用于在多个半导体装置模块中散热的设备和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于在多个半导体装置模块中散热的设备及方法。本发明专利技术提供一种半导体存储器系统，其具有以一定间隙彼此间隔开的多个半导体存储器模块。所述系统包含具有经配置以远离存储器装置传递热量的导热底座部分的散热组合件。所述散热组合件包含从所述底座部分延伸的至少一个冷却单元。所述至少一个冷却单元具有带有外表面的壁及空腔。所述冷却单元经配置以配合在相邻存储器模块之间的所述间隙中，使得在所述间隙两端在所述冷却单元的第一侧上的所述外表面的一部分耦合到第一存储器装置中的一者且在所述冷却单元的第二侧上的所述外表面的另一部分耦合到第二存储器装置中的一者。

【技术实现步骤摘要】
用于在多个半导体装置模块中散热的设备和方法
本公开大体上涉及半导体装置，且更确切地说，涉及用于在多个半导体装置模块中散热的设备和方法。
技术介绍
存储器封装或模块通常包含安装于衬底上的多个存储器装置。存储器装置广泛地用于存储与例如计算机、无线通信装置、相机、数字显示器等等各种电子装置相关的信息。通过将存储器单元的不同状态编程于存储器装置中来存储信息。存在各种类型的存储器装置，包含磁性硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态RAM(DRAM)、同步动态RAM(SDRAM)等。一般来说，改进存储器封装可包含增加存储器单元密度、减少操作延迟(例如提高读取/写入速度)、提高可靠性、增加数据保持、减少功率消耗、减少制造成本，和减小存储器封装和/或存储器装置的组件的大小或占据面积，以及其它度量。与改进存储器封装相关联的挑战在于增加存储器装置密度且提高存储器装置的速度或处理能力会产生更多热量。在未充分冷却的情况下，额外热量可使得存储器装置超过其最大工作温度(Tmax)。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种半导体存储器系统。所述半导体存储器系统包括：多个半导体存储器模块，每一存储器模块包含在衬底的第一侧上的第一存储器装置及在所述衬底的第二侧上的第二存储器装置，其中所述半导体存储器模块以一定间隙彼此间隔开；及散热组合件，其具有：导热底座部分，其经配置以远离所述存储器装置传递热量，至少一个冷却单元，其从所述底座部分延伸且具有带有外表面的壁及空腔，所述冷却单元安置在相邻存储器模块之间的所述间隙中，使得在所述间隙两端在所述冷却单元的第一侧上的所述外表面的一部分耦合到所述第一存储器装置中的一者且在所述冷却单元的第二侧上的所述外表面的另一部分耦合到所述第二存储器装置中的一者，及在所述空腔中的至少一个相变组件，所述相变组件限定腔室且包括相变流体。根据本专利技术的另一方面，提供一种制造半导体存储器系统。所述方法包括：将散热组合件耦合到包含至少一个第一半导体装置的第一存储器模块及包含至少一个第二半导体装置的第二存储器模块，所述第一半导体装置与所述第二半导体装置相对，其中所述散热组合件具有底座部分，从所述底座部分的一个区域延伸的多个冷却特征，及从所述底座部分的另一区域延伸的冷却单元，所述冷却单元的第一侧表面附接到所述第一半导体装置，所述冷却单元的第二侧表面附接到所述第二半导体装置，且所述第一侧表面与所述第二侧表面相对，且所述冷却单元含有限定腔室且包括相变流体的相变组件。附图说明图1A、1B和1C说明根据本专利技术技术的用于具有多个存储器模块的存储器系统的散热组合件。图2A和2B说明根据本专利技术技术的用于具有多个存储器模块的存储器系统的散热组合件。图3是说明根据本公开的配置存储器系统的方法的流程图。图4说明用于存储器模块的示范性散热片。具体实施方式下文参考随附图式描述具有散热组合件的存储器模块和相关联系统及方法的数个实施例的具体细节。在若干所述实施例中，存储器系统可包含多个存储器模块，例如双列直插式存储器模块(DIMM)，其各自具有衬底和电耦合到衬底的多个存储器装置。存储器装置可包含分别在衬底的前侧和后侧上的第一存储器装置及第二存储器装置。散热组合件经配置以增强存储器装置的冷却。散热组合件可包含具有底座部分和多个散热组件的导热主体。底座部分可经配置以经由传导或对流中的至少一者将热量传递到周围环境。导热主体可具有从底座部分延伸的至少一个冷却单元，例如被动冷却单元。冷却单元可包含限定空腔的壁，所述空腔经配置为含有冷却组件。举例来说，每一壁可具有限定封围腔的U形，或壁可具有接收一或多个冷却组件的开放腔。冷却单元可经配置以配合在相邻存储器模块之间的间隙中，使得在冷却单元的一侧上的外表面邻近一个半导体存储器装置，且在冷却单元的另一侧上的外表面邻近另一半导体存储器装置。散热组合件可经配置使得每对存储器模块之间的间隙由冷却单元占据。冷却组件可为安置在冷却单元的空腔中的相变组件，且相变组件可经配置以将热量从冷却单元内部传递到底座部分。图4说明包含多个存储器模块的存储器系统400。存储器系统400可包含计算装置401(例如，主机板)和通过存储器连接件402连接到计算装置401的存储器模块411。存储器模块411可各自包含在印刷电路板(PCB)441的任一侧上的多个半导体存储器装置(例如，存储器裸片)，例如存储器装置421a、421b。在操作中，存储器装置421a、421b产生热量，热量可不利地影响存储器系统400的操作。相应地，存储器系统400可包含散热片(例如，鳍型散热片)或散热器(例如，真空腔室散热器或散热管)，例如附接到存储器模块411的相对侧的散热片或散热器431a和431b。散热片通常具有增加表面积以用于增强散热的鳍片或其它特征，且通过风扇产生的气流可用于进一步消散来自存储器装置的热量。散热器通常具有大的、平坦的外表面区域且通常并不具有风扇或鳍片。实际上，散热器直接接触存储器装置以消散热量。在DDR5存储器系统中，存储器模块411可由(例如，约7.62毫米的)预定间距间隔开。相邻存储器模块411之间的可用于散热片或散热器431a、431b的空间约等于此间距减存储器模块中的一个的厚度(例如，约2.8毫米)。因此，对置存储器装置之间的可供用于两个散热片或散热器431a、431b的间隙G为约4.82毫米。在一些系统中，散热片或散热器431a、431b中的每一者可为约0.625毫米厚。相应地，在这类系统中，约3.57毫米的气隙保留在相邻散热片或散热器之间以供空气流动以用于冷却。这是这类散热片或散热器的通常足够用于气流恰当消散来自存储器装置421a、421b的热量的空间。然而，对于许多电子装置，合乎需要的是存储器模块411的PCB441之间的间距尽可能小同时仍保持存储器装置421a、421b低于最大操作温度(Tmax)。此通常要求相邻存储器模块的对置存储器装置之间的间隙G大于约2毫米，使得存在供气流恰当消散由存储器模块411产生的热量的充足间隙。为了解决前述问题，本专利技术技术是针对用于半导体装置模块或其它电子装置的散热组合件，其实现相邻高性能电子组件之间的小间隙宽度。举例来说，预期本专利技术技术的若干实施例恰当消散通过在存储器模块之间具有减小间距(例如，250微米或更小)的相邻存储器模块产生的热量。为清楚起见，相对于存储器系统中的存储器模块描述本专利技术技术的示范性实施例，但本专利技术技术也可通过半导体装置与其它电子组件之间具有受限间距的其它类型的系统实施。图1A说明根据本专利技术技术的包含经配置用于一或多个半导体装置模块的散热组合件130的存储器系统100的端视横截面图。存储器系统100包含计算装置105(例如，主机板)及通过存储器连接件112连接到计算装置105的存储器模块110。存储器模块110可各自包含分别在其任一侧上的多个半导体存储器装置121(个别地识别为121a及121b)。举例来说，存储器装置121可为存储器裸片、DRAM、SDRAM、ROM、RAM、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体存储器系统，其包括：/n多个半导体存储器模块，每一存储器模块包含在衬底的第一侧上的第一存储器装置及在所述衬底的第二侧上的第二存储器装置，其中所述半导体存储器模块以一定间隙彼此间隔开；及/n散热组合件，其具有：/n导热底座部分，其经配置以远离所述存储器装置传递热量，/n至少一个冷却单元，其从所述底座部分延伸且具有带有外表面的壁及空腔，所述冷却单元安置在相邻存储器模块之间的所述间隙中，使得在所述间隙两端在所述冷却单元的第一侧上的所述外表面的一部分耦合到所述第一存储器装置中的一者且在所述冷却单元的第二侧上的所述外表面的另一部分耦合到所述第二存储器装置中的一者，及/n在所述空腔中的至少一个相变组件，所述相变组件限定腔室且包括相变流体。/n

【技术特征摘要】
20200227 US 16/803,6371.一种半导体存储器系统，其包括：
多个半导体存储器模块，每一存储器模块包含在衬底的第一侧上的第一存储器装置及在所述衬底的第二侧上的第二存储器装置，其中所述半导体存储器模块以一定间隙彼此间隔开；及
散热组合件，其具有：
导热底座部分，其经配置以远离所述存储器装置传递热量，
至少一个冷却单元，其从所述底座部分延伸且具有带有外表面的壁及空腔，所述冷却单元安置在相邻存储器模块之间的所述间隙中，使得在所述间隙两端在所述冷却单元的第一侧上的所述外表面的一部分耦合到所述第一存储器装置中的一者且在所述冷却单元的第二侧上的所述外表面的另一部分耦合到所述第二存储器装置中的一者，及
在所述空腔中的至少一个相变组件，所述相变组件限定腔室且包括相变流体。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述相变组件进一步包括毛细作用单元，且所述腔室由所述毛细作用单元的内部表面限定，且其中所述毛细作用单元经配置以经由毛细管作用保留所述相变流体。


3.根据权利要求1所述的系统，其中每一空腔经封围且所述相变组件经配置以使得所述相变流体汽化到所述腔室中以将所述多个半导体存储器模块保持在预定工作温度范围内。


4.根据权利要求3所述的系统，其中每一壁具有限定经封围空腔的U形。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却单元的所述第一侧直接接触所述第一存储器装置且所述冷却单元的所述第二侧直接接触所述第二存储器装置。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却单元的所述第一侧热通过热界面材料耦合到所述第一存储器装置，且所述冷却单元的所述第二侧通过热界面材料热耦合到所述第二存储器装置。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述相变组件包括真空腔室散热器或散热管。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述散热组合件进一步包含从所述底座部分向外延伸的冷却特征。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述冷却特征包括脊部、凹槽和/或鳍片。


10.根据权利要求1所述的系统，其中所述散热组合件进一步包含从所述底座部分延伸的外部冷却单元，所述外部冷却单元经配置以接触所述多个存储器模块中的外部存储器模块的外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲小鹏，S·U·阿里芬，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US