CN106796923A - 多芯片自调整冷却解决方案 - Google Patents

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Abstract

一种设备：包括按照平面阵列耦合至衬底的主装置和至少一个辅助装置；第一无源热交换器，其设置在所述主装置上并且在与所述至少一个辅助装置对应的区域之上具有开口；第二无源热交换器，其设置在所述至少一个辅助装置上；至少一个第一弹簧，其操作用于沿所述主装置的方向向所述第一热交换器施加力；至少一个第二弹簧，其操作用于沿所述辅助装置的方向向所述第二热交换器施加力。一种方法包括：将无源热交换器放置在多芯片封装上；以及使弹簧弯曲，以沿封装上的至少一个辅助装置的方向施加力。

Description

多芯片自调整冷却解决方案
技术领域
多芯片产品冷却。
背景技术
很多集成电路产品包含多芯片产品。多芯片产品的示例是包括微处理器和存储器以及配套装置或部件(例如，芯片)的封装。所述封装可以包含跨所有部件的单一集成散热器(IHS)或者用于每个部件的单独的IHS。每种封装选择都存在优点和缺点，但是每个部件都需要足够的冷却。
不同的封装选项将显著地影响周围热阻的整体结合。管芯与IHS(TIM1)之间的热界面材料以及IHS与热沉(TIM2)之间的热界面材料中的每者的接合线厚度(BLT)是连同管芯/IHS尺寸、功率密度和总功率一起的最重要的热阻因素中的两个。
单一IHS设计提供了用于与冷却解决方案(例如，无源热交换器(例如，热沉))对接的一个相对平直的表面，但是单一IHS封装选项可以对TIM1BLT，并且因此对封装热阻(管芯到IHS)具有显著的暗示。在处于IHS内的封装级别上(如在单一IHS选项中)或者在具有单独的IHS选项的冷却解决方案级别上都必须考虑每个部件之间的容差。所述容差在采用单一IHS选项的多芯片产品中导致了某些芯片的TIM1BLT具有宽的厚度范围。随着配套部件尺寸减小和功率密度增大，来自TIM1BLT的热阻能够显著影响封装性能。
单独的IHS封装选项使每个部件上的TIM1BLT最小化，并且因此使封装热阻最小化。一个缺陷是现在有多个必须与冷却解决方案对接的非共平面表面。通常将冷却解决方案(无源热交换器)对位(justify)至CPU IHS，从而使其TIM2BLT和对应的热阻最小化。但是冷却现在必须考虑每个单独的部件IHS的变化和非平面性，这经常在每个部件上导致大的TIM2BLT范围。
附图说明
图1示出了包括中央处理单元(CPU)的通用多芯片封装的俯视透视图。
图2示出了在多芯片封装上引入了冷却解决方案之后图1的结构。
图3示出了图2的组件的示意性分解侧视图。
图4示出了穿过图2的线4-4'的截面侧视图。
图5示出了在多芯片封装上包括冷却解决方案的组件的第二实施例的示意性分解俯视图。
图6示出了图5的组装后结构的侧视图。
具体实施方式
一种冷却解决方案和实施冷却解决方案的方法用以提高母板上的多芯片产品封装(或者多个封装)的需要冷却的每个部件的冷却能力和性能。冷却解决方案适应高度变化的部件或封装，从而获得并且可用于维持每个部件的最低界面热阻。通过这种方式，冷却解决方案能够利用现有的热界面材料，能够使接合线厚度最小化，并且其实施不会因一个部件的原因而使另一部件做出热牺牲。
图1示出了通用多芯片中央处理单元(CPU)封装的俯视透视图。封装100包括设置在处理器衬底105上的管芯110。IHS 120覆盖在管芯110上，其间具有TIM1材料。在一个实施例中，封装100还包括辅助装置，例如存储器芯片130A、存储器芯片130B、存储器芯片140A、存储器芯片140B、存储器芯片150A和存储器芯片150B以及配套芯片160A和配套芯片160B(二者均为例如处理器)。应当理解，作为存储器芯片和配套芯片的辅助装置是一个示例。在另一实施例中，在封装中可以存在其他类型的装置。主装置(管芯110)和辅助装置(存储器芯片130A/B、140A/B、150A/B以及配套芯片160A/B)中的每者按照平面阵列连接至衬底105。在一个实施例中，辅助装置中的一者或多者的厚度(z维度)不同于管芯110的厚度(z维度)。在一个实施例中，辅助装置中的一者或多者具有小于管芯110的厚度的z维度厚度。在另一实施例中，一个或多个辅助装置的z方向厚度不同于管芯110以及一个或多个其他辅助装置。
在一个实施例中，HIS覆盖每个辅助装置，其间具有TMI1。图1示出了存储器芯片130A上的IHS 135A、存储器芯片130B上的IHS 135B、存储器芯片140A上的IHS 145A、存储器芯片140B上的IHS 145B、存储器芯片150A上的IHS 155A以及存储器芯片150B上的IHS155B。IHS 165A覆盖配套芯片160A，其间具有TIM1，并且IHS 165B覆盖配套芯片160B，其间具有TIM1。在一个实施例中，TIM1在每个IHS与其相应的主装置(例如，管芯110)或辅助装置(例如，存储器芯片130A-150A、配套芯片160A-B)之间始终是薄的或者实际上是最小的，以提高每个发热部件与冷却解决方案之间的热性能，并由此使每个部件的温度最小化。在一个实施例中，适当的TIM1是聚合物TIM，其具有大约20微米(μm)到30μm的代表性厚度。
图2示出了在多芯片封装100上引入了冷却解决方案之后的图1的结构。组件101包括在该实施例中为无源热交换器的冷却解决方案，所述无源热交换器是热沉，其包括包含热沉基座170和鳍片180的第一部分。在一个实施例中，热沉的第一部分包括设置在多芯片封装100的区域部分之上的或者设置在多芯片封装100的包括发热装置的区域(例如，包括主装置和辅助装置的区域)之上的区域尺寸。图2示出了热交换器(热沉)的处于CPU管芯110和IHS 120之上/上的第一部分，其中，热沉基座170被对位至IHS 120。在热沉基座170与IHS物理接触或者与设置在IHS 120的表面上的TIM2材料接触达到这种材料的最低有效厚度的意义上，热沉基座170被对位至IHS 120。
热交换器(热沉)的包括热沉基座170和鳍片180的第一部分还包括处于对应于多芯片封装100的辅助装置(尤其是管芯130A、130B、140A、140B、150A和150B以及配套管芯160A和160B)的区域之上的若干开口。设置在这种开口内的是第二热交换器(热沉)部分，它们均包括基座和鳍片结构。图2示出了第二热沉鳍片185A(设置在存储器管芯140A和存储器管芯140B之上；设置在存储器管芯130A和存储器管芯130B之上的鳍片185B；设置在存储器管芯150A和存储器管芯150B之上的热沉鳍片185C；以及设置在配套管芯160A和配套管芯160B之上的热沉鳍片185D)。图2还示出了热沉到封装100的主连接。注意，图2示出了被螺丝195弯曲(例如，压缩)的机械加载弹簧190，螺丝195可在热沉基座170的表面触及。
图3示出了图2的组件的示意性分解图。注意，图3示出了为热沉的无源热交换器的冷却解决方案，所述热沉包括包含热沉基座170和热沉鳍片180的第一部分。热沉的第一部分还具有若干开口，所述开口被设置为穿过热沉基座170和热沉鳍片180(穿过其延伸)并且分别与包括存储器管芯130A/B(开口182B)、存储器管芯140A/B(开口182A)和存储器管芯150A/B(开口182C)以及配套管芯160A/B(开口182D)的区域对准或者与所述区域对应。图3示出了无源热交换器(热沉)的第二部分，所述第二部分具有置于开口182A-D内的尺寸，并且具有对应于相应的辅助装置的区域的相应的xy区域。参考图3，无源热交换器(热沉)的第二部分包括：对应于存储器管芯140A/B之上的xy区域的热沉基座175A/热沉鳍片185A；对应于存储器管芯130A/B之上的xy区域的热沉基座175B/鳍片185B；在对应于存储器管芯150A/B的xy区域之上的热沉基座175C/鳍片185C；以及在对应于配套芯片160A/B的xy区域之上的热沉基座175D/鳍片185D。
图4示出了穿过图2的线4-4'的截面侧视图。图4示出了包括无源热交换器(热沉)的组件101，所述无源热交换器具有包括热沉基座170和热沉基座170上的热沉鳍片180的第一部分。热沉的第一部分的热沉基座170被对位至多芯片封装的主管芯上的IHS 120，在该实例中被对位至CPU 110上的IHS 120，CPU 110为封装上的主要发热装置。最低有效TIM2厚度将热沉基座170与IHS 120隔开。主装置和辅助装置的代表性TIM2材料为相变材料。
图4示出了与无源热交换器的第一部分相关联的热沉基座170，其与对应于多芯片封装的辅助装置的区域之上的辅助热传递表面隔离。通过在与多芯片封装上的辅助装置的位置对应的区域中穿过热沉基座形成的开口将热沉基座170隔开。图4还示出了热沉的设置在穿过第一部分的开口中的第二部分，所述第二部分分别包括：IHS 145A上的热沉基座175A；IHS 135A上的热沉175B；IHS 155A上的热沉基座175C；以及IHS 165A上的热沉基座175D。在一个实施例中，第二部分热沉基座中的一者或多者具有不同于热沉基座170的z维度厚度的z维度厚度。在一个实施例中，第二部分热沉基座中的一者或多者具有小于热沉基座170的z维度厚度的z维度厚度。每个热沉基座通过TIM2的最小有效层厚度与辅助装置(存储器芯片、配套芯片)上的相应的IHS隔开。鳍片部分(分别为鳍片185A、185B、185C和185D)设置在每个第二部分热沉基座上。图4还示出了第二热沉鳍片185A-185D，在一个实施例中，它们每者相互隔离并且设置在热沉鳍片第一部分180中的开口中。在一个实施例中，热沉的第二部分通过嵌入的弹簧(例如，嵌入的波状弹簧)支撑在无源热交换器的第一部分中的开口中，并且在其它情况下可以浮置在相应的开口中(例如，第一部分热沉鳍片或基座的壁不妨碍第二部分热沉的移动)。
图4示出了使用嵌入的弹簧将每个第二热沉基座(热沉基座175A-175B)弹簧加载在热沉基座170和相应的第二热沉基座(热沉基座175A-D)之间。图4示出了波状弹簧197A、波状弹簧197B、波状弹簧197C和波状弹簧197D，它们在每一端处与相应的第二热沉基座(热沉基座175A-175D)接触，并在中间部分与热沉基座170接触。在弹簧(弹簧197A-D)弯曲之前，在一个实施例中，每个第二热沉基座延伸到热沉基座170的平面的表面之外(延伸到被对位至主装置(CPU 110上的IHS 120)的热沉基座170的表面172之外一定距离)。在无源热交换器(热沉)被组装在多芯片封装100上时，热沉基座170被对位至IHS 120，并且单独的弹簧197A-D被弯曲，并且每个第二热沉基座175A-D可以在背离多芯片封装100的方向(即，朝向热沉基座170的表面172的方向)上发生位移。机械加载解决方案弹簧190(见图2)的弯曲帮助弹簧197A-197D的弯曲。在一个实施例中，通过热沉基座170将预定量的力(例如，200磅力(890牛顿)到250磅力(1112牛顿))传递到IHS 120中。
在第二热沉基座175A-D与装置或其IHS接触时，第二热沉基座通过与单独的热沉部分相关联的弹簧(例如，波形弹簧或螺旋弹簧)的弯曲(例如，压缩)生成对辅助装置(存储器芯片130A/B、140A/B和150A/B以及配套芯片160A/B)中的每者的独立加载。在一个实施例中，对弹簧197A-D进行选择以使得预期的弯曲提供用于维持单独的辅助装置上的以及封装上的热沉部分的机械负载的预定总力。图4示出了处于所述热交换器内部(处于热沉组件内部)的包括用于辅助发热装置的弹簧的无源热交换器的实施例。在第二热沉基座与热沉基座170之间具有弹簧加载的弹簧加载的第二热沉基座的配置允许每个单独的第二热沉基座按照从前到后或者侧到侧的任何组合来对准，以将每个热沉基座表面对位至被冷却的部件表面。通过这种方式，每个部件上的TIM接合线(TIM2BLT)可以被最小化，并且在整个可靠性测试中被一贯地维持，从而既改善线端又改善线端冷却解决方案性能。在(例如)波状弹簧发生位移时为每个接触表面调整弹簧应变率允许对施加至每个被冷却的辅助装置的具体负载(压力)进行调制。
图5和图6示出了包括耦合至多芯片封装的无源热交换器(热沉)的另一组件的实施例。参考图5，组件200包括多芯片封装205，其包括主管芯210以及辅助装置230和辅助装置240，主管芯210为(例如)CPU，辅助装置230和辅助装置240代表性地是存储器芯片和配套芯片。在一个实施例中，覆盖单独的管芯的是IHS，其被具有最小所需厚度的TIM1隔开。图5还示出了任选的主装置210上的IHS 220、辅助装置230上的IHS 235和辅助装置240上的IHS245。设置在IHS上、包围在封装组件上的是无源热交换器，其为包括第一热沉基座270和第一热沉鳍片280的热沉。在一个实施例中第一热沉基座和第一热沉鳍片具有至少在多芯片封装的大部分区域之上延伸的尺寸，所述大部分区域处于该封装的大部分发热区域上。一个或多个开口设置在第一热沉基座270和第一热沉鳍片280的主体内，以容纳辅助热交换器系统。图5示出了第二热交换部分作为热沉，其包括第二热沉基座275A上的第二热沉鳍片285A和第二热沉基座275B上的第二热沉鳍片285B。第二热交换部分的每者具有匹配到第一热沉鳍片和基座中的开口内的尺寸。在一个实施例中，第一热沉基座270被对位至第一装置210(CPU管芯)(例如，被对位至与IHS 220上的TIM2材料或者IHS 270接触)。在一个实施例中，IHS 220上的TIM2材料具有最小有效厚度。第一热沉基座270借助于弹簧加载的螺丝295而被固定至基座板203。
与参考图1-4描述的先前实施例中一样，第二热交换装置(热沉)浮置或者沿z方向相对于第一无源热交换器自由移动。一旦第一无源热交换装置被安装在CPU封装上并且被对位至主装置210，第二无源热交换装置(热沉)就被插入到第一热交换装置中的开口中。在另一实施例中，第二无源热交换装置(热沉)被预先组装到第一热交换装置(热沉)中，并且同时组合的组件被安装到CPU封装上。由于第二无源热交换装置在这种开口中不受限制，因而所述装置能够前进到与下层辅助装置(例如，分别为管芯230和管芯240，或者这种装置上的IHS(分别为IHS 235和IHS 245))或这种管芯上的热界面材料(TIM2)接触的点。因而，具有最小有效厚度的TIM2可以被设置在辅助管芯的表面上。为了维持第二无源热交换装置(第二热沉基座275/第二热沉鳍片285A和第二热沉基座275/第二热沉鳍片285B)，跨越每个辅助装置的热沉鳍片结构设置保持弹簧。图5示出了设置在跨越每个第二装置的鳍片的顶部形成的槽297中的保持弹簧298。如图6所示，在辅助装置(辅助结构的热沉鳍片)的相对侧上，保持弹簧298在一端处或附近通过形成于主热沉鳍片280的鳍片中的开口来连接，并且第二端连接在主热沉鳍片280的第二鳍片中的第二端处或附近，以使保持弹簧298跨越每个第二鳍片的y方向长度l1设置在槽297中，并与槽297接触，并且对第二鳍片并且朝向所述封装施加预定的z方向的力。图6示出了组装后结构的侧视图，并且示出了通过第一热沉鳍片280的鳍片中的开口299伸出的保持弹簧298。
在上述实施例中，辅助装置(辅助管芯或芯片)沿y方向横向对准，以使第二无源热交换器能够类似地横向对准，并且可以使用单个保持弹簧(保持弹簧298)对这种第二无源交换结构施加选定的向下力，以维持第二无源热交换结构上的预定机械负载。在另一实施例中，可以不使这种辅助装置横向对准，以使第一无源交换装置中的开口不对准，且对应的第二无源热交换结构也不横向对准。在这种实施例中，将利用多个保持弹簧。
示例
示例1是一种设备，其包括：按照平面阵列的形式耦合至衬底的主装置和至少一个辅助装置；第一无源热交换器，其设置在主装置上并且在对应于至少一个辅助装置的区域之上具有开口；设置在至少一个辅助装置上的第二无源热交换器；可用于沿主装置的方向向第一热交换器施加力的至少一个第一弹簧；以及可用于沿辅助装置的方向向第二热交换器施加力的至少一个第二弹簧。
在示例2中，示例1的设备中的第一热交换器和至少一个第二热交换器中的每者包括热沉基座和鳍片结构。
在示例3中，示例2的设备中的第二弹簧被设置在第一热沉基座和至少一个第二热沉基座之间。
在示例4中，示例3的设备中的衬底上的主装置的厚度尺寸不同于至少一个辅助装置的厚度尺寸，并且第二弹簧可用于被压缩等于第一热沉基座和至少一个第二热沉基座的厚度差之间的差的距离。
在示例5中，第一热沉基座在对应于第一装置的区域中包括第一厚度，并且在与示例2的设备当中的开口相邻的区域中包括小于第一厚度的第二厚度。
在示例6中，示例2的设备中的至少一个第二弹簧被设置为跨越至少一个第二热交换器的鳍片结构的尺寸。
在示例7中，示例6的设备中的衬底上的主装置的厚度尺寸不同于至少一个辅助装置的厚度尺寸，并且第二弹簧可用于使第二热沉朝向至少一个辅助装置发生位移。
在示例8中，示例7的设备中的衬底上的主装置的厚度尺寸大于至少一个辅助装置的高度尺寸。
在示例9中，示例2的设备中的第一热交换器的热沉基座具有被选定为使热沉基座与主装置对位的厚度。
示例10是一种设备，其包括无源热交换器，所述无源热交换器具有可用于设置在多芯片封装上的尺寸，所述无源热交换器包括：具有第一区域的第一部分，第一区域中具有开口；具有可用于设置在开口中的尺寸的第二部分；以及可用于向第二部分施加力的弹簧。
在示例11中，示例10的设备中的热交换器的第一部分和第二部分的每者包括热沉基座和鳍片结构。
在示例12中，示例11的设备中的弹簧设置在第一热沉基座和至少一个第二热沉基座之间。
在示例13中，示例12的设备中的第一热沉基座的厚度尺寸不同于至少一个第二热沉基座的厚度尺寸。
在示例14中，示例13的设备中的至少一个第二热沉基座的厚度尺寸小于第一热沉基座的厚度尺寸。
在示例15中，示例11的设备中的至少一个弹簧被设置为跨越至少一个第二部分的鳍片结构的尺寸。
在示例16中，示例11的设备中的第一部分的热沉基座具有可用于使所述热沉基座与多芯片封装中的包括最大热生成的装置对位的厚度。
示例17是一种方法，其包括：将无源热交换器放置在多芯片封装上，所述无源热交换器包括：具有设置在主装置上的第一区域的第一部分，所述第一部分在对应于至少一个辅助装置的区域之上具有至少一个开口；具有可用于设置在至少一个开口中的尺寸的第二部分；以及使弹簧弯曲，以沿至少一个辅助装置的方向向无源热交换器的第二部分施加力。
在示例18中，示例17的方法的热交换器的第一部分和第二部分的每者包括热沉基座和鳍片结构，并且所述弹簧被设置在第一热沉基座和至少一个第二热沉基座之间。
在示例19中，示例17的方法的热交换器的第一部分和第二部分的每者包括热沉基座和鳍片结构，并且所述弹簧被设置为跨越热交换器的第二部分的鳍片结构的尺寸。
在示例20中，示例17的方法的热交换器的第一部分和第二部分的每者包括热沉基座和鳍片结构，并且第一部分的热沉基座具有可用于使热沉基座与主装置对位的厚度。
在示例21中，一种包括热交换器的多芯片封装组件，通过示例17-20的方法中的任何方法来制作。
对本发明的例示的实施方式的以上描述，包括在摘要中描述的内容，并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。尽管出于例示的目的在文中描述了本发明的具体实施方式和示例，但是相关领域技术人员将认识到，在本发明的范围内各种等价修改都是可能的。
根据上述具体实施方式可以对本发明做出这些修改。不应将所附权利要求中使用的术语解释为将本发明限制于说明书和权利要求中所公开的具体实施方式。实际上，本发明的范围完全由所附权利要求来确定，所附权利要求将根据所确定的权利要求解释的原则来解释。

Claims (21)

1.一种设备，包括：
主装置和至少一个辅助装置，所述主装置和所述至少一个辅助装置按照平面阵列的形式耦合到衬底；
第一无源热交换器，所述第一无源热交换器设置在所述主装置上并且在与所述至少一个辅助装置对应的区域之上具有开口；
第二无源热交换器，所述第二无源热交换器设置在所述至少一个辅助装置上；
至少一个第一弹簧，所述至少一个第一弹簧操作用于沿所述主装置的方向向所述第一热交换器施加力；
至少一个第二弹簧，所述至少一个第二弹簧操作用于沿所述辅助装置的方向向所述第二热交换器施加力。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一热交换器和所述至少一个第二热交换器中的每一个包括热沉基座和鳍片结构。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第二弹簧设置在所述第一热沉基座和所述至少一个第二热沉基座之间。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述衬底上的所述主装置的厚度尺寸不同于所述至少一个辅助装置的厚度尺寸，并且所述第二弹簧操作用于被压缩等于所述第一热沉基座和所述至少一个第二热沉基座的厚度差之间的差的距离。
5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一热沉基座在对应于所述第一装置的区域中包括第一厚度，并且在与所述开口相邻的区域中包括小于所述第一厚度的第二厚度。
6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述至少一个第二弹簧被设置为跨越所述至少一个第二热交换器的所述鳍片结构的尺寸。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述衬底上的所述主装置的厚度尺寸不同于所述至少一个辅助装置的厚度尺寸，并且所述第二弹簧操作用于使第二热沉朝向所述至少一个辅助装置发生位移。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述衬底上的所述主装置的所述厚度尺寸大于所述至少一个辅助装置的高度尺寸。
9.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一热交换器的所述热沉基座具有被选择为使所述热沉基座与所述主装置对位的厚度。
10.一种设备，包括：
无源热交换器，其具有操作用于设置在多芯片封装上的尺寸，所述无源热交换器包括：
第一部分，其具有第一区域，所述第一区域中具有开口；
第二部分，其具有操作用于设置在所述开口中的尺寸；以及
弹簧，其操作用于向所述第二部分施加力。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述热交换器的所述第一部分和所述第二部分中的每一个包括热沉基座和鳍片结构。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述弹簧设置在所述第一热沉基座和所述至少一个第二热沉基座之间。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述第一热沉基座的厚度尺寸不同于所述至少一个第二热沉基座的厚度尺寸。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述至少一个第二热沉基座的厚度尺寸小于所述第一热沉基座的厚度尺寸。
15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述至少一个弹簧被设置为跨越所述至少一个第二部分的所述鳍片结构的尺寸。
16.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一部分的所述热沉基座具有操作用于使所述热沉基座与多芯片封装中的包括最大热生成的装置对位的厚度。
17.一种方法，包括：
将无源热交换器放置在多芯片封装上，所述无源热交换器包括：
具有设置在主装置上的第一区域的第一部分，所述第一部分在与至少一个辅助装置对应的区域之上具有至少一个开口；
具有操作用于设置在所述至少一个开口中的尺寸的第二部分；以及
使弹簧弯曲，以沿所述至少一个辅助装置的方向向所述无源热交换器的所述第二部分施加力。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述热交换器的所述第一部分和所述第二部分中的每一个包括热沉基座和鳍片结构，并且所述弹簧设置在所述第一热沉基座和所述至少一个第二热沉基座之间。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述热交换器的所述第一部分和所述第二部分中的每一个包括热沉基座和鳍片结构，并且所述弹簧被设置为跨越所述热交换器的所述第二部分的所述鳍片结构的尺寸。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述热交换器的所述第一部分和所述第二部分中的每一个包括热沉基座和鳍片结构，并且所述第一部分的所述热沉基座具有操作用于使所述热沉基座与所述主装置对位的厚度。
21.一种多芯片封装组件，通过根据权利要求17-20所述的方法中的任何方法来制作。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108233680A (zh) * 2018-01-30 2018-06-29 湘潭大学 一种应用于clcl谐振变换器的无源元件集成装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9806003B2 (en) * 2016-01-30 2017-10-31 Intel Corporation Single base multi-floating surface cooling solution
DE102016117841A1 (de) * 2016-09-21 2018-03-22 HYUNDAI Motor Company 231 Packung mit aufgerauter verkapselter Oberfläche zur Förderung einer Haftung
CN108710409B (zh) 2017-07-05 2022-02-11 超聚变数字技术有限公司 一种处理器固定结构件、组件及计算机设备
US11251103B2 (en) * 2019-03-29 2022-02-15 Intel Corporation Segmented heatsink
KR20210127534A (ko) * 2020-04-14 2021-10-22 엘지이노텍 주식회사 방열판
RU201912U1 (ru) * 2020-09-25 2021-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" Многокристальная микросхема с верхним радиатором

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1070383A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Nec Corp ヒートシンクの実装構造
WO2014148026A1 (ja) * 2013-03-21 2014-09-25 日本電気株式会社 ヒートシンク構造、半導体装置及びヒートシンク搭載方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2970693B2 (ja) * 1991-02-18 1999-11-02 富士通株式会社 半導体装置
JPH1070219A (ja) * 1996-08-27 1998-03-10 Fujitsu Ltd 実装モジュールの冷却装置
US5808236A (en) * 1997-04-10 1998-09-15 International Business Machines Corporation High density heatsink attachment
JP2002261213A (ja) * 2001-03-06 2002-09-13 Showa Denko Kk ヒートシンク固定用クリップ
US7113406B1 (en) * 2004-07-22 2006-09-26 Cisco Technology, Inc. Methods and apparatus for fastening a set of heatsinks to a circuit board
US7405931B2 (en) * 2004-09-20 2008-07-29 Nortel Networks Limited Floating heatsink for removable components
CN101305460A (zh) 2005-11-11 2008-11-12 艾利森电话股份有限公司 冷却组件
JP4796873B2 (ja) * 2006-03-10 2011-10-19 富士通株式会社 放熱装置
US7495922B2 (en) * 2007-03-29 2009-02-24 Intel Corporation Spring loaded heat sink retention mechanism
US20090085187A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Ward Scott Loading mechanism for bare die packages and lga socket
JP3139706U (ja) * 2007-12-07 2008-02-28 訊凱國際股▲分▼有限公司 治具付き放熱器
US20090321901A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-31 Antares Advanced Test Technologies, Inc. Thermally balanced heat sinks
US20110088874A1 (en) 2009-10-20 2011-04-21 Meyer Iv George Anthony Heat pipe with a flexible structure
US8355255B2 (en) * 2010-12-22 2013-01-15 Raytheon Company Cooling of coplanar active circuits
US8780561B2 (en) * 2012-03-30 2014-07-15 Raytheon Company Conduction cooling of multi-channel flip chip based panel array circuits
US9257364B2 (en) 2012-06-27 2016-02-09 Intel Corporation Integrated heat spreader that maximizes heat transfer from a multi-chip package
JP6056490B2 (ja) * 2013-01-15 2017-01-11 株式会社ソシオネクスト 半導体装置とその製造方法
US9236323B2 (en) * 2013-02-26 2016-01-12 Intel Corporation Integrated heat spreader for multi-chip packages
RU134358U1 (ru) * 2013-05-30 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Фрактальный радиатор для охлаждения полупроводниковых и микроэлектронных компонент
TWI600091B (zh) * 2014-10-23 2017-09-21 英特爾股份有限公司 用於多表面構件之使用撓性熱管的散熱器連接器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1070383A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Nec Corp ヒートシンクの実装構造
WO2014148026A1 (ja) * 2013-03-21 2014-09-25 日本電気株式会社 ヒートシンク構造、半導体装置及びヒートシンク搭載方法
CN105074910A (zh) * 2013-03-21 2015-11-18 日本电气株式会社 散热器结构、半导体装置和散热器安装方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108233680A (zh) * 2018-01-30 2018-06-29 湘潭大学 一种应用于clcl谐振变换器的无源元件集成装置
CN108233680B (zh) * 2018-01-30 2020-04-21 湘潭大学 一种应用于clcl谐振变换器的无源元件集成装置

Also Published As

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