CN100477181C - 微针热交换器 - Google Patents

微针热交换器 Download PDF

Info

Publication number
CN100477181C
CN100477181C CNB200480033123XA CN200480033123A CN100477181C CN 100477181 C CN100477181 C CN 100477181C CN B200480033123X A CNB200480033123X A CN B200480033123XA CN 200480033123 A CN200480033123 A CN 200480033123A CN 100477181 C CN100477181 C CN 100477181C
Authority
CN
China
Prior art keywords
equipment
many micropins
substrate
pump
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB200480033123XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1879214A (zh
Inventor
拉维·普拉什尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intel Corp
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of CN1879214A publication Critical patent/CN1879214A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100477181C publication Critical patent/CN100477181C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677—Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/467—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73253—Bump and layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Abstract

描述了一种包括微针热解决方案的装置。所述装置包括基底和许多微针，所述微针被热耦合到所述基底。所述微针按类似像素的图案排列在所述基底上。

Description

微针热交换器
技术领域
本发明一般涉及冷却电子装置和系统，并且特别地，但不排他地，涉及微冷却技术。
背景技术
随着电子设备的功能更强和体积更小(即，封装的密度更大)，这些电子设备消耗的功率会导致大量生成的热。由这些电子设备所生成的热可能对这些电子设备的运行有害。因此，与电子部件相关联的普遍关注的问题就是热去除。
例如，电子设备可以包括集成电路(IC)管芯。热解决方案可以热耦合到IC管芯上，以便于来自IC管芯的热的散逸。一般地，热解决方案可以是具有许多翅(fin)或通道(channel)的散热器的形式(即，无源的(passive)解决方案)。当空气通过翅或通道时，热可以通过所述翅或通道从IC管芯传递到周围的空气中。可替换地，有源的(active)解决方案可以是强制流体(fluid)通过翅或通道的形式。但是，由于各种因素，例如，但不限于在IC管芯上不同区域热生成的差异，对来自IC管芯的热，使用翅或者通道不能提供有效和均匀的去除。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种装置，包括基底，所述基底是集成电路管芯；以及由所述基底形成的多根微针，所述多根微针按像素型图案排列在所述基底上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种热交换系统，包括：具有入口和出口的设备，所述设备包括：基底，所述基底是集成电路管芯，以及由所述基底形成的多根微针，所述多根微针被排列成便于材料在至少两个方向上流过所述多根微针，并且按像素型图案排列在所述基底上；泵，所述泵具有入口和出口，所述泵的出口以材料可被传递的方式耦合到所述设备的入口；以及热交换器，所述热交换器具有入口和出口，所述热交换器的入口以材料可被传递的方式耦合到所述设备的出口，并且所述热交换器的出口以材料可被传递的方式耦合到所述泵的入口。
根据本发明的再一个方面，提供了一种电子系统，包括：基底，所述基底是集成电路管芯；由所述基底形成的多根微针，所述多根微针按像素型图案排列在所述基底上；被电耦合到所述集成电路管芯的布线板；以及被电耦合到所述布线板的存储设备。
根据本发明的又一个方面，提供了一种电子系统，包括：基底，所述基底是集成电路管芯；由所述基底形成的多根微针，所述多根微针按像素型图案排列在所述基底上，以便于材料流过所述多根微针，并且被包封在设备中，所述设备具有入口和出口；泵，所述泵具有入口和出口，所述泵的出口以材料可被传递的方式耦合到所述设备的入口；热交换器，所述热交换器具有入口和出口，所述热交换器的入口以材料可被传递的方式耦合到所述设备的出口，并且所述热交换器的出口以材料可被传递的方式耦合到所述泵的入口；被电耦合到所述基底的布线板；以及被电耦合到所述布线板的存储设备。
附图说明
本发明的各种实施方案是以实施例的方式而不是限制的方式在附图中示出，附图中同样的标记指示类似的元件，并且其中：
图1a-1b根据本发明的一个实施方案示出具有微针热解决方案的装置；
图2根据一个实施方案示出形成微针的方法；
图3根据可替换实施方案示出具有微针热解决方案的装置；
图4根据另一个实施方案示出具有微针热解决方案的装置；
图5根据另一个实施方案示出具有微针热解决方案的装置；
图6a-6b根据各种实施方案示出具有微针热解决方案的装置；以及
图7a-7b根据各种实施方案示出微针热解决方案。
具体实施方式
在各种实施方案中，描述了包括微针热解决方案的装置。在下面的说明书中，将描述各种实施方案。然而，相关领域的技术人员将意识到，在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下，或者用其他方法、材料、部件等，可以实践所述各种实施方案。在其他实例中，公知的结构、材料或者操作未详细示出或者描述，以免模糊本发明各种实施方案的各个方面。类似地，出于解释的目的，阐述了具体的数字、材料和配置，以便提供对本发明的全面了解。然而，本发明可以在没有这些具体细节的情况下来实践。在其他实例中，省略或者简化了公知的特征，以免模糊本发明。此外，应该理解，附图中示出的各种实施方案是说明性的表示，并且不一定按比例绘制。
整篇本说明书提到的“一个实施方案”或者“实施方案”意味着结合该实施方案描述的特定的特征、结构、材料或者特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，短语“在一个实施方案中”或者“在实施方案中”在整篇本说明书中各个地方的出现不一定都指同一个实施方案或者发明。此外，所述特定的特征、结构、材料或者特性可以以任何适当的方式来组合在一个或多个实施方案中。
以最有助于理解本发明的方式，将各种操作描述成多个依次的离散操作。然而，描述的顺序不应该被解释为暗示这些操作一定是顺序相关的。特别地，这些操作不需要以介绍的顺序来执行。
图1a-1b根据本发明的一个实施方案示出了具有微针热解决方案的装置。图1a示出的是装置100类似于侧视图的视图。在图1a中，装置100包括基底(substrate)102和许多微针(micropin)104。图1b示出装置100类似于俯视图的视图。因此，如图1b所示，根据本发明的各种实施方案，微针104按类似像素的图案排列在基底102上。
参见图1b，微针104可以被排列成在微针之间提供预定的空间。如将更详细描述的那样，所述预定空间可以至少部分基于流过所述空间的材料，例如，但不限于，液态形式的水。而且，图1b所示的按类似像素的图案排列的微针104便于材料在所有方向上(例如，但不限于，至少两个方向(例如X方向和Y方向)，如图1b所示)流动。
在图1a示出的实施方案中，微针104可以由基底102来构成。即，各种蚀刻方法可以被利用来从基底102形成微针104，例如，但不限于，深反应性离子蚀刻(DRIE)、湿法蚀刻、微机械加工(micromachining)，等等。因此，微针104可以由半导体材料(例如，但不限于，硅)制成。可替换地，微针104可以被形成和设置在基底102上。即，微针104可以由多种材料和方法制成，例如，但不限于，金属(例如，铜)和微机械加工方法，并且随后被设置在所述基底上。另外，基底102可以是集成电路(IC)管芯。可替换地，基底102可以被热耦合到IC管芯。
来自基底的热能(即，热)可以被传递到微针104。因为在一个实施方案中，微针104被形成在基底102上，所以微针104可以被热耦合到IC管芯，而微针104又便于热传递到与微针104基本上相接触的材料。可替换地，微针104可以被热耦合到所述基底，所述基底又可以被热耦合到IC管芯。即，实际上，微针104被热耦合到所述IC管芯。
图2根据一个实施方案示出了形成微针的方法。图2示出的是基底202类似于侧视图的视图。基底202可以由便于热传递的合适材料制成，所述材料例如，但不限于，硅基材料和金属基材料(例如，硅、铜等)。各种蚀刻方法可以应用于基底202，例如，但不限于，DRIE、湿法蚀刻、微机械加工，等等。作为蚀刻处理的结果，许多微针204可以由基底202来形成。
在示出的实施方案中，侧墙206可以和微针204一起形成。如将进一步详细描述的那样，在各种实施方案中，侧墙206便于微针204被基本上包封(enclosure)在设备(device)中，以促进热从集成电路(IC)管芯的去除，并且覆盖件(a cover)可以进一步便于微针204被包封。
图3根据可替换实施方案，示出具有微针热解决方案的装置。图3中，类似于侧视图的视图示出装置300。类似于图1a-1b示出的装置100，装置300包括基底302和许多微针304。然而，如图3所示，装置300包括设置在微针304和基底302之间的界面层(interface1ayer)306。
根据一个实施方案，界面层306可以具有为微针304提供结构支撑并且便于热耦合的材料，所述材料例如，但不限于，金刚石膜。如前面所述，微针304可以由半导体材料制成，因此，界面层可以为微针304提供结构支撑并便于从基底302到微针304的热耦合(即，热传递)。同样，所述基底可以是IC管芯或者可以是被热耦合到IC管芯的基底。
在一个实施方案中，界面层306可以由具有各种热性能的可焊接材料制成，例如，但不限于，铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)、钽(Ta)、银(Ag)、铂(Pt)，以及它们的任何组合。因此，在一个实施方案中，微针304可以由金属材料制成，例如，但不限于，铜。
继续参见图3，相关领域的技术人员应该意识到，除了界面材料306外，各种粘结材料(未示出)可以用于微针304和基底302之间。
图4根据另一个实施方案，示出具有微针热解决方案的装置。图4中示出的是具有设备400的装置的类似剖面图的视图。设备400包括基底402和许多微针404。如该实施方案所示，基底402提供设备400的底。另外，设备400包括墙(wall)406，所述墙406基本上包围微针404。此外，被设置在微针404上的覆盖件408使得微针404基本上被包封在设备400中。
微针404和侧墙406二者都可以由基底402来形成，如前面图2中所述。覆盖件408可以通过各种附着方法来附着到微针404，例如但不限于，焊接、粘合、阳极结合、热压结合，等等。另外，所述覆盖件可以由各种材料制成，例如，但不限于，丙烯酸基材料(例如，来自宾夕法尼亚州费城Rohm & Haas公司的
Figure C20048003312300081
)。
设备400具有入口410和出口412。如将详细描述的那样，入口410和出口412便于材料流过微针404。另外，图4中，在覆盖件406和微针404之间示出了界面材料414。界面材料414可以是便于覆盖件406和微针404之间密封的任何类型的层。
图5根据另一个实施方案，示出具有微针热解决方案的装置。图5示出的是具有设备500的装置的类似剖面图的视图。设备500包括基底502和许多微针504。如该实施方案所示，基底502提供设备500的底。另外，类似于图4示出的设备400，设备500包括墙506，所述墙506基本上包围微针504。然而，在图5示出的实施方案中，覆盖件508具有形成在覆盖件508上的微针504。同样，微针504基本上被包封在设备500中。
设备500具有入口510和出口512。如将详细描述的那样，入口510和出口512便于材料流过微针504。另外，图5中，在微针504和基底502之间示出了界面层514。界面材料514可以是便于微针504和基底502之间密封的任何类型的层。因此，界面层514可以是可焊接材料、粘结材料或者它们的任何组合。
前面提到的那样，具有微针504的覆盖件508可以是任何材料，例如，但不限于，硅和金属。此外，在示出的实施方案中，具有微针504的覆盖件508可以按图2所述的方法来形成(即，各种蚀刻方法)。
在图1-5中，所述许多微针可以按如图1b所示的类似像素的图案来排列。此外，如前面所述，所述基底可以是IC管芯。可替换地，所述基底可以是被热耦合到IC管芯的基底。本领域的技术人员应该意识到，所述基底和微针可以通过各种热界面材料(thermalinterface material，TIM)来热耦合。
在一个实施方案中，所述微针中的每根可以具有以下大约的总体尺寸：宽50微米，厚50微米，以及300微米高。参见图1b，在一个实施例排列中，间距可以大约是50微米，并且基底可以具有大约1厘米X1厘米的尺寸。因此，在所述示例性排列中，针的数量可以大约是10000根微针。
各种热和机械方面的考虑因素对用于界面层和/或粘性层(未示出)的材料会有影响。例如，热方面的考虑因素可以包括热膨胀系数(CTE)方面的因素、热传导率，等等。一些机械方面的考虑因素可以包括韧度(toughness)、强度，等等。此外，在各种实施方案中，微针104可以具有任何类型的形状，例如，但不限于，基本几何形状和复杂几何形状。例如，微针104可以是圆柱形的、矩形的等，包括无对称性的形状。
图6a-6b根据各种实施方案，示出具有微针热解决方案的装置。图6a示出的是具有这样的装置的电子系统600的类似剖面图的视图，所述装置可以代表图1-5所示的具有微针602的装置。电子系统600被示出具有被直接设置在IC管芯604顶部上的微针602(即，微针602被热耦合到IC管芯604)。IC管芯604可以通过许多焊料凸起608来电耦合到衬底(substrate)606。衬底606可以通过焊球612来电耦合到布线板(wiring board)610。因此，IC管芯生成的热可以被传递到微针602。
现在来看图6b，图6b示出的是具有装置620的电子系统620的类似剖面图的视图，所述装置620可以代表图1-5所示的具有微针602的装置。图6b中，示出微针602被热耦合到基底622，所述基底622又可以被热耦合到IC管芯624。图6b中示出，界面层626可以被设置在基底622和IC管芯624之间。如前面提到的那样，界面层626可以是TIM，所述TIM便于基底622与IC管芯626的热耦合，由此便于热从IC管芯626传递到微针602。
继续参见图6b，示出装置620被热耦合到IC管芯624。所述IC管芯可以通过焊料凸起608来电耦合到衬底606。衬底606可以通过焊球612来电耦合到布线板610。同样，IC管芯624生成的热可以被传递到微针602，因为，实际上，微针602可以被热耦合到IC管芯624。
图6a-6b示出，微针602基本上被包封在设备600&620中。然而，如前面所述，微针602不一定要基本上被包封(见图1-3)。此外，在各种实施方案中，布线板610可以具有与其电耦合的各种设备，例如，但不限于存储设备(例如，闪存设备)。
图7a-7b根据各种实施方案示出了微针热解决方案。图7a示出的是装置700的类似于俯视图的视图，所述装置700可以代表图4-6中示出的装置。这样，所述装置具有基本上被包封在设备400&500中的微针404&504的数量。另外，设备400&500具有入口410&510以及出口412&512。如示出的那样，微针404&504按前面所述的那样以类似像素的图案来排列。
现在参见图7b，装置700可以被包括在热交换系统中。图7b示出的是热交换系统720的简化图。热交换系统720包括装置700，泵722，以及热交换器724。
如前面所述，装置700具有入口410&510和出口412&512。泵722具有入口726和出口728。热交换器724具有入口730和出口732。如图7所示，泵的出口728可以被耦合到装置700(即，设备)的入口410&510，以便于材料传送(即，以材料可被传递的方式来耦合(material transferably coupled))。泵728的入口726可以以材料可被传递的方式来耦合到热交换器724的出口732。出口412&512可以以材料可被传递的方式来耦合到热交换器724的入口730。
如图7b所示，例如但不限于液态水的材料可以被泵送(pumped)到装置700。被热耦合到IC管芯的微针便于热传递到所述液态水。当更多的热被传递到所述液态水时，所述液态水可以变成蒸汽。此外，由于IC管芯的不同区域(varying areas)生成不同量的热，采用微针以及所述的微针排列方式便于IC管芯的均匀冷却。
泵722和热交换器724可以是任何类型的泵和热交换器，例如，但不限于电渗泵(electroosmotic pump)。另外，用于热交换器系统720的材料可以是任何材料，例如，但不限于，流体、气体以及纳米颗粒(nanoparticle)。
在图7b示出的实施方案中，泵722向装置700提供材料。如前面所述，所述装置便于热从IC管芯去除。热交换器724接收已加热的材料，并且将热转移到另一个散热器(未示出)。应该领会到，为了不模糊本发明的实施方案，未示出热交换系统720的各种部件。例如，可以有各种阀、密封件，等等。
已参考示出的实施方案描述并且示出了本发明的原理，应该认识到，在没有偏离这样的原理的情况下，示出的实施方案在结构和细节上可以进行修改。并且，虽然前面的讨论已集中在特定的实施方案上，但其他结构也在设想的范围内。特别是，即使本文中使用了例如“在一个实施方案中”、“在另一个实施方案中”等措辞，这些短语也是一般指实施方案可能具有的情况，并且不是要将本发明限制到特定实施方案的结构。使用在这里，这些术语可以指相同或者不同的实施方案，所述实施方案可以组合成其他实施方案。
因此，从上面的说明书可以看到，已描述了包括微针热解决方案的新颖装置。
本发明已示出实施方案的以上描述(包括摘要中所描述的内容)不是要穷举或者将本发明限制到所公开的确切形式。尽管出于说明的目的，在此描述了本发明的具体实施方案以及实施例，然而在本发明的范围内，各种等同修改是可能的，如相关领域中的技术人员将认识到的那样。因此，对于本发明，本说明书应被认为是说明性的而不是限制性的。
所以，考虑到对本文描述的实施方案的种类繁多的变换，本详细说明书旨在被认为仅是说明性的，并且不应该被用来限制本发明的范围。因此，本发明要求保护的是可以发生在所附权利要求书的范围和精神内的所有这样的修改及其等同物。

Claims (29)

1.一种装置，包括
基底，所述基底是集成电路管芯；以及
由所述基底形成的多根微针，所述多根微针按像素型图案排列在所述基底上。
2.如权利要求1的装置，其中所述装置还包括热耦合在所述多根微针和所述基底之间的界面层。
3.如权利要求2的装置，其中所述界面层包括金刚石膜。
4.如权利要求2的装置，其中所述界面层包括可焊接层。
5.如权利要求4的装置，其中所述可焊接层包括由铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ta)、钽(Ta)、银(Ag)和铂(Pt)中的至少一种形成的可焊接层。
6.如权利要求1的装置，其中所述多根微针包括被包封在设备中的多根微针，所述设备具有被设置在所述多根微针上的覆盖件。
7.如权利要求6的装置，其中所述设备还包括入口和出口。
8.如权利要求7的装置，还包括泵，所述泵具有以材料可被传递的方式耦合到所述设备的入口的出口。
9.如权利要求1的装置，其中所述多根微针包括被包封在设备中的多根微针，所述设备包括覆盖件，所述覆盖件具有在其上形成的所述多根微针。
10.如权利要求9的装置，其中所述设备还包括入口和出口。
11.如权利要求10的装置还包括泵，所述泵具有以材料可被传递的方式耦合到所述设备的入口的出口。
12.如权利要求1的装置，其中所述多根微针中的每根包括具有基本几何形状的微针。
13.如权利要求1的装置，其中所述多根微针中的每根包括具有复杂几何形状的微针。
14.如权利要求1的装置，其中所述多根微针包括被排列成便于材料在至少两个方向上流过所述多根微针的多根微针。
15.一种热交换系统，包括：
具有入口和出口的设备，所述设备包括：
基底，所述基底是集成电路管芯，以及
由所述基底形成的多根微针，所述多根微针被排列成便于材料在至少两个方向上流过所述多根微针，并且按像素型图案排列在所述基底上；
泵，所述泵具有入口和出口，所述泵的出口以材料可被传递的方式耦合到所述设备的入口；以及
热交换器，所述热交换器具有入口和出口，所述热交换器的入口以材料可被传递的方式耦合到所述设备的出口，并且所述热交换器的出口以材料可被传递的方式耦合到所述泵的入口。
16.如权利要求15的热交换系统，其中所述设备包括包封所述多根微针的装置，所述装置具有被设置在所述多根微针上的覆盖件。
17.如权利要求15的热交换系统，其中所述设备还包括热耦合在所述多根微针和所述基底之间的界面层。
18.一种电子系统，包括：
基底，所述基底是集成电路管芯；
由所述基底形成的多根微针，所述多根微针按像素型图案排列在所述基底上；
被电耦合到所述集成电路管芯的布线板；以及
被电耦合到所述布线板的存储设备。
19.如权利要求18的电子系统，其中所述多根微针包括被包封在设备中的多根微针，所述设备具有被设置在所述多根微针上的覆盖件。
20.如权利要求19的电子系统，其中所述设备还包括入口和出口。
21.如权利要求20的电子系统还包括泵，所述泵具有被耦合到所述设备的入口的出口。
22.如权利要求18的电子系统，其中所述电子系统还包括热耦合在所述多根微针和所述基底之间的界面层。
23.如权利要求22的电子系统，其中所述设备还包括入口和出口。
24.如权利要求23的电子系统还包括泵，所述泵具有以材料可被传递的方式耦合到所述设备的入口的出口。
25.如权利要求18的电子系统，其中所述存储设备包括闪存设备。
26.一种电子系统，包括：
基底，所述基底是集成电路管芯；
由所述基底形成的多根微针，所述多根微针按像素型图案排列在所述基底上，以便于材料流过所述多根微针，并且被包封在设备中，所述设备具有入口和出口；
泵，所述泵具有入口和出口，所述泵的出口以材料可被传递的方式耦合到所述设备的入口；
热交换器，所述热交换器具有入口和出口，所述热交换器的入口以材料可被传递的方式耦合到所述设备的出口，并且所述热交换器的出口以材料可被传递的方式耦合到所述泵的入口；
被电耦合到所述基底的布线板；以及
被电耦合到所述布线板的存储设备。
27.如权利要求26的电子系统，其中所述设备包括具有覆盖件的装置，所述覆盖件被设置在所述多根微针上。
28.如权利要求26的电子系统，其中所述设备还包括热耦合在所述多根微针和所述基底之间的界面层。
29.如权利要求26的电子系统，其中所述存储设备包括闪存设备。
CNB200480033123XA 2003-11-13 2004-11-05 微针热交换器 Expired - Fee Related CN100477181C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/713,236 2003-11-13
US10/713,236 US7365980B2 (en) 2003-11-13 2003-11-13 Micropin heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1879214A CN1879214A (zh) 2006-12-13
CN100477181C true CN100477181C (zh) 2009-04-08

Family

ID=34573665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200480033123XA Expired - Fee Related CN100477181C (zh) 2003-11-13 2004-11-05 微针热交换器

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7365980B2 (zh)
KR (1) KR100830253B1 (zh)
CN (1) CN100477181C (zh)
DE (1) DE112004002172T5 (zh)
HK (1) HK1098877A1 (zh)
TW (1) TWI301744B (zh)
WO (1) WO2005050737A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7365980B2 (en) * 2003-11-13 2008-04-29 Intel Corporation Micropin heat exchanger
US7612370B2 (en) * 2003-12-31 2009-11-03 Intel Corporation Thermal interface
JP2007294891A (ja) * 2006-03-30 2007-11-08 Dowa Metaltech Kk 放熱器
US8143719B2 (en) * 2007-06-07 2012-03-27 United Test And Assembly Center Ltd. Vented die and package
US20090077553A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Jian Tang Parallel processing of platform level changes during system quiesce
WO2010059879A2 (en) * 2008-11-20 2010-05-27 Cyanto Corporation Heat exchanger apparatus and methods of manufacturing cross reference
US20120211199A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 Gerald Ho Kim Silicon-Based Cooling Package with Diamond Coating for Heat-Generating Devices
US9713284B2 (en) 2015-07-15 2017-07-18 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. Locally enhanced direct liquid cooling system for high power applications

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5522452A (en) * 1990-10-11 1996-06-04 Nec Corporation Liquid cooling system for LSI packages
CN2349672Y (zh) * 1998-11-26 1999-11-17 官有莹 晶片冷却循环系统装置
US6039114A (en) * 1996-01-04 2000-03-21 Daimler - Benz Aktiengesellschaft Cooling body having lugs
CN1270336A (zh) * 1999-04-08 2000-10-18 富准精密工业(深圳)有限公司 电脑芯片散热装置及其制造方法
CN2447939Y (zh) * 2000-09-25 2001-09-12 万在工业股份有限公司 铝铜焊接式散热器

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6487118A (en) 1987-05-21 1989-03-31 Komatsu Mfg Co Ltd Manufacture of micropin fin for heat exchanger and tool for machining said micropin fin
US5158136A (en) 1991-11-12 1992-10-27 At&T Laboratories Pin fin heat sink including flow enhancement
US5344795A (en) * 1992-09-22 1994-09-06 Microelectronics And Computer Technology Corporation Method for encapsulating an integrated circuit using a removable heatsink support block
JPH07211832A (ja) * 1994-01-03 1995-08-11 Motorola Inc 電力放散装置とその製造方法
US5852548A (en) * 1994-09-09 1998-12-22 Northrop Grumman Corporation Enhanced heat transfer in printed circuit boards and electronic components thereof
JP2573809B2 (ja) * 1994-09-29 1997-01-22 九州日本電気株式会社 電子部品内蔵のマルチチップモジュール
US5587880A (en) * 1995-06-28 1996-12-24 Aavid Laboratories, Inc. Computer cooling system operable under the force of gravity in first orientation and against the force of gravity in second orientation
US5796049A (en) * 1997-04-04 1998-08-18 Sundstrand Corporation Electronics mounting plate with heat exchanger and method for manufacturing same
US6244331B1 (en) * 1999-10-22 2001-06-12 Intel Corporation Heatsink with integrated blower for improved heat transfer
US6729383B1 (en) * 1999-12-16 2004-05-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fluid-cooled heat sink with turbulence-enhancing support pins
US6578626B1 (en) * 2000-11-21 2003-06-17 Thermal Corp. Liquid cooled heat exchanger with enhanced flow
US6653730B2 (en) * 2000-12-14 2003-11-25 Intel Corporation Electronic assembly with high capacity thermal interface
KR100778913B1 (ko) 2001-05-21 2007-11-22 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 냉매를 방열재로 사용한 반도체 패키지
DE10159860C2 (de) * 2001-12-06 2003-12-04 Sdk Technik Gmbh Wärmeübertragungsfläche mit einer aufgalvanisierten Mikrostruktur von Vorsprüngen
US6679315B2 (en) * 2002-01-14 2004-01-20 Marconi Communications, Inc. Small scale chip cooler assembly
KR20030068633A (ko) 2002-02-15 2003-08-25 이엠씨테크(주) 열전소자를 이용한 집적회로 냉각장치
US6986382B2 (en) * 2002-11-01 2006-01-17 Cooligy Inc. Interwoven manifolds for pressure drop reduction in microchannel heat exchangers
US7000684B2 (en) * 2002-11-01 2006-02-21 Cooligy, Inc. Method and apparatus for efficient vertical fluid delivery for cooling a heat producing device
US20040112571A1 (en) * 2002-11-01 2004-06-17 Cooligy, Inc. Method and apparatus for efficient vertical fluid delivery for cooling a heat producing device
US6771508B1 (en) * 2003-02-14 2004-08-03 Intel Corporation Method and apparatus for cooling an electronic component
US6820684B1 (en) * 2003-06-26 2004-11-23 International Business Machines Corporation Cooling system and cooled electronics assembly employing partially liquid filled thermal spreader
US7365980B2 (en) * 2003-11-13 2008-04-29 Intel Corporation Micropin heat exchanger

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5522452A (en) * 1990-10-11 1996-06-04 Nec Corporation Liquid cooling system for LSI packages
US6039114A (en) * 1996-01-04 2000-03-21 Daimler - Benz Aktiengesellschaft Cooling body having lugs
CN2349672Y (zh) * 1998-11-26 1999-11-17 官有莹 晶片冷却循环系统装置
CN1270336A (zh) * 1999-04-08 2000-10-18 富准精密工业(深圳)有限公司 电脑芯片散热装置及其制造方法
CN2447939Y (zh) * 2000-09-25 2001-09-12 万在工业股份有限公司 铝铜焊接式散热器

Also Published As

Publication number Publication date
CN1879214A (zh) 2006-12-13
DE112004002172T5 (de) 2006-09-14
HK1098877A1 (en) 2007-07-27
WO2005050737A1 (en) 2005-06-02
TW200520675A (en) 2005-06-16
US20050105272A1 (en) 2005-05-19
US20050104200A1 (en) 2005-05-19
TWI301744B (en) 2008-10-01
US7498672B2 (en) 2009-03-03
KR20060085956A (ko) 2006-07-28
KR100830253B1 (ko) 2008-05-19
US7365980B2 (en) 2008-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050141195A1 (en) Folded fin microchannel heat exchanger
CN106449569B (zh) 叠层芯片微流道散热结构和制备方法
CN100578770C (zh) 具有独立冷却系统的电功模块
Tang et al. Integrated liquid cooling systems for 3-D stacked TSV modules
US6903929B2 (en) Two-phase cooling utilizing microchannel heat exchangers and channeled heat sink
CN100388474C (zh) 热增强微电路封装及其形成方法
US20060244127A1 (en) Integrated stacked microchannel heat exchanger and heat spreader
US20030151896A1 (en) Loop thermosyphon using microchannel etched semiconductor die as evaporator
US20100187682A1 (en) Electronic package and method of assembling the same
CN1980558B (zh) 液冷式散热组合和液冷式散热装置
US20020174980A1 (en) Vortex heatsink for high performance thermal applications
CN100477181C (zh) 微针热交换器
US8561673B2 (en) Sealed self-contained fluidic cooling device
CN101006581A (zh) 用于集成电路装置的液体金属热界面
CN101080160A (zh) 冷却设备、冷却的电子模块及其制作方法
CN101667561A (zh) 硅基汽液相分离式散热芯片及其制备方法
CN114975318A (zh) 一种内嵌微流道的三维集成硅基惯性微系统及其制造方法
JPH03186195A (ja) ヒートパイプを具える放熱体およびその製造方法
US11121061B2 (en) Cooling chip structures having a jet impingement system and assembly having the same
CN108682660B (zh) 一种微型冷却单元及其集成方法和装置
CN209418488U (zh) 一种应用于芯片散热的金属微通道热沉结构
CN213366584U (zh) 基于阵列微喷结构的一体化散热封装结构
Zhang et al. High heat flux removal using optimized microchannel heat sink
CN113543600A (zh) 一种不完全填充错列式微通道换热器
US20220262704A1 (en) Ic package with embedded liquid-based cooling system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1098877

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1098877

Country of ref document: HK

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090408

Termination date: 20141105

EXPY Termination of patent right or utility model