CN115349170A - 包括热管理装置的异构集成模块 - Google Patents

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Abstract

本文描述的一些示例提供了包括热管理装置的异构集成模块(HIM)。在一个示例中，装置(例如，HIM)包括布线基板、第一部件、第二部件和热管理装置。第一部件和第二部件通过布线基板通信地耦接在一起。热管理装置与第一部件和第二部件热连通。热管理装置具有用于耗散由第一部件产生的热能的第一热能流动路径和用于耗散由第二部件产生的热能的第二热能流动路径。第一热能流动路径具有比第二热能流动路径更低的热阻率。

Description

包括热管理装置的异构集成模块
技术领域
本发明是在美国政府支持下根据国防高级研究计划局授予的协议号HR0011-19-3-0004完成的。美国政府对本发明拥有某些权利。
本公开的示例总体上涉及包括热管理装置的异构集成模块。
背景技术
诸如被包括在平板电脑、计算机、复印机、数码相机、智能手机、控制系统和自动柜员机等中的电子器件通常包括一个或多个用于某些所需功能的集成电路裸片。裸片会消耗不同数量的电能。通过消耗电能，裸片会产生热能。如果热能不通过热能传递消散，则热能会在裸片中积聚。如果热能累积到过高的水平，并且裸片变得太热，则可能会发生有害影响。例如，裸片中器件的物理特性可能会因温度过高而改变。例如，裸片中晶体管的阈值电压会随着温度的变化而变化。此外，增加的热能会增加裸片中金属的迁移。因此，包括裸片的电子器件的热管理是一个问题。
发明内容
本文描述的一些示例提供了包括热管理装置的异构集成模块(HIM)。在这样的HIM中，具有不同操作温度规格的部件可以非常靠近地布置在一起，以避免部件之间的信号传播的显著延迟和部件之间传播的信号的劣化。此外，这些部件可以在它们各自的额定温度下运行。
本公开的一个示例是一种装置。所述装置包括布线基板、第一部件、第二部件、和热管理装置。第一部件和第二部件通过布线基板可通信地耦接在一起。热管理装置与第一部件和第二部件热连通。热管理装置具有用于耗散由第一部件产生的热能的第一热能流动路径和用于耗散由第二部件产生的热能的第二热能流动路径。第一热能流动路径具有比第二热能流动路径低的热阻率。
本公开的另一示例是系统。所述系统包括异构集成模块。异钩集成模块包括布线基板、连接到布线基板的第一部件、连接到布线基板的第二部件、设置在第一部件上的第一热界面材料、设置在第二部件上的第二热界面材料，以及一种热管理装置。第一部件和第二部件通过布线基板通信地耦接在一起。热管理装置接触第一热界面材料和第二热界面材料。热管理装置具有第一热能流动路径，热管理装置从该第一热能流动路径接触第一热界面材料，并且具有第二热能流动路径，热管理装置从该第二热能流动路径接触第二热界面材料。第一热能流动路径具有比第二热能流动路径低的热阻率。
本公开的另一个示例是一种用于形成异构集成模块的方法。第一部件和第二部件组装在布线基板上。热管理装置被固定成与第一部件和第二部件热连通。热管理装置具有用于由第一部件产生的热能的第一热能流动路径，并且具有用于由第二部件产生的热能的第二热能流动路径。第一热能流动路径具有比第二热能流动路径低的热阻率。
这些和其他方面可以参考以下详细说明来理解。
附图说明
为了可以详细理解以上列举的特征的方式，可以通过参考示例实现来获得以上简要概括的更具体的描述，其中一些示例实现在附图中示出。然而，要注意的是，附图仅说明了典型的示例实施方式，因此不应被认为是对其范围的限制。
图1描绘了根据一些示例的包括热管理装置的第一异构集成模块(HIM)的简化截面图。
图2描绘了根据一些示例的、包括热管理装置的第二HIM的简化截面图。
图3描绘了根据一些示例的接触区的沟道图案。
图4描绘了根据一些示例的、包括第一或第二HIM的系统的布局图。
图5是根据一些示例的、用于形成HIM的方法的流程图。
为了便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来表示附图共有的相同部件。预期一个示例的单元可以有益地结合到其他示例中。
具体实施方式
本文描述的一些示例提供了包括热管理装置的异构集成模块(HIM)。HIM包括连接到布线基板的第一部件和第二部件。第一部件和第二部件通过布线基板通信地耦接在一起。第一部件和第二部件可以具有不同的操作温度的各自规格。例如，第一部件可以具有低于第二部件的目标工作温度的目标工作温度。在一些示例中，第一部件可以是有源光学和/或光子器件，并且第二部件可以是有源电子器件(例如，具有处理器、可编程逻辑集成电路(IC)、专用IC(ASIC)等，或它们的组合的裸片)。热管理装置与第一部件和第二部件热连通以消散由第一部件和第二部件产生的热能。穿过热管理装置以消散由第一部件产生的热能的热能流动路径可以具有小于穿过热管理装置以消散由第二部件产生的热能的热能流动路径的热阻。在这样的HIM中，具有不同操作温度规格的部件可以以非常接近的位置合并在一起，以避免部件之间的信号传播的显着延迟以及避免部件之间传播的信号的劣化。此外，这些部件可以在它们各自的额定温度下运行。如本文所述，HIM对计算和/或网络设备(例如，光纤设备)可能是特别有用的。
下文参照附图描述各种特征。应当注意，附图可以或可以不按比例绘制，并且相似结构或功能的部件在所有附图中由相似的附图标记表示。应注意，附图仅旨在便于对特征的描述。它们不旨在作为要求保护的发明的详尽描述或作为对要求保护的发明范围的限制。此外，图示的示例不需要具有所示的所有方面或优点。结合特定示例描述的方面或优点不一定限于该示例，并且可以在任何其他示例中实践，即使未如此说明或如果未如此明确描述。
图1图示了根据一些示例的包括热管理装置的第一HIM 100的简化截面图。第一HIM100包括第一部件102和第二部件106。第一部件102通常具有低于第二部件106的操作温度规范的操作温度规范。例如，第一部件102可以是或包括有源光学和/或光子器件(例如，用于为光纤端口生成光信号)，并且第二部件106可以是或包括电子器件(例如，包括处理器、可编程逻辑IC、ASIC等，或它们的组合的裸片)，其中光学和/或光子器件具有比电气器件低的工作温度。如下所述，第一HIM 100的热管理装置有助于将第一部件102和第二部件106的工作温度控制在各自的规格内。
第一HIM 100包括中介层110和封装基板112。第一部件102通过外部连接器114连接到中介层110的第一侧，第二部件106通过外部连接器116连接到中介层110的第一侧。外部连接器114、116例如可以是微凸块等，并且可以分别在第一部件102和中介层110之间以及在第二部件106和中介层110之间形成电连接和物理连接。中介层110的第二侧(与中介层110的第一侧相对)通过外部连接器118连接到封装基板112的第一侧。例如，外部连接器118可以是受控塌陷芯片连接(C4)等，并且可以在中介层110和封装基板112之间形成电连接和物理连接。外部连接器120连接到封装基板112的第二侧(在封装基板112的第一侧的对面)。外部连接器120例如可以是球栅阵列(BGA)球等，并且可以用于将封装基板112连接到印刷电路板(PCB)(未示出)。
第一部件102、第二部件106、中介层110和封装基板112的布置是为了说明的目的。HIM可以具有带有更多或更少部件的不同配置。例如，第一部件102和第二部件106可以通过外部连接器连接到封装基板112，而无需在它们之间插入中介层。在其他示例中，第一部件102和第二部件106可以被集成在集成扇出封装中。第一部件102和第二部件106通过所示示例中的中介层110或者通过中介层、封装基板和/或集成扇出封装的金属化而电耦接和/或通信地耦接在一起。通常，第一部件102和第二部件106通过布线基板电和/或通信地耦接在一起。在一些示例中，与未在HIM中集成类似部件的现有技术相比，第一部件102和第二部件106更接近，因此，由于连接第一部件102和第二部件106的连线长度引起的信号传播的延时和信号恶化可以减少。
第一HIM 100的热管理装置包括主体部分140、垂直支撑部分142和凸缘部分144。主体部分140大体上是水平的和重叠的，并且与第一部件102和第二部件106热连通。垂直支撑部分142垂直向下(例如，朝向封装基板112)延伸，垂直于主体部分140，并从主体部分140的周边并且围绕主体部分140延伸。凸缘部分144水平地远离并垂直于靠近封装基板112的垂直支撑部分142的下部延伸。
热管理装置的主体部分140具有整体的岛部146。整体的岛部从主体部分140的底侧和在对应于第一部件102的位置处垂直向下延伸(例如，在与垂直支撑部分142延伸的方向相同的方向上)。分离的岛部148机械耦接到主体部分140的底侧并且处在对应于第二部件106的位置处。第一热界面材料(TIM)150设置在主体部分140与分离的岛部148之间，并与它们接触。螺钉152在各自的外围位置插入通过分离的岛部148，插入通过各自的弹簧154，并与主体部分140的底侧螺纹接合(例如，旋入)。分离的岛部148可以沿着螺钉152的长度浮动。弹簧154在分离的岛部148上施加向下的力(例如，沿远离主体部分140的底侧的方向)。可以将反作用力施加到分离的岛部148(例如，部分地由第一部件102，如将在随后描述的)。根据这些力的大小，分离的岛部148可以位于沿螺钉152长度的任何不同位置。
第二TIM 156在第一部件102的背面，第三TIM 158在第二部件106的背面。整体的岛部146接触第二TIM 156，因此，热管理装置处于与第一部件102热连通。分离的岛部148接触第三TIM 158，因此，热管理装置与第二部件106热连通。
热管理装置机械耦接到封装基板112。热管理装置可以多种方式机械耦接到封装基板。在所示示例中，加强件160(例如，环形加强件)例如通过环氧树脂粘附到封装基板112。加强件160具有盲孔162。热管理装置具有从垂直支撑部分142垂直向下延伸的导销164。导销164与盲孔162对齐并插入盲孔162中。导销164插入盲孔162可以使热管理装置与加强件160对准，并且进一步，可以将热管理装置对准到第一部件102和第二部件106。螺钉166插入通过相应的弹簧168、通过凸缘部分144，并与加强件160螺纹接合(例如，拧入)。凸缘部分144(并因此热管理装置)可以沿螺钉166的长度浮动。弹簧168在凸缘部分144上施加向下的力。反作用力可以施加到主体部分140(例如.，部分由第一部件102施加)。取决于这些力的大小，凸缘部分144可以位于沿着螺钉166的长度的任何不同位置。
本领域普通技术人员将容易理解，第一HIM 100的部件可以制造成具有各种公差和/或翘曲(例如，由于热循环)。如上所述的螺钉和弹簧的构造允许热管理装置牢固地固定在第一HIM 100中，而不会在第一HIM 100中产生额外的应力。例如，热管理装置可以牢固地保持在一个位置，其中整体的岛部146通过弹簧168的力接触第二TIM 156，迫使凸缘部分144(以及因此，主体部分140和整体的岛部146)向下。在没有弹簧168的情况下，可能存在螺钉166被过度拧紧的风险，这可能在第一HIM 100中引起额外的有害应力，或者扭矩不足，这可能允许整体的岛部146接触第二TIM 156。此外，在热管理装置的位置主要由第一部件102确定的该示例中，螺钉152和弹簧154可以适应任何进一步的公差，使得分离的岛部148仍然可以接触第三TIM 158。在热管理装置被放置并固定到加强件160之前，第一TIM 150可以填充在主体部分140的底部和分离的岛部148之间的最大空间，并且当分离的岛部148接触第三TIM 158时，第一TIM 150可以被压缩并从主体部分140和分离的岛部148之间挤出。
在所示示例中，热管理装置机械耦接到封装基板112(例如，通过加强件160)。在其他示例中，热管理装置可以机械地耦接到另一个部件而不是封装基板。例如，热管理装置的垂直支撑部分142可以围绕封装基板，并且热管理装置可以机械耦接到PCB。加强件160可以粘附或焊接在PCB上，并且热管理装置可以固定到加强件160，如关于图1所描述的。
热交换器和流体泵和/或压缩机(HEFP/C)180连接到热管理装置的主体部分140的顶侧。HEFP/C 180可以通过TIM和/或螺钉连接到主体部分140。HEFP/C 180可以从主体部分140接收热能，将该热能传递给流体，并使流体从出口182循环，通过另一个热交换器，且返回到入口184。HEFP/C 180还可以包括将例如在入口184处接收的蒸气压缩成液体的流体压缩机。流体在HEFP/C 180和其他热交换器中的流动可以是单相(例如，液体)或两相(例如，液体、蒸汽或它们的混合物)。在两相中，热管理装置可以允许制冷剂功能以冷却第一部件102和第二部件106。在一些示例中，HEFP/C 180可以提供自过滤以清洁流过HEFP/C 180的流体。例如，HEFP/C 180可以包括由流体流过的内部容积。内部容积可以足够大以允许流体在其中汇集。由于流体汇集在HEFP/C 180的内部容积中，流体的流量可以足够低以允许流体中的任何颗粒从流体中沉淀出来，这可以提供自过滤。
热管理装置允许形成具有不同热阻的不同热能流动路径。第一热能流动路径可以在第一部件102和HEFP/C 180之间并且可以通过第二TIM 156、整体的岛部146和主体部分140。显然，在整体的岛部146和主体部分140之间没有材料或界面的变化。第二热能流动路径可以在第二部件106和HEFP/C 180之间，并且可以通过第三TIM 158、分离的岛部148、第一TIM 150，和主体部分140。在该热能流动路径中，第一TIM 150设置在分离的岛部148和主体部分140之间。可以选择用于主体部分140(以及因此也是一体的岛部146)、TIM 150、156、158和分离的岛部148的材料的组合，使得热能流动路径具有不同的热阻。例如，假设第二TIM 156和第三TIM 158是相同的材料并且主体部分140和分离的岛部148是相同的材料，则第一TIM 150可以是高热阻TIM。这可以允许第二热能流动路径具有比第一热能流动路径更高的热阻率。在该示例中，第一TIM 150可以用作热制动器。
在操作时，第一部件102和第二部件106都产生热能，例如，由于电能的消耗，电能可以部分地转化为热能。由第一部件102产生的热能可以在第一热能流动路径中流动到HEFP/C 180，HEFP/C 180然后可以将热能传递以消散。第二部件106产生的热能可以在第二热能流动路径中流动到HEFP/C 180，HEFP/C 180然后可以将热能传递以消散。由于第一热能流动路径具有比第二热能流动路径更低的热阻率，因此第一部件102可以以比第二部件106更大的速率消散热能，并且第二部件106可以维持在比第一部件102更高的操作温度。这可以允许第一部件102和第二部件106两者在更合意但不同的温度范围内操作。
图2示出了根据一些示例的包括热管理装置的第二HIM 200的简化截面图。图2的第二HIM 200包括在图1的第一HIM 100中示出和描述的许多相同或相似的部件。因此，为简洁起见，此处省略对此类部件的进一步描述。
在第二HIM 200中，分离的岛部202和第四TIM 204代替了第一HIM 100中的整体的岛部146。分离的岛部202在对应于第一部件102的一个位置处机械耦接到主体部分140的底侧。第四TIM 204设置在主体部分140和分离的岛部202之间并与之接触。螺钉206在各自的外围位置插入通过分离的岛部202，插入通过各自的弹簧208，并且螺纹接合主体部分140的底侧(例如，拧入)。分离的岛部202可以沿着螺钉206的长度浮动。弹簧208在分离的岛部202上施加向下的力(例如，沿远离主体部分140的底侧的方向上)。可以将反作用力施加到分离的岛部202(例如，部分地由第一部件102施加)。根据这些力的大小，分离的岛部202可以位于沿螺钉206长度的任何不同位置。分离的岛部202接触第二TIM 156，因此，热管理装置与第一部件102热连通。
热管理装置允许形成具有不同热阻的不同热能流动路径。在该示例中，第一热能流动路径可以在第一部件102和HEFP/C 180之间并且可以通过第二TIM 156、分离的岛部202、第四TIM 204和主体部分140。第二热能流动路径是如上面关于图1所描述的。可以选择用于主体部分140、TIM 150、156、158、204和分离的岛部148、202的材料的组合，使得热能流动路径具有不同的热阻。例如，假设第二TIM 156和第三TIM 158是相同的材料并且分离的岛部148、202是相同的材料，则第一TIM 150可以是高热阻TIM，而第四TIM 204可以是低热阻TIM。这可以允许第二热能流动路径具有比第一热能流动路径更高的热阻率。在该示例中，第一TIM 150可以用作热制动器。
在操作中，第一部件102和第二部件106均产生热能。第一部件102产生的热能可以在第一热能流动路径中流动，第二部件106产生的热能可以在第二热能流动路径中流动。由于第一热能流动路径具有比第二热能流动路径更低的热阻率，因此第一部件102可以以比第二部件106更大的速率消散热能，并且第二部件106可以维持在比起第一部件102更高的操作温度。这可以允许第一部件102和第二部件106两者在更合意但不同的温度范围内操作。
图3示出了根据一些示例的接触区域300的沟道图案。接触区域300是在岛表面302上。岛表面302可以是整体的岛部146、分离的岛部148和分离的岛部202的任何表面，其中相应的TIM 156、158接触这些表面。接触区域300具有被微加工或蚀刻到岛表面302中的通道304。当图1或2的热管理装置结合HIM一起使用时，TIM中的空气可以沉降在接触区域300中的通道304中，这可以允许相应的整体的岛部分146、分离的岛部148或分离的岛部202更接近于TIM所在的部件。整体的岛部146、分离的岛部148或分离的岛部202离部件越近，热管理装置和部件之间可能存在的热阻越小，这可以允许增加的热能从部件到热管理装置散热用的传导率。在一些示例中，其中形成通道的接触区域300可以从岛表面302的主体部分突出。
通道304在多个交叉点处交叉。通道304的第一子集在第一方向(例如，在图示中垂直)延伸，并且通道304的第二子集垂直于第一方向(例如，在图示中的水平)延伸，并且在多个地点与通道304的第一子集相交。通道304的第三子集沿与第一方向成四十五度角的方向延伸，通道304的第四子集沿与第一方向成一百三十五度角的方向并垂直于通道304的第三子集的方向延伸。通道304的第四子集与通道304的第三子集相交，其中通道304的第一子集和第二子集在由通道304的第一和第二子集形成的四边形形状的中心处相交。通道304的第一子集和第二子集的相邻平行对具有第一间距，并且通道304的第三和第四子集的相邻平行对具有大约为第一间距的一半的第二间距。
图4示出了根据一些示例的包括第一HIM 100或第二HIM 200(指定为“100/200”)的系统的布局图。该系统包括PCB 402。电源404、第一负载封装406和第二负载封装408设置在PCB 402上并连接至PCB 402。多个光学端口410设置在PCB 402上并连接至PCB 402。HIM100/200被设置和并连接到PCB 402上(例如，通过外部连接器120(未示出))。HIM 100/200的各种部件被描绘在布局视图中，但在此未描述，除了要注意第一部件102和第二部件106是由虚线显示，因为那些部件是位于热管理装置的主体部分140的下方。
热交换器设置在第二负载封装408上并且流体连接到HEFP/C 180。热交换器包括翅片420和蛇形管422。蛇形管422在多个不同位置与每个翅片420相交并且在那些位置机械地连接到每个翅片420。蛇形管422还流体耦接到HEFP/C 180的出口182和入口184。
在操作中，在HEFP/C 180处从第一部件102和/或第二部件106接收的热能被转移到HEFP/C 180中的流体(例如，处于液相和/或气相的水)。HEFP/C 180然后通过蛇形管422将流体泵出出口182。由流体携带的热能可以被传递到蛇形管422，然后通过热传导传递到翅片420。流过蛇形管422的流体可以是液相、气相、或液相和气相的混合物。热能可以通过气体(例如空气)流424从蛇形管422和翅片420消散。例如，随着热能消散的流体通过蛇形管422循环到HEFP/C 180的入口184。HEFP/C 180还可以压缩在入口184处接收的流体(例如，从气相到液相)，这可以提供制冷剂功能。HEFP/C 180可以例如以大约1.1L/min的速率和大约4PSI的压力连续再循环流体。在此示例中，包括蛇形管422和翅片420的热交换器可以充当主散热器，以对PCB 402上的有源器件进行热管理。
在一些示例中，图4的系统的外形尺寸为15英寸高、17英寸宽、1.7英寸厚。预期在这些示例中，系统能够耗散1kW的热能。例如，电源404可以产生大约100W到150W；第一负载封装406和第二负载封装408可以各自产生大约200W；PCB 402可以产生大约50W；第一部件102可以产生大约40W；并且第二部件106可以产生大约205W。这些热能可以被系统消散。
图5是根据一些示例的用于形成HIM的方法500的流程图。方法500的各种操作可以顺序地或并行地执行。在块502，第一部件102和第二部件106被组装在布线基板上以电和通信地耦接在一起。可以通过任何可接受的技术将第一部件102和第二部件106组装在布线基板上，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。在前述示例中，第一部件102和第二部件106例如通过回流焊接外部连接器114、116连接至中介层110。中介层110例如通过回流焊接外部连接器118而被连接至封装基板112。
在块504，形成热管理装置。热管理装置的主体部分140、垂直支撑部分142、导向销164和，如果适用的话，整体的岛部146可以由任何导热材料加工而成，例如金属材料，如铜、铝、铝钛等。类似地，热管理装置的分离的岛部148和，如果适用的话，分离的岛部202可以由任何导热材料加工而成，例如金属材料，如铜、铝、铝钛等。主体部分140的材料和分离的岛部148、202的相应材料可以相同或不同。可以将第一TIM 150施加到分离的岛部148，然后，可以使用螺钉152和弹簧154将分离的岛部148固定到主体部分140的底部。如果适用的话，可以将第四TIM 204施加到分离的岛部202，然后，分离的岛部202可以使用螺钉206和弹簧208固定到主体部分140的底部。第一TIM 150和第四TIM 204每个可以是例如导热油脂，它包括液体基质和导热填料。当实施第一TIM 150和第四TIM 204两者时，第一TIM 150可以具有比第四TIM 204更低的填料与基质的比率和/或具有更低导热率的填料。
在块506，热管理装置被固定在第一部件102和第二部件106上。热管理装置被固定以与第一部件102和第二部件106热连通。取决于第一部件102和第二部件106如何被组装，可通过将热管理装置机械耦接到例如封装基板或PCB来将热管理装置固定在第一部件102和第二部件106上。在前述示例中，热管理装置机械耦接到封装基板112。根据前述示例，可以制造具有盲孔162(对应于导销164)的加强件160，例如通过机械加工刚性材料，例如金属。加强件160可以通过粘合剂连接到封装基板112。在加强件160连接到PCB的一些示例中，加强件160可以通过粘合剂或通过将加强件160焊接到PCB表面上的金属来连接。第二TIM156和第三TIM 158分别施加到第一部件102和第二部件106上。例如，第二TIM 156和第三TIM 158可以各自是包括液体基质和导热填料的导热油脂。第二TIM 156和第三TIM 158可以具有相同的材料成分，或者第三TIM 158可以具有比第二TIM 156更低的填料与基质的比率和/或具有更低导热率的填料。然后热管理装置可以被放置在第一部件102和第二部件106上并且可以通过插入盲孔162中的引导销164以及通过螺钉166和弹簧168在该位置中连接到加强件160。
此后，HIM，如果未组装在PCB上，则可以连接到PCB，如图4所显示和描述的。HEFP/C180可以连接到热管理装置，例如通过TIM和/或螺钉，并且可以流体连接到热交换器，例如包括蛇形管422和翅片420，如图4所显示和描述的。包括在PCB上的系统中的HIM可以按上述方式操作。
所公开的技术也可以在以下非限制性示例中表达。
示例1.一种装置，包括：布线基板；第一部件；第二部件，第一部件和第二部件通过布线基板通信耦接在一起；以及与第一部件和第二部件热连通的热管理装置，热管理装置具有用于消散由第一部件产生的热能的第一热能流动路径和用于消散由第二部件产生的热能的第二热能流动路径，第一热能流动路径具有比第二热能流动路径低的热阻率。
示例2.根据示例1所述的装置，其中所述第一部件是光学器件、光子器件或其组合，并且所述第二部件是电子器件。
示例3.根据示例1所述的装置，其中：第一热界面材料设置在所述第一部件上；第二热界面材料设置在第二部件上；且热管理装置设置于第一热界面材料与第二热界面材料上并与第一热界面材料和第二热界面材料接触。
示例4.根据示例3所述的装置，其中：热管理装置包括：主体部分；与主体部分一体形成的整体的岛部；连接到主体部分的分离的岛部；第三热界面材料，设置在分离的岛部和主体部分之间；整体的岛部接触第一热界面材料；第一热能流动路径穿过整体的岛部和主体部分；分离的岛部接触第二热界面材料；第二热能流动路径通过分离的岛部、第三热界面材料和主体部分。
示例5.根据示例3所述的装置，其中：所述热管理装置包括：主体部分；连接到主体部分的第一分离的岛部；第三热界面材料，设置在第一分离的岛部和主体部分之间；连接到主体部分的第二分离的岛部；设置在第二分离的岛部和主体部分之间的第四热界面材料；第一分离的岛部接触第一热界面材料；第一热能流动路径穿过第一分离的岛部、第三热界面材料和主体部分；第二分离的岛部接触第二热界面材料；第二热能流动路径穿过第二分离的岛部、第四热界面材料和主体部分。
示例6.示例1的装置还包括连接到热管理装置的热交换器，该热交换器包括流体泵、压缩机或它们的组合。
示例7.根据示例1所述的装置，还包括：封装基板；以及机械连接到封装基板的加强件；其中：布线基板是中介层；第一部件和第二部件分别连接至中介层；中介层连接至封装基板；加强件横向环绕中介层；热管理装置包括主体部分、自该主体部分垂直延伸的支撑部分以及自该支撑部分垂直延伸且远离该主体部分的凸缘部分。主体部分与第一部件和第二部件热连通；凸缘部分连接于加强件。
示例8.一种系统，包括：异构集成模块，其包括：布线基板，连接到布线基板的第一部件，连接到布线基板的第二部件，第一部件和第二部件通过布线基板通信耦接在一起，设置在第一部件上的第一热界面材料，设置在第二部件上的第二热界面材料，以及接触第一热界面材料和第二热界面材料的热管理装置，所述热管理装置具有第一热能流动路径，热管理装置从该第一热能流动路径接触第一热界面材料，并且具有第二热能流动路径，从该第二热能流动路径热能管理装置接触第二热界面材料，第一热能流动路径具有比第二热能流动路径低的热阻率。
示例9.根据示例8所述的系统，其中所述第一部件是光学器件、光子器件或它们的组合，并且所述第二部件是电子器件。
示例10.根据示例8所述的系统，其中：热管理装置包括：主体部分；与主体部分一体形成的整体的岛部；连接到主体部分的分离的岛部；第三热界面材料，设置在分离的岛部和主体部分之间；整体的岛部接触第一热界面材料；第一热能流动路径穿过整体的岛部和主体部分；分离的岛部接触第二热界面材料；第二热能流动路径通过分离的岛部、第三热界面材料和主体部分。
示例11.根据示例8所述的系统，其中：热管理装置包括：主体部分；连接到主体部分的第一分离的岛部；第三热界面材料，设置在第一分离的岛部和主体部分之间；连接到主体部分的第二分离的岛部；第四热界面材料，设置在第二分离的岛部和主体部分之间；第一分离的岛部接触第一热界面材料；第一热能流动路径穿过第一分离的岛部、第三热界面材料和主体部分；第二分离的岛部接触第二热界面材料；第二热能流动路径穿过第二分离的岛部、第四热界面材料和主体部分。
示例12.根据示例8的系统还包括印刷电路板，所述异质集成模块连接到印刷电路板。
示例13.根据示例12的系统还包括：连接到热管理装置的第一热交换器，所述第一热交换器包括流体泵、压缩机或它们的组合；以及设置在印刷电路板上的第二热交换器，所述第二热交换器包括蛇形管和翅片，蛇形管连接到翅片并延伸穿过翅片，所述蛇形管与第一热交换器流体耦接。
示例14.根据示例13的系统，其中第一热交换器包括流体将流过的内部容积，所述内部容积允许流体在运行中汇集。
示例15.根据示例8所述的系统，其中，所述异构集成模块还包括：封装基板；以及机械连接到封装基板的加强件；其中：布线基板是中介层；第一部件和第二部件分别连接至中介层；中介层连接至封装基板；加强件横向环绕中介层；热管理装置包括主体部分、自该主体部分垂直延伸的支撑部分，以及自该支撑部分垂直延伸且远离该主体部分的凸缘部分；主体部分与第一部件和第二部件热连通；凸缘部分连接于加强件。
示例16.一种形成异质集成模块的方法，所述方法包括：将第一部件和第二部件组装在布线基板上；以及固定与第一部件和第二部件热连通的热管理装置，热管理装置具有用于由第一部件产生的热能的第一热能流动路径和用于由第二部件产生的热能的第二热能流动路径，第一热能流动路径具有比第二热能流动路径低的热阻率。
示例17.根据示例16所述的方法，其中所述第一部件是光学器件、光子器件或其组合，并且所述第二部件是电子器件。
示例18.根据示例16所述的方法，其中：热管理装置包括：主体部分；与主体部分一体形成的整体的岛部；连接到主体部分的分离的岛部；以及设置在分离的岛部和主体部分之间的热界面材料；第一热能流动路径穿过整体的岛部和主体部分；第二热能流动路径穿过分离的岛部、热界面材料和主体部分。
示例19.根据示例16所述的方法，其中：热管理装置包括：主体部分；连接到主体部分的第一分离的岛部；设置在第一分离的岛部和主体部分之间的第一热界面材料；连接到主体部分的第二分离的岛部；设置在第二分离的岛部和主体部分之间的第二热界面材料；第一热能流动路径穿过第一分离的岛部、第一热界面材料和主体部分；第二热能流动路径穿过第二分离的岛部、第二热界面材料和主体部分。
示例20.根据示例16所述的方法，其中：将所述第一部件和所述第二部件组装在布线基板上包括：将所述第一部件和所述第二部件连接到中介层，所述中介层是布线基板；以及将中介层连接到封装基板；以及固定热管理装置包括：将加强件连接至封装基板；以及将热管理装置连接至加强件。
尽管前述是针对特定示例的，但是在不脱离其基本范围的情况下可以设计其他和进一步的示例，并且其范围由所附权利要求书确定。

Claims (16)

1.一种装置，其特征在于，所述装置包括：
布线基板；
第一部件；
第二部件，所述第一部件和所述第二部件通过所述布线基板通信耦接在一起；和
与所述第一部件和所述第二部件热连通的热管理装置，所述热管理装置具有用于消散由所述第一部件产生的热能的第一热能流动路径和具有用于消散由所述第二部件产生的热能的第二热能流动路径，所述第一热能流动路径具有比所述第二热能流动路径更低的热阻率。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一部件是光学器件、光子器件、或它们的组合，并且所述第二部件是电子器件。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第一热界面材料设置在所述第一部件上；
所述第二热界面材料设置在所述第二部件上；和
所述热管理装置设置在所述第一热界面材料和所述第二热界面材料上，并且与所述第一热界面材料和所述第二热界面材料接触。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述热管理装置包括：
主体部分；
与所述主体部分一体形成的整体的岛部；
连接到所述主体部分的分离的岛部；和
第三热界面材料，被设置在所述分离的岛部和所述主体部分之间；
所述整体的岛部接触所述第一热界面材料；
所述第一热能流动路径穿过所述整体的岛部和所述主体部分；
所述分离的岛部接触所述第二热界面材料；和
所述第二热能流动路径穿过所述分离的岛部、所述第三热界面材料、和所述主体部分。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述热管理装置包括：
主体部分；
连接到所述主体部分的第一分离的岛部；
第三热界面材料，设置在所述第一分离的岛部和所述主体部分之间；
连接到所述主体部分的第二分离的岛部；和
第四热界面材料，设置在所述第二分离的岛部和所述主体部分之间；
所述第一分离的岛部接触所述第一热界面材料；
所述第一热能流动路径穿过所述第一分离的岛部、所述第三热界面材料、和所述主体部分；
所述第二分离的岛部接触所述第二热界面材料；和
所述第二热能流动路径穿过所述第二分离的岛部、所述第四热界面材料和所述主体部分。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括连接到所述热管理装置的热交换器，所述热交换器包括流体泵、压缩机、或它们的组合。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
封装基板；和
加强件，其机械地连接到所述封装基板；以及
其中：
所述布线基板为中介层；
所述第一部件和所述第二部件分别连接至所述中介层；
所述中介层连接至所述封装基板；
所述加强件横向围绕所述中介层；
所述热管理装置包括主体部分、自所述主体部分垂直延伸的支撑部分、以及自所述支撑部分垂直延伸且远离所述主体部分的凸缘部分；
所述主体部分与所述第一部件和所述第二部件热连通；和
所述凸缘部分连接到所述加强件。
8.一种系统，其特征在于，所述系统包括：
异构集成模块，包括：
布线基板；
连接到所述布线基板的第一部件；
连接到所述布线基板的第二部件，所述第一部件和所述第二部件通过所述布线基板通信耦接在一起；
设置在所述第一部件上的第一热界面材料；
设置在所述第二部件上的第二热界面材料；和
热管理装置，其接触所述第一热界面材料和所述第二热界面材料，所述热管理装置具有第一热能流动路径，所述热管理装置从所述第一热能流动路径接触所述第一热界面材料，并且所述热管理装置具有第二热能流动路径，所述热管理装置从所述第二热能流动路径接触所述第二热界面材料，所述第一热能流动路径具有比所述第二热能流动路径更低的热阻率。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一部件是光学器件、光子器件、或它们的组合，并且所述第二部件是电子器件。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述热管理装置包括：
主体部分；
与所述主体部分一体形成的整体的岛部；
连接到所述主体部分的分离的岛部；和
第三热界面材料，被设置在所述分离的岛部和所述主体部分之间；
所述整体的岛部接触所述第一热界面材料；
所述第一热能流动路径穿过所述整体的岛部和所述主体部分；
所述分离的岛部接触所述第二热界面材料；和
所述第二热能流动路径穿过所述分离的岛部、所述第三热界面材料、和所述主体部分。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述热管理装置包括：
主体部分；
连接到所述主体部分的第一分离的岛部；
第三热界面材料，设置在所述第一分离的岛部和所述主体部分之间；
连接到所述主体部分的第二分离的岛部；和
第四热界面材料，设置在所述第二分离的岛部和所述主体部分之间；
所述第一分离的岛部接触所述第一热界面材料；
所述第一热能流动路径穿过所述第一分离的岛部、所述第三热界面材料、和所述主体部分；
所述第二分离的岛部接触所述第二热界面材料；和
所述第二热能流动路径穿过所述第二分离的岛部、所述第四热界面材料和所述主体部分。
12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括印刷电路板，所述异构集成模块连接到所述印刷电路板。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
连接到所述热管理设备的第一热交换器，所述第一热交换器包括流体泵、压缩机、或它们的组合；和
设置在所述印刷电路板上的第二热交换器，所述第二热交换器包括蛇形管和翅片，所述蛇形管连接到所述翅片并延伸穿过所述翅片，所述蛇形管与所述第一热交换器流体连接。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一热交换器包括内部容积，流体将流过所述内部容积，所述内部容积允许所述流体在运行中汇集。
15.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述异构集成模块还包括：
封装基板；和
加强件，其机械地连接到所述封装基板；以及
其中：
所述布线基板为中介层；
所述第一部件和所述第二部件分别连接至所述中介层；
所述中介层连接至所述封装基板；
所述加强件横向围绕所述中介层；
所述热管理装置包括主体部分、自所述主体部分垂直延伸的支撑部分、以及自所述支撑部分垂直延伸且远离所述主体部分的凸缘部分；
所述主体部分与所述第一部件和所述第二部件热连通；和
所述凸缘部分连接到所述加强件。
16.一种形成异构集成模块的方法，其特征在于，所述方法包括：
将第一部件和第二部件组装在布线基板上；和
固定与所述第一部件和所述第二部件热连通的热管理装置，所述热管理装置具有用于由所述第一部件产生的热能的第一热能流动路径和用于由所述第二部件产生的热能的第二热能流动路径，所述第一热能流动路径具有比所述第二热能流动路径低的热阻率。
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