用于優(yōu)化3-d芯片疊層中的熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法和系統(tǒng)。一種用于優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法、系統(tǒng)和制品。所述方法包括如下步驟：接收芯片疊層中多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)，接收所述通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少兩個(gè)的流值和溫度值中的至少一種，比較不同通道-區(qū)域領(lǐng)域的所接收的值，以及調(diào)整流入所述兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少一個(gè)的液體的流量，該調(diào)整基于接收該調(diào)整的通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)和所述比較步驟的結(jié)果，其中至少一個(gè)步驟使用計(jì)算機(jī)裝置執(zhí)行。
【專利說(shuō)明】用于優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸。更具體地，本發(fā)明涉及使用探試方法優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今的半導(dǎo)體工業(yè)中三維集成電路是普遍的，因?yàn)樗鼈兘鉀Q和克服了若干技術(shù)缺點(diǎn)。例如，涉及將若干芯片疊層成單個(gè)封裝的三維封裝為二維備選方案所呈現(xiàn)的縮放障礙提供了至少部分解決方案。
[0003]然而，三維疊層(“3-D芯片疊層”)所呈現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是疊層的層之間的鄰近可能導(dǎo)致溫度變化，這些溫度變化要么損壞這些層或其中的部件，要么使得這些層或其中的部件操作不正常。例如，可能在芯片的特定區(qū)域中出現(xiàn)“熱點(diǎn)”，這些“熱點(diǎn)”可能顯著妨礙性能，甚至永久地?fù)p壞芯片。
[0004]用于解決溫度和流量變化的方法和系統(tǒng)由于多種原因而有缺陷，所述原因包括缺乏充分消除整個(gè)芯片疊層中的熱點(diǎn)的能力，以及并不足夠通用以解決3-D芯片疊層的特定部分的溫度和流量需要而不危及該芯片疊層的其它部分的需要(這轉(zhuǎn)而影響該芯片疊層作為整體的性能)。
[0005]因此，已經(jīng)逐漸形成解決該問(wèn)題所呈現(xiàn)的關(guān)注點(diǎn)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一種用于優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。該方法包括如下步驟:接收芯片疊層中多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)，接收所述多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少兩個(gè)的流值和溫度值中的至少一種，比較不同通道-區(qū)域領(lǐng)域的所接收的值，以及調(diào)整流入所述兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少一個(gè)的液體的流量，該調(diào)整基于接收該調(diào)整的通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)和所述比較步驟的結(jié)果，其中至少一個(gè)步驟使用計(jì)算機(jī)裝置執(zhí)行。
[0007]—種用于優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)臒醿?yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:向芯片疊層提供液體的控制機(jī)構(gòu)；接收單元，用于接收芯片疊層中的多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)并且用于接收所述多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少兩個(gè)的流值和溫度值中的至少一種；以及調(diào)整單元，其關(guān)于控制機(jī)構(gòu)向所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中的至少一個(gè)提供液體流量的方式，而指導(dǎo)控制機(jī)構(gòu)，其中所述調(diào)整基于接收所述調(diào)整的通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)和所述比較單元提供的結(jié)果。
[0008]一種有形地包含計(jì)算機(jī)可讀指令的非臨時(shí)制品，當(dāng)實(shí)施時(shí)，其使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)姆椒ǖ牟襟E。該方法包括如下步驟:接收芯片疊層中多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)；接收所述多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少兩個(gè)的流值和溫度值中的至少一種，比較不同通道-區(qū)域領(lǐng)域的所接收的值；以及調(diào)整流入所述兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少一個(gè)的液體的流量，該調(diào)整基于接收該調(diào)整的通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)和所述比較步驟的結(jié)果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖中的流程圖和框圖示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)方式的架構(gòu)、功能和操作。就這一點(diǎn)而言，流程圖或框圖中的每一個(gè)框可以代表代碼模塊、代碼片段或代碼部分，所述代碼模塊、代碼片段或代碼部分包括一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)施(一個(gè)或多個(gè))特定邏輯功能的可執(zhí)行指令。應(yīng)當(dāng)注意，在一些備選實(shí)施方式中，框中標(biāo)注的功能可能不按圖中示出的順序發(fā)生。例如，連續(xù)示出的兩個(gè)框?qū)嶋H上可以基本上同時(shí)被執(zhí)行，或者這兩個(gè)框有時(shí)可以以相反的順序被執(zhí)行，這取決于所涉及的功能。也應(yīng)當(dāng)注意，框圖和/或流程圖中的每一個(gè)框，以及框圖和/或流程圖中框的組合，可以由執(zhí)行特定功能或動(dòng)作的專用的基于硬件的系統(tǒng)或者由專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合實(shí)現(xiàn)。附圖中包括下列圖:
[0010]圖1描繪了具有熱點(diǎn)區(qū)域的示例性3-D芯片疊層。
[0011]圖2 (a)描繪了采用熱二極管(thermal diode)向3_D芯片疊層中的通道-區(qū)域領(lǐng)域給予冷卻劑液體的控制機(jī)制。
[0012]圖2 (b)描繪了采用熱二極管向3-D芯片疊層中的通道-區(qū)域領(lǐng)域給予冷卻劑液體的控制機(jī)制。
[0013]圖3 (a)描繪了 2端口歧管，其中單向流用于在3-D芯片疊層中給予液體。
[0014]圖3 (b)描繪了 2端口歧管，其中具有X方向流的X個(gè)腔和具有y方向流的y個(gè)腔用于在3-D芯片疊層中給予液體。
[0015]圖3 (C)描繪了 4端口歧管,其中角流(corner flow)用于在3_D芯片疊層中給予液體。
[0016]圖3 (d)描繪了 4端口歧管，其中對(duì)角流用于在3-D芯片疊層中給予液體。
[0017]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法和可計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理。
[0018]圖5的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于優(yōu)化3-D芯片疊層中熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。
[0019]圖6的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于優(yōu)化3-D芯片疊層中熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。
[0020]圖7的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于優(yōu)化3-D芯片疊層中熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。
[0021]圖8的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于優(yōu)化3-D芯片疊層中熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。
[0022]圖9的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于優(yōu)化3-D芯片疊層中熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。
[0023]圖10示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的步驟的制品。
[0024]圖11的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于優(yōu)化3-D芯片疊層中熱傳輸?shù)臒醿?yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0025]圖12的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于優(yōu)化3-D芯片疊層中熱傳輸?shù)臒醿?yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0026]圖13的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于優(yōu)化3-D芯片疊層中熱傳輸?shù)臒醿?yōu)化系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]將容易理解，如本申請(qǐng)的圖中大致描述和示出的本發(fā)明的實(shí)施例，除了所描述的當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例，還可以以多種不同的配置設(shè)置和設(shè)計(jì)。因此，圖中所描繪的本發(fā)明實(shí)施例的下述詳細(xì)描述，并不意圖限制所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而僅僅代表所選的本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例。下文的描述僅僅旨在舉例，并且簡(jiǎn)單說(shuō)明了特定的、所選的本申請(qǐng)所要求保護(hù)的發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例。
[0028]圖1示出了常規(guī)的3-D芯片疊層。該疊層包括微通道110、可是硅器件層的層120和熱點(diǎn)130。當(dāng)芯片疊層的特定區(qū)域變得太熱時(shí)，即，受到過(guò)度的溫度增加而不正確操作時(shí)，出現(xiàn)熱點(diǎn)。在老化測(cè)試接口(Burn-1n Test Interface)期間尤其如此。
[0029]熱點(diǎn)可能負(fù)面影響3-D芯片疊層的性能和制造。為了糾正該問(wèn)題以及其它問(wèn)題，可以向疊層中引入加熱液體、冷卻劑液體、或加熱液體與冷卻液體的組合。取決于考慮的操作模式，所用的液體的類型可能不同，即，對(duì)于老化狀態(tài)(burn-1n-state)，所用的液體可以是加熱液體以老化芯片；當(dāng)芯片正被冷卻以糾正熱點(diǎn)時(shí)或者因?yàn)榻档蜏囟仁怯幸娴?，所用的液體可以是冷卻劑液體；當(dāng)尋求其它熱效應(yīng)時(shí)，所用的液體也可以是加熱和冷卻液體的組合。
[0030]現(xiàn)有技術(shù)使得能夠?qū)⒁后w遞送到極為接近所期望的區(qū)域，即1_，這允許高粒度。
[0031]圖2 (a)示出了將液體遞送到3-D芯片疊層的基本方案。該疊層包括用于遞送液體的腔200、熱壘210、管芯220、通道230、以及使用熱二極管240來(lái)向該疊層遞送液體的控制機(jī)制。該控制機(jī)制是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，有很多用于向疊層遞送流體的控制系統(tǒng)，例如如下所述的嵌入式空間老化控制器系統(tǒng)(Spatial Burn In Controller System, eSBCS)、或?qū)Ｓ美匣瘻y(cè)試接口 (BTI)。
[0032]腔200可用于通過(guò)以有利于適當(dāng)?shù)娜肟跍囟萒1、T2、……、Tn的方式提供液體，單獨(dú)地加應(yīng)力(stressing)于疊層中的每一層。
[0033]通過(guò)采用饋入eSBCS的熱二極管輸出240來(lái)監(jiān)測(cè)3_D芯片疊層中每個(gè)管芯220以及區(qū)域(region)的空間溫度，可以動(dòng)態(tài)改變流量、方向、再分布和流體溫度以專注于不同的領(lǐng)域(areas)。然后，eSBCS調(diào)整流體參數(shù)以滿足條件，所述條件例如為針對(duì)異質(zhì)芯片疊層的每個(gè)區(qū)域在老化(Burn-1n)中預(yù)定的那些條件。
[0034]圖2 (b)從流的角度示出了將冷卻劑流體遞送到芯片疊層以糾正熱點(diǎn)250和冷卻疊層的其它部分的控制系統(tǒng)的一個(gè)例子。熱二極管240遞送使得芯片的多個(gè)部分冷卻的冷卻劑液體。進(jìn)入疊層的冷卻劑用進(jìn)入芯片的箭頭表示，離開(kāi)芯片的熱用離開(kāi)芯片的箭頭表示。此外，應(yīng)當(dāng)注意，進(jìn)入芯片的箭頭表示冷卻劑液體流入芯片，該冷卻劑液體將在其流過(guò)時(shí)冷卻芯片的多個(gè)部分，并且離開(kāi)芯片的箭頭表示離開(kāi)芯片的熱，離開(kāi)芯片的熱等效于溫度降低，該溫度降低可以是對(duì)于芯片整體或者芯片的一部分的溫度降低。
[0035]圖3(&)、3(13)、3((3)和3(d)示出了可以在3_D芯片疊層中用于經(jīng)由腔進(jìn)行流體遞送的不同的示例性歧管方案，例如，圖3中流體以單向方式流動(dòng)的2端口 ；圖3 (b)中的2端口，其中奇數(shù)腔具有X方向的流，y個(gè)腔具有y方向的流；圖3 (C)中具有角流的4端口 ；以及圖3(d)中的4端口對(duì)角流。這種多樣性增加了給予冷卻劑或加熱液體時(shí)的靈活性(注意，與端口相關(guān)聯(lián)的數(shù)字表示用于流體遞送的腔，即，2端口等同于具有2個(gè)腔，4端口等同于具有4個(gè)腔)。也應(yīng)當(dāng)注意，圖3(&)、3(13)、3((3)和3(d)示出了冷卻劑液體被遞送以降低溫度的例子，其中冷卻劑流體進(jìn)入疊層且熱離開(kāi)疊層。在圖3(&)、3(13)、3((3)和3(d)每一個(gè)中進(jìn)入的箭頭表示冷卻劑液體流入，類似地，在這些圖中從疊層指向外部的箭頭表示熱離開(kāi)。
[0036]具有有著嵌入式監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的流體網(wǎng)絡(luò)的N端口可以通過(guò)使用例如熱點(diǎn)位置處的高引腳密度、局部增加流體速度的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、由片上和/或片外溫度監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)控制的片外和片上MEMS機(jī)械流控制系統(tǒng)的組合、或者例如上面提供的且在2100(這將在下文中描述)中實(shí)現(xiàn)的熱二極管輸出圖示，來(lái)將液體，即冷卻劑液體、加熱液體或者冷卻劑和加熱液體的組合，引導(dǎo)到所期望的位置。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解通過(guò)使用本申請(qǐng)中描述的技術(shù)、本申請(qǐng)中描述的技術(shù)的組合、或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的而并未在本申請(qǐng)中明確討論的另外的技術(shù)而創(chuàng)建能夠在3-D芯片疊層中遞送液體的系統(tǒng)的另外的方式。
[0038]此外，應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是，在液體經(jīng)過(guò)腔時(shí)，流以及壓力的變化可能以任何數(shù)量的不同的方式影響3-D芯片疊層的溫度，并且能夠被相應(yīng)地操縱。
[0039]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化使用液體的3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)奶皆嚪椒ê涂捎?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理的實(shí)施例。該方法對(duì)于給定通道-區(qū)域領(lǐng)域(channel-region area)使用除熱效果參數(shù)。
[0040]通道-區(qū)域領(lǐng)域是這樣一個(gè)領(lǐng)域，該領(lǐng)域包括連接到3-D芯片疊層中的至少一個(gè)通道的3-D芯片疊層中的至少一個(gè)區(qū)域。除熱效果參數(shù)WRNCN是這樣一個(gè)參數(shù)，其表示通道能夠從它所連接的區(qū)域除去熱的程度；例如WRlCl指通道I從區(qū)域I除去熱的能力，WR1C2指通道2從區(qū)域I除去熱的能力，WR2C2指通道2從區(qū)域2除去熱的能力，等等。(注意，本申請(qǐng)中使用的通道的限定包括結(jié)以及所有其它類似的變型)。
[0041]可以通過(guò)i)通道與該通道所連接的區(qū)域之間的距離和/或ii)通過(guò)估計(jì)區(qū)域、通道的材料屬性以及它們關(guān)聯(lián)的方式，計(jì)算該除熱效果參數(shù)。也可以通過(guò)單獨(dú)使用影響目標(biāo)的熱和溫度方面的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它物理參數(shù)、或者與明確提供的兩個(gè)參數(shù)中的一個(gè)或兩個(gè)組合使用該其它物理參數(shù)，來(lái)計(jì)算或確定該除熱效果參數(shù)。一個(gè)或多個(gè)除熱效果參數(shù)可以(從先前的實(shí)驗(yàn)、測(cè)量或計(jì)算)被接收或被計(jì)算，并且應(yīng)當(dāng)優(yōu)選這樣做，并且在設(shè)計(jì)時(shí)被存儲(chǔ)。
[0042]如圖4所示，每一個(gè)區(qū)域具有包含在其中的特定水平的熱，即H1、H2、H3，并且每個(gè)通道具有與其相關(guān)聯(lián)的特定流，即F1、F2、F3等等。操縱泵浦流過(guò)通道的流并且通過(guò)利用除熱效果參數(shù)操縱熱，使得能夠在芯片疊層中實(shí)現(xiàn)期望的熱和溫度環(huán)境。在一個(gè)實(shí)施例中，期望最小化與泵功率有關(guān)的流量的和(最小化SFi)，以及最大化除熱效果參數(shù)的和(最大化SwRO0這將通過(guò)實(shí)現(xiàn)最佳除熱來(lái)減少整個(gè)芯片疊層中的熱點(diǎn)的影響。
[0043]上述方法對(duì)任何數(shù)量的通道-區(qū)域領(lǐng)域都起作用，并且該方法可包括芯片疊層中所有能夠想到的通道-區(qū)域領(lǐng)域。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法可用在芯片疊層的至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域上，其中在所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中存在至少總共兩個(gè)通道，并且其中為所述通道-區(qū)域領(lǐng)域中的每一個(gè)獲得除熱效果參數(shù)。
[0044]本發(fā)明的另一實(shí)施例使用圖4所示的方法來(lái)存儲(chǔ)和/或生成一個(gè)或多個(gè)查找表，查找表可以在(i)通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)、(ii)區(qū)域以及通道-區(qū)域領(lǐng)域的溫度和/或(iii)用于每一個(gè)通道-區(qū)域組合的任何其它流特征關(guān)系中的任何一個(gè)中或者任何組合中并入。簡(jiǎn)單的示例性實(shí)施例是直接在下面提供的表格:
【權(quán)利要求】
1.一種用于優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法包括如下步驟: 接收所述芯片疊層中多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)； 接收所述多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少兩個(gè)的流值和溫度值中的至少一種； 比較不同通道-區(qū)域領(lǐng)域的所接收的值；以及 調(diào)整流到所述兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少一個(gè)的液體的流量，所述調(diào)整基于接收所述調(diào)整的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的所述除熱效果參數(shù)和所述比較步驟的結(jié)果， 其中至少一個(gè)步驟使用計(jì)算機(jī)裝置執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括如下步驟:在接收所述至少一個(gè)值之前，識(shí)別具有不同除熱效果參數(shù)的所述多個(gè)通道區(qū)域領(lǐng)域中的至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域，其中所識(shí)別的至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域與隨后值被接收的至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域是相同的，并且其中所述識(shí)別步驟的結(jié)果用于進(jìn)行(i)確定所述調(diào)整的順序和(ii)建立所述值中的至少一個(gè)的范圍之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述液體是下述之一:(i)冷卻劑液體、(ii)加熱液體、或者(iii)冷卻劑液體和加熱液體的組合， 在使用加熱液體的老化測(cè)試期間對(duì)所述芯片疊層加熱應(yīng)力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的計(jì) 算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述調(diào)整以與接收所述調(diào)整的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的所述除熱效果參數(shù)和所述比較步驟的結(jié)果成比例的方式發(fā)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，進(jìn)一步包括如下步驟:計(jì)算所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中每一個(gè)的所述除熱效果參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，通過(guò)使用選自包括下述因素的組的因素:i)通道和區(qū)域之間的距離以及ii)連接通道和區(qū)域的邊界材料的效果，計(jì)算每一個(gè)除熱效果參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中通過(guò)所述識(shí)別步驟將所述多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中的所識(shí)別的至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域識(shí)別為相對(duì)于其它通道-區(qū)域領(lǐng)域具有較高的除熱參數(shù)，并且其中所述調(diào)整步驟還包括如下步驟: 使用所述識(shí)別步驟的結(jié)果限定具有最小和最大值的溫度范圍；以及 增加到具有超過(guò)所述溫度范圍的最大溫度的溫度的所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中的至少一個(gè)的冷卻劑液體的流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中流量的增加以與i)過(guò)高的溫度與所述溫度范圍的最大溫度之間的溫度差和ii)接收增加的流量的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的所述除熱效果參數(shù)成比例的方式發(fā)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述調(diào)整步驟進(jìn)一步包括如下步驟:減小到具有小于所述溫度范圍的最小溫度的溫度的所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中的另一通道-區(qū)域領(lǐng)域的冷卻劑液體的流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，冷卻劑液體的流量減小以與i)所述溫度范圍的最小溫度與不足的溫度之間的溫度差和ii)接收減小的流量的所述另一通道-區(qū)域領(lǐng)域的所述除熱效果參數(shù)成比例的方式進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中通過(guò)所述識(shí)別步驟將所述多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中的所識(shí)別的至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域識(shí)別為相對(duì)于其它通道-區(qū)域領(lǐng)域具有較高的除熱參數(shù)，并且其中所述調(diào)整步驟還包括如下步驟: 使用所述識(shí)別步驟的結(jié)果限定具有最小和最大值的溫度范圍； 確定所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中每一個(gè)的流量最大值，其中所述流量最大值基于i)來(lái)自所述限定步驟的所述溫度范圍以及ii)所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中每一個(gè)的所述除熱效果參數(shù)；以及 以與i)所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域的每一個(gè)各自的除熱效果參數(shù)、ii)每一個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域的所述流量最大值和iii)所述溫度范圍成比例的方式調(diào)整流到所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中每一個(gè)的冷卻劑液體的流量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述調(diào)整步驟還包括如下步驟:增加到任何i)具有超過(guò)所述溫度范圍的最大溫度的溫度以及ii)未超過(guò)其流量最大值的通道-區(qū)域領(lǐng)域的冷卻劑液體流量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中流量的增加以與i)過(guò)高的溫度與所述溫度范圍的所述最大溫度之間的溫度差和ii)接收增加的流量的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的所述除熱效果參數(shù)成比例的方式發(fā)生。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述調(diào)整步驟進(jìn)一步包括如下步驟: 確定哪個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域未超過(guò)所述溫度范圍的所述最大溫度； 識(shí)別具有高于另一區(qū)域的溫度的任何區(qū)域，其中這兩個(gè)區(qū)域都位于未超過(guò)所述最大溫度的至少一個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中；以及 減小到具有較低溫度區(qū)域的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的流量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中流量的減小以與i)所述最大溫度與具有所述較低溫度區(qū)域的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的溫度之間的溫度差和ii)具有所述較低溫度區(qū)域的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的所述除熱效果參數(shù)成比例的方式發(fā)生，其中所述識(shí)別步驟進(jìn)一步包括:識(shí)別未超過(guò)的通道-區(qū)域領(lǐng)域中的哪些通道-區(qū)域領(lǐng)域含有具有低于所述溫度最小值的溫度的區(qū)域，并且其中首先對(duì)于包含低于最小溫度的區(qū)域的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域進(jìn)行流量的減小。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，通過(guò)使用選自包括下述因素的組的因素:i)通道和區(qū)域之間的距離以及ii)連接通道和區(qū)域的邊界材料的效果，計(jì)算每一個(gè)除熱效果參數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括如下步驟:使用加熱液體在老化測(cè)試期間對(duì)芯片疊層加熱應(yīng)力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中包含在至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中的至少一個(gè)通道用作保護(hù)熱敏感層不受在老化狀態(tài)中產(chǎn)生的熱的影響的屏蔽。
19.一種用于優(yōu)化3-D芯片疊層中的熱傳輸?shù)臒醿?yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 向所述芯片疊層提供液體的控制機(jī)構(gòu)； 接收單元，用于接收所述芯片疊層中的多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域的除熱效果參數(shù)并且用于接收所述多個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中至少兩個(gè)的流值和溫度值中的至少一種； 比較單元，用于比較不同通道-區(qū)域領(lǐng)域的所接收的值；以及 調(diào)整單元，其關(guān)于所述控制機(jī)構(gòu)向所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中的至少一個(gè)提供液體流量的方式，而指導(dǎo)所述控制機(jī)構(gòu)，其中所述調(diào)整基于接收所述調(diào)整的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的所述除熱效果參數(shù)和所述比較單元提供的結(jié)果。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述控制機(jī)構(gòu)采用熱二極管控制冷卻劑液體，并且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:嵌入在芯片疊層中的傳感器，其中，在由其它單元執(zhí)行的功能中的任何功能的執(zhí)行之前，所述傳感器獲得接收所述調(diào)整的所述通道-區(qū)域領(lǐng)域的溫度，以及其中所述傳感器向所述接收單元提供數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:計(jì)算單元，所述計(jì)算單元用于計(jì)算所述至少兩個(gè)通道-區(qū)域領(lǐng)域中每一個(gè)的所述除熱效果參數(shù)。
22.一種用于執(zhí)行權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的方法步驟的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng) 。
【文檔編號(hào)】G06F1/20GK103488264SQ201310231066
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】T·布倫施威勒, E·庫(kù)爾順, G·W·邁爾 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司