CN110223973A - 电子装置和制造或操作电子装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电子装置和制造或操作电子装置的方法。一种半导体装置包含：衬底；第一功能电路，其附接到所述衬底；第一热回路，其附接到所述衬底，经配置以利用低温液体以冷却所述第一功能电路；第二功能电路，其附接到所述衬底；以及第二热回路，其附接到所述衬底，经配置以冷却所述第二功能电路而不使用所述低温液体。

Description

电子装置和制造或操作电子装置的方法
相关申请
本申请含有涉及Mark Tuttle同时递交的标题为“具有封装级热调节器机构的电子装置及相关联的系统、装置和方法(ELECTRONIC DEVICE WITH A PACKAGE-LEVELTHERMAL REGULATOR MECHANISM AND ASSOCIATED SYSTEMS,DEVICES,AND METHODS)”的美国专利申请的标的物。相关申请转让给镁光科技有限公司(Micron Technology,Inc.)并且通过案卷号010829-9249.US00识别。其标的物在本文中通过引用结合于其上。
技术领域
本发明技术涉及电子装置，并且具体地说，涉及具有卡片级温度调节机构的电子装置。
背景技术
电子装置(例如，卡片级装置)通常包含安装在另一结构(例如，印刷电路板(PCB))上的一或多个半导体装置或组件。举例来说，电子装置可以包含裸片或裸片封装(例如，处理器、存储器芯片等)，所述裸片或裸片封装包含功能特征，例如，对于存储器单元，处理器电路和成像器装置，以及电连接到功能特征的互连件。
电子装置内的不同部分/电路/装置可以在不同温度下以不同方式表现。举例来说，在较高温度下，电子装置可经历数据误差(例如，在操作期间)和/或结构性故障(例如，通过装置操作或独立于装置操作而加剧)。通常，在较低温度下操作电子装置可允许更快的操作和/或更好的性能(例如，减小的噪声)。然而，在极低(例如，低温)操作温度下，一些电子装置可经历其它不期望的效应，包含性能降低和/或结构故障(例如，部分由于装置的发热特征与装置的其它部分之间的热梯度)。
发明内容
在一个方面中，本申请提供一种电子装置，其包括：衬底；第一功能电路，其附接到衬底；第一热回路，其经配置以利用低温液体以冷却第一功能电路；第二功能电路，其附接到衬底；以及第二热回路，其经配置以冷却第二功能电路而不使用低温液体。
在另一方面中，本申请提供一种制造电子装置的方法，其包括：提供印刷电路板；将第一功能电路附接到印刷电路板，第一功能电路经配置以处理数据；将第二功能电路附接到印刷电路板，第二功能电路经配置以存储数据；将第一热回路热耦合到第一功能电路，第一功能电路经配置以利用低温液体以冷却第一功能电路；以及将第二热回路热耦合到第二功能电路，第二热回路经配置以冷却第二功能电路而不使用低温液体。
在另一方面中，本申请提供一种制造电子装置的方法，其包括：提供印刷电路板；将第一功能电路附接到印刷电路板，第一功能电路经配置以处理数据；提供第二功能电路，在所述第二功能电路中包含加热元件，其中第二功能电路经配置以存储数据；将第二功能电路附接到印刷电路板；以及将印刷电路板、第一功能电路和第二功能电路浸没在低温液体中以将第一功能电路冷却到低温温度，其中加热元件经配置以将第二功能电路加热到非低温温度。
在另一方面中，本申请提供一种操作电子装置的方法，其包括：使用第一功能电路和第二功能电路处理数据，其中第一功能电路是逻辑电路并且第二功能电路是数据存储电路；使用用于第一功能电路的低温液体管理第一操作温度；以及管理用于第二功能电路的第二操作温度，其中第二操作温度是非低温。
附图说明
图1是根据本发明技术的实施例的电子装置的截面图。
图2是根据本发明技术的另一实施例的电子装置的截面图。
图3A是根据本发明技术的另一实施例的沿图3B中的线3--3的电子装置的截面图。
图3B是根据本发明技术的另一实施例的图3A的电子装置的俯视图。
图4是说明根据本发明技术的实施例的制造电子装置的实例方法的流程图。
图5是说明根据本发明技术的实施例的制造电子装置的另一实例方法的流程图。
图6是说明根据本发明技术的实施例的操作电子装置的实例方法的流程图。
图7是说明根据本发明技术的实施例的并入有电子装置的系统的框图。
具体实施方式
本文中所公开的技术涉及电子装置(例如，上面具有的一或多个半导体装置的卡片级装置)、包含电子装置的系统，以及用于制造和操作电子装置和系统的相关方法。术语“半导体装置”一般是指包含一或多个半导体材料的固态装置。半导体装置的实例包含逻辑装置、存储器装置、成像器及二极管等等。此外，术语“半导体装置”可以指成品装置或在变为成品装置之前的各个处理阶段处的组合件或其它结构。取决于其使用的情境，术语“衬底”可以指支撑电子组件(例如，裸片)的结构，例如，晶片级衬底，或指单体化裸片级衬底，用于裸片堆叠或3DI应用的另一裸片，或PCB。所属领域的技术人员将认识到可以在晶片级、在裸片级、在封装级或在卡片级执行本文中所描述的方法的合适的步骤。此外，除非情境另有指示，否则可使用常规的半导体制造技术来形成本文中所公开的结构。举例来说，材料可使用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、旋涂和/或其它合适的技术沉积。类似地，举例来说，材料可使用等离子蚀刻、湿式蚀刻、化学-机械平坦化，或其它合适的技术移除。
下文在调节电子装置的操作温度的情境中描述本发明技术的多个实施例。举例来说，电子装置可包含一或多个温控组件(例如，加热元件，例如，裸片级加热器、封装级加热器和/或卡片级加热器、冷却装置等)以将特定组件的温度(例如，对应的操作温度)保持在不同温度下。
在一些例子中，一个装置或系统可包含受益于较低(例如，低温)操作温度的组件或子系统(例如，逻辑裸片)，连同受益于相对较高操作温度的其它组件或子系统(例如，存储器裸片)。对于此类装置，整体装置或系统可以实施多个温度调节组件(例如，用于降低操作温度到处于或接近于低温水平的第一热调节器和用于在低温水平与环境温度之间维持操作温度的第二热调节器)。
在一些实施例中，电子装置可包含在半导体裸片、衬底、包封、PCB或其组合上或嵌入在半导体裸片、衬底、包封、PCB或其组合内的一或多个加热元件(例如，电阻器，其经配置以增加与电路/信号贡献无关的热能)。举例来说，第一热调节器可包含低温液体冷却回路，所述低温液体冷却回路经配置以冷却电路(例如，逻辑电路，例如，中央处理单元)，并且第二热调节器可包含液体(例如，非低温)冷却回路或空气冷却回路，所述液体(例如，非低温)冷却回路或空气冷却回路经配置以冷却第二电路(例如，存储器电路，例如，双列直插式存储器模块(DIMM))。并且，举例来说，第一热调节器可包含用于整体装置/系统的低温浴，并且第二热调节器可包含加热元件(例如，裸片级或封装级加热器)。
如本文中所使用，鉴于图中所示的定向，术语“垂直”、“横向”、“上部”及“下部”可以指半导体裸片组合件中的特征的相对方向或位置。举例来说，“上部”或“最上部”可以指比另一特征更接近页面的顶部定位的特征。然而，这些术语应广泛地理解为包含具有其它定向的半导体装置，所述定向例如倒置或倾斜定向，其中顶部/底部、上面/下面、上方/下方、向上/向下，及左侧/右侧可取决于定向而互换。
图1是根据本发明技术的实施例的电子装置100(例如，电路组合件，其包含半导体裸片组合件或封装，例如，3DI装置或裸片堆叠封装)的剖面图。电子装置100可包含电路衬底102(例如，PCB)以用于支撑和/或电连接(例如，使用电路衬底102上的迹线和/或导线或与电路衬底102成一体的迹线和/或导线)电子组件(例如，处理器、存储器、无源或模拟装置等)。举例来说，电子装置100可包含附接到电路衬底102的第一功能电路104和第二功能电路106。
电子装置100可包含经配置以执行不同功能的组件。举例来说，第一功能电路104可包含经配置以执行逻辑操控/计算(例如，用于包含一或多个逻辑裸片的装置，例如，处理器、中央处理单元(CPU)等)的半导体装置(例如，半导体裸片或封装)。第二功能电路106可包含附接到一或多个组件衬底110的一或多个半导体装置108(例如，非易失性存储器，例如，磁性存储装置或快闪存储器装置，和/或易失性存储器，例如，随机存取存储器(RAM))。第二功能电路106可经配置以存储数据并且提供对先前存储的数据的存取。在一些实施例中，第二功能电路106可包含一或多个双列直插式存储器模块(DIMM)。
基于组件的不同配置/功能，电子装置100可包含具有不同的目标操作温度的组件。举例来说，第一功能电路104(例如，包含逻辑裸片)可以受益于较低(例如，低温)操作温度。第二功能电路106(例如，存储器装置)可以受益于高于第一功能电路104的操作温度。在一些实施例中，第二功能电路106的目标操作温度可以在高于低温温度并且至多达到环境温度或约环境温度的范围中。
相应地，电子装置100可包含经配置以调节/管理其上的一或多个组件的操作温度的组件/电路。举例来说，电子装置100可包含：第一热回路120，其经配置以调节/管理第一功能电路104的第一操作温度126；以及第二热回路140，其经配置以调节/管理第二功能电路106的第二操作温度146。
在一些实施例中，第一热回路120可经配置以冷却第一功能电路104和/或维持第一操作温度126处于或接近于低温温度。举例来说，第一热回路120可包含低温液体冷却回路，所述低温液体冷却回路包含或利用(例如，循环)热耦合到第一功能电路104(例如，通过经配置以从第一功能电路104移除热能的第一热回路的热导体)的低温液体122(例如，氩、氦、氮等的液体形式)。低温液体122可以对应于处于或低于负150摄氏度的沸点，或处于或低于负180摄氏度(例如，低温水平)的沸点。
低温液体122可以包含在罩壳124内并且与第一热回路120物理地分离(例如，没有直接接触)。罩壳124可以直接地接触或附接(例如，使用导热机械紧固件或粘合剂)到第一功能电路104(例如，在与电路衬底102相对的其表面处)。罩壳124可包含经配置以传递热能离开第一热回路120的导热结构(例如，通过直接接触、附接机构、热量同步或热耦合到第一功能电路104和低温液体122的不同热传递机构)。
在一些实施例中，第二热回路140可经配置以冷却第二功能电路106以用于维持第二操作温度146高于低温温度。举例来说，第二热回路140可包含并未使用低温液体的回路，例如，空气冷却回路或利用非低温液体(例如，水)的液体冷却回路。
单独的冷却回路(例如，包含/利用低温液体122的第一热回路120和与第一热回路120分开的第二热回路140)可以改进电子装置100的效率。第一热回路120可以维持第一操作温度126处于或接近于低温温度并且第二热回路140可以维持第二操作温度146处于高于低温水平的不同温度。相应地，电子装置100可以维持用于第一功能电路104和第二功能电路106的对应于对应的电路的改进的性能的不同的操作温度。另外，单独的冷却回路可以允许电子装置100实施或利用在极其低的温度中改进性能的装置(例如，用于超级计算机)连同其它比较便宜的或容易地可供使用的支撑装置(例如，存储器模块)。
为简洁起见，未示出冷却系统的某些方面。然而，所属领域的技术人员可以理解电子装置100将包含其它组件或装置或与其它组件或装置一起操作。举例来说，第一热回路120、第二热回路140或其组合可进一步包含或可操作地耦合到感测目标装置的操作温度(例如，第一操作温度126或第二操作温度146)的监测电路、压缩机以冷却液体、泵以循环液体、风扇、操作冷却回路中的不同组件或装置的控制电路(例如，用于调节操作温度)等。
图2是根据本发明技术的另一实施例的电子装置200(例如，电路组合件，其包含半导体裸片组合件或封装，例如，3DI装置或裸片堆叠封装)的截面图。电子装置200可包含电路衬底202(例如，PCB)以用于支撑和/或电连接(例如，使用电路衬底202上的迹线和/或导线或与电路衬底202成一体的迹线和/或导线)电子组件(例如，处理器、存储器、无源或模拟装置等)。举例来说，电子装置200可包含附接到电路衬底202的第一功能电路204和第二功能电路206。
电子装置200可包含经配置以执行不同功能的组件。举例来说，第一功能电路204可包含经配置以执行逻辑操控/计算(例如，用于包含一或多个逻辑裸片的装置，例如，处理器、中央处理单元(CPU)等)的半导体装置(例如，半导体裸片或封装)。第二功能电路206可包含附接到一或多个组件衬底210的一或多个半导体装置208(例如，非易失性存储器，例如，磁性存储装置或快闪存储器装置，和/或易失性存储器，例如，随机存取存储器(RAM))。第二功能电路206可经配置以存储数据并且提供对先前存储的数据的存取。在一些实施例中，第二功能电路206可包含一或多个双列直插式存储器模块(DIMM)。
在一些实施例中，组件可包含组件覆盖物212。组件覆盖物212(例如，壳体或包封)可以包围或包封电路、组件、其一部分，或在对应的装置中的其组合。如图2中所说明，第二功能电路(例如，DIMM)中的一些可包含覆盖半导体装置208、组件衬底210、其一部分或其组合的组件覆盖物212。组件覆盖物212可以物理地分开或隔离所覆盖的电路与外部环境。
基于组件的不同配置/功能，电子装置200可包含具有不同的目标操作温度的组件。举例来说，第一功能电路204(例如，包含逻辑裸片)可以受益于较低(例如，低温)操作温度。第二功能电路206(例如，存储器装置)可以受益于高于第一功能电路204的操作温度。在一些实施例中，第二功能电路206的目标操作温度可以在高于低温温度并且至多达到环境温度或约环境温度的范围中。
相应地，电子装置200可包含经配置以调节/管理其上的一或多个组件的操作温度的组件/电路。举例来说，电子装置200可包含：第一热回路220，其经配置以调节/管理第一功能电路204的第一操作温度226；以及第二热回路240，其经配置以调节/管理第二功能电路206的第二操作温度246。
在一些实施例中，第一热回路220可经配置以冷却第一功能电路204和/或维持第一操作温度226处于或接近于低温温度。举例来说，第一热回路220可包含用于将电路衬底202和附接在其上的组件/电路浸没在低温液体222(例如，液体氩、氦、氮等)中的低温浴。相应地，低温液体222可以直接地接触第一功能电路204并且降低第一操作温度226。低温液体222可以包含在罩壳224内(例如，热绝缘体和/或密封的容器以用于保持低温液体222和/或蒸发的气体包围在其中和/或循环穿过热控制系统，例如，外部冷却器)。
相应地，第二热回路240可经配置以维持第二操作温度246高于低温温度。当第二热回路240浸没在低温液体222中时，第二热回路240可以加热第二热回路240以维持第二操作温度246高于低温温度。
在一些实施例中，第二热回路240可包含经配置以直接地加热对应的电路/装置的一或多个裸片级加热器242(例如，电阻器，其在例如半导体级附接到第二功能电路206或与第二功能电路206成一体)。在一些实施例中，第二热回路240可包含经配置以全部地加热第二热回路240的一或多个封装级加热器244(例如，附接到组件衬底210或与组件衬底210成一体且与半导体装置208物理地分离的电阻器)。第二热回路240可包含组件覆盖物212，所述组件覆盖物经配置以将来自封装级加热器244的热能传递到半导体装置208(例如，基于组件衬底210中的导热组件)。第二热回路240可进一步包含组件覆盖物212(例如，外部层)，所述组件覆盖物经配置以热隔离半导体装置208与低温液体222。
单独的热控制电路(例如，利用低温液体222以用于低温浴的第一热回路220和与第一热回路220分开的第二热回路240)可以改进电子装置200的效率。第一热回路220可以维持第一操作温度226处于或接近于低温温度并且第二热回路240可以维持第二操作温度246处于高于低温水平的不同温度。相应地，电子装置200可以维持用于第一功能电路204和第二功能电路206的对应于对应的电路的改进的性能的不同的操作温度。
图3A是根据本发明技术的另一实施例的沿图3B中的线3--3的电子装置300(例如，电路组合件，其包含半导体裸片组合件或封装，例如，3DI装置或裸片堆叠封装)的截面图。电子装置300可包含电路衬底302(例如，PCB)以用于支撑和/或电连接(例如，使用电路衬底302上的迹线和/或导线或与电路衬底302成一体的迹线和/或导线)电子组件(例如，处理器、存储器、无源或模拟装置等)。举例来说，电子装置300可包含附接到电路衬底302的第一功能电路304和第二功能电路306。
电子装置300可包含经配置以执行不同功能的组件。举例来说，第一功能电路304可包含经配置以执行逻辑操控/计算(例如，用于包含一或多个逻辑裸片的装置，例如，处理器、中央处理单元(CPU)等)的半导体装置(例如，半导体裸片或封装)。第二功能电路306可包含附接到一或多个组件衬底310的一或多个半导体装置308(例如，非易失性存储器，例如，磁性存储装置或快闪存储器装置，和/或易失性存储器，例如，随机存取存储器(RAM))。第二功能电路306可经配置以存储数据并且提供对先前存储的数据的存取。在一些实施例中，第二功能电路306可包含一或多个双列直插式存储器模块(DIMM)。
基于组件的不同配置/功能，电子装置300可包含具有不同的目标操作温度的组件。举例来说，第一功能电路304(例如，包含逻辑裸片)可以受益于较低(例如，低温)操作温度。第二功能电路306(例如，存储器装置)可以受益于高于第一功能电路304的操作温度。在一些实施例中，第二功能电路306的目标操作温度可以在高于低温温度并且至多达到环境温度或约环境温度的范围中。
相应地，电子装置300可包含经配置以调节/管理其上的一或多个组件的操作温度的组件/电路。举例来说，电子装置300可包含：第一热回路320，其经配置以调节/管理第一功能电路304的第一操作温度326；以及第二热回路340，其经配置以调节/管理第二功能电路306的第二操作温度346。
在一些实施例中，第一热回路320可经配置以冷却第一功能电路304和/或维持第一操作温度326处于或接近于低温温度。举例来说，第一热回路320可包含低温液体322(例如，液体氩、氦、氮等)，所述低温液体包含在罩壳324内(例如，热绝缘体和/或密封的容器以用于保持低温液体322和/或蒸发的气体包围在其中和/或循环穿过热控制系统，例如，外部冷却器)。罩壳324可以将第一功能电路304包围在其中，使得低温液体322直接地接触第一功能电路304以用于冷却电路和降低第一操作温度326。
相应地，第二热回路340可经配置以维持第二操作温度346高于低温温度。当第二热回路340浸没在低温液体322中时，第二热回路340可以加热第二热回路340以维持第二操作温度346高于低温温度。
在一些实施例中，电路衬底302可包含在电路衬底302的顶部表面上的隔热机构352(例如，热绝缘体、并入一或多个真空层的结构等)。隔热机构352可以在第一功能电路304、罩壳324、第二功能电路306或其组合之下并且附接到第一功能电路304、罩壳324、第二功能电路306或其组合。隔热机构352可以将低温液体322的热影响与第二功能电路306、电路衬底302的剩余部分或其组合隔离。
单独的热控制电路(例如，利用低温液体322以用于低温浴的第一热回路320和与第一热回路320分开的第二热回路340)可以改进电子装置300的效率。第一热回路320可以维持第一操作温度326处于或接近于低温温度并且第二热回路340可以维持第二操作温度346处于高于低温水平的不同温度。相应地，电子装置300可以维持用于第一功能电路304和第二功能电路306的对应于对应的电路的改进的性能的不同的操作温度。
图3B是根据本发明技术的另一实施例的图3A的电子装置300的俯视图。在一些实施例中，隔热机构352(例如，热绝缘体)可以在电路衬底的顶部表面上并且局部化到对应于第一功能电路304、第一热回路320(例如，罩壳324、低温液体322等)或其组合的部分。举例来说，隔热机构352的外围边缘可以在第一功能电路304与第二功能电路306之间。
图4是说明根据本发明技术的实施例的制造电子装置的实例方法400的流程图。举例来说，方法400可以用于制造图1的电子装置100、图3A和3B的电子装置300，或其组合。
在框402处，可以提供一或多个功能电路(例如，半导体裸片、封装、电路卡等)。举例来说，可以提供第一功能电路(例如，图1的第一功能电路104、图2的第一功能电路204、图3的第一功能电路304等，例如，处理器或CPU)和第二功能电路(例如，图1的第二功能电路106、图2的第二功能电路206、图3的第二功能电路306等，例如，存储器或数据存储电路)以用于制造电子装置。在一些实施例中，提供功能电路可包含制造或形成裸片(例如，基于晶片级处理)、组装或形成封装(例如，基于附接和连接电子组件)、组装或形成电路卡等。在一些实施例中，提供功能电路可包含定位裸片、封装、电路卡、其中的组件，或其组合。
在框404处，可以提供电路衬底(例如，图1的电路衬底102、图2的电路衬底202、图3的电路衬底302等，例如，PCB)。在一些实施例中，提供电路衬底可包含形成PCB(例如，形成通孔和/或迹线，例如，基于沉积和移除导电材料和电绝缘体)。在一些实施例中，提供电路衬底可包含附接电子组件(例如，无源或模拟组件、数字组件、电源或连接件等)。在一些实施例中，提供电路衬底可包含定位裸片、封装、电路卡、其中的组件，或其组合。
在框406处，可以提供热管理回路以用于管理功能电路的操作温度。举例来说，可以提供第一热回路(例如，图1的第一热回路120、图2的第一热回路220、图3的第一热回路320等，例如，低温液体冷却回路或用于整体电路卡或其部分的低温浴)以用于管理第一功能电路的第一操作温度。第一热回路可包含罩壳(例如，图1的罩壳124、图2的罩壳224、图3的罩壳324等)，所述罩壳经配置以含有和/或循环低温液体(例如，图1的低温液体122、图2的低温液体222、图3的低温液体322等)。并且，举例来说，可以提供第二热回路(例如，图1的第二热回路140、图2的第二热回路240、图3的第二热回路340等)以用于管理第二功能电路的第二操作温度(例如，高于第一操作温度，例如，非低温温度)而不使用低温液体。第二热回路可包含空气冷却回路或利用非低温液体(例如，水)的液体冷却回路。
在一些实施例中，热导体可以经配置以用于管理操作温度。举例来说，罩壳可以附接到第一功能电路。并且，举例来说，罩壳可以附接在第一功能电路之上并且包围第一功能电路，例如，在隔热材料/机构之上。并且，举例来说，热同步可以连接到第一功能电路并且连接或放置在罩壳内。第二热回路可以类似地相对于第二功能电路配置。
在框408处，可以形成电子装置。形成电子装置可包含将组件组装、连接和/或附接到电路衬底。举例来说，第一功能电路、第二功能电路、第一热回路、第二热回路或其组合可以附接到电路衬底。形成电子装置可进一步包含电连接电路。
在框410处，第一热回路可以填充或装填有低温液体。举例来说，第一热回路的罩壳可以填充有低温液体。填充或装填低温液体可包含完成冷却回路，例如，通过连接导管以用于循环低温液体、连接到冷却器或供应槽等。
图5是说明根据本发明技术的实施例的制造电子装置的实例方法500的流程图。举例来说，方法500可以用于制造图2的电子装置200。
在框502处，可以提供一或多个功能电路(例如，半导体裸片、封装、电路卡等)。举例来说，可以提供第一功能电路(例如，图1的第一功能电路104、图2的第一功能电路204、图3的第一功能电路304等，例如，处理器或CPU)和第二功能电路(例如，图1的第二功能电路106、图2的第二功能电路206、图3的第二功能电路306等，例如，存储器或数据存储电路)以用于制造电子装置。在一些实施例中，提供功能电路可包含制造或形成裸片(例如，基于晶片级处理)、组装或形成封装(例如，基于附接和连接电子组件)、组装或形成电路卡等。在一些实施例中，提供功能电路可包含定位裸片、封装、电路卡、其中的组件，或其组合。
在一些实施例中，提供功能电路可包含提供温度调节电路(例如，热回路)。在框512处，可以提供一或多个加热元件(例如，图2的第二热回路240，例如，电阻器)。举例来说，第二功能电路可以配备有附接到其上或在其中一体化的图3的裸片级加热器342。并且，举例来说，可以提供图3的封装级加热器344。
在一些实施例中，形成第二功能电路可包含在第二功能电路的半导体装置上或与第二功能电路的半导体装置成一体形成裸片级加热器342。在一些实施例中，形成第二功能电路可包含将封装级加热器344附接到第二功能电路的组件衬底。在一些实施例中，形成第二功能电路可包含附接或形成组件覆盖物。
在框504处，可以提供电路衬底(例如，图1的电路衬底102、图2的电路衬底202、图3的电路衬底302等，例如，PCB)。在一些实施例中，提供电路衬底可包含形成PCB(例如，形成通孔和/或迹线，例如，基于沉积和移除导电材料和电绝缘体)。在一些实施例中，提供电路衬底可包含定位裸片、封装、电路卡、其中的组件，或其组合。
在框506处，电路衬底可以填充有组件。填充组件可包含将电子组件(例如，无源或模拟组件、数字组件、电源或连接件等)附接到电路衬底。填充组件可进一步包含附接功能电路。举例来说，填充组件可包含附接逻辑电路(例如，第一功能电路)和附接上面具有加热器的存储器电路。
在框508处，可以提供热管理回路。在一些实施例中，提供热管理回路可包含提供经配置以含有低温液体的第一热管理回路。举例来说，提供热管理回路可包含提供(例如，形成或定位)罩壳以用于低温浴。
在框510处，可以形成电子装置。形成电子装置可包含将组装好的电路(例如，整体卡)放置在罩壳中。形成电子装置可进一步包含用低温液体填充罩壳并且将组装好的电路浸没在低温液体中。
图6是说明根据本发明技术的实施例的操作电子装置的实例方法600的流程图。举例来说，方法600可以用于操作图1的电子装置100、图2的电子装置200、图3A和3B的电子装置300，或其组合。
在框602处，操作电子装置可包含处理数据。举例来说，电子装置可以使用第一功能电路(例如，图1的第一功能电路104、图2的第一功能电路204、图3A和3B的第一功能电路304等，例如，处理器或CPU)和第二功能电路(例如，图1的第二功能电路106、图2的第二功能电路206、图3的第二功能电路306等，例如，存储器或数据存储电路)来处理数据。在框612处，电子装置可以操作第一功能电路(例如，逻辑电路)。在框614处，电子装置可以操作第二功能电路(例如，存储器或数据存储装置)。
在框604处，电子装置可以管理多个不同操作温度用于其中的不同组件。电子装置可以基于操作各自经配置以管理对应的装置的操作温度的热调节器回路管理不同的操作温度。
举例来说，在框622处，电子装置可以使用低温液体调节第一功能电路的操作温度(例如，第一操作温度)。电子装置可以使用第一热回路(例如，图1的第一热回路120、图2的第一热回路220、图3A和3B的第一热回路320)来调节操作温度，所述第一热回路经配置以含有和利用低温液体来冷却第一功能电路。
在一些实施例中，例如在框642处，通过第一热回路调节操作温度可包含实施将第一功能电路浸没在低温液体中的低温浴。举例来说，第一热回路220可以用于在图2的低温液体222中浸没图2的电路衬底202以及附接在其上的所有组件。并且，举例来说，第一热回路320可以用于在图3A和3B的电路衬底302上包围第一功能电路而不包围第二功能电路或其它组件。实施低温浴可包含循环低温液体、供应低温液体，冷却蒸发的气体变回液体，或其组合。
在一些实施例中，例如在框644处，通过第一热回路调节操作温度可包含通过热耦合冷却第一功能电路。举例来说，第一热回路120(例如，图1的罩壳124)可以直接地附接到第一功能电路或者可以通过热导体附接。电子装置可以循环低温液体、供应低温液体、冷却蒸发的气体变回液体，或其组合用于罩壳124中的低温液体来调节操作温度。
并且，举例来说，在框624处，电子装置可以调节第二功能电路的操作温度(例如，第二操作温度)而不使用低温液体或补偿在其它处的低温液体的使用。电子装置可以使用第二热回路(例如，图1的第二热回路140、图2的第二热回路240、图3A和3B的第二热回路340等)来调节操作温度，所述第二热回路经配置以使用非低温方法(例如，例如用于空气冷却的方案或使用非低温液体的液体冷却的方案)来冷却第二功能电路或偏移低温液体的使用到第二热回路外部的其它处。
在一些实施例中，例如在框652处，通过第二热回路调节操作温度可包含加热第二功能电路。举例来说，当第二功能电路浸没在低温液体中时(例如，例如对于用于整体电路卡的低温浴)，一或多个加热元件(例如，图2的裸片级加热器242、图2的封装级加热器244等)可以加热第二功能电路以维持其操作温度高于低温水平。
在一些实施例中，例如在框654处，通过第二热回路调节操作温度可包含单独地冷却第二热回路而不使用低温液体。举例来说，当第二功能电路从低温液体充分隔离或移除时，第二热回路可以循环非低温方法，例如，空气或水)以冷却第二功能电路。
图7是说明根据本发明技术的实施例的并入有电子装置的系统的框图。具有上文参考图1到6所描述的特征的半导体装置中的任一个可并入到无数更大和/或更复杂的系统中，其代表性实例是在图7中示意性地示出的系统790。系统790可包含处理器792、存储器794(例如，SRAM、DRAM、闪存，和/或其它存储器装置)、输入/输出装置796，和/或其它子系统或组件798。上文参考图1到6所描述的半导体组合件、装置和装置封装可包含在图7中所示的元件中的任一个中。所得系统790可经配置以执行多种多样的合适的计算、处理、存储、感测、成像和/或其它功能中的任一个。相应地，系统790的代表性实例包含但不限于，计算机和/或其它数据处理器，例如，桌上型计算机、膝上型计算机、网络家电、手持式装置(例如，掌上型计算机、可穿戴式计算机、蜂窝或移动电话、个人数字助理、音乐播放器等)、平板计算机、多处理器系统、基于处理器的或可编程的消费型电子装置、网络计算机和微型计算机。系统790的额外代表性实例包含灯、相机、车辆等。关于这些和其它实例，系统790可容纳在单个单元中或例如通过通信网络分布在多个互连单元之上。相应地，系统790的组件可包含本地和/或远程存储器储存装置和多种多样的合适的计算机可读媒体中的任一个。
从上文中应了解，尽管本文中已经出于说明的目的描述了本发明技术的特定实施例，但是可在不偏离本发明的情况下进行各种修改。另外，在具体实施例的情境中描述的本发明的某些方面可在其它实施例中组合或去除。此外，尽管已在那些实施例的情境中描述了与某些实施例相关联的优点，但是其它实施例也可呈现此类优点。并非全部实施例都必须呈现落入本发明的范围内的此类优点。相应地，本发明和相关联的技术可涵盖未明确地在本文中所示或描述的其它实施例。

Claims (22)

1.一种电子装置，其包括：
衬底；
第一功能电路，其附接到所述衬底；
第一热回路，其经配置以利用低温液体以冷却所述第一功能电路；
第二功能电路，其附接到所述衬底；以及
第二热回路，其经配置以冷却所述第二功能电路而不使用所述低温液体。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一热回路包含经配置以含有所述低温液体的罩壳，其中所述罩壳热耦合到所述第一功能电路。
3.根据权利要求2所述的电子装置，其中所述第二功能电路没有直接热耦合到所述第一热回路。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其中：
所述第一热回路包含经配置以装纳所述低温液体以用于实施低温浴的罩壳；
所述第二功能电路和所述第二热回路浸没在所述低温液体中；以及
所述第二热回路包含经配置以加热所述第二功能电路的一或多个加热器。
5.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述第二热回路包含裸片级加热器、封装级加热器，或其组合。
6.根据权利要求5所述的电子装置，其中所述第二热回路进一步包含：
所述封装级加热器，其附接到所述衬底并且没有直接接触所述第二功能电路；以及
组件覆盖物，其附接到所述衬底并且覆盖所述第二功能电路和所述封装级加热器，经配置以将所述封装级加热器所产生的热能传递到所述第二功能电路。
7.根据权利要求1所述的电子装置，其中：
所述第一热回路包含附接在所述衬底之上并且包围所述第一功能电路的罩壳，所述罩壳经配置以在其中装纳所述低温液体；以及
所述第二功能电路在所述罩壳外部。
8.根据权利要求7所述的电子装置，其中所述衬底包含在所述罩壳之下的隔热材料以用于在所述罩壳与所述隔热材料之间包围所述第一功能电路。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述第二功能电路直接地附接到所述隔热材料并且在所述隔热材料之上。
10.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述隔热材料的外围边缘在所述第一功能电路与所述第二功能电路之间。
11.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一功能电路包括半导体逻辑装置。
12.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第二功能电路包括半导体存储器装置。
13.根据权利要求1所述的电子装置，其中：
所述第一热回路经配置以管理所述第一功能电路的操作温度；以及
所述第二热回路经配置以管理所述第二功能电路的操作温度高于所述第一功能电路的所述操作温度。
14.根据权利要求13所述的电子装置，其中所述第一热回路经配置以管理所述第一功能电路的所述操作温度在所述低温液体的沸点周围的阈值范围内。
15.根据权利要求13所述的电子装置，其中所述低温液体包含氩、氦或氮的液体形式。
16.一种制造电子装置的方法，其包括：
提供印刷电路板；
将第一功能电路附接到所述印刷电路板，所述第一功能电路经配置以处理数据；
将第二功能电路附接到所述印刷电路板，所述第二功能电路经配置以存储数据；
将第一热回路热耦合到所述第一功能电路，所述第一功能电路经配置以利用低温液体以冷却所述第一功能电路；以及
将第二热回路热耦合到所述第二功能电路，所述第二热回路经配置以冷却所述第二功能电路而不使用所述低温液体。
17.根据权利要求16所述的方法，其中热耦合所述第一热回路包含将所述第一热回路附接到所述第一功能电路、所述印刷电路板，或其组合。
18.根据权利要求17所述的方法，其中：
所述第一热回路包含经配置以含有所述低温液体的罩壳；以及
热耦合所述第一热回路包含将所述罩壳附接到所述第一功能电路。
19.根据权利要求16所述的方法，其中：
所述第一热回路包含经配置以含有所述低温液体的罩壳；以及
热耦合所述第一热回路包含通过所述罩壳包围所述第一功能电路，其中所述低温液体直接地接触所述第一功能电路。
20.根据权利要求19所述的方法，其中：
所述印刷电路板包含隔热材料；
通过所述罩壳包围所述第一功能电路包含：
将所述第一功能电路附接在所述隔热材料之上，以及
将所述罩壳附接在所述隔热材料之上。
21.一种制造电子装置的方法，其包括：
提供印刷电路板；
将第一功能电路附接到所述印刷电路板，所述第一功能电路经配置以处理数据；
提供在其中包含加热元件的第二功能电路，其中所述第二功能电路经配置以存储数据；
将所述第二功能电路附接到所述印刷电路板；以及
将所述印刷电路板、所述第一功能电路和所述第二功能电路浸没在低温液体中以冷却所述第一功能电路到低温温度，其中所述加热元件经配置以将所述第二功能电路加热到非低温温度。
22.一种操作电子装置的方法，其包括：
使用第一功能电路和第二功能电路来处理数据，其中所述第一功能电路是逻辑电路并且所述第二功能电路是数据存储电路；
使用低温液体用于所述第一功能电路来管理第一操作温度；以及
管理用于所述第二功能电路的第二操作温度，其中所述第二操作温度是非低温。
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