DE112005000672T5 - Kühlen eines Chips mit integrierter Schaltung mit Kühlflüssigkeit in einem Mikrokanal und eine thermoelektrischer Dünnfilm-Kühlvorrichtung im Mikrokanal - Google Patents

Kühlen eines Chips mit integrierter Schaltung mit Kühlflüssigkeit in einem Mikrokanal und eine thermoelektrischer Dünnfilm-Kühlvorrichtung im Mikrokanal Download PDF

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Abstract

Vorrichtung, die folgendes umfaßt:
einen Chip mit integrierter Schaltung (IC-Chip) mit einer Vorderfläche, auf der eine integrierte Schaltung ausgebildet ist, und einer Rückfläche, die auf der entgegengesetzten Seite der Vorderfläche liegt;
ein Element, welches mindestens einen Mikrokanal auf der Rückfläche des IC-Chips definiert, wobei der Mikrokanal den Durchfluß eines Kühlmittels ermöglicht; und
mindestens eine thermoelektrische Dünnfilmvorrichtung (TFTEC-Vorrichtung) in mindestens einem Mikrokanal.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Mit zunehmender Komplexität und Betriebsgeschwindigkeit von Mikroprozessoren steigt die Wärme, die während des Betriebs in den Mikroprozessoren erzeugt wird, und auch die an Kühlsysteme für Mikroprozessoren gestellten Anforderungen nehmen zu. Ein besonderes Problem bereiten die sogenannten „Hotspots" („heiße Stellen"), an denen Schaltungselemente an einem lokalen Ort auf dem Mikroprozessorchip die Temperatur in den Bereich über die Durchschnittstemperatur auf dem Chip erhöhen. Somit reicht es nicht immer aus, die Durchschnittstemperatur des Chips unter einer Sollhöhe zu halten, da übermäßiges Erhitzen an den Hotspots zu punktbezogenen Störungen der Vorrichtungen führen kann, obwohl das Kühlungsziel insgesamt erfüllt wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische von der Seite gesehene Teilquerschnittsansicht eines Chips mit integrierter Schaltung (IC-Chip) mit einem Abschnitt eines Kühlsystems und eines Gehäuses für den Chip gemäß einiger Ausführungsformen.
  • 2 ist eine schematische von oben gesehene Teilquerschnittsansicht entlang Linie II-II in 1.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, in dem der Chip von 1 mit zusätzlichen Komponenten des Kühlsystems für den Chip dargestellt ist.
  • 4 ist eine Ansicht ähnlich der Ansicht in 1, in der der IC-Chip und ein Abschnitt des Kühlsystems und Chipgehäuses gemäß einiger anderer Ausführungsformen dargestellt ist.
  • 5 ist eine Ansicht ähnlich der Ansicht in 1 und 4, in der der IC-Chip und ein Abschnitt des Kühlsystems und Chipgehäuses gemäß einiger weiterer Ausführungsformen dargestellt ist.
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems, welches einen beispielhaften IC-Chip enthält, der mit einem Kühlsystem der in 1–5 dargestellten Art verknüpft ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 ist eine schematische von der Seite gesehene Teilquerschnittsansicht eines Chips mit integrierter Schaltung (IC-Chip) 10 mit einem Abschnitt eines Kühlsystems und einem Chipgehäusesubstrat 14, wie in einigen Ausführungsformen vorgesehen. Zur Vereinfachung der Zeichnung wurden verschiedene Einzelheiten des Chipgehäuses weggelassen.
  • 2 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht des IC-Chips und des Kühlsystems, die als Draufsicht entlang Linie II-II in 1 dargestellt ist. Sowohl 1 als auch 2 zeigen vereinfachte beispielhafte Kühlsystemkomponenten, in der Praxis könnten die Kühlsystemkomponenten jedoch eine sehr viel kompliziertere Anordnung als in den Zeichnungen dargestellt aufweisen. Die Zeichnungen in dieser Spezifikation sind allgemein maßstäblich nicht korrekt.
  • Mit Bezug auf 1 ist der IC-Chip 10 auf dem Chipgehäusesubstrat 14 in konventioneller Weise als „Flip-Chip" angeordnet. Der IC-Chip 10 kann aus einem konventionellem Halbleitermaterial wie Silizium gebildet sein. Der IC-Chip 10 hat eine Vorderfläche 16, auf der eine integrierte Schaltung 18 (zum Beispiel ein Mikroprozessor) geformt ist. Die integrierte Schaltung 18 ist durch Chip-Bumps 20 direkt mit dem Gehäusesubstrat 14 gekoppelt. (Im Substrat 14 vorhandene Leiterbahnen usw., an die die integrierte Schaltung 18 durch die Chip-Bumps 20 gekoppelt ist, sind nicht separat dargestellt. Auch „Landslide"-Bumps auf dem Gehäusesubstrat 14 wurden in der Zeichnung weggelassen. Die Chip-Bumps 20 können zahlreicher als in 1 dargestellt sein.)
  • Der IC-Chip 10 weist ferner eine Rückfläche 22 auf, die auf der entgegengesetzten Seite von der Vorderfläche des IC-Chips 10 liegt. Ein Mikrokanalelement 24 ist durch Bonding-Material 26 an die Rückfläche 22 des IC-Chips 10 angeschlossen. In der Vorderseite 29 des Mikrokanalelements 24 sind Rillen 28 ausgebildet, die Mikrokanäle 30 im Mikrokanalelement 24 definie ren. Die Vorderseite 29 des Mikrokanalelements 24 weist zur Rückfläche 22 des IC-Chips 10. Es ist zu sehen, daß die Rillen 28 des Mikrokanalelements 24 zusammen mit der Rückfläche 22 des IC-Chips 10 die Mikrokanäle 30 definieren, wobei die Rückfläche 22 den Boden der Mikrokanäle 30 bildet. In einigen Ausführungsformen können die Rillen 28 einen rechteckigen Querschnitt (wie in der Zeichnung dargestellt) aufweisen, es sind aber auch andere Querschnittsformen möglich. In einigen Ausführungsformen können die Mikrokanäle 30 eine Höhe (Abstand zwischen der Rückfläche 22 des IC-Chips 10 und der Decke der Rille 28) von ca. 300 μm und eine Breite (Abstand zwischen den beiden Seitenwänden 34 und 36 der Rille 28) von ca. 200 μm aufweisen, es sind aber auch andere Abmessungen der Mikrokanäle 30 möglich. In einer praktischen Ausführungsform kann die Anzahl der Mikrokanäle bedeutend größer sein als die relativ wenigen Mikrokanäle, die in der Zeichnung dargestellt sind.
  • In manchen Ausführungsformen könnte das Mikrokanalelement 24 ein Wärmeverteiler wie zum Beispiel ein integrierter Wärmeverteiler sein (HIS – Integrated Heat Spreader), der aus Aluminium oder Kupfer gebildet ist, und der gemäß konventioneller Praktiken vorgesehen werden kann, nur daß zusätzlich Rillen 28 vorhanden sind. In anderen Ausführungsformen kann das Element 24 auch kein Wärmeverteiler sein, ist aber dennoch aus Kupfer oder Aluminium oder auch aus Silizium gebildet. Die Rillen 28 können in dem Element 24 mittels eines lithografischen Prozesses oder durch Mikrobearbeitung ausgebildet sein. Das Anbringen des Elements 24 an der Rückfläche 22 des IC-Chips 10 kann mittels Gold erfolgen, oder mittels Löten oder einer anderen geeigneten Technik, wie zum Beispiel Wärmekompressions-Bonding. In Anbetracht dessen, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgenau sind, könnte das Element 24 (egal ob es ein Wärmeverteiler ist oder nicht) wesentlich dicker als die Höhe der Mikrokanäle 30 sein, und die Mikrokanäle könnten sehr viel schmäler sein, als sie in den Zeichnungen aussehen.
  • Die Mikrokanäle sind vorgesehen, um einem Kühlmittel (nicht dargestellt) den Durchfluß durch die Kanäle 30 zu ermöglichen. In manchen Ausführungsformen kann das Kühlmittel entionisiertes Wasser sein. Der Fluß des Kühlmittels durch die Mikrokanäle 30 ist schematisch in 2 durch Pfeile 38 dargestellt. (Es versteht sich, daß Kühlmittel durch einen Mikrokanal 30 fließen kann, auch wenn in dem jeweiligen Kanal kein Pfeil 38 dargestellt ist.)
  • Es wird darauf hingewiesen, daß die Art, wie die Mikrokanäle in 1 definiert sind, im Gegensatz zu einer früher vorgeschlagenen Praktik steht, bei der die Mikrokanäle durch Lithografie oder dergleichen direkt auf der Rückfläche des IC-Chips ausgebildet werden.
  • Die Mikrokanäle 30 müssen nicht alle geradlinig sein und parallel zu einander verlaufen.
  • Bezugnehmend auf 1 und 2 umfaßt das Kühlsystem 12 außer den Mikrokanälen 30 auch thermoelektrische Dünnfilm-Kühlvorrichtungen 40 (TFTEC). Die TFTEC-Vorrichtungen 40 sind auf der Rückfläche 22 des IC-Chips 10 ausgebildet und in mindestens einigen der Mikrokanäle 40 vorgesehen. An den Enden der TFTEC-Vorrichtungen 40 sind Endpunkte 42 (in 2 zu sehen) vorgesehen. Außer wie schematisch bei 46 in 2 angedeutet, sind aus Gründen der Klarheit keine Stromzuführungsleitungen zum Antrieb der TFTEC-Vorrichtungen 40 dargestellt. Solche Leitungen sind jedoch vorhanden und können auf der Rückfläche 22 des IC-Chips 10 an den Endpunkten 42 ausgebildet sein. Um elektrische Kurzschlüsse zu vermeiden, können die Leitungen vom Kühlmittel dadurch isoliert sein, daß sie mit einer Isolierschicht wie Siliziumoxid (nicht dargestellt) beschichtet werden. Zusätzlich oder als Alternative kann das Kühlmittel ein Dielektrikum oder entionisiertes Wasser sein.
  • In manchen Ausführungsformen können zwei oder mehr TFTEC-Vorrichtungen 40 als vertikaler Stapel ausgebildet sein. Zum Beispiel kann, wie in 1 und 2 bei 46 dargestellt, ein übereinander gestapeltes Paar von TFTEC-Vorrichtungen 40 vorgesehen sein. Wie in 2 zu sehen ist, müssen die beiden TFTEC-Vorrichtungen 40 eines übereinander gestapelten Paares nicht den gleichen Endpunkt aufweisen (coterminous).
  • In manchen Ausführungsformen kann jede TFTEC-Vorrichtung 40 eine Dicke von ca. 5 μm, eine Breite im Bereich von 5 bis 50 μm und eine Länge im Bereich von 5 bis 50 μm aufweisen. (Wiederum sei darauf hingewiesen, daß die Zeichnungen nicht maßstabsgenau sind). Wenn man daher davon ausgeht, daß die Mikrokanäle 30 eine Höhe von Hunderten von Mikrometern aufweisen, hat die Anwesenheit der TFTEC-Vorrichtungen 40 keinen signifikanten Einfluß auf den Fluß des Kühlmittels durch die Mikrokanäle. In manchen Ausführungsformen können die TFTEC-Vorrichtungen 40 aus einem Material wie Silizium-Germanium-Übergitter (Superlattice) oder Beryllium-Tellurid (Be2Te3) geformt sein.
  • Wie in den Zeichnungen dargestellt, könnten die TFTEC-Vorrichtungen 40 bei manchen Ausführungsformen in manchen aber nicht in allen Mikrokanälen 30 vorhanden sein. Insbesondere könnten die TFTEC-Vorrichtungen 40 an spezifischen Orten, die Hotspots sein können, auf dem IC-Chip 10 vorgesehen sein. In anderen Ausführungsformen sind TFTEC-Vorrichtungen 40 in allen Mikrokanälen 30 vorhanden. Wo die Kühlung sehr wichtig ist, können die TFTEC-Vorrichtungen 40 aufeinander gestapelt sein.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, in dem der IC-Chip 10 sowie zusätzliche Komponenten des Kühlsystems 12 dargestellt sind. Zum Zwecke der Veranschaulichung sind die Mikrokanäle 30 und die TFTEC-Vorrichtungen 40 als separate Blöcke mit gestrichelten Linien dargestellt, obwohl in der Praxis die TFTEC-Vorrichtungen 40 in den Mikrokanälen 30 liegen.
  • Wie in 3 veranschaulicht, beinhaltet das Kühlsystem 12 ein Kühlmittelumlaufsystem 48 zur Zufuhr des Kühlmittels zu den Mikrokanälen 30. Das Kühlmittelumlaufsystem 48 könnte über einen oder mehrere Kühlmittelzulaufkanäle 50 und einen oder mehrere Kühlmittelrücklaufkanäle mit den Mikrokanälen 30 in Fluidverbindung stehen. Obwohl nicht separat dargestellt, kann eine Pumpe und ein Wärmetauscher, die entfernt vom Chip 10 angeordnet sind, in das Kühlmittelumlaufsystem 48 aufgenommen werden.
  • Das Kühlsystems 12 beinhaltet ferner eine Antriebsschaltung 54, die an die TFTEC-Vorrichtungen 40 gekoppelt ist, um die TFTEC-Vorrichtungen 40 mit elektrischem Strom zu versorgen. In manchen Ausführungsformen kann die Antriebsschaltung 54 auf dem Gehäuse für den IC-Chip 10 montiert sein. (In den Zeichnungen ist nur das Gehäusesubstrat 14 dargestellt.) In manchen Ausführungsformen könnte die Antriebsschaltung 54 auch die intregrierte Schaltung 18 (1) mit elektrischem Strom versorgen. In anderen Worten, die integrierte Schaltung 18 und die TFTEC-Vorrichtungen 40 könnten sich die Stromversorgung in manchen Ausführungsformen teilen.
  • Bezugnehmend auf 4 ist in manchen Ausführungsformen eine zweite Lage 56 von Mikrokanälen 30 über der ersten Lage 58 von Mikrokanälen 30 in einem Kühlsystem 12a vorgesehen. In den in 4 dargestellten Ausführungsformen ist das Mikrokanalelement 24 sehr viel dicker als die Höhe der Mikrokanäle 30 der ersten Lage 58 und ist zwischen dem IC-Chip 10 und dem Wärmeverteiler 60 (oder einem anderen Element) angeordnet. In diesen Ausführungsformen sind die Mikrokanäle der ersten Lage 58 durch die Rückfläche 22 des IC-Chips 10 und durch die Rillen 28 im Mikrokanalelement 24 definiert; und die Mikrokanäle der zweiten Lage 56 sind durch die Rückfläche 62 des Mikrokanalelements 24 und die Rillen 28 im Wärmeverteiler 60 definiert. In diesen Ausführungsformen ist der Boden der Mikrokanäle der zweiten Lage 56 durch die Rückfläche 62 des Mikrokanalelements 24 definiert.
  • Auch hier kann das Mikrokanalelement 24 in manchen Ausführungsformen aus Kupfer, Aluminium oder Silizium hergestellt sein. Der Wärmeverteiler 60 kann zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium hergestellt sein. Der Wärmeverteiler 60 kann eine Dicke aufweisen, die wesentlich größer als die Höhe der Mikrokanäle der zweiten Lage 56 ist. In manchen Ausführungsformen kann die Höhe der Mikrokanäle der zweiten Lage 56 im wesentlichen die gleiche (zum Beispiel 300 μm) wie die Höhe der Mikrokanäle der ersten Lage 58 sein.
  • In anderen Ausführungsformen, in denen zwei Lagen von Mikrokanälen vorgesehen sind, wie in 5 veranschaulicht, hat ein Mikrokanalelement 24a Rillen 28, die nach unten weisen, und Rillen 64, die nach oben weisen. In diesen Ausführungsformen beinhaltet das Kühlsystem 12b eine erste Lage 58 von Mikrokanälen und eine zweite Lage 56a von Mikrokanälen. Das Mikrokanalelement 24a ist zwischen einem Wärmeverteiler 60a und der Rückfläche 22 des IC-Chips 10 angeordnet. Wie in der Ausführungsform von 4 sind die Mikrokanäle der ersten Lage durch die Rückfläche 22 des IC-Chips 10 und durch die nach unten weisenden Rillen 28 im Mikrokanalelement 24 definiert, aber die Mikrokanäle der zweiten Lage 56a von 5 sind durch die Vorderfläche 66 des Wärmeverteilers 60a und durch die nach oben weisenden Rillen 64 im Mikrokanalelement 24a definiert. In diesen Ausführungsformen ist die Decke der Mikrokanäle der zweiten Lage 56a durch die Vorderfläche 66 des Wärmeverteilers 60a definiert.
  • Die Kühlsysteme 12a und 12b könnten weitgehend das gleiche Kühlmittelumlaufsystem und die gleiche Antriebsschaltung wie das Kühlsystem 12 von 1-3 aufweisen.
  • Wenn das Kühlmittelsystem 12, 12a oder 12b im Betrieb ist, fließt das vom Kühlmittelumlaufsystem 48 (3) zugeführte Kühlmittel (nicht dargestellt) durch die Mikrokanäle 30 auf oder oberhalb der Rückfläche des IC-Chips 10, um die Kühlung des IC-Chips 10 zu unterstützen. In manchen Ausführungsformen wird das Kühlmittel mit zwei Phasen – Flüssigkeit und Dampf – betrieben. Das heißt, in manchen Ausführungsformen befindet sich mindestens ein Teil des Kühlmittels im gasförmigen Zustand. In anderen Ausführungsformen ist das Kühlmittel einphasig – das heißt in jedem Fall flüssig. In manchen Ausführungsformen wird der zweiphasige Betrieb in Verbindung mit einer einzelnen Lage von Mikrokanälen verwendet. In anderen Ausführungsformen wird der einphasige Betrieb in Verbindung mit zwei oder mehr Lagen von Mikrokanälen verwendet. In jedem Fall kann der Wärmedurchlaßwiderstand des Kühlsystems sehr gering sein. In wiederum anderen Ausführungsformen wird der einphasige Betrieb in Verbindung mit einer einzelnen Lage von Mikrokanälen verwendet.
  • Ferner wird der IC-Chip im Rahmen des Betriebs des Kühlsystems 12, 12a, 12b durch den Betrieb der TFTEC-Vorrichtungen 40 gekühlt, die in der Rückfläche des IC-Chips ausgebildet sind. Die Anwesenheit der TFTEC-Vorrichtungen könnte die Auswirkungen von Hotspots auf den IC-Chip mildern, die auf lokale Eigenschaften der integrierten Schaltung 18 zurückzuführen sind. Ferner kann das auf der Oberseite (der „heißen Seite") der TFTEC-Vorrichtungen fließende Kühlmittel die Wirksamkeit der TFTEC-Vorrichtungen verbessern, indem es zur Abführung der von den TFTEC-Vorrichtungen geführten Wärme vom IC-Chip beiträgt. Die Kombination des in den Mikrokanälen fließenden Kühlmittels und der Betrieb der TFTEC-Vorrichtungen kann zur Erzielung einer niedrigeren Durchschnittstemperatur, als durch konventionelle Kühlungsarrangements erzielbar ist, für den IC-Chip beitragen.
  • Die hier beschriebenen Kühlsysteme, die sowohl Mikrokanäle auf der und/oder angrenzend an die Rückfläche des IC-Chips als auch TFTEC-Vorrichtungen auf der Rückfläche des IC-Chips in mindestens einigen der Mikrokanäle beinhalten, können sowohl auf konventionelle Flip-Chipmontierte Chips als auch auf sogenannte „Thin Die Thin TIM" IC-Gehäuse anwendbar sein, wobei TIM sich auf „Thermal Interface Material" („Wärmeschnittstellenmaterial") bezieht.
  • Wie oben erwähnt, kann in manchen Ausführungsformen die integrierte Schaltung 18, die auf der Vorderfläche des IC-Chips 10 ausgebildet ist, ein Mikroprozessor sein. 6 ist ein Blockdiagramm eines Systems 100, in welches ein solcher Chip 10 eingebaut ist. Obwohl in 6 nicht separat dargestellt, könnte ein Kühlsystem 12, wie oben offenbart (oder ein Kühlsystem 12a oder 12b) mit dem IC-Chip 10 verknüpft sein.
  • In 6 beinhaltet der Chip 10 viele Unterblöcke, wie zum Beispiel ALU 104 (arithmetische Logikeinheit) und On-Die-Cache 106. Der Mikroprozessor auf Chip 10 kann auch mit anderen Cache-Ebenen kommunizieren, wie zum Beispiel dem Off-Die-Cache 108. Höhere Speicherhierarchieebenen, wie der Systemspeicher 110, ermöglichen den Zugriff über Host-Bus 112 und Chipsatz 114. Außerdem können andere funktionelle Off-Die-Einheiten, wie Grafikbeschleuniger 116 und Netzwerkschnittstellen-Controller 118 (NIC), um nur einige zu nennen, mit dem Mikroprozesser auf Chip 10 über entsprechende Busse oder Ports kommunizieren.
  • Die hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen dienen lediglich der Veranschaulichung. Die hier beschriebenen verschiedenen Merkmale müssen nicht alle zusammen eingesetzt werden, und jedes beliebigen oder mehrere dieser Merkmale könnten in eine einzige Ausführungsform aufgenommen werden. Ein Fachmann wird daher anhand der obigen Beschreibung erkennen, daß andere Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen und Änderungen implementiert werden können.
  • Zusammenfassung
  • Eine Vorrichtung enthält einen Chip mit integrierter Schaltung (IC-Chip), der eine Vorderfläche aufweist, auf der eine integrierte Schaltung ausgebildet ist. Der IC-Chip weist ferner eine Rückfläche auf, die auf der entgegengesetzten Seite der Vorderfläche liegt. Die Vorrichtung weist ferner ein Mikrokanalelement auf, welches mindestens einen Mikrokanal auf der Rückfläche des IC-Chips definiert. Der Mikrokanal gestattet einem Kühlmittel den Durchfluß durch den Mikrokanal. Die Vorrichtung weist ferner mindestens eine thermoelektrische Dünnfilm-Kühlvorrichtung (TFTEC-Vorrichtung) in dem mindestens einem Mikrokanal auf.

Claims (28)

  1. Vorrichtung, die folgendes umfaßt: einen Chip mit integrierter Schaltung (IC-Chip) mit einer Vorderfläche, auf der eine integrierte Schaltung ausgebildet ist, und einer Rückfläche, die auf der entgegengesetzten Seite der Vorderfläche liegt; ein Element, welches mindestens einen Mikrokanal auf der Rückfläche des IC-Chips definiert, wobei der Mikrokanal den Durchfluß eines Kühlmittels ermöglicht; und mindestens eine thermoelektrische Dünnfilmvorrichtung (TFTEC-Vorrichtung) in mindestens einem Mikrokanal.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine TFTEC-Vorrichtung auf der Rückfläche des IC-Chips ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Element eine Vorderseite aufweist, die zu der Rückfläche des IC-Chips weist, und in der Vorderseite des Elements mindestens eine Rille ausgebildet ist, die mindestens einen Mikrokanal definiert.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Element ein integrierter Wärmeverteiler ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Element aus Kupfer hergestellt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Element aus Silizium hergestellt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Element aus Kupfer hergestellt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kühlmittel Wasser enthält.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Kählmittel entionisiertes Wasser ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die TFTEC-Vorrichtung ein Silizium-Germanium-Übergitter oder Beryllium-Tellurid aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Element an die Rückfläche des IC-Chips angeschlossen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner einen Wärmeverteiler umfaßt; wobei das Element zwischen dem Wärmeverteiler und der Rückfläche des IC-Chips angeordnet ist; und der mindestens eine Mikrokanal folgendes umfaßt: eine erste Lage von Mikrokanälen, die durch die Rückfläche des IC-Chips und Rillen im Element definiert sind; und eine zweite Lage von Mikrokanälen, die durch eine Rückfläche des Elements und Rillen im Wärmeverteiler definiert sind, wobei die zweite Lage von Mikrokanälen über der ersten Lage von Mikrokanälen liegt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine TFTEC-Vorrichtung auf der Rückfläche des IC-Chips ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner einen Wärmeverteiler umfaßt; wobei das Element zwischen dem Wärmeverteiler und der Rückfläche des IC-Chips angeordnet ist; und der mindestens eine Mikrokanal folgendes umfaßt: eine erste Lage von Mikrokanälen, die durch die Rückfläche des IC-Chips und durch Rillen im Element definiert sind; und eine zweite Lage von Mikrokanälen, die durch eine Vorderfläche des Wärmeverteilers und Rillen im Element definiert sind, wobei die zweite Lage von Mikrokanälen über der ersten Lage von Mikrokanälen liegt.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die auf der Vorderfläche des IC-Chips ausgebildete integrierte Schaltung ein Mikroprozessor ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine TFTEC-Vorrichtung mindestens ein Paar aufeinander gestapelter TFTEC-Vorrichtungen beinhaltet.
  17. Verfahren, umfassend: Leiten eines Kühlmittels durch einen Mikrokanal auf einer Rückfläche eines integrierten Schaltangs- (IC) Chips; und Kühlen des IC-Chips mit einer thermoelektrischen Dünnfilm-Kühlvorrichtung (TFTEC-Vorrichtung), die auf der Rückfläche des IC-Chips ausgebildet ist und sich in dem Mikrokanal befindet.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Leiten ein Leiten des Kühlmittels durch zwei Lagen von Mikrokanälen beinhaltet, die an die Rückfläche des IC-Chips angrenzen.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Kühlmittel Wasser beinhaltet.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Kühlmittel entionisiertes Wasser ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die TFTEC-Vorrichtung ein Silizium-Germanium-Übergitter oder Beryllium-Tellurid umfaßt.
  22. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Mikrokanal durch eine Rille definiert ist, die in einer Vorderseite eines Elements ausgebildet ist, wobei die Vorderseite des Elements zu der Rückfläche des IC-Chips weist.
  23. System, das folgendes umfaßt: einen integrierten Schaltungs- (IC) Chip mit einer Vorderfläche, auf der der Mikroprozessor ausgebildet ist, und einer Rückfläche, die auf der entgegengesetzten Seite der Vorderfläche liegt; ein Element, welches mindestens einen Mikrokanal auf der Rückfläche des IC-Chips definiert, wobei der Mikrokanal den Durchfluß eines Kühlmittels gestattet; mindestens eine thermoelektrische Dünnfilm-Kühlvorrichtung (TFTEC-Vorrichtung) in dem mindestens einen Mikrokanal; und ein Chipsatz, der mit dem Mikroprozessor in Verbindung steht-.
  24. System nach Anspruch 23, wobei die mindestens eine TFTEC-Vorrichtung auf der Rückfläche des IC-Chips ausgebildet ist.
  25. System nach Anspruch 24, wobei das Element eine Vorderseite aufweist, die zu der Rückfläche des IC-Chips weist, wobei die Vorderseite des Elements mindestens eine Rille aufweist, die mindestens einen Mikrokanal definiert.
  26. System nach Anspruch 23, wobei die TFTEC-Vorrichtung ein Silizium-Germanium-Übergitter oder Beryllium-Tellurid aufweist.
  27. System nach Anspruch 23, ferner umfassend: ein Kühlmittelumlaufsystem zur Versorgung des mindestens einen Mikrokanals mit Kühlmittel.
  28. System nach Anspruch 27, das ferner folgendes umfaßt: eine Antriebsschaltung zur Versorgung der mindestens einen TFTEC-Vorrichtung mit elektrischem Strom.
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