TWI720071B - 電子設備、用於冷卻電子裝置之方法以及計算系統 - Google Patents

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Abstract

實施例大體上係關於使用折疊箔微通道之電子設備冷卻技術。一設備之一實施例包括：一半導體晶粒；一基體，其中該半導體晶粒與該基體耦接；以及一冷卻設備，其用於該半導體晶粒，其中該冷卻設備包括：一折疊箔預成型，該折疊箔形成複數個微通道；以及一流體冷卻劑系統，用以引導一流體冷卻劑經由該折疊箔之該等微通道。

Description

電子設備、用於冷卻電子裝置之方法以及計算系統 發明領域
本文所述之實施例大體而言係關於電子裝置之領域，且更具體而言，係關於使用折疊箔微通道之電子設備冷卻技術。
發明背景
諸如微處理器之電子裝置，且特別是高功率伺服器產品，證明需要自矽結構之改良的熱移除之以下趨勢：歸咎於增加數量的處理器核心及新技術的引入，密度因子成減小傾向；總熱設計功率(TDP)增大，因此要求交叉平面熱量移除得以改良從而推動空氣冷卻之能力；以及在例如藉由封裝體上記憶體之高功率伺服器使用中之多晶片封裝(MCP)技術的出現在電子裝置中產生增加量的熱量。此外，塗佈有某些聚合物層可呈現對於傳統空氣冷卻而言過高之熱阻力。
然而，因包括電子裝置之成本、風險的因素 及缺少足夠的冷卻能力，現存液體冷卻技術通常對解決此類加熱相關問題不適當。
於本揭示的一個態樣中，係特地提供一種設備，其包含：至少一個向量部分距離計算電路，其用以計算在一搜尋空間中之一組向量的一部分總和與一累積距離；一最小排序網路，其用以排序來自該等累積距離之一選擇的位元集合，指出來自該搜尋空間中該等向量之該等選擇位元集合的一最小值以及該最小值是否為獨一無二的；以及一全域控制電路，其用以接收該最小排序網路的一輸出，並控制該至少一個向量部分距離計算電路之操作的各個方面。
100、200、400、1000:封裝體
110:半導體晶粒/晶粒
150:流量控制系統
152:泵單元
154:軟管
156:歧管單元
210、425、610、710、925、1114:晶粒
215:基體/材料
220:熱平面
225:積體散熱器
230:熱解決方案/冷卻解決方案
300:材料
310:削磨工具
330、545:微通道
405、630、830、905:折疊箔預成型
415:冷卻劑入口/積體冷卻板(iCP)
420、920:冷卻劑出口
430、640、840:流歧管
520:方形圖案
530:蜿蜒的圖案
540、1118:折疊箔材料
560:折疊方向(LFD)
570:橫向方向(LTD)
600:基體
620:流體密封件
730:折疊箔材料/折疊箔
740:歧管
810:焊料預成型/銅基板(BP)
850:折疊箔iCP
915:冷卻劑入口
930:冷卻劑流
950:積體冷卻板
1002~1012:製程
1100:計算系統
1110、1111:處理器
1116:冷卻設備
1120:主記憶體
1125:非依電性記憶體
1130:固體狀態驅動機(SSD)
1135:唯讀記憶體(ROM)
1140:發射器或接收器
1142:埠
1144:天線
1150:輸入裝置
1155:顯示器
1160:電源
1165:匯流排
1200:積體冷卻板
1205:歧管
1210:腔體
1215:折疊箔預成型
1220:基板
1225:晶粒
1230:基體
1250:冷卻板
1260:積體散熱器(IHS)
在隨附圖式之諸圖中以實例之方式而非以限制之方式例示在此所述之實施例，在隨附圖式中相同元件符號代表類似元件。
圖1為具有經由折疊箔微通道之流體冷卻的設備之例示；圖2A至2C例示根據實施例之裝置或系統中的冷卻設備；圖3例示用於削磨通道以用於液體冷卻之習知製程；圖4A至4D例示根據實施例之使用折疊箔之裝置的製造；圖5A及5B例示根據實施例之折疊箔材料之形成； 圖6A至6D例示根據實施例之晶粒上之流體冷卻解決方案的製造；圖7A及7B進一步例示根據實施例之用於晶粒之流體冷卻解決方案的元件；圖8A至8D例示根據實施例之在積體冷卻板中之流體冷卻解決方案的製造；圖9A至9D例示根據實施例之在積體冷卻板中經由折疊箔微通道的冷卻劑流動；圖10為用來例示根據實施例之包括折疊箔微通道的封裝體之製造的流程圖；圖11為計算系統之組件之例示，該等組件包括經由使用折疊箔材料來利用流體冷卻的組件；以及圖12為根據實施例之積體冷卻板及賦能的冷卻板解決方案之例示。
較佳實施例之詳細說明
本文所述之實施例大體上係關於使用折疊箔微通道之電子設備冷卻技術。
如本文所用，以下術語應用為：「計算裝置」或「計算系統」指代電腦，包括但不限於伺服器，或包括處理能力之其他電子裝置。
「電子裝置」指代任何設備、裝置或具有用來提供一或多個功能之電子系統的系統，該等功能包括但不限於行動裝置及可佩帶裝置。
在一些實施例中，流體冷卻提供用於使用折疊箔之電子裝置。在一些實施例中，用於流體流動之微通道(MC)使用金屬箔之折疊而形成，從而允許使用經由微通道之流體冷卻劑流之經濟且有效的冷卻。如在此所使用的，流體指代不具有固定形狀的能夠流動之物質，包括液體或氣體。
圖1為具有經由折疊箔微通道之流體冷卻之設備的例示。在一些實施例中，設備包括半導體晶粒110，半導體晶粒110與基體115耦接，該設備進一步包括使用流體流之冷卻解決方案，該冷卻解決方案包括流量控制系統150，以引導冷卻劑經由例如與冷卻板主體耦接之流歧管。
在一些實施例中，冷卻劑經引導(或泵送)經由使用折疊箔形成之微通道以將熱量自晶粒110吸走。在一個實例中，流量控制系統可包括泵單元152，以將流體泵送經由軟管154進入歧管單元156中。然而，實施例不限於用於流體冷卻之特定流量控制系統，而是使用用於泵送或以其他方式引導流體冷卻劑經由微通道以冷卻晶粒之任何已知技術。
在一些實施例中，可如圖5A及5B所例示及所述地產生用於冷卻解決方案之折疊箔材料。
在一些實施例中，可如圖4A至4D及圖6A至9D中所例示及所述地製造用來使用折疊箔之冷卻設備。
圖2A至2C例示根據實施例之裝置或系統中使用的冷卻設備。在一些實施例中，設備可在具有折疊箔 之流體冷卻系統之實施例中使用。
圖2A：某些產品將積體散熱器(IHS)作為半導體晶粒(諸如矽晶粒)之上的蓋件來使用。圖2A例示用於晶粒210之冷卻的「2-TIM」結構，晶粒210耦接至特定封裝體200中之基體或其他材料215。如在圖2A中例示的，具有第一熱介面材料(TIM1)之熱平面220與晶粒210耦接，具有第二熱介面材料(TIM2)之積體散熱器225提供在熱平面220之上。諸如被動熱槽之熱解決方案230、熱槽/風扇組合或流體冷卻解決方案可在積體散熱器225上實施。
圖2B：圖2B例示用於冷卻基體215上之晶粒210的「1-TIM結構」。所例示冷卻結構包括具有第一熱材料(TIM1)之熱平面220，其中冷卻解決方案230在熱平面220上實施。與2-TIM結構相比，1-TIM提供不包括積體散熱器之冷卻結構)。
圖2C：圖2C例示用於冷卻基體215上之晶粒210之0-TIM結構，其中冷卻解決方案230直接實施在晶粒上(諸如在空氣冷卻結構中)。
2-TIM組態，如圖2A中所例示，經由積體散熱器之使用提供額外的冷卻能力。然而，此組態之限制包括大層疊高度及其中必須塗覆熱介面材料之多個熱介面。在普通熱介面材料之熱效能經高度優化至基本上為物理限制的情況下，需要熱層疊中之基本修正(諸如TIM層之有意的去除)來改良為高功率微處理器之熱管理。
在一些實施例中，替代性冷卻解決方案使用流體冷卻。用以產生用於流體冷卻之材料的習知製程通常昂貴且困難。例如，為了在金屬中產生通道，習知製程涉及通道之切削(削磨)。
圖3例示用於削磨通道以用於液體冷卻之習知製程。在此製程中，諸如銅之材料300係用來經機械加工以產生微通道330以用於使用流體冷卻之冷卻。微通道330通常藉由使用削磨工具310產生以切削必要通道。然而，削磨為昂貴且困難的製程，其增加冷卻解決方案之總成本。
在一些實施例中，流體冷卻解決方案在流體冷卻解決方案中使用折疊箔微通道。在一些實施例中，折疊箔微通道之形成提供矽微通道及削磨微通道之高效及有效替代型式。折疊箔微通道之產生例示於圖5A及5B。在一些實施例中，應用折疊箔之設備、系統及方法與習知微機械加工及削磨相比提供用於產生微通道之降低成本的製程。在一些實施例中，折疊箔可在任何介面處應用，且提供對矽之完好狀態的較低的風險，而同時允許微通道在矽晶粒上之較高通過量整合。
在一些實施例中，微通道藉由使用折疊箔銅/金屬預成型而產生。在一些實施例中，折疊箔微通道預成型在用於冷卻解決方案之任何介面處實施，該介面諸如：直接黏合在晶粒後側上而無需矽晶粒之修改(與經削磨的微通道相比允許移除熱介面或額外的銅)；在積體冷卻板 (iCP)內實施，其中折疊箔微通道冷卻解決方案經應用為1-TIM解決方案；或在賦能的冷卻板(eCP)內實施，其中折疊箔微通道冷卻解決方案在無機械加工要求(據此簡化此種冷卻結構之製造)的情況下被用作2-TIM解決方案。
圖4A至4D例示根據實施例之使用折疊箔之裝置的製造。
圖4A：在一些實施例中，產生折疊箔預成型405。折疊箔預成型之產生可如圖5A及5B所例示。
圖4B：在一些實施例中，折疊箔預成型整合至封裝體400中以產生用於流體冷卻劑流之微通道。如圖5B所例示，流體冷卻劑流自冷卻劑入口415提供至冷卻劑出口420。流量控制系統(未在圖4A至4D中例示)可例如為如圖1所例示之流量控制系統150。
圖4C：在一些實施例中，折疊箔預成型之微通道可在積體冷卻板(iCP)415內側實施，以提供1-TIM解決方案或其他相似冷卻解決方案以用於在封裝體400內冷卻晶粒425。
圖4D：在一些實施例中，折疊箔微通道可製造於流歧管430之下，以提供0-TIM解決方案或其他相似冷卻解決方案以用於冷卻晶粒。
圖5A及5B例示根據實施例之折疊箔材料之形成。
圖5A：在一些實施例中，諸如銅之箔以複數個方式中之一者得以折疊。在此例示中，箔之折疊可包括 但不限於：鋸齒圖案；方形圖案520；或蜿蜒的圖案530。每一特定折疊圖案可能需要不同處理來達成所要折疊箔幾何形狀。
圖5B：在特定實例中，折疊箔材料540可包括所例示蜿蜒的折疊箔，其中折疊已產生微通道545。折疊箔材料可在以下方面變化，例如：箔厚度；折痕之間的節距；以及折痕之高度。
在一些實施例中，折疊箔微通道之效率可經由折疊箔之設計而調變。不同設計選項之組合導致產生冷卻解決方案之不同實施例。在一些實施例中，與用於使用削磨來產生微通道的普通習知製程(諸如在圖3中所例示)相對比，一種製程包括使用折疊箔來產生微通道545以用於電子裝置之流體冷卻。在操作中，所得材料可利用低或中流率提供有效熱傳係數。
在裝置製造中，藉由折疊箔實施流體冷卻之成本可顯著低於藉由削磨的微通道實施流體冷卻之成本。經削磨的微通道在根本上為其中每一單元經個別地削磨之機械加工製程。在一些實施例中，折疊箔產生為大片材，其可隨後經剪裁或分割至所要大小併使用大量製造技術整合至0-TIM、1-TIM或2-TIM設計或其他相似冷卻設計中。
冷卻解決方案中之折疊箔材料量可被定義為折疊方向(LFD)560中之長度及橫向方向(LTD)570中之長度。在封裝體之實施例中，流體冷卻劑經由折疊箔材料之微通道沿橫向方向泵送。
在一些實施例中，使用折疊箔之冷卻解決方案可如下實施為例如晶粒上之後側設施(0-TIM解決方案或相似冷卻解決方案)；實施為積體冷卻板中之折疊箔MC(1-TIM解決方案或相似冷卻解決方案)；或實施為賦能的冷卻板中之折疊箔MC(2-TIM解決方案或相似冷卻解決方案)：
(1)晶粒上之後側：用於組裝晶粒上後側之製程可如在圖6A至6D及圖7A及7B中所提供來實施。在特定實例中，總成可如例示為具有BSM(後側金屬化)之整個厚度的晶粒，但實施例不限於此實例。
(2)積體冷卻板中之折疊箔MC：在一些實施例中，積體冷卻板由三個關鍵組件組成；蓋件(或歧管)，其藉由腔體以用於折疊箔預成型；折疊箔材料；以及基板，其將折疊箔材料密封至iCP中。在一些實施例中，用於iCP之組裝的製程可如在圖8A至8D中所提供地來實施。通常，積體冷卻板為可替換習知積體散熱器之冷卻解決方案。
(3)賦能的冷卻板中之折疊箔MC(2-TIM解決方案)：在一些實施例中，用於將折疊箔MC整合至eCP中的製程類似於在圖8A至8D中例示用於iCP之製程。在一些實施例中，冷卻板得以組裝，該冷卻板包括：塊，其具有用於折疊箔預成型、折疊箔材料之腔體；以及基板。在一些實施例中，冷卻板被用作2-TIM冷卻解決方案。通常，賦能的冷卻板為可替換位於習知積體散熱器頂部上的冷卻解決方案之冷卻解決方案。
圖6A至6D例示根據實施例之晶粒上之流體冷卻解決方案的製造。
圖6A：在一些實施例中，晶粒610與基體600耦接。
圖6B：流體密封件620圍繞晶粒610應用。流體密封件620用於防止冷卻劑流體滲漏到預期流動區域之外。
圖6C：折疊箔預成型630可經由高溫焊料藉由例如高熱流而黏合至表面，諸如在BSM(後側金屬化)晶粒頂部上整合在薄焊料預成型上之折疊箔預成型。然而，實施例不限於黏合折疊型預成型之任何特定方法。在一些實施例中，折疊箔預成型630包括如圖5A及5B所提供之折疊箔材料。
圖6D：流歧管640在積體折疊箔預成型頂部上組裝，其中歧管包括腔體，折疊箔預成型緊貼地適配於該腔體中。在一些實施例中，歧管腔體沿LTD方向更長，以允許冷卻劑進入及退出之容易性及經由折疊箔微通道之均勻的冷卻劑流。
圖7A及7B進一步例示根據實施例之用於晶粒之流體冷卻解決方案的元件。
圖7A：折疊箔材料730整合在裸晶粒710頂部上，其中提供晶粒710上之折疊箔730的近視圖。
圖7B：在一些實施例中，歧管740安裝在折疊箔預成型上，歧管740包括腔體以用於折疊箔預成型。 圖7B亦提供歧管740安裝在折疊箔上之剖視圖，其中亦提供歧管之下的折疊箔之近視圖。
圖8A至8D例示根據實施例之在積體冷卻板中之流體冷卻解決方案的製造。
圖8A：在一些實施例中，薄焊料預成型810放置在銅基板(BP)810頂部上。然而，實施例不限於此特定黏合製程。
圖8B：折疊箔預成型830放置在焊料預成型頂部上。
圖8C：流歧管840放置在折疊箔頂部上，折疊箔基板組合插入流歧管840之蓋件中的腔體中。在一些實施例中，薄焊料預成型放置在折疊箔頂部上且回流以耦接組件，以便確保折疊箔與流歧管之間的強機械結合，圖8C。
圖8D：在一些實施例中，所得完成的折疊箔iCP 850然後準備好整合在封裝體上。
在一些實施例中，因為iCP總成在封裝體上之整合前面完成，所以可推薦高溫焊料，以便無額外回流在iCP附接在封裝體上期間發生在iCP內。
圖9A至9D例示根據實施例之在積體冷卻板中經由折疊箔微通道的冷卻劑流動。圖9A至9D例示在封裝體上組裝之iCP之截面及冷卻劑流動方向。
圖9A：在一些實施例中，產生折疊箔預成型905，諸如圖5A及5B例示的。
圖9B：折疊箔預成型併入積體冷卻板950中，該結構包括冷卻劑入口915及冷卻劑出口920以用於冷卻劑流經折疊箔之微通道。
圖9C：如圖9C中提供的剖視圖所例示，折疊箔微通道允許冷卻劑溢出晶粒925之表面以提供熱量自晶粒925移除的有效解決方案。
圖9D：如圖9D所例示，冷卻劑流930經由平行微通道中之每一者進入冷卻劑入口915中，且去往冷卻劑輸出920之外。
圖10為用來例示根據實施例之包括折疊箔微通道的封裝體之製造的流程圖。在一些實施例中，一種用於封裝體1000之製造的製程包括但不限於以下各者：1002：自銅箔或其他熱傳導箔製造折疊箔，所得結構包括藉由材料之折疊產生的多個微通道。
1004：將折疊箔安裝至冷卻結構中，其中該設施可成以下各者中之一者之形式：1006：安裝在晶粒後側上之0-TIM解決方案或相似冷卻解決方案；1008：安裝在積體冷卻板中之1-TIM解決方案或相似冷卻解決方案；或者1010：安裝在賦能的冷卻板中之2-TIM解決方案或相似冷卻解決方案。
1012：將冷卻劑控制系統安裝在冷卻解決方案上以在所得封裝體之操作中提供用於流體冷卻劑經由折疊箔微通 道之泵送。
圖11為計算系統之組件的例示，該等組件包括經由使用折疊箔材料來利用流體冷卻的組件。展示為分開的元件之元件可經組合，包括例如將多個元件組合在單個晶片上之SoC(單晶片系統)。
在一些實施例中，可為但不限於電腦伺服器之計算系統1100可包括耦接至一或多個匯流排或互連件之一或多個處理器1110，該一或多個匯流排或互連件通常展示為匯流排1165。處理器1110可包含一或多個實體處理器及一或多個邏輯處理器。在一些實施例中，處理器可包括一或多個一般用途處理器或特殊處理器處理器。在一些實施例中，處理器包括記憶體控制器。
在一些實施例中，處理器1110中之一或多者包括冷卻解決方案，該冷卻解決方案經由折疊箔微通道1112使用流體冷卻。在一些實施例中，特定處理器1111包括冷卻設備1116以提供用於至少一個晶粒1114之冷卻，其中冷卻設備1116包括折疊箔材料1118。在一些實施例中，冷卻設備可在不同實行方案中變化，諸如2-TIM、1-TIM或0-TIM結構或其他冷卻結構，諸如在圖2A、2B及2C中所例示的。在一些實施例中，折疊箔材料1118可如圖5A及5B所例示及所述地產生。在一些實施例中，冷卻設備116可如圖4A至4D及圖6A至9D所例示及所述地製造。
匯流排1165為用於發射資料之通訊構件。匯 流排1165為簡單起見例示為單個匯流排，但可表示多個不同的互連件或匯流排，且通向此類互連件的組件連接可變化。圖11中所示之匯流排1165為表示由適當橋接器、適配器或控制器連接的任何一或多個分開的實體匯流排、點對點連接或兩者的抽象化。
在一些實施例中，計算系統1100進一步包含隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝置或元件作為主記憶體1120以用於儲存資訊及將要由處理器1110執行的指令。
計算系統1100可亦包含：非依電性記憶體1125；儲存裝置，諸如固體狀態驅動機(SSD)1130；以及唯讀記憶體(ROM)1135或用於儲存靜態資訊及用於處理器1110之指令的其他靜態儲存裝置。
在一些實施例中，計算系統1100包括耦接至匯流排1165之一或多個發射器或接收器1140。在一些實施例中，計算系統1100可包括：一或多個天線1144，諸如雙極天線或單極天線或兩者，用於使用無線發射器、接收器經由無線通訊發射及接收資料；以及一或多個埠1142，以用於經由有線通訊發射及接收資料。無線通訊包括但不限於Wi-Fi、藍牙TM、近場通訊及其他無線通訊標準。
在一些實施例中，計算系統1100包括用於資料之輸入的一或多個輸入裝置1150，包括硬按鈕及軟按鈕、操縱桿、滑鼠或其他指向裝置、鍵盤、語音命令系統或手勢辨識系統。
在一些實施例中，計算系統1100包括用於向使用者顯示資訊或內容的輸出顯示器1155，其中顯示器1155可包括液晶顯示器(LCD)或任何其他顯示器技術。在一些環境中，顯示器1155可包括亦用作輸入裝置1150之至少一部分的觸控螢幕。輸出顯示器1155可進一步包括音訊輸出，包括一或多個揚聲器、音訊輸出插孔或其他音訊，以及去往使用者之其他輸出。
計算系統1100可亦包含電源1160，電源1160可包括電力變壓器及相關電子設備、電池、太陽能電池、燃料電池、充電電容器、近場電感耦合或用於在計算系統1100中提供或產生電力之其他系統或裝置。由電源1160提供之電力可按照需要分配至計算系統1100之元件。
圖12為根據實施例之積體冷卻板及賦能的冷卻板解決方案之例示。如本文所提及，積體冷卻板為可經實施來替換習知IHS(如1-TIM解決方案)之冷卻解決方案，且賦能的冷卻板為可經實施來替換習知IHS頂部上之冷卻解決方案(如2-TIM解決方案)之冷卻解決方案。
在簡化例示中，積體冷卻板1200可包括：歧管1205，其包括腔體1210以包含折疊箔預成型1215(在此例示中展示於穿過微通道之端視圖)；以及基板1220，其操作來將折疊箔材料密封至積體冷卻板中。在一些實施例中，基板1220可隨後附接至封裝體基體1230上之晶粒1225，其中基板1220至晶粒1225之附接可包括STIM(焊料熱介面材料)或PTIM(聚合物熱介面材料)。雖然未例示 於此，但積體冷卻板1200可包括更複雜的結構，包括，例如延伸底腳之包含，該等延伸底腳經由使用例如IHS密封材料附接至封裝體基體1230。
賦能的冷卻板1250可類似地包括：歧管1205，其包括腔體1210，以包含折疊箔預成型1215；以及基板1220，其操作來將折疊箔材料密封至該賦能的冷卻板中。在一些實施例中，基板1220可隨後附接至積體散熱器(IHS)1260，其中IHS 1260與封裝體基體1230上之晶粒1225耦接。在此情況下，賦能的冷卻板1250藉由IHS 1260附接至傳統封裝體，其中至IHS 1260之附接可使用諸如螺釘之普通載荷機構。
在以上描述中，出於解釋之目的，闡明許多特定細節以便提供對所述實施例之徹底理解。然而，熟習此項技術者將明白，可在無此等特定細節中之一些的情況下實踐實施例。在其他情況下，以方塊圖形式展示熟知的結構及裝置。所例示之組件之間可存在中間結構。本文所述或例示之組件可具有未例示或描述的額外輸入或輸出。
各種實施例可包括各種製程。此等製程可由硬體組件進行或可體現於電腦程式或機器可執行指令中，該電腦程式或該等機器可執行指令可用來使以該等指令程式設計的一般用途處理器或特殊用途處理器或邏輯電路進行該等製程。或者，製程可由硬體及軟體之組合進行。
各種實施例中的部分可提供為電腦程式產品，該電腦程式產品可包括電腦可讀媒體，該電腦可讀媒 體上儲存有電腦程式指令，該等電腦程式指令可用來程式設計電腦(或其他電子裝置)以用於由一或多個處理器執行來進行根據某些實施例的製程。電腦可讀媒體可包括但不限於磁碟片、光碟片、唯讀光碟片記憶體(CD-ROM)及磁光碟片、唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、可抹除可規劃唯讀記憶體(EPROM)、電氣可抹除可規劃唯讀記憶體(EEPROM)、磁卡或光卡、快閃記憶體或適合於儲存電子指令的其他類型之電腦可讀媒體。此外，實施例可亦下載為電腦程式產品，其中程式可自遠端電腦傳遞至請求電腦。
方法中之許多係以其最基本的形式被描述，但在不脫離本實施例之基本範疇的情況下，可將製程增添至方法中之任一者或自方法中之任一者刪除，且可將資訊增添至所述訊息中之任一者或自所述訊息中任一者減去。熟習此項技術者將明白，可進行許多進一步修改及調適。特定實施例並非提供來限制概念而是提供來例示概念。實施例之範疇將並非由以上提供的特定實例來判定，而僅由以下申請專利範圍來判定。
若一般認為元件「A」耦接至元件「B」或與元件「B」耦接，則元件A可直接耦接至元件B或經由例如元件C間接耦接。當說明書或申請專利範圍陳述組件、特徵、結構、製程或特徵A「導致」組件、特徵、結構、製程或特性B時，其意謂「A」為「B」之至少部分原因，但可亦存在至少一個其他組件、特徵、結構、製程或特性 來幫助導致「B」。若說明書表示組件、特徵、結構、製程或特性「可」被包括，則該特定組件、特徵、結構、製程或特性不要求來被包括。若本說明書或申請專利範圍提及「一(a/an)」要素，則這並不意味存在所述要素中之僅一者。
實施例為實行方案或實例。在本說明書中提及「一實施例」、「一個實施例」、「一些實施例」或「其他實施例」意謂結合實施例所述之特定特徵、結構或特性包括在至少一些實施例中，而不必需包括在所有實施例中。「一實施例」、「一個實施例」或「一些實施例」之各種出現並非必需全部指代同一實施例。應瞭解，在示範性實施例之先前描述中，有時出於使揭示內容合理化且幫助理解各種新型態樣中之一或多個的目的將各種特徵在單個實施例、圖或其描述中分組在一起。然而，此揭示方法將不被解釋為反映所主張的實施例需要比每一請求項中明確表述的更多特徵的意圖。相反，如以下申請專利範圍所反映，新型態樣在於少於單個先前所揭示實施例之所有特徵。因此，申請專利範圍在此明確併入此描述中，其中每一請求項堅持其自己作為分開的實施例。
在一些實施例中，一種設備包括：半導體晶粒；基體，其中半導體晶粒與基體耦接；以及冷卻設備，其用於半導體晶粒，其中冷卻設備包括：折疊箔熱，該折疊箔形成複數個微通道；以及流體冷卻劑系統，用以引導流體冷卻劑經由折疊箔之微通道。
在一些實施例中，冷卻設備包括零或多個散熱器及熱平面。
在一些實施例中，折疊箔預成型與半導體晶粒之後側耦接。
在一些實施例中，折疊箔預成型使用焊料預成型與半導體晶粒之後側耦接。
在一些實施例中，折疊箔預成型併入積體冷卻板中，積體冷卻板與半導體晶粒耦接。
在一些實施例中，積體冷卻板包括基板、折疊箔預成型及蓋件，蓋件包括腔體以用於折疊箔之插入。
在一些實施例中，折疊箔預成型併入賦能的冷卻板中，賦能的冷卻板與半導體晶粒及與積體散熱器耦接。
在一些實施例中，折疊箔預成型由金屬箔之折疊形成以產生圖案。在一些實施例中，微通道形成於金屬箔之折痕中。
在一些實施例中，半導體晶粒為處理器。
在一些實施例中，一種方法包括：藉由根據圖案折疊箔而產生折疊箔預成型，箔之折疊產生複數個微通道；將折疊箔預成型安裝在用於半導體晶粒之冷卻結構中；以及將用於流體冷卻之流量控制系統安裝在冷卻結構上，流量控制系統用來引導流體冷卻劑經由折疊箔之微通道。
在一些實施例中，該方法進一步包括：將折 疊箔預成型與半導體晶粒之後側耦接。
在一些實施例中，將折疊箔預成型與半導體晶粒之後側耦接包括：使用焊料預成型。
在一些實施例中，該方法進一步包括：將折疊箔預成型併入積體冷卻板中。
在一些實施例中，該方法進一步包括：將積體冷卻板與半導體晶粒耦接。
在一些實施例中，積體冷卻板包括基板、折疊箔預成型及蓋件，蓋件包括腔體以用於折疊箔預成型之插入。
在一些實施例中，該方法進一步包括：包含將折疊箔預成型併入賦能的冷卻板中。
在一些實施例中，該方法進一步包括：將賦能的冷卻板與半導體晶粒及與積體散熱器耦接。
在一些實施例中，計算系統包括：一或多個處理器，其用於資料處理；動態隨機存取記憶體，其用於一或多個處理器之資料儲存；以及冷卻設備，其用於一或多個處理器之至少第一處理器，其中冷卻設備包括：折疊箔，該折疊箔形成多個微通道；以及流體冷卻劑系統，用以引導流體冷卻劑經由折疊箔之微通道。
在一些實施例中，折疊箔與第一處理器之後側耦接。
在一些實施例中，折疊箔併入積體冷卻板中，積體冷卻板與第一處理器耦接。
在一些實施例中，折疊箔併入賦能的冷卻板中，賦能的冷卻板與半導體晶粒及與積體散熱器耦接。
在一些實施例中，折疊箔由金屬箔之折疊形成以產生圖案。
在一些實施例中，一種設備包括：半導體晶粒；基體，其中半導體晶粒與基體耦接；以及冷卻設備，其用於半導體晶粒，其中冷卻設備包括：折疊箔材料，該折疊箔形成複數個微通道；以及流體冷卻劑系統，用以引導流體冷卻劑經由折疊箔材料之微通道。
在一些實施例中，折疊箔材料包括折疊箔預成型。
在一些實施例中，一種方法包括：製造折疊箔預成型，該折疊箔預成型包括根據圖案折疊之箔，箔之折疊產生複數個微通道；將折疊箔預成型安裝在用於半導體晶粒之冷卻結構中；以及將用於流體冷卻之流量控制系統安裝在冷卻結構上，流量控制系統用來引導流體冷卻劑經由折疊箔預成型之微通道。
100:封裝體
110:半導體晶粒/晶粒
150:流量控制系統
152:泵單元
154:軟管
156:歧管單元

Claims (23)

  1. 一種電子設備，其包含：一半導體晶粒；一基體，該半導體晶粒係與該基體耦接；以及一冷卻設備，其用於該半導體晶粒，其中該冷卻設備包括：折疊箔，該折疊箔形成複數個平行的微通道，其中該折疊箔之一第一長度係界定於一折疊方向上且該折疊箔之一第二長度係界定於與該折疊方向實質地垂直的一橫向方向上，且其中該等微通道包含具有一不均勻通道寬度之一蜿蜒的圖案；以及一流體冷卻劑系統，其用以引導一流體冷卻劑通過該折疊箔之該等複數個平行的微通道，其中該流體冷卻劑係經由該等複數個平行的微通道沿該第二長度在該橫向方向上泵送，該流體冷卻劑以一單一方向行進通過該等複數個平行的微通道之各者。
  2. 如請求項1之電子設備，其中該冷卻設備包括零或多個散熱器及熱平面。
  3. 如請求項1之電子設備，其中該折疊箔係與該半導體晶粒之一後側耦接。
  4. 如請求項3之電子設備，其中該折疊箔係使用一焊料預成型與該半導體晶粒之該後側耦接。
  5. 如請求項1之電子設備，其中該折疊箔係併入一積體冷卻板中，該積體冷卻板係與該半導體晶粒耦 接。
  6. 如請求項5之電子設備，其中該積體冷卻板包括一基板、該折疊箔及一蓋件，該蓋件包括一腔體以用於該折疊箔之插入。
  7. 如請求項1之電子設備，其中該折疊箔係併入一賦能的冷卻板中，該賦能的冷卻板係與該半導體晶粒及與一積體散熱器耦接。
  8. 如請求項1之電子設備，其中該折疊箔係由一金屬箔之折疊所形成以產生一圖案。
  9. 如請求項8之電子設備，其中該等微通道係形成於該金屬箔之折痕中。
  10. 如請求項1之電子設備，其中該半導體晶粒為一處理器。
  11. 一種用於冷卻電子裝置之方法，其包含：藉由根據一圖案折疊一箔而產生折疊箔，該箔之該折疊產生複數個平行的微通道，其中該折疊箔之一第一長度係界定於一折疊方向上且該折疊箔之一第二長度係界定於與該折疊方向實質地垂直的一橫向方向上，且其中該等微通道包含具有一不均勻通道寬度之一蜿蜒的圖案；將該折疊箔安裝在用於一半導體晶粒之一冷卻結構中；以及將用於流體冷卻之一流量控制系統安裝在該冷卻結構上，該流量控制系統用以引導一流體冷卻劑通過該折疊箔之該等複數個平行的微通道，其中該流體冷卻劑係經由 該等複數個平行的微通道沿該第二長度在該橫向方向上泵送，該流體冷卻劑以一單一方向行進通過該等複數個平行的微通道之各者。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包含將該折疊箔與該半導體晶粒之一後側耦接。
  13. 如請求項12之方法，其中將該折疊箔與該半導體晶粒之一後側耦接包括使用一焊料預成型。
  14. 如請求項11之方法，其進一步包含將該折疊箔併入一積體冷卻板中。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含將該積體冷卻板與該半導體晶粒耦接。
  16. 如請求項15之方法，其中該積體冷卻板包括一基板、該折疊箔及一蓋件，該蓋件包括一腔體以用於該折疊箔之插入。
  17. 如請求項11之方法，其進一步包含將該折疊箔併入一賦能的冷卻板中。
  18. 如請求項17之方法，其進一步包含將該賦能的冷卻板與該半導體晶粒及與一積體散熱器耦接。
  19. 一種計算系統，其包含：一或多個處理器，其用於資料之處理；一動態隨機存取記憶體，其用於該一或多個處理器之資料的儲存；以及一冷卻設備，其用於該一或多個處理器之至少一第一處理器，其中該冷卻設備包括： 折疊箔，該折疊箔形成複數個平行的微通道，其中該折疊箔之一第一長度係界定於一折疊方向上且該折疊箔之一第二長度係界定於與該折疊方向實質地垂直的一橫向方向上，且其中該等微通道包含具有一不均勻通道寬度之一蜿蜒的圖案；以及一流體冷卻劑系統，其用以引導一流體冷卻劑通過該折疊箔之該等平行的複數個微通道，其中該流體冷卻劑係經由該等複數個平行的微通道沿該第二長度在該橫向方向上泵送，該流體冷卻劑以一單一方向行進通過該等複數個平行的微通道之各者。
  20. 如請求項19之計算系統，其中折疊箔係與該第一處理器之一後側耦接。
  21. 如請求項19之計算系統，其中折疊箔係併入一積體冷卻板中，該積體冷卻板係與該第一處理器耦接。
  22. 如請求項19之計算系統，其中折疊箔係併入一賦能的冷卻板中，該賦能的冷卻板係與該半導體晶粒及與一積體散熱器耦接。
  23. 如請求項19之計算系統，其中該折疊箔係由一金屬箔之折疊所形成以產生一圖案。
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