JP5414349B2 - 電子装置 - Google Patents
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Description
10 ICチップ・モジュール
11 基板
12,13 チップ
20 共通液体冷却モジュール
30 冷却アセンブリ
31 微細溝冷却装置
32 微細溝冷却マニホルド
33 位置決め素子
34 流体入口
35 流体出口
40 熱伝導板
50 共通冷却剤マニホルド
51 流体入口
52 流体出口
53 入口室
54 出口室
TB1,TB2 熱伝導接着層
Claims (12)
- パッケージ基板(11、111)と、該パッケージ基板の第1表面上にフリップ・チップ方式でマウントされた第1集積回路チップ(12、112)及び第2集積回路チップ(13、113)と、前記パッケージ基板の前記第1表面に対向する第2表面上に設けられたコンタクト・アレイとを有するチップ・レベルのパッケージ構造(110)と、
前記第1集積回路チップ及び前記第2集積回路チップに熱伝導的に結合された冷却モジュール(20、120)であって、冷却液入口(34)と、冷却液出口(35)と、前記冷却液入口から前記冷却モジュール内を通って前記冷却液出口まで延びる冷却液流路とを有する前記冷却モジュールとを備え、
前記第1集積回路チップが、前記冷却モジュールのうち、前記冷却液流路内を流れる冷却液により冷却される第1部分に熱伝導的に結合され、
前記第2集積回路チップが、前記冷却モジュールのうち、前記第1集積回路チップを冷却した結果暖められて前記冷却液流路を流れる冷却液により冷却される第2部分に熱伝導的に結合され、
前記第1集積回路チップが、準剛性の可撓性接着材料及び剛性接着材料から成る群から選択された非柔軟性の熱伝導性接着材料(TB 1 )により前記冷却モジュールに熱伝導的に結合されており、前記第2集積回路チップが、機械的に柔軟性で且つ熱伝導性の材料(TB 2 )により前記冷却モジュールに熱伝導的に結合され、
前記冷却モジュールが、
互いに対向する第1表面及び第2表面と、前記第1表面から前記第2表面にまで貫通する開口(141)とを有する平坦状の熱伝導装置(40、140)と、
前記平坦状の熱伝導装置の前記開口内に配置された冷却アセンブリ(30、130)であって、互いに対応する第1表面及び第2表面と、前記第1表面に配置された入口(34)及び出口(35)と、前記入口から前記冷却アセンブリ内を通って前記出口まで延びる冷却液流路とを有する前記冷却アセンブリと、
前記冷却モジュールの前記冷却液流路の一部を規定する入口室(53、153)及び出口室(54、154)を有する流体マニホルド(50、150)であって、前記入口室及び前記出口室は、該入口室及び出口室を流れる前記冷却液が前記平坦状の熱伝導装置に直接接触するように構成されている、前記流体マニホルドと、を備え、
前記平坦な熱伝導装置が前記チップ・レベルのパッケージ構造上に載置され、前記第1集積回路チップの背面が前記冷却アセンブリの前記第2表面に熱伝導的に結合され、前記第2集積回路チップの背面が前記平坦な熱伝導装置の前記第2表面に熱伝導的に結合されており、
前記冷却アセンブリの前記入口が前記流体マニホルドの前記入口室に接続されており、
前記冷却アセンブリの前記出口が前記流体マニホルドの前記出口室に接続されている、
電子装置。 - 前記第1集積回路チップがプロセッサ・チップであり、前記第2集積回路チップがメモリ・チップである、請求項1に記載の電子装置。
- 前記冷却液流路が、前記冷却モジュールの前記第1部分に近接する冷却液流路を流れる冷却液の流圧が、前記冷却モジュールの前記第2部分に近接する冷却液体流路を流れ前記第1集積回路チップを冷却した結果暖められた冷却液の流圧よりも大きい、請求項1に記載の電子装置。
- 前記流体マニホルドが互いに対向する第1表面(150a)及び第2表面(150b)を有する平坦状の装置であり、前記入口室及び前記出口室が前記第2表面に設けられており、入口(151)及び出口(152)が前記第1表面に設けられており、前記入口が前記第1表面から前記入口室まで延びており、前記出口が前記出口室まで延びており、前記流体マニホルドの前記入口室が前記冷却アセンブリの前記入口に接続されそして前記流体マニホルドの前記出口室が前記冷却アセンブリの前記出口に接続するように前記流体マニホルドの前記第2表面が前記平坦な熱伝導装置の第1表面(140a)に結合されている、請求項1に記載の電子装置。
- 前記流体マニホルドが、前記平坦な熱伝導装置の一部として一体的に形成され、前記入口室及び前記出口室が前記開口を囲むように前記平坦な熱伝導装置の前記第1表面に形成され、マニホルド・カバー板により覆われている、請求項1に記載の電子装置。
- 前記冷却アセンブリが、
前記第1集積回路チップに剛性接着されシリコンで形成された微細溝冷却装置(131)であって、シリコンの熱伝導性のフィン(131−1a)のパターンにより規定される冷却流路を有する前記微細溝冷却装置と、
前記微細溝冷却装置上に載置され、該微細溝冷却装置に前記冷却液を分配し回収する微細マニホルド装置(131−2)と、を備え、
前記微細マニホルド装置が、前記入口及び前記出口を有する前記冷却アセンブリの前記第1表面を規定する表面を有し、
前記微細マニホルド装置が、前記冷却アセンブリの前記入口から前記出口まで延びる前記冷却液流路の一部を規定する入口マニホルド(M2、M4、M6)及び出口マニホルド(M1、M3、M5)を有する請求項1に記載の電子装置。 - 前記冷却アセンブリが、金属で形成されそして前記第1集積回路チップに剛性接着されている一体型装置を有し、
前記一体型装置が、冷却層と、マニホルドと、前記冷却アセンブリの前記入口及び前記出口を有する前記冷却アセンブリの前記第1表面を規定する表面とを有し、
前記一体型装置が、前記入口から前記出口まで前記冷却アセンブリ内を延びる前記冷却液流路の一部を規定する入口マニホルド及び出口マニホルドを有する、請求項1に記載の電子装置。 - 前記一体型装置が、積層された微細溝、メッシュ型の構造、又はずらされて積み重ねられた微細溝を含む、請求項7に記載の電子装置。
- 前記冷却モジュール及び前記パッケージ基板が、前記第1集積回路チップ及び前記第2集積回路チップを囲む準密封性の封止を形成するように結合されている、請求項1に記載の電子装置。
- パッケージ基板(11、111)と、該パッケージ基板の第1表面上にフリップ・チップ方式でマウントされた第1集積回路チップ(12、112)及び第2集積回路チップ(13、113)と、前記パッケージ基板の前記第1表面に対向する第2表面上に設けられたコンタクト・アレイとを有するチップ・レベルのパッケージ構造(110)と、
互いに対向する第1表面及び第2表面と、前記第1表面から前記第2表面にまで貫通する開口(141)とを有する平坦状の熱伝導装置(40、140)と、
前記平坦状の熱伝導装置の前記開口内に配置された冷却アセンブリ(30、130)であって、互いに対応する第1表面及び第2表面と、前記第1表面に配置された入口(34)及び出口(35)と、前記入口から前記冷却アセンブリ内を通って前記出口まで延びる冷却液流路とを有する前記冷却アセンブリと、
互いに対向する第1表面(150a)及び第2表面(150b)を有し、前記第1表面に入口(151)及び出口(152)が設けられており、前記第2表面に入口室(53、153)及び出口室(54、154)が設けられている平坦状の流体マニホルド(50、150)であって、前記入口が前記第1表面から前記入口室まで延びており、前記出口が前記第1表面から前記出口室まで延びている前記平坦状の流体マニホルドと、を備え、
前記第1集積回路チップが、準剛性の可撓性接着材料及び剛性接着材料から成る群から選択された非柔軟性の熱伝導性接着材料(TB 1 )により前記冷却アセンブリに熱伝導的に結合されており、前記第2集積回路チップが、機械的に柔軟性で且つ熱伝導性の材料(TB 2 )により前記平坦状の熱伝導装置の前記第2表面の一部に熱伝導的に結合され、
前記平坦状の熱伝導装置が前記チップ・レベルのパッケージ構造の上に載置されており、前記第1集積回路チップの背面が前記冷却アセンブリの前記第2表面に位置合わせされて熱伝導的に結合されており、前記第2集積回路チップの背面が前記平坦な熱伝導装置の前記第2表面の領域に熱伝導的に結合されており、
前記流体マニホルドの前記第2表面は、(i)前記流体マニホルドの前記入口室が前記冷却アセンブリの前記入口に位置合わせされて前記入口室から前記冷却アセンブリの入口に冷却液を送るように、そして(ii)前記流体マニホルドの前記出口室が前記冷却アセンブリの前記出口に位置合わせされて前記冷却アセンブリの前記出口から前記流体マニホルドの前記出口室に前記冷却液を送るように、前記平坦状の熱伝導装置の前記第1表面に結合されている、電子装置。 - 前記平坦状の熱伝導装置が、パッケージの蓋、熱伝導カバー又は放熱板の働きをし、前記流体マニホルドの前記入口室及び出口室が前記第2表面に設けられ、前記流体マニホルドが前記平坦状の熱伝導装置に結合されたときに、前記入口室から前記出口室へ流れる冷却液が前記平坦状の熱伝導装置の前記第1表面に直接接触し、前記冷却アセンブリ内を流れる前記冷却液が前記第1集積回路チップを冷却し、前記第2集積回路チップが熱伝導的に結合されている前記平坦状の熱伝導装置の第2表面の領域に対向する該熱伝導装置の第1表面の領域上にある前記流体マニホルドの前記出口室内を流れる前記冷却液が前記第2集積回路チップを冷却する、請求項10に記載の電子装置。
- 前記第1集積回路チップがプロセッサ・チップであり、前記第2集積回路チップがメモリ・チップであり、前記平坦状の熱伝導装置及び前記パッケージ構造が前記第1集積回路チップ及び前記第2集積回路チップに対する準密封性の包囲体を形成するように接合されている、請求項10に記載の電子装置。
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