CN110192273A - 用于在热接地平面中散布高热通量的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有包括纳米线的混合结构的热接地平面。热接地平面包括具有外表面和内表面的第一壳体，内表面包括具有多个纳米线的多个微结构；第二壳体，其中第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及设置在内部空间内的芯吸层。

Description

用于在热接地平面中散布高热通量的方法和设备
背景技术
热管理可包括任何数量的过程和/或设备。在电子产品中，热管理通常包括将热量从一个区域传递到另一个区域。典型的热管理已经包括风扇和各种其他大型机械设备。诸如移动电话、手表、平板电脑、可穿戴设备、电力电子设备、功率放大器、电池、电动车辆等设备的小型化需要更细致的热管理技术。需要薄而有效的热管理设备。
发明内容
公开了一种包括纳米线的热接地平面。热接地平面包括具有外表面和内表面的第一壳体，内表面包括具有多个纳米线的多个微结构；第二壳体构件，其中第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及设置在内部空间内的芯吸层。
在一些实施例中，热接地平面可包括具有外表面和内表面的第一壳体，内表面包括具有多个纳米线的多个微结构；第二壳体构件，其中第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及设置在内部空间内的芯吸结构。
在一些实施例中，多个微柱可具有小于约100μm的基部尺寸。
在一些实施例中，多个纳米线的平均长度可以小于约100μm。
在一些实施例中，可以通过沉积铝层以形成多孔阳极氧化铝模板然后电镀来制造多个纳米线。
在一些实施例中，多个微结构可包括梯形形状。
在一些实施例中，多个微结构可包括金字塔形状。
在一些实施例中，多个微结构可以通过选自由微冲压、局部金属切削、反应离子蚀刻(RIE)和电镀组成的列表中的技术来制造。
在一些实施例中，多个微结构可包括具有帽的微柱森林。
在一些实施例中，热接地平面还包括设置在第一壳体的外表面上的散热器。
在一些实施例中，多个纳米线还可包括层压层。
在一些实施例中，热接地平面还可包括形成在第二壳体的内表面上的多个凹槽。
在一些实施例中，热接地平面还可包括形成在第一壳体的内表面上的多个凹槽。
在一些实施例中，热接地平面还可包括设置在第一壳体的内表面的平面部分上的多个纳米线。
在一些实施例中，热接地平面可包括具有外表面和内表面的第一壳体，所述内表面包括多个纳米线束，所述多个纳米线束具有小于约100μm的两个或更多个尺寸；第二壳体构件，其中，第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及设置在内部空间内的芯吸结构。
在一些实施例中，至少两个纳米线束可以在两个纳米线束之间以小于65μm的间隔设置。
在一些实施例中，纳米线束可包括保护涂层，例如ALD涂层。
在一些实施例中，多个纳米线的平均长度可小于约100μm。
一些实施例可包括热接地平面，该热接地平面包括具有外表面和内表面的第一壳体，内表面包括多个延伸构件和设置在多个延伸构件上的多个纳米结构；第二壳体构件，其中，第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及设置在内部空间内的芯吸结构。
在一些实施例中，多个延伸构件包括选自由多个凹槽和多个梯形三维构件组成的组的形状。
在一些实施例中，多个延伸构件可以形成在第一表面上或第一表面中。
一些实施例可包括热接地平面，其包括：具有外表面和内表面的第一壳体，所述内表面包括多个微结构，所述多个微结构包括沉积在所述多个微结构上的多个ALD层；第二壳体构件，其中，第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及设置在内部空间内的芯吸结构。
提及这些各种实施例不是为了限制或限定本公开，而是提供示例以帮助理解本公开。在详细描述中讨论了另外的实施例，并且在那里提供了进一步的描述。通过检查本说明书或通过实践所呈现的一个或多个实施例，可以进一步理解由各种实施例中的一个或多个提供的优点。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点。
图1是根据一些实施例的示例性热接地平面的图。
图2是示出包括编织铜网芯吸结构的示例性热接地平面的性能的曲线图。
图3是示例性编织铜网的照片。
图4是示出各种热接地平面的热通量的曲线图。
图5A示出了根据一些实施例的纳米线结构的示例阵列。
图5B示出了示例纳米线结构。
图6示出了根据一些实施例的多孔阳极氧化铝模板方法。
图7示出了根据一些实施例的具有多个微柱的示例性芯吸结构。
图8是示出三个热接地平面的热传递系数与热通量的曲线图。
图9是示出四个热接地平面的热通量与温差的曲线图。
图10A示出了根据一些实施例的设置在微结构上的铜纳米线的图。
图10B示出了具有纳米线的微结构的两个图像。
图11示出了根据一些实施例的柱和帽的森林。
图12示出了具有微结构的热接地平面的壳体的内表面的示例，该微结构具有铜纳米线。
图13示出了根据一些实施例的具有混合结构的示例性热接地平面。
图14示出了根据一些实施例的具有外部散热器的示例性热接地平面。
图15示出了具有层压涂层的示例纳米线。
图16示出了示例纳米线结构。
具体实施方式
公开了一种具有混合结构的热接地平面。热接地平面包括具有外表面和内表面的第一构件，内表面包括多个微结构；第二壳体，其中，第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及设置在内部空间内的芯吸层。例如，微结构可包括多个长度小于约100μm的纳米结构(例如，铜纳米线)。纳米结构可以包括具有纳米级的特征(例如，粗糙度)的任何结构或表面，其可以例如改变纳米结构的润湿性、阻力和/或毛细管力等。纳米结构可以使用物理和化学方法中的任一种或两种由表面结构制造。
作为另一示例，纳米结构可包括纳米线阵列。作为另一示例，微结构可以包括设置在热接地平面的内表面(例如，壳体的内表面)上的多个微结构(例如，凸起或延伸的构件)和纳米结构(例如，多个纳米线)。作为另一示例，微结构可以包括多个带帽的微柱。在该文件中公开了微结构的各种其他示例。
图1是根据一些实施例的示例性热接地平面100的图。热接地平面100包括第一壳体105和第二壳体110，它们密封在一起以封闭蒸汽芯115和/或芯吸结构120。第一壳体105和第二壳体110还可以在蒸汽芯和/或芯吸层内封闭工作流体。热接地平面100可以设置在热源130和/或散热器140附近。热源130附近的热接地平面100的区域可以是蒸发器区域135和/或散热器140附近的热接地平面100的区域可以是冷凝器区域145。例如，工作流体可以由热源130产生的热量而在蒸发器区域135处或附近蒸发和/或蒸汽可以由散热器140的热量不足而在冷凝器区域145处或附近冷凝。蒸汽可以例如经由蒸汽芯115从蒸发器区域135流到冷凝器区域145。工作流体可以例如经由芯吸结构120从冷凝器区域145流到蒸发器区域135。
在一些实施例中，芯吸结构120可以沉积在第一壳体105和第二壳体110中的任一个或两者上。在一些实施例中，热接地平面(例如，作为芯吸结构120的一部分)可包括多个微结构。微结构可以包括，例如，沉积在多个微柱上的多个纳米线、纳米线阵列，或具有帽的多个微柱等。
在一些实施例中，工作流体可包括水或任何其他冷却剂，其可将热量从蒸发器区域135传递到冷凝器区域145，例如，通过以下机制中的一个或多个：a)通过吸收从热源130散发的热量来蒸发工作流体以形成蒸汽；b)将工作流体从蒸发器区域135蒸汽输送到冷凝器区域145；c)利用由散热器145提供的冷却将蒸汽冷凝为液体；和/或d)通过由芯吸结构120产生的毛细管泵送压力将液体从冷凝器区域145返回到蒸发器区域135。
在一些实施例中，热接地平面的热性能可取决于配置，但可比铜的热性能高约3-50倍。
在一些实施例中，第一壳体105和/或第二壳体110和/或芯吸结构120可包括铜、不锈钢、硅、聚合物、覆铜Kapton(聚酰亚胺)和/或柔性材料等。
图2是示出包括编织铜网芯吸结构120和/或蒸发层的示例性热接地平面的性能的曲线图。图3是示例性编织铜网的照片。在一些实施例中，如图所示，柔性热接地平面可以达到大于2,000W/m-K的热导率。在一些实施例中，柔性热接地平面可以在加热区域(例如，2.5cm×2.5cm的加热区域)上具有1～5W/cm2的热通量。
在一些实施例中，可以使用纳米线的各种图案或结构作为芯吸结构来增加热接地平面的热通量，如图4所示的曲线图所示。在该示例中，芯吸结构可包括纳米线结构；第一壳体105和/或第二壳体110可以包括100-400μm(例如，200μm)厚的铜包覆材料，和/或蒸汽芯可以是0.5-3.0mm(例如，1mm)厚。在一些实施例中，热接地平面可以将在大面积(例如1cm×1cm)上200W/cm2的大热通量的温升降低到仅30℃以内。
图5A示出了纳米线结构的示例阵列，图5B示出了示例纳米线结构。在该示例中，纳米线束阵列可以沉积在第一壳体105和/或第二壳体110上。例如，纳米线束的尺寸可以为约30μm至100μm或约50μm至70μm，高度在20μm至80μm之间(例如60μm)(例如小于约100μm)，纳米线束之间的间距约为30μm至100μm或50μm至70μm。在一些实施例中，每个纳米线的直径可以在约10nm和500nm之间。
在一些实施例中，纳米线可以例如通过多孔阳极氧化铝模板工艺电化学生长，如图6所示。可以通过在DC电流下在磷酸中氧化铝板605来制造多孔阳极氧化铝模板610。可以使用光刻和湿法蚀刻将纳米通道的微阵列选择性地切开到表面。然后可以将具有通道615的多孔阳极氧化铝模板结合到铜壳620，并且可以通过电镀使铜纳米线625生长通过多孔阳极氧化铝纳米通道。最后，可以释放多孔阳极氧化铝，揭示微图案化的铜纳米线阵列630。
在一些实施例中，具有纳米线结构的表面可以改善沸腾热传递系数，例如高达80kW/m2K。图7示出了具有多个微柱705的示例性芯吸结构700(在该示例中，示出了四个微柱)。多个微柱705中的每一个包括纳米线阵列710。
例如，纳米线阵列可以提供热接地平面，其热传递系数超过具有平坦表面的热接地平面的热传递系数的两倍。具有一个或多个纳米线结构的热接地平面，例如，由于液态水进给限制，热传递可能受到限制。在一些实施例中，可以使用混合结构，如图7所示。在一些实施例中，具有带有纳米线结构(或阵列)的表面的热接地平面可具有高达90kW/m2K的热传递系数。
图8是示出三个热接地平面的热传递系数与热通量的曲线图。一个热接地平面可以具有带有多个微柱的表面，例如具有50μm×50μm基底的铜柱。另一个热接地平面可以具有带有多个纳米线的表面，例如30μm长的铜纳米线。另一个热接地平面可以具有混合结构，该混合结构包括多个微柱(例如，50μm×50μm的铜柱)，其中纳米线(例如，30μm长的铜纳米线)设置在微柱上。
图9是显示四个热接地平面的热通量与壁温和周围液体温度之间的温度差的曲线图。用于创建此示例曲线图的加热器的尺寸约为8mm×8mm。其中一条线表示具有平坦表面的热接地平面。另一条线表示具有表面的热接地平面，该表面具有多个微柱，例如，20μm×20μm的铜柱。另一条线表示具有表面的热接地平面，该表面具有多个纳米线，例如27μm长的铜纳米线。以及另一条线表示具有混合结构的热接地平面，该混合结构具有设置在多个微柱(例如，20μm×20μm的铜柱)上的多个纳米线(例如，27μm长的铜纳米线)。在一些实施例中，利用混合结构将热通量从135W/cm2改善到超过250W/cm2。在一些实施例中，铜外壳可以非常薄。在一些实施例中，较厚的外壳可用于增强散热。在一些实施例中，该外壳可包括高导热率材料，其可用于增强热传播。
在一些实施例中，例如，对于高功率电子器件，可以在仅10℃的蒸发器中实现高达1,000W/cm2且具有温差的热通量。在一些实施例中，可以通过芯片(例如热源)的尺寸达到8mm×8mm、10mm×10mm或甚至更大来实现这种性能。
图10A示出了设置在微结构1005(例如，微柱)上的铜纳米线1010的图。在该示例中，微结构1005具有金字塔形或梯形(或等腰梯形)形状。在一些实施例中，原位多孔阳极氧化铝模板工艺可用于在硅表面上制造硅纳米线，该硅表面具有通过KOH蚀刻图案化的倾斜斜面(例如40°-70°、50°-60°、54°等)。在一些实施例中，原位生长的多孔阳极氧化铝可以通过沉积铝层并在DC电流下氧化来在壳体上生长。在一些实施例中，多孔阳极氧化铝模板可以结合到壳体上。在倾斜的铜表面上形成原位多孔阳极氧化铝模板后，可以使用原位模板在这些表面上电镀铜纳米线。微结构1010可以包括多个凹槽，这些凹槽可以通过微冲压、金属切削、反应离子蚀刻(RIE)、电镀和/或其他形状形成工艺形成。
图10B示出了具有纳米线的微结构的两个图像。
在一些实施例中，热接地平面的表面可包括柱和帽的森林，如图11所示。在一些实施例中，可以通过电镀穿过光致抗蚀剂层中的开口来形成多层柱。在每个电镀步骤中，例如，可以通过过镀形成蘑菇状帽。例如，这些微结构可以提供具有三维连接的芯吸元件的大表面积。在一些实施例中，多个微柱可以彼此叠置，如图11所示，以产生具有高柱和短柱的重新获得。
在一些实施例中，具有铜纳米线的倾斜表面可具有比平坦表面用于蒸发的更大的总有效表面积。图12示出了具有带有铜纳米线1210的微结构1205的热接地平面的壳体1200的内表面的示例。在一些实施例中，纳米线可以设置在微结构1205之间的壳体的表面上。在一些实施例中，具有带有铜纳米线122的微结构1205的热接地平面可以从热源(例如，1cm×1cm芯片)扩散1,000W到散热器(例如，10cm×10cm散热器)。具有带有铜纳米线1210的微结构1205的热接地平面，其尺寸例如为10cm×10cm×2mm，例如，可以具有从热点到散热器的0.04Kcm2/W的热阻。在该示例中，具有带有铜纳米线1210的微结构1205的热接地平面的顶侧的平均温度可高达200℃，散热器温度约为160℃。作为另一示例，具有带有铜纳米线1210的微结构1205的热接地平面可以是可变形的或柔性的。在该示例中，沿临界热路径的温差可包括：毛细管进料沸腾(ΔTCu mesh＝12.5℃，ΔTboiling＝23℃)，蒸汽传输(ΔTvapor＝1.25℃)和/或冷凝(ΔTcondensation＝2.25℃)。ΔTCu mesh是在蒸发之前穿过铜壳体和微结构的热传导产生的温差。
具有带有铜纳米线的倾斜表面的热接地平面可用于将热通量从1,000W/cm2减小到10W/cm2。
在一些实施例中，具有混合结构的热接地平面的散热器温度可达到约160℃，如图9所示。在一些实施例中，具有混合结构的热接地平面内的蒸汽压力可以由水的饱和压力确定；例如，它可以在这样的温度下达到7个大气压。在一些实施例中，具有混合结构的热接地平面可以包括内部结合工艺，以产生大量铜柱，该铜柱将热接地平面中的所有部件(例如，图13和图14中的支撑柱1360)结合。结合可以通过例如扩散结合、热超声波或热压结合、缝焊、超声波焊接或激光焊接来完成。在一些实施例中，待结合的表面可以不含氧化物；可以通过酸清洗除去氧化物，用氢气和氮气的混合物或甲酸蒸气形成气体。另一种方法可以是开发外部结构以紧密地“夹紧”热接地平面，以确保其机械完整性而不需要内部柱。
在一些实施例中，通过在热源和热接地平面之间插入金刚石或类似的高导热率散热器，热接地平面可以在蒸发区域中散布具有低得多的温差的高热通量。图13示出了结合到金刚石散热器1315的半导体设备1370(例如，处理器、存储器GaN设备、功率放大器(PA)设备、开关设备等)。金刚石散热器1315可以结合到热接地平面，该热接地平面包括混合结构和/或一个或多个网。一些实施例可以将1,400W/cm2的高热通量降低至6.2W/cm2，具有25℃差异。可以使用任何尺寸的热接地平面。在该示例中，热接地平面具有7.5cm×7.5cm的尺寸。
在一些实施例中，可以按比例放大热接地平面以适应多个热源。例如，在一个或多个混合结构处、附近或其中可以形成多个蒸发器区域。
在一些实施例中，具有混合结构的热接地平面可以在0至80℃的工作温度范围和/或-60至100℃的存活温度范围内操作。在一些实施例中，具有混合结构的热接地平面可以在160℃或更高的温度下操作。
图13示出了根据一些实施例的具有多个微结构1325、机械支撑柱1360和外部散热器1315的示例性热接地平面1300。在一些实施例中，外部散热器1315可包括CVD金刚石散热器。在一些实施例中，外部散热器1315可以在使用中与一个或多个热源耦合。热源可以包括任何类型的半导体设备1370，例如GaN设备。
在一些实施例中，热接地平面1300可以包括与第一壳体1305耦合的铜纳米线阵列1320，包括在与第一壳体1305耦合的成角度铜上图案化的纳米线的微结构1325(例如，用于增强表面积蒸发)，设置在与第二壳体1310耦合的多个微通道凹槽1335上的铜网1330(例如，用于芯吸)，以及在热接地平面和热源之间的散热器1315。在该示例中，微结构1325可以设置在第一壳体1305的与散热器1315相对的内表面上，散热器1315设置在第一壳体1305的外部。另外，微结构1325可包括多个垂直延伸的带槽的延伸或凸起的构件，并且可包括沿第一壳体1305的长度的多个凹槽。例如，热蒸发和/或热传递可以发生在微结构1325处。
例如，散热器1315可以将热通量从第二壳体1310的1400W/cm2减小到第一壳体1305的顶表面的50～200W/cm2的范围内，然后可以通过纳米线的核态沸腾状态中的热接地平面进一步减小。在一些实施例中，使用纳米线结构，沸腾传热系数可以在50～100kW/m2K的范围内。在一些实施例中，包括例如在带槽的铜表面上的纳米线的混合结构1325可以将有效沸腾热传递系数提高到超过200kW/m2K。
图14示出了根据一些实施例的具有混合结构的示例性热接地平面1400。热接地平面1400包括第一壳体1305和第二壳体1310。蒸汽芯1340形成在第一壳体1305和第二壳体1310之间的热接地平面1300内。散热器1315(例如，金刚石散热器)可以与第二壳体1310的外表面耦合。散热器1315可以与第二壳体1310的外表面耦合，例如，使用焊料1350，例如高温焊料或铟焊料。蒸发器区域可以形成在散热器1315附近和/或多个微结构1325附近的区域中。可以使用热接地平面1400，使得散热器1315放置在产热电路元件附近，例如处理器、存储器、GaN设备等。在一些实施例中，热接地平面1400可具有约10mm至100mm(例如，25mm)的宽度和/或长度和/或约0.5mm至3.0mm(例如，1mm)的厚度。
在一些实施例中，第二壳体1310的内表面的第一部分可包括多个微结构1325。例如，多个微结构1325可以包括多个纹理化金字塔形结构(或梯形结构或凹槽)，其上设置有铜纳米线。在一些实施例中，多个微结构1325可以设置在与第二壳体1310的外表面相对的第二壳体1310的内表面的第一部分上，在散热器1315处或附近。在一些实施例中，第二壳体1310的内表面的第二部分可包括多个支柱1360。在一些实施例中，第一壳体1305的内表面可包括多个脊1335(或凹槽)和/或网1330，其接触脊1335，设置在脊1335顶部，和/或与脊1335耦合等。在一些实施例中，脊可包括铜。
在一些实施例中，热接地平面，其宽度和/或长度为25mm，和/或高度为1mm，沸腾热传递系数为200,000W/m2K，设置在散热器1315附近的电路与蒸汽芯1340内的液体之间的温差可以是23℃。
例如，在具有金刚石散热器的实施例或示例中，金刚石散热器上的温差可以是12℃。作为另一示例，由沸腾或蒸发产生的温差可以是约11℃。作为另一示例，蒸汽输送和冷凝可以是约2℃。
在一些实施例中，纳米线束的密度可以变化。例如，可以使用相对宽的间隔，例如，在冷凝器区域上的束之间的65μm以减小液体流动阻力，并且通过将间距减小到以加热器为中心的20μm来增加束密度。
在一些实施例中，纳米结构可以用保护膜(例如ALD陶瓷膜)封装，以增强其表面性质或保护其免受水腐蚀。在一些实施例中，纳米线可以用一层或多层包封，例如通过ALD沉积的Al2O3、TiO2和/或SiO2层。可以在纳米结构上使用任何类型的保护膜，例如化学反应性过程，以形成薄层涂层。例如，保护膜可以是亲水的。
图15示出了沉积在壳体1500上的示例性纳米线1505，其具有Al2O3粘附层1510以及TiO2 1515和1525的层以及SiO2 1520和1530的层。在一些实施例中，每个层可以单独地和/或在不同温度下退火。
在一些实施例中，电路可以包括热接地平面，该热接地平面可以在紧凑的封装中散布高热通量。该封装采用球栅阵列(BGA)封装，高热通量热接地平面作为内置散热器。真正的封装实际上非常薄，长度为30mm，厚度仅为1mm。多芯片模块可以携带2到4个芯片和其他芯片，如图所示。
在一些实施例中，热接地平面可能在瞬态时散布高热通量。例如，为了去除在短时间内产生的极大量的热量，可以使用具有混合结构的热接地平面。例如，5mm厚的热接地平面可以通过热界面材料附接到散热器。当非常大的热区域(例如7cm的圆形区域)被高热通量加热源加热时，工作流体可能蒸发并以极高的热通量吸收热量，例如1,000W/cm2。在这种情况下，然后将蒸汽以接近声速的速度输送到热接地平面的其余部分。在加热期间，例如30秒，在工作流体供应区域(例如直径为约60cm的圆形区域)的工作流体将通过热接地平面的芯吸层向热区域供应工作流体。所需的芯吸速度可低至1厘米/秒。根据我们的估计，工作流体供应区域中仅需要2mm的液态水，以在短时间内去除这种极大量的热量。在瞬态加热期后，整个热接地平面将通过冷凝和连续液体供应恢复正常。计算的一些结果总结如下：
在一些实施例中，热接地平面的有效导热率可为约26,000W/mK。在一些实施例中，应该注意的是，该解决方案使用蒸发和蒸汽传输以在30秒内以1,000W/cm2的热通量去除38,500瓦特。这是一种新颖有效的冷却概念，例如，以在短时间内(例如，30秒)去除大量的热量。
在一些实施例中，热接地平面表面的最高温度(源温度)可能为150℃。在一些实施例中，最大蒸汽温度可以是132℃(热接地平面的相应内部绝对压力＝2.86巴)。空气温度为22℃(散热器温度)，大部分热接地平面的表面温度将接近远离加热区的区域的空气温度。
在一些实施例中，热接地平面可以在加热期间使用蒸发潜热和/或有效供水来移除热量。
在一些实施例中，可以层压单个热接地平面以覆盖具有约2,500cm2面积的大尺寸基板或壳体。
图16示出了示例性纳米结构。该纳米结构包括直径尺寸小于500nm的材料编织物。作为另一示例，尺寸可小于约100nm。
术语“基本上”或“约”是指在所述值的5％或10％范围内或制造公差范围内。
公开了各种实施例。各种实施例可以部分或完全组合以产生其他实施例。
本文阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况下，没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法、装置或系统，以免模糊所要求保护的主题。
本文中“适于”或“配置为”的使用意味着开放且包容性的语言，其不排除适于或配置为执行附加任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作，在实践中，可以基于除了所述之外的附加条件或值。本文包括的标题、列表和编号仅是为了便于解释而不是限制性的。
虽然已经关于其具体实施例详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在理解前述内容后，可以容易地对这些实施例，这些实施例的变体以及等同物进行改变。因此，应该理解，本公开内容是出于示例而非限制的目的而呈现的，并且不排除包括对本主题的这些修改、变化和/或添加，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。

Claims (19)

1.一种热接地平面，包括：
具有外表面和内表面的第一壳体，所述内表面包括具有多个纳米线的多个微结构；
第二壳体构件，其中第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及
设置在内部空间内的芯吸结构。
2.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，多个微结构的基部尺寸小于约100μm。
3.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，多个纳米线的平均长度小于约50μm。
4.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，通过在铜微结构上沉积铝层以形成多孔阳极氧化铝模板然后电镀来制造多个纳米线中的每一个。
5.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，多个微结构包括梯形形状。
6.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，多个微结构包括金字塔形状。
7.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，多个微结构中的每一个通过选自由微冲压、局部金属切削、反应离子蚀刻(RIE)和电镀组成的列表中的技术来制造。
8.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，多个微结构包括带有帽的微柱森林。
9.根据权利要求1所述的热接地平面，还包括设置在第一壳体的外表面上的散热器。
10.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，多个纳米线还包括层压层。
11.根据权利要求1所述的热接地平面，还包括形成在第二壳体的内表面上的多个凹槽。
12.根据权利要求1所述的热接地平面，还包括形成在第一壳体的内表面上的多个凹槽。
13.根据权利要求1所述的热接地平面，还包括设置在第一壳体的内表面的平面部分上的多个纳米线。
14.根据权利要求1所述的热接地平面，还包括用于待冷却设备的封装的整体部分。
15.根据权利要求1所述的热接地平面，其中，热接地平面在瞬态操作中移除了大量的热量，这远远超过稳态操作中的热量。
16.根据权利要求1所述的热接地平面，还包括在多个纳米线上的表面涂层以保护其免受腐蚀。
17.一种热接地平面，包括：
具有外表面和内表面的第一壳体，所述内表面包括设置在内表面上的多个微结构和设置在多个微结构上的多个纳米结构；
第二壳体构件，其中第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及
设置在内部空间内的芯吸结构。
18.根据权利要求17所述的热接地平面，其中，多个微结构包括选自由多个凹槽和多个梯形三维构件组成的组中的形状。
19.一种热接地平面，包括：
具有外表面和内表面的第一壳体，所述内表面包括多个微结构和多个纳米结构，所述多个纳米结构包括沉积在多个微结构上的保护层；
第二壳体构件，其中第一壳体和第二壳体密封到包括工作流体的内部空间；以及
设置在内部空间内的芯吸结构。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111834309A (zh) * 2020-07-21 2020-10-27 西安科技大学 混合润湿性微纳复合强化换热结构及该结构的制备方法
TWI817052B (zh) * 2020-11-09 2023-10-01 欣興電子股份有限公司 均溫板裝置及其製作方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2543790A (en) * 2015-10-28 2017-05-03 Sustainable Engine Systems Ltd Pin fin heat exchanger
US10622282B2 (en) * 2017-07-28 2020-04-14 Qualcomm Incorporated Systems and methods for cooling an electronic device
US12046536B2 (en) * 2019-04-30 2024-07-23 Intel Corporation Integrated heat spreader with enhanced vapor chamber for multichip packages
WO2021111296A1 (en) 2019-12-06 2021-06-10 3M Innovative Properties Company Patterned design for thermal management of two-phase immersion cooling system for electronics
US11712766B2 (en) * 2020-05-28 2023-08-01 Toyota Motor Engineering And Manufacturing North America, Inc. Method of fabricating a microscale canopy wick structure having enhanced capillary pressure and permeability
CN112629298A (zh) * 2020-12-02 2021-04-09 东莞领杰金属精密制造科技有限公司 均热板制备的方法以及均热板
US20210136956A1 (en) * 2020-12-18 2021-05-06 Intel Corporation Heat pipe for improved thermal performance at cold plate interface
CN113758328B (zh) * 2021-08-13 2022-06-17 中南大学 一种含铜/金刚石复合构型吸液芯的复合vc散热器及其制备方法

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6056044A (en) * 1996-01-29 2000-05-02 Sandia Corporation Heat pipe with improved wick structures
US20050190810A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Stuart Butterworth Contact-bonded optically pumped semiconductor laser structure
CN1672258A (zh) * 2002-10-16 2005-09-21 Lg电线有限公司 平板传热装置及其制造方法
US20050280162A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 International Business Machines Corporation Thermal interposer for thermal management of semiconductor devices
US20050280128A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 International Business Machines Corporation Thermal interposer for thermal management of semiconductor devices
WO2006123049A2 (fr) * 2005-05-18 2006-11-23 Centre National De La Recherche Scientifique Elaboration par voie electrolytique d'elements nanocomposites conducteurs auto-supportes
US20100254090A1 (en) * 2009-04-01 2010-10-07 Harris Corporation Multi-layer mesh wicks for heat pipes
US20110083829A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Shui-Hsu Hung Heat-dissipating structure with high heat-dissipating efficiency and method for manufacturing the same
US20130049018A1 (en) * 2011-08-30 2013-02-28 Abl Ip Holding Llc Optical/electrical transducer using semiconductor nanowire wicking structure in a thermal conductivity and phase transition heat transfer mechanism
CN103952729A (zh) * 2008-03-20 2014-07-30 Gsi重离子研究亥姆霍茨中心有限公司 纳米线结构元件
US20140238646A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Alcatel-Lucent Ireland Ltd. Sloped hierarchically-structured surface designs for enhanced condensation heat transfer
US20150226493A1 (en) * 2009-03-06 2015-08-13 Kelvin Thermal Technologies, Inc. Flexible thermal ground plane and manufacturing the same
WO2015193153A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Element Six Technologies Limited An electronic device component with an integral diamond heat spreader
US20160161193A1 (en) * 2014-09-15 2016-06-09 Kelvin Thermal Technologies, Inc. Polymer-based microfabricated thermal ground plane

Family Cites Families (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US104106A (en) * 1870-06-14 Peters
US4000776A (en) 1974-12-03 1977-01-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Heat pipe system
US4274479A (en) * 1978-09-21 1981-06-23 Thermacore, Inc. Sintered grooved wicks
US4545799A (en) 1983-09-06 1985-10-08 Gte Laboratories Incorporated Method of making direct seal between niobium and ceramics
US4854379A (en) 1987-09-25 1989-08-08 Thermacore, Inc. Vapor resistant arteries
US5511799A (en) 1993-06-07 1996-04-30 Applied Materials, Inc. Sealing device useful in semiconductor processing apparatus for bridging materials having a thermal expansion differential
US5560423A (en) 1994-07-28 1996-10-01 Aavid Laboratories, Inc. Flexible heat pipe for integrated circuit cooling apparatus
US6167948B1 (en) 1996-11-18 2001-01-02 Novel Concepts, Inc. Thin, planar heat spreader
DE19729922C1 (de) * 1997-07-04 1999-01-21 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung metallisierter Diamant-Wärmespreizer
JPH1197871A (ja) 1997-09-16 1999-04-09 Nec Gumma Ltd 筐体の放熱構造
GB9800220D0 (en) 1998-01-06 1998-03-04 Central Research Lab Ltd Method of forming interconnections between channels and chambers
US6468669B1 (en) 1999-05-03 2002-10-22 General Electric Company Article having turbulation and method of providing turbulation on an article
US6938481B2 (en) 1999-06-15 2005-09-06 Emerson Electric Co. Sight glass and low temperature method of manufacturing the same
US6585039B2 (en) 2000-02-01 2003-07-01 Cool Options, Inc. Composite overmolded heat pipe construction
US6446706B1 (en) 2000-07-25 2002-09-10 Thermal Corp. Flexible heat pipe
US20020084061A1 (en) 2001-01-03 2002-07-04 Rosenfeld John H. Chemically compatible, lightweight heat pipe
US6533029B1 (en) 2001-09-04 2003-03-18 Thermal Corp. Non-inverted meniscus loop heat pipe/capillary pumped loop evaporator
DE10159860C2 (de) 2001-12-06 2003-12-04 Sdk Technik Gmbh Wärmeübertragungsfläche mit einer aufgalvanisierten Mikrostruktur von Vorsprüngen
US6679318B2 (en) 2002-01-19 2004-01-20 Allan P Bakke Light weight rigid flat heat pipe utilizing copper foil container laminated to heat treated aluminum plates for structural stability
CN2522409Y (zh) * 2002-02-25 2002-11-27 中国科学院理化技术研究所 带纳米芯体的微型热管
US20030159806A1 (en) 2002-02-28 2003-08-28 Sehmbey Maninder Singh Flat-plate heat-pipe with lanced-offset fin wick
US20040011509A1 (en) 2002-05-15 2004-01-22 Wing Ming Siu Vapor augmented heatsink with multi-wick structure
JP4133170B2 (ja) 2002-09-27 2008-08-13 Ｄｏｗａホールディングス株式会社 アルミニウム−セラミックス接合体
US6994151B2 (en) 2002-10-22 2006-02-07 Cooligy, Inc. Vapor escape microchannel heat exchanger
US6763671B1 (en) 2003-02-06 2004-07-20 Ut-Battelle, Llc Personal, closed-cycle cooling and protective apparatus and thermal battery therefor
US7732918B2 (en) * 2003-08-25 2010-06-08 Nanoconduction, Inc. Vapor chamber heat sink having a carbon nanotube fluid interface
US7029951B2 (en) 2003-09-12 2006-04-18 International Business Machines Corporation Cooling system for a semiconductor device and method of fabricating same
TWI290612B (en) 2003-11-27 2007-12-01 Lg Cable Ltd Flat plate heat transfer device
US20050126757A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Bennett Donald L. Internally enhanced tube with smaller groove top
US7353860B2 (en) 2004-06-16 2008-04-08 Intel Corporation Heat dissipating device with enhanced boiling/condensation structure
US20060090882A1 (en) 2004-10-28 2006-05-04 Ioan Sauciuc Thin film evaporation heat dissipation device that prevents bubble formation
EP2428486B1 (en) 2004-11-04 2021-04-14 Microchips Biotech, Inc. Compression and cold weld sealing methods and devices
TWI284190B (en) 2004-11-11 2007-07-21 Taiwan Microloops Corp Bendable heat spreader with metallic screens based micro-structure and method for fabricating same
US20060196640A1 (en) 2004-12-01 2006-09-07 Convergence Technologies Limited Vapor chamber with boiling-enhanced multi-wick structure
JP2006196853A (ja) 2004-12-13 2006-07-27 Daikin Ind Ltd ヒートポンプ装置
US7246655B2 (en) 2004-12-17 2007-07-24 Fujikura Ltd. Heat transfer device
KR100698462B1 (ko) 2005-01-06 2007-03-23 (주)셀시아테크놀러지스한국 하이드로필릭 윅을 사용한 판형 열전달 장치, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 칩 셋
TWI275765B (en) 2005-01-28 2007-03-11 Foxconn Tech Co Ltd Wick structure, method of manufacturing the wick structure, and heat pipe
TWI261659B (en) 2005-03-25 2006-09-11 Delta Electronics Inc Manufacturing method of heat dissipation apparatus
US7293601B2 (en) 2005-06-15 2007-11-13 Top Way Thermal Management Co., Ltd. Thermoduct
TWM278870U (en) 2005-06-21 2005-10-21 Tai Sol Electronics Co Ltd Heating pipe
US20090056917A1 (en) 2005-08-09 2009-03-05 The Regents Of The University Of California Nanostructured micro heat pipes
TWI285251B (en) 2005-09-15 2007-08-11 Univ Tsinghua Flat-plate heat pipe containing channels
CN100417908C (zh) 2005-09-16 2008-09-10 富准精密工业(深圳)有限公司 热管、烧结成型该热管毛细结构的粉体及方法
US7705342B2 (en) 2005-09-16 2010-04-27 University Of Cincinnati Porous semiconductor-based evaporator having porous and non-porous regions, the porous regions having through-holes
US20070068657A1 (en) 2005-09-27 2007-03-29 Kenichi Yamamoto Sheet -shaped heat pipe and method of manufacturing the same
CN1955628A (zh) 2005-10-24 2007-05-02 富准精密工业(深圳)有限公司 热导管
US20070158050A1 (en) 2006-01-06 2007-07-12 Julian Norley Microchannel heat sink manufactured from graphite materials
CA2657423A1 (en) 2006-03-03 2008-02-07 Illuminex Corporation Heat pipe with nano-structured wicking material
CA2644762A1 (en) 2006-04-03 2007-10-11 Fuchigami Micro Co., Ltd. Heat pipe
FR2904145B1 (fr) 2006-07-20 2008-10-17 Commissariat Energie Atomique Composant electronique a transfert de chaleur par ebullition et condensation et procede de fabrication
SG142174A1 (en) 2006-10-11 2008-05-28 Iplato Pte Ltd Method for heat transfer and device therefor
JP2008124430A (ja) * 2006-10-18 2008-05-29 Hitachi Ltd パワー半導体モジュール
US7635916B2 (en) 2007-03-23 2009-12-22 Honeywell International Inc. Integrated circuit package with top-side conduction cooling
CN100460798C (zh) 2007-05-16 2009-02-11 中山大学 一种均温回路热管装置
JP2009026818A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Fujitsu Ltd 電子装置
TWI350443B (en) 2008-03-21 2011-10-11 Delta Electronics Inc Heat dissipation apparatus and heat pipe thereof
TW200946855A (en) 2008-05-08 2009-11-16 Golden Sun News Tech Co Ltd Vapor chamber
WO2010036442A1 (en) 2008-07-21 2010-04-01 The Regents Of The University Of California Titanium-based thermal ground plane
US20220228811A9 (en) * 2008-07-21 2022-07-21 The Regents Of The University Of California Titanium-based thermal ground plane
FR2934709B1 (fr) * 2008-08-01 2010-09-10 Commissariat Energie Atomique Structure d'echange thermique et dispositif de refroidissement comportant une telle structure.
US20100028604A1 (en) * 2008-08-01 2010-02-04 The Ohio State University Hierarchical structures for superhydrophobic surfaces and methods of making
JP2010062234A (ja) * 2008-09-02 2010-03-18 Sony Corp ヒートスプレッダ、電子機器及びヒートスプレッダの製造方法
TWI376022B (en) 2008-12-05 2012-11-01 Ind Tech Res Inst Semiconductor package structure and method of fabricating the same
US8579018B1 (en) 2009-03-23 2013-11-12 Hrl Laboratories, Llc Lightweight sandwich panel heat pipe
JP2010243035A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Sony Corp 熱輸送装置、電子機器及び熱輸送装置の製造方法
US8369090B2 (en) 2009-05-12 2013-02-05 Iceotope Limited Cooled electronic system
JP2011080679A (ja) * 2009-10-07 2011-04-21 Sony Corp 熱輸送装置及び電子機器
US7990711B1 (en) 2010-02-24 2011-08-02 International Business Machines Corporation Double-face heat removal of vertically integrated chip-stacks utilizing combined symmetric silicon carrier fluid cavity and micro-channel cold plate
US8957316B2 (en) 2010-09-10 2015-02-17 Honeywell International Inc. Electrical component assembly for thermal transfer
JP5744540B2 (ja) * 2011-01-26 2015-07-08 新光電気工業株式会社 金属複合材料、金属複合材料の製造方法、放熱部品、及び放熱部品の製造方法
TWI398616B (zh) 2011-01-26 2013-06-11 Asia Vital Components Co Ltd Micro - temperature plate structure improvement
US9459056B2 (en) 2011-09-02 2016-10-04 Gabe Cherian SPRDR—heat spreader—tailorable, flexible, passive
FI126355B (en) 2012-03-27 2016-10-31 Paroc Group Oy Composite insulating product consisting of mineral wool and material with excellent insulating properties
US8865297B2 (en) * 2012-06-03 2014-10-21 Massachusetts Institute Of Technology Heterogeneous surfaces
US20140238645A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Alcatel-Lucent Ireland Ltd. Hierarchically structural and biphillic surface energy designs for enhanced condensation heat transfer
US9147633B2 (en) * 2013-03-04 2015-09-29 Intel Corporation Heat removal in an integrated circuit assembly using a jumping-drops vapor chamber
US9835383B1 (en) 2013-03-15 2017-12-05 Hrl Laboratories, Llc Planar heat pipe with architected core and vapor tolerant arterial wick
US9136883B1 (en) 2014-08-20 2015-09-15 Futurewei Technologies, Inc. Analog compensation circuit and method
CN114474898B (zh) 2014-09-15 2024-05-14 科罗拉多州立大学董事会法人团体 真空增强散热器
WO2016044638A1 (en) 2014-09-17 2016-03-24 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Micropillar-enabled thermal ground plane

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6056044A (en) * 1996-01-29 2000-05-02 Sandia Corporation Heat pipe with improved wick structures
CN1672258A (zh) * 2002-10-16 2005-09-21 Lg电线有限公司 平板传热装置及其制造方法
US20050190810A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Stuart Butterworth Contact-bonded optically pumped semiconductor laser structure
US20050280162A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 International Business Machines Corporation Thermal interposer for thermal management of semiconductor devices
US20050280128A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 International Business Machines Corporation Thermal interposer for thermal management of semiconductor devices
WO2006123049A2 (fr) * 2005-05-18 2006-11-23 Centre National De La Recherche Scientifique Elaboration par voie electrolytique d'elements nanocomposites conducteurs auto-supportes
CN103952729A (zh) * 2008-03-20 2014-07-30 Gsi重离子研究亥姆霍茨中心有限公司 纳米线结构元件
US20150226493A1 (en) * 2009-03-06 2015-08-13 Kelvin Thermal Technologies, Inc. Flexible thermal ground plane and manufacturing the same
US20100254090A1 (en) * 2009-04-01 2010-10-07 Harris Corporation Multi-layer mesh wicks for heat pipes
US20110083829A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Shui-Hsu Hung Heat-dissipating structure with high heat-dissipating efficiency and method for manufacturing the same
US20130049018A1 (en) * 2011-08-30 2013-02-28 Abl Ip Holding Llc Optical/electrical transducer using semiconductor nanowire wicking structure in a thermal conductivity and phase transition heat transfer mechanism
US20140238646A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Alcatel-Lucent Ireland Ltd. Sloped hierarchically-structured surface designs for enhanced condensation heat transfer
WO2015193153A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Element Six Technologies Limited An electronic device component with an integral diamond heat spreader
US20160161193A1 (en) * 2014-09-15 2016-06-09 Kelvin Thermal Technologies, Inc. Polymer-based microfabricated thermal ground plane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111834309A (zh) * 2020-07-21 2020-10-27 西安科技大学 混合润湿性微纳复合强化换热结构及该结构的制备方法
TWI817052B (zh) * 2020-11-09 2023-10-01 欣興電子股份有限公司 均溫板裝置及其製作方法

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