、140A、140B、150A及150B以及輔助晶粒160A及160B)相對應的區域上的開口。被設置在這些開口內的是第二熱交換器(散熱器)部分，每一者都包括一底座及鰭片結構。圖2顯示出被設置在記憶體晶粒140A及記憶體晶粒140B之上或上面的底座182A上的第二散熱器鰭片185A；設置在記憶體晶粒130A及記憶體晶粒130B之上或上面的底座182B上的散熱器鰭片185B；設置在記憶體晶粒150A及記憶體晶粒150B之上或上面的底座182C上的散熱器鰭片185C；以及設置在輔助晶粒160A及輔助晶 粒160B之上或上面的散熱器鰭片185D。

採用一冷卻解決方案於多晶片封裝上可包括將自調式散熱器表面耦合至多表面高度構件，這可將TIM 1(其介於晶粒和IHS之間)和TIM 2(其介於IHS和冷卻解決方案底座之間)這兩者最小化且可獲得顯著提高的熱效能及機會的結果。圖3顯示一通過圖2的線3-3’的剖面。圖3例示介於每一晶粒160A及160B和IHS 165之間的TIM 1及介於IHS 165和散熱器底座182D之間的TIM 2。圖3顯示由TIM 1及TIM 2的厚度和IHS 165的厚度所界定的對該散熱器底座182D的接合處190。

圖4顯示圖2的散熱器的上側視立體圖。圖2顯示該散熱器之包括散熱器鰭片180的第一部分及包括散熱器鰭片185A，185B，185C及185D的第二熱交換器部分。圖5顯示圖2的散熱器的底視立體圖。圖4顯示包括散熱器底座170及在散熱器底座170的開口內的第二散熱器底座182A-182D的散熱器。

圖6顯示一包括多晶片封裝及單一IHS及用於所有裝置(主要裝置及次要裝置)的散熱器的組件和一具有分開的IHS及用於主要裝置及每一次要裝置或如圖2-4所示之用於每一對次要裝置的散熱器的組件的比較圖表。圖6亦例示不同的TIM 1及TIM 2厚度的效果。圖6例示出分開的IHS和散熱器改善了該冷卻解決方案的熱效能。此改善是由個別的散熱器(即使每一散熱器被整合成一個散熱器模組，但它們之間沒有熱傳導)來達成。此方 法顯著地改善熱效能但主要係將每一散熱器彼此傳導地隔離，如圖7所示。圖7顯示通過線7-7’的圖2的組件的剖面且顯示在第一散熱器底座170的開口內的第二散熱器底座部分182A-182D。圖7例示出該等開口將第一及第二底座部分彼此隔開。此類型的散熱器配置可針對CPU中心的工作量或輔助晶粒中心的工作量予以最適化，但會在大多數的功率要求在CPU和輔助晶粒之間移轉時造成動態工作量的效能次佳化的結果。

此揭示容的一些實施例聚焦於在仍然控制用於每一構件的薄的TIM 1及TIM 2黏合線厚度的同時，藉由將冷卻資源耦合在一起並在多個散熱器之間產生有效的熱連接來將冷卻解決方案的效能進一步最大化。這能夠給每一構件比個別的、獨立的散熱器更高的冷卻能力。因為工作量被預測會根據應用而變得高度地動態，所以存在著很多機會來提供適合變化的功率情況的冷卻解決方案。例如，如果該工作量是CPU中心的工作量的話，則在其它的構件是在較低的工作量下操作的同時，該CPU可使用所有被耦合的散熱器來提高它的功率冷卻能力。當工作量改變使得工作量變成是輔助晶粒中心的工作量時，在CPU是在低功率下操作的同時，輔助晶粒的熱可經由所有被連接的散熱器被排散。

基本原則是要進一步擴大在多晶片封裝上或甚至是一主機板的多個封裝上的每一構件的冷卻能力及效能。此解決方案將多個構件的冷卻解決方案結合或耦合以 允許每一構件提高其個別構件功率冷卻能力用以高於其個別的冷卻能力。此優點亦可被視為是降低溫度，如果功率程度沒有被提高的話。此外，該解決方案將TIM 1及TIM 2黏合線厚(BLT)度最小化，如上文所述，這亦大幅地擴大每一構件的功率能力(power capability)。

一種和用於多表面構件的自調式(self-adjusting)表面耦合的熱負荷(heat load)被描述。一主要的特徵是多個構件的冷卻解決方案的熱傳遞耦合或結合，用以提高每一構件的總體功率能力及/或降低構件操作溫度。一用於多高度表面的自調式解決方案提高功率能力及/或降低溫度並與允許繼續使用現有的TIM 2。每一構件的可調整的負荷轉變成一更耐用的解決方案。

此問題的其它解決方案可維持一個大的散熱器，這表示某些構件因為很厚的熱界面材料黏合線厚度而承受一很大的熱衝擊。某些解決方案可實施介於該冷卻解決方案內的該等構件的頂面和一單一散熱器之間的TIM 2類型和黏合線厚度的組合。不同TIM的組合可以最小的黏合線厚度(約5米爾)來提供高效能相態改變或油脂材料於該主要晶片(CPU)上及一低效能間隙填料或墊形TIM於須要很厚的黏合線厚度(約16米爾)的其它構件上。這不再是可行的，因為對於有效冷卻用以將效能最大化而言，現在多個構件是關鍵。

某些具有輔助晶片的多晶片封裝能夠吸收單一IHS所帶來的一厚的TIM 1黏合線厚度及相應的熱惡果 (thermal penalty)，但會有一比其它多晶片封裝規劃大的晶片及較低的功率密度。由於一結合了速度提高及處理縮短的集中式設計成果來壓縮晶粒面積，所以其它多晶片封裝的晶片平均功率密度可以是2倍。

參考圖1的多晶片CPU封裝，此封裝在該處理器基板上具有記憶體晶粒和輔助晶粒這兩者。每一分離的裝置或構件須要用相對於一固體的基礎散熱器表面不同的z高度來冷卻。為了要將TIM 1及TIM 2黏合線這兩者最小化，一具有包含在該主要散熱器底座內的多熱傳遞表面的散熱器可被使用。此散熱器可包括內部彈簧，其可允許每一散熱器表面被獨立地施力，用以控制介於每一構件之間的TIM 2黏合線。除了內部彈簧之外，一可撓曲的熱管被埋設在每一熱傳遞表面內或被選取的熱傳遞表面內。

圖8顯示一散熱器的底側立體圖，其包括一散熱器底座及鰭片部分，其用可撓曲的熱管連接至該散熱器底座。圖8顯示可撓曲的熱管被實施在一散熱器上因而熱連接/耦合兩個獨立的熱傳遞表面的實施例。

在一實施例中，示於圖7中的散熱器和參考圖2，4及5描述的散熱器(其包括一第一部分，該第一部分包括一面積大小，其約等於該多晶片封裝的面積大小)類似且包括散熱器底座270及鰭片280。該第一部分包括一或多個在和一多晶片封裝的次要裝置區域相對應的區域上的開口。被設置在該散熱器的該第一部分的該一或多個開口內的是第二散熱器部分，其每一者包括一底座及 鰭片結構。該散熱器亦包括連接至該第一散熱器底座及該一或多個第二散熱器底座的一或多個熱管。在一實施例中，該一或多個熱管被埋設在該等散熱器底座內(如，在散熱器底座的溝槽或溝道內)。在一實施例中，一熱管具有可撓曲的區段，其延伸橫跨兩個或多個散熱器底座之間的接合處的至少一部分。重點是，將多個冷卻解決方案和一具有可撓曲性的熱管相耦合或結合，用以允許每一接觸表面在不同的高度，將TIM 1及TIM 2黏合線厚度這兩者最小化。在該熱管中的該可撓曲的區段允許該第二熱傳遞表面被關連至一不同於該第一熱傳遞表面的表面。在該熱管中的該可撓曲的區段允許該等冷卻解決方案之間的熱傳遞，這在工作量改變時提高了每一構件的冷卻能力及/或降低構件溫度。

圖8顯示一用於多晶片封裝的散熱器，該散熱器包括一第一部分，其包括散熱器底座270及鰭片280。在此實施例中，該散熱器的該第一部分包括一開口，用以將一第二散熱器部分容納於其內。圖8顯示該第二散熱器部分包括散熱器底座282及鰭片285。該第二散熱器部分被貼齊至一多晶片封裝的一個包括一或多個次要裝置(譬如，一或多個記憶體晶粒或輔助晶粒)的區域之上。在底側上，散熱器底座270及散熱器底座282是熱管290A、熱管290B、熱管290C及熱管290D。在一實施例中，每一熱管都被埋設或設置在一被切割或以其它方式形成在各底座的底側內的溝道內。圖8顯示熱管290A及熱 管290D被連接至且被設置在散熱器底座270中的一溝道內且熱管290B及熱管290C被連接至且被設置在散熱器底座270及散熱器底座282的每一者中的一溝道內。熱管290B包括可撓曲的部分295B，其被設置成橫跨介於散熱器底座270及散熱器底座282之間的接合處。類似地，熱管290C包括可撓曲的部分295C，其被設置成橫跨介於每一散熱器底座之間的接合處。在此實施例中，可撓曲的部分295B及295C被示出為具有手風琴形狀的可撓曲的區段，用以允許在每一冷卻解決方案底座被安裝至與其相對應的表面時沿著熱管的長度擴大或收縮。

在一實施例中，熱管290A-290D的每一者包含流體。一用於熱管290A-290D的每一者的材料係針對一有興趣的工作溫度範圍及流體相容器來加以選擇。材料的例子包括用水作為該流體時的銅及用氨作為該流體時的鋁。其它材料可針對其它流體(如，氦、水銀鈉(mercury sodium))而被選擇。在一實施例中，熱管290A-290D的每一者內亦包含一燈芯材料。熱管290A-290D的每一者的代表性直徑範圍為0.5毫米(mm)至20mm。直徑的一代表性例子是6mm的大小。熱管的截面形狀可以是圓形、卵形、矩形、或其它形狀。

圖9顯示一散熱器它將被連接至一多晶片處理器時的實施例。多晶片處理器200包括其上有IHS 220的微處理器或中央處理單元(CPU)210。在此實施例中，處理器200包括一或多個其上有IHS 265的次要裝置 (如，輔助晶片260A及輔助晶片260B)。圖10顯示通過圖9的線10-10’的剖面。圖10顯示被埋設在散熱器底座270及散熱器底座282內的熱管290B，其可撓曲的部分295B被設置橫跨該等底座之間的接合處。由散熱器底座270的底側所界定的主要熱傳遞表面被稱為IHS 220，而由散熱器底座282的底側所界定的熱傳遞表面被稱為輔助晶片IHS 265。圖9亦顯示散熱器經由機械式施力彈簧(load spring)291連接至封裝200的主要連接的實例，該彈簧被螺絲292彎折(如，被壓縮)，該螺絲可在散熱器底座270的一上層表面接近它(如圖所見)。

在此組態中，每一表面可具有一獨立的散熱器鰭片套組，鰭片彼此被傳導地隔開(散熱器的第一部分的鰭片280和第二部分的鰭片285被傳導地隔開)。在此設計中，第一冷卻解決方案部分可被附裝至機械式施力解決方案彈簧，它提供啟動該插槽所需的力量。該力量可經由散熱器底座270而被傳遞至CPU IHS 220。一第二冷卻解決方案部分經由波形或線圈彈簧在該第二散熱器底座和輔助晶片的IHS(如，IHS 265)接觸時造成的壓縮來產生每一輔助晶片的獨立的施力。這些波形或線圈彈簧被設置在該多表面散熱器的內部。圖11顯示該多表面散熱器的剖面，其示出內部施力彈簧297的相對位置。彈簧297除了對輔助晶片提供正確的施力之外還可產生足夠的力量來將熱管的該可撓曲的區段移位。圖11顯示波形彈簧297在每一端和第二散熱器底座282接觸且在中間部分和 散熱器底座270接觸。最初，一包括第一散熱器(散熱器底座270及鰭片280)及第二散熱器(散熱器底座282及鰭片285)的熱交換器被設置在一多晶片封裝(封裝200)上。在一實施例中，在彈簧297彎折之前，第二散熱器底座297延伸超過散熱器底座270的一表面的平面(延伸一段超過散熱器底座270的表面272的距離，該表面被貼齊至CPU(CPU 210上的IHS 220)。當該被動式熱交換器(散熱器)被組裝在多晶片封裝200上時，散熱器底座270被貼齊至IHS 220且彈簧297被彎折且該第二散熱器底座282可被移位於一遠離多晶片封裝200的方向上(即，朝向散熱器底座270的表面272的方向上)。機械式施力彈簧291的彎折(參見圖9)在一實施例中被用來將熱交換器連接至多晶片封裝(如，用該熱交換器和該封裝之間的螺絲連接來彎折一主要彈簧)。機械式施力彈簧的彎折幫助彈簧297的彎折。在一實施例中，一預定量值的力(如，200磅力(890牛頓)至250磅力(1112牛頓))經由散熱器底座270被傳遞至IHS 220。

該熱衝擊如下面的圖12-13所示地是一重大的熱改善。圖12顯示有及沒有使用熱管的散熱器耦合的代表性的多晶片封裝的代表性溫度分佈概況。多晶片封裝300包括使用第一散熱器及記憶體晶粒330A、330B、350A及350B的處理器310及使用分開的散熱器(其沒有透過例如熱管連接至該第一散熱器)的輔助晶粒360A及360B。多晶片400包括使用第一散熱器及記憶體晶粒 430A、430B、450A及450B的處理器410及使用散熱器部分(其透過熱管連接至第一散熱器部分)的輔助晶粒460A及460B。圖13顯示有耦合vs.沒有耦合圖12的例子中的散熱器的溫度衝擊。在此例子中，高密度輔助晶片的溫度降低5℃，這尚未被最佳化。進一步的改善可用熱管佈局的最適化來獲得。

在上面的描述中，係參考一大致上和空氣冷卻有關之包括底座部分和鰭片部分的熱交換器。在另一實施例中，該熱交換器可具有一帶有內部鰭片的液體冷卻底座。

用於多表面構件之經由可撓曲的熱管的散熱器耦合的一些優點包括了：

‧散熱器解決方案的熱傳遞耦合結合對每一構件的表面的自我調適，因而降低構件的溫度及/或提高冷卻功率能力。

‧一個散熱器組件被使用，保持對客戶的簡單性。

‧允許繼續使用現有的TIM 2。

‧每一構件的可調整的施力轉變為更耐用的解決方案。

本揭露內容的實施例可藉由將冷卻解決方案資源耦合在一起並在各式構件的中心工作量下利用這些資源來改善功率冷卻能力。該等實施例亦可在有競爭性的成本下提高冷卻效率，為所有構件獲致更低的溫度的結果且符合每一構件的冷卻要求。該等實施例可增加功率能力且 降低溫度，這可轉變成更高的頻率機會及更好的二位數分割(bin split)。在一些例子中，該等實施例可在有效的熱封裝及冷卻解決方案方面產生有競爭性的產品。該等實施例亦可擴大空氣冷卻能力。

本揭示內容的實施例可被實施成為一使用任何適合的硬體及/或軟體來如所需地建構的系統。圖14示意地例示一運算裝置，其依據一些實施例包括一和如本文所描述的熱移除裝置耦合的IC封裝組件(如，多晶片封裝)。運算裝置500可容納一諸如主機板502的板子(如，在殼體508內)。主機板502可包括數個構件，其包括但不侷限於處理器504及至少一通信晶片506。處理器504可實體地且電氣地耦合至主機板502。在一些實施例中，該至少一通信晶片506亦可實體地且電氣地耦合至主機板502。在其它實施例中，通信晶片506可以是處理器504的一部分。

運算裝置500根據其應用可包括其它構件，其可以或可以不實體地且電氣地耦合至主機板502。這些其它的構件可包括但不侷限於揮發性記憶體(如，動態隨機存取記憶體(DRAM))、非揮發性記憶體(如，唯讀記憶體(ROM))、快閃記憶體、圖形處理器、數位訊號處理器、密碼處理器(crypto processor)、晶片組、天線、顯示器、觸控螢幕顯示器、觸控螢幕控制器、電池組、音訊解碼器、視訊解碼器、功率放大器、全球定位系統(GPS)裝置、羅盤、蓋格計數器(Geiger counter)、 加速計、陀螺儀、揚聲器、照像機及大量儲存裝置(譬如，硬碟機、光碟片(CD)、數位多媒體碟(DVD)、等等)。

通信晶片506能夠實施用於往返於運算裝置500的數據傳遞的無線通信。“無線”一詞及其衍生詞可被用來描述透過使用模組化電磁輻射經由一非固態的介質來溝通數據的電路、裝置、系統、方法、技術、通信頻道等等。該詞並未暗示該等相關聯的裝置不包含任何電線，雖然在一些實施例中它們可不包含電線。通信晶片506可執行數種無線標準或協定的任一者，其包括但不侷限於電機電子工程師學會(IEEE)標準，其包括Wi-Fi(IEEE 802.11家族)、IEEE 802.16標準(如，IEEE 802.16-2005修訂)、長期演進技術(LTE)計畫以及任何修訂、更新及/或版本(如，先進LTE計畫、超高行動寬頻(UMB)計畫(其亦被稱為“3GPP2”)等等)。IEEE 802.16相容寬頻無線存取(BWA)網路一般被稱為WiMAX網路，它是全球互通微波存取的首字母縮略詞，它是用於通過IEEE802.16標準的相容性及互通相測試的產品的認證標記。通信晶片506可根據全球移動通信系統(GSM)、通用封包無線電服務(GPRS)、通用移動通訊系統(UMTS)、高速封包存取(HSPA)、演進式HSPA(E-HSPA)、或LTE網路來操作。通信晶片506可依據增強型數據GSM演進(EDGE)、GSM EDGE無線電存取網路(GERAN)、通用路地無線電存取網路(UTRAN)、或 演進式UTRAN(E-UTRAN)來操作。通信晶片506可依據分碼多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、數位增強式無線電話(DECT)、演進數據最適化(EV-DO)、它們的衍生物、以及任何其它被指定為3G、4G、5G及更高的無線協定來操作。在其它實施例中，通信晶片506可依據其它無線協定來操作。

運算裝置500可包括多個通信晶片506。例如，一第一通信晶片506可專屬於短程無線通信，譬如WI-Fi及藍牙，及第二通信晶片506可專屬於長程無線通信，譬如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、EV-DO及其它。

運算裝置500的處理器504可被封裝在一耦合至一如本文所描述的熱移除組件的IC封裝組件(如，多晶片封裝)內。例如，一電路板可以是主機板502且處理器504可以是一晶粒或一晶粒封裝，其和一如本文所描述的熱移除組件耦合且被安裝在該電路板上。其它適合的配置可依據描述於本文中的實施例來實施。“處理器”一詞可以指用來處理來自暫存器及/或記憶體的電子數據用以將電子數據轉變為可被儲存在暫存器及/或記憶體內的其它電子數據的任何裝置或裝置的一部分。

通信晶片506亦可包括一晶粒，其可被封裝在一和如本文所描述的熱移除組件耦合的IC封裝組件(如，多晶片封裝)內。在其它實施例中，容納在運算裝置500內的另一構件(如，記憶體裝置或其它積體電路裝 置)可包括一晶粒，其可被封裝在一和如本文所描述的熱移除組件耦合的IC封裝組件(如，多晶片封裝)內。

在各種實施例中，運算裝置500可以是膝上型電腦、網路電腦、筆記型電腦、薄型筆電、智慧型手機、平板電腦、個人數位助理(PDA)、薄型行動PC、行動電話、桌上型電腦、伺服器、印表機、掃描器、監視器、機上盒、娛樂控制單元、數位相機、可攜式音樂播放器、或數位攝影機。在一些實施例中，運算裝置500可以是一行動運算裝置。在其它實施例中，運算裝置500可以是處理數據的任何其它電子裝置。

實例

依據各種實施例，此揭示內容描述一種設備。一設備的例子可包括一熱移除組件，其具有被建構來和兩個或更多個晶粒的各表面熱耦合的兩個或更多個表面，其中該兩個或更多個表面的至少一者和一熱管的一可撓曲的部分耦合。

依據各種實施例，此揭示內容描述一種系統(如，一運算裝置)。一系統的例子包括一電路板、多個安裝在該電路板上的晶粒、及一組件，其具有被建構來和兩個或更多個晶粒的各表面熱耦合的兩個或更多個表面，其中該兩個或更多個表面的至少一者和一熱管的一可撓曲的部分耦合。

實例1是一種設備，其包括一主要裝置及至 少一次要裝置，其以一平面陣列耦合至一基板；一第一熱交換器，其被設置在該主要裝置上且在一和該至少一次要裝置相對應的區域有一開口；一第二熱交換器，其被設置在該至少一次要裝置上的該開口內；至少一熱管，其被耦合至該第一熱交換器及該第二熱交換器。

在實例2中，該實例1的設備的該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的每一者包括一散熱器底座和一鰭片結構。

在實例3中，該實例2的設備的該至少一熱管被耦合至該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的每一者的該散熱器底座，使得該散熱器底座被設置在該至少一熱管和該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的每一者的該鰭片結構之間。

在實例4中，該實例2的設備的該至少一熱管被埋設在該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的該底座的每一者的該散熱器底座內。

在實例5中，該實例1的設備的該至少一熱管包括一可撓曲的部分。

在實例6中，該實例5的設備的該至少一熱管的該可撓曲的部分被設置橫跨一介於該第一熱交換器和該第二熱交換器之間的接合處。

在實例7中，該實例3的設備的在基板上該主要裝置的厚度尺寸不同於該至少一次要裝置的厚度尺寸且該第一熱交換器的底座被設置在一平面內，該平面不同 於該至少一第二熱交換器被設置的平面。

實例8是一種設備，其包括一熱交換器，其具有可用於設置在一多晶片封裝上操作的尺寸，該熱交換器包括一第一部分，其具有一其內有一開口的第一區域；一第二部分，其具有可用於設置在該開口內操作的尺寸；及至少一熱管，其被耦合至該第一熱交換器及該第二熱交換器。

在實例9中，該實例8的設備的該熱交換器的該第一部分和該第二部分的每一者包括一散熱器底座和一鰭片結構。

在實例10中，該實例8的設備的該至少一熱管被耦合至該第一散熱器底座和該至少一第二散熱器底座。

在實例11中，該實例10的設備的該至少一熱管被埋設在該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的該底座的每一者的該散熱器底座內。

在實例12中，該實例11的設備的該至少一熱管包括一可撓曲的部分。

在實例13中，該實例11的設備的該至少一熱管的該可撓曲的部分被設置橫跨一介於該第一熱交換器和該第二熱交換器之間的接合處。

實例14是一種方法，其包括將一熱交換器設置在一多晶片封裝上，該熱交換器包括一第一部分，其具有一設置在該主要裝置上的第一區域，該第一部分和至少 一次要裝置相鄰；一第二部分，其被設置在該至少一次要裝置上；及至少一熱管，其耦合至該第一部分和該第二部分；及將該熱交換器耦合至該多晶片封裝。

在實例15中，實例14的該方法中的該熱交換器的該第一部分和該第二部分的每一者包括一散熱器底座和一鰭片結構且一彈簧被設置在該第一散熱器底座和該至少一第二散熱器底座之間。

在實例16中，實例14的該方法中的該至少一熱管被耦合至該第一散熱器底座和該至少一第二散熱器底座。

在實例17中，實例16的該方法中的該至少一熱管被埋設在該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的該底座的每一者的該散熱器底座內。

在實例18中，實例14的該方法中的該至少一熱管包括一可撓曲的部分。

在實例19中，實例18的該方法中的該至少一熱管的該可撓曲的部分被設置橫跨一介於該第一熱交換器和該第二熱交換器之間的接合處。

在實例20中，實例14-19的方法的任何一者的該熱交換器的該第一部分包括一在一和該至少一次要裝置相對應的區域之上的開口且該第二部分被設置在該開口內。

在實例21中，一種多晶片封裝係用實例14-20的方法的任何一者來製造。

各種實施例可包括上述實施例的任何適當的組合，其包括上文中以聯合形式(and)描述的實施例的替代性(or)實施例(如，該“and”可以是“and/or”)。某些實施例可包括一或多種將熱從多晶片封裝移除的方法及/或和提供及/或製造本文所描述的熱移除組件有關的動作。再者，某些實施例可包括一或多個其上儲存有指令之製造之物(如，非暫態之電腦可讀取的媒介)，其被執行時會獲致任何上述實施例的動作的結果。再者，某些實施例可包括設備或系統，其具有用來實施上述實施例的各式操作的任何適合的機構。

一或多個實施例的前面的描述提供例示及描述，但並不是耗盡式的描述或是要將本發明的範圍限制在被揭示的刻板形式上。在上面的教示下修改及變化是可能的或可從本發明的各種實施例的實現中被獲得。

100‧‧‧封裝

110‧‧‧晶粒

120‧‧‧HIS

130A‧‧‧記憶體晶片

135‧‧‧HIS

140A‧‧‧記憶體晶片

145‧‧‧HIS

150A‧‧‧記憶體晶片

155‧‧‧HIS

160A‧‧‧輔助晶片

170‧‧‧散熱器底座

180‧‧‧鰭片

182A‧‧‧底座

182B‧‧‧底座

182C‧‧‧底座

182D‧‧‧散熱器底座

185A‧‧‧散熱器鰭片

185B‧‧‧鰭片

185C‧‧‧散熱器鰭片

185D‧‧‧散熱器鰭片

Claims (19)

1. 一種設備，包含：一主要裝置及至少一次要裝置，其以一平面矩陣耦合至一基板；一第一熱交換器，其被設置在該主要裝置上且在一和該至少一次要裝置相對應的區域上有一開口；一第二熱交換器，其被設置在該至少一次要裝置上的該開口內；至少一熱管，其被耦合至該第一熱交換器及該第二熱交換器，其中該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的每一者包含一散熱器底座和一鰭片結構。
2. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該至少一熱管被耦合至該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的每一者的該散熱器底座，使得該散熱器底座被設置在該至少一熱管和該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的每一者的該鰭片結構之間。
3. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該至少一熱管被埋設在該第一熱交換器和該至少一第二熱交換器的該底座的每一者的該散熱器底座內。
4. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該至少一熱管包含一可撓曲的部分。
5. 如申請專利範圍第4項之設備，其中該至少一熱管的該可撓曲的部分被設置橫跨一介於該第一熱交換器和 該第二熱交換器之間的接合處。
6. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該基板上之該主要裝置的厚度尺寸不同於該至少一次要裝置的厚度尺寸且該第一熱交換器的底座被設置在一平面內，該平面不同於該至少一第二熱交換器被設置的平面。
7. 一種設備，包含：一熱交換器，其具有可用於設置在一多晶片封裝上操作的尺寸，該熱交換器包含：一第一部分，其具有一其內有一開口的第一區域；一第二部分，其具有可用於設置在該開口內操作的尺寸；及至少一熱管，其被耦合至該第一部分及該第二部分，其中該熱交換器的該第一部分和該第二部分的每一者包含一散熱器底座和一鰭片結構。
8. 如申請專利範圍第7項之設備，其中該至少一熱管被耦合至該第一散熱器底座和該至少一第二散熱器底座。
9. 如申請專利範圍第8項之設備，其中該至少一熱管被埋設在該第一部分和該至少一第二部分的該底座的每一者的該散熱器底座內。
10. 如申請專利範圍第9項之設備，其中該至少一熱管包含一可撓曲的部分。
11. 如申請專利範圍第9項之設備，其中該至少一熱管的該可撓曲的部分被設置橫跨一介於該第一部分和該第 二部分之間的接合處。
12. 一種方法，包含：將一熱交換器設置在一多晶片封裝上，該熱交換器包含：一第一部分，其具有一設置在一主要裝置上的第一區域，該第一部分鄰近一和至少一次要裝置相對應的區域；一第二部分，其被設置在該至少一次要裝置上；及至少一熱管，其耦合至該第一部分和該第二部分；及將該熱交換器耦合至該多晶片封裝。
13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該熱交換器的該第一部分和該第二部分的每一者包含一散熱器底座和一鰭片結構且一彈簧被設置在該第一散熱器底座和該至少一第二散熱器底座之間。
14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該至少一熱管被耦合至該第一散熱器底座和該至少一第二散熱器底座。
15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該至少一熱管被埋設在該第一部分和該至少一第二部分的該底座的每一者的該散熱器底座內。
16. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該至少一熱管包含一可撓曲的部分。
17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該至少一熱管的該可撓曲的部分被設置橫跨一介於該第一部分和該第二部分之間的接合處。
18. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該熱交換器的該第一部分包含一在一和該至少一次要裝置相對應的區域之上的開口且該第二部分被設置在該開口內。
19. 一種多晶片封裝組件，其係用申請專利範圍第12至18項中任一項的方法製造。