[发明专利]使用硅通孔的增强型基底管芯热路径

说明书

一般来说，本公开的实施例可涉及针对封装的系统、设备、技术和/或过程，封装包括使用导热特征的堆叠式管芯，导热特征包括位于第一管芯的无源区域中的填充有导热材料的导热硅通孔（TSV），以便将来自第一管芯的热量从与第一管芯耦合的第二管芯按路径传送出去。在实施例中，第一管芯可称为基底管芯。实施例可包括采用伪管芯形式的热块，伪管芯包括至少部分地用诸如铜、焊料或其它合金之类的热能传导材料填充的TSV。

技术领域

一般来说，本公开的实施例涉及封装组件领域，并且特别地，涉及包括堆叠式管芯的封装组件。

背景技术

诸如智能电话和超级本之类的移动电子装置的最终产品尺寸的不断缩小是开发尺寸减小的封装中系统组件的驱动力。

附图说明

图1示出具有从基底管芯直到顶部管芯的热能流的传统堆叠式管芯封装的侧视图。

图2A和2B分别示出根据实施例的堆叠式管芯封装的侧视图和俯视图，该堆叠式管芯封装包括基底管芯，基底管芯与伪管芯耦合以便将热能流从与基底管芯热耦合的顶部管芯按路径传送（route）出去。

图3A和3B示出根据实施例的堆叠式管芯封装的侧视图和俯视图，该堆叠式管芯封装包括基底管芯，基底管芯与具有用导热材料填充的多个硅通孔（TSV）的伪管芯耦合以便将热能流从与基底管芯热耦合的顶部管芯按路径传送出去。

图4A和4B分别示出根据实施例的堆叠式管芯封装的侧视图和俯视图，该堆叠式管芯封装包括基底管芯，其在基底管芯的无源区域中包括导热特征，以便将热能流从与基底管芯热耦合的多个顶部管芯按路径传送出去。

图5A和5B分别示出根据实施例的堆叠式管芯封装的侧视图和俯视图，该堆叠式管芯封装包括使用嵌入式多管芯互连桥EMIB技术连接的多个基底管芯，所述多个基底管芯与包括高带宽存储器（HBM）管芯的多个顶部管芯热耦合，其中一些基底管芯的无源区域中的TSV以及与一些基底管芯耦合的伪管芯将热能流从多个顶部管芯按路径传送出去。

图6示出根据实施例的用于对第一管芯应用包括导热特征的热块以便将热量从与第一管芯热耦合的第二管芯按路径传送出去的过程的示例。

图7示意性地示出根据实施例的计算装置700。

具体实施方式

一般来说，本公开的实施例可涉及针对封装的系统、设备、技术和/或过程，所述封装具有采用TSV形式的导热特征以便将在封装的基底管芯中生成的热能从热耦合至基底管芯的顶部管芯按路径传送出去。在实施例中，基底管芯可称为第一管芯，并且顶部管芯可称为第二管芯。

导热特征的实施例可包括一个或多个热块，所述一个或多个热块可采取包括至少部分地用导热材料填充的TSV的伪管芯的形式。这些伪管芯可以与一个基底管芯或者与多个基底管芯热耦合，以便将热能或热量从顶部管芯按路径传送出去。

导热特征的其它实施例包括包含在一个基底管芯或多个基底管芯的无源部分内的TSV，以便从基底管芯内收集热能并将其按路径传送到基底管芯的表面或边缘。在实施例中，基底管芯内的金属层或其它热传送结构（heat routing structure）可利于将基底管芯内的热能按路径传送到管芯的无源部分内的TSV。在实施例中，可相对于伪管芯用热能传导材料来至少部分地填充TSV。

在实施例中，取决于封装中所使用的各种管芯的布局和几何形状以及封装内的期望热能传送路径（thermal energy routing path），可在封装内使用伪管芯和基底管芯的无源部分中的TSV的组合。在实施例中，可将热量按路径传送到包围封装管芯的集成散热器（IHS）。

在传统的堆叠式管芯体系结构中，管芯冷却是一个重要的问题。取代具有专用的热界面材料来在操作期间从基底管芯提取热能，取决于堆叠式管芯上的工作负载，基底管芯现在生成热能并传播到顶部管芯，或反之。因此，顶部管芯和底部管芯在热和操作上更多地受到它们之间的增加的热能的约束。