DE112004002172T5 - Mikropin-Wärmetauscher - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
mit:
– einem Substrat; und
– einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über dem Substrat angeordnet ist.
– einem Substrat; und
– einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über dem Substrat angeordnet ist.
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Kühlen von elektronischen Vorrichtungen und Systemen und insbesondere, aber nicht ausschließlich auf eine Mikrokühltechnik.
- Hintergrundinformationen
- Wenn elektronische Einrichtungen leistungsvoller und kleiner (d.h. dichter gepackt werden), kann die durch diese elektronischen Einrichtungen verbrauchte Energie eine große Menge von erzeugter Wärme ergeben. Die durch diese elektronischen Einrichtungen erzeugte Wärme kann nachteilig für die Funktion der elektronischen Einrichtungen sein. Demgemäß besteht ein allgemeines Bedürfnis in Verbindung mit elektronischen Einrichtungen in einer Wärmeabfuhr.
- Beispielsweise kann eine elektronische Einrichtungen ein integriertes Schaltungs(IC)-Plättchen enthalten. Eine thermische Lösung kann thermisch mit dem IC-Plättchen verbunden sein, um eine Abfuhr von Wärme vom IC-Plättchen zu erleichtern. Im Allgemeinen kann die thermische Lösung in der Gestalt einer Wärmesenke mit einer Anzahl von Rippen oder Kanälen sein (d.h. eine passive Lösung). Wenn Luft die Rippen oder Kanäle passiert, kann Wärme vom IC-Plättchen über die Rippen oder Kanäle zur Umgebungsluft übertragen werden. Alternativ kann eine aktive Lösung in der Form eines Zwangsflusses über die Rippen oder Kanäle sein. Jedoch ergibt eine Verwendung von Rippen oder Kanälen aufgrund von verschiedenen Effekten, wie beispielsweise, Schwankungen in einer Wärmeerzeugung von verschiedenen Bereichen auf dem IC-Plättchen, aber nicht darauf beschränkt, keine wirkungsvolle und einheitliche Abfuhr von Wärme vom IC-Plättchen.
- Kurzbeschreibung der Zeichnung
- Die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung werden beispielhaft und nicht einschränkend in den Figuren der Zeichnung veranschaulicht, in denen dieselben Bezugszeichen ähnliche Elemente anzeigen. Es zeigen:
-
1a bis1b eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 ein Verfahren zur Herstellung von Mikropins gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
3 eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel; -
4 eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel; -
5 eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel; -
6a bis6b eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß verschiedene Ausführungsbeispielen; und -
7a bis7b eine thermische Mikropinlösung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. - Genaue Beschreibung
- In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche Ausführungsbeispiele beschrieben. Jedoch wird der Fachmann erkennen, daß die zahlreichen Ausführungsbeispiele ohne eine oder mehrere bestimmte Einzelheiten oder mit anderen Verfahren, Materialien, Komponenten, usw. angewendet werden können. In anderen Beispielen sind wohlbekannte Strukturen, Materialien oder Funktionen nicht genau gezeigt oder beschrieben, um ein Unklarmachen von Gesichtspunkten zahlreicher Ausführungsbeispiele der Erfindung zu vermeiden. Ähnlich sind zum Zweck der Erklärung bestimmte Zahlen, Materialien und Konfigurationen dargelegt, um ein tiefes Verständnis der Erfindung zu schaffen. Nichtsdestotrotz kann die Erfindung ohne die bestimmten Einzelheiten verwirklicht werden. In anderen Beispielen sind wohlbekannte Merkmale weggelassen oder vereinfacht, um die Erfindung nicht unklar zu machen. Weiterhin ist verständlich, daß die in den Figuren gezeigten zahlreichen Ausführungsbeispiele veranschaulichende Darstellungen und nicht notwendigerweise im Maßstab gezeichnet sind.
- In der Beschreibung bedeutet ein Bezug auf „ein (Zahl) Ausführungsbeispiel" oder „ein (unbestimmtes) Ausführungsbeispiel", daß ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur, ein Material oder eine Eigenschaft, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, in zumindest einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten ist. Somit bezieht sich das Erscheinen der Ausdrücke „in einem (Zahl) Ausführungsbeispiel" oder „in einem (unbestimmten) Ausführungsbeispiel an zahlreichen Orten in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise auf dasselbe Ausführungsbeispiel der Erfindung. Weiterhin können die bestimmten Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften auf irgendeine geeignete Weise in einem oder mehreren Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
- Es werden zahlreiche Funktionen als eine Vielzahl diskreter Funktionen nacheinander auf eine Weise beschrieben, die für das Verständnis der Erfindung am hilfreichsten ist. Jedoch sollte die Reihenfolge der Beschreibung nicht interpretiert werden, zu unterstellen, daß diese Funktionen notwendigerweise reihenfolgeabhängig sind. Insbesondere müssen diese Funktionen nicht in der Reihenfolge der Darstellung durchgeführt werden.
- Die
1a bis1b veranschaulichen eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In1a ist eine seitliche Ansicht der Vorrichtung100 veranschaulicht. In1a enthält die Vorrichtung100 ein Substrat102 und eine Anzahl von Mikropins104 .1b veranschaulicht eine Draufsicht der Vorrichtung100 . Demgemäß sind, wie in1 b gezeigt, die Mikropins gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat102 angeordnet. - Gemäß
1b können die Mikropins104 angeordnet sein, einen vorbestimmten Raum zwischen den Mikropins104 auszubilden. Wie genauer beschrieben, kann der vor bestimmte Raum zumindest teilweise auf dem Material basieren, das durch den Raum fließt, wie beispielsweise Wasser in flüssiger Form, aber nicht darauf beschränkt. Weiter vereinfachen die in dem in1b gezeigten pixelähnlichen Muster angeordneten Mikropins104 einen Fluß von Material in allen Richtungen, wie beispielsweise in zumindest zwei Richtungen (z.B. die x-Richtung und die y-Richtung), wie in1b gezeigt, aber nicht darauf beschränkt. - In dem in
1a gezeigten, veranschaulichten Ausführungsbeispiel können die Mikropins104 aus dem Substrat102 gebildet sein. Das heißt, es können verschiedene Ätzverfahren verwendet werden, um die Mikropins104 aus dem Substrat102 zu bilden, wie beispielsweise tiefes reaktives Ionenätzen (DRIE), Nassätzen, Feinstzerspanung, und dergleichen, aber nicht darauf beschränkt. Demgemäß können die Mikropins104 aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein, wie beispielsweise Silizium, aber nicht darauf beschränkt. Alternativ können die Mikropins104 auf dem Substrat102 gebildet und angeordnet sein. Das heißt, die Mikropins104 können aus einer Vielzahl von Materialien und Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise Metalle (z.B. Kupfer) und Feinstzerspanungsverfahren, aber nicht darauf beschränkt, und nachfolgend auf das Substrat aufgebracht werden. Zusätzlich kann das Substrat102 ein integriertes Schaltungs(IC)-Plättchen sein. Alternativ kann das Substrat102 thermisch mit einem IC-Plättchen verbunden sein. - Die thermische Energie (d.h. Wärme) von dem Substrat kann zu den Mikropins übertragen werden. Da in einem Ausführungsbeispiel die Mikropins
104 auf dem Substrat102 gebildet sind, können die Mikropins104 thermisch mit dem IC-Plättchen verbunden sein, und die Mikropins104 wiederum erleichtern eine Übertragung von Wärme zum Material in erheblichem Kontakt mit den Mikropins104 . Alternativ können die Mikropins104 thermisch mit dem Substrat verbunden sein, das wiederum thermisch mit einem IC-Plättchen verbunden sein kann. Das heißt, effektiv sind die Mikropins104 thermisch mit dem IC-Plättchen verbunden. -
2 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung von Mikropins gemäß einem Ausführungsbeispiel. In2 ist eine Seitenansicht eines Substrats202 gezeigt. Das Substrat202 kann aus einem geeigneten Material hergestellt sein, um eine Wärmeübertragung zu erleichtern, wie beispielsweise siliziumbasiertes Material und ein metallbasiertes Material (z.B. Silizium, Kupfer, usw.), aber nicht darauf beschränkt. Es können verschiedene Ätzverfahren auf das Substrat202 angewendet werden, wie beispielsweise DRIE, Nassätzen, Feinstzerspanung, und so weiter, aber nicht darauf beschränkt. Als ein Ergebnis des Ätzvorgangs kann eine Anzahl von Mikropins204 aus dem Substrat202 gebildet sein. - In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel kann zusammen mit den Mikropins
204 eine Seitenwand206 gebildet sein. Wie genauer beschrieben werden wird, vereinfacht in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Seitenwand206 ein wesentliches Einschließen der Mikropins204 innerhalb eine Einrichtung, um eine Wärmeabfuhr von einem integrierten Schaltungs(IC)-Plättchen zu erleichtern, und eine Bedeckung kann weiterhin das Einschließen der Mikropins204 vereinfachen. -
3 veranschaulicht eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. In3 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung300 veranschaulicht. Die Vorrichtung300 enthält ein Substrat302 und eine Anzahl von Mikropins304 ähnlich der in1a bis1b gezeigten Vorrichtung. Jedoch enthält, wie in3 veranschaulicht, die Vorrichtung300 eine zwischen den Mikropins304 und dem Substrat302 angeordnete Schnittstellenschicht306 . - Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schnittstellenschicht
306 aus einem Material sein, um eine strukturelle Unterstützung für die Mikropins304 zu bilden und eine thermische Verbindung zu erleichtern, wie beispielsweise einer Diamantschicht, aber nicht darauf beschränkt. Wie vorhergehend beschrieben, können die Mikropins304 aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein und demgemäß kann die Schnittstellenschicht eine strukturelle Unterstützung für die Mikropins304 ausbilden und eine thermische Verbindung (z.B. Wärmeübertragung) vom Substrat302 zu den Mikropins304 zu erleichtern. Hier kann das Substrat wieder ein IC-Plättchen oder ein Substrat sein, das thermisch mit einem IC-Plättchen verbunden sein kann. - In einem Ausführungsbeispiel kann die Schnittstellenschicht
306 aus einem lötbaren Material mit verschiedenen thermischen Eigenschaften hergestellt sein, wie beispielsweise Kupfer (Cu), Gold (Au), Nickel (Ni), Aluminium (Al), Titan (Ti), Tantal (Ta), Silber (Ag), Platin (Pt) und irgendeiner Kombination daraus, aber nicht darauf beschränkt. Demgemäß können in einem Ausführungsbeispiel die Mikropins304 aus einem Metallmaterial hergestellt sein, wie beispielsweise Kupfer, aber nicht darauf beschränkt. - Weiterhin Bezug nehmend auf
3 sollte für den Fachmann erkennbar sein, daß zusätzlich zum Schnittstellenmaterial306 verschiedene anhaftende Materialien (nicht gezeigt) zwischen den Mikropins304 und dem Substrat302 verwendet werden können. -
4 veranschaulicht eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. In4 ist eine Querschnittansicht der Vorrichtung mit einer Einrichtung400 veranschaulicht. Die Einrichtung400 enthält ein Substrat402 und eine Anzahl von Mikropins404 . Wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, bildet das Substrat402 eine Unterseite der Einrichtung400 . Zusätzlich enthält die Einrichtung400 eine Wand406 , die die Mikropins404 im Wesentlichen umgibt. Weiter ergibt eine über den Mikropins404 angeordnete Bedeckung408 , daß die Mikropins404 im Wesentlichen in der Einrichtung400 eingeschlossen sind. - Die Mikropins
404 und die Seitenwand406 können beide aus dem Substrat402 gebildet sein, wie vorhergehend in2 beschrieben. Die Bedeckung408 kann an den Mikropins404 mittels verschiedener Befestigungsverfahren befestigt sein, wie beispielsweise Löten, Kleben, anodisches Kleben, thermisches Druckkleben, und so weiter, aber nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann die Bedeckung aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise acrylbasiertem Material (z.B. Plexiglas® von Rohm & Haas Corporation of Philadelphia, PA), aber nicht darauf beschränkt. - Die Einrichtung
400 besitzt einen Einlaß410 und einen Auslaß412 . Wie genau beschrieben wird, erleichtern der Einlaß410 und der Auslaß412 einen Fluß von Material durch die Mikropins404 . Zusätzlich ist in4 eine Schnittstellenschicht414 zwischen der Bedeckung406 und den Mikropins404 gezeigt. Die Schnittstellenschicht414 kann irgendeine Art von Schicht sein, die eine Abdichtung zwischen der Bedeckung406 und den Mikropins404 erleichtern kann. Demgemäß kann die Schnittstellenschicht414 aus einem lötbaren Material, anhaftenden Material oder einer Kombination daraus sein. -
5 veranschaulicht eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. In5 ist eine Querschnittansicht einer Vorrichtung mit einer Einrichtung500 veranschaulicht. Die Einrichtung500 enthält ein Substrat502 und eine Anzahl von Mikropins504 . Wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, bildet das Substrat502 eine Unterseite der Einrichtung500 . Zusätzlich enthält die Einrichtung500 eine Wand506 , die die Mikropins504 im Wesentlichen umgibt, ähnlich der in4 gezeigten Einrichtung. Jedoch besitzt in dem in5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine Bedeckung508 die auf der Bedeckung508 gebildeten Mikropins504 . Hier sind wieder die Mikropins 504 im Wesentlichen in der Einrichtung500 eingeschlossen. - Die Einrichtung
500 besitzt einen Einlaß510 und einen Auslaß512 . Wie genau beschrieben wird, vereinfachen der Einlaß510 und der Auslaß512 einen Fluß von Material durch die Mikropins504 . Zusätzlich ist eine Schnittstellenschicht514 zwischen den Mikropins504 und dem Substrat502 gezeigt. Die Schnittstellenschicht514 kann irgendeine Art von Schicht sein, die eine Abdichtung zwischen den Mikropins504 und dem Substrat502 erleichtert. Demgemäß kann die Schnittstellenschicht514 aus einem lötbaren Material, anhaftenden Material oder einer Kombination daraus sein. - Wie vorhergehend erwähnt, kann die Bedeckung
508 mit den Mikropins504 aus irgendeinem Material sein, wie beispielsweise Silizium und Metall, aber nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel die Bedeckung508 mit den Mikropins504 wie in2 beschrieben ausgebildet werden (d.h. verschiedene Ätzverfahren). - In den
1 bis5 kann die Anzahl von Mikropins in dem pixelährilichen Muster angeordnet sein, wie in1b gezeigt. Zusätzlich kann, wie vorhergehend beschrieben, das Substrat ein IC-Plättchen sein. Alternativ kann das Substrat ein Substrat sein, das thermisch mit einem IC-Plättchen verbunden ist. Es sollte für den Fachmann erkennbar sein, daß das Substrat und die Mikropins thermisch über verschiedene thermische Schnittstellenmaterialien (TIMs) verbunden sein können. - In einem Ausführungsbeispiel kann jeder der Mikropins die folgenden ungefähren Gesamtausmaße besitzen: 50 Mikrometer breit, 50 Mikrometer dick und 300 Mikrometer hoch. Gemäß
1b kann in einer beispielhaften Anordnung der Abstand ungefähr 50 Mikrometer betragen und das Substrat kann ungefähre Ausmaße von 1 Zentimeter mal 1 Zentimeter besitzen. Demgemäß kann in der beispielhaften Anordnung die Anzahl von Pins ungefähr 10000 Mikropins betragen. - Verschiedene thermische und mechanische Erwägungen können einen Auswirkung auf das für die Schnittstellenschicht und/oder die anhaftende Schicht (nicht gezeigt) verwendete Material haben. Beispielsweise können thermische Erwägungen Erwägungen des thermischen Ausdehnungskoeffizienten(CTE), der thermischen Leitfähigkeit und dergleichen enthalten. Einige mechanische Erwägungen können Belastbarkeit, Stärke und dergleichen enthalten. Weiter können die Mikropins
104 in verschiedenen Ausführungsbeispielen irgendeine Art von Form besitzen, wie beispielsweise eine einfache geometrische Form und eine komplexe geometrische Form, aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Mikropins104 zylindrisch, rechteckig, usw. sein, einschließlich Formen ohne Symmetrie. - Die
6a bis6b veranschaulichen eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. In6a ist eine Querschnittansicht eine elektronischen Systems600 mit Vorrichtungen veranschaulicht, die repräsentativ für die in den1 bis5 gezeigten Vorrichtungen mit Mikropins602 sein können. Das elektronische System600 ist mit direkt auf der Oberseite eines IC-Plättchens604 angeordneten Mikropins gezeigt (d.h. die Mikropins602 sind thermisch mit dem IC-Plättchen604 verbunden). Das IC-Plättchen604 kann über eine Anzahl von Lothöckern608 mit einem Substrat606 elektrisch verbunden sein. Das Substrat606 kann über Lotkugeln612 mit einer Verdrahtungsleiterplatte610 elektrisch verbunden werden. Demgemäß kann durch das IC-Plättchen604 erzeugte Wärme zu den Mikropins602 übertragen werden. - Nun zu
6b zukehrend, ist in6b eine Querschnittansicht eines elektronischen Systems620 mit einer Vorrichtung620 gezeigt, die repräsentative für die in den1 bis5 gezeigten Vorrichtungen mit Mikropins602 ist. In6b sind die Mikropins602 thermisch mit einem Substrat622 verbunden gezeigt, das wiederum thermisch mit einem IC-Plättchen624 verbunden ist. Wie in6 gezeigt, kann eine Schnittstellenschicht626 zwischen dem Substrat622 und dem IC-Plättchen624 angeordnet sein. Wie vorstehend erwähnt, kann die Schnittstellenschicht626 eine TIM sein, die eine thermische Verbindung des Substrats622 mit dem IC-Plättchen626 erleichtert, wodurch eine Wärmeübertragung vom IC-Plättchen626 zu den Mikropins602 erleichtert ist. - Weiterhin auf
6b bezugnehmend ist die Vorrichtung620 thermisch mit dem IC-Plättchen622 verbunden gezeigt. Das IC-Plättchen kann über Lothöcker608 mit dem Substrat606 elektrisch verbunden sein. Das Substrat606 kann über Lotkugeln612 elektrisch mit der Verdrahtungsleiterplatte610 verbunden sein. Hier kann wieder die durch das IC-Plättchen622 erzeugte Wärme zu den Mikropins602 übertragen werden, da effektiv die Mikropins602 mit dem IC-Plättchen622 thermisch verbunden sein können. - Wie in den
6a bis6b gezeigt, sind die Mikropins602 im Wesentlichen in der Einrichtung600 &620 eingeschlossen. Wie jedoch vorhergehend beschrieben, müssen die Mikropins602 nicht im Wesentlichen eingeschlossen sein (siehe1 bis3 ). Zusätzlich kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Verdrahtungsleiterplatte610 verschiedene mit ihr elektrisch verbundene Einrichtungen besitzen, wie beispielsweise eine Speichereinrichtung (z.B. eine Flash-Speichereinrichtung), aber nicht aus diese beschränkt. - Die
7a bis7b veranschaulichen eine thermische Mikropinlösung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. In7a ist eine Draufsicht einer Vorrichtung700 gezeigt, die repräsentativ für die in den4 bis6 gezeigten Vorrichtungen ist. Demgemäß besitzt die Vorrichtung die Anzahl von Mikropins404 &504 , die im Wesentlichen in der Einrichtung400 &500 eingeschlossen sind. Zusätzlich besitzt die Einrichtung400 &500 den Einlaß410 &510 und den Auslaß412 &512 . Wie gezeigt, sind die Mikropins404 &504 in dem pixelähnlichen Muster angeordnet, wie vorstehend beschrieben. - Nun bezugnehmend auf
7b kann die Vorrichtung700 in einem Wärmetauschersystem enthalten sein. In7b ist eine vereinfachte Ansicht eines Wärmetauschersystems720 gezeigt. Das Wärmetauschersystem720 enthält die Vorrichtung700 , eine Pumpe722 und einen Wärmetauscher724 . - Wie vorhergehend beschrieben, besitzt die Vorrichtung
700 den Einlaß410 &510 und den Auslaß412 &512 . Die Pumpe722 besitzt einen Einlaß726 und einen Auslaß728 . Der Wärmetauscher724 besitzt einen Einlaß730 und einen Auslaß732 . Wie in7 gezeigt, kann der Auslaß der Pumpe728 mit dem Einlaß410 &510 der Vorrichtung700 (d.h. der Einrichtung) verbunden sein, um eine Übertragung von Material zu erleichtern (d.h. materialübertragbar verbunden). Der Einlaß726 der Pumpe728 kann materialübertragbar mit dem Auslaß732 des Wärmetauschers724 verbunden sein. Der Auslaß412 &512 kann materialübertragbar mit dem Einlaß730 des Wärmetauschers724 verbunden sein. - Wie in
7b gezeigt, kann ein Material, wie beispielsweise flüssiges Wasser, aber nicht darauf beschränkt, zu der Vorrichtung700 gepumpt werden. Die thermisch mit einem IC-Plättchen verbundenen Mikropins erleichtern eine Wärmeübertragung zum flüssigen Wasser. Wenn mehr Wärme zum flüssigen Wasser übertragen wird, kann das flüssige Wasser Dampf werden. Weiter erleichtert, da verschiedene Bereiche des IC-Plättchens verschiedene Mengen von Wärme erzeugen, eine Verwendung von Mikropins und die Weise, in die die Mikropins angeordnet sind, eine einheitliche Kühlung des IC-Plättchens. - Die Pumpe
722 und der Wärmetauscher724 können irgendeine Art Pumpe und Wärmetauscher sein, wie beispielsweise eine elektroosmotische Pumpe, aber nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann das für das Wärmetauschersystem720 verwendete Material irgendein Material, wie beispielsweise Flüssigkeit, Gas oder Nanapartikel sein, aber ist nicht darauf beschränkt. - Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel gemäß
7b führt die Pumpe722 Material zur Vorrichtung700 zu. Die Vorrichtung erleichtert eine Abfuhr von Wärme von einem IC-Plättchen, wie vorstehend beschrieben. Der Wärmetauscher724 empfängt das erwärmte Material und entfernt die Wärme zu einer anderen (nicht gezeigten) Wärmesenke. Es ist erkennbar, daß verschiedene Komponenten des Wärmetauschersystems720 nicht gezeigt sind, um die Ausführungsbeispiele der Erfindung nicht unklar zu machen. Beispielsweise gibt es verschiedene Ventile, Abdichtungen, und so weiter. - Nachdem die Prinzipien der Erfindung unter Bezugnahme auf die veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschrieben und veranschaulicht wurden, ist erkennbar, daß die veranschaulichten Ausführungsbeispiele in der Anordnung und Einzelheiten modifiziert werden können, ohne von derartigen Prinzipien abzuweichen. Obwohl die vorstehenden Diskussion sich auf bestimmte Ausführungsbeispiele fokussierte, werden andere Konfigurationen in Erwägung gezogen. Insbesondere, auch, wenn hier Ausdrücke wie „in einem Ausführungsbeispiel", „in einem anderen Ausführungsbeispiel" oder dergleichen verwendet werden, bedeuten diese Ausdrücke einen allgemeinen Bezug auf Ausführungsbeispielkonfigurationen und sind nicht als Einschränkung der Erfindung auf bestimmte Ausführungsbeispielkonfigurationen beabsichtigt. In der Verwendung hier können sich diese Begriffe auf dieselben oder verschiedene Ausführungsbeispiele beziehen, die in anderen Ausführungsbeispielen kombinierbar sind.
- Somit kann aus der vorstehenden Beschreibung ersehen werden, daß eine neue Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung beschrieben wurde.
- Die vorstehende Beschreibung veranschaulichter Ausführungsbeispiele der Erfindung einschließlich der Zusammenfassung soll nicht vollständig oder zur Einschränkung der Erfindung auf bestimmte offenbarte Formen sein. Während bestimmte Ausführungsbeispiele und Beispiele für die Erfindung hier zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben sind, sind verschiedene äquivalente Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich, wie der Fachmann erkennen wird. Somit ist die Beschreibung als veranschaulichend und nicht die Erfindung beschränkend zu betrachten.
- Demzufolge soll angesichts der bereiten Auswahl an Abwandlungen für hier beschriebene Ausführungsbeispiele diese genaue Beschreibung nur veranschaulichend sein und nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend genommen werden. Was als die Erfindung beansprucht ist, sind daher alle derartigen Modifikationen, die in den Schutzumfang und Gedanken der folgenden Ansprüche und Äquivalente dazu fallen.
- Zusammenfassung:
- Es ist eine Vorrichtung einschließlich einer thermischen Mikropinlösung beschrieben. Die Vorrichtung umfaßt ein Substrat und eine Anzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins. Die Mikropins sind in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat angeordnet.
Claims (35)
- Vorrichtung mit: – einem Substrat; und – einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über dem Substrat angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von aus dem Substrat gebildeten Mikropins umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein integriertes Schaltungs(IC)-Plättchen umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von mit einer Schnittstellenschicht verbundenen Mikropins umfaßt, wobei die Schnittstellenschicht thermisch mit dem Substrat verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Schnittstellenschicht eine Diamantschicht umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Schnittstellenschicht eine lötbare Schicht umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die lötbare Schicht eine aus zumindest einem von Kupfer (Cu), Gold (Au), Nickel (Ni), Aluminium (Al), Titan (Ti), Tantal (Ta), Silber (Ag) und Platin (Pt) gebildete lötbare Schicht umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Einrichtung eingeschlossenen Mikropins umfaßt, wobei die Einrichtung eine über der Vielzahl von Mikropins angeordnete Bedeckung besitzt.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung weiterhin einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin mit einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von im Wesentlichen in der Einrichtung eingeschlossenen Mikropins umfaßt, wobei die Einrichtung eine Bedeckung mit der darauf gebildeten Vielzahl von Mikropins enthält.
- Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung weiterhin einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 12, weiterhin mit einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Vielzahl von Mikropins einen Mikropin mit einer primitiven geometrischen Form umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Vielzahl von Mikropins einen Mikropin mit einer komplexen geometrischen Form umfaßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von Mikropins umfaßt, die zur Erleichterung eines Materialflusses über die Vielzahl von Mikropins in zumindest zwei Richtungen angeordnet sind.
- Wärmetauschersystem mit: – einer Einrichtung mit einem Einlaß und einem Auslaß, mit: * einem Substrat, und * einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen und in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat angeordneten Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins zur Vereinfachung eines Materialflusses über die Vielzahl von Mikropins in zumindest zwei Richtungen angeordnet ist; – einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß der Pumpe materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist; und – einem Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei der Einlaß des Wärmetauschers materialübertragbar mit dem Auslaß der Einrichtung verbunden ist und der Auslaß des Wärmetauschers materialübertragbar mit dem Einlaß der Pumpe verbunden ist.
- Wärmetauschersystem nach Anspruch 17, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von aus dem Substrat gebildeten Mikropins umfaßt.
- Wärmetauschersystem nach Anspruch 17, weiterhin mit einem mit der Vielzahl von Mikropins thermisch verbundenen integrierten Schaltungs(IC)-Plättchen.
- Wärmetauschersystem nach Anspruch 17, wobei die Einrichtung eine die Vielzahl von Mikropins im Wesentlichen einschließende Einrichtung umfaßt, wobei die Einrichtung eine über der Vielzahl von Mikropins angeordnete Bedeckung besitzt.
- Wärmetauschersystem nach Anspruch 17, wobei die Einrichtung eine die Vielzahl von Mikropins im Wesentlichen einschließende Einrichtung umfaßt, wobei die Einrichtung eine Bedeckung mit der darauf gebildeten Vielzahl von Mikropins enthält.
- Elektronisches System mit: – einem Substrat, wobei das Substrat thermisch mit einem integrierten Schaltungs(IC)-Plättchen verbunden ist; – einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat angeordnet ist; – einer elektrisch mit dem IC-Plättchen verbundenen Verdrahtungsleiterplatte; und – einer elektrisch mit der Verdrahtungsleiterplatte verbundenen Speichereinrichtung.
- Elektronisches System nach Anspruch 22, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von aus dem Substrat gebildeten Mikropins umfaßt.
- Elektronisches System nach Anspruch 22, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Einrichtung eingeschlossenen Mikropins umfaßt, wobei die Einrichtung eine über der Vielzahl von Mikropins angeordnete Abdeckung besitzt.
- Elektronisches System nach Anspruch 24, wobei die Einrichtung weiterhin einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt.
- Elektronisches System nach Anspruch 25, weiterhin mit einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist.
- Elektronisches System nach Anspruch 22, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Einrichtung eingeschlossenen Mikropins umfaßt, wobei die Einrichtung eine Abdeckung mit der Vielzahl von darauf gebildeten Mikropins enthält.
- Elektronisches System nach Anspruch 27, wobei die Einrichtung weiterhin einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt.
- Elektronisches System nach Anspruch 28, weiterhin mit einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist.
- Elektronisches System nach Anspruch 22, wobei die Speichereinrichtung eine Flash-Speichereinrichtung umfaßt.
- Elektronisches System mit: – einem Substrat, wobei das Substrat thermisch mit einem integrierten Schaltungs(IC)-Plättchen verbunden ist; – einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen und im Wesentlichen in einer Einrichtung eingeschlossenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins zur Vereinfachung eines Materialflusses über die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat angeordnet ist, wobei die Einrichtung einen Einlaß und einen Auslaß besitzt. – einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß der Pumpe materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist; – einem Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei der Einlaß des Wärmetauschers materialübertragbar mit dem Auslaß der Einrichtung verbunden ist, und der Auslaß des Wärmetauschers materialübertragbar mit dem Einlaß der Pumpe verbunden ist. – einer elektrisch mit dem Substrat verbundenen Verdrahtungsleiterplatte; und – einer mit der Verdrahtungsleiterplatte elektrisch verbundenen Speichereinrichtung.
- Elektronisches System nach Anspruch 31, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von aus dem Substrat gebildeten Mikropins umfaßt.
- Elektronisches System nach Anspruch 31, wobei die Einrichtung eine Einrichtung mit einer über der Vielzahl von Mikropins angeordneten Bedeckung umfaßt.
- Elektronisches System nach Anspruch 31, wobei die Einrichtung eine Einrichtung mit einer Bedeckung umfaßt, wobei die Bedeckung die Vielzahl von Mikropins darauf gebildet besitzt.
- Elektronisches System nach Anspruch 31, wobei die Speichereinrichtung eine Flash-Speichereinrichtung umfaßt.
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