[发明专利]紧密集成的半导体器件、系统和/或封装的热管理

说明书

一些实现提供了一种半导体封装，其包括第一管芯和毗邻第一管芯的第二管芯。第二管芯能够加热第一管芯。该半导体封装还包括被配置成测量第一管芯的漏泄电流的漏泄传感器。该半导体封装还包括耦合至漏泄传感器的热管理单元。热管理单元被配置成基于第一管芯的漏泄电流来控制第一管芯的温度。

根据35 U.S.C.§119的优先权要求

本申请主张2012年7月20日提交的题为“Thermal Management of TightlyIntegrated System(紧密集成的系统的热管理)”的美国临时申请No.61/673,803的权益，该临时申请通过援引被明确纳入于此。

背景技术

领域

各个特征涉及紧密集成的半导体器件、系统和/或封装的热管理。

背景

图1解说了现有技术中发现的紧密集成的半导体器件100(也被称为系统和/或封装)的示例。紧密集成的半导体器件的示例包括系统级封装(SiP)和玻璃上系统(SoG)。如图1所示，半导体器件100包括封装基板102和若干管芯104-108。第一管芯是处理器104，第二管芯是第一存储器106，而第三管芯是第二存储器108。处理器104、第一存储器106和第二存储器108堆叠在彼此顶部。具体来说，处理器104在封装基板102顶部，并且电耦合至封装基板102。第一存储器106在处理器104顶部，而第二存储器108在第一存储器106顶部。存储器106和108中的每一者电耦合至封装基板102。通常，处理器104、第一存储器106和第二存储器108通过封装基板102中的电连接彼此通信。封装基板102可以是层压材料和/或玻璃材料。

如图1所示，管芯104-108中的每一个具有不同的工作温度容差范围。例如，处理器104具有在-40℃与+125℃之间的工作温度容差，而第二存储器108具有在0℃与+70℃之间的工作温度容差。

通常，每一管芯基于(i)来自温度传感器的温度读数以及(ii)其自己的温度容差来管制其自己的操作。即，每一管芯基于从温度传感器测得的温度并且独立于其它管芯地管制其操作。然而，热传感器在紧密集成的半导体器件(诸如SiP或SoG)中占据有价值的空间/板面。而且，在紧密集成的半导体器件中，来自一个管芯的热量可影响其它附近的管芯。因而，例如，当处理器104以靠近其较高温度容差范围(例如+125℃)的温度操作时，第二存储器108必须关闭，因为这一温度对于具有高温度容差仅为+70℃的第二存储器108而言太高了。因而，很明显仅基于管芯自己的温度容差来进行的管制未能解决紧密集成的半导体器件、系统和/或封装中的热问题。

因此，存在对一种用于紧密集成的半导体器件、系统和/或封装(诸如SiP和SoG)中的热管理的改进方法的需求。

概述

本文描述的各个特征、装置和方法提供紧密集成的半导体器件、系统和/或封装的热管理。

第一示例提供了一种半导体封装，其包括第一管芯和毗邻第一管芯的第二管芯。第二管芯能够加热第一管芯。该半导体封装包括被配置成测量第一管芯的漏泄电流的漏泄传感器。该半导体封装包括耦合至漏泄传感器的热管理单元。热管理单元被配置成基于第一管芯的漏泄电流来控制第一管芯的温度。

根据一个方面，热管理单元被配置成通过基于第一管芯的漏泄电流控制从第二管芯发出的热量来控制第一管芯的温度。在一些实现中，控制从第二管芯发出的热量包括基于第一管芯的漏泄电流来降低第二管芯的活跃性。

根据一方面，被配置成测量漏泄电流的漏泄传感器是被配置成测量第一管芯中的压降的传感器。

根据一个方面，第一管芯具有热容差，并且热管理单元被配置成通过基于第一管芯的热容差控制从第二管芯发出的热量来控制第一管芯的温度。在一些实现中，基于第一管芯的热容差来控制从第二管芯发出的热量包括基于第一管芯的测得漏泄电流来确定第一管芯的温度并且将测得温度与第一管芯的热容差作比较。