３Ｄ封装和冷却系统的管理技术方案

在一种管理至少一个三维封装件和具有配置成冷却该至少一个三维封装件的至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法中，识别至少一个三维封装件上的工作负载和该三维封装件上或周围的环境条件中的至少一者。另外，基于识别的工作负载和环境条件中的至少一者控制主动冷却机构和三维封装件中的至少一者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3D封装和冷却系统的管理相关申请的交叉引用本申请涉及与本申请同日提交的题为“ Cooling ProvisioningManagement in a Three Dimensional Package (三维封装中的冷却供应管理)，，的美国专利申请S/N TBD (委 托案号No.200703299)，其公布内容全部援引包含于此。
技术介绍
半导体技术最近的趋势已集中在集成电路芯片系统的微型化。这已导致高密度电子封装模块的研发，例如由排列成一叠的多个管芯构成的三维(3D)多管芯结构，以显 著减小管芯在系统中占据的占地面积量。对于传统管芯，用于驱动层叠管芯的部分电能 被转化成热能并作为热量耗散。管芯温度大大地影响其性能。同样，高效的热量消除通 常是设计和运行3D多管芯电子封装模块中的重要考虑因素。一般通过使用被动的冷却供应从管芯消除热量，例如定位以将热从一个管芯传 递至另一个管芯或传递至散热装置的热传导材料。也提出通过使用具有安装在各管芯之 间的P型材料板和N型材料板的热电冷却器主动冷却管芯的技术。然而，随着由于管芯 具有不断增长的运行速度而令电子封装模块不断变得越来越密集，用于散发由3D多管芯 电子封装模块中的管芯产生的热量的传统技术可能无法充分地冷却管芯，这可能导致性 能下降和过早失效。当多个3D多管芯电子封装模块配置在一起时，控制热消除产生额外 的难题。由此应当理解，消除从3D多管芯电子封装模块中的管芯散发的热量的改进将是 有益的。附图简述本专利技术的特征可由本领域内技术人员参照附图从下面的详细描述中清楚得出， 在附图中附图说明图1示出根据本专利技术的一实施例的电子结构的图；图2A示出根据本专利技术一个实施例的包含多个层叠管芯和具有多个主动冷却机构 的冷却系统的三维封装件的简化示意图；图2B示出根据本专利技术另一实施例的包含多个层叠管芯和具有多个主动冷却机构 的三维封装件的冷却系统的简化示意图；图3A-3C分别示出根据本专利技术实施例的图1描述的电子结构的一部分的简化示 意图；图4示出根据本专利技术一个实施例的由四个单元114构成的图1所示电子结构的简 化示意图；图5示出根据本专利技术一个实施例的用于管理至少一个3D封装件和具有至少一个 主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；图6示出根据本专利技术一个实施例增进图5所示方法的管理至少一个3D封装件和 具有至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图7示出根据本专利技术一个实施例增进图5所示方法的控制不同类型主动冷却机构 的方法的流程图； 图8示出根据本专利技术一个实施例增进图5所示方法的管理多个3D封装件和具有 至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；图9示出根据本专利技术一个实施例增进图5所示方法的管理多个3D封装件和具有 至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；图10示出根据本专利技术一个实施例增进图5所示方法的管理多个3D封装件和具有 至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；图11示出根据本专利技术一个实施例增进图5所示方法的管理多个3D封装件和具有 至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法的流程图；图12示出根据本专利技术一个实施例的在执行图5-11描述的流程图中包含的一些或 全部步骤时用来执行图1所示控制器的各种功能的计算机系统。详细说明为了简化和阐述的目的，主要参照其示例性实施例对本专利技术进行说明。在以下 描述中，陈述许多具体细节以提供对本专利技术的透彻理解。然而，将对本领域技术人员明 显的是，本专利技术的实现不局限于这些具体细节。在其他情形中，众所周知的方法和结构 并未予以详细描述以免不必要地混淆本专利技术。本文披露一种管理至少一个三维(3D)封装件和具有配置成冷却至少一个3D封 装件的主动冷却机构的冷却系统的方法。另外本文披露一种包含至少一个3D封装件和冷 却系统的电子结构。通过本文披露的方法和电子结构的应用，可控制3D封装件和冷却系统中的一者 或两者以显著最小化能耗并同时为3D封装件提供足够的冷却。首先参见图1，图中示出根据一个示例的电子结构100的图。应当理解，电子结 构100可包括附加组件，并可去除和/或改变本文描述的一个或多个组件而不脱离电子结 构100的范围。总地来说，电子结构100包括设置在底板112上的多个三维(3D)封装件110。 3D封装件110由多个层叠管芯构成，这些管芯通常配置成执行一个或多个操作，例如处 理、数据存储等。下文中将更详细地描述3D封装件110。3D封装件110可通过任何合适的手段连接于底板112。在一个示例中，底板112 可包括印刷电路板基板，该印刷电路板基板具有连接到3D封装件110的电连接。另外， 3D封装件110可通过与底板112制造在一起的连接从例如AC或DC电源的电源120接收 电能。就此而言，底板112可提供对3D封装件110的结构支承和连接性两者。3D封装件110和底板112图示为容纳在单元114中。单元114 一般包括例如配 置成保护3D封装件110不受外部条件影响的封套。单元114还允许各种配置的3D封装 件110和底板基本彼此分离并由此提供各3D封装件110之间清楚的外形描绘。然而替代 地，3D封装件110和底板112可由单元114单独支承。作为又一种替代，单元114可在 附加的一个或多个底板112上容纳多个底板112和附加的3D封装件110。单元114可代表相对小的结构或相对大的结构。例如，单元114可具有类似于 传统蜂窝电话的尺寸、类似于传统服务器的尺寸、类似于传统闸刀服务器的尺寸、类似于传统运输集装箱的尺寸、类似于小型数据中心或大型数据中心等。如此，应当理解本 文描述的各个示例适用于具有众多不同尺寸的电子结构100。 单元114还图示为包括具有系统水平激活的冷却机构118的冷却系统。在图1 所示例子中，系统水平激活冷却机构118包括风扇。然而应当理解，系统水平激活冷却 机构118可包括其它类型的冷却机构而不脱离本文公开的电子结构100的范围。其它合 用的系统水平激活冷却机构118的示例将在下文中予以更详细的说明。如同样在下文中 更详细说明的那样，冷却系统116可包括例如散热装置、热导管等被动冷却机构以及封 装件水平冷却机构。电子结构100图示为包括通过底板112连接于3D封装件110的控制器130。如 前所述，底板112可包括类似印刷电路板的多个电连接，籍此控制器120可与3D封装件 110相互作用。控制器130通常配置成执行电子结构100中的各种操作。在一个示例 中，控制器130包括一个或多个3D封装件110或者一个或多个3D封装件110中的一个 或多个管芯。在另一示例中，控制器130包括位于3D封装件110远端的计算设备或处理 器。在又一示例中，控制器130包括存储在计算机可读存储介质上的软件，当执行该软 件时就能执行电子结构100的各种操作。同样如图1所示，控制器130被配置成从一个或多个传感器140和工作负载监测 器150接收输入。尽管控制器130图示为从传感器140和工作负载监测器150两者接收输 入，然而应当理解，控制器130可接收来自传感器140和负载监测器150的任何一者或两 者的输入而不会脱离电子结构100的范围。在任何情况下，控制器130配置成基于来自 传感器140和工作负载监测器150中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管理至少一个三维封装件和具有配置成冷却所述至少一个三维封装件的至少一个主动冷却机构的冷却系统的方法，所述方法包括：　　识别以下至少一者：在所述至少一个三维封装件上的工作负载、和所述至少一个三维封装件处或周围的环境条件；以及　　基于所识别出的工作负载和环境条件中的至少一者控制主动冷却机构和三维封装件中的至少一者。

【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：AJ沙阿，C帕特尔，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：US[美国]