使用外部和内部热容性材料的增强型封装热管理制造技术

一种装置，所述装置具有用于增强型热封装管理的外部和/或内部热容性材料。所述装置包括具有发热器件的集成电路(IC)封装。所述装置还包括具有附接至所述IC封装的第一侧面的热扩散器。所述装置还包括接触所述热扩散器的所述第一侧面的热容性材料储存器。所述热容性材料储存器可以相对于所述发热器件而横向设置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种装置，所述装置具有用于增强型热封装管理的外部和/或内部热容性材料。所述装置包括具有发热器件的集成电路(IC)封装。所述装置还包括具有附接至所述IC封装的第一侧面的热扩散器。所述装置还包括接触所述热扩散器的所述第一侧面的热容性材料储存器。所述热容性材料储存器可以相对于所述发热器件而横向设置。【专利说明】使用外部和内部热容性材料的增强型封装热管理
本公开内容总体上涉及集成电路(IC)。更具体地，本公开内容涉及使用外部和/或内部热容性材料的增强型热封装管理。
技术介绍
3D封装可以包含垂直层叠的两个或更多个芯片(集成电路(IC))，使得其占据较少的底空间和/或具有较大的连接性。在一些新的3D封装中，穿硅过孔通过产生穿过芯片体的垂直连接来替代边缘布线。所得到的封装没有增加的长度或宽度。由于没有使用内插件，TSV 3D封装还能够比边缘布线的3D封装更平坦。此TSV技术有时也被称为TSS (穿硅层置)。 热耗散对于使用管芯层叠的高端芯片(high end chip)是越来越有问题的。具体地，层叠两个或更多个芯片可以导致局部的热量热点(thermal hot spot)。由于局部的热量热点嵌入在叠层中，这可以降低冷却热点并且实现低结温的能力。用于实现低结温的常规冷却解决方案包括散热器、热扩散器、和/或改进的印刷电路板。简单地增大热扩散器和/或散热器的尺寸的常规技术在小形状因子设备(例如，智能电话)中是不切实际的。
技术实现思路
根据本公开内容的一个方面，描述了一种装置，所述装置包括用于增强型热封装管理的外部和/或内部热容性材料。所述装置包括具有发热器件的集成电路(IC)封装。所述装置还包括具有附接至所述IC封装的第一侧面的热扩散器。所述装置还包括接触所述热扩散器的所述第一侧面的热容性材料储存器。所述热容性材料储存器可以相对于所述发热器件而横向设置。 在本公开内容的进一步的方面中，描述了一种用于增强型热封装管理的方法。所述方法包括从集成电路封装内的发热器件横向扩散热量。所述方法还包括在相对于所述发热器件而横向设置的热容性材料储存器内吸收所述横向扩散的热量。 在本公开内容的另一个方面中，装置具有用于增强型热封装管理的单元。所述装置包括具有发热器件的集成电路(IC)封装。所述装置还包括具有附接至所述IC封装的第一侧面的热扩散器。所述装置还包括用于热管理热量的单元，所述单元接触所述热扩散器的所述第一侧面。用于热管理热量的所述单元可以相对于所述发热器件而横向设置。 这已经相当广泛地概述了本公开内容的特征和技术优点，以便可以更好地理解随后的详细描述。以下将描述本公开内容的另外的特征和优点。本领域技术人员应当意识至IJ，本公开内容可以容易地作为用于修改或设计用于执行本公开内容的相同目的的其它结构的基础来加以利用。本领域技术人员还应认识到，所述等效结构没有脱离如所附权利要求所阐述的本公开内容的教导。当结合附图加以考虑时，根据下面的描述将更好地理解所述新颖特征连同进一步的目的和优点，就其组织和操作方法而言，所述新颖特征被认为是本公开内容的特性。然而，应当明确理解的是，附图中的每一个附图被提供为仅仅为了例示和描述的目的，并非旨在作为对本公开内容的范围的定义。 【专利附图】【附图说明】 为了更完全地理解本公开内容，现在结合附图来参考下面的描述。 图1示出了根据本公开内容的一个方面的例示了层叠的集成电路(IC)内的热流路径的横截面视图。 图2示出了根据本公开内容的一个方面的例示了被并入至无线设备中的图1中的层叠的IC封装的横截面视图。 图3A和图3B示出了根据本公开内容的一个方面的例示了包括外部热容性材料的层叠的IC封装的横截面视图和局部截面顶视图。 图4A和图4B示出了根据本公开内容的一个方面的例示了包括内部热容性材料的层叠的IC封装的横截面视图和局部截面顶视图。 图5示出了根据本公开内容的一个方面的形成包括内部/外部热容性材料的图3A和图3B以及图4A和图4B中的层叠的IC封装的工艺。 图6A-图6C示出了根据本公开内容的一个方面的例示了将包括内部热容性材料的图4A和图4B中的层叠的IC封装并入至无线设备中的横截面视图、局部截面顶视图、以及侧视图中。 图7A-图7C示出了根据本公开内容的一个方面的例示了包括被并入至无线设备中的内部热容性材料的图3中的IC封装的横截面视图、局部截面顶视图、以及侧视图。 图8是根据本公开内容的一个方面的例示了用于提供使用外部/内部热容性材料的增强型热封装管理的方法的框图。 图9是例示其中可以有利地采用本公开内容的一个方面的无线通信系统的框图。 【具体实施方式】 本公开内容的多个方面提供了用以减轻与在由TSS (穿硅层叠)、PoP (封装上封装)、或者涉及管芯或封装层叠的其它相似的技术而形成的三维(3D)封装内的热耗散有关的问题的技术。集成电路(IC)封装可以包括具有内表面和外表面的热扩散器，其中内表面接触IC封装。根据本公开内容的一个方面，通过在IC封装内使用热容性材料来提供增强型热封装管理。如本文所描述的，热容性材料可以包括但不限于相变材料、导热材料、或者适合于接收传导的热量(例如，横向传导的热量)并且将热量储存在其热储存器内的其它相似的热材料和热结构。 在本公开内容的一个方面中，热容性材料由相变材料构成，当热量接触并且活化相变材料时，相变材料转变为不同的状态(例如，随时间的过去，初始的固态转变为液态)，以用于热储存。在一个配置中，在低(或无)功率操作期间，还对储存在热容性材料储存器内的热量进行冷却，使相变材料随时间的过去而从液态转变为固态。在返回初始的固态之前，随着吸收的热量随时间的过去而冷却，相变材料可以转变为部分液体和部分固体的(中间的)状态。 在其中相变材料形成储存器的配置中，相变材料随时间使相从初始的固态变化为液态，相变材料具有在80000-20000焦耳每千克(J/kg)范围中的高的潜热吸收性，相变材料吸收并且储存增加的能量的量，从而降低热点温度。例如，相变材料可以在大约二十九摄氏度(29°C)的温度下开始从初始的固态转变，并且在二十九至三十七摄氏度(29°C至37°C)的范围中的温度下达到液态。在二十九至三十一摄氏度(29°C至31°C)的范围以下的温度下，相变材料可以是部分液体和部分固体的(中间的)状态。当系统中功率低或者不存在功率耗散时，相变材料将缓慢地冷却，并且开始转变为初始的固体形状。在一个配置中，用于冷却目的而附接至IC封装的热扩散器横向地清除(dispose)热量，以便活化相变材料。 在本公开内容的一个方面中，热容性材料包括相变材料(PCM)储存器，该相变材料(PCM)储存器接触散热器的内表面。在本公开内容的此方面中，PCM储存器相对于发热器件、芯片叠层等横向设置。在IC封装的一个配置中，将热容性材料添加至热扩散器的背面，以便进一步吸收并且储存由热扩散器传导的热量。在此配置中，热容性材料在封装外部，如参考图3A和图3B更详细地描述的。 在IC封装的进一步配置中，热容性材料在封装内部，例如在围绕IC叠层的封装模制化合物内部，以便吸收和/或储存来自热扩散器的热量，如参考图4A和图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：集成电路(IC)封装，所述集成电路(IC)封装包括发热器件；热扩散器，所述热扩散器具有耦合至所述IC封装的第一侧面；以及多个热容性材料储存器，所述多个热容性材料储存器接触所述热扩散器的所述第一侧面，所述热容性材料储存器相对于所述发热器件横向设置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·A·基里亚克，D·J·里斯克，R·拉多伊契奇，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US