JP2023512380A - 冷却システム、冷却構造および電子装置ならびに冷却システム、冷却構造および電子装置を製造または動作させるための方法 - Google Patents
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Abstract
電子装置は、熱源と、電子装置の動作中に熱源によって生成された熱を分配するために熱源に結合された熱分配構造とを備える。
Description
関連出願への相互参照
本出願は、2020年6月5日に出願された米国仮出願第63/035,025号、2020年9月25日に出願された米国出願第17/033,518号、2019年12月27日に出願された米国出願第16/728,812号、および2020年6月27日に出願された米国出願第16/914,294号に対する優先権を主張する。これらの先の出願の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2020年6月5日に出願された米国仮出願第63/035,025号、2020年9月25日に出願された米国出願第17/033,518号、2019年12月27日に出願された米国出願第16/728,812号、および2020年6月27日に出願された米国出願第16/914,294号に対する優先権を主張する。これらの先の出願の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
分野
例は、電子装置の冷却概念に関する。
例は、電子装置の冷却概念に関する。
現代のコンピューティング・システム、特にフィーチャサイズが非常に小さいシステムは、かなりの電力を引き出し、大量の熱を発生する。熱の蓄積は電子部品を損傷する可能性があるため、熱放散はシステム設計において重要な関心事である。
装置およびシステムが比較的薄いプロファイルを有する一方で性能および機能を向上させることが期待されるため、電子装置における新たなトレンドは、装置の期待される性能および形状因子を変化させている。しかしながら、性能および/または機能の向上は、装置およびシステムの熱的困難の増加を引き起こす。冷却が不十分であると、装置の性能が低下し、装置の寿命が短くなり、データスループットが遅れる可能性がある。
装置および/または方法のいくつかの例は、単なる例示として、添付の図面を参照して、以下に記載される。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略平面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の製造方法のフローチャートを示す。
電子装置を動作させる方法のフローチャートを示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略平面図を示す。
電子装置のさまざまなコンポーネントの可能な厚さを示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略平面図を示す。
電子装置を動作させる方法のフローチャートを示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
より小さな蒸気室およびミニブロワーを有する冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略平面図を示す。
蒸気室上の空気の流れの効果を示す図である。
蒸気室上の空気の流れの効果の概略図を示す。
ミニブロワー統合の概略図である。
電子装置を通る気流の概略図である。
電子装置を通る気流の概略図である。
電子装置のための冷却システムの概略平面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略平面図を示す。
ケーススタディに使用される抵抗‐容量(R-C)ネットワークの概略図を示す。
さまざまなパラメータに対する過渡応答の図の一つである。
さまざまなパラメータに対する過渡応答の図の一つである。
さまざまなパラメータに対する過渡応答の図の一つである。
さまざまなパラメータに対する過渡応答の図の一つである。
電子装置を冷却する方法のフローチャートを示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図である。
予測作業負荷決定の効果の図を示す。
予測作業負荷決定の効果の図を示す。
予測作業負荷決定の効果の図を示す。
コンピューティング装置を動作させる方法のフローチャートを示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略平面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図である。
電子装置のための冷却システムの概略断面図である。
時間を追って接合部温度を示す図である。
時間を追って温度差を示す図である。
電子装置を動作させる方法のフローチャートを示す。
電子装置のための冷却構造の概略断面図を示す。
電子装置のための冷却構造の概略断面図を示す。
電子装置の冷却構造の概略底面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。
電子装置のための冷却構造の概略断面図を示す。
電子装置のための冷却構造の概略断面図である。
電子装置のための冷却構造の概略底面図を示す。
電子装置のための冷却構造の概略断面図である。
電子装置の冷却構造の概略底面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
冷却構造を形成する方法のフローチャートを示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
電子装置の概略断面図を示す。
層状ヒートスプレッダの一部の概略断面図を示す。
電子装置のためのカバーの概略断面図である。
電子装置のためのカバーの概略図を示す。
モバイル装置のための例示的スタックの簡略化された図を示す。
二階層蒸気室装置の一例を示す図である。
二階層蒸気室装置の別の例を示す。
二階層蒸気室装置の別の例を示す。
二階層蒸気室装置の別の例を示す。
二階層蒸気室装置の別の例を示す。
冷却解決策と最上層との間に空気ギャップを有するモバイル装置スタックの例の簡略化された図を示す。
冷却解決策と最上層との間に空気ギャップを有するモバイル装置スタックの例の簡略化された図を示す。
空気の熱伝導率と圧力との例示的な関係を示す図である。
単一階層冷却装置の例示的なホットスポットを示す。
二階層冷却装置の例示的なホットスポットを示す。
銅ヒートプレート、単一階層蒸気室、二階層蒸気室冷却装置についての例示的な性能差を示す図である。
真空およびエアロゲルベースの2層蒸気室装置についての例示的な性能差を示す図である。
本開示の例による二階層蒸気室冷却装置を製造するための例示的なプロセスを示すフロー図である。
本開示の例による二階層蒸気室冷却装置の製造プロセス中の例示的な工程を示す。
本開示の例による二階層蒸気室冷却装置の製造プロセス中の例示的な工程を示す。
本開示の例による二階層蒸気室冷却装置の製造プロセス中の例示的な工程を示す。
本開示の例による二階層蒸気室冷却装置の製造プロセス中の例示的な工程を示す。
本開示の例による二階層蒸気室冷却装置の製造プロセス中の例示的な工程を示す。
本開示の例による二階層蒸気室冷却装置の製造プロセス中の例示的な工程を示す。
本開示の例による二階層蒸気室冷却装置の製造プロセス中の例示的な工程を示す。
埋め込み型二階層蒸気室装置の一例を示す図である。
単一階層冷却装置についての例示的なホットスポットを示す。
埋め込み型二階層冷却装置についての例示的なホットスポットを示す。
単一階層蒸気室装置および埋め込み型二階層蒸気室冷却装置についての例示的な性能差を示す図である。
一例によるプロセッサの例示的な図解である。
一例によるポイントツーポイント(PtP)構成に配置されたコンピューティング・システムを示す図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による蒸気室の部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室を可能にするシステムの部分斜視図の簡略化された図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムの部分図の簡略ブロック図である。
ラップトップ・コンピュータ等の携帯型コンピューティング・システムの内部コンポーネントのブロック図である。
図9aのアセンブリの代わりに、または、図9aのアセンブリと共に使用されうる熱伝達アセンブリの図である。
代替的な熱伝達アセンブリの斜視図である。
蒸気室の代替的な図である。
熱伝達アセンブリの平面図である。
平面蒸気室の斜視図である。
ヒートシンクを有するインシトゥ蒸気室の斜視図である。
平面蒸気室のインシトゥ側面図である。
蒸気室の屈曲の側面図である。
蒸気室の切り離し斜視図である。
蒸気室上のスターバースト構造支持パターンの詳細図である。
蒸気室内の支持カラムの斜視図である。
柱状スターバースト・パターンの斜視図である。
蒸気室のインシトゥ側面図である。
蒸気室の平面図である。
蒸気室の側面図である。
ウィックの一部の選択的除去の平面図である。
蒸気室の断面側面図である。
蒸発器から凝縮器への熱伝達の斜視図である。
ウィックの選択された部分が除去された蒸気室の断面側面図である。
蒸発器プレートとも呼ばれうる底板の図解である。
パッチされたウィックの図解である。
凝縮器プレートとも称されうる上板の図解である。
完成した蒸気室の図解である。
方法のフローチャートである。
本明細書の一つまたは複数の例による、2つ以上のコアを有してもよく、統合されたメモリ・コントローラを有してもよく、統合されたグラフィックスを有してもよいプロセッサのブロック図である。
本明細書の一つまたは複数の例によるコンピュータ・アーキテクチャーのブロック図である。
本明細書の一つまたは複数の例によるコンピュータ・アーキテクチャーのブロック図である。
本明細書の一つまたは複数の例によるコンピュータ・アーキテクチャーのブロック図である。
本明細書の一つまたは複数の例によるコンピュータ・アーキテクチャーのブロック図である。
コンピューティングプラットフォームの構成要素のブロック図である。
いくつかの例が、同封の図面を参照して、より詳細に記載される。しかしながら、他の可能な例は、詳細に記載されるこれらの例の特徴に限定されない。他の例は、それらの特徴の修正、ならびにそれらの特徴の同等物および代替物を含んでいてもよい。さらに、ある種の例を記述するために本明細書中で使用される用語は、他の可能な例を制限するべきではない。
図面の説明を通して、同じまたは類似の参照番号は、同じまたは類似の要素および/または特徴を指し、それらは、同一であってもよく、あるいは同じまたは類似の機能を提供しつつ、修正された形で実装されてもよい。図中の線の太さ、層および/または領域も、明確のために誇張されることがある。
2つの要素AとBが「または」を用いて組み合わされる場合、これは、個々のケースにおいて別途明示的に定義されない限り、可能なすべての組み合わせ、すなわち、Aのみ、Bのみ、ならびにAとBを開示するものと理解される。同じ組み合わせの代替表現として、「AおよびBの少なくとも1つ」または「Aおよび/またはB」が使用されることもある。これは、3つ以上の要素の組み合わせに等しく当てはまる。
"a"、"an"および"the"のような単数形が使用され、単一の要素のみの使用が明示的または暗黙的も必須として定義されない場合、さらなる例は、同じ機能を実装するためにいくつかの要素を使用してもよい。以下、複数の要素を用いて実装される機能が記載される場合には、単一の要素または単一の処理エンティティを用いて同一の機能を実装する例もある。用語「含む」、「含んでいる」、「有する」および/または「有している」は、使用される場合、特定された特徴、整数、ステップ、動作、プロセス、要素、構成要素および/またはそれらの群の存在を記載するが、一つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、プロセス、要素、構成要素および/またはそれらの群の存在または追加を除外するものではないことがさらに理解される。
図1aは、電子装置の概略図である。電子装置100は、熱源110と、電子装置の動作中に熱源110によって生成された熱を分配するために熱源110に結合された蒸気室120とを備える。蒸気室を電子装置の熱源に結合することによって、熱源によって発生した熱を熱源から速く放散させることができる。
蒸気室120は、熱界面材料(thermal interface material、TIM)(たとえば、熱グリース、熱伝導性ペーストまたは液体金属)を通じて、熱源110に直接的または間接的に熱的に結合されてもよい。TIMは、蒸気室120と熱源110との間の熱接触を改善することができる。たとえば、金属プレート(たとえば、コールドプレートまたはペデスタル)が、熱源110と蒸気室120との間に配置されてもよく、または、蒸気室120が熱界面材料を通じて熱源110に直接結合されてもよい。金属プレートは、銅板、アルミニウム板、または他の適当な金属または合金で作られた板であってもよい。たとえば、VC 120は、中間にあるTIMを除いて、熱源110と接触していてもよい。
熱界面材料は、熱源110の裏面全体にわたって良好な熱接触を可能にするために、熱源110の裏面および/または蒸気室120の表面の不均一性を補償することができる。熱界面材料は、最大0.25mm(または最大0.2mm、または最大0.15mm)の最大厚さを含むことができる。
2つの要素の間に熱伝導性材料のみが位置する場合、2つの要素は熱的に結合されうる。熱伝導率が少なくとも100W/mKである場合、材料は熱伝導性であってもよい。2つの要素が互いに接触しているか、または間にあるTIMを除いて互いに接触している場合、2つの要素は直接熱的に結合されていてもよい。
熱源110は、動作中に熱(たとえば、廃熱)を生成するように構成された半導体ダイを備えてもよく、または、半導体ダイであってもよい。廃熱は、半導体ダイの動作中に自動的に生成されうる。半導体ダイ上に集積回路が実装されてもよい。半導体ダイは、カバーされていない裏面を有する裸のダイ、またはパッケージ材料(たとえば、モールドまたは他の材料)によってカバーされた裏面を有するパッケージされた半導体ダイであってもよい。
熱源110は、プロセッサ(たとえば、CPU、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、またはグラフィックス処理ユニットGPU)、送信機、受信機、トランシーバ、電源、および/または電圧変換器、または他の集積回路であってもよく、または、これらを含んでいてもよい。
電子装置は、タブレット、ラップトップ、ノートブック、携帯電話、コンピュータ(たとえば、パーソナルコンピュータまたはサーバー)、または他の電子装置であってもよい。
電子装置のための冷却システムは、すべての要素(たとえば、コールドプレート)、構造(たとえば、空気流のための案内構造)および/または構成要素(たとえば、蒸気室、ヒートパイプおよび/またはファン)を含んでいてもよく、これらは、熱源110によって発生した熱を能動的または受動的に分配または放散するのを助ける。
下記に説明する例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図1bは、電子装置の概略図である。電子装置は、図1aに関連して記載された電子装置と同様に実装されうる。蒸気室120と熱源110との間には、熱界面材料130が配置される。さらに、熱源110、TIM 130および蒸気室120のスタックは、電子装置のエンクロージャまたはシャーシ140の内側に配置される。蒸気室120と電子装置のシャーシ140との間に空気ギャップが位置し、シャーシ140の温度が温度限界(たとえば、スキン温度限界)未満に留まるようにする。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図1cは、電子装置の概略図である。電子装置は、図1aまたは図1bに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。熱源は、回路基板150(たとえば、マザーボード)上に取り付けられ、蒸気室120は、ヒートパイプ160を通じてヒートシンク180に熱的に結合される。ヒートシンクは、ファン170に隣接して配置され、ファン170は、ヒートシンク180を通じて、またはその上に空気を吹き込むように構成される。
図1cは、タブレットにおける、ヒートシンク、ヒートパイプおよび蒸気室を有する冷却システムの例を示しうる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図1dは、電子装置の概略図である。電子装置は、図1a、1bまたは1cに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。熱源110は、蒸気室120と回路基板150(たとえばプリント回路基板PCB)との間に配置される。回路基板150は、熱源110および蒸気室120を担持することができ、エンクロージャ140に接続されてもよい。これは、弾性スタックを提供しうる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図1eは、電子装置の概略図である。電子装置は、図1aまたは図1cに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。熱源110は、半導体装置(たとえばCPU)を形成するパッケージ基板上の半導体ダイである。半導体装置は、回路基板(たとえば、マザーボード)に取り付けられる。熱は、熱源110から蒸気室120およびヒートパイプ160を通じて、ファン170に近接したヒートパイプの領域に放散されうる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図1fは、電子装置の概略図である。電子装置は、図1aに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。蒸気室120は、ヒートシンク180とペデスタルとの間で、熱分配構成に統合されてもよい。ペデスタルは、TIMを通じて熱源110の半導体ダイの裏面に熱的に結合される。半導体ダイ(たとえば、CPU)は、ソケットに取り付けられる基板(たとえば、CPU基板)に取り付けられる。相互接続部は、半導体ダイと基板との間、および基板とソケットとの間に配置される。半導体ダイ、基板、およびソケットは、回路基板150(たとえば、システムPCB)に取り付けられた半導体装置を形成してもよい。半導体装置は、基板のエッジ領域で係合することができる接続構造(たとえば、負荷プレート)を通じて回路基板に固定されうる。回路基板は、電子装置のエンクロージャ140に接続される。ヒートシンク180を通じて、またはヒートシンク180上に空気を吹き込むために、ファンがヒートシンク180の近くに配置されてもよい。
図1fの例は、裸のダイCPUパッケージのための熱的解決策を示すことができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図1gは、電子装置の製造方法のフローチャートを示す。方法185は、熱源に熱分配構造を熱的に結合186することを含む。
熱分配構造(heat distribution structure)は、蒸気室(vapor chamber)(またはヒートパイプまたは金属プレート)であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図1hは、電子装置を動作させる方法のフローチャートである。
方法190は、熱源191を動作させ、熱分配構造によって、動作中に熱源によって生成された熱を分配192することを含む。
熱分配構造は、蒸気室(またはヒートパイプまたは金属プレート)であってもよい。さらに、本方法は、少なくとも1つの換気(ventilation)によって熱分配構造の表面に沿って空気を吹き付けることを含んでいてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
いくつかの例は、熱源によって生成された熱を分配するために熱源に結合された熱分配構造を備える冷却システムに関する。さらに、冷却システムは、メインブロー方向を含む少なくとも1つの換気装置を備え、該少なくとも1つの換気装置は、メインブロー方向が熱分配構造のほうに向けられるように配置される。熱分配構造は、蒸気室またはヒートパイプのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。該少なくとも1つの換気装置は、ファン、ブロワー、ミニブロワー、またはブロワー・ファンであってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図2aは、電子装置100のための冷却システム200の概略図である。冷却システム200は、電子装置100の熱源110に結合されるように構成された蒸気室120を備える。さらに、冷却システム200は、メインブロー方向を備えるファン170を備える。ファン170は、メインブロー方向が蒸気室120のほうに向けられるように配置される。
蒸気室に向かって空気を吹き付けることによって、蒸気室の表面温度を著しく低下させることができる。このようにして、蒸気室の冷却効率および/または冷却容量および/または冷却速度を改善することができる。
蒸気室120は、熱界面材料によって熱源110に直接的または間接的に熱的に結合されるように構成されてもよい。たとえば、金属プレート(たとえば、コールドプレート)が、熱源110と蒸気室120との間に配置されてもよく、あるいは蒸気室120が、熱界面材料を通じて熱源110に直接結合されてもよい。
ファン170は、蒸気室120の表面に沿って空気を吹き付けるように構成されうる。ファン170は、ブロワー〔送風機〕またはブロワー・ファンとも呼ばれてもよく、それであってもよい。ファン170は、蒸気室120のエッジに近接または隣接して配置されてもよい。たとえば、ファンは、ファンによって引き起こされた空気の流れの少なくとも50%(または少なくとも80%または少なくとも90%)が蒸気室の表面に沿って流れるように配置および/または構成されてもよい。たとえば、ファン170は、平均気流速度が少なくとも0.25m/s(または少なくとも0.4m/sもしくは少なくとも0.5m/s)および/または最大1m/s(または最大0.7m/sもしくは最大0.5m/s)の空気流を生じさせるように構成されてもよい。このようにして、蒸気室の冷却効率および/または冷却容量および/または冷却速度は、大幅に改善されうるが、追加の電力消費は低く維持されうる。
メインブロー方向は、ファン170によって空気の大部分が吹き付けられる方向、またはファン170が空気の大部分を吹き付けるように構成される方向であってもよい。ファン170は、他の方向よりもメインブロー方向により多くの空気を吹き付けるように構成されてもよい。
ファン170は、蒸気室120に向けて他のどこよりも多くの空気が吹き込まれるように、電子装置内に配置されてもよい。たとえば、メインブロー方向は蒸気室120のほうを向く。
ファン170のメインブロー方向は、ファンの回転軸に対して実質的に垂直であってもよい。たとえば、メインブロー方向と回転軸との間の角度は、高々100°および少なくとも80°とすることができる。ファン170の主空気取り入れ方向は、ファン170の回転軸に実質的に平行であってもよい。たとえば、主空気取り入れ方向と回転軸との間の角度は、高々10°であってもよい。
小さなファンが、蒸気室120の表面温度を著しく低下させるのに十分であることがある。たとえば、ファン170は、高さ、長さおよび幅に関して、高々50mm(または、最大40mm、または、最大30mm)の最大寸法を含んでいてもよい。ファン170は単一の出口ファンであってもよい。
ファン170は、蒸気室120からVC 120の反対側の構成要素(たとえば、電子装置のエンクロージャの一部および/または電子装置のスクリーンの背面)に延びるギャップ内に空気を吹き込むように配置および/または構成されてもよい。ギャップは、0.5mmより薄くてもよい(または0.4mmより薄くても、0.3mmより薄くてもよい)。
電子装置100は、熱源を担持するように構成された回路基板をさらに備えることができる。ファン170は、回路基板から電子装置のエンクロージャの一部および/または電子装置のスクリーンの裏面に延びるギャップ内に空気を吹き込むように構成されてもよい。たとえば、ファン170は、空気の一部が蒸気室120と電子装置のエンクロージャまたは電子装置のスクリーンの背面との間のギャップに吹き込まれ、空気の他の一部が回路基板と電子装置のエンクロージャまたは電子装置のスクリーンの背面との間のギャップに吹き込まれるように配置および/または構成されてもよい。
冷却システム200は、蒸気室120の表面に沿ってファン170によって引き起こされる空気の流れを案内するように構成された案内構造(または一つまたは複数の案内要素)をさらに備えることができる。案内構造は、蒸気室の表面、電子装置のエンクロージャの一部、および/または電子装置のスクリーンの裏面に配置されてもよい。案内構造の主要構造は、プラスチック、エンクロージャのその部分の材料、またはガスケット材料を含んでいてもよく、またはこれらで作られてもよい。案内構造は、案内構造と反対の要素との間のギャップをシールするためのガスケット材料を含むことができる。たとえば、案内構造は、エンクロージャの一部に一体的に形成されてもよく、またはエンクロージャの一部に取り付けられてもよく、ガスケット材料は、案内構造と蒸気室120との間のギャップをシールしてもよい。案内構造は、一つまたは複数の空気取り入れ開口および一つまたは複数の空気出口開口を除いて、蒸気室を完全に囲むことができる。
ファンによって冷却されるヒートシンクに熱が伝達される冷却コンセプトとは対照的に、上述の冷却システム200のファン170は、空気を蒸気室に吹き付ける。換言すれば、ファン170は、空気の運動方向に関して熱源の前に配置される。したがって、ファン170に隣接して、またはファン170のハウジングに直接隣接してヒートシンクが配置されなくてもよい。上述の概念によるファン170を使用することによって、電子装置は、ヒートシンクなしで実装されうる。このようにして、重量および/またはスペースを節約することができる。
蒸気室120は、ファンと空気出口との間の空気流路に沿って配置されてもよい。ファン170は、ファン170を通る空気取り入れ口から蒸気室120の表面へ、および蒸気室120の表面から空気出口への空気の流れを生じさせるように構成されうる。
蒸気室120は、上述または下記のように実装されてもよい。たとえば、蒸気室120は、少なくとも150mm(または少なくとも200mmまたは少なくとも250mm)の最大寸法を有することができる。
ファン170は、横方向において蒸気室120の横に配置されてもよい。たとえば、ファン170の垂直方向の広がりは、蒸気室120の垂直方向の広がりと重なってもよい。このようにして、非常に薄い電子装置が可能にされうる。
たとえば、冷却システム200は、熱源110を含む電子装置100内に実装されてもよい。たとえば、電子装置は、最大で8mm(または最大で10mm、最大で9mm、または最大で7mm)の厚さを含むことができる。
電子装置100は、ヒートパイプなしで、および/またはファン170のためのヒートシンクなしで実装されてもよい。ファン170は、ヒートパイプまたはヒートシンクが必要なくてもよいように、冷却を十分に改善することができる。
電子装置100は、最大10W(または最大12W、または最大15W)および/または少なくとも5W(または少なくとも6W、または少なくとも7W)の熱設計電力を含んでいてもよい。ファン170は、冷却を十分に改善することができ、その結果、他の能動冷却要素を実装せずに、最大15Wの熱設計電力が可能となりうる。たとえば、電子装置100は、上記1つのファン170のほかは、受動冷却要素のみを含むことができる。
電子装置100は、ファンに近接した一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャを備えることができ、ファンは、該一つまたは複数の取り入れ開口を通じて電子装置の外側から空気を吸い込むように構成される。たとえば、前記一つまたは複数の取り入れ開口は、タブレットまたはラップトップのカバーの背面部分または側面部分に位置してもよい。
グラファイト・シートが、電子装置100内のエンクロージャの一部(たとえば、裏面カバーおよび/またはディスプレイパネル)に取り付けられてもよい。
熱源110は、動作中に熱(たとえば、廃熱)を生成するように構成された半導体ダイを備えてもよく、または、半導体ダイであってもよい。この廃熱は、半導体ダイの動作中に自動的に生成されてもよい。半導体ダイ上に集積回路が実装されてもよい。半導体ダイは、カバーされていない裏面を有する裸のダイ、またはパッケージ材料(たとえば、モールドまたは他の材料)によってカバーされた裏面を有するパッケージされた半導体ダイであってもよい。
熱源110は、プロセッサ(たとえば、CPU、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、またはグラフィックス処理ユニットGPU)、送信機、受信機、トランシーバ、電源、および/または電圧変換器、または他の集積回路であってもよく、または、これらを含んでいてもよい。
電子装置は、タブレット、ラップトップ、ノートブック、携帯電話、コンピュータ(たとえば、パーソナルコンピュータまたはサーバー)、または他の電子装置であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図2bは、電子装置の概略断面図を示す。電子装置は、図2aに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。蒸気室120と熱源110との間に、熱界面材料130が配置される。熱源110は、PCB 150上に取り付けられる。さらに、PCB 150、熱源110、TIM 130、および蒸気室120を含むスタックは、電子装置のエンクロージャまたはシャーシ140の内側に位置する。エンクロージャ140は、裏面に裏面カバー(たとえば、タブレットのカバー)を、電子装置の前面にLCDスクリーン210を含む。蒸気室120と電子装置のLCDスクリーン210との間には空気ギャップが位置しており、外側表面での温度が温度限界(たとえば、スキン温度限界)未満に留まるようになっている。ファン170が電子装置内の蒸気室120の隣に位置する。ファン170は、エアブロー方向272(たとえば、メインブロー方向)が蒸気室120のほうへ向けられるように配置および構成される。ファン170は、上部および下部に空気取り入れ口を有し、側部に空気出口を有する。ファン170は、蒸気室120とLCDスクリーンとの間のギャップ内に空気を吹き込む。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図2cは、電子装置の冷却システムの概略平面図を示す。電子装置は、図2bに関連して説明した電子装置と同様に実装することができる。空気流方向272(たとえば、メインブロー方向)にあるファン170からの出口は、蒸気室120(たとえば、薄い銅/水構造体)のほうへ配向される。ヒートシンクまたはフィン様構造はファン170に取り付けられていない。
図2cは、タブレットにおける、ファンおよび蒸気室を有する冷却システムの一例を示しうる。タブレットは、蒸気室をもつがヒートシンクおよびヒートパイプは用いずに実装されうる。たとえば、図2cは、図2bに示される装置の上面図であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図2dは、電子装置の種々のコンポーネントの可能な厚さを示す。液晶ディスプレイLCDは、ガラス層、接着層(たとえば、OCA)、タッチおよび超遅延フィルム(Super Retardation Film、SRF)、接着層(たとえば、OCA)およびパネルを含む積層体を含んでいてもよい。グラファイト・シートが、LCDの裏面に取り付けられている。さらに、LCDと蒸気室との間にギャップがある。蒸気室は、金属プレート(たとえば、銅プレート)およびTIMを通じてCPUに熱的に結合される。CPUはPCBに取り付けられる。PCBと、電子装置の背面カバー(たとえば、タブレットのAカバー)に取り付けられたグラファイト・シートとの間にギャップがある。
たとえば、グラファイト・シートは、278.6×189.35mm2のサイズ、ディスプレイパネルの厚さ0.1mm、Aカバーの厚さ0.5mm、および面内熱伝導率k=1350W/mK、および面貫通熱伝導率k=10W/mKを有しうる。
蒸気室は、180×72.65×0.6mm2のサイズ、および面内熱伝導率k=2000W/mK、および面貫通熱伝導率k=10W/mKを有しうる。
ファンのサイズは45×45×3mm3、P(mmAq)は8、Q(CFM)は0.9、P(in_H2O)は0.315であってもよい。
たとえば、Z高さ7.94mmをもつ13インチのコンバーチブルなラップトップまたはタブレット・シャーシにおける9Wの高い熱設計電力(Thermal Design Power、TDP)が達成可能である。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図2eは、電子装置の概略断面図を示す。電子装置は、図2bに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。蒸気室120は、金属プレート230(たとえば、銅Cuプレート)およびTIMを通じて熱源110に熱的に結合される。さらに、電子装置は、蒸気室120の表面に沿ってファンによって引き起こされる空気の流れを案内するように構成された案内構造220(たとえば、空気流制御ガスケット)を備える。案内構造220の一部は、蒸気室120のエッジに沿って配置されてもよい。案内構造220の別の部分は、蒸気室120とファン170との間に配置されてもよい。案内構造220は、ガスケット材料を含んでいてもよく、またはガスケット材料で作られてもよい。エンクロージャ140は、背面カバー(たとえば、カバー)を含んでいてもよい。背面カバーは、空気取り入れ口として使用される一つまたは複数の開口250を備えることができる。さらに、背面カバーおよび/または側面カバーは、空気出口として使用される一つまたは複数の開口250を含んでいてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図2fは、電子装置の冷却システムの概略平面図を示す。電子装置は、図2eに関連して説明した電子装置と同様に実装されてもよい。さらに、電子装置は、第2のファン270を備える。第1のファン170および第2のファン270は、蒸気室120の反対側に配置される。案内構造220は、第1のファン170のための空気取り入れ口、第2のファン270のための空気取り入れ口、および空気出口240を除いて、蒸気室120のエッジにおいて蒸気室120を囲む。
あるいはまた、第2のファン270または追加のファンが、空気出口240の近くに配置されてもよく、蒸気室120の上方のギャップから空気を吸引し、空気出口240を通して空気を吹き込むように構成されてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
いくつかの例は、薄型および軽量シャーシの消費者電子装置における高い熱性能に関連する。熱放散のためのヒートシンクを通じた強制対流という他の能動冷却概念と比較して、蒸気室表面上の強制対流が代わりに適用されうる。この概念を適用することにより、ヒートパイプおよびヒートシンクを除去して、システム全体のZ高さが8mm以下の薄く軽いラップトップおよび/またはタブレットを達成することができ、一方、受動冷却システムと比較した、能動冷却システムの優れた冷却能力は、維持されうる。ファン、ヒートパイプおよびヒートシンク設計のある能動冷却システムは、銅/水ヒートパイプおよび銅ヒートシンクのため、重くてかさばることがあり、薄くて軽いシステムの仕様に収まり、適合する制限を有することがある。受動冷却のファンのない設計は、薄くて軽いシステムに収まるが、それが冷却できる低い熱設計電力(TDP)によって制限されうる。
蒸気室に沿って空気を吹き付けるためのファンの使用は、ヒートパイプおよびヒートシンクをなくし、および/または薄くて軽いシステムにおいて高いTDPを達成することができる。
システム内の他のコンポーネントまたは機能アセンブリのためのスペースの節約および最適化が可能にされうる。ヒートシンクによって占有されていたスペースは、バッテリーを大きくするため、または追加の機能もしくは構成要素を実装するために使用されてもよい。大量製造(high volume manufacturing、HVM)中のシステム・アセンブリ・セルのサイクル時間短縮が達成可能でありうる。そのようなz高さシステムで使用される他の冷却解決策と比較して、より高い性能で、より薄く、より軽い解決策が可能でありうる。
シミュレーションは、ファンがあるがヒートシンクおよびヒートパイプはない提案された概念は、ヒートシンクおよびヒートパイプのあるシステムと比較して、タブレットのLCDまたはタブレットの背面カバー(たとえばAカバー)上で同様のスキン温度を引き起こす可能性があることを示すことがある。
たとえば、システム内の他の構成要素/特徴を収容するために、ヒートシンクおよびヒートパイプをなくすことができる。ファンと蒸気室のハイブリッドでありうる提案される概念を使用する場合、薄型で軽量なシステムが達成可能でありうる。
提案される概念は、(たとえば、ヒートシンクとヒートパイプをなくすことで)高い熱設計電力(TDP)、コスト節約、重量節約、および/またはx-y-zでの改善されたスペース消費を可能にしうる。たとえば、最大900g(または、最大880g、または、最大850g)のシステム重量(たとえば、電子装置、たとえば、タブレットの重量)が可能にされうる。
図2gは、電子装置を動作させる方法のフローチャートを示す。方法295は、ファンによって蒸気室の表面に沿って空気を吹き付けること296を含む。ファンは、メインブロー方向が蒸気室のほうに向けられるように配置される。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3aは、電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。電子装置100の冷却システム300は、電子装置100の熱源110に結合されるように構成された熱分配構造320を備える。熱分配構造320は、蒸気室および/またはヒートパイプを備える。さらに、冷却システム300は、熱分配構造320の表面に沿って空気流を生じさせるように構成されたブロワー370を備える。ブロワー370は、最大20mm(または最大18mmまたは最大15mm)の最大長さおよび最大幅および/または最大3mm(または最大4mmまたは最大2.5mm)の最大厚さをもつ。
蒸気室VCまたはヒートパイプHPに沿って空気の流れを生じさせる小さなブロワーを使用することにより、VC表面温度またはヒートパイプ表面温度を著しく低下させることができ、冷却効率を向上させることができる。このようにして、VCまたはHPのサイズを小さくすることができ、および/またはTDPを他の概念と比較して大きくすることができる。
ブロワー370(またはミニブロワー、ブロワー・ファンまたはファンとも呼ばれる)は、熱分配構造320に向かって空気を(直接的に)吹き付けるように配置および/または構成されてもよく、または、空気が熱分配構造320に向かって方向付けられて熱分配構造320の表面に沿った空気流を生じさせるように案内構造が配置されてもよい。たとえば、ブロワー370によって引き起こされる空気の流れの少なくとも50%が、熱分配構造370の表面に沿って流れてもよい。熱分配構造370の表面と反対側の構造(たとえば、エンクロージャの一部)との間のギャップ内を空気が流れる場合、空気は、熱分配構造370の表面に沿って流れると考えられる。たとえば、ブロワー370は、平均空気流速度が少なくとも0.25m/s(または少なくとも0.4m/sもしくは少なくとも0.5m/s)および/または最大1m/s(または最大0.7m/sもしくは最大0.5m/s)の空気流を生じさせるように構成されてもよい。このようにして、蒸気室の冷却効率および/または冷却容量および/または冷却速度は、大幅に改善されうるが、追加の電力消費は低く維持されうる。
ブロワー370は、横方向において熱分配構造320の横に配置されてもよい。たとえば、ブロワー370は、熱分配構造320のエッジに直接隣接して配置されてもよく、または熱分配構造320のエッジに対して最大2cm(または最大1cm)の距離に配置されてもよい。たとえば、ブロワー370の垂直方向の広がりは、熱分配構造320の垂直方向の広がりと重複していてもよい。たとえば、熱分配構造320は、横方向ではブロワー370の横に配置され、垂直方向ではブロワー370の上面のレベルとブロワー370の底面のレベルとの間に配置されてもよい。ブロワー370は、最大電流消費が最大0.08A(または最大0.1A、または最大0.2A)であってもよい。ブロワー370は、ブロワー370の底部側から空気を吸引し、ブロワー370の上部側で空気を送風するように構成されてもよい。あるいはまた、ブロワー370は、底部側および/または上部側から空気を吸引し、上部側と底部側との間の側部で空気を吹き付けることができる。ブロワー370は、水平に整列されてもよく、または水平面に対してわずかに傾けられてもよい。たとえば、ブロワーの回転軸は、熱分配構造320の主要表面または熱源110を担持する回路基板の主要表面に対して垂直であってもよい。あるいはまた、ブロワーの回転軸と熱分配構造320の主要表面または回路基板の主要表面との間の角度は、少なくとも75°(または少なくとも80°または少なくとも85°)および/または最大88°(または最大85°または最大82°)であってもよい。
たとえば、ブロワー370は、熱分配構造320から熱分配構造320の反対側の構成要素(たとえば、電子装置のエンクロージャの一部または電子装置のスクリーンの裏面)に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されてもよい。ギャップは、熱分配構造370の上面または底面の少なくとも50%(または少なくとも70%または少なくとも90%)にわたって延在してもよい。ギャップの厚さは、最大で2mm(または最大で1.5mmまたは最大で1mm)であってもよい。
たとえば、冷却システム300または電子装置100は、熱分配構造320の表面に沿ってブロワー370によって引き起こされる空気の流れを案内するように構成された一つまたは複数の案内構造をさらに備えることができる。前記一つまたは複数の案内構造は、熱分配構造320の表面または電子装置のエンクロージャの一部のうちの少なくとも1つに配置されてもよい。たとえば、案内構造は、エンクロージャの内面上に一体的に形成されるか、または取り付けられてもよく、または熱分配構造320の表面に取り付けられてもよい。案内構造は、エンクロージャと同じ材料で構成されてもよく、またはポリマー、プラスチックまたはガスケット材料で構成されてもよく、またはこれらから作られてもよい。たとえば、案内構造は、高さが最大2mm(または最大1.5mm、または最大1mm)の壁を含むことができる。
ヒートシンク上にまたはヒートシンクを通じて空気を吹き付けるためにファンが使用される冷却コンセプトとは対照的に、提案されたブロワー370は、熱分配構造320において直接空気の流れを引き起こす。よって、ブロワー370に隣接してヒートシンクが配置されなくてもよい。ブロワー370の近くではなく、電子装置内の他の場所で使用されるがヒートシンクがあってもよい。たとえば、ブロワー370に対して2cmより近くにはヒートシンクが配置されなくてもよく、および/または、ブロワー370と熱分配構造320との間にヒートシンクが配置されなくてもよい。たとえば、電子装置100は、ブロワーのためのヒートスプレッダなしで実装されてもよい。
電子装置は、熱源110を担持するように構成された回路基板(たとえば、PCB)をさらに含むことができる。ブロワー370は、回路基板と熱分配構造320との間のギャップを通って空気の流れを生じさせるように構成することができる。ブロワー370は、熱分配構造320と電子装置のエンクロージャの一部または電子装置のスクリーンの裏面との間のギャップを通る空気の流れに加えて、回路基板と熱分配構造320との間のギャップを通る空気の流れを引き起こすことができる。たとえば、回路基板は、開口を含んでいてもよく、ブロワー370は、少なくとも部分的に開口内に配置されてもよい。
熱分配構造320は、垂直方向の広がりよりも有意に大きな横方向の広がりを有する平坦構造であってもよい。たとえば、熱分配構造320の厚さは、熱分配構造320の最大横方向寸法(たとえば、長さまたは幅)の最大10%(または最大5%)であってもよい。たとえば、熱分配構造320は、蒸気室を備えてもよく、または蒸気室であってもよい。VCは、少なくとも150mm(または少なくとも200mmまたは少なくとも220mm)の最大寸法を有することができる。最大寸法は、VCの特徴的な方向における最大の広がりでありうる。たとえば、矩形VCについての最大寸法は、矩形の長辺の長さであってもよい。しかしながら、VCは、特定の電子装置に適した任意の幾何学的形状を有してもよく、最大寸法は、VCの周上の2点間の最大距離である。ブロワー370のおかげで、電子装置100は熱をVCから遠ざけるためにヒートパイプを必要としないことがある。たとえば、電子装置100は、ヒートパイプなしで実装されてもよい。
代替的に、熱分配構造320は、並んで配置されたヒートパイプのアレイを含んでいてもよく、またはかかるアレイであってもよい。
熱分配構造320は、ブロワー370と空気出口との間の空気流路に沿って配置されてもよい。空気流路は、空気がそれに沿ってブロワー370に流れ、それに沿ってブロワー370から空気が吹き飛ばされる経路であってもよい。たとえば、空気流路は、電子装置100のエンクロージャ内の空気取り入れ口からブロワー370を通って熱分配構造320まで延び、熱分配構造320から電子装置100のエンクロージャ内の空気出口まで延びる。
たとえば、電子装置100のエンクロージャは、ブロワー370に近接した一つまたは複数の取り入れ開口を備えることができる。ブロワーは、電子装置100の外側から一つまたは複数の取り入れ開口を通じて空気を吸引するように構成されてもよい。ブロワー370は、空気取り入れ口からブロワー370を通って熱分配構造320の表面へ、および熱分配構造320から空気出口への空気の流れを生じさせるように構成されてもよい。冷却システムの熱分配構造320は、電子装置のエンクロージャまたはシャーシによって保持されてもよい。
ブロワー370は、第1のブロワーであってもよく、冷却システム300は、一つまたは複数のさらなるブロワーまたはファンを備えてもよい。冷却システム300は、熱分配構造320の表面に沿って空気の流れを生じさせるように構成された第2のブロワーをさらに備えることができる。第2のブロワーは、最大20mm(または最大18mm、または最大15mm)の最大長さおよび最大幅および/または最大3mm(または最大4mm、または最大2.5mm)の最大厚さを有していてもよい。第1のブロワー370および第2のブロワーは、横方向において熱分配構造320の反対側に配置されてもよい。
冷却システム300は、電子装置100内に実装されてもよい。電子装置100は、冷却システム300および熱源110を備えることができる。電子装置は、受動冷却概念に加えて、小さなブロワーを使用する低電力装置であってもよい。たとえば、電子装置は、最大で25W(または最大で20W、または最大で15W)および/または少なくとも5W(または少なくとも10W、または少なくとも12W)の熱設計電力を含む。
たとえば、電子装置100は、少なくとも20mm(または少なくとも25mmまたは少なくとも30mm)の高さ、長さおよび幅に関する最大寸法を有してブロワーなしで実装されてもよい。このようにして、ノイズ発生、スペース消費、および/または電力消費を低く維持することができる。
あるいはまた、電子装置100は、ファンをさらに備えてもよい。ファンは、少なくとも30mm(または少なくとも25mmもしくは少なくとも35mm)の最大長さおよび最大幅、および/または少なくとも4mm(または少なくとも3.5mmもしくは少なくとも5mm)の最大厚さを含むことができる。このようにして、冷却システムの冷却能力を増大させることができる。ブロワー370は、ファンよりも熱源110により近くに配置することができる。
熱源110は、動作中に熱(たとえば、廃熱)を生成するように構成された半導体ダイを含んでいてもよく、または、半導体ダイであってもよい。この廃熱は、半導体ダイの動作中に自動的に生成されてもよい。半導体ダイ上に集積回路が実装されてもよい。半導体ダイは、カバーされていない裏面を有する裸のダイ、またはパッケージ材料(たとえば、モールドまたは他の材料)によってカバーされた裏面を有するパッケージされた半導体ダイであってもよい。
熱源110は、プロセッサ(たとえば、CPU、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、またはグラフィックス処理ユニットGPU)、送信機、受信機、トランシーバ、電源、および/または電圧変換器、または他の集積回路であってもよく、または、これらを含んでいてもよい。
電子装置は、タブレット、ラップトップ、ノートブック、携帯電話、コンピュータ(たとえば、パーソナルコンピュータまたはサーバー)、または他の電子装置であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3bは、電子装置の冷却システムの概略断面図を示す。電子装置は、図3aおよび/または図1dに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。上述のように、提案された概念のある側面は、蒸気室を一つまたは複数のミニブロワーと組み合わせることである。図1dは、蒸気室のある冷却システムの概略断面図であり、図3bは(より小さな)蒸気室とミニブロワーのある冷却システムの概略断面図である。後者の場合、VCは、温度が今ではより低いので、シャーシによって支持されうる。
案内構造220が、エンクロージャ140(たとえば、外側カバー)とVC 120との間に配置される。案内構造220は、VC 120の表面に沿ったブロワーによって引き起こされる空気の流れを案内することができる。案内構造220は、エンクロージャ140に取り付けられていてもよく、またはエンクロージャ140上に一体的に形成されていてもよい。案内構造220は、互いに平行に配置された壁であってもよい。案内構造220は、外側カバーとVC 120との間のチャネル壁であってもよい。
第1のブロワー370は、VC 120の第1の半分のエッジに隣接して配置されてもよく、第2のブロワー372は、VC 120の第2の半分のエッジに配置されてもよい。第1のブロワー370および第2のブロワー372は、VC 120の同じ側に配置されてもよい。
該より小さなVC 120は、図1dの実装と比較して、バッテリーのためのより多くのスペースを可能にしうる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3cは、電子装置の冷却システムの概略平面図である。図3cは、図3bに関連して説明した電子装置の上面図を示してもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3dは、蒸気室上の空気の流れの効果の図を示す。図3dに示されるように、計算流体力学CFDモデリングを用いて、蒸気室上の空気流の影響を可視化することができる。図3dは、蒸気室上の空気の流れの効果の図を示す。自然対流(h=2W/m^2-K)からh=20W/m^2-Kへの熱伝達係数の向上は、接合から周囲への抵抗(junction to ambient resistance)ΘJ-HPを5倍改善し、h=5W/m^2-Kでも性能を2倍にすることができる。VC上の空気の流れは、VC温度を著しく低下させる可能性がある。
図3eは、蒸気室上の空気の流れの効果の概略図を示す。図3eは、平板上の流れ・熱伝達相関(flow over a flat plate heat transfer correlation)を用いて計算した熱伝達係数およびそれに関連する熱抵抗(1/hA)を示す。ほぼゼロの流れからわずかな流れ(~0.7m/s)になると、VCの熱抵抗が非常に急激に減少することがわかる。提案される概念は、この非常に大きな感度を使用して、必要なときにはミニブロワーを使用してほんのわずかな流れを提供するが、必要でないときにはそれらをオフにすることによって、受動VC冷却能力を改善することができる。
図3fは、電子装置の概略図である。電子装置は、図3aに関連して説明した電子装置と同様に実装することができる。図3fの電子装置は、熱源(たとえば、CPU)を担持する回路基板150の開口部に統合されたブロワー370を有するラップトップ302である。
図3fは、ミニブロワー統合の例を示してもよい。わずかに傾いたブロワーが、良好な空気取り入れおよび底部チャネルへの良好な空気流を可能にしうる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3gは、電子装置の概略図を示す。電子装置は、図3fに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。ラップトップ302は、第2のブロワー372を備える。第1のブロワー370および第2のブロワー372は、VC 120の反対側に配置される。空気取り入れ口352(たとえば、シャーシの開口部)が、2つのブロワーのそれぞれに近接して配置される。さらに、案内構造220(たとえば、空気チャネル壁)が、第1のブロワー370と空気出口354(たとえば、シャーシの開口部)および第2のブロワー372と空気出口354の間に配置され、VC 120の表面に沿ってブロワーから空気出口354へ空気を導く。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3hは、電子装置の概略図である。電子装置は、図3gに関連して説明した電子装置と同様に実装されうる。さらに、ラップトップ302は、VC 120とラップトップ302の背面カバーとの間のギャップをブロワー370に向かって横方向に延ばすために、VC 120からブロワー370に向かって延びる水平案内構造220を含み、空気をより良好にギャップ中に向けることができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3gおよび図3hは、例に従った気流方向の概略図を示すことができる。図3f、3gおよび3hに示されるように、例は、冷却システムと、プロセッサ、中央処理装置またはグラフィックス処理装置のような処理装置とを含む、ラップトップ・コンピュータまたはタブレット・コンピュータのようなコンピューティング装置を提供することができる。熱伝導要素(たとえば、VC)は、処理ユニットと接触していてもよい。たとえば、図3hに示されるように、少なくとも1つのブロワー・ファン370は、コンピューティング装置のシャーシの底板の主要部分に対してゼロでない角度で配置されてもよい。たとえば、シャーシの底部プレートの主要部分に対する該少なくとも1つのブロワー・ファン370の角度は、2°と15°との間であってもよい。冷却システムの熱伝導要素は、計算装置のシャーシによって保持されてもよい。
図3iは、電子装置の冷却システムの概略平面図を示す。冷却システムは、図3aに関連して説明した冷却システムと同様に実装されうる。図3iの例では、熱分配構造は、ヒートパイプ322のアレイである。2つのミニブロワー370、372が、ヒートパイプ322のアレイの中央領域においてヒートパイプ322のアレイに隣接して配置される。ヒートパイプ322のアレイは、ヒートパイプ322のアレイの中央領域において熱源110に熱的に結合される。2つの主ブロワー306、308は、ヒートパイプ322のアレイの反対側の末端領域においてヒートパイプ322のアレイに隣接して配置される。ミニブロワー370、372は、2つの主ブロワー306、308よりも熱源110(たとえばCPUパッケージ)のより近くに配置される。ミニブロワー370、372は、ヒートパイプのアレイ322のヒートパイプの表面に沿って空気を吹き付けるように構成される。このようにして、ヒートパイプの冷却効率を大幅に改善することができる。ヒートパイプ322のアレイは、VCよりも安価であってもよい。ミニブロワーを使用することにより、VCまたはHPの効率が高くなり、性能を低下させることなく、主ブロワーの数またはサイズを低減することができる(たとえば、4基ではなく、たった2基の主ブロワー)。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3jは、電子装置の冷却システムの概略平面図を示す。冷却システムは、図3aに関連して説明した冷却システムと同様に実装されうる。図3jの例では、熱分配構造は、平坦化された大直径のヒートパイプ(flattened-large diameter heat pipe)324である。平坦化された大直径のヒートパイプ324は、平坦化された大直径のヒートパイプ324の中央領域において熱源110(たとえば、CPUパッケージ)に熱的に結合される。平坦化された大直径のヒートパイプ324の第1の端部領域において、平坦化された大直径のヒートパイプ324のエッジに隣接して第1のブロワー370が配置され、平坦化された大直径のヒートパイプ324の第2の、反対側の端部領域において、第2のブロワー372が平坦化された大直径のヒートパイプ324のエッジに隣接して配置される。
冷却システムは、モバイル・システムのために使用されてもよい。平坦化された大直径のヒートパイプ324の外寸(outside dimension)ODは、10mm~50mmの範囲内、またはより大きなディスプレイ・サイズをもつシステムでは、それより大きくてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3kは、ケーススタディ(例:MATLAB(登録商標) Simulink R-C Network Combo-Cooling Case Study)のために使用された抵抗‐容量(R-C)ネットワーク(たとえば、Combo-Cooling Case Studyのために使用されるMATLAB(登録商標) Simulink R-C Network)の概略図である。ケーススタディは、他の点では受動的な装置にコンボ冷却技術を実装する利点を実証する。RCネットワークは、4つのRCノード(接合からシンク(Junction-to-Sink)、シンクから周囲(Sink-to-Ambient)、シンクからスキン(Sink-to-Skin)、スキンから周囲(Skin-to-Ambient))を含む。
図31~図3oは、さまざまなパラメータに対する過渡応答の図を示す。接合部温度Tj、シンクにおける温度T-sink、およびスキン温度T-skin(たとえば、エンクロージャの外側表面における温度)を示す。図3lは、純粋に受動的な冷却で(すなわち、コンボ冷却はアクティブでない)、電力が0から7ワットになるときの受動装置過渡熱応答を、時刻=0から始まって示す。図3mは、純粋に受動的な冷却で(すなわち、コンボ冷却はアクティブでない)、電力が0から20ワットになるときの受動装置過渡熱応答を、時刻=0から始まって示す。Tj-max(最大接合部温度)までの時間は約7秒である。図3nは、電力が0から20ワットになるときのコンボ冷却過渡熱応答を、時刻=0から始まって示す。Tj-max(最大接合部温度)までの時間は約13秒である。図3oは、電力が0から25ワットになるときのコンボ冷却過渡熱応答を、時刻=0から始まって示す。Tj-max(最大接合部温度)までの時間は約7秒である。
図3lは、コンボ冷却なしの受動装置の過渡的なPL1=7W応答を示す(たとえば、7WのTDPが、このセグメントにおいて、可能なTDPである)。PL1は、有効的な長期的に期待される定常状態電力消費であってもよい。定常状態(t=100秒)では、すべての温度値が、Tj~90℃(接合部での温度)およびT-skin~47℃(スキンでの温度)という期待される限界内にあることに注意されたい。これは、この装置が受動冷却でそのTDPにおいて完全に動作できることを示す。図3mは、コンボ冷却なしのこの等価な構成の過渡的なPL2=20W応答を示す(PL2=20Wは、このセグメントについての可能な値である)。このPL2電力では、この装置は、Tjで制限される状態になる前に、~7秒の最大性能しか提供できないことに注意されたい(Tj-max=100°C、接合部での最高温度と想定)。対照的に、図3nは、このPL2事象の間にコンボ冷却が起動されると(シンクから周囲への抵抗が瞬間的に半分に減る。これは、図3eに基づいて、ミニブロワーをオンにすることによって実現性がありうる)、ターボにある時間、よって、最大システム性能にある時間は、ほぼ13秒に拡大されうる(ターボにある時間が86%長くなる)ことを示す。さらに、図3oは、コンボ冷却技術を使用することにより、Tj-maxまでのもとの時間~7秒に影響を与えることなく、PL2電力を25ワットまで増加させることができること(PL2電力の25%の増加)を示している。これらの図は、作業負荷の決定的に重要な部分の間にコンボ冷却技術を使用することによって、ターボにある時間および/またはターボ電力の両方が有意に増加し、よって、同じ形状因子内でユーザーの経験および性能を向上させることができることを実証しうる。この向上した熱的能力を、ユーザー/作業負荷が次に何をしようとしているかの機械学習予測と組み合わせることは、性能を著しく改善する可能性がある。
図3pは、電子装置を冷却する方法のフローチャートを示す。方法380は、ブロワーによって熱分配構造の表面に沿っての空気を吹き付けること382を含む。ブロワーは、最大長さおよび最大幅が最大20mm、および/または最大厚さが最大3mmである。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3qは、電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。冷却システム350は、熱伝導要素320を備える。熱伝導要素320は、電子装置100(たとえば、コンピューティング装置)の処理ユニット360を冷却するのに適している。さらに、冷却システム350は、熱伝導要素320の一部を横切って空気を送風するための少なくとも1つのブロワー・ファン370を備える。さらに、冷却システム350は、コンピューティング装置の処理ユニット360の熱負荷に基づいて、前記少なくとも1つのブロワー・ファン370をアクティブ化または非アクティブ化するように構成された制御回路362を備える。熱伝導要素の冷却効率は、熱伝導要素に沿った空気の流れによって改善されうる。処理ユニットの熱負荷に基づいてブロワー・ファンを作動させることにより、処理ユニットの高作業負荷条件下での性能が有意に改善される可能性がある。処理ユニットの熱負荷に基づいてブロワー・ファンを停止することにより、処理ユニットの低作業負荷条件下で電流消費を低減することができる。
熱伝導要素320(または熱伝導手段)は、熱分配構造と呼ばれることもある。熱伝導要素320は、蒸気室またはヒートパイプのアレイを含んでいてもよく、またはそれらであってもよい。熱伝導要素320は、コンピューティング装置の処理ユニットを冷却するのに好適でありうる。たとえば、熱伝導要素320は、受動冷却器、たとえば、処理ユニットを低い熱負荷で受動的に冷却するための構造要素であってもよい。熱伝導要素320は、少なくとも1つの実質的に平坦な主要表面を含んでいてもよい。前記少なくとも1つのブロワー・ファン370は、熱伝導要素320の前記少なくとも1つの実質的に平坦な主要表面に沿って空気を吹き付けるように構成されてもよい。
ブロワー・ファン370(またはブロワーまたはファン)は、ミニブロワーであってもよい。たとえば、前記少なくとも1つのブロワー・ファン370は、最大30(または、最大25mm、または、最大20mm、または、最大17mm、または、最大15mm)のファン直径を有してもよい。前記少なくとも1つのブロワー・ファン370は、最大5mm(または最大4mm、または最大3mm)のファン高さを有することができる。たとえば、ファンの高さは、ブロワー・ファンの直径に直角に測られてもよい。
制御回路362は、処理ユニット360の熱負荷が閾値を超える場合には前記少なくとも1つのブロワー・ファン370を起動し、処理ユニット360の熱負荷が前記閾値を下回る場合には前記少なくとも1つのブロワー・ファン370を停止させるように構成されてもよい。たとえば、制御回路362は、処理ユニット362の熱負荷が閾値を下回る場合、冷却システム350を受動的に動作させるように構成されてもよい(たとえば、電子装置のファンが作動していない〔アクティブでない〕)。たとえば、制御回路362は、処理ユニット360の接合部温度が第1の温度閾値以上である場合に、ブロアーファン370を作動させるように構成されてもよく、および/または、処理ユニット360の接合部温度が第2の温度閾値以下である場合に、ブロアーファン370を停止させるように構成されてもよい。第1の温度閾値は、第2の温度閾値と等しくても、または異なっていてもよい。
冷却システム350の制御回路362は、コンピューティング装置の処理ユニット360または電子装置の別の構成要素(たとえば、温度センサー)から熱負荷に関する情報を得るように構成されてもよい。処理ユニット360は、処理ユニット360の熱負荷に関する情報を決定し、熱負荷に関する該情報を冷却システム350の制御回路362に提供するように構成されてもよい。たとえば、熱負荷に関する情報は、コンピューティング装置内で測定または推定される少なくとも1つの温度に基づくことができる。温度は、処理ユニット360上に統合された、または処理ユニット360の近くに配置された温度センサーによって測定されてもよい。代替的または追加的に、熱負荷に関する情報は、処理ユニット360のターボ状態に基づいてもよい。対応して、処理ユニット360は、コンピューティング装置内で測定または推定される少なくとも1つの温度に基づいて、および/または処理ユニット360のターボ状態に基づいて、熱負荷に関する情報を決定するように構成されてもよい。代替的または追加的に、熱負荷に関する情報は、たとえば機械学習を用いて、予測されてもよい(たとえば、作業負荷が予測されてもよい)。たとえば、熱負荷に関する情報は、熱負荷の予測された発展に基づいてもよい。処理ユニット360は、機械学習モデルを用いて熱負荷を予測することによって、熱負荷に関する情報を決定するように構成されてもよい。
制御回路362は、図3qに示されるように、処理ユニット360の一部であってもよく、または、処理ユニット360から独立して統合された回路であってもよい。たとえば、制御回路362および/または処理ユニット360は、一つまたは複数の処理ユニット、一つまたは複数の処理装置、プロセッサ、コンピュータ、またはプログラマブルハードウェアコンポーネントなどの、しかるべく適応されたソフトウェアとともに動作可能な、処理のための任意の手段を使用して実装されてもよい。換言すれば、制御回路362または処理ユニット360の記載された機能は、ソフトウェアで実装されてもよく、その場合、ソフトウェアは、一つまたは複数のプログラマブルなハードウェア・コンポーネント上で実行される。そのようなハードウェア・コンポーネントは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、マイクロコントローラまたは他の処理回路を含んでいてもよい。
冷却システム350は、一つまたは複数のブロワーファン(たとえば、ミニブロワー)を含んでいてもよい。たとえば、冷却システム350は、2つのブロワー・ファンを備えることができ、該2つのブロワー・ファンは、熱伝導要素320の横の側部に配置されるか、または熱伝導要素320の同じ側または反対側に隣接して配置される。
冷却システム350は、少なくとも1つのブロワー・ファンによって送風された空気を熱伝導要素に向かって伝導させるための少なくとも1つの空気流伝導部(conductor)(または案内構造または案内要素とも呼ばれる)を含んでいてもよい。
コンピューティング装置は、冷却システム350および処理ユニットを含んでいてもよい。熱伝導要素320は、TIMを通じて処理ユニット360と直接接触していてもよく、または金属プレート(たとえば、コールドプレート)が熱伝導要素320と処理ユニット360との間に配置されてもよい。
たとえば、冷却システム350および/または電子装置100は、図2aまたは図3aに関連して説明される冷却システムおよび/または電子装置に関連して説明される、より多くの特徴を含んでいてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図3r~3tは、予測負荷量決定の効果の図を示す。図3r~3tは、予測的な作業負荷の使用事例が機械学習を使用してもよいことを示している。コンボ冷却は、これらの機械学習予測能力を利用して、ミニブロワーをいつ起動するか、およびターボ電力が一時的に増加するべきかを決定する助けしてもよい。図3l~3oに示されるように、提案される概念は、小型受動装置において、ターボにある時間を85%またはPL2電力を25%増加させることができる。
図3uは、コンピューティング装置を動作させる方法のフローチャートを示している。方法390は、処理ユニットの熱負荷に関する情報を決定392し、熱負荷に関する情報を冷却システムの制御回路に提供394することを含む。たとえば、コンピューティング装置のための方法が提供されてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
いくつかの例は、(たとえば、他の受動冷却システムと同じまたは同様のユーザー体験UXを与える)低電力装置のための軽量で小型の受動‐能動コンボ冷却に関する。たとえば、軽量モバイルコンピュータのための冷却方法が提案される。無音のミニブロワー(たとえば、ブロワー・ファン)が、受動冷却システム(たとえば、蒸気室)と組み合わされてもよい。
結果は、純粋な受動冷却よりも軽くて強力だが、ユーザーが聞くことができないかもしれないほど極端に静かでありうる冷却システムでありうる。種々の例の冷却システムは、受動冷却システムの重量を軽減する一方で、バッテリーのためのより多くのスペースを与えることができる。
CPU(中央処理装置)を冷却するために、他の能動冷却または受動冷却が使用されてもよい。能動冷却では、熱が熱交換器に伝達されてもよく、熱交換器を冷却するためにブロワー(単数または複数)が使用されてもよい。受動冷却では、たとえば蒸気室を用いて、熱が広い面積に分割(分配)されてもよい。熱は、放射、伝導、および軽対流(light convection)(または熱放射)によって外気に受動的に伝達されうる。能動冷却は強力でありうるが、ブロワーを必要とし、ブロワーはノイズを引き起こし、スペースを必要とする。これは、より小さなバッテリー体積および容量につながりうる。場合によっては、蒸気室がブロワーと組み合わされてもよい。他のシステムでは、大きなファンと蒸気室が組み合わされてもよく、蒸気室はヒートシンクに取り付けられる。そのような概念は本当に厚く、ノートパソコンでは使えないかもしれない。同様の概念は、大型だが薄いファンを備えたラップトップにおいても使用されうる。この概念は薄いかもしれないがノイズが多く、ブロワーは大量のバッテリー・スペースをとることがありうる。受動冷却は無音であっても、大きな熱分配器は多くの(横方向の)スペースを必要とし、大きな重量を有することがある。
例は、蒸気室のサイズを小さくしたり、能動ブロワーのサイズを小さくしたり、および/または低熱負荷のもとでは受動冷却モードでシステムを使用したりすることによって、提案された概念を用いることができる。
たとえば、VCの外側領域はしばしばあまり効率的ではないので、蒸気室のサイズが小さくされてもよい。これは、装置の総重量を減少させ、より多くのバッテリー・スペースを与える可能性がある。VCの冷却能力は、VCを冷却するためにミニブロワー(すなわち、ファン直径が最大30mmのブロワー・ファン)を追加することによって増加させることができる。ミニブロワーは、ノイズレスとみなすことができるほど静かでありうる。この熱解決策は、アイドルまたは低電力作業負荷のように熱負荷が低い場合には、100%受動的に冷却されうる。しかしながら、PL2(たとえば、短期最大電力モード)作業負荷のように熱負荷が高い期間においては、電力散逸を補助するためにミニブロワーをオンにすることができる。
コンピューティング装置設計における1つの目的は、低電力カテゴリーの装置の重量を低減することでありうる。これは、低減された重量をもつ熱概念を提供することによって達成されうる。もう1つの目的は、バッテリー容量を増加させることでありうる。本開示に提示された概念は、利用可能なバッテリー・スペースを増加させる可能性がある。そのようなユーザーフレンドリーでノイズレスなCPU冷却解決策では、低電力(たとえば、<15W)カテゴリーにおける適応が増加しうる。
以下に、実施例とともに使用できるミニブロワーのいくつかの例を示す。ミニブロワーの第1の例は、寸法が15mm×15mm×3mmで、最大速度が13800ラウンド毎分(rpm)、最大空気流量が0.17CFM(立方フィート毎分)、最大空気圧(インチH20)が0.154、電圧が3.0V、電流が0.05A、最大ノイズが0.3メートルのところで30.0(dB-a)である。ミニブロワーの第2の例は、寸法が15mm×15mm×3mmで、最大速度が14500rpm、最大空気流量が0.28CFM、最大空気圧(インチH20)が0.075、電圧が3.0V、電流が0.05A、最大ノイズが0.3メートルのところで31.0(dB-a)である。ミニブロワーの第3の例は、寸法が17mm×17mm×3mmで、最大速度が12000rpm、最大空気流量が0.23CFM、最大空気圧(インチH20)が0.182、電圧が3.0V、電流が0.05A、最大ノイズが0.3メートルのところで26.5(dB-a)である。1CFM=1.7立方メートル毎時=0.47l/s。
ラップトップのノイズ・レベルは、約40~45dBでありうる。たとえば、提案される概念に基づくラップトップは、最大40dB(または最大30dB)の最大ノイズ・レベルを生じうる。
電子装置の重量は、提案される概念に基づいて大幅に低減できる。たとえば、VCサイズを150mm×250mmから100mm×200mm(すなわち、1つの側あたり(per side)たった25mm)に縮小することが可能となりえ、これにより、装置(たとえば、ラップトップ)の総質量を1000gから910gに低減しうる。VCサイズを150mm×250mmから100mm×200mm(各辺1インチ)に縮小することにより、VC質量を40%以上(たとえば、46.7%)、装置の総質量を5%以上または8%以上(たとえば、9.0%)低減できる。有意に軽くなった蒸気室は、より安価にである可能性があり、これは、装置の材料明細書(bill of materials、BOM)が低くなることを意味する可能性がある。
本開示に示されるように、弱い空気流であっても、VC熱交換を著しく改善することができる。弱い空気流はほぼ無音のミニブロワーによって操作されうるので、提示された概念は受動冷却システムに匹敵しうる。弱い空気流は、VCのサイズを低減または最小化することを可能にする可能性があり、これは、より軽量で安価な装置につながる可能性があり、バッテリーのためのスペースをより多く与え、それによってバッテリーの寿命を増加させる可能性がある。VCとシャーシとの間の空気ギャップは、スキン温度を低くするためにスキンを隔離するために必要とされうるものだが、それが今や、熱伝達チャネルとして使用されうる。これは、全体の厚さを増加させないかもしれないが、VCとシャーシが空気チャネル壁によって組み合わされることができるので、全体の剛性を改善しうる。提示された概念は、「フルパワー」ファンを使用しない可能性があるため、ハイブリッド冷却とは異なる可能性がある。提示される概念はファンを用いた能動冷却システムであってもよいが、受動冷却システムのようにほとんど無音である。よって、提示される概念は「受動‐能動コンボ冷却」と呼ばれることがある。
例において、蒸気室は、ミニブロワーと組み合わされる。これらの2つの概念を組み合わせることに加えて、瞬間的な時間期間にわたって非常に効果的にVC表面上の対流を増加させるために、本当に薄いチャネリングのような追加的なシステム・レベルの設計最適化が提案されてもよい。ミニブロワーは、高出力ターボの場合にのみ使用することができ、それ以外の場合には、装置は完全に受動的であってもよい。提案される概念は、他の能動冷却概念とは異なる可能性がある冷却戦略を適応させるために、作業負荷およびユーザー予測情報を使用することができる。
例はまた、ファン・サイズが低減されており、熱交換フィンの使用がなくても、高圧設計(hyperbaric design)よりも効率的でありうる。熱交換器は小さな表面積をもつことがあり、熱を伝達するために本当に高いブローを必要とするからである。さらに、フィンを介した熱伝達は、VCスキンからの熱伝達よりも効率が悪い可能性がある。提案される概念は、熱交換器(フィン)を除外し、VCの大きな表面積を利用することができる。例において実行される熱交換は、高いブローを必要としない可能性があるため、ファン・サイズを小さくすることができる。他のシステムでは、2ヒートパイプHPの能動冷却解決策が使用されてもよく、フィン面積は9mm×18mm×70mm×2=22680mm2で、これは1面あたりの(per side)低減されたVC面積とほぼ同じである。さらに、高圧設計は、はじめから、冷却の主な手段として意図されたものでありうる。コンボ冷却は、パワー/ターボ持続時間を増加させるためにターボ事象中に利用されるだけであってもよく、その後は受動冷却に戻ってもよい。
最終的な設計は、パッケージ熱設計電力(TDP)、VC寸法などの詳細にさらに依存しうるので、上記および下記に記載されるアセンブリおよび統合例は、単なる例でありうる。種々の例では、ミニブロワーが両側に配置され、空気チャネル(伝導部)を通じてVCの両側に低い空気流を吹き付ける。たとえば、冷却システムは、熱伝導要素のそれぞれの横の側に配置された2つのブロワー・ファンを備えることができる。冷却システムは、少なくとも1つのブロワー・ファンによって送風された空気を熱伝導要素に向かって伝導させるための少なくとも1つの空気流伝導部を備えることができる。熱伝導要素は、少なくとも1つの実質的に平坦な主要表面(たとえば、隆起のない表面、および熱伝導要素の表面積の少なくとも30%を提供する表面)を有していてもよい。前記少なくとも1つのブロワー・ファンは、前記少なくとも1つの実質的に平坦な主要表面を横切って空気を吹き付けるように配置されてもよい。
いくつかの他の冷却システムでは、基板を冷却するために、能動冷却システムにおいて追加のファンが使用されてもよい。そのようなシステムでは、熱はシャーシにおけるチャンネリングなしに熱交換器によって伝達されうる。シャーシにおけるチャネリングは、比較的背が高いべきであり、よって熱交換器が良好でありうるため、能動冷却においては有効でない可能性がある。そのような冷却システムは、CPUについては45W以上のTDP、グラフィック処理ユニット(GPU)については追加のTDPを有する高パワーのシステムにおいて使用されうる。他方、提案される概念の例は、究極的な熱事例冷却のために、15mm×15mmの小型ファンを有する15W以下のTDPを有するコンピューティング装置を対象としている。
本開示の例は、蒸気室とブロワー・ファンを備えたコンボ能動‐受動冷却システムを提供することができる。例は、他の受動システムよりも小さくて軽く、同じまたはさらにはやや高いTDPをもち、純粋な受動冷却システムと同様のユーザー経験を有する冷却システムを構築することを可能にしうる。
図4aは、電子装置100の冷却システムの概略断面図を示す。冷却システム400は、熱源110に結合されるように構成された第1の熱分配構造320を備える。さらに、冷却システム400は、熱電冷却器(thermal electric cooler、TEC)410と、第2の熱分配構造420とを備える。熱電冷却器410の第1の表面は、第1の熱分配構造320に熱的に結合され、熱電冷却器410の第2の表面は、第2の熱分配構造420に熱的に結合される。
2つの熱分配構造の間にTECを実装することにより、熱は、一方の熱分配構造から他方の熱分配構造へと非常に高速に伝達されうる。こうして、熱源の冷却を改善することができる。
熱電冷却器410の厚さは、最大3mm(または最大2.5mm、または最大2mm、たとえば、1.5mm~2mm)であってもよい。このようにして、スタックの高さを低く保つことができ、薄い電子装置が可能にされうる。
熱電冷却器TEC 410は、ペルティエ効果を使用して、2つの異なるタイプの材料(たとえば、n型およびp型半導体材料)の接合部に熱流束を生成することができる。冷却器として動作させると、TECの両端に電圧が印加されることができ、結果として、TECの2つの反対側の間に温度差が生じる。
第1の熱分配構造320は、垂直方向の広がりよりも有意に大きな横方向の広がりを有する平坦構造であってもよい。たとえば、第1の熱分配構造320の厚さは、第1の熱分配構造320の最大横方向寸法(たとえば、長さまたは幅)の最大10%(または最大5%)であってもよい。熱電冷却器410の厚さは、第1の熱分配構造320の厚さよりも大きくてもよい。第1の熱分配構造320は、厚さが最大1mm(または最大0.8mm、または最大0.6mm、たとえば、0.5mm)であってもよい。第1の熱分配構造320は、金属プレート(たとえば、コールドプレート)または蒸気室であってもよい。
第2の熱分配構造420は、垂直方向の広がりよりも有意に大きな横方向の広がりを有する平坦構造であってもよい。たとえば、第2の熱分配構造420の厚さは、第2の熱分配構造420の最大横方向寸法(たとえば、長さまたは幅)の高々10%(または高々5%)であってもよい。第2の熱分配構造420は、金属プレート(たとえば、コールドプレート)または蒸気室であってもよい。
たとえば、第1の熱分配構造320と第2の熱分配構造420との間の距離は、最大でも3mm(または最大でも2.5mm、または最大でも2mm)であってもよい。このように、スタックの高さを低く保つことができ、薄い電子装置が可能にされうる。
接着剤(たとえば、熱伝導性接着剤)および/またはTIMを使用して、TEC 410を第1の熱分配構造320に、そして第2の熱分配構造420をTEC 410に取り付け、熱的に結合させてもよい。
冷却システム400は、さらに、第1の熱分配構造320上の熱電冷却器410に隣接して配置された(第1の)ヒートパイプを備えてもよい。たとえば、ヒートパイプの側部が、TEC 410の側部と接触していてもよく、または、ヒートパイプとTEC 410との間に小さなギャップ(たとえば、最大で5mmまたは最大で2mm)があってもよい。ヒートパイプの厚さは、最大3mm(または最大2.5mm、または最大2mm)であってもよい。
(第1の)ヒートパイプは、熱源110の中心と反対側の領域で第1の熱分配構造320に熱的に結合されてもよい。たとえば、熱電冷却器410は、少なくとも一方向において、ヒートパイプよりも第1の熱分配構造320のエッジにより近く配置されてもよい。ヒートパイプは、熱源110に近い第1の熱分配構造320の領域を冷却するために連続的に使用されてもよく、一方、TEC 410は、必要な場合に(たとえば、熱源の高い作業負荷状態において)追加の冷却のために作動されるだけであってもよい。
ヒートパイプは、冷却システム400のファンまで延びてもよい。たとえば、ヒートパイプのある蒸発器領域(たとえば、第1の端部領域)は、第1の熱分配構造320に熱的に結合されてもよく、ヒートパイプのある蒸発器領域(たとえば、第2の端部領域)は、ファンに近接してまたは隣接して配置されてもよい。
ヒートパイプは、第1の熱分配構造320と第2の熱分配構造420との間に配置されてもよい。たとえば、ヒートパイプの第1の表面は第1の熱分配構造320に熱的に結合されてもよく、ヒートパイプの第2の表面は第2の熱分配構造420に熱的に結合されてもよい。ヒートパイプおよびTEC 410は、第1の熱分配構造320と第2の熱分配構造420との間に垂直に配置またはサンドイッチされてもよい。
代替的に、第2の熱分配構造420は、第1の熱分配構造320の一部の上にのみ横方向に延びてもよい。それにより、第1の熱分配構造320と第2の熱分配構造420との間にTEC 410が挟まれ、第1のヒートパイプが第1の熱分配構造320上で横方向において第2の熱分配構造420の横に配置される。たとえば、熱電冷却器410の厚さは、第1のヒートパイプの厚さよりも小さくてもよい。ヒートパイプの厚さは、第1の熱分配320の厚さよりも大きく、および/または第1の熱分配320と第2の熱分配構造420との間の距離よりも大きい。第2の熱分配構造420を、ヒートパイプではなく、TEC 410の上のみにわたって延在させることによって、スタックの垂直方向の全寸法を低減することができる(たとえば、図4dに示されるように)。
加えて、冷却システム400は、さらに、第2のヒートパイプを含んでいてもよい。第1のヒートパイプは、横方向において熱電冷却器410と第2のヒートパイプとの間に配置されてもよい(たとえば、図4bに示すように)。たとえば、第1のヒートパイプの側部は、第2のヒートパイプの側部と接触していてもよく、または、第1のヒートパイプと第2のヒートパイプとの間に小さなギャップ(たとえば、最大で5mmまたは最大で2mm)があってもよい。第2のヒートパイプは、第1の熱分配構造320と第2の熱分配構造420との間に配置されてもよい。たとえば、第2のヒートパイプの第1の表面が第1の熱分配構造320に熱的に結合されてもよく、第2のヒートパイプの第2の表面が第2の熱分配構造420に熱的に結合されてもよい。第1のヒートパイプ、第2のヒートパイプ、およびTEC 410は、垂直方向では、第1の熱分配構造320と第2の熱分配構造420との間に配置されるまたはサンドイッチされることができる。
加えて、冷却システム400は、さらに、第3のヒートパイプを含んでいてもよい。第3のヒートパイプは、第2の熱分配構造420に熱的に結合されてもよい。第3のヒートパイプは、第1の熱分配構造320から横方向に離間されてもよい(たとえば、図4dに示されるように)。あるいはまた、第3のヒートパイプは、金属プレート(たとえば、コールドプレート)、熱交換器、VC、または熱伝達のための他の種類の熱拡散材料に置き換えられてもよい。
電子装置100は、冷却システム400および熱源110を含んでいてもよい。電子装置100は、一つまたは複数の装置パラメータに基づいて(たとえば、制御回路によって)熱電冷却器を起動および/または停止させるように構成されてもよい。前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータは、熱源の接合部温度、電子装置の充電状態、熱源110または電子装置100の作業負荷、および/または熱源110または電子装置100の熱負荷を示すことができる。このようにして、必要に応じてTECを起動することにより、冷却容量および/または効率を高めることができる。他方、電力消費を低減するために、より少ない冷却で十分である場合には、TECを無効にすることができる。たとえば、電子装置100がモバイル装置(たとえば、ラップトップ、タブレットまたは携帯電話)である場合、電子装置100がバッテリー給電されている(たとえば、充電中でない)場合、TEC 410は、少なくとも1分間(または、少なくとも40秒または少なくとも30秒)、連続的に起動されない可能性がある。このようにして、電子装置100がバッテリー給電されている間、電力消費を低く維持することができる。電子装置100は、TEC 410の作動電流が、TEC 410の最大電流の少なくとも10%(または少なくとも20%)および/または最大30%(または最大40%または最大25%)で、TEC 410を動作させるように構成されてもよい。このようにして、効率的な動作条件下でTECを動作させることができる。
第2の熱分配構造420と、電子装置100のエンクロージャの一部または電子装置100のスクリーンの背面との間の距離またはギャップは、最大でも2mm(または、最大でも1.5mm、または最大でも1mm、たとえば、0.5mmと1mmの間)であってもよい。熱分配構造とエンクロージャとの間にギャップがある場合、エンクロージャの温度(たとえば、スキン温度)を大幅に下げることができる。
代替的に、第2の熱分配構造420は、電子装置100のエンクロージャの一部に熱的に結合されてもよい。このようにして、熱分配構造420の冷却能力は、熱が第2の熱分配構造420からエンクロージャの前記一部に伝達されうるので、増大されうる。たとえば、第2の熱分配構造420をエンクロージャの前記一部に熱的に結合するために(たとえば、図4eに示されるように)、熱パッドがエンクロージャの前記一部の上に配置されてもよい。
たとえば、熱源110(たとえば、CPU)は、TEC 410に加えてヒートパイプが使用される場合には、少なくとも15W(または少なくとも25Wまたは少なくとも40W)の熱設計電力を含んでいてもよい。
あるいはまた、電子装置がヒートパイプなしで実装され、および/またはファンなしで実装される場合、熱源110(たとえば、CPU)は、最大15W(または、最大12W、または、最大10W)の熱設計電力を含んでいてもよい。たとえば、電子装置は、TECによってサポートされる純粋な受動冷却を用いて実装されてもよい。
熱源110は、動作中に熱(たとえば、廃熱)を生成するように構成された半導体ダイを含んでいてもよく、または、かかる半導体ダイであってもよい。この廃熱は、半導体ダイの動作中に自動的に生成されてもよい。半導体ダイ上に集積回路が実装されてもよい。半導体ダイは、カバーされていない裏面を有する裸のダイ、またはパッケージ材料(たとえば、モールドまたは他の材料)によってカバーされた裏面を有するパッケージされた半導体ダイであってもよい。
熱源110は、プロセッサ(たとえば、CPU、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、またはグラフィックス処理ユニットGPU)、送信機、受信機、トランシーバ、電源、および/または電圧変換器、または他の集積回路であってもよく、または、これらを含んでいてもよい。
電子装置100は、タブレット、ラップトップ、ノートブック、携帯電話、コンピュータ(たとえば、パーソナルコンピュータまたはサーバー)、または他の電子装置であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図4bは、電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。冷却システムは、図4aに関連して説明した冷却システムと同様に実装されてもよい。第1の熱分配構造320は、第1の金属プレート(第1のコールドプレート)として実装され、第2の熱分配構造420は、第2の金属プレート(第2のコールドプレート)として実装される。第1の熱分配構造320は、基板404および半導体ダイ402を含む半導体パッケージ(たとえば、SOCパッケージ)の上に配置される。半導体パッケージは、回路基板150(たとえば、マザーボード)に取り付けられる。第1のヒートパイプ430、第2のヒートパイプ440、およびTEC 410は、第1の熱分配構造320の表面に配置され、第2の熱分配構造420は、第1のヒートパイプ430、第2のヒートパイプ440、およびTEC 410の上に配置される。熱は、半導体ダイ402から第1のコールドプレートを通じて直接的にヒートパイプに、またTEC 410および第2のコールドプレートを通じて間接的にヒートパイプに伝達されうる。
たとえば、過渡応答を改善するために、TEC 410がシステム設計に導入されてもよい。TEC 410は、SOC過渡電力を拡散するための瞬間応答挙動のために使用されてもよい。ダイ402は、熱を発生することができ、ホットスポット領域であってもよいが、ダイのサイズは、SOCパッケージよりも小さい。図4bに示されるように、第1のコールドプレートは、SOCダイ熱を放散させるために、SOC領域全体を覆うことができる。
たとえば、TEC 410は、ヒートパイプ430と同様であってもよい第1のコールドプレートと(たとえばTIMを通じて)直接接触する。TEC 410は、部分的に第1のコールドプレートを使用する。第1のコールドプレートの他の領域は、まだヒートパイプによって覆われている。Tj温度がモニターされてもよく、Tj温度が急速に上昇する場合、そのことはSOC過渡電力の増加を示すことがあり、TEC 410は、SOCを瞬時に冷却し、パワーを第2のコールドプレートに、そして第2のコールドプレートからヒートパイプ430に伝達することができる。第1のコールドプレートは、ヒートパイプ領域(第1および第2のヒートパイプに熱的に結合された領域)に多くの、またはほとんどの電力を伝達することができる。TEC 410および第1のコールドプレートの両方が、一緒に作用して、パワーをヒートパイプに伝達することができる。結果として、通常のパワーと過渡的な高いパワーの両方がヒートパイプに伝達されうる。
たとえば、非圧縮直径φ8、圧縮された厚さ1.8mmの2つのヒートパイプ、0.5mmの第1のコールドプレート、10.1Wの冷却能力および1.2COPのTECを使用することができる。
たとえば、TEC 410の一方の側は、SOCを冷却することができ、他方の側は、冷却される必要がある。第2のコールドプレートは、TEC 410に押しつけられてもよく、TEC熱をヒートパイプ領域に伝達する。第2のコールドプレートは、ヒートパイプを迅速に作動モードにすることを可能にしうる。
適切なTECモジュール、システムスタックアップおよび/またはSW制御機構が、TEC 410が低消費電力で即座に応答することを確実にしうる場合、TEC 410は、より多くのSOC性能を解放することができる。制御機構は、DTTチューニング(ダイナミックチューニング技術[dynamic tuning technology])と統合されてもよい。
提案される冷却システムは、過渡温度上昇を低減または最小化し、SOC生成されたパワーをヒートパイプ領域に瞬時に伝達することができうる。
TEC 410は、Tj温度が急激に上昇するある種の時間にのみ有効にされうる。TEC 410は、電力を節約し、スキン温度上昇を回避するために、ほぼ常に無効にされうる。このスタックでは、第2のコールドプレートは0.5mmのZ高さを占めることがある。シミュレーションは、第2のコールドプレート領域が両側でより高い温度を有することを示しうる。よって、このスタックおよび選択されたTEC 410を用いて、スキン温度を確実に低く保つことができるよう、0.2~0.3mmの追加スペース(たとえば、第2のコールドプレートとカバーとの間のギャップ)が実装されうる。
図4bの例は、ファンのある電子装置(たとえば、能動冷却ノートブック)のための冷却システムであってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図4cは、電子装置の冷却システムの概略平面図を示す。冷却システムは、図4bに関連して説明した冷却システムと同様に実装されうる。第1のヒートパイプ430および第2のヒートパイプ440は、第1のコールドプレートからヒートシンク180まで延びている。第1のヒートパイプ430および第2のヒートパイプ440は、ヒートシンク180に熱的に結合されてもよい。さらに、ファン170がヒートシンク180に隣接して配置されている。ファン180は、ヒートシンク180を通じて、またはその上に空気を吹き込むように構成される。
電子装置の種々の追加の構成要素が回路基板150上に配置されてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図4dは、電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。冷却システムは、図4bに関連して説明した冷却システムと同様に実装されうる。しかしながら、第2の熱分配構造420は、TEC 410の上に配置されるが、第1のヒートパイプ430および第2のヒートパイプ440の上には配置されない。TEC 410の厚さは、第1のヒートパイプ430および第2のヒートパイプ440の厚さよりも小さい。このようにして、スタック全体の高さを減らすことができる。第3のヒートパイプ442が、第2の熱分配構造420に熱的に結合される。第3のヒートパイプ442は、第1の熱分配構造320から横方向に離間されている。電子装置のエンクロージャ450(たとえば、CカバーまたはDカバー)と第2の熱分配構造420との間にギャップがある。このようにして、エンクロージャの表面温度を低く保つことができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図4eは、電子装置のための冷却システムの概略断面図である。冷却システムは、図4dに関連して説明した冷却システムと同様に実装されうる。しかしながら、TEC 410の厚さは、第1のヒートパイプ430および第2のヒートパイプ440の厚さよりも大きい。さらに、第3のヒートパイプを実装する代わりに、第2の熱分配構造420は、熱パッド452を介してエンクロージャ450(たとえば、Dカバー)に熱的に結合される。このようにして、冷却能力を向上させることができる。熱パッド452は、熱伝導性接着剤またはTIM、または第2の熱分配構造420をエンクロージャ450に熱的に結合するのに適した任意の他の材料を含んでいてもよい。
第1の熱分配構造320は、コールドプレート(たとえば、第1のコールドプレート)であってもよく、第2の熱分配構造420は、コールドプレート(たとえば、第2のコールドプレート)であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図4fは、電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。冷却システムは、図4eに関連して説明した冷却システムと同様に実装されうる。しかしながら、第2の熱分配構造420は、エンクロージャ450に熱的に結合されていない。電子装置のエンクロージャ450と第2の熱分配構造420との間にギャップがある。このようにして、エンクロージャの表面温度を低く保つことができる。
第1の熱分配構造320は、コールドプレート(たとえば、第1のコールドプレート)であってもよく、第2の熱分配構造420は、コールドプレート(たとえば、第2のコールドプレート)であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図4gは、電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。冷却システムは、図4aに関連して説明した冷却システムと同様に実装されうる。図4gの冷却システムは、ファンなしの受動冷却システムであってもよい。第1の熱分配構造320は、第1の金属プレート(第1のコールドプレート)として実装され、第2の熱分配構造420は、第2の金属プレート(第2のコールドプレート)として実装される。第1の熱分配構造320は、基板404および半導体ダイ402を含む半導体パッケージ(たとえば、SOCパッケージ)の上に配置される(たとえば、ダイは、10.6mmの長さまたは任意の他の長さを有してもよい)。半導体パッケージは、回路基板150(たとえば、マザーボード)に取り付けられる。TEC 410が、第1の熱分配構造320の表面に配置され、第2の熱分配構造420は、TEC 410の上に配置される。熱は、第1のコールドプレートおよびTEC 410を通じて半導体ダイ402から第2のコールドプレートに伝達されうる。電子装置のエンクロージャ450(たとえば、Dカバー)と第2の熱分配構造420との間にギャップがある。
図4gの例は、ファンなしの低電力SOCのための冷却システムであってもよい。電子装置(たとえば、受動冷却ノートブック)は、最大12W(または、最大10W)のTDPを有することができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図4hは、電子装置のための冷却システムの概略断面図である。冷却システムは、図4aに関連して説明した冷却システムと同様に実装されうる。図4gの冷却システムは、ファンなしの受動冷却システムであってもよい。第1の熱分配構造は、第1の金属プレート(第1のコールドプレート)として実装され、第2の熱分配構造420は、第2の金属プレート(第2のコールドプレート)として実装される。第1の熱分配構造の一部は、基板404および半導体ダイ402を含む半導体パッケージ(たとえば、SOCパッケージ)の上に配置される(たとえば、ダイは、10.6mmの長さまたは任意の他の長さを有してもよい)。半導体パッケージは、回路基板150(たとえば、マザーボード)に取り付けられる。第1の熱分配構造は、半導体パッケージ402に熱的に結合された第1の部分426と、第1の部分426に熱的に結合された第2の部分428とを備える。第1の熱分配構造の第2の部分428は、横方向において半導体パッケージ402の横に配置される。半導体パッケージ402は、垂直方向では、第1の熱分配構造の第1の部分426と第2の部分428との間に配置される。TEC 410が、第1の熱分配構造の第2の部分428の表面に配置され、第2の熱分配構造420は、TEC 410の上に配置される。熱電冷却器410の垂直方向の広がりは、半導体パッケージ402の垂直方向の広がりと重なる。このようにして、非常に薄い電子装置が可能にされうる。熱は、第1のコールドプレートおよびTEC 410を通じて半導体ダイ402から第2コールドプレートに伝達されうる。電子装置のエンクロージャ450(たとえば、Dカバー)と第2の熱分配構造420との間にギャップがある。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
シミュレーションは、TECを持つシステムがTECを持たないシステムよりも後に最大接合部温度Tjに達することがあることを示すことがある。TECは、過渡的な電力を維持するためにより役立つように、ダイの近くに配置されてもよい。図4iは、時間を追って接合部温度を示す図である。シミュレーションは、図4bに示されるようなシステムに基づいてもよい。2つのヒートパイプ(たとえば、非圧縮直径φ8、1.8mm)、0.5mmのコールドプレート、およびTEC(たとえば、10.1Wの冷却能力、1.2COP)を使用してもよい。熱解決策の構成は、全ターボ予算に影響を及ぼす可能性がある。異なるシステムにおける変化に伴い、熱解決策の持続的および過渡的能力は変化しうる。シミュレーション結果は、他の設計(TECなし)は11秒後に100度に達しうるが、TEC解決策を有するシステムは18秒後に100度に達しうることを示す。TECはTj温度上昇を遅くし、7秒のターボ時間を増加させることができる。TECはTjスロットリングのリスクを低下させる可能性がある。図4jは、図4iに示される図に対応する、経時的な温度差を示す図である。
図4kは、電子装置を冷却する方法のフローチャートを示す。方法490は、電子装置の装置パラメータに基づいて、熱電冷却器を作動させること492を含む。熱電冷却器の第1の表面は、第1の熱分配構造に熱的に結合され、熱電冷却器の第2の表面は、第2の熱分配構造に熱的に結合される。第1の熱分配構造は、熱源に結合される。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
いくつかの例は、パーソナルコンピュータPC上で熱電子冷却器(Thermal Electronic Cooler、TEC)を可能にすることによる、動的な熱拡散解決策に関する。
顧客がより高いパフォーマンスを要求すると、CPUは、PL1について(持続パフォーマンスについて)およびPL2について(バーストパフォーマンスについて)の電力限界(power limit)を増大させる必要がありうる。しかしながら、CPUがPL2の高性能モードで費やすことができる時間は、10秒以内でありうる。これは、他の熱解決策が、ヒートパイプおよびフィン・コールドポイント領域のような熱解決策にCPU生成されたパワーをすぐに伝達することが困難である可能性があるためである。結果として、CPUのTj温度(接合部温度)に急速に達し、それがCPUスロットリングをトリガーし、それがCPU性能を低下させる。過渡的なパワーを伝達し、過渡的な温度上昇を最小限にすることがますます重要になるかもしれない。システム・オン・チップSOC性能を持続させることは、システムおよび熱設計にとって困難である可能性がある。
コールドプレート、蒸気室、ヒートパイプおよびファンが熱拡散(thermal spreading)のために使用されてもよい。ダイからの熱は、まずコールドプレートまたは蒸気室に伝達され、次いでヒートパイプに伝達され、最後にフィンに伝達され、次いでファンによって冷却される。ダイに近ければ近いほど、熱解決策の有効性は高くなりうる。
コールドプレート(たとえば、金属プレート)の厚さを増すと、熱拡散が改善され、熱容量が増加する可能性がある。しかし、それはz高さを増加させ、ヒートパイプの性能に影響を与える可能性がある。コールドプレートのサイズは、SOCサイズのように非常に小さくてもよい。その結果、熱的能力は低く、PL2過渡電力を有意にサポートしない可能性がある。いくつかの設計では、コールドプレートの代わりに蒸気室を使用することができる。熱拡散および熱容量は、コールドプレートと比較してより良好でありうる。応答速度は速いことがあり、熱容量はわずかにより高いPL2パワーでは良いかもしれないが、蒸気室はヒートパイプ応答時間に影響を与える可能性があり、コストが高くなる可能性がある。ヒートパイプはz高さを増加させることがあり、最大伝熱担持容量(Qmax)を増加させるだけでありうるが、応答時間は改善されない可能性がある。ファンは、CPUダイ領域から離れた場所に位置してもよい。早期のアクティブ化が必要とされることがある。応答速度は、SOCダイから最も遠く離れた位置にあるため、言及した解決策の中で最も遅いことがありうる。
熱電子冷却器TECは、1秒以内に即座に応答することができうる。よって、過渡応答Tj温度上昇に用いることができる。また、高過渡電力をサポートする高い能力を有してもよい。それは、熱放散と電力消費のバランスをとるためにソフトウェアSWアルゴリズムによって制御されてもよい。TEC応答時間は、最も速い熱解決策でありうる。それは、SOC生成されたパワーをヒートパイプのコールドポイントに瞬時に伝達しうる。TECは、PL1またはPL2をより長く持続させるためにシステム熱容量を増加させることができる。TECは、過渡的な温度上昇を低減または最小化することができ、また、SOCをより長く持続可能なPL2にすることができ、CPU性能を最大化するためにPL2を上回る電力にすることさえできる。TECは、ダイナミックチューニングの概念(たとえば、ダイナミックチューニング技術DTT)に統合されてもよい。
提案される概念のある側面によれば、より高いSOC性能を解放するために高い過渡電力をサポートするため、TECがPCシステムに実装されてもよい。同じアプローチは、デスクトップ・コンピュータおよびノートブックにも適用されうる。
他のSOC熱拡散解決策は、SOC生成された電力を伝達するためにコールドプレートとヒートパイプを使用し、次にファンとフィンによってヒートパイプを冷却するが、SOC生成された電力は、応答時間が遅いため、ヒートパイプに瞬時に伝達されない場合がある。ファンとフィンは、~10秒未満ではほとんど効果がないことがある。SOC過渡性能は、熱拡散コンポーネントとSOCダイとの間の距離によって大きく影響される可能性がある。SOCダイに最も近いコンポーネントが、過渡応答のために最も有用でありうる。たとえば、過渡性能を改善するために、より厚いコールドプレートおよびより良好なTIM材料が使用されてもよい。
TECは、いくつかの制限(たとえば、効率、電力消費、厚さなど)を有することがあり、たとえば、ノートブック・システムは、制限されたスペースおよび電源を有することがある。よって、システム統合のために適切なTECが選択されうる。TECの電力消費はかなり高いことがあるので、ノートブック・システムにおけるSOCを冷却するのにTECだけに頼ることは不可能かもしれない。TECとヒートパイプを一緒に作動させることが、SOC熱を伝達するための良い選択でありうる。よって、TECの冷却能力はSOC PL1電力よりも低く選択することができる。
効率は、システム設計のための重要な因子でありうる。作動電流および最高温度差は、より高い性能係数(Coefficient of Performance、COP)を得るために考慮されうる。最大温度差が約30°C未満であり、かつ作動電流がTEC最大電流の10~30%である場合、1.0より高いCOPが達成可能でありうる。より高いCOPを有する適切なTECは、大きな電力を節約しうる。
たとえば、ノートブック・システムは、TECを統合するためのスペースをあまり持たないかもしれないが、TECは、ヒートパイプとSOCスペースを共有してもよい。1.0mm未満のTECモジュールが使用されてもよい。TECの作動温度は、高温側の作動温度がヒートパイプ温度(たとえば、55度)よりも高いように選択されうる。よって、ひとたびTECが有効にされると、それは、(図4bに示されるように)第2のコールドプレートと一緒に機能して、熱をヒートパイプに伝達することができる。
電力消費を改善または最適化し、性能を改善するために、ソフトウェアSW制御アルゴリズムおよびポリシーが使用されてもよい。このポリシーは、プラットフォーム電力を管理したり、TECを有効/無効にしたり、および/または異なる作動条件で電流を調整したりしてもよい。たとえば、TECは、PL2性能を保証するために、ある時間(たとえば、10~30秒)での顕著なTj温度上昇条件において有効にされることができる。TECはまた、充電中の状態および低い作業負荷状態においても、システムの内側を冷却して、より高いシステム熱容量を得ることができる。
図5aは、電子装置のための冷却構造の概略断面図を示す。冷却構造500は、熱源110によって発生した熱を、中央領域(または中心領域)から熱分配構造320のエッジ領域に拡散するように構成された熱分配構造320を備える。熱分配構造320は、熱分配構造320の第1の側において中心領域において熱源110に熱的に結合されるように構成される。さらに、冷却構造500は、熱分配構造320上に配置された境界〔ボーダー〕510を備える。境界510は、熱分配構造320の第1の側において、熱分配構造320の中心領域を取り囲む。
中心領域のまわりに境界を設けることにより、熱源のための空洞が形成できる。熱源と冷却構造とを熱的に結合させている間に熱源と冷却構造との間に配置されたTIMは、空洞から逃げたり、漏れたりすることができないため、熱源と冷却構造との間に良好な長期的接触を確保することができる。さらに、境界は、熱源からの熱の放散を助けることができる。
熱分配構造320は、熱源を収容するのに十分に大きな中心領域を有することによって、熱源110と結合されるように構成されてもよい。熱分配構造320は、中心領域に平面状の表面を有していてもよい。このようにして、平坦な表面を有する熱源110(たとえば、半導体ダイまたは半導体パッケージ)は、熱分配構造320と容易に熱的に結合されることができる。熱分配構造320の第1の側は、境界510を除いて平面状の表面であってもよく、または中心領域の外側では中心領域のレベルから突出するさらなる構造を含んでいてもよい。
境界510(または側壁もしくは枠〔フレーム〕とも呼ばれる)は、熱分配構造320の中心領域から突出し、熱分配構造320の中心領域を囲む限り、任意の幾何学形状を有しうる。たとえば、熱源110が薄くてもよい(たとえば、半導体ダイまたは半導体パッケージ)ので、境界510は、中央領域の表面から高々1mm(または高々0.8mmまたは0.5mm)だけ突出してもよい。たとえば、境界510によって囲まれる領域は、長さおよび幅に関して、最大30mm(または最大40mm、または最大20mm、または最大15mm)および/または、少なくとも10mm(または、少なくとも15mm、または、少なくとも20mm)の最大寸法を含んでいてもよい。境界510は、中心領域を横方向において囲む壁を形成することができる。壁は、中心領域の表面に対して垂直に延びていてもよく、中心領域の表面と壁との間の角度は、高々110°(または高々100°)であってもよい。
境界510は、熱分配構造320の第1の側で熱分配構造320と一体的に形成されてもよい。たとえば、熱分配構造320は、蒸気室〔蒸気チャンバ〕を含んでいてもよく、または蒸気室であってもよく、境界510は、チャンバ壁の表面上に一体的に形成されてもよい。あるいはまた、境界510は、熱分配構造320の第1の側に取り付けられ(たとえば、接着またははんだ付けされ)、またはその上に形成されてもよい(たとえば、堆積されてもよい)。
熱分配構造320は、熱バス(thermal bus)または熱バス構造とも呼ばれることがある。熱分配構造320は、中心領域からエッジ領域への少なくとも1つの方向における、少なくとも100W/mK(または少なくとも500W/mK、少なくとも1000W/mK、または少なくとも1500W/mK)の熱伝導率を含んでいてもよい。たとえば、熱分配構造320は、蒸気室、複数のヒートパイプ(たとえば、金属プレートに埋め込まれている)、または金属プレート(たとえば、銅プレートまたはアルミニウムプレート)であってもよく、または、それらを含んでいてもよい。たとえば、熱分配構造320は、最大4mm(または最大3mm、最大2.5mm、または最大2mm)の厚さを含んでいてもよい。熱分配構造320は、少なくとも60mm(または少なくとも80mmまたは少なくとも100mm)および/または最大150mm(または最大120mmまたは最大100mm)の長さおよび幅に関する最大寸法を有していてもよい。
熱分配構造320のエッジ領域は、熱分配構造のエッジに沿って延在してもよい。たとえば、境界510は、横方向において、エッジ領域と中心領域との間で、熱分配構造320の第1の側に位置する。
冷却構造500は、境界に取り付けられたシール・リングをさらに備えることができる。シール・リングは、境界と熱源110の担体〔キャリア〕構造との間のギャップをシールするように構成されてもよい。担体構造は、半導体ダイのパッケージ基板、またはその上に熱源110が取り付けられる回路基板、または別の構造であってもよい。このようにして、熱源110のために密封された空洞を得ることができる。たとえば、熱源110と熱分配構造320とを熱的に結合するために使用されるTIMは、密封された空洞から逃げることができなくてもよい。
冷却構造500は、熱分配構造320の第2の側に取り付けられたヒートシンクをさらに含むことができる。ヒートシンクは、熱分配構造320の第2の側に取り付けられてもよい(たとえば、接着またははんだ付けされてもよい)。たとえば、熱的な結合を改善するために、ヒートシンクと熱分配構造320との間にTIMが配置されてもよい。ヒートシンクは、熱分配構造320と反対側においてフィンを備えることができる。
CPU TIMを所定の位置に保持してもよく、CPUダイ空洞を介してCPUと良好な接触を確保することができる。さらに、CPUダイからの熱は、蒸気室ベースを介して拡散されてもよく、その結果、熱は、CPUダイに接触する小さな領域だけでなく、ヒートシンク・ベース全体に入る。このようにして、熱は周囲により効率的に放散することができる。熱バスは、電力レベルに応じて、ヒートパイプ、銅等のような他の良好な熱伝導性材料で作ることができる。
熱源110は、動作中に熱(たとえば、廃熱)を生成するように構成された半導体ダイを含んでいてもよく、または、かかる半導体ダイであってもよい。この廃熱は、半導体ダイの動作中に自動的に生成されてもよい。半導体ダイ上に集積回路が実装されてもよい。半導体ダイは、カバーされていない裏面を有する裸のダイ、またはパッケージ材料(たとえば、モールドまたは他の材料)によってカバーされた裏面を有するパッケージされた半導体ダイであってもよい。
熱源110は、プロセッサ(たとえば、CPU、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、またはグラフィックス処理ユニットGPU)、送信機、受信機、トランシーバ、電源、および/または電圧変換器、または他の集積回路であってもよく、または、これらを含んでいてもよい。
電子装置100は、タブレット、ラップトップ、ノートブック、携帯電話、コンピュータ(たとえば、パーソナルコンピュータまたはサーバー)、または他の電子装置であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5bは、電子装置のための冷却構造の概略断面図を示す。冷却構造は、図5aに関連して説明した冷却構造と同様に実装されうる。熱分配構造320(熱バス)は、蒸気室である。蒸気室は、蒸気室の第1の側において中央領域を横方向に囲む境界510を備える。中央領域における蒸気室の表面と境界は、一緒になって、熱源を収容するための凹部または空洞を閉じ込めている。たとえば、熱源はCPUであってもよく、凹部はCPUダイのための空洞であってもよい。境界は、中央領域に隣接する垂直側壁、水平な上面、および該上面から蒸気室のエッジ領域の表面に延びる傾斜面を有することができる。さらに、シールリング(たとえば、ガスケット材料)が、境界の頂部に取り付けられる。シール・リングは、冷却構造を熱源と結合させた後、空洞をシールしてもよい。蒸気室の第2の側は、ヒートシンクを取り付けるためのヒートシンク・ベースとして使用されてもよい。
図5bは、蒸気室を有する、または蒸気室である熱バスの一例を示しうる。異なるヒートシンクまたは類似のもの(たとえば、金属製のヒートシンク、ヒートパイプ、別の蒸気室、液体冷却システムまたはTEC)は、熱バスによって担持されてもよく、または熱バスの上面に取り付けられてもよい。熱バスは、裸のダイCPUに取り付けることができる。熱拡散は、IHS(Integrated Heat Spreader[集積ヒートスプレッダ])による場合よりも良好でありうる。シール・リングを有するCPUダイ空洞は、TIM漏れをなくすために使用されてもよい。熱バスはCPUパッケージに統合されていない可能性がある。熱バスは、可撓性であってもよく、取り外し可能であってもよく、カスタマイズされてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5cは、電子装置の冷却構造の概略底面図である。冷却構造は、図5bに関連して説明した冷却構造の底面図を示してもよい。
図5cは、裸のダイ・パッケージおよびヒートシンク・アセンブリとともに熱バスの使用を示しうる。熱バス上のCPU空洞は、特に液体金属TIMの場合、CPU TIMを所定の位置に保持することができてもよく、熱バスとCPUダイ表面との間の良好な接触を確実にすることができる。さらに、CPUダイの側部を通る熱経路が、冷却をわずかに改善しうる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5dは、電子装置のための冷却システムの概略断面図を示す。冷却構造は、図1fおよび/または図5aに関連して説明した冷却構造と同様に実装されうる。蒸気室は、ヒートシンク180と半導体ダイ402との間に統合される。蒸気室は、TIMを通じて半導体ダイ402の裏面に熱的に結合される。半導体ダイ(たとえばCPU)は、ソケット506に取り付けられた基板(たとえばCPU基板)に取り付けられる。相互接続が、半導体ダイ402と基板404との間、および基板404とソケット506との間に配置される。半導体ダイ402、基板404、およびソケット506は、回路基板150(たとえば、システムPCB)に取り付けられた半導体装置を形成してもよい。半導体装置は、基板のエッジ領域において係合しうる接続構造508(たとえば、ロードプレート(load plate))を通じて回路基板に固定されうる。回路基板150は、電子装置のエンクロージャ140に接続される。ヒートシンク180を通して、またはヒートシンク180上に空気を吹き込むために、ファンがヒートシンク180の近くに配置されてもよい。
たとえば、蒸気室は、図5aおよび/または図5bに関連して説明したような冷却構造の熱分配構造320であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5eは、電子装置のための冷却構造の概略断面図である。冷却構造は、図5aに関連して説明した冷却構造と同様に実装されうる。熱分配構造320は、熱分配構造320の上側に取り付けられたヒートシンク180を備える。熱分配構造320の下側は、熱源110に熱的に結合される。さらに、ファン170がヒートシンク180の頂部に取り付けられている。熱源110、ならびに熱分配構造320、ヒートシンク180およびファン170は、回路基板150によって担持される。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5fは、電子装置のための冷却構造の概略断面図である。図5fは、図5eの冷却構造の一部の拡大断面を示しうる。ヒートシンク180は、TIM層によって熱分配構造320の上側に熱的に結合される。空洞壁(たとえば、境界)が、TIMによって熱分配構造320に熱的に結合された半導体ダイ402を横方向に囲んで、熱分配構造320の下側に配置される。ダイ402は基板404に取り付けられ、基板はソケット506に取り付けられる。ソケット506は回路基板150に取り付けられている。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5gは、電子装置のための冷却構造の概略断面図である。冷却構造は、図5aおよび/または図5bに関連して記載される冷却構造と同様に実装されてもよい。図5bと比較して、熱分配構造320は、金属プレートに埋め込まれた複数のヒートパイプによって実現される。ヒートパイプは、互いに平行に配置される。ヒートパイプは、一方の側の熱分配構造320の第1のエッジ領域から反対側の熱分配構造320の第2の端領域まで延びる。
図5gは、ヒートパイプを有する熱バスの一例を示しうる。熱分配構造320の上側は、ヒートシンクを取り付けるための熱バス・ベースを提供することができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5hは、電子装置の冷却構造の概略底面図である。図5hの冷却構造は、図5gに関連して説明した冷却構造の底面図を示すことができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5iは、電子装置のための冷却構造の概略断面図を示す。冷却構造は、図5aおよび/または図5bに関連して記載される冷却構造と同様に実装されてもよい。図5bと比較して、熱分配構造320は、金属プレート(たとえば、コールドプレート)によって実装される。
図5iは、金属プレートを有する熱バスの概念の例を示しうる。熱分配構造320の上面は、ヒートシンクを取り付けるための熱バス・ベースを提供することができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5jは、電子装置の冷却構造の概略底面図を示す。図5jの冷却構造は、図5iに関連して説明された冷却構造の底面図を示すことができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図5kは、電子装置の概略断面図を示す。電子装置580は、半導体ダイ402と、半導体ダイ402によって引き起こされる熱を、熱分配構造320の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成された熱分配構造320を備える冷却構造とを備える。熱分配構造320は、熱分配構造320の第1の側で、中央領域において半導体ダイ402に熱的に結合される。さらに、裸の半導体ダイ402は、熱界面材料を通じて熱分配構造320に熱的に直接結合される。
裸のダイを熱分配構造(たとえば、蒸気室)に直接結合させることによって、スタックの高さは非常に低くすることができ、および/または熱伝達を改善することができる。このようにして、非常に薄い装置を使用可能にすることができる。
たとえば、熱分配構造320は、蒸気室であってもよく、半導体ダイ402の裏面と蒸気室の空洞との間の距離は、最大でも1mm(または、最大でも0.8mmまたは最大でも0.6mm、たとえば、0.1mmのTIMとVCの0.5mmのチャンバ壁)であってもよい。
たとえば、半導体ダイ402は、中央処理装置、グラフィックス処理装置、または別のマイクロプロセッサであってもよく、または、これらを含んでいてもよい。半導体ダイ402は、少なくとも60W(または少なくとも100W、少なくとも120W、または少なくとも150W)の熱設計電力および/または最大電力消費を含んでいてもよい。たとえば、熱分配構造320が単に金属プレートである場合、半導体ダイ402は、少なくとも60Wおよび/または最大100Wの熱設計電力および/または最大電力消費量を含むことができる。熱分配構造320が複数のヒートパイプを含む場合、半導体ダイ402は、少なくとも90Wおよび/または最大140Wの熱設計電力および/または最大電力消費量を含むことができる。熱分配構造320が蒸気室を含む場合、半導体ダイ402は、少なくとも120W(または少なくとも140Wもしくは少なくとも160W)の熱設計電力および/または最大電力消費を含んでいてもよい。
熱界面材料は熱グリースまたは液体金属であってもよい。熱界面材料は、半導体ダイ402の裏面全体にわたって良好な熱接触を可能にするために、半導体ダイ402の裏面および/または熱分配構造320の表面の不均一性を補償することができる。熱界面材料は、最大0.25mm(または最大0.2mmまたは最大0.15mm)の最大厚さを含むことができる。
冷却構造は、図5aに関連して記載されるように実施されてもよく、および/または上記または下記に記載される例の1つで記載されるような熱分配構造320を備えてもよい。
たとえば、熱分配構造320は、境界と、境界に取り付けられたシール・リングとを含んでいてもよい。シール・リングは、境界と半導体ダイ402のパッケージ基板との間のギャップをシールすることができる。
さらに、電子装置580は、回路基板を含んでいてもよい。半導体ダイ402は、回路基板上に配置されてもよい。
さらに、電子装置580は、熱分配構造320上に取り付けられたヒートシンクに向かって空気を吹き付けるように構成されたファンを含んでいてもよい。
電子装置100は、タブレット、ラップトップ、ノートブック、携帯電話、コンピュータ(たとえば、パーソナルコンピュータまたはサーバー)、または他の電子装置であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図51は、冷却構造を形成する方法のフローチャートである。方法590は、熱源によって生じた熱を中心領域から熱分配構造のエッジ領域に拡散するように構成された熱分配構造を提供すること592を含む。熱分配構造は、熱分配構造の第1の側で、中心領域において熱源と熱的に結合されるように構成される。さらに、本方法590は、熱分配構造上に境界を形成するまたは取り付けること594を含む。境界は、熱分配構造の第1の側における熱分配構造の中心領域を取り囲む。
さらに、方法590は、熱分配構造の第2の側にヒートシンクを取り付けることを含んでいてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
いくつかの例は、裸のダイCPUのための熱バスを有する分割スタック熱解決策に関する。たとえば、熱バス(たとえば、VC、ヒートパイプのアレイ、または金属プレート)が、熱解決策と裸のダイとの接触を改善するために使用されてもよく、これにより、シリコンのより高い性能がもたらされうる。熱バスは、ダイとヒートシンクとの間のブリッジを提供することができる。TIMの漏れを防止するシール・リングを組み込むことができる(たとえば、図5cに示すように)。熱バスは、シリコンの性能目標およびコストに応じて、異なるヒートシンク熱解決策を取り付けるための柔軟性を提供することができる。熱解決策の性能は、より良好な接触により向上し、より高い性能を得ることができる。
たとえば、裸のダイは、高性能熱解決策を直接取り付けて実装することができる。熱バスは、裸のダイとヒートシンクとの間のアダプターのように機能してもよい。熱バスは、ダイとの適切な接触、ならびに、IHSよりも良好な、ダイからヒートシンクへの熱拡散を提供することができる。熱バスは、アルミニウム、銅のような異なる材料で作られ、ヒートパイプまたは蒸気室を埋め込むことができる(たとえば、図5cに示すように)。シール・リングがTIMの漏れを防止することができる。材料選択可能な種々のタイプおよびサイズのヒートシンクを熱バスに取り付けることができる。この柔軟性は、異なる性能レベル、システムスタックアップ、およびコストに対するオプションを提供することができる。シミュレーションは、VCと、熱バス使用のための平坦なヒートシンク(平坦な裏面)とを備えるが、ペデスタルがない実装は、ペデスタルを有する蒸気室ヒートシンクと比較して、改善された冷却を提供しうることを示すことができる。熱グリースの代わりにTIMとして液体金属が使用される場合、冷却性能がさらに向上する可能性がある。熱バスの使用は、接合部温度と周囲温度との間の温度差を、CPU TIMが熱グリースである場合には10%以上、CPU TIMが液体金属である場合には15%以上改善しうる。
IHS(Integrated Heat Spreader[統合されたヒートスプレッダ])をもつ他のデスクトップCPUは、ヒートパイプおよび蒸気室を使用して高性能を達成するボトルネックに陥る可能性がある。いくつかの解決策は、シリコン・ダイと適切に接触させ、シリコンおよび装填(loading)機構のまわりの隣接するコンポーネントへの干渉を回避するために、ペデスタルを必要とすることがある。ペデスタルは、ダイからヒートシンク・ベースへの熱拡散の効率を低下させうる。そのような解決策は、シリコン・ダイから熱を効果的に除去しないことがあり、性能が低下する可能性がある。また、ペデスタルのような追加のコンポーネントによりコストが高くなり、シリコンの周囲でのコンポーネント配置の柔軟性が低下することも望ましくないことがある。
いくつかの例は、電子装置のエンクロージャ内の熱源に熱的に結合された熱分配構造を備える冷却システムに関する。熱分配構造は、エンクロージャの内側からエンクロージャの外側に延びる。
熱分配構造は、層状ヒートスプレッダまたは蒸気室、ヒートパイプまたは金属プレートであってもよい。層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シート、グラフェン・シート、または金属箔であってもよく、または、これらを含んでいてもよい。エンクロージャは、開口部を有していてもよく、熱分配構造は、内部から開口部を通って外部に延びる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6aは、電子装置の概略断面図を示す。電子装置100は、エンクロージャ140と、エンクロージャ140内の熱源110に熱的に結合された層状ヒートスプレッダ610とを備える。層状ヒートスプレッダ610は、エンクロージャ140の内側からエンクロージャ140の外側まで延びている。
装置内部から外部に延びる層状の伝熱構造を用いることにより、内部から外部に効率良く熱を伝えることができる。このようにして、電子装置の冷却能力は、著しく増大されうる。
層状ヒートスプレッダ610は、熱伝導率の高い材料または化合物の薄層または複数の薄層であってもよい。層状ヒートスプレッダ610は、厚さよりも有意に大きい横方向の広がりを含んでいてもよい。たとえば、長さおよび/または幅は、層状ヒートスプレッダ610の最大厚さまたは平均厚さよりも少なくとも100倍(または少なくとも500倍または少なくとも1000倍)大きくてもよい。たとえば、層状ヒートスプレッダ610の最大厚さまたは平均厚さは、最大でも1mm(または最大でも0.6mm、または最大でも0.2mm)であってもよい。層状ヒートスプレッダ610は、装置の内部から外部に向かって延びることができるよう十分な程度に、可撓性、曲げ可能、および/または弾性変形可能であってもよい。層状ヒートスプレッダ610は、層状ヒートスプレッダ610に沿って少なくとも1つの方向に、少なくとも100W/mK(または少なくとも500W/mKまたは少なくとも1000W/mK)の熱伝導率を有してもよい。層状ヒートスプレッダ610は、使用される材料に応じて等方性または異方性の熱伝導率を有してもよい。たとえば、層状ヒートスプレッダ610は、一つまたは複数のグラファイト・シート、または一つまたは複数の金属箔(たとえば、アルミニウム箔または銅箔)を含んでいてもよい。
エンクロージャ140(またはシャーシ)は、電子装置100のハウジングまたはハウジングの一部であってもよい。たとえば、エンクロージャ140は、電子装置の背面カバー、側面カバー、および/または前面カバーを含んでいてもよい。たとえば、エンクロージャ140は、タブレットまたは携帯電話の側面カバー部品を含む背面カバーを含み、前面はタッチスクリーンで覆われてもよい。タッチスクリーンは、エンクロージャ140の一部として識別されうるか、またはエンクロージャ140に接続されて、電子装置100のハウジングの一部を電子装置100の前面に形成してもよい。
エンクロージャ140は、開口部(たとえば、スロットまたはスリット)を備えてもよく、層状ヒートスプレッダ610は、内側から開口部を通って外側に延びてもよい。この開口部は、電子装置100の裏面または電子装置100の側面に位置するエンクロージャ140の一部において、またはエンクロージャ140の背面部分(たとえば、背面カバー)と側面部分との間に実装されてもよい。開口部は、少なくとも290mm(または少なくとも5cm、少なくとも20cm、少なくとも10cm、または少なくとも15cm)の長さおよび/または最大2mm(または最大1.5mm、または最大1mm)の幅を含みうる。
外部での層状ヒートスプレッダ610の実装、統合、または接続に依存して、層状ヒートスプレッダ610は、開口部および/または電子装置の外側の領域において繰り返し変形されてもよい。繰り返される変形による損傷から層状ヒートスプレッダ610を保護するために、少なくとも開口部の領域において、一つまたは複数の追加層が層状ヒートスプレッダ610に取り付けられてもよい。たとえば、層状ヒートスプレッダ610は、開口部の領域において保護層によって覆われてもよい。保護層は、プラスチックまたは金属層(たとえば、アルミニウム層またはニッケル‐チタン‐合金層)であってもよく、またはプラスチックまたは金属を含んでいてもよい。保護層は、接着剤によって層状ヒートスプレッダ610に取り付けられてもよい。保護層は、少なくとも開口の前5mmから開口の後少なくとも5mmまで、層状ヒートスプレッダ610を覆ってもよく、または開口においてのみ層状ヒートスプレッダ610を覆ってもよい。追加的または代替的に、保護層は、層状ヒートスプレッダ610を損傷から保護するためにユーザーがアクセス可能な電子装置100の外側の領域で層状ヒートスプレッダ610を覆ってもよい。
さらに、保護層は、開口部の領域においてカバー層によって覆われてもよい。カバー層は、マイクロファイバー層であってもよく、またはマイクロファイバー材料を含んでいてもよい。カバー層は、層状ヒートスプレッダ610をさらに保護することができる。カバー層は、保護層に加えて、あるいは、保護層の代わりに実装されてもよい。追加的または代替的に、カバー層は、層状ヒートスプレッダ610が高温になるときに、層状ヒートスプレッダ610を損傷から保護し、および/または層状ヒートスプレッダ610に接触することからユーザーを保護するために、ユーザーがアクセス可能な電子装置100の外側の領域で保護層または層状ヒートスプレッダ610を覆ってもよい。
層状ヒートスプレッダ610は、熱源110に直接的に(たとえば、熱伝導性接着剤またはTIMを介して)熱的に結合されるか、または間に熱分配構造を有して間接的に結合されてもよい。熱分配構造は、第1の側で熱源110に熱的に結合され、層状ヒートスプレッダ610は、熱分配構造の第2の側に熱的に結合されてもよい。熱分配構造は、金属プレート、ヒートパイプ、または蒸気室のうちの少なくとも1つを含んでいてもよく、またはそれらの少なくとも1つであってもよい。熱分配構造は、最大4mm(または最大3mm、最大2.5mmまたは最大2mm)の厚さを含むことができる。たとえば、熱分配構造は、少なくとも60mm(または少なくとも100mmまたは少なくとも150mm)の長さおよび幅に関して最大寸法を含むことができる。
エンクロージャ140の外側に延びる層状ヒートスプレッダ610の外側部分は、エンクロージャの外側表面に取り付けられてもよい。層状ヒートスプレッダ610の外側部分は、保護層および/またはカバー層および/またはソフトカバーによって覆われてもよい。
たとえば、電子装置100は、エンクロージャ140に接続されたキックスタンドをさらに備えることができる。層状ヒートスプレッダ610の外側部分は、エンクロージャ140とキックスタンドとの間に延びてもよい。たとえば、層状ヒートスプレッダ610の外側部分は、キックスタンドの背後のエンクロージャ140に取り付けられてもよく、またはキックスタンド(たとえば、キックスタンドの背面)に取り付けられてもよい。このようにして、層状ヒートスプレッダ610は、エンクロージャ140とキックスタンドとの間の空間において損傷から保護されてもよい。さらに、使用者がエンクロージャ140とキックスタンドとの間の空間においてつかむ可能性は低い。
追加的または代替的に、エンクロージャ140の外側に配置された層状ヒートスプレッダ610の一部は、キーボードの背面に沿って延在することができる。たとえば、層状ヒートスプレッダ610の一部は、キーボードと保護層および/またはカバー層および/またはソフトカバーとの間に挟まれてもよい。
層状ヒートスプレッダ610は、エンクロージャ内の開口部から、層状ヒートスプレッダ610に熱的に結合された電子装置100の一つまたは複数の熱源の近傍まで、電子装置100内において延びてもよい。たとえば、エンクロージャ内に配置された層状ヒートスプレッダ610の一部は、エンクロージャ140と電子装置100のバッテリーとの間で、熱源110に向かって延びている。
熱源110は、動作中に熱(たとえば、廃熱)を生成するように構成された半導体ダイを備えてもよく、または、半導体ダイであってもよい。この廃熱は、半導体ダイの動作中に自動的に生成されてもよい。半導体ダイ上に集積回路が実装されてもよい。半導体ダイは、カバーされていない裏面を有する裸のダイ、またはパッケージ材料(たとえば、モールドまたは他の材料)によってカバーされた裏面を有するパッケージされた半導体ダイであってもよい。
熱源110は、プロセッサ(たとえば、CPU、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、またはグラフィックス処理ユニットGPU)、送信機、受信機、トランシーバ、電源、および/または電圧変換器、または他の集積回路であってもよく、または、これらを含んでいてもよい。
電子装置100は、タブレット、携帯電話、着脱可能な電子装置、または他の電子装置であってもよい。
層状ヒートスプレッダ610の統合は、受動冷却システムを有する低電力装置の冷却能力の大幅な改善を可能にしうる。たとえば、電子装置100は、最大でも25W(または最大でも20W、最大でも15W、または最大でも30W)および/または少なくとも5W(または少なくとも10Wまたは少なくとも15W)の熱設計電力を含んでいてもよい。電子装置100は、ファンなしで(たとえば、受動冷却される装置として)実装されてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6bは、電子装置の概略断面図を示す。電子装置は、図6aに関連して説明した電子装置と同様に実装することができる。蒸気室120は、蒸気室120の第1の側においてペデスタルを備えるか、またはペデスタルに熱的に結合されている。ペデスタルは、蒸気室120の第1の側においてチャンバ壁に一体的に形成された金属部品であってもよく、あるいは蒸気室120のチャンバ壁に取り付けられた金属プレートであってもよい。ペデスタルは、TIMを介して半導体パッケージ602(または半導体ダイ)の裏面と熱的に結合される。半導体パッケージは、基板404に取り付けられ、基板404は、回路基板150(たとえば、PCB)に取り付けられる。回路基板150は、電子装置のエンクロージャ140(たとえば、背面カバー)に接続される。層状ヒートスプレッダの第1の部分612は、蒸気室120の第2の側に取り付けられ、蒸気室120からエンクロージャ140の開口604まで延びる。層状ヒートスプレッダの第2の部分614は、エンクロージャ140の内面に取り付けられ、エンクロージャ140と回路基板150との間から開口604まで延びる。層状ヒートスプレッダの第3の部分616は、キックスタンド640の裏側に取り付けられ、キックスタンド640から開口604まで延びている。このようにして、熱は、層状ヒートスプレッダの第1の部分612から層状ヒートスプレッダの第2の部分614および第3の部分616へ、または層状ヒートスプレッダの第1の部分612および第2の部分614から層状ヒートスプレッダの第3の部分616へ(たとえば、層状ヒートスプレッダに沿った温度分布に応じて)伝達されうる。
さらに、キックスタンドヒンジ642は、キックスタンドの開閉を可能にするように構成されてもよい。キックスタンドヒンジ642は、開口604の近くに位置する。さらに、バッテリーが電子装置内に配置される。
エンクロージャ140は、背面カバーと、電子装置のハウジングの一体的に形成された側壁とを備える。ハウジングの前面は、カバーガラスおよびディスプレイ620(たとえば、タッチスクリーン)によって形成される。
層状ヒートスプレッダ610は、グラファイト・シートによって実装されてもよい。たとえば、第1のグラファイト・シートは、エンクロージャ140と回路基板150との間から開口部604を介してキックスタンド640まで延びていてもよい。第2のグラファイト・シートは、蒸気室120から第1のグラファイト・シートまで延びていてもよく、第1のグラファイト・シートに熱的に(たとえば、熱伝導性接着剤によって)結合される。
たとえば、合成グラファイト・シート・スプレッドが、熱解決策の頂部からキックスタンド640まで延びていてもよく、外部接点からファブリックによって固定されてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6cは、電子装置の概略断面図である。電子装置は、図6aに関連して説明した電子装置と同様に実装することができる。蒸気室120は、蒸気室120の第1の側面においてペデスタルを備えるか、またはペデスタルに熱的に結合されている。ペデスタルは、蒸気室120の第1の側においてチャンバ壁に一体的に形成された金属部品であってもよく、あるいは蒸気室120のチャンバ壁に取り付けられた金属プレートであってもよい。ペデスタルは、TIMを介して半導体パッケージ602(または半導体ダイ)の裏面と熱的に結合される。半導体パッケージは、基板404に取り付けられ、基板404は、回路基板150(たとえば、PCB)に取り付けられる。回路基板150は、電子装置のエンクロージャ140(たとえば、背面カバー)に接続される。層状ヒートスプレッダの第1の部分612は、蒸気室120の第2の側に取り付けられ、蒸気室120からエンクロージャ140の開口604まで延びる。層状ヒートスプレッダ610の第2の部分614は、電子装置の外側のカバー670(たとえばソフトカバー)に取り付けられる。層状ヒートスプレッダ610の第2の部分は、カバー670に沿って開口部604から、キーボード650とカバー670との間に位置する部分まで延びている。
エンクロージャ140は、背面カバーと、電子装置のハウジングの一体的に形成された側壁とを備える。ハウジングの前面は、カバーガラスおよびディスプレイ620(たとえば、タッチスクリーン)によって形成される。開口部は、背面カバーと側壁との間の縁部に位置する。
たとえば、図6cは、12.3インチのタブレット装置を示しうる。グラファイトは、熱解決策の頂部から追加された付属品(たとえば、キーボード)に広げられる。たとえば、合成グラファイト・シート・スプレッドが、熱解決策の頂部からソフトカバー上のキーボードまで延びている。たとえば、ソフトカバーはタブレットに取り付けられており、取り外すことはできない。
グラファイトによるクロススプレッド(cross spreading)のほかは同じ熱解決策を有するタブレットと比較して、SOCのための冷却能力は15%以上改善される可能性がある。たとえば、10.5WのTDPを有するSOCを、9WのTDPを有するSOCの代わりに使用することができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6dは、電子装置の概略断面図を示す。カバーは、図6iに関連して説明したカバーと同様に実装することができる。カバーは、層状ヒートスプレッダ610の第1の側に取り付けられた層状担体692(たとえば、ソフトカバー)を備える。キーボード650は、層状ヒートスプレッダ610の第2の側で層状ヒートスプレッダ610の第1の部分に取り付けられる。電子装置(たとえば、タブレット)は、層状ヒートスプレッダ610の第2の側で層状ヒートスプレッダ610の第2の部分に取り付け可能である。
図6cに示される実装と比較して、層状ヒートスプレッダ610はカバーの一部であって、電子装置の内部には延びないので、電子装置はカバーから取り外すことができる。
たとえば、図6dは、12.3インチのタブレット装置を示しうる。グラファイトは、ソフトカバー上に広げられる(たとえば、ソフトカバーは取り外し可能)。たとえば、合成グラファイト・シート・スプレッドは、キーボードとともにソフトカバー上に配置されてもよい。タブレットは、ソフトカバーから容易に取り外すことができる。
同じ熱解決策を有するが、グラファイトによるクロススプレッド(cross spreading)をもつソフトカバーがないタブレットと比較して、SOCのための冷却能力は10%以上改善される可能性がある。たとえば、10WのTDPを有するSOCを、9WのTDPを有するSOCの代わりに使用することができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6eは、電子装置の概略図である。電子装置は、図6bに関連して説明した電子装置と同様に実装することができる。層状ヒートスプレッダ610は、蒸気室120からキックスタンド640の裏側に延びている。
たとえば、図6eは、12.3インチのタブレット装置を示しうる。グラファイトは、熱解決策の頂部からキックスタンドに広がる。
グラファイトによる横方向の広がりのほかは同じ熱解決策を有するタブレットと比較して、SOCのための冷却能力は20%以上改善される可能性がある。たとえば、9W TDPのSOCの代わりに、11W TDPのSOCを使用することができる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6fは、電子装置の概略図である。電子装置は、図6eに関連して説明した電子装置と同様に実装することができる。さらに、層状ヒートスプレッダ610は、キックスタンド640の裏側の保護層および/またはカバー層644によって覆われている。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6gは、電子装置の概略図を示す。電子装置は、図6eに関連して説明した電子装置と同様に実装することができる。図6gは、開口部604を含むエンクロージャの部分の詳細な断面を示す。エンクロージャは、キックスタンドが閉じられている場合に、電子装置の背面が実質的に平坦になるように、キックスタンドのための凹部を備える。開口部604は、キックススタンド640が閉鎖されている場合には、凹部の底をなすエンクロージャの一部と、電子装置の裏面の一部がキックススタンド640と面一になる電子装置の背面の部分をなすエンクロージャの一部との間で、凹部のエッジに位置する。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6hは、層状ヒートスプレッダの一部の概略断面図である。層状ヒートスプレッダ610は、図6aに関連して説明したような電子装置に、または図6iに関連して説明したようなカバーに一体化されてもよい。
層状ヒートスプレッダ610は、グラファイト・シートであってもよく、層状ヒートスプレッダ610の一部(たとえば、機能的ゾーン〔ワーキングゾーン〕)または層状ヒートスプレッダ610全体が保護層694およびカバー層696によって覆われてもよい。カバー層696は、マイクロファイバー層(たとえば、アルカントラ)であってもよい。
図6hに示される実装は、繰返し変形による損傷を回避するために用いることができる。たとえば、拡散機構(spreading mechanism)は、伝導率>700W/mKで厚さ約0.1mmのグラファイト・シートを含むことができ、これは、機能的ゾーンにおいて、ニチノール(たとえば、ニッケルチタン合金)または薄いプラスチック層(たとえば、ポリプロピレン)のいずれかでありうる0.15mmの最大厚さの保護層と接合される。これは、たとえば、ヒンジのために使用される、この領域は、耐久性および耐汚損性を提供しうるマイクロファイバー材料(たとえば、アルカントラ)で覆われる。保護層は、物理的損傷からスプレッダ(spreader)を保護し、また、高温の表面がユーザーと接触しないことを確実にしうる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6iは、電子装置のためのカバーの概略断面図を示す。カバー690は、少なくとも1方向に少なくとも100W/mKの熱伝導率を有する層状ヒートスプレッダ610を備える。さらに、カバー690は、層状担体692を備える。層状ヒートスプレッダ610は、層状担体692に取り付けられる。
電子装置用のカバーに層状ヒートスプレッダを実装することによって、電子装置の冷却を改善することができる。このようにして、電流消費を低減することができ、および/または高性能モードで動作するために利用可能な最大時間を増大することができる。
層状ヒートスプレッダ610は、熱伝導率の高い材料または化合物の薄層または複数の薄層であってもよい。層状ヒートスプレッダ610は、厚さよりも有意に大きい横方向の広がりを含んでいてもよい。たとえば、長さおよび/または幅は、層状ヒートスプレッダ610の最大厚さまたは平均厚さよりも少なくとも100倍(または少なくとも500倍または少なくとも1000倍)大きくてもよい。たとえば、層状ヒートスプレッダ610の最大厚さまたは平均厚さは、最大でも1mm(または最大でも0.6mm、または最大でも0.2mm)であってもよい。層状ヒートスプレッダ610は、カバー690が繰り返し開閉できるよう十分な程度に、可撓性、曲げ可能、および/または弾性変形可能であってもよい。層状ヒートスプレッダ610は、層状ヒートスプレッダ610に沿って少なくとも1つの方向に、少なくとも100W/mK(または少なくとも500W/mKまたは少なくとも1000W/mK)の熱伝導率を有してもよい。たとえば、層状ヒートスプレッダ610は、一つまたは複数のグラファイト・シート、一つまたは複数のグラフェン・シート、または一つまたは複数の金属箔(たとえば、アルミニウム箔または銅箔)を含んでいてもよい。
層状担体692は、層状ヒートスプレッダ610の第1の側で全表面を覆ってもよい。層状担体692は、一つまたは複数の層を含んでいてもよい。たとえば、層状担体692は、保護層および/またはカバー層を含んでいてもよい。たとえば、層状ヒートスプレッダ610は、層状担体692の保護層によって覆われてもよい。保護層は、プラスチック(たとえば、ポリプロピレン)または金属層(たとえば、アルミニウム層またはニッケル‐チタン‐合金層)であってもよく、またはプラスチックまたは金属(たとえば、アルミニウムまたはニッケル‐チタン‐合金)であってもよい。保護層は、接着剤によって層状ヒートスプレッダ610に取り付けられてもよい。
さらに、保護層は、層状担体692のカバー層によって被覆されてもよい。カバー層は、マイクロファイバー層であってもよく、またはマイクロファイバー材料を含んでいてもよい。カバー層は、保護層に加えて、あるいは、保護層の代わりに実装されてもよい。
層状ヒートスプレッダ610は、電子装置100の背面に接触するように意図された接触領域において被覆されていなくてもよい。第2の保護層および/またはカバー層は、接触領域の外側の領域において、層状担体692と反対の、層状ヒートスプレッダ610の第2の側に取り付けられてもよい。たとえば、層状ヒートスプレッダ610は、接触領域のほかはあらゆる場所でカバーされてもよい。
カバー690は、電子装置100に接続可能なキーボードをさらに備えることができる。たとえば、層状ヒートスプレッダ610の一部は、層状担体692とキーボードとの間に延在してもよい。
カバー690は、ハードカバーまたはソフトカバーであってもよい。カバー690は、電子装置100を取り外し可能に収容することができる。電子装置100は、タブレットまたは携帯電話であってもよい。
提案されたソフトカバーは、キーボードのための誘導充電空間の機会を提供することができ、スマートカバーのために使用することもできる。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図6jは、電子装置のカバーの概略図を示す。カバー690は、図6iに関連して説明されるカバーと同様に実装されてもよい。カバー690は、電子装置から取り外し可能なソフトカバーである。カバー690の層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シートであり、該グラファイト・シートは、カバー層によって両側が完全に覆われているか、または電子装置100の裏側と接触する接触領域において被覆されていなくてもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
いくつかの例は、種々のハンドヘルド装置において、性能を可能性としては20~30%向上させるためのクロススプレッド(cross spreading)熱技術に関する。世代から世代へと、SoCの総システム電力および電力密度は、かなりの割合に増加している。課題は、SoC性能を改良または最大化した薄型・軽量システムの設計である。ますます小さくなりつつある、タブレットのような小さな形状因子の装置では、これらの課題が増加している。人間工学的な制限を満たすことにおいて、タブレットのためには、ディスプレイ出力とその温度が主要な役割を果たす可能性がある。
ある側面によると、熱は、熱解決策(たとえば、HPまたはVC)の頂部から、タブレットのキックスタンド、またはキーボードKBもしくはソフトカバーのような追加の付属品に伝達されてもよい。このようにして、重要なパラメータであるスキン温度を低下させることができる。タブレットの性能は、熱解決策の頂部からキックスタンド、または延長された追加のカバーもしくはキーボードへ熱拡散が拡大できれば、大幅に改善されうる。
たとえば、熱解決策は、熱アタッチメントの頂部から反対側に熱を拡散させることができる。薄い合成グラファイトを貼り付けることにより、熱アタッチメントからキックスタンドまたは追加の付属品〔アクセサリー〕に熱を伝達することにより、重量に影響を与えることなく、ディスプレイおよびバックカバーの温度を低下させることができる。これは、熱予算を大幅に増加させるのに役立ちうる。
提案される概念は、キックスタンドの繰り返しの開閉のため損傷を受けることに対する、グラファイト・シートの保護にも対応できる。さらに、提案された熱解決策は、PCB、バッテリーおよび/または他のコンポーネントのために利用可能なスペースを損なわない可能性がある。
提案される概念は、性能向上を可能にしうる。さらに、薄型形状因子FF装置のための、より低温のスキン温度が達成可能であってもよく、それゆえ、スキン温度に関連する人間工学的快適性要件が向上されうる。
薄型形状因子装置のための熱解決策の設計中に、スキン温度の人間工学的制限を満たすことは困難である可能性がある。背面カバー上と同様に、ディスプレイの下に熱を広げることがより強調されてもよい。背面カバーは、ディスプレイと比較して、熱拡散に対する抵抗がより小さい、より大きな表面積を有することができる。提案される冷却概念は、熱アタッチメント(たとえば、VC)の頂部から、より低温の領域へ熱をクロススプレッドする(cross spread)ことができ、スキン温度を人間工学的限界内にすることができ、システムの性能を向上させることができる。
タブレットは、たいてい、自然な伝導および対流の原理に基づいた受動(冷却)システムを使用することができ、ここでは、重量、スタックおよび性能が顧客にとっての主要な駆動要因となりうる。
薄型形状因子設計のため、熱解決策とディスプレイとの間、およびPCBと背面カバーとの間の空気ギャップは、著しく減少する可能性があり、これは、スキン冷却において問題を引き起こす可能性がある。熱解決策の頂部に1層のグラファイトを追加することにより、熱解決策の頂部の温度を低下させることができ(たとえば、蒸気室システムの場合、凝縮器部の温度を低下させることができる)、これはΔTおよび熱伝達を増加させることができる。さらに、ディスプレイのホットスポット温度を低下させ、性能を向上させることができる。
コンピュータ・システムは、プロセッサまたはプロセッサを含むチップ・パッケージ(たとえば、中央処理装置(CPU)、グラフィックス処理装置(GPU)、および/または別のタイプのプロセッサを含むシステム・オン・チップ(SoC))の熱冷却のために、蒸気室を利用することができる。蒸気室は、チャンバ内の相変化現象を利用して、熱を拡散し、接合部温度(junction temperature)を低下させることができる。薄型モバイル装置では、現在の蒸気室の設計は、比較的薄い垂直スタック寸法のため、装置の外面上の所望の温度よりも高い温度をもたらすことがある。場合によっては、そのような温度を低下させるためにプロセッサのスロットリングが必要になることがある。しかしながら、これはまた、装置内の計算性能を低下させる。
モバイル・コンピューティング装置(ラップトップ、携帯電話、タブレットなど)のようなある種のコンピューティング装置では、薄くて軽いデザインが強く望まれることがある。これらのシステムの持続的な性能は、「スキン」温度限界(たとえば、約45~46C)によって制限されうるが、「ターボ」性能(たとえば、ヘビーな計算シナリオ)は、チップ・パッケージ(たとえば、システム・オン・チップ(SoC)または中央処理装置(CPU)またはグラフィックス処理装置(GPU)のようなプロセッサ装置を含む他のタイプのチップ)の接合部温度(たとえば、約100C)によって制限されうる。これらの装置のより薄い垂直スタック高さのために、持続的な作業負荷について接合部温度(Tj)限界に達する前に、「スキン」がその限界を超えて加熱されることがありうる(たとえば、熱設計電力(TDP))。本明細書で使用する「スキン」とは、垂直装置スタックの外層、たとえば、モバイル装置(たとえば、携帯電話またはタブレット)の上部ガラス層または背面カバー層を指してもよい。さらに、持続性能は、長期的な期待される定常状態の電力消費の間の性能(たとえば、PL1)を指してもよく、ターボ性能は、短期的な最大電力消費の間の性能(たとえば、PL2)を指してもよい。
さらに、より薄い装置では、スキンのホットスポットは、チップ・パッケージ上の熱スプレッダのタイプ(たとえば、銅か、ヒートパイプか、蒸気室か)にあまり依存しないことがある。なぜなら、より薄い装置では、熱は、広がりに関係なくスキンに向かって進みうるからである。スキンの加熱は、チップ・パッケージの上の熱解決策とスキン(たとえば、ガラス/背面カバー)上の間に熱空気ギャップを設けることによって回避することができる。しかしながら、より厚い空気ギャップは、システムのスタック(すなわち、全体の高さ)を増加させ、Tjを増加させる可能性があり、これは、パッケージのターボ性能能力を低下させる。
蒸気室は、受動装置接合部温度冷却における有効な解決策として利用することができる。蒸気室は、チャンバ内の相変化現象を利用して、熱を拡散し、接合部温度(Tj)を低下させることができる。しかしながら、いくつかの設計では、スキン温度(Tskin)は、銅スプレッダまたはヒートパイプのような他の解決策とほぼ同じであることがある。
よって、本開示の例は、スキン・ホットスポットの低減を含む、現在の冷却解決策に対して一つまたは複数の恩恵を提供しうる二階層蒸気室(two-tier vapor chamber、2T-VC)構造を含む。二階層蒸気室設計は、2つの層または階層を含むことができる:(1)蒸気室の上部領域内の薄い真空層(たとえば、約0.1~0.2mmの厚さ)および(2)液体装填(liquid charging)が利用される真空層の下の第2の層。2つの領域は、薄い銅層によって分離されてもよい。いくつかの例において、上層は、真空ではなく、空気(たとえば、エアロゲル)よりも熱伝導率が小さい断熱材料で満たされてもよい。2T-VC構造の上部チャンバは、スキン温度を低下させるのに役立ち、システムの持続能力(PL1限界)を(場合によっては約15~20%)増大させうる。上部チャンバ内のエアロゲル断熱材料を使用する例において、PL1性能は、銅プレート解決策と比較して13%、および他の蒸気室構造と比較して11%増加されうる。さらに、短いバースト(たとえば、約5~10秒)の場合、2T-VC構造を有する製品のターボ性能は、主流の銅スプレッダ解決策と比較して約15~20%増加する可能性があり、他の蒸気室構造とほぼ同じままである可能性がある。
いくつかの例は、熱源によって生成された熱を分配するために熱源に結合された第1の部分と、熱が第2の部分の外部に分配されるのを防止するために前記第1の部分に結合された第2の部分とを備える冷却システムに関する。
たとえば、第1の部分は密封された第1の空洞であってもよく、蒸気室の第2の部分は蒸気室の密封された第2の空洞であってもよい。
上記または下記に説明する一つまたは複数の例に関連して、さらなる詳細、任意的な特徴、および側面が言及される。
図7aは、モバイル装置のための例示的スタック7100の単純化された図を示す。例示的なスタック7100は、上層7102、熱解決策7104、チップ・パッケージ7106、プリント回路基板(PCB)7108、および下層7110を含む。スタック7100は、図示のものよりも追加の層を含んでいてもよい。上層7102および下層7110は、装置の外側の層であってもよい。上層7102は、ガラスまたは他の適切な材料で形成され、またはかかる材料を含み、ユーザーとの外側層インターフェースを提供してもよく、一方、下層は、金属、プラスチック、またはモバイル装置をパッケージングするための他の適切な材料で形成されてもよく、またはかかる材料を含んでいてもよい。PCB 7108は、電気絶縁材料から形成されてもよく、一つまたは複数のトレースまたは他の電気コンポーネントを含んでいてもよい。PCB 7108は、プロセッサ、メモリ、または他のコンピュータ構成要素を含む、一つまたは複数のチップパッケージ(たとえば、7106)を収容することができる。図示の例では、チップ・パッケージ7106は、一つまたは複数のプロセッサ(たとえば、CPUまたはGPU)を含む。場合によっては、チップ・パッケージ7106は、システム・オン・チップ(SoC)である。
熱解決策7104は、動作中にチップ・パッケージ7106によって生成された熱を除去する。いくつかのシステムでは、熱解決策7104は、単一階層蒸気室、ヒートパイプ、またはヒートシンクを含んでいてもよい。しかしながら、本開示のある種の例では、熱解決策7104は、本明細書に記載されるような二階層蒸気室設計を含む。図示されるように、熱解決策7104は、チップ・パッケージ7106から熱を除去するが、その熱の一部は熱解決策7104から、熱解決策7104と上層7102との間の空気ギャップに放散され、上層7102の温度を上昇させることがある。上層7102内の温度は、本明細書では、スキン温度(Tskin)と称されることがあり、チップ・パッケージ7106と熱解決策7104との間の接合部(junction)における温度は、接合部温度(junction temperature)(Tj)と称することができる。
ある種のシステム(たとえば、ラップトップまたはタブレットのような薄型/軽量形状因子装置、またはゲームシステムのような高性能コンピュータ・システム)においては、持続パワー能力はスキン温度によって制限されうる。例として、これらのシステムのスキン温度限界は、約45~48Cであってもよく、接合部温度限界は、約100Cであってもよい。スキン温度を低下させるための一般的な解決策は、熱解決策7104と上層7102との間に空気ギャップを設けることである(空気の伝導率が約0.026W/mKと低いため)。スタック内の全空気ギャップは、2つの構成要素からなり、一つは、内部の部品の機械的許容度のため、公称空気ギャップを維持するために必要であり、もう一つの構成要素は、スキン温度制限を満たすための熱的要件である(すなわち、空気ギャップは、熱解決策7104からの熱を断熱し、スキン温度を低下させる)。空気ギャップは断熱層を設け、熱をトラップしうるが、より厚い空気ギャップはスタック厚を望ましくないほど増加させることがあり、接合部温度を増加させ、チップ・パッケージのターボ性能能力を低下させることがある。場合によっては、装置のPL1性能限界はTskinに起因する可能性があり、熱解決策のタイプにあまり依存しないことがあるが、PL2限界は接合部温度に起因する可能性があり、主に、使用される熱解決策の有効性に依存する可能性がある。
図7bは、二階層蒸気室装置7200の一例を示す。特に、図7bは、装置の断面図を示す。例示的な装置7200は、2つの階層7210、7220を含む。第1の階層7210は、壁7212、7213によって画定される密封された空洞7211を含む。いくつかの例において、壁7212、7213は、金属(たとえば、銅、チタン、アルミニウム、合金、または他の熱伝導性金属)であってもよい。また、第1の階層7210は、壁7212、7213と接触し、直交し、空洞7211のための構造的支持を提供しうる支持構造7214を含む。支持構造7214は、金属、プラスチック、グラファイト、または空洞7211に構造的支持を提供するための任意の他の適切な材料で作製されてもよい。さらに、支持構造7214は、図7bに示されていない別の方法で成形または配置されてもよい。
空洞7211は、その内部圧力が周囲圧力よりも低いように、排気されてもよい。たとえば、いくつかの例では、空洞7211は、0.1トル未満の圧力(たとえば、0.05~0.1トル)のような真空圧力または近真空圧力まで排気される。他の例では、空洞7211は、エアロゲルのような、空気よりも熱伝導率が小さい熱絶縁性材料で満たされる。空洞7211内の真空または熱絶縁性材料は、装置スタック内の他の層(たとえば、図7aの上層7102)からの断熱を提供してもよく、これは、スキン温度を低下させ、上述または本明細書中の他所で記載されるような一つまたは複数の利点を提供してもよい。
装置7200の第2の階層7220は、壁7213、7222によって画定される密封された空洞7221を含む。図示の例では、壁7222は、チップ・パッケージを冷却するために、チップ・パッケージに近接して(または、熱インターフェース材料(TIM)を介して結合されて)配置されうるように、平坦である。壁7212、7213は、図7bに示されるように、ある領域において平坦であってもよく、または別の形状を有してもよい。ある種の例では、空洞7221内の構成要素は、蒸気室として機能することができ、それによって、空洞7221内の液体は、チップ・パッケージによって壁7222を通して加熱され、蒸発して蒸気となり、次いで、熱が蒸気から壁7213に放散されるにつれて凝縮する。
図示の例では、空洞7221の内部表面(すなわち、壁7213、7222の内部表面)は、芯〔ウィック〕(wick)材料7224を含む。ウィック材料7224は、焼結金属(たとえば、銅)または別の種類の材料を含んでいてもよい。例示的なウィック材料7224は、2つの領域7224a、7224bを含む。領域7224aは、蒸発/蒸発器ウィックとみなすことができ(たとえば、液体の蒸発が起こるウィックの領域であってもよい)、一方、領域7224bは、凝縮/凝縮器ウィックとみなすことができる(たとえば、液体の凝縮(および、図7bにおいて矢印によって示されるような流れ)が生じるウィックの領域であってもよい)。いくつかの例において、領域7224a、7224bは両方とも焼結金属であってもよいが、異なる構造または間隙率を有してもよい。
たとえば、いくつかの例において、領域7224aは、粗い等級の(coarse graded)メッシュ(たとえば、40~70%、たとえば、約50~60%の間隙率(porosity))を含んでいてもよく、一方、領域7224bは、微細な等級のメッシュ(たとえば、30~50%、たとえば、約40~45%の間隙率)を含んでいてもよい。粗い等級のメッシュは、液体蒸発のためのさらなる液体‐蒸気界面を生成するだけでなく、液膜中の温度勾配を乱し、飽和したウィック構造(wicking structure)の熱抵抗を減少させ、界面を横切る蒸発速度を増加させる。よって、蒸気室の全熱流束は、次式によって与えられうる:
ここで、ドットを付けたmは、界面表面積に正比例する蒸発した液体の質量である。このように、粗い等級のメッシュは、二階層蒸気室の臨界熱流束(critical heat flux、CHF)能力を増加させるのに役立つ可能性がある。さらに、凝縮器ウィック領域における微細な等級のメッシュ構造は、凝縮液が蒸発器部分に戻る流れのために、より高い毛細管圧力を生じさせてもよい。蒸発器ウィックの毛細管圧は、次式によって与えられてもよい:
ここで、σは作動流体の表面張力であり、Reffはウィックのメニスカスの曲率半径である。蒸発器への熱負荷の増加は、質量流量およびシステムにおける全圧力降下を増加させ、それが2T-VCにおける全体的なHTCを増加させる。上記のハイブリッドウィックの提案(すなわち、異なる間隙率を有するウィック部分を使用する)により、上記の式に基づいて、2T-VC装置の熱性能は、蒸気室全体にわたって均一なウィック材料と比較して、5~10%増加させることができる。
図示の例では、空洞7221は、空洞7221に構造的支持を提供しうる支持構造7228も含む。支持構造7228は、空洞7211内の構造7214と同様に形成されてもよく、または異なる方法で形成されてもよい。
図示の例では、両方の空洞7211、7221の断面領域は、矩形である。しかしながら、空洞7211、7221の断面領域は、別の方法(たとえば、図3Aまたは図4Aに示されるように)で成形されてもよい。さらに、示された例では、空洞7211、7221の断面積は、実質的に類似している。しかしながら、空洞7211、7221の断面積は、(たとえば、図7c~7dに示されるように)異なる場合がある。
図7c~7dは、二階層蒸気室装置7300の別の例を示す。特に、図7cは装置の断面図を示し、図7dは装置の上面図を示す。装置7200と同様に、例示的な装置7300は、2つの階層7310、7320を含む。第1の階層7310は、壁7312、7313によって画定される密封された空洞7311を含む。いくつかの例において、壁7312、7313は、金属(たとえば、銅、チタン、アルミニウム、合金、または他の熱伝導性金属)であってもよい。また、第1の階層7310は、壁7312、7313と接触し、直交し、空洞7311のための構造的支持を提供しうる支持構造7314を含む。支持構造7314は、金属、プラスチック、グラファイト、または空洞7311に構造的支持を提供するための任意の他の適切な材料で作製されてもよい。さらに、支持構造7314は、図7cに示されない別の方法で成形または配置されてもよい。
空洞7311は、その内部圧力が周囲圧力よりも低いように、排気されてもよい。たとえば、いくつかの例では、空洞7311は、0.1トル未満の圧力(たとえば、0.05~0.1トル)など、真空圧力または近真空圧力まで排気される。他の例では、空洞7311は、エアロゲルのような、空気よりも熱伝導率が小さい熱絶縁性材料で満たされる。空洞7311内の真空または熱絶縁性材料は、装置スタック内の他の層(たとえば、図7aの上層7102)からの断熱を提供してもよく、これは、スキン温度を低下させ、上述または本明細書中の他所で記載されるような一つまたは複数の利点を提供してもよい。
装置7300の第2の階層7320は、壁7313、7322によって画定される密封された空洞7321を含む。図示の例では、壁7322は、チップ・パッケージを冷却するために、チップ・パッケージに近接して(または、TIMを介して結合されて)配置されうるように、平坦である。壁7312、7313は、図7cに示されるように、ある領域において平坦であってもよく、または別の形状を有してもよい。ある種の例では、空洞7321内の構成要素は、蒸気室として機能することができ、それによって、空洞7321内の液体は、チップ・パッケージによって壁7322を通して加熱され、蒸発して蒸気となり、次いで、熱が蒸気から壁7313に放散されるにつれて凝縮する。
図示の例では、空洞7321の内部表面(すなわち、壁7313、7322の内部表面)は、芯〔ウィック〕(wick)材料7324を含む。ウィック材料7324は、焼結金属(たとえば、銅)または別の種類の材料を含んでいてもよい。例示的なウィック材料7324は、2つの領域7324a、7324bを含む。領域7324aは、蒸発/蒸発器ウィックとみなすことができ(たとえば、液体の蒸発が起こるウィックの領域であってもよい)、一方、領域7324bは、凝縮/凝縮器ウィックとみなすことができる(たとえば、液体の凝縮(および、図7cにおいて矢印によって示されるような流れ)が生じるウィックの領域であってもよい)。いくつかの例において、領域7324a、7324bは両方とも焼結金属であってもよいが、異なる構造または間隙率を有してもよい。たとえば、いくつかの例において、領域7324aは、粗い等級の(coarse graded)メッシュ(たとえば約50~60%の間隙率(porosity))を含んでいてもよく、一方、領域7324bは、微細な等級のメッシュ(たとえば約40~45%の間隙率)を含んでいてもよい。
図示の例では、第1の空洞7311の断面領域は台形であり、第2の空洞7321の断面領域は矩形である。しかしながら、空洞7311、7321の断面領域は、別の方法で成形されてもよい。さらに、示された例では、空洞7311の断面積は、空洞7321の断面積よりも小さい。
図7e~7fは、二階層蒸気室装置7400の別の例を示す。特に、図7eは装置の断面図を示し、図7fは装置の上面図を示す。装置7200および7300と同様に、例示的な装置7400は、2つの階層7410、7420を含む。第1の階層7410は、壁7412、7413によって画定される密封された空洞7411を含む。いくつかの例において、壁7412、7413は、金属(たとえば、銅、チタン、アルミニウム、合金、または他の熱伝導性金属)であってもよい。また、第1の階層7410は、壁7412、7413と接触し、直交し、空洞7411のための構造的支持を提供しうる支持構造7414を含む。支持構造7414は、金属、プラスチック、グラファイト、複合材料(たとえばカーボンファイバー)または空洞7411に構造的支持を提供するための任意の他の適切な材料で作製されてもよい。さらに、支持構造7414は、図7eに示されない別の方法で成形または配置されてもよい。
空洞7411は、その内部圧力が周囲圧力よりも低いように、排気されてもよい。たとえば、いくつかの例では、空洞7411は、0.1トル未満の圧力(たとえば、0.05~0.1トル)など、真空圧力または近真空圧力まで排気される。他の例では、空洞7411は、エアロゲルのような、空気よりも熱伝導率が小さい熱絶縁性材料で満たされる。空洞7411内の真空または熱絶縁性材料は、装置スタック内の他の層(たとえば、図7aの上層7102)からの断熱を提供してもよく、これは、スキン温度を低下させ、上述または本明細書中の他所で記載されるような一つまたは複数の利点を提供してもよい。
装置7400の第2の階層7420は、壁7413、7422によって画定される密封された空洞7421を含む。図示の例では、壁7422は、チップ・パッケージを冷却するために、チップ・パッケージに近接して(または、TIMを介して結合されて)配置されうるように、平坦である。壁7412、7413は、図7eに示されるように、ある領域において平坦であってもよく、または別の形状を有してもよい。ある種の例では、空洞7421内の構成要素は、蒸気室として機能することができ、それによって、空洞7421内の液体は、チップ・パッケージによって壁7422を通して加熱され、蒸発して蒸気となり、次いで、熱が蒸気から壁7413に放散されるにつれて凝縮する。
図示の例では、空洞7421の内部表面(すなわち、壁7413、7422の内部表面)は、芯〔ウィック〕(wick)材料7424を含む。ウィック材料7424は、焼結金属(たとえば、銅)または別の種類の材料を含んでいてもよい。例示的なウィック材料7424は、2つの領域7424a、7424bを含む。領域7424aは、蒸発/蒸発器ウィックとみなすことができ(たとえば、液体の蒸発が起こるウィックの領域であってもよい)、一方、領域7424bは、凝縮/凝縮器ウィックとみなすことができる(たとえば、液体の凝縮(および、図7eにおいて矢印によって示されるような流れ)が生じるウィックの領域であってもよい)。いくつかの例において、領域7424a、7424bは両方とも焼結金属であってもよいが、異なる構造または間隙率を有してもよい。たとえば、いくつかの例において、領域7424aは、粗い等級の(coarse graded)メッシュ(たとえば約50~60%の間隙率(porosity))を含んでいてもよく、一方、領域7424bは、微細な等級のメッシュ(たとえば約40~45%の間隙率)を含んでいてもよい。
図示の例では、空洞7421は、空洞7421に構造的支持を提供しうる支持構造7428も含む。支持構造7428は、空洞7411内の構造7414と同様に形成されてもよく、または異なる方法で形成されてもよい。
図示の例では、空洞7411、7421の断面領域は、矩形である。しかしながら、空洞7411、7421の断面領域は、別の方法で成形されてもよい。さらに、示された例では、空洞7411の断面積は、空洞7421の断面積よりも小さい。
いくつかの例では、二階層装置は、他の熱交換器が冷却に使用されない受動冷却構成で使用されてもよい。しかしながら、他の例では、二階層装置は、熱交換器(たとえば、ファン)を使用してさらなる冷却を助ける能動冷却構成で使用されてもよい。たとえば、二階層装置上の真空チャンバを横切る開口領域は、蒸気を飽和した液体または過冷却された蒸気に冷却するように作用してもよく、一方、熱交換器(たとえば、7430)は、凝縮器として能動冷却に使用される蒸気室の背面に取り付けられてもよい。たとえば、図示の例では、熱交換器7430は、階層7420の蒸気室に近接して配置される。特に、熱交換器7430は、壁7422の外面の外側部分に近接して配置される。いくつかの例では、熱交換器は、チップ・パッケージが結合されうる壁7422の領域の外側にある(たとえば、垂直方向で上層7410の領域の下であってもよい)壁7422の外側表面の領域に位置付けられてもよい。熱交換器7430は、他の例では、装置7400の他の領域に配置されてもよい。
図7g~7hは、冷却解決策と上層との間に空気ギャップを有する例示的なモバイル装置スタックの例の簡略化された図を示す。スタックは、図示された層よりも追加の層を含んでいてもよい(たとえば、以下の例で説明される層のうちの一つまたは複数を含んでいてもよい)。図7gを参照すると、例示的なモバイル装置スタック7500は、上層7502、冷却装置7504、チップ・パッケージ7506、およびPCB 7508を含み、これらはみな、それぞれ、図7aの上層7102、熱解決策7104、チップ・パッケージ7106、およびPCB 7108に類似していてもよい。図7gに示す例では、冷却装置7504は、銅板または単一階層蒸気室冷却装置のいずれかである。
図7hを参照すると、例示的なモバイル装置スタック7510は、上層7512、冷却装置7514、チップ・パッケージ7516、およびPCB 7518を含み、これらはみな、それぞれ、図7aの上層7102、熱解決策7104、チップ・パッケージ7106、およびPCB 7108に類似していてもよい。図7hに示される例では、冷却装置7514は、図7b、7c~7d、および7e~7fに関して上述した、または本明細書の他所に記載される例示的な装置と同様に形成されてもよい、二階層蒸気室装置である。
図7g~7hに示される例では、チップ・パッケージと上層との間の空間は同じであってもよい。ただし、冷却装置の全厚さは、異なっていてもよい。たとえば、一例において、空気ギャップ7503は、約0.8mmの厚さを有してもよく、冷却装置7504は、約0.5mmの厚さを有してもよく、一方、空気ギャップ7513は、約0.5mmの厚さを有してもよく、冷却装置7514は、約0.8mmの厚さ(図7hのA+B)を有してもよい。二階層冷却装置の各階層の厚さ(すなわち、図7hにおける厚さAおよびB)は、同じであっても、または異なっていてもよい。たとえば、上述の実施例では、二階層冷却装置の各層は、約0.4mmであってもよい。いくつかの例において、二階層冷却装置は、下層が0.4mmの全厚さ(すなわち、図7hの厚さA)を有し、上層が0.2mmの上部金属壁厚さおよび0.2mmの空洞厚さを有するように形成されてもよい。よって、いくつかの例では、二階層冷却装置の厚さの増加は、空気ギャップの厚さの減少によって補償されうるので、全体のスタックの高さは、従来の冷却技術と同じままであってもよい。
シミュレーションとテスト
以下のモデルでは、真空は放射に関する低伝導率物体としてモデル化される。伝導率値は、液体充填(liquid charging)フェーズの前にチャンバ内に維持された排気圧力に依存する。本明細書で使用されるモデリングでは、伝導率値は、0.05~0.1トルの空気圧の排気範囲に基づいて、0.005W/mk~0.001W/mKとされ、一方、放射率(emissivity)は真空中の放射を捕捉するために0.9とされる。図7iは、空気の熱伝導率と圧力との関係の例を示すチャート7600である。いくつかの例では、上階層空洞のための排気圧力は、図7iに示された例示的な排気圧力範囲7602において選択されてもよい。
以下のモデルでは、真空は放射に関する低伝導率物体としてモデル化される。伝導率値は、液体充填(liquid charging)フェーズの前にチャンバ内に維持された排気圧力に依存する。本明細書で使用されるモデリングでは、伝導率値は、0.05~0.1トルの空気圧の排気範囲に基づいて、0.005W/mk~0.001W/mKとされ、一方、放射率(emissivity)は真空中の放射を捕捉するために0.9とされる。図7iは、空気の熱伝導率と圧力との関係の例を示すチャート7600である。いくつかの例では、上階層空洞のための排気圧力は、図7iに示された例示的な排気圧力範囲7602において選択されてもよい。
以下に説明する諸モデルでは、次の例示的な装置スタックが使用される。例示的なスタック層は、テーブル1~テーブル2に、垂直方向の順序でリストアップされており、リストアップされた最初の項目はスタックの最上層であり、リストアップされた最後の項目はスタックの最下層である。テーブル1~2に示されるように、全スタック厚は各ケースで同じであるが、上部空気ギャップと冷却装置の厚さは異なる。
テーブル3に示されるシミュレーション結果は、5秒間にわたるPL1=7W(TDP)およびPL2=10W(1CT)に基づく。熱シミュレーションは、3つの異なる熱解決策について実行した。すなわち、(A)0.8mmの空気ギャップを有する0.5mmの銅板、(B)0.8mmの空気ギャップを有する0.5mmの単一階層蒸気室(VC)装置、(C)0.5mmの空気ギャップを有する0.8mmの二階層VC(2T-VC)、および(D)0.5mmの空気ギャップを有する0.8mmの2T-VC、ただし、上層の真空チャンバの面積は(C)から15%減少。
テーブル3に示されるように、銅板のPL1能力は、システムがスキン温度によって制限されるため、同じサイズおよび厚さの単一層VCよりもわずかに低い。しかしながら、Tjは単一階層VCでは約18C減少し、ホットスポットをその表面上で広げて、VCの上部カバー温度を約0.4℃低下させる。第1の2T-VC(C)の場合、スキン温度は、2T-VCからスキンへの伝熱経路における真空層によって生じる抵抗のため約3C低下し、これは、銅板および単一階層VCと比較して、PL1限界を~15%増加させるのに役立つ。第2の2T-VC(D)に目を転じると、Tjの増加は、システムの最適化、たとえば、PCBの下方に、より厚いグラファイトを提供すること、および/またはコア領域の上方のみに真空チャンバを使用すること(たとえば、真空サイズを15%縮小すること)によって緩和されうる。
図7j~7kは、それぞれ単一階層および二階層冷却装置についてのホットスポットの例を示す。図7j~7kに示されるように、チップ・パッケージに関連するホットスポット(チャートの相対的な中央)が低減されるため、主ホットスポット位置は、チャートの右下側(点線で示される)にシフトされる。ここでは、熱はチップ・パッケージではなくLEDパネルから放出される。示された例では、PL1能力は、約20~25%増加する。
図71は、銅製ヒートプレート装置(図中の「Cu」)、単一階層蒸気室装置(図中の「VC」)、二階層蒸気室冷却装置(図中の「2T-VC」)についての性能差の一例を示すチャート7800である。示されるように、5秒間のPL2能力は、単一階層VCおよび2T-VC構成ではほぼ同じであり、銅板構成と比較して約23%増加した(たとえば、蒸気室内の相変化の、よりよいキャパシタンスのため)。
図7mは、真空およびエアロゲルベースの二階層蒸気室装置の性能差の例を示すチャート7900である。テーブル4も、k=0.017W/mKおよびe=0.9(GOREデータ)のエアロゲル特性に基づく、そのような性能差を示している。
いくつかの例において、エアロゲル伝導率は、0.016~0.018W/mKの範囲にありうるので、熱抵抗は、真空ベースの2T-VCと比較して、エアロゲルベースの2T-VCではより小さくありうるが、それでも空気よりは大きい。示されるように、上部ガラス温度は、真空ベースの2T-VCについての40.5Cと比べ、エアロゲルベースの2T-Vについては41.9Cである。エアロゲルベースの2T-VCのPL1性能は銅板と比較して13%、単一階層VCと比較して11%増加した。
いくつかの例において、各階層の壁は、異なる金属で構成されてもよい。いくつかの例において、装置の上壁(たとえば、図7bの212)は、下階層壁(たとえば、図7bの213、222)と同じ金属であってもよい。しかしながら、他の例では、装置の上壁(たとえば、図7bの212)は、下階層壁(たとえば、図7bの213、222)とは異なる金属であってもよい。金属の選択は、コスト制約条件または厚さ制約条件を含む実装の詳細に依存しうる。例示的な接合部温度(Tj)、スキン温度(Tskin)、装置の厚さ、および相対コストの下記のテーブル5に示す。示されるように、ある種の壁におけるチタンの使用は、より低い全体的な装置の厚さおよびより低いTjを提供しうるが、より高いコストおよびより高いTskinを有する。他の例では、アルミニウムまたは合金のような別のタイプの金属を使用することができる。
図7nは、本開示の例による二階層蒸気室冷却装置を製造するための例示的プロセス71000を示すフロー図であり、図7o~7rは、製造プロセス71000の間の例示的なステップを示す。この例示的なプロセスは、追加の操作または異なる操作を含んでいてもよく、操作は、図示された順序で、または別の順序で実行されうる。場合によっては、図7nに示されう操作の一つまたは複数を、複数の操作、サブプロセス、または他の種類のルーチンを含むプロセスとして実装する。いくつかの場合には、操作は、組み合わされ、別の順序で実行され、並列に実行され、逐次反復され、または他の仕方で反復され、または他の仕方で実行されうる。
71002では、金属が押し出しされて、(少なくとも部分的に)第1の壁および第2の壁によって画定される第1の空洞と、(少なくとも部分的に)第2の壁および第3の壁によって画定される第2の空洞とを含む装置を形成する。たとえば、図7o~7pを参照すると、押し出し装置71100は、第1の空洞71102および第2の空洞71104を含む。第1の空洞71102は、壁71106および壁71108によって画定され、第2の空洞は、壁71108および壁71100によって画定される。特定の断面プロファイルが図7pに示されているが、他の断面プロファイル(たとえば、図7b、7d、および7fに示されているもの)が押し出しされてもよい。
71004では、押し出しされた装置は所望の形状に切断される。たとえば、図7q(装置71100の上面図)に示される例を参照すると、装置71110は、示される形状に切断される。切断は、いくつかの例では、レーザー切断プロセスを用いて行うことができる。
71006では、装置の空洞は、たとえば摩擦溶接によって部分的にシールされる。たとえば、図7rに示される例を参照すると、装置71100は、破線71112に沿って溶接され、装置の空洞を部分的にシールする。
71008では、支持構造装置が、装置の第1の空洞に挿入される。支持構造装置は、プラスチック、グラファイト、金属、複合材料(たとえば、炭素繊維)または他の種類の材料で形成することができる。一例として、支持構造装置は、図7rに示される切断および溶接された装置71100の上部空洞に挿入されうる、図7sに示される例示的な支持構造装置7110と同様に形成されてもよい。
71010では、ウィック材料が、装置の第2の空洞に挿入される。ウィック材料は、焼結金属、銅繊維、または他の種類のウィック材料を含んでいてもよい。場合によっては、ウィック材料は、切断され溶接された押し出し成形された装置に挿入されることになる、あらかじめ組み立てられたウィック構造(wick structure)上に形成されてもよい。たとえば、ウィック材料は、図7rに示される切断および溶接された装置71100の底部空洞に挿入されうる、図7tに示される例示的装置71130と同様のあらかじめ組み立てられた構造上に形成されてもよい。場合によっては、ひとたび装置71130が挿入されてから、ウィック材料を準備するために追加の準備工程(たとえば、加熱)が必要とされることがある。
71012では、装置の上部および底部空洞が準備され、シールされる。場合によっては、上部空洞の準備は、エアロゲル挿入または空気排気(真空を作るため)を含んでいてもよく、一方、底部空洞の準備は、蒸気室において使用される液体の挿入を含んでいてもよい。ひとたび空洞が準備されると、空洞は、さらなる摩擦溶接によって、完全にシールされうる。たとえば、図7uに示される例を参照すると、装置71100は、点線71114に沿って溶接され、装置の空洞を完全にシールしてもよい。密封プロセスに続いて、装置は、使用(たとえば、チップ・パッケージを冷却するための装置スタックへの実装)の前に、試験され、検査され、および/または品質チェックされることができる。
図7vは、埋め込み型二階層蒸気室装置71200の一例を示す。特に、図7vは、装置71200の断面図を示す。図7eの装置400と同様に、例示的装置71200は、2つの階層71210、71220を含む。しかしながら、階層71210の密閉された空洞71211は、階層71220の空洞712211内に配置され、一方、空洞411は、例示的装置7400の空洞7421の外側にある。
密封された空洞71211は、壁71212、71213によって画定される。いくつかの例では、壁71212、7213は、金属(たとえば、銅、チタン、アルミニウム、合金、または他の熱伝導性金属)であってもよい。密封された空洞は、壁71212、71213と接触し、直交し、空洞712111のための構造的支持を提供しうる支持構造71214を含む。支持構造71214は、金属、プラスチック、グラファイト、複合材料(たとえばカーボンファイバー)または空洞71211に構造的支持を提供するための任意の他の適切な材料で作製されてもよい。さらに、支持構造71214は、図7vに示されない別の方法で成形または配置されてもよい。
空洞71211は、その内部圧力が周囲圧力(たとえば空洞71221内または装置71200外の圧力)よりも低いように、排気されてもよい。たとえば、いくつかの例では、空洞71211は、0.1トル未満の圧力(たとえば、0.05~0.1トル)など、真空圧力または近真空圧力まで排気される。他の例では、空洞71211は、エアロゲルのような、空気よりも熱伝導率が小さい熱絶縁性材料で満たされる。空洞71211内の真空または熱絶縁性材料は、装置スタック内の他の層(たとえば、図7aの上層7102)からの断熱を提供してもよく、これは、スキン温度を低下させ、上述または本明細書中の他所で記載されるような一つまたは複数の利点を提供してもよい。
装置71200の第2の階層71220は、壁71213、71222によって画定される密封された空洞71221を含む。図示の例では、壁71222は、チップ・パッケージを冷却するために、チップ・パッケージに近接して(または、TIMを介して結合されて)配置されうるように、平坦である。壁71212、71213は、図7vに示されるように、ある領域において平坦であってもよく、または別の形状を有してもよい。ある種の例では、空洞71221内の構成要素は、蒸気室として機能することができ、それによって、空洞71221内の液体は、チップ・パッケージによって壁71222を通して加熱され、蒸発して蒸気となり、次いで、熱が蒸気から壁71213に放散されるにつれて凝縮する。
図示の例では、空洞71221の内部表面(すなわち、壁71213、71222の内部表面)は、芯〔ウィック〕(wick)材料71224を含む。ウィック材料71224は、焼結金属(たとえば、銅)または別の種類の材料を含んでいてもよい。例示的なウィック材料71224は、2つの領域71224a、71224bを含む。領域71224aは、蒸発/蒸発器ウィックとみなすことができ(たとえば、液体の蒸発が起こるウィックの領域であってもよい)、一方、領域71224bは、凝縮/凝縮器ウィックとみなすことができる(たとえば、液体の凝縮(および、図7vにおいて矢印によって示されるような流れ)が生じるウィックの領域であってもよい)。いくつかの例において、領域71224a、71224bは両方とも焼結金属であってもよいが、異なる構造または間隙率を有してもよい。たとえば、いくつかの例において、領域71224aは、粗い等級の(coarse graded)メッシュ(たとえば約50~60%の間隙率(porosity))を含んでいてもよく、一方、領域71224bは、微細な等級のメッシュ(たとえば約40~45%の間隙率)を含んでいてもよい。
図示の例では、空洞71221は、空洞71221に構造的支持を提供しうる支持構造71228も含む。支持構造71228は、空洞71211内の構造71214と同様に形成されてもよく、または異なる方法で形成されてもよい。
図示の例では、空洞71211、71221の断面領域は、矩形である。しかしながら、空洞71211、71221の断面領域は、別の方法で成形されてもよい。さらに、示された例では、空洞71211の断面積は、空洞71221の断面積よりも小さい。
図7w~7xは、単一階層および埋め込み型二階層冷却装置についてのホットスポットの例をそれぞれ示す。図7w~7xに示されるように、チップ・パッケージに関連するホットスポット(チャートの相対的な中央)が減少するため、主ホットスポット位置がシフトされる(点線の長円で示されるように)。示された例では、PL1能力は、約15~20%増加する。
図7vに示されるような埋め込み構造を利用して、単一層冷却装置と同様または同じスタック高さを維持しながら、上述の二階層装置の利点の一つまたは複数を得ることができる。2つのシナリオについての例示的なシミュレーション結果をテーブル6に示す。
図7yは、単一階層蒸気室装置(図中、「1-VC」)と埋め込み二階層蒸気室冷却装置(図中、「2T-VC」)との性能差の一例を示す図である。示されるように、5秒間のPL2能力は、単一階層VCおよび埋め込み2T-VC構成についてほぼ同じである。
図7v~7xに関して上述したものと同様のプロセスを使用して、埋め込み二階層VC装置を製造することができる。
図7z~7aaは、本明細書に開示される実施例に従って使用されうる例示的なコンピュータ・アーキテクチャーのブロック図である。たとえば、いくつかの例において、上述のような二階層蒸気室装置を使用して、図7z~7aaに示される一つまたは複数の側面を含むSoCのようなチップ・パッケージ(たとえば、図7zのプロセッサ・コア71500、または図7aaのプロセッサ71670、71680の一方もしくは両方)を冷却することができる。いくつかの例では、コンピュータ・アーキテクチャーは、携帯電話またはテーブル・コンピュータ・システムなどのモバイル装置システム内に実装することができる。プロセッサおよびコンピューティング・システムのための当該技術分野で公知の他のコンピュータ・アーキテクチャー設計もまた、使用されうる。一般に、本明細書に開示された例のための好適なコンピュータ・アーキテクチャーは、限定されるものではないが、図7z~7aaに示された構成を含むことができる。
図7zは、一例によるプロセッサの例示的図解である。プロセッサ71500は、上記の諸実装に関連して使用可能なハードウェア装置のタイプの一例である。プロセッサ71500は、マイクロプロセッサ、埋め込みプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ネットワークプロセッサ、マルチコアプロセッサ、シングルコアプロセッサ、またはコードを実行するための他の装置など、任意の種類のプロセッサであってもよい。図7zには、1つのプロセッサ71500のみが示されているが、代わりに、プロセッサ素子は、図7zに示されたプロセッサ71500のうちの二つ以上を含んでいてもよい。プロセッサ71500は、シングルスレッドコアであってもよく、または、少なくとも1つの例では、プロセッサ71500は、コア当たり2つ以上のハードウェアスレッドコンテキスト(または「論理プロセッサ」)を含んでいてもよいという点で、マルチスレッドであってもよい。
図7zも、一例によるプロセッサ71500に結合されたメモリ71502を示す。メモリ71502は、当業者にとって公知の、または利用可能な、幅広い多様なメモリ(メモリ階層構造の種々の層を含む)のいずれであってもよい。そのようなメモリ素子は、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)の論理ブロック、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、および電気的に消去可能なプログラマブルROM(EEPROM)を含むことができるが、これらに限定されない。
プロセッサ71500は、本明細書に詳述されるアルゴリズム、プロセス、または動作に関連する任意のタイプの命令を実行することができる。一般に、プロセッサ71500は、要素または項目(たとえば、データ)をある状態または物から別の状態または物に変換することができる。
コード71504は、プロセッサ71500によって実行される一つまたは複数の命令であってもよく、メモリ71502に記憶されてもよく、またはソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の適切な組み合わせに記憶されてもよく、または、適切な場合には、特定のニーズに基づいて、任意の他の内部または外部の構成要素、装置、要素、またはオブジェクトに記憶されてもよい。一例では、プロセッサ71500は、コード71504によって示される命令のプログラムシーケンスに従うことができる。各命令は、フロントエンド論理71506に入り、一つまたは複数のデコーダ71508によって処理される。デコーダは、その出力として、所定のフォーマットでの固定幅マイクロオペレーションのようなマイクロオペレーションを生成してもよく、または元のコード命令を反映する他の命令、マイクロ命令、または制御信号を生成してもよい。フロントエンド論理71506はまた、レジスタリネーム論理71510およびスケジューリング論理71512を含み、これらは、一般に、資源を割り当て、実行のための命令に対応する動作を待ち行列に入れる。
プロセッサ71500はまた、一組の実行ユニット71516a、71516b、71516nなどを有する実行ロジック71514を含んでいてもよい。いくつかの例は、特定の機能または機能の集合に専用のいくつかの実行ユニットを含むことができる。他の例は、1つの実行ユニットのみ、または特定の機能を実行することができる1つの実行ユニットを含むことができる。実行論理71514は、コード命令によって指定された動作を実行する。
コード命令によって指定された動作の実行の完了後、バックエンド論理71518は、コード71504の命令を退役させることができる。一例では、プロセッサ71500は、順序外れの実行を許容するが、命令の順序内退役〔リタイアメント〕を必要とする。退役論理71520は、さまざまな既知の形(たとえば、再順序バッファなど)をとってもよい。このように、プロセッサ71500は、コード71504の実行中に、少なくとも、デコーダによって生成される出力、レジスタリネーム論理71510によって利用されるハードウェアレジスタおよびテーブル、および実行論理71514によって修正される任意のレジスタ(図示せず)に関して、変換される。
図7zには示されないが、処理要素が、プロセッサ71500を有するチップ上に他の要素を含んでいてもよい。たとえば、処理要素が、プロセッサ71500と共にメモリ制御ロジックを含んでいてもよい。処理要素は、入出力制御論理を含んでいてもよく、および/またはメモリ制御論理と統合された入出力制御論理を含んでいてもよい。処理要素はまた、一つまたは複数のキャッシュを含んでいてもよい。いくつかの例では、不揮発性メモリ(フラッシュメモリまたはヒューズなど)もまた、プロセッサ71500とともにチップ上に含まれてもよい。
図7aaは、一例による、ポイントツーポイント(PtP)構成に配置される計算システム71600を示す。特に、図7aaは、プロセッサ、メモリ、および入出力装置が、いくつかのポイントツーポイント・インターフェースによって相互接続されるシステムを示す。一般に、本明細書に記載される計算システムの一つまたは複数は、計算システム71500と同じまたは同様の仕方で構成されてもよい。
プロセッサ71670および71680は、それぞれ、メモリ素子71632および71634と通信するために集積メモリ・コントローラ論理(MC)71672および71682を含んでいてもよい。代替例において、メモリ・コントローラ論理71672および71682は、プロセッサ71670および71680から分離された離散論理であってもよい。メモリ素子71632および/または71634は、本明細書に概説される動作および機能を達成する際に、プロセッサ71670および71680によって使用される種々のデータを記憶してもよい。
プロセッサ71670および71680は、他の図との関連で説明されるものなど、任意の種類のプロセッサであってもよい。プロセッサ71670および71680は、それぞれ、ポイントツーポイント(PtP)インターフェース回路71678および71688を使用して、ポイントツーポイント(PtP)インターフェース71650を介してデータを交換してもよい。プロセッサ71670および71680は、それぞれ、ポイントツーポイント・インターフェース回路71676、71686、71694、および71698を使用して、個々のポイントツーポイント・インターフェース71652および71654を介して、チップセット71690とデータを交換してもよい。チップセット71690はまた、PtPインターフェース回路でありうるインターフェース71639を介して、高性能グラフィック回路、機械学習アクセラレータ、または他のコプロセッサ71638などのコプロセッサ71638とデータを交換してもよい。別の例において、図7aaに示されるPtPリンクのいずれかまたはすべては、PtPリンクではなくマルチドロップ・バスとして実装されてもよい。
チップセット71690は、インターフェース回路71696を介してバス71620と通信してもよい。バス71620は、バスブリッジ71618および入出力装置71616など、それを通じて通信する一つまたは複数の装置を有してもよい。バス71610を介して、バスブリッジ71618は、ユーザーインターフェース71612(キーボード、マウス、タッチスクリーン、または他の入力装置など)、通信装置71626(モデム、ネットワークインターフェース装置、またはコンピュータネットワーク71660を介して通信可能な他の種類の通信装置など)、オーディオI/O装置71616、および/またはデータ記憶装置71628などの他の装置と通信してもよい。データ記憶装置71628は、コード71630を記憶してもよく、コードは、プロセッサ71670および/または71680によって実行されてもよい。別の例では、バスアーキテクチャーの任意の部分を、一つまたは複数のPtPリンクで実装することができる。
図7aaに示されるコンピュータ・システムは、本明細書で議論される種々の例を実装するために利用されうるコンピュータ・システムの例の概略図である。図7aaに示されるシステムの種々の構成要素は、システム・オン・チップ(SoC)アーキテクチャー、または本明細書で提供される例および実装の機能および特徴を達成可能な任意の他の適切な構成で組み合わせることができることが理解されるであろう。
本明細書に記載および図示したシステムおよび解決策のいくつかは、複数の要素を含む、または複数の要素に関連するものとして説明されてきたが、明示的に図示され、または説明されたすべての要素が、本開示の各代替実装において利用されうるわけではない。さらに、本明細書に記載した要素のうちの一つまたは複数は、システムの外部に位置していてもよく、他の例では、ある要素は、他の記載した要素や図示した実装に記載されていない他の要素のうちの一つまたは複数の要素内に、またはその一部として含まれてもよい。さらに、ある要素は、他の構成要素と組み合わされてもよく、また、本明細書に記載の目的に加えて、代替または追加の目的のために使用されてもよい。
いくつかの例では、システムは、チップ・パッケージと、該チップ・パッケージに結合された冷却装置とを含む。チップ・パッケージは、一つまたは複数のプロセッサを含み、冷却装置は、少なくとも部分的には第1の金属壁および第2の金属壁によって画定される第1の空洞と、少なくとも部分的には平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって画定される第2の空洞とを含む。第1の空洞の内圧は、密封された第1の空洞の外側の周囲圧力よりも低い。第2の空洞は、その中に配置された液体と、前記第3の壁の内面に結合されたウィック材料とを含み、チップ・パッケージは、それが冷却装置の平坦な第3の金属壁に結合されるように配置される。
さらに、上述の例は、単にある種の原理および特徴を例示する目的のためにのみ提供される非限定的な例であり、本明細書に記載された概念の潜在的な例を必ずしも制限または制約するものではないことが理解されるべきである。たとえば、本明細書に記載する構成要素の種々の実装を通じて実現される組み合わせを含む、本明細書に記載する特徴および構成要素の種々の組み合わせを利用して、種々の異なる例を実現することができる。他の実装、特徴、および詳細が、本明細書の内容から理解されるはずである。
本開示は、ある種の実装および一般的に関連する方法に関して記載されてきたが、これらの実装および方法の変更および入れ替えは、当業者には明らかであろう。たとえば、本明細書に記載したアクションは、記載したものとは異なる順序で実行されることができ、それでも所望の結果を達成することができる。一例として、添付の図面に示されたプロセスは、所望の結果を達成するために、示された特定の順序、または逐次的順序を必ずしも必要としない。ある種の実装では、マルチタスクおよび並列処理が有利でありうる。さらに、他のユーザー・インターフェース・レイアウトおよび機能をサポートすることができる。他の変形が、以下の特許請求の範囲内である。
一般に、本明細書に記載される主題の1つの側面は、ソフトウェア・コードを含むサンプルを識別するアクション、サンプルに含まれる複数の関数のそれぞれについて制御フロー・グラフを生成するアクション、および、該関数のそれぞれにおいて、一組の制御フロー・フラグメント・タイプのインスタンスに対応する特徴を識別するアクションを含む、または、それらのアクションを引き起こす方法および実行される命令において具体化することができる。識別された特徴は、識別された特徴からサンプルについての特徴セットを生成するために使用されうる。
これらおよび他の例は、それぞれ、任意的に、以下の特徴の一つまたは複数を含むことができる。各関数に対して識別された特徴を組み合わせて、サンプルのための連結ストリングを生成することができ、特徴セットは、連結ストリングから生成することができる。各関数に対してストリングを生成することができ、各ストリングはその関数に対して識別されたそれぞれの特徴を記述する。特徴を組み合わせることは、複数の関数のうちの特定の関数における、複数の関数のうちの別の関数に対する呼び出しを識別することと、該他の関数を参照する特定の関数のストリングの一部を、該他の関数のストリングの内容で置き換えることとを含むことができる。特徴を識別することは、制御フロー・フラグメント・タイプのセットの特徴のみがストリングにおいて記述されるように、関数の各ストリングを抽象化することを含みうる。制御フロー・フラグメント・タイプのセットは、関数によるメモリ・アクセスおよび関数による関数呼び出しを含むことができる。特徴を識別することは、各関数によるメモリ・アクセスのインスタンスを識別すること、および各関数による関数呼び出しのインスタンスを識別することを含むことができる。特徴セットは、各関数に対して識別された各特徴を識別することができる。特徴セットは、n-グラフであってもよい。
さらに、これらおよび他の例は、それぞれ、任意的に、以下の特徴の一つまたは複数を含むことができる。特徴セットは、サンプルを分類する際に使用するために提供されうる。たとえば、サンプルを分類することは、サンプルの対応する特徴に基づいて、サンプルを他のサンプルと共にクラスター化することを含むことができる。サンプルを分類することは、サンプルのクラスターに関連する特徴のセットを決定することをさらに含むことができる。また、サンプルを分類することは、サンプルをマルウェアとして分類するかどうかを決定すること、および/またはサンプルがマルウェアの一つまたは複数のファミリーの1つである可能性が高いかどうかを決定することを含みうる。特徴を識別することは、制御フロー・グラフのそれぞれを抽象化して、制御フロー・フラグメント・タイプのセットの特徴のみが制御フロー・グラフに記述されるようにすることを含むことができる。前記サンプルを含む複数のサンプルを受け取ることができる。場合によっては、前記複数のサンプルは、複数のソースから受け取ることができる。特徴セットは、前記サンプルの関数の制御フロー・グラフにおいて識別された特徴のサブセットを識別することができる。特徴のサブセットは、サンプル・コード内のメモリ・アクセスおよび関数呼び出しに対応することができる。
本明細書は、多くの具体的な実装詳細を含んでいるが、これらは、いずれかの発明または特許請求されうるものの範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、むしろ、特定の発明の特定の例に特有の特徴の説明であると解釈されるべきである。別々の例の文脈で本明細書に記載されるある種の特徴が、単一の例において組み合わせて実装することもできる。逆に、単一の例の文脈において説明される種々の特徴は、複数の例において別々に、または任意の適切なサブコンビネーションにおいて実施されうる。さらに、特徴は、ある種の組み合わせにおいて作用するものとして上述され、初期にはそのようにクレームされることさえあるが、クレームされた組み合わせからの1または複数の特徴は、場合によっては、かかる組み合わせから切除されることができ、クレームされた組み合わせは、サブコンビネーションまたはサブコンビネーションのバリエーションに向けられてもよい。
同様に、図面には特定の順序で動作が示されているが、これは、所望の結果を達成するために、そのような動作が示される特定の順序で、または逐次順で実行されること、または、例示されたすべての動作が実行されることを必須とするものとして理解されるべきではない。ある種の状況では、マルチタスクおよび並列処理が有利でありうる。さらに、上述した例における種々のシステム構成要素の分離は、すべての例においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきではなく、説明したプログラム構成要素およびシステムは、一般に単一のソフトウェア製品内に一緒に統合されうるか、または複数のソフトウェア製品内にパッケージされうることが理解されるべきである。
以下の詳細な説明は、装置、方法、およびシステムの例を記載しており、蒸気室および取り付け手段を可能にすることに関連しうる。
本明細書で使用される用語「上方」、「下」、「下方」、「間」および「上」は、ある層または構成要素の、他の層または構成要素に対する相対的位置を指すことができる。たとえば、別の層または構成要素の上または下に配置された1つの層または構成要素は、該別の層または構成要素と直接接触していてもよく、または一つまたは複数の介在する層または構成要素があってもよい。さらに、2つの層または構成要素の間に配置された1つの層または構成要素は、該2つの層または構成要素と直接接触していてもよく、または一つまたは複数の介在する層または構成要素があってもよい。対照的に、「直接」第2の層または第2の構成要素「上」にある第1の層または第1の構成要素は、該第2の層または第2の構成要素に直接接触している。同様に、明示的に別段の記載がない限り、2つの特徴の間に配置される1つの特徴は、隣接する特徴と直接接触していてもよく、または一つまたは複数の介在層があってもよい。
本明細書に開示する例の実装は、非半導体基板または半導体基板などの基板上で形成または実行されてもよい。ある実装では、非半導体基板は、二酸化シリコンであってもよく、二酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、および他の遷移金属酸化物から構成される層間誘電体であってもよい。本明細書では、非半導体基板が形成されうる材料のいくつかの例が記載されるが、非半導体装置がその上に構築されうる基礎として機能しうる任意の材料が、本明細書で開示される例の精神および範囲内にある。いくつかの実装では、半導体基板(たとえば、半導体ダイ)は、バルクシリコンまたはシリコン・オン・インシュレータ下部構造を用いて形成された結晶性基板であってもよい。他の実装では、半導体基板は、ゲルマニウム、アンチモン化インジウム、テルル化鉛、ヒ化インジウム、リン化インジウム、ヒ化ガリウム、ヒ化インジウムガリウム、アンチモン化ガリウム、またはIII-V族またはIV族材料の他の組み合わせを含むが、これらに限定されない、シリコンと組み合わせてもよいし、組み合わせなくてもよい代替材料を使用して形成されてもよい。他の例では、基板は、グラフェンおよび二硫化モリブデンのような2D材料、ペンタセンのような有機材料、インジウムガリウム酸化亜鉛ポリ/アモルファス(低温dep)III-V半導体およびゲルマニウム/シリコンのような透明酸化物、および他の非シリコン系フレキシブル基板を含むフレキシブル基板であってもよい。本明細書では、基板が形成されうる材料のいくつかの例を記載するが、半導体装置がその上に構築されうる基礎として機能しうる任意の材料が、本明細書で開示される例の精神および範囲内にある。
詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照するが、ここでは、同様の数字は同様の部分を示しており、実施可能な例が、例解として示される。本開示の範囲から逸脱することなく、他の例を利用することができ、構造的または論理的な変更を行うことができることが理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。本開示の目的のためには、「Aおよび/またはB」という語句は、(A)、(B)または(AおよびB)を意味する。本開示において、「A、B、および/またはC」という句は、(A)、(B)、(C)、(AおよびB)、(AおよびC)、(BおよびC)、または(A、B、およびC)を意味する。本開示において「1つの例」または「1つの例」への言及は、当該例に関連して記載された特定の特徴、構造、または特徴が少なくとも1つの例に含まれることを意味する。「一例における」または「あるおける」という句の出現は、必ずしもすべてが同じ例を指しているわけではない。「たとえば」、「一例において」または「ある例において」という句の出現は、必ずしもすべてが同じ例を指しているわけではない。
図8aを参照すると、図8aは、本開示の例による、蒸気室および取り付け手段を備えて構成された電子装置8102の簡略ブロック図である。一例では、電子装置8102は、一つまたは複数の電子コンポーネント8106を含んでいてもよい。たとえば、図8aに示すように、電子装置8102は、電子コンポーネント8106a~8106dを含む。電子コンポーネント8106aは、熱源8108aおよび蒸気室8110aを含んでいてもよい。蒸気室8110aは、蒸気室固定手段8112を使用して、熱源8108aに結合できる。電子コンポーネント8106bは、蒸気室8110bを含んでいてもよい。蒸気室8110bは、蒸気室固定手段8112を使用して、電子コンポーネント8106bに結合できる。電子コンポーネント8106cは、熱源8108bおよび8108c、ならびに蒸気室8110cを含んでいてもよい。蒸気室8110cは、蒸気室固定手段8112を使用して、電子コンポーネント8106cに結合できる。蒸気室8110cは、熱源8108cに熱的に結合できる。熱源8108bは、蒸気室に連結されていなくてもよい。電子素子8106dは、熱源8108dおよび蒸気室8110dを含んでいてもよい。蒸気室8110dは、熱源8108dの上方にあり、蒸気室固定手段8112を使用して電子コンポーネント8106dに結合されうる。熱源8108a~8108dのそれぞれは、熱発生装置(たとえば、プロセッサ、論理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、チップセット、集積回路(IC)、グラフィックス・プロセッサ、グラフィックスカード、バッテリー、メモリ、または何らかの他のタイプの熱発生装置)であってもよい。
蒸気室8110a~8110dのそれぞれは、一つまたは複数の編組カラム構造および/または一つまたは複数の編組ウィック構造を含むことができる。蒸気室を作るために、蒸気室内のカラム(column)および/またはウィック(wick)は、繊維ストランドが一緒に編み込まれている編み込まれた繊維を使用して作ることができる。特定の例では、編組繊維〔ファイバー〕は編組銅ファイバーである。他の例では、編組繊維は、編組チタンファイバーまたはいくつかの他の編組熱伝導性繊維材料である。編組繊維内の繊維ストランドは、蒸気室内の液体のための毛細管路を提供するのを助け、蒸気室の上部プレートおよび底部プレートのための支持を提供するのを助ける。編組繊維を使用することは、繊維ストランドを含む事前に作られたカラムおよびウィックを使用することにより、蒸気室の製造時間を短縮するのに役立つことができる。さらに、編組繊維は、蒸気室へのカラムの重量を軽減するのに役立つ。
蒸気室8110a~8110dのそれぞれは、蒸気室固定手段8112を使用して、電子コンポーネント(たとえば、電子コンポーネント8106bに結合される蒸気室8110b)および/または電子素子(たとえば、熱源8108aに結合される蒸気室8110a)に結合されうる。たとえば、図8aに示すように、蒸気室8110aは、2つの蒸気室固定手段8112を用いて熱源8108aに結合され、蒸気室8110bは、4つの蒸気室固定手段8112を用いて電子コンポーネント8106bに結合され、蒸気室8110cは、2つの蒸気室固定手段8112を用いて電子コンポーネント8106cに結合され、蒸気室8110dは、3つの蒸気室固定手段8112を用いて電子コンポーネント8106dに結合される。
蒸気室固定手段8112のそれぞれは、最大軸方向荷重を制限し、過度の締め付けを防止する助けとなりうる螺旋状ワッシャであってもよい。蒸気室固定手段8112の設計のため、蒸気室が電子コンポーネント(たとえば、電子コンポーネント8106b)および/または電子素子(たとえば、熱源8108a)に固定される際、必要な負荷が達成されると、蒸気室固定手段8112が降伏を開始する。加えて、蒸気室固定手段8112の構成は、電子コンポーネントおよび/または電子素子の平坦度の変動を受け入れることを許容することができる。一例では、蒸気室固定手段8112の外縁は、ディンプル、空洞、凹部等において蒸気室にはんだ付けされることができ、システムの厚さ、またはZスタック高さを減少させるのに役立つ。用語「Zスタック高さ」、「Z高さ」、「Z位置」等は、(x、y、z)座標軸またはデカルト座標系の「Z」軸に沿った高さを意味する。
本明細書中で使用される場合、用語「…とき」は、事象の時間的性質を示すために使用されることがある。たとえば、「事象'B'が発生したときに事象'A'が発生する」という表現は、事象'B'が発生する前、発生中、または発生後に事象'A'が発生しうることを意味するが、それにもかかわらず、事象「B」の発生と関連している。たとえば、事象Bの発生に応答して、または事象Bが発生した、発生している、または将来発生することを示す信号に応答して事象Aが発生する場合、事象Bが発生したときに事象「A」が発生する。本開示における「一例」または「ある例」への言及は、その例に関連して記載された特定の特徴、構造、または特性が少なくとも1つの例に含まれることを意味する。「一例における」または「ある例における」という語句の出現は、必ずしもすべてが同じ例を指しているわけではない。
ある種の例示的な技術を説明する目的で、以下の基本的な情報を、本開示を適切に説明する基礎として見なすことができる。エンドユーザーは、これまで以上に多くのメディアと通信の選択肢を持っている。現在、多くの顕著な技術トレンド(たとえば、より多くのコンピューティング要素、より多くのオンラインビデオサービス、より多くのインターネットトラフィック、より複雑な処理など)が続いており、これらのトレンドは、装置の期待される性能および形状因子を変化させている。装置およびシステムが、比較的薄いプロファイルを有する一方で、性能および機能を向上させることが期待されるからである。しかしながら、性能および/または機能の向上は、装置およびシステムの熱的困難の増加を引き起こす。たとえば、いくつかの装置では、特定の熱源を冷却することは困難でありうる。熱源を冷却する1つの方法は、蒸気室を使用することである。蒸気室は、密閉された中空容器、作動流体、および閉ループ毛細管再循環システムを含む平面状ヒートパイプであってもよい。蒸気室は、伝熱を増加させるのに役立つ液体の相変化の原理に基づいて機能する。
蒸気室(vapor chamber)は、内部芯〔ウィック〕(wick)構造を有する上部銅板と下部銅板とから作ることができる。熱源から蒸気室に熱が加えられると、蒸気室内の水または他の流体が沸騰してガスに変わり、それが蒸気室のより冷たい領域に移動する。蒸気室のより低温の領域から、熱は放散され、そこで凝縮して液体に戻る。熱は、外部の熱交換器、ヒートパイプ、または熱を放散するための他の何らかの熱システムを通して放散される。水の蒸発および凝縮は、水または他の流体を(よって、熱を)熱源の領域から蒸気室の他の領域へ移動させるポンピング作用を形成する。蒸気室内で使用できる種々のタイプのウィック構造があるが、蒸気室はしばしば粉末またはメッシュに分類される。どちらの場合も、粉末またはメッシュラインの銅板は、水が蒸気室の領域内を流れることを許容するように表面化する。典型的には、蒸気室の上部および底部〔下部〕として作用するプレートを支持するために、蒸気室全体に銅カラムが使用される。
カラムは、上部プレートおよび/または下部プレートに焼結プロセスによって取り付けられるピラー状構造であってもよい。これは、焼結プロセスが一般に比較的長い時間を要し、ゆっくりと行わなければならないので、高い焼結時間を必要とし、蒸気室の製造時間を増加させる。加えて、鍛造または焼結されたカラムのプロセスは、カラムが比較的厚い銅ブロックであってもよいので、蒸気室に重量を加える。
蒸気室は、ヒートパイプと同様に、実際に熱を環境に放散するのではなく、熱システム内で効率的に熱を移動させるはたらきをしうる。蒸気室の典型的な熱伝導率は、3000~10000W/m-Kの範囲でありうる。しかしながら、蒸気室のコストは、蒸気室の製造プロセスに含まれる複数の工程(たとえば、必要に応じたプレートの切断後に、ウィック焼結、ピラー焼結、端溶接、液体充填、および真空シールなど)のために比較的高くなりうる。
たとえば、薄い蒸気室は、2プレート・アプローチを用いて製造される。ここでは、銅プレートに取り付けられたウィックを有する厚さ0.1~0.2mmの銅プレート2枚を、カラムによって分離して重ねて配置する。これらのカラムは、液体が熱源に戻るための毛細管作用のほか、蒸気室に機械的強度を提供する。カラムは、薄いプレート上に焼結された粉末状の銅で作られ、次いで、両方のプレートは、銅粉またはメッシュをスプレーされるか充填され、そして焼結される。これは、上部プレートおよび底部プレート上に流体のための毛細管経路を形成する。これらのカラムは、カラムの波形シート(corrugated sheet)として、またはプレートの一方に焼結した粉末銅から作ることができる。カラムの波形シートは蒸気室に重量を加え、粉末銅カラムは長い焼結操作のために製造時間を増加させる。
焼結プロセスは約24時間かかるが、これは大量生産製造プロセスでは比較的長い時間でありうる。これはまた、蒸気室のコストおよび製造時間を増加させる。一般に、蒸気室のコストの内訳は、材料が全コストの約25%、人件費が全コストの約25%、製造費が全コストの約20%、償却費およびその他の要因が全コストの約15%、歩留まり損が全コストの約15%でありうる。歩留まり損は、平坦度のばらつき、漏れ、外見問題(たとえば、凹みや曲がり)、ろう付けの問題などによる。歩留まり損は、1mm蒸気室については総コストの約20%であり、0.6mm蒸気室については総コストの約30%でありうる。必要なのは、蒸気室の製造時間を短縮するのを助けるとともに、蒸気室の重量を軽減するのを助ける手段、システム、装置、方法などである。
また、蒸気室のモバイル製品における受動冷却システムとしての使用が増加する一方、蒸気室の製造公差は非常に大きく、よって、蒸気室のボンドラインが、貧弱な熱性能を引き起こしうる未荷重(unloaded)となったり、あるいは不均一に荷重されたり荷重されすぎたりして、蒸気室に接合〔ボンド〕される構造に亀裂が生じるおそれがある。いくつかの例では、蒸気室をプリント回路基板(PCB)におよび/または熱源上方に固定するのを助けるために、別個のはんだ付けされたペデスタルが使用される。はんだ付けされた別個のペデスタルは、ダイ領域の厚さを増加させ、それにより装置の全厚さを増加させることができるので、良好な解決策ではない。さらに、はんだ付けされたペデスタルの公差は厳しくなく、しばしば切削(milling)後で±0.05mm、はんだ付け後で±0.10mmである。はんだ付け後にペデスタルを切削することはできない。なぜならば、切削により蒸気室の弱いメッシュおよびスキンボンディングを破壊されるからである。さらに、公差のばらつきのため、すべての部品を手動で測定しなければならず、これは高価なプロセスであり、大量生産には適さない低い歩留まりのもとになりうる。また、ペデスタルは局所的に剛性(stiffness)を増加させることがあり、要求される公差をさらに厳しくする。さらに、熱源と蒸気室との間の別々のはんだ付けされる部品は、熱性能を低下させる可能性がある。いくつかの例では、PCBとスクリューアタッチメントとの間に背の高いコンポーネントが存在することがある。これらの例では、ペデスタルとスタンドオフ支持フレームは、異なる要素でなければならず、これはZ公差をさらに悪くし、約±0.20mmでありうる。必要なのは、最大軸方向負荷を制限し、過度の締め付けを防止する助けとなりうる、蒸気室をPCBに固定する手段、システム、装置、方法などである。
図8aに概説したように、蒸気室および取り付け手段を可能にするシステムは、これらの問題(およびその他)を解決することができる。一例では、編組構造を有する蒸気室は、製造時間を短縮することによって蒸気室コストを低減するのに役立つ。繊維ストランドを使用して、蒸気室の一つまたは複数の編組カラム構造(braided column structure)および/または一つまたは複数の編組ウィック構造(braided wick structure)を作製することができる。一つまたは複数の編組カラム構造および/または一つまたは複数の編組ウィック構造を、蒸気室の上部プレートおよび底部プレートに取り付けることができる。一つまたは複数の編組カラム構造および/または一つまたは複数の編組ウィック構造は、蒸気室の製造プロセスの前に事前作成することができ、それにより、蒸気室の製造時間を短縮する。また、蒸気室は、最大軸方向荷重を制限し、過度な締め付けからの損傷を防止する助けになる螺旋状ワッシャを使用してPCBに結合されることができる。ワッシャの設計のため、必要な負荷が達成されるときにワッシャの降伏が始まる。さらに、ワッシャの構成により、平坦度のばらつきを受け入れることができうる。
一例では、蒸気室を作るために、蒸気室内のウィックよびカラムは、銅繊維ストランドが一緒に編組される銅繊維を使用して作ることができる。いくつかの例では、チタン繊維ストランドが一緒に編組されるか、または他の熱伝導性繊維材料が一緒に編組される。この編組構造は、蒸気室の上部プレートおよび底部プレートにろう付けすることができる。「ろう付けされる(brazed)」という用語は、銅繊維ストランドの溶接、はんだ付け、焼結を通じて繊維編組ストランドを蒸気室の上部プレートに取り付けることを含む。他の例では、ピラー構造は、パンチングプロセス、鍛造プロセス、成形プロセス、または金属エッチングプロセスを通じて製造することもできる。繊維ストランドは、蒸気室のための毛細管路を提供し、上部プレートおよび底部プレートに剛性を加え、蒸気室がつぶれるを防ぐのに役立つことができる。
編組銅繊維を使用することは、繊維編組の形態ですでに利用可能なカラムおよびウィックを使用することにより、蒸気室の製造時間を短縮するのに役立ちうる。さらに、編組された銅繊維は、銅カラムの軽量化に役立つ。また、ファイバー・ウィック構造は、焼結および複合ウィック構造と比較して、より良好な熱的性能を示す。
より具体的には、カラム構造およびウィック構造は、繊維編組の形で作ることができる。カラムについては、繊維編組は、蒸気室が製造される前に事前に作成されることができ、その後、蒸気室の厚さに応じて、必要な高さに切断されることができる。次いで、繊維編組を蒸気室の2つのプレートの間に配置し、一緒にろう付けすることができる。繊維編組は、長いストランドに作ることができ、必要に応じてより小さな要素に切断することができる。これは、蒸気室の製造時間を短縮するのに役立つ。なぜなら、大量生産の間に、繊維編組は、蒸気室の厚さに応じて所望の高さに切断することができるからである。また、繊維編組ベースのヒートパイプの毛細管性能は、複合材または焼結ヒートパイプの毛細管性能よりも良好に機能することができる。
別の例では、編み物の概念を使用して、または布を織る際に行われるものと同様のプロセスを介して、銅繊維ストランドを織ることによって、統合されたカラムおよびウィック構造を作ることができる。織るプロセスの間、結び目を所定の位置に設けて、カラムとして作用させることができる。このプロセスは、カラムとウィックを一緒に一体化し、ウィックに銅カラムを接合することに関与する焼結プロセスを除去することができる。さらに別の例では、蒸気室のプレートの1つにおける化学エッチング、スタンピング、鍛造、および/またはパンチング操作のような種々の製造技術によって、穿孔された銅ピラーが達成されることができる。
蒸気室は、蒸気室固定手段(たとえば、蒸気室固定手段8112)を使用して、電子コンポーネント(たとえば、電子コンポーネント8106b)、電子素子(たとえば、熱源8108a)、PCB、マザーボードなどに結合されうる。蒸気室固定手段は、最大軸方向荷重を制限し、過度の締め付けを防止するのに役立つように構成されることができる。蒸気室固定手段は、高い垂直荷重および高い締め付けトルクの影響を緩和するために切り欠きを有する螺旋状ワッシャであってもよい。切り欠きは、蒸気室固定手段の中央部分と蒸気室固定手段の外側部分との間の遷移領域に位置することができる。特定の例では、中央部分は、ねじ付き取り付け手段を受容するねじボスを含むことができ、外側部分は、蒸気室にはんだ付けされるフランジを含むことができる。切り欠き〔カットアウト〕は、放射状(radial)であっても、湾曲していてもよい。切り欠きが湾曲している場合は、締め付け過ぎ時のねじ/ねじ山の障害を防ぐのに役立ちうる。たとえば、切り欠きが湾曲している場合、最大締め付けモーメントが達成されると、荷重を減少させるために持ち上がりはじめ、これが、ねじボスは、ねじ/ねじ山の障害を防止する助けとなりうる。
蒸気室固定手段の0.20mmおよび0.40mm銅ワッシャ構築の特定の例では、公称軸方向目標変形は0.25mmであり、これは最小許容変形量0.05mmおよび最大変形量0.45mmにつながる。最小値と最大値の力の差は、厚さ0.20mmの場合は0.5ニュートン(または約0.112ポンド重)、厚さ0.40mmの場合は2ニュートン(または約0.45ポンド重)である。よって、変動力範囲は、全軸方向ねじ力の約10%(10%)である。0.30mmの厚さは、4つのねじで約8ポンド重(または35.59ニュートン)から約9ポンド重(または約40.03ニュートン)の総パッケージ荷重を与え、最大荷重は約10ポンド重(または約44.48ニュートン)である。M1.2ねじについての最終的なモーメントは、30ニュートン-mmをわずかに超えるが、これは、通常の場合には比較的容易に達成することができ、蒸気室固定手段の前記構成は、そのモーメントが達成されるのを防ぐのに役立ちうる。25ニュートン-mmまでの過度な締め付けは、蒸気室固定手段に対して、ある程度の永久変形を生じさせ、これは、軸方向荷重を約30%減少させる可能性がある。
蒸気室固定手段は、蒸気室との使用のみに限定されない。蒸気室固定手段として前記構成を有する類似の弾性材料、プラスチック材料、または他の材料が、ミリングまたはスタンピングによりヒートパイプ、コールドプレート、他の何らかの熱要素、または他のコンポーネントにされることができる。蒸気室固定手段がコールドプレートと共に使用される場合、別々の板ばねは不要である。これは、コールドプレートのためのねじ位置を比較的自由に決定でき、板ばねの端部にある必要がないため、基板設計のためのより多くの自由度を可能にする。
一例では、電子装置8102は、コンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタント(PDA)、ラップトップまたは電子ノートブック、セルラー電話、iPhone(登録商標)、タブレット、IP電話、ネットワーク要素、ネットワークアプライアンス、サーバー、ルーター、スイッチ、ゲートウェイ、ブリッジ、ロードバランサー、プロセッサ、モジュール、または熱源を含む任意の他の装置、コンポーネント、要素、またはオブジェクトを含むことが意図されている。電子装置8102は、その動作を容易にする任意の適切なハードウェア、ソフトウェア、コンポーネント、モジュール、またはオブジェクト、ならびにネットワーク環境においてデータまたは情報を受信、送信、および/または他の仕方で通信するための適切なインターフェースを含んでいてもよい。これは、データまたは情報の効果的な交換を可能にする適切なアルゴリズムおよび通信プロトコルを含むことができる。電子装置8102は、仮想要素を含んでいてもよい。
内部構造に関して、電子装置8102は、動作において使用される情報を記憶するためのメモリ要素を含んでいてもよい。電子装置8102は、任意の適切なメモリ素子(たとえば、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、リード・オンリー・メモリ(ROM)、消去可能なプログラマブルROM(EPROM)、電気的に消去可能なプログラマブルROM(EEPROM)、特定用途向け集積回路(ASIC)など)、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、または、適切な場合には、特定のニーズに基づいて、任意の他の適切な構成要素、装置、素子、またはオブジェクトに情報を保持することができる。本明細書で議論されるメモリ項目のいずれも、広義の「メモリ要素」という用語に包含されるものと解釈されるべきである。さらに、使用され、追跡され、送信され、または受信される情報は、任意のデータベース、レジスタ、キュー、テーブル、キャッシュ、制御リスト、または他の記憶構造において提供されることができ、それらのすべては、任意の適切な時間枠で参照されうる。任意のそのような記憶オプションも、本明細書で使用される広義の用語「メモリ要素」に含まれうる。ある例示的実装では、機能は、一つまたは複数の有形の媒体にエンコードされた論理(たとえば、ASICにおいて提供される埋め込まれた論理、デジタル信号プロセッサ(DSP)命令、プロセッサもしくは他の同様の機械によって実行されるソフトウェア(潜在的にオブジェクトコードおよびソースコードを含む))によって実現することができ、媒体は、非一時的なコンピュータ可読媒体を含むことができる。これらのいくつかの例では、メモリ要素は、本明細書に記載される動作のために使用されるデータを記憶することができる。これは、アクティビティまたは操作を実行するために実行されるソフトウェア、論理、コード、またはプロセッサ命令を記憶することができるメモリ要素を含む。
加えて、熱源8104は、ソフトウェアまたはアルゴリズムを実行できる一つまたは複数のプロセッサであってもよく、またはそれを含むこともできる。一例では、プロセッサは、要素または項目(たとえば、データ)をある状態または事柄から別の状態または事柄に変換することができる。別の例では、固定論理またはプログラム可能論理(たとえば、プロセッサによって実行されるソフトウェア/コンピュータ命令)を用いて活動が実行されることができ、本明細書で識別される熱要素は、プログラマブルプロセッサ、プログラマブルデジタル論理(たとえば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM))、またはデジタル論理、ソフトウェア、コード、電子命令、またはそれらの任意の適切な組み合わせを含むASICのあるタイプのものであってもよい。本明細書に記載される潜在的な処理要素、モジュール、およびマシンのいずれも、広義の「プロセッサ」という用語に包含されるものと解釈されるべきである。
電子装置8102は、スタンドアローン装置であってもよく、またはネットワーク8120を使用してクラウドサービス8116および/または一つまたは複数のネットワーク要素8118と通信してもよい。ネットワーク8120は、情報のパケットを送受信するための相互接続された通信経路の一連のポイントまたはノードを表す。ネットワーク8120は、ノード間の通信インターフェースを提供し、任意のローカルエリアネットワーク(LAN)、仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、大都市エリアネットワーク(MAN)、イントラネット、エクストラネット、仮想プライベートネットワーク(VPN)、およびネットワーク環境における通信を容易にする任意の他の適切なアーキテクチャーまたはシステム、またはそれらの任意の適切な組み合わせとして構成されてもよく、有線および/または無線通信を含む。
ネットワーク8120では、パケット、フレーム、信号、データなどを含むネットワークトラフィックは、任意の適切な通信メッセージング・プロトコルに従って送受信できる。適切な通信メッセージング・プロトコルは、オープン・システム相互接続(OSI)モデルのような多層化されたスキーム、またはその任意の派生物もしくはバリエーション(たとえば、伝送制御プロトコル/インターネット・プロトコル(TCP/IP)、ユーザー・データグラム・プロトコル/IP(UDP/IP))を含むことができる。ネットワークを介したメッセージは、種々のネットワークプロトコル(たとえば、イーサネット、インフィニバンド、OmniPathなど)に従って作成することができる。さらに、セルラー・ネットワークを介した無線信号通信を提供することもできる。セルラー・ネットワークとの通信を可能にするために、適切なインターフェースおよびインフラストラクチャーが提供されてもよい。
本明細書で使用される用語「パケット」は、パケット交換ネットワーク上のソース・ノードと宛先ノードとの間でルーティングされうるデータの単位を指す。パケットは、送信元ネットワーク・アドレスと宛先ネットワーク・アドレスを含む。これらのネットワーク・アドレスは、TCP/IPメッセージング・プロトコルにおけるインターネット・プロトコル(IP)アドレスでありうる。本明細書で使用される用語「データ」は、任意のタイプのバイナリ、数値、音声、ビデオ、テキスト、もしくはスクリプトデータ、または任意のタイプのソースコードもしくはオブジェクトコード、または任意の適切なフォーマットの任意の他の適切な情報を指し、電子装置および/またはネットワークにおいて1つの点から別の点へ通信されることができる。
図8bを参照すると、図8bは、蒸気室8110eの一部の簡略化されたブロック図である。蒸気室8110eは、底部プレート8124および一つまたは複数のカラム8126を含んでいてもよい。カラム8126は、蒸気室8110eに機械的強度を提供するのに役立つとともに、蒸気室8110e内の液体のための毛細管作用を提供するピラーまたはカラム様構造である。カラム8126は、編組銅、編組チタン、または蒸気室8110eに機械的強度を提供し、蒸気室8110e内の液体のための毛細管作用を提供するのに役立ちうるいくつかの他の編組材料で作製されうる。一例では、複数のカラム8126が、たとえば、図8bに示されるように、グリッド様パターンに配列されうる。いくつかの例では、一つまたは複数の支持カラム8128が、追加の支持を提供するために追加されうる。支持カラム8128は、蒸気室8110eのための追加の支持を提供する、非編組繊維カラム(non-braided fiber column)であってもよい。他の例では、複数のカラム8126および任意的に一つまたは複数の支持カラム8128は、設計制約条件および/または他の要因に従って配置されうる。
図8cを参照すると、図8cは、蒸気室8110eの一部の切断された側面図の簡略ブロック図である。蒸気室8110eは、底部プレート8124および一つまたは複数のカラム8126を含んでいてもよい。いくつかの例では、一つまたは複数の支持カラム8128が追加されて、蒸気室8110eに追加の支持を提供してもよい。
図8dを参照すると、図8dは、蒸気室8110eの一部の簡略化されたブロック図である。蒸気室8110eは、上部プレート8130を含んでいてもよい。いくつかの例では、図8bおよび8cに示されるような、一つまたは複数のカラム8126を含む底部プレート8124の代わりに、一つまたは複数のカラム8126が上部プレート8130上にあってもよい。加えて、上部プレート8130は、蒸気室8110eへの追加の支持を提供するために、一つまたは複数の支持カラム8128を含んでいてもよい。
図8eを参照すると、図8eは、蒸気室8110eの簡略ブロック図である。蒸気室8110eは、底部プレート8124、一つまたは複数のカラム8126、および上部プレート8130を含んでいてもよい。蒸気室8110eは、底部プレート8124を上部プレート8130に固定することによって作成されうる。一例では、底部プレート8124は、ろう付け工程、はんだ付け工程、焼結工程を使って、または直接パンチング、成形、または鍛造方法を用いて、上部プレート8130に固定される。いくつかの例では、一つまたは複数の支持カラム8128を追加して、蒸気室8110eに追加の支持を提供してもよい。
図8fを参照すると、図8fは、蒸気室8110fの一部分の簡略ブロック図である。蒸気室8110fは、底部プレート8124およびウィック8132を含んでいてもよい。ウィック8132は、銅繊維ストランドが一緒に編まれた銅繊維、チタン繊維が一緒に編まれたチタン繊維、または一緒に編まれた他のいくつかの他の伝導性繊維ストランドを使用して作ることができる。他の例では、ウィック8132は、メッシュ構造から作製されてもよい。
図8gを参照すると、図8gは、蒸気室8110fの一部分の簡略ブロック図である。図8gに示されるように、複数のカラム8126が、ウィック8132に固定されうる。一例では、複数のカラム8126は、銅繊維ストランドを蒸気室の上部プレートに溶接、はんだ付け、焼結するなどして繊維編組ストランドを取り付けることによって、ウィック8132に固定される。いくつかの例では、ウィック8132は、細かいメッシュ構造として構成され、該メッシュは、編まれた構造であってもよく、編み目がピラーとして作用しうる。いくつかの例では、一つまたは複数の支持カラム8128が、追加の支持を提供するために追加されうる。
図8hを参照すると、図8hは、蒸気室8110fの一部分の簡略ブロック図である。蒸気室8110fは、上部プレート8130およびウィック8132を含んでいてもよい。いくつかの例において、図8gに示されるような一つまたは複数のカラム8126を含む底部プレート8124の代わりに、一つまたは複数のカラム8126は、上部プレート8130上にあってもよい。加えて、上部プレート8130は、蒸気室8110fへの追加の支持を提供するために、一つまたは複数の支持カラム8128を含んでいてもよい。
図8iを参照すると、図8iは、蒸気室8110fの簡略ブロック図である。蒸気室8110fは、底部プレート8124、一つまたは複数のカラム8126、上部プレート8130、ウィック8132、および流体8134を含んでいてもよい。流体8134は、水でありうる。蒸気室8110fは、底部プレート8124を上部プレート8130に固定することによって生成されうる。カラム8126は、蒸気室8110fの内側の液体のための毛細管作用のほか、蒸気室8110fに機械的強度を提供する助けとなりうる。いくつかの例では、一つまたは複数の支持カラム8128を追加して、蒸気室8110fに追加の支持を提供してもよい。
一例では、蒸気室8110fの高温界面(たとえば、底部プレート8124の外壁が熱源に近接する領域)において、流体8134は、底部プレート8124から熱を吸収することによって、蒸気に変わる。次いで、蒸気は、蒸気室8110fを通って、より低温の界面(たとえば、上部プレート8130)に移動し、凝縮して流体8134に戻り、前記より低温の界面に熱を逃がす。次いで、流体8134は、毛細管作用、遠心力、重力などを介して高温界面に戻り、このサイクルが繰り返される。
図8jを参照すると、図8jは、繊維編組8164の一部分の簡略ブロック図である。繊維編組8164は、繊維ストランド8136を含んでいてもよい。繊維ストランド8136は、編組銅繊維、編組チタン繊維、または他の編組される熱伝導性繊維材料であってもよい。一例では、繊維ストランド8136は、一緒に編組され、または織られて、繊維編組8164を作成する。繊維編組8164は、図8eおよび8iに示されるように、蒸気室の底部および/または上部にろう付けされて、一つまたは複数のカラム8126および/または一つまたは複数のウィック8132を作成することができる。繊維編組8164内の繊維ストランド8136は、蒸気室内の流体のための毛細管路を提供し、蒸気室の上部プレートおよび底部プレートに支持を追加するのを助ける。繊維編組8164は、カラム8126および/またはウィック8132の重量の低減を助けることができる。また、繊維ストランド8136を使用して、カラム8126および/またはウィック8132のための繊維ウィック構造を作製することにより、焼結および複合ウィック構造と比較して、より良好な熱性能が可能になる。加えて、繊維編組8164を使用することは、繊維編組8164の形のすでに利用可能なウィックおよびカラムを使用することによって、蒸気室の製造時間を短縮するのを助けることができる。たとえば、繊維編組8164は、蒸気室の製造前に作製され、次いで、蒸気室の厚さに応じて必要な高さに切断されうる。
図8kを参照すると、図8kは、蒸気室8110eの簡略化されたブロック図である。一例では、一つまたは複数の蒸気室固定手段8112は、蒸気室8110eに固定されうる。蒸気室固定手段8112は、フランジ8148および一つまたは複数のスプリングアーム8150を含んでいてもよい。フランジ8148は、蒸気室8110eにはんだ付けされうる。
図8lを参照すると、図8lは、熱源8108の上方の蒸気室8110eの簡略ブロック図である。図8lに示すように、一つまたは複数の蒸気室固定手段8112が、蒸気室8110eに固定されうる。蒸気室固定手段8112は、フランジ8148および一つまたは複数のスプリングアーム8150を含んでいてもよい。
熱源8108は、基板8142上にあり得、基板8142は、はんだボールグリッドアレイ8144を使用してPCB 8146に固定されうる。熱界面材料(TIM)8140は、熱源8108上にありうる。蒸気室8110eがPCB 8146に固定されるときに、蒸気室8110eとTIM 8140との間にギャップが存在する場合、ギャップを閉じるためにペデスタル8138が構成されうる。ペデスタル8138は、蒸気室8110eに剛性を加え、蒸気室8110eからの熱源8108に対する均一な圧力を与えるのを助けるために使用されてもよい。ライザー8152は、PCB 8146から延びて、蒸気室8110eを熱源8108の上方に結合するのを助けることができる。ライザー8152は、ペデスタル8138が存在する場合、はんだボールグリッドアレイ8144、基板8142、熱源8108、TIM 8140、およびペデスタル8138の高さを考慮に入れることができる。取り付け手段8154が、蒸気室固定手段8112と結合して、蒸気室8110eを熱源8108の上方に固定するのを助けるために使用できる。
図8mを参照すると、図8mは、熱源8108の上方に蒸気室8110eを含む電子装置の一部分の簡略ブロック図である。図8mに示すように、蒸気室固定手段8112を使用して、蒸気室8110eを熱源8108の上方に固定することができる。蒸気室固定手段8112は、フランジ8148および一つまたは複数のスプリングアーム8150を含んでいてもよい。フランジ8148は、蒸気室8110eに連結されてもよい。
TIM 8140は、熱源8108と蒸気室8110eとの間にありうる。蒸気室8110eとTIM 8140との間にギャップがある場合、ペデスタル8138は、ギャップを閉じるように構成されうる。熱源8108は、基板8142上にあってもよく、基板8142は、はんだボールグリッドアレイ8144を使用してPCB 8146に固定されうる。蒸気室固定手段8112は、蒸気室8110eに結合されてもよく、取り付け手段8154は、PCB 8146を通って延び、蒸気室固定手段8112に結合して、蒸気室8110eを熱源8108の上方に固定するのを助けることができる。ライザー8152は、PCB 8146から蒸気室固定手段8112(より具体的には、蒸気室固定手段8112のスプリングアーム8150)および周囲取り付け手段8154まで延びることができる。ライザー8152は、ペデスタル8138が存在する場合、はんだボールグリッドアレイ8144、基板8142、熱源8108、TIM 8140、およびペデスタル8138の高さを考慮に入れることができる。
図8nおよび8oを参照すると、図8nおよび8oは、蒸気室固定手段8112aの簡略図である。蒸気室固定手段8112aは、フランジ8148および複数のスプリングアーム8150を含んでいてもよい。たとえば、図8nおよび8oに示すように、蒸気室固定手段8112aは、4つのスプリングアーム8150を含む。スプリングアーム8150は、フランジ8148から蒸気室固定手段8112aの中央部8156まで延在することができる。中央部8156は、取り付け手段8154が蒸気室固定手段8112aと結合することを可能にする取り付け機構を含んでいてもよい。たとえば、取り付け手段8154がねじまたはねじ付きファスナである場合、中央部8156は、取り付け手段8154が中央部8156にねじ込まれるかまたは縫い付けられ、蒸気室固定手段8112aと結合することを可能にするねじ山を含んでいてもよい。
図8pおよび8qを参照すると、図8pおよび8qは、蒸気室固定手段8112bの簡略図である。蒸気室固定手段8112bは、フランジ8148および複数のスプリングアーム8150を含んでいてもよい。たとえば、図8pおよび8qに示すように、蒸気室固定手段8112bは、3つのスプリングアーム8150を含む。スプリングアーム8150は、フランジ8148から蒸気室固定手段8112bの中央部8156まで延在することができる。中央部8156は、取り付け手段8154が蒸気室固定手段8112bと結合することを可能にする取り付け機構を含んでいてもよい。取り付け手段8154がねじまたはねじ山付きファスナである場合、中央部8156は、取り付け手段8154が中央部8156にねじ込まれるかまたは縫い付けられ、蒸気室固定手段8112bと結合することを可能にするねじ山を含んでいてもよい。
図8rを参照すると、図8rは、蒸気室固定手段8112bに対する例示的な応力場の簡略化された図である。取り付け手段8154が蒸気室固定手段8112bに結合されると、力は、取り付け手段8154から中央部8156およびスプリングアーム8150まで延びる。スプリングアーム8150は、力の一部を吸収し、力がフランジ8148および力が蒸気室固定手段8112bを含む蒸気室に到達するのを防ぐ助けとなるように、曲がる、屈曲する、回転するなどするように構成される。
図8sおよび図8tを参照すると、図8sおよび8tは、電子装置8102aの一部を示す簡略ブロック図である。電子装置8102aは、シャーシ8158、PCB 8146、および蒸気室8110fを含んでいてもよい。蒸気室固定手段8112dは、取り付け手段8154aに結合することができ、蒸気室8110fをPCB 8146に固定するのを助ける。一例では、取り付け手段8154aは、ねじ山付きねじ、ボルト、または他のねじ山付き取り付け手段である。図8sおよび8tに示されるように、蒸気室固定手段8112dは、フランジ8148、スプリングアーム8150、および中央部分8156aを含んでいてもよい。中央部8156aは、取り付け手段8154aが蒸気室固定手段8112dの中央部8156a内にねじ込まれるか、縫い付けられることを可能にするねじ山8160を含んでいてもよい。
図8uおよび図8vを参照すると、図8uおよび8vは、電子装置8102bの一部を示す簡略ブロック図である。電子装置8102bは、シャーシ8158、PCB 8146、および蒸気室8110gを含んでいてもよい。図8uおよび8vに示されるように、蒸気室固定手段8112eは、フランジ8148、スプリングアーム8150、および中央部分8156を含んでいてもよい。中央部8156は、ねじ挿入部8162を含んでいてもよい。一例では、ねじ挿入部8162は、中央部8156にはんだ付けされてもよく、または他の方法で固定されてもよい。
蒸気室固定手段8112eは、取り付け手段8154bに結合することができ、蒸気室8110gをPCB 8146に固定するのを助ける。一例では、取り付け手段8154bは、ねじ山付きねじ、ボルト、または他のねじ山付き取り付け手段である。ねじ挿入部8162は、取り付け手段8154bが蒸気室固定手段8112eのねじ挿入部8162にねじ止めまたはねじ山止めされることを可能にし、蒸気室8110gをPCB 8146に固定するのを助けるねじ山8160を含んでいてもよい。
本開示は、特定の配置および構成に関して詳細に説明されてきたが、これらの例の構成および配置は、本開示の範囲から逸脱することなく、大幅に変更することができる。さらに、特定のコンポーネントは、特定のニーズおよび実装に基づいて、組み合わされ、分離され、除去され、または追加されうる。さらに、蒸気室8110および蒸気室固定手段8112は、特定の要素および動作を参照して例解されているが、これらの要素および動作は、蒸気室8110および蒸気室固定手段8112の意図される機能を達成する任意の適切なアーキテクチャー、プロトコル、および/またはプロセスによって置き換えられてもよい。
本明細書に記載される特定の例は、蒸気室および蒸気室のための取り付け手段を含むように構成することができる電子装置を提供する。蒸気室は、一つまたは複数のカラムを含むことができ、カラムの少なくとも一部は、繊維編組および一つまたは複数のウィックを含む。少なくとも1つのウィックは、繊維編組を含むこともできる。カラムは、蒸気室の上部プレートまたは底部プレートにろう付けできる。蒸気室は、スプリングアームを含むことができる蒸気室固定手段を用いて熱源の上方に固定することができる。スプリングアームは、蒸気室が熱源の上方に固定されたときに、力の一部を吸収するために、屈曲、湾曲、回転等することができる。
本開示は、種々の実施例において参照番号および/または文字を繰り返すことがある。この繰り返しは、簡単および明確のためであり、それ自体は、議論されたさまざまな実施形態および/または構成の間の関係を指示するものではない。異なる実施形態は、異なる利点を有してもよく、いかなる特定の利点も、何らかの実施形態に対して必ず要求されるものではない。
スペースが豊富にある大型デスクトップシステムでは、熱放散は、プロセッサおよびグラフィックス処理ユニット(GPU)の上にある単純なヒートシンクおよびファンを介して達成することができる。これは、過剰な熱を除去し、システムを保護するのに十分でありうる。
だが、ラップトップ・コンピュータやタブレット・コンピュータのような、より小さなポータブル・システムでは、「zスペース」(「z軸」に沿ったスペース、言い換えれば、装置の厚さ)は通例、貴重である。ユーザーが最初に装置を手に取るとき、ほとんど最初に気づくのは、そのサイズと重さである。そのため、システム設計者は、より薄く、より軽い装置を作るよう圧力をかけられている。そのような軽量で薄い装置は、より高度で統合された熱解決策を必要とする。
蒸気室は、精巧で一体化された熱放散解決策の一部を形成することができる。蒸気室は、銅などの(通例)伝導性の外部ケーシングを有する。蒸気室は、密閉された空洞(チャンバ)を含み、この空洞は、製造中に空気を排気して、真空チャンバを形成してもよい。チャンバ内には、非腐食性および高い比熱のために選択されうる、脱イオン水または他の何らかの流体のような蒸発性流体が配置される。チャンバはまた、構造的支持を提供し、チャンバが容易につぶれないことを確実にするのを助けるカラムを含んでいてもよい。
蒸気室の一部は、プロセッサ、GPUなどのような熱発生要素と接触して、または近接して配置されることがある。蒸気室のこの部分は、「ホットプレート」と呼ばれることがあるが、別個のまたは離散的なプレートである必要はない。この部分は蒸発器とも呼ばれる。「コールドプレート」は、ヒートプレートから十分に離れた部分である。このセクションは、凝縮器とも呼ばれうる。ホットプレートが加熱されると、外壁が熱を吸収し、その熱を蒸発性流体に移し、蒸発性流体は、その高い比熱のため、その熱を効率的に吸収する。ひとたび蒸発性流体がその沸点に達すると、蒸発し、真空チャンバを横切って広がり、熱をヒートプレートから運び去れる。加熱された蒸気は、一つまたは複数の「コールドプレート」に到達するが、これもまた、別々のまたは離散的なプレートである必要はない。コールドプレートは凝縮によって熱を吸収する。過剰な熱は、たとえば、凝縮器のところまたはその近くにファンを配置することによってさらに放散されることができ、その結果、過剰な熱がシステムから放出されうる。蒸発と凝縮は、熱集約的な(heat-intensive)活動であるため(特に、脱イオン水のように比熱が高い流体では)、非常に効果的な熱伝達機構である。
コールドプレートで熱が凝縮した後、冷却された液体をヒートプレートのほうに戻すために、ウィック手段(wicking means)が設けられ、こうしてサイクルを繰り返すことができる。さまざまなウィック手段が当技術分野において知られている。それは、例示的かつ非限定的な例として、重力的に流体をヒートプレートのほうに戻す堰(sluice)、毛細管、または水を集め、それをヒートプレートのほうに戻す多孔質金属を含んでいてもよい金属ウィックを含む。
一般に、実質的に平面状の蒸気室(たとえば、長さおよび幅の寸法が互いの約半桁の大きさの範囲内にあるもの)は、熱が熱源から実質的に半径方向に放散され、蒸気室の幾何学的重心付近に熱源を配置することが一般的である。蒸気室の特殊なケースはヒートパイプであり、その場合、長さが幅の約5倍より大きい(時にははるかに大きい)。ヒートパイプは、ヒートパイプの長さに沿って横方向に熱を運び、装置のある部分から別の部分へ熱を分配するために使用できる。ヒートパイプの場合、熱源をヒートパイプの一端またはその近くに配置してもよく、それにより熱を他端に運ぶことができる。
本明細書のいくつかの側面は、蒸気室にいくつかの改良を提供する。これらの改良は、蒸気室内の構造的および動作性能の改善を実現するために、個別に、または互いに組み合わせて使用することができる。本開示を単純化するために、改善は個別の改善として開示され、各改善は単独で行うことができる。しかしながら、これは、改善が互いに独立している必要があることを意味するものと解釈されるべきではない。たとえば、蒸気室およびシステム設計は、本明細書に開示された改善のうちの1つ、2つ、またはそれ以上を同時に適用することによって改善できる。よって、種々の改善が個別の特徴として別々に提示されるが、これらの実施形態は、システム・レベルの利点を実現するために所望される任意の組み合わせで結合されうる。
第1の特徴では、蒸気室は、ヒートパイプと組み合わせて使用することによって改善できる。特に、蒸気室は比較的高価であり、そのコストのため、大きな蒸気室は、ゲーム用ラップトップのような「ハイエンド」ラップトップ・コンピュータに制限されることがある。しかしながら、上述のように、平面状の蒸気室は、概して半径方向に熱を伝導する。よって、蒸気室は、熱が効果的に到達できない末端において「コールドスポット」を経験することがある。この問題は、蒸気室が、単純な矩形以外のもののような複雑な幾何学的形状を有する場合に悪化する可能性がある。
しかしながら、蒸気室を良好に配置されたヒートパイプと共に使用することによって、蒸気室の効率を高めつつ、そのコストを低減することができる。たとえば、蒸気室のサイズは、ある次元方向で小さくすることができ、よって、その複雑さおよびコストを低減することができる。縮小されたサイズの蒸気室のエッジにヒートパイプが配置されてもよく、ヒートパイプの横方向の次元は、蒸気室の寸法が小さくなった方向に延びる。これにより、平面状の蒸気室は、半径方向に熱を放散するその機能をより良好に実行することができる。その熱がエッジに達すると、その熱はヒートパイプによる伝導によって持ち去られることができる。これは、ヒートパイプの横方向寸法がより大きい平面状蒸気室に比して、改善された熱放散を提供することができる。さらに、より小さな蒸気室のコストは、実質的に低減されることができ、よって、経済的利点を実現し、蒸気室を、以前であれば蒸気室を使うことを正当化しなかったであろう、より安価な装置に使用することを可能にする。
別個に、または上述の実施形態との関連で使用することができる第2の特徴では、平面状の蒸気室を構造的に改善することができる。場合によっては、積極的な「zスペース」要件を満たすために、「極薄」の蒸気室を使用することができる。これらは、タブレットまたは類似の小型装置において特に厳格である。熱源と蒸気室との間の熱インピーダンスを減少させるために、機械的固定手段を使用して、ホットプレートを熱源と密接に接触させて維持することができる。固定手段は、たとえば、蒸気室を熱源に対して「しっかり」保持するための機械的ボルトまたは他の構造を含むことができる。しかしながら、特に極薄の蒸気室では、これは機械的応力を生じさせ、蒸気室の屈曲またはz軸変位を生じさせることがある。そのような屈曲は、座屈の危険を生じさせることがあり、または蒸気室の効率または使用寿命を低下させることがある。
そのようなz軸変位を低減するのを助けるために、本明細書の実施形態は、蒸気室のための内部「スターバースト」構造を含み、これは、チャンバを構造的に硬化させ、つぶれを防止し、低プロファイルの取り付けフィーチャーを提供するのを助ける。
第3の特徴では、蒸気室のウィックに改善を加えることができる。これらの改善は、蒸気が蒸発器から凝縮器へ移動する際の薄い蒸気室内の蒸気の圧力損失を低減し、それによってその熱性能を改善することができる。これは、たとえば、蒸発器から凝縮器への圧力損失を低減するためにウィックの一部を選択的に除去することによって達成することができる。
蒸気室の全体的な効率は、蒸発器と凝縮器との間の熱勾配、および蒸気室を通じた圧力損失を含む多くの要因によって影響される。高い熱勾配がある場合、これは、熱が蒸気室全体を通じて効率的に拡散されていないことを意味する。圧力損失はまた、蒸気が蒸発器から凝縮器へ熱を運び去る能力に影響を与える。実際、蒸気室内の圧力損失と伝熱効率との間には、ほぼ逆3乗関係があることが実験的に観察されている。よって、圧力損失の控えめな改善でさえ、効率の劇的な改善につながる可能性がある。
蒸気室の圧力損失は、蒸気室の利用可能な容積に反比例する。よって、蒸気室の容積を増加させることは、圧力損失を減少させる。しかしながら、前述したように、蒸気室の一般的な用途であるポータブル・コンピューティング装置においては、zスペースは比較的限られていることがある。たとえば、1mmの厚さの蒸気室は、上下に0.2mmのウィックをもつことがあり、0.2mmの壁厚を想定すると、蒸気が流れるための0.2mmのギャップが残る。しかしながら、ウィックの上または下の部分のいずれかが除去されると、蒸気のための利用可能な流れの領域は、局所的に0.2mmから0.4mmに増加する。特定の領域において上下両方が除去される場合、蒸気流のための利用可能な断面積は、0.6mmまで高くなりうる。
凝縮器から蒸発器に流体を戻すために、ウィックは依然として必要であるため、ウィック全体を除去することは実用的ではないかもしれない。しかしながら、もしウィックのあるパーセンテージがパッチのように戦略的に除去されるならば、蒸気流の利用可能な断面積は局所的に増加されることができ、一方、凝縮された蒸気が蒸発器に戻るのに十分なウィックを提供することができる。ある例解用の例では、蒸気流の利用可能な体積を増加させるために、約30%または45%のウィックが除去されることができる。より一般的な場合では、蒸気流量を増加させるために、ウィックの15%から70%の間の任意の割合が除去されうる。
これらの領域からのウィックの除去は、厚さを増すことなく、蒸気室内の蒸気流領域を増加させる。ひとたび凝縮されると、流体は、蒸気室内の他所に位置するウィックを通して蒸発器に到達することができる。これは、蒸気室の諸部分の局部的な厚さを、よって蒸気流領域を効果的に増加させる。よって、相対的により薄い蒸気室は、相対的により厚い蒸気室の性能と同等の熱性能を提供することができる。
上述の3つの特徴は、蒸気室の改善の3つの大まかなカテゴリーを定義する。便宜上、これらの第1、第2、および第3のカテゴリーは、それぞれ、「A」、「B」、および「C」と呼ばれうる。特徴A、B、Cについては、以下に別途説明する。たとえば、図9a~9eは、特徴カテゴリーAに関するものであり、図9f~9nは、特徴カテゴリーBに関するものであり、図9o~9vは、特徴カテゴリーCに関するものである。
これらの機能については、読者が各機能を理解するのを助けるために、以下に別途説明する。しかしながら、これは、これらの特徴が互いに別々に存在しなければならないことを意味するものではない。たとえば、本明細書は、例示的かつ非限定的な例として、以下の組み合わせから生じる以下の利点を予想する。
a. A-蒸気室内の熱性能が向上し、サイズが小さくなり、対応してコストが低下する。
b. B-薄い蒸気室を含め蒸気室についての平面完全性の改善。
c. C-蒸気室内の圧力損失を低減し、性能と効率を改善する。
d. A+B-超薄型蒸気室における熱性能の改善と相乗的に改善された平面完全性。蒸気室のサイズとコストを削減。
e. A+C-蒸気室内のサイズを縮小し、圧力損失を低減し、その結果、熱性能が相乗的に改善される。
f. B+C-超薄型蒸気室における平面完全性を改善し、圧力損失を低減し、その結果、平面完全性を改善し、相乗的に熱性能を改善する。
g. A+B+C-超薄型蒸気室において、サイズを縮小し、相乗的に平面完全性を改善し、相乗的に改善された熱性能について圧力損失を縮小。
a. A-蒸気室内の熱性能が向上し、サイズが小さくなり、対応してコストが低下する。
b. B-薄い蒸気室を含め蒸気室についての平面完全性の改善。
c. C-蒸気室内の圧力損失を低減し、性能と効率を改善する。
d. A+B-超薄型蒸気室における熱性能の改善と相乗的に改善された平面完全性。蒸気室のサイズとコストを削減。
e. A+C-蒸気室内のサイズを縮小し、圧力損失を低減し、その結果、熱性能が相乗的に改善される。
f. B+C-超薄型蒸気室における平面完全性を改善し、圧力損失を低減し、その結果、平面完全性を改善し、相乗的に熱性能を改善する。
g. A+B+C-超薄型蒸気室において、サイズを縮小し、相乗的に平面完全性を改善し、相乗的に改善された熱性能について圧力損失を縮小。
改善された蒸気室を提供するためのシステムおよび方法が、添付の図面をより詳細に参照してこれから説明される。特定の装置またはブロックが諸図面にわたって完全にまたは実質的に一貫していることを示すために、諸図面を通じてある種の参照番号が繰り返されることがあることに留意されたい。しかしながら、これは、開示されたさまざまな実施形態の間の特定の関係を意味することを意図するものではない。ある種の例において、要素の属は、特定の参照番号によって参照することができ(「ウィジェット10」)、一方、属の個々の種または例は、ハイフン付き数字によって参照することができる(「第1の特定のウィジェット10-1」および「第2の特定のウィジェット10-2」)。
以下の図面のいくつかは、上記の実施形態を実装するための例示的なアーキテクチャーおよびシステムを詳述している。いくつかの実施形態では、上述の一つまたは複数のハードウェア構成要素および/または命令は、以下で詳細に説明するようにエミュレートされるか、またはソフトウェアモジュールとして実装される。
図9aは、ラップトップ・コンピュータなどのポータブル・コンピュータシステム9100の内部構成要素のブロック図である。この図では、ポータブルコンピューティングシステム9100は、ポータブル・コンピューティング装置の機能および特徴を提供するいくつかの電子コンポーネントを含む。これらの電子コンポーネントは、熱を発生することがあり、特に、中央処理装置(CPU)、システム・オン・チップ(SoC)、GPU、または他の高パワー装置は、システムの残りの大部分よりも多くの熱を発生することがある。よって、CPUまたはSoCのような熱を発生する装置から熱を吸引し、その熱をシステムから排出するために蒸気室9104が設けられる。
この図では、蒸気室9104は、不規則な(たとえば、長方形でない)形状を有する大きな平面状の蒸気室である。蒸気室9104は、CPUのような熱源の上方に配置されてもよい蒸発器9116を含む。蒸発器9116は、離散的なまたは別個のプレートである必要はなく、単に、熱源に最も近く接する蒸気室9104の部分であってもよい。蒸気室9104の凝縮器は、蒸発器9116から離れた遠隔領域を含み、ここで、温度が低下するにつれて流体が凝縮し始める。
ファン9112-1および9112-2が、蒸気室9104の選択された部分に戦略的に配置されて、蒸気室9104から熱を排出する熱流9108を提供する。これにより、熱が蒸発器9116から蒸気室9104の凝縮器部分に効果的に伝達され、そこで熱が、システム全体の外部に排出される。
多くの用途において、蒸気室は、特に、そのz軸が制約されているシステム(すなわち、薄いシステム)では「優等」熱的解決策と考えられている。優等解決策として、蒸気室は、他のいくつかの熱解決策と比較して、非常に効果的であり、かつ比較的高価である。よって、コストは、非優等ラップトップ上に蒸気室を配備する際に、依然として問題である。サイズは蒸気室のコスト要因となりうるため、スマートフォンやタブレット・コンピュータなどの小型機器で、より一般的である。
本明細書の実施形態は、蒸気室の空間的カバレッジを最小化することによって、および追加のヒートパイプを使ってシステム内で蒸気室の有効なリーチを拡大することによって、相対的なコストを低減する。この設計アプローチは、製造歩留まり率の改善および原材料のコスト節減のために、最大40%の予想コスト削減をもたらす可能性がある。有利には、蒸気が容易に到達できない領域と典型的にみなされる、システム内の領域(コーナーゾーンなど)における熱散逸の性能を改善することもできる。これは、蒸気室のエッジに、まっすぐに伸ばしたヒートパイプを加えることで解決できる。さらに、ヒートパイプの線形熱伝導特性により、本開示の実施形態は、全体的な性能を改善する一方で、より大きな、より重い蒸気室のコストを実質的な削減を実現しうる。
いくつかの既存の熱解決策は、一部のシステムの内部領域のほぼ40%をカバーする大型の蒸気室を使用する。これは、図9aの例示的なシステムに示される。
消費者向けゲーム用ラップトップ・システムの例では、蒸気室は内部システム・ベースの右エッジに向かって延びている。これにより、システムは、より良い冷却能力を有する追加のファン出口を有することが可能となる。
これらの構成の両方とも、所望の目標を超えるコストを被ることがありうる。既存の蒸気室に関する別の考慮事項は、「コーナーの行き止まり」の問題である。蒸気室は一般に半径方向に熱を伝達するように設計され、一方、ヒートパイプは熱を直線的に伝達する。したがって、蒸気室は、矩形形状に最も適している。しかし、実際には、蒸気室形状は、既存のシステムレイアウトに合わせる必要がある。よって、現在の設計は、効率的な熱伝達にとって不十分である可能性がある。
たとえば、図9aにおいて、温度デルタが、蒸気室の右下隅に生成されてもよく、これは、システム・ベースの幾何形状のため、熱がこの領域に伝達できないことを意味する。この問題を解決するために、追加的なグラファイト・スプレッダーを追加することも可能であるが、コストの増加につながる。
本開示は、両側面エッジにファン出口を有する、高性能ラップトップのためのエッジツーエッジ蒸気室設計を記載する。この設計は、屈曲が段差なしにマザーボードに垂直に配置された直線状のヒートパイプを含み、これらのヒートパイプは、これらのヒートパイプの性能を最大にするために、蒸気室の側面エッジに取り付けられる。このアプローチを使用することにより、蒸気室のサイズおよびヒートパイプの長さを、性能のトレードオフなしに最小化することができる。
開示された実施形態の利点は、以下を含む:
1.原材料の節約と軽量化による蒸気室コストの低減
2.製造が容易になり、歩留まり率が改善され、コストが削減される
3.パフォーマンスの向上、スキン温度の低下、音響効果の改善。
1.原材料の節約と軽量化による蒸気室コストの低減
2.製造が容易になり、歩留まり率が改善され、コストが削減される
3.パフォーマンスの向上、スキン温度の低下、音響効果の改善。
図9bは、図9aのアセンブリの代わりに、または図9aのアセンブリと共に使用されうる熱伝達アセンブリ9200の図である。
この例では、熱伝達アセンブリ9200は、この場合、実質的に矩形である平面蒸気室9204を含む。この蒸気室は、たとえば長さが幅の高々約5倍であるため、いまだに平面状の蒸気室と考えることができる。これは、蒸気室をヒートパイプから分ける精密でない定義であるが、この場合には当てはまらない。熱伝達アセンブリ9200はまた、蒸気室9204から熱を排出するようにやはり戦略的に配置されるファン9212-1および9212-2を含む。蒸気室9204の短いほうの端部には、2つのヒートパイプ9220-1および9220-2がある。ヒートパイプ9220は、蒸気室の特殊なケースである。具体的には、ヒートパイプ9220は、短いほうの寸法よりも約5倍以上の長い寸法を有する。
長さと幅がほぼ等しいもののような真に平面状の蒸気室は、半径方向に熱を放射し、その結果、熱は実質的にあらゆる方向に広がる。本図における蒸気室9204は、完全な平面に近くないため、いくぶんハイブリッド的な熱拡散を経験しうる。熱は、たとえば、ほぼ蒸気室9204の幾何学的重心に配置されうる蒸発器領域から放射状に広がる。しかし、蒸気室9204は、幅よりも長さが大きいので、それはまた、その長さ方向の次元に沿って若干の横方向の移動をも経験する。これは、蒸気室9204の両端のエッジへと熱を運び出し、ヒートパイプ9220が蒸気室9204と伝導性接触しているので、熱は、ヒートパイプ9220に伝達される。次いで、ヒートパイプ9220は、効率的に熱をファン9212に伝えることができる。
この図では、ヒートパイプ9220が蒸気室9204からシールされて隔てられていることに留意されたい。よって、この図では複雑な幾何形状を有する蒸気室はなく、単に長方形である。この構成は、蒸気室9204が、図9aの蒸気室9104よりも小さく、よって、製造コストがより低いという点で、図9aの熱伝達システムに対する利点を実現する。さらに、蒸気室9204に関連するヒートパイプ9220は、複雑な幾何形状を有する単一の大型蒸気室よりも効率的に熱を伝達する。よって、図9bの熱伝達アセンブリ9200は、図9aの複雑な幾何形状の蒸気室よりも安価であり、かつ効果的である。
図9cは、代替的な熱伝達アセンブリ9300の斜視図である。
熱伝達アセンブリ9300は、熱伝達アセンブリ9200とは若干異なる。この場合、熱伝達アセンブリ9300は、2つの「ホットプレート」または蒸発器9316-1および9316-2を有する蒸気室9304を含む。図示のように、蒸気室9304は、正方形により近く、長さおよび幅の寸法は、互いにより均等に近い。この場合、長さ方向のヒートパイプ9320-1および9320-2が、蒸気室9304から熱を持ち去る。次いで、幅方向のヒートパイプ9322-1および9322-2が、熱を下げてファン9312-1および9312-2に向かって運ぶ。
上述したように、ヒートパイプは、より直線的または横方向の熱変位を提供するが、平面状の蒸気室は、より放射状の熱伝達を経験する。よって、熱パイプ9320および9322は、開示された熱源から離れた特定の領域に熱を導くために使用されてもよい。
図9dは、ヒートパイプ9422-1および9422-2を有する、蒸気室9404の代替の上面図である。図9dは、有効蒸気ゾーンがどのように分配されるか、およびヒートパイプがどのように蒸気室に接続されるかを示す。蒸気室は、蒸気室の側面エッジからのみヒートパイプに接続される。シミュレーションの場合、これはヒートパイプにとって有利な配置であることが分かった。蒸気室を側方熱交換器の底縁に向かって延ばすと良好な温度シミュレーション結果が得られるが、蒸気室内の蒸気は、蒸気室の内部構造の物理的限界のために十分に拡散できない可能性があることを、以前のモデルが示している。本開示の設計は、コストと性能との間のバランスである。
図9eは、ポータブル・コンピューティング装置でのインシトゥの、熱伝達アセンブリ9500を示す平面図である。図9eは、本開示の例示的な蒸気室アセンブリ設計の詳細、およびそれがシステム内にどのように配置されうるかを示す。図9eの例では、熱拡散性能を損なうことなく、従来の設計と比較して最大60%の蒸気室サイズの縮小が示されている。
図9fは、「スターバースト」構造支持パターンと併せて使用されうる、平面状の蒸気室9600の斜視図である。
低プロファイルの、積極的なz高さモバイル・システム(マザーボードとその構成部品の厚さが、わずか3mmほど小さいことがありうることによって定義される)における熱拡散の改善は、安全な接合部温度を維持し、外側スキン上のホットスポットを低減し、人間工学的な温度制限を満たすために、しばしば重要である。超薄型蒸気室は、これらの低プロファイル・システムにおける熱放散のための1つの選択肢である。他の熱拡散および放散解決策と同様に、そのような蒸気室は、効果的に動作するためにダイまたは他の熱源に機械的に結合される必要がありうる。
熱源への熱インピーダンスを低減するために蒸気室に荷重を加えることは、蒸気室の幾分弱い、中空の性質のため、困難を引き起こす可能性がある。過度の荷重がかかると、蒸気室は、つぶれたり、過度に屈曲したりすることがあり、これにより、熱界面材料(TIM)または蒸気室自体の有効性が低下する。この問題は、蒸気室の全体的な厚さを、積極的に薄くした形状因子で減少させることによって、さらに悪化する。
本開示のある実施形態では、熱界面荷重を支持することができる、より剛性の高いアセンブリを可能にする内部構造要素が蒸気室内に含まれる。そのような実施形態は、より薄く、より軽いクラムシェルおよび2-in-1装置のための低プロファイルの取り付け方法のための新しい設計空間を開くことができる。
内部構造要素は、「スターバースト」または「放射状」パターンと呼ばれうる。これまでの解決策には、以下を含む:
・熱接着剤を使用して、蒸気室に対する荷重を維持する必要性を回避することができる。しかしながら、多くの低圧および低温硬化性の熱接着剤は、比較的熱性能が劣る。一般に、熱抵抗の低減は、熱源と熱解決策との間の可能な限り最も薄いギャップの必要性を指定する。より良好な熱性能や、より薄いボンドライン接着剤が可能であるが、硬化プロセスの間に加えられる荷重を必要とすることがある。いくつかの接着剤は高温の硬化温度を必要し、それは、内部の作動流体の熱膨張のため、蒸気室の機能を損なう可能性がある。
・さらなる剛性を提供するために蒸気室に補強プレートがはんだ付けまたは取り付けされることができるが、これらも、低プロファイル・システムでは貴重でありうるzスペースを消費する。加えて、チャンバの凝縮器側の補強プレートは、取り付けられているダイ表面が比較的小さく、取り付けられている表面に対する局所的な荷重を発生させる場合には、蒸発器側の蒸気室崩壊のリスクを低減しないことがある。蒸発器側の補強材は、z高さを保存するためにパッケージ領域の外側に配置される必要があるかもしれず、よって、マザーボード上の他のコンポーネントとスペースを共有する必要があるかもしれない。
・蒸発器側と凝縮器側との離間を維持するのを助けるために、銅ピラーが蒸気室に内部的に加えることができるが、主として、曲げおよび/またはたわみ剛性に対して圧縮荷重性能を改善することができる。
・熱接着剤を使用して、蒸気室に対する荷重を維持する必要性を回避することができる。しかしながら、多くの低圧および低温硬化性の熱接着剤は、比較的熱性能が劣る。一般に、熱抵抗の低減は、熱源と熱解決策との間の可能な限り最も薄いギャップの必要性を指定する。より良好な熱性能や、より薄いボンドライン接着剤が可能であるが、硬化プロセスの間に加えられる荷重を必要とすることがある。いくつかの接着剤は高温の硬化温度を必要し、それは、内部の作動流体の熱膨張のため、蒸気室の機能を損なう可能性がある。
・さらなる剛性を提供するために蒸気室に補強プレートがはんだ付けまたは取り付けされることができるが、これらも、低プロファイル・システムでは貴重でありうるzスペースを消費する。加えて、チャンバの凝縮器側の補強プレートは、取り付けられているダイ表面が比較的小さく、取り付けられている表面に対する局所的な荷重を発生させる場合には、蒸発器側の蒸気室崩壊のリスクを低減しないことがある。蒸発器側の補強材は、z高さを保存するためにパッケージ領域の外側に配置される必要があるかもしれず、よって、マザーボード上の他のコンポーネントとスペースを共有する必要があるかもしれない。
・蒸発器側と凝縮器側との離間を維持するのを助けるために、銅ピラーが蒸気室に内部的に加えることができるが、主として、曲げおよび/またはたわみ剛性に対して圧縮荷重性能を改善することができる。
図9gは、システム・オン・チップ9716が蒸発器9712に直接的またはほぼ直接的に熱的に結合され、ヒートシンク9708を備えたインシトゥの蒸気室9704の斜視図である。
図9hは、平面状蒸気室9804の側面図でのインシトゥの図解である。平面状蒸気室9804は、たとえば、マザーボードまたは他の回路基板にはんだ付けされてもよい能動構成要素9808に熱的に結合される。
図9iは、蒸気室の屈曲の側面図での図解である。図示のように、蒸気室9904は、能動構成要素9908に取り付けられる。固定手段9912-1および9912-2、たとえばねじまたはボルトは、蒸気室9904を能動構成要素9908に固定する。これは、良好で密接な熱接触を確実にし、熱伝達の効率を高める。しかしながら、図示のように、これは、蒸気室9904の屈曲を生じうる。
本開示の実施形態は、チャンバを補強し、そのつぶれを防ぐとともに、低プロファイルの取り付け機構を提供するために構造的に作用する、統合された構造を、上記室内において提供する。開示された実施形態はまた、受動冷却を有する装置にも利点を提供し、ダイへの改善された熱インターフェース(より薄く、より一貫性のあるボンドラインを有する)のために蒸気室に印加される、より高い負荷を可能にし、蒸気室における偏向を緩和し、パッケージ補強材または近傍の構成要素との干渉のリスクを低減する。これらの利点は、要求される総z予算を提言することができる。蒸気室をダイから離間させる、形成されたペデスタルが短縮され、または除去されることができるからである。ある種の実施形態は、ますます制限的なz高さ目標を満たす、低プロファイルの取り付け方法を可能にすることもできる。
高パワー用途における流体輸送を向上させるための多動脈ウィック(multi-artery wick)を備えた蒸気室が長年使用されている。しかし、そのような実施形態は、スキン温度の制限によって駆動されるモバイル製品には、時には利用されない。本明細書の動脈様ウィックは、熱源を越えて拡張され、それぞれの取り付け位置と一体化される。蒸気室がシステムに取り付けられるところでのこのインターフェースは、適正な荷重を容易にしつつ、パッケージ上方の剛性を劇的に改善する。
図9jは、スターバースト構造支持パターンを採用する蒸気室91004の切り離し斜視図である。
図9kは、蒸気室上のスターバースト構造支持パターンのより詳細な図である。図9kでは、蒸気室91104は、スターバースト構造支持パターン91108を含む。スターバースト構造91108は、取り付け点91112-1、91112-2、91112-3、および91112-4を含む。取り付け点91112は、蒸気室91104を取り付けるためにねじまたはボルトのような固定手段がカラムを通過することができる貫通孔を提供してもよい。
図9lは、蒸気室内の支持カラムの斜視図である。
図9mは、カラム状スターバースト・パターンの斜視図である。
いくつかの用途では、これらの構造は、チャンバの「ホットゾーン」または蒸発器への流体の流れを増加させることに焦点を合わせており、主としてチャンバの構造特性を改善することに焦点を合わせていない。本開示の実施形態は、ダイだけでなくパッケージ表面全体を包含するように拡大することができる放射状またはスターバースト・パターンを導入する。動脈の大きさと形状は、熱的および構造的性能のバランスをとることがある。個々のリブはまた、蒸気室内の荷重経路に沿った構造的完全性を改善するよう、取り付けのための特徴をも組み込むことができる。たとえば、貫通孔またはカウンタサンク〔口を円錐状に広げた〕穴のまわりのリングである。
有限要素分析(FEA)を用いたモデリングが、標準的な銅ピラー蒸気室を本明細書の実施形態と比較するために使用された。銅ピラー蒸気室と本開示の蒸気室の両方は、全部で1.4mmの厚さのアセンブリのために1mmの厚さの蒸気空洞を有する200μmの厚さの壁を使用する。チャンバ・アセンブリは、四隅の取り付け穴(または穴がない場合は位置)によって制約されてもよく、20ポンド重(lbf)のダイ荷重が、モデル化の目的で、蒸発器の下面に加えられてもよい。これらの条件下でのベースラインの最大たわみは、現在開示されている実施形態よりも銅ピラー蒸気室で4~5倍大きいことが示されている。
より低いプロファイルの取り付けシステムの1つの可能な実施形態は、開示された蒸気室の内部構造を利用して、支持板からのばねの力を、ダイの上部に、熱界面を通して伝達する。この構造は、おそらくソリッドではなく焼結した材料として、蒸気室に統合されるので、このタイプの構造は全体的により軽量でありうる。
内部構造は、構造的性能と熱的性能の両方をバランスさせるために洗練される必要があることに留意されたい。よって、内部構造の実際の形状および設計は、開示された例とは異なる可能性がある。
図9nは、蒸気室91404の側面図でのインシトゥの図解91400である。このインシトゥ表示は、スターバースト・パターンの利点を示す。
具体的には、蒸気室91404は、能動構成要素91408の上に位置し、取り付け手段91412-1および91412-2は、良好な熱伝導および熱伝達のために、能動構成要素91408と密接に接触する蒸気室91404を保持する。しかしながら、スターバースト構造パターンでは、蒸気室91404の屈曲が少なくなる。
図9oは、蒸気室91504の平面図である。蒸気室91504は、単にパーツ1 91520およびパーツ2 91522とラベル付けされた部分をもつ、2パーツの蒸気室である。ホットプレート91508が、SoCのような能動構成要素の上方に位置している。
本明細書の追加の側面では、蒸気室内の蒸気の圧力損失は、蒸発器から凝縮器へ移動するにつれて低減され、それにより、その熱性能が改善される。これは、蒸発器から凝縮器への蒸気圧損失を低減するために、諸パッチからウィックを戦略的に除去することによって達成される。ウィックの除去は、蒸気室の厚さを増加させることなく、蒸気室内の蒸気流領域を増加させる。ひとたび凝縮されると、液体は、システム・ベースにおいて他所に位置するウィックを通して蒸発器に到達する。同様の効果は、ヒートパイプにおいて、局所的な肥厚によっても得られる。
図9pは、蒸気室91604の側面図である。蒸気室91604の図示した側面図では、上部プレート91612および底部プレート91612が見える。上ウィック91620は、上部プレート91612に固着され、下ウィック91624は、底部プレート91616に固着される。能動構成要素91608は、蒸気室91604のホットプレートと密接に熱的に接触している。カラム91632は、蒸気室91604への構造的支持を提供する助けとなる。
例解用の例として、蒸気室91604は、全体の厚さが1mmであってもよい。これは、例示的かつ非限定的な例としてのみ提供され、蒸気室は、用途に適した任意の厚さを有しうることに留意されたい。
厚さが1mmの蒸気室の場合、上部プレート91612および底部プレート91616は、密閉エンクロージャに構造的完全性を提供するために、両方とも厚さが約0.2mmであってもよい。上ウィック91620および下ウィック91624は、両方とも、約0.2mmの厚さであってもよく、コールドプレート領域91640から上部プレート91612に戻る流体の移動を提供する。これは、約0.2mmの内部蒸気流領域91644を残す。蒸気流領域91644内の圧力損失を低減することによって、熱伝達効率を高めることができる。しかしながら、ウィック91620、91624は、コールドプレート91640からの流体を上部プレート91612に送り返すために必要でありうる。
図9qは、ウィックの諸部分の選択的除去の平面図である。この例では、蒸気室91704は、ウィック91720を含み、ウィック91720は、ウィックを付された諸部分91740からの流体をホットプレート91712に送り返す。しかしながら、蒸気室91704の一部は、ウィック91720を含まない。これらは、非ウィック部分91736としてラベル付けされている。蒸気は、非ウィック部分91736を自由に流れる。非ウィック部分91736は、蒸発性流体が一般に凝縮せず、むしろ蒸気状態に留まる蒸気室91704の部分であるように選択されてもよい。流体は、ウィックを付された部分91740で凝縮し、次いで、ウィック91720によってホットプレート91712に運び戻され、そこで、再び蒸発しうる。一般的に凝縮を経験しない蒸気室91704の部分が、ウィックの除去のために選択されるため、より大きな流れ領域が、非ウィック部分91736内に提供されるため、蒸気室91704を通じた圧力損失は低減される。ウィックを付された部分91740は、流体が一般に凝縮する部分と、流体をホットプレート91712に戻すために必要とされうるウィック手段とを含んでいてもよい。
図9rは、ウィックの選択された部分が除去された蒸気室91804の断面側面図である。この図から分かるように、ある種の局部領域において、蒸気流領域91844の厚さが実質的に増加するように、上ウィック91820の一部が除去されている。たとえば、前述の例示的な測定値を用いると、蒸気流領域の厚さを0.2mmから0.4mmに増加させる。これは、同じ領域内の下ウィック91824の諸部分を除去することによって、さらに増加させることができる。代替として、下ウィック91824の諸部分は、異なる領域から除去されてもよい。
蒸気流領域を効果的に増加させることによって、薄い蒸気室が、より厚い蒸気室と同様の熱性能を提供するようにさせられることができる。あるいはまた、同様の性能を得るために、厚い蒸気室をより薄くすることもできる。本明細書の実施形態は、平均シャーシ高さの現在のシステムにおける改善された性能を、または同様の性能を保持しつつ低減されたシャーシ厚さをもつシステムを達成しうる。性能改善は、上ウィック91820の諸部分のみを除去することによって実現されてもよい。有利には、開示された実施形態は、ウィック粉末の使用がより少ないため、蒸気室のコストおよび重量をさらに低下させることができる。
図9o~9pおよび9q~9rはそれぞれ、圧力損失を低減するためにウィックの諸部分を選択的に除去することの利点を示す。いくつかの既存のシステムでは、ウィックは、図9oおよび9pに示されるように、蒸気室の上面および底面の全体に存在する。開示された実施形態では、ウィックのレイアウトは、図9qおよび9rに示されているように、ウィックが蒸気室全体に連続的には存在しないように、パッチ状に設計される。
図9sは、蒸発器から凝縮器への熱伝達の斜視図である。
戦略的には、図9sに示されるように、蒸気を蒸発器から凝縮器に導くために、ウィックが部分的に除去される。凝縮器からの液体は、システム・ベースにおける他所に存在するウィックを通して蒸発器に到達する。これにより、蒸気圧損失が、蒸発器から凝縮器へ移動する際に低減されることが確実になり、より高い流束処理容量が可能になる。蒸気が凝縮器に到達するときの抵抗がより低く、蒸発器付近の背圧の発達(back pressure development)がより低くなるからである。これにより、凝縮した液体による、蒸発器の、より迅速な補充が可能となり、よって、乾燥(dry-out)が遅くなる。
厚さ1mmの例示的な蒸気室は、上部および下部に0.2mmのウィックを有し、蒸気が流れるための0.2mmのギャップを残してもよい(壁厚0.2mmとする)。本開示において、同じ1mmの蒸気室は、(ウィックがないので)0.4~0.5mmもの蒸気のための通路を有し、これは、他の蒸気室で利用可能な領域の約3倍である。
図9tは、ウィックの選択された部分が除去された蒸気室の断面側面図である。図9tは、可変量のウィックが除去された2つの例示的な実施形態を示す。たとえば、約30%または45%が除去されてもよく、15%および70%の間でもよい。
開示された実施形態は、流れ領域を増加させることにより2フェーズ熱輸送装置における圧力損失が低減されるという事実から恩恵を受ける。よって、この恩恵は、局所的に厚くされたヒートパイプにおける性能改善を示すことによって、実証できる。ヒートパイプが局所的に厚くなると、局所的に流れ領域が増加する。
この恩恵は、例示的な試験セットアップにおいて実証されうる。ある実施形態では、セットアップは、局部的な厚化がない(すなわち、1.2mmの厚さで均一に平らである)ヒートパイプから構成されてもよい。別の実施形態では、ヒートパイプは、ハイライトされた領域において1.2mmから1.5mmまで局所的により厚くされている。これは、ハイライトされたパッチでは、蒸気流の領域が25%増加しうることを意味する。この増加は熱対位置(thermocouple location)を示している。
ヒートパイプにおける局部的な厚化の概念は、別の実施形態で試験されている。この実施形態は、蒸発器および凝縮器の温度を制御し、局所的な厚化の恩恵を実証ために、単一のヒートパイプおよび水浴を使用する。
両方の実施形態は、ヒートパイプにおける局所的な厚化がQ_MAX容量を改善することを示す。この恩恵は、蒸気にとって利用可能な流れ領域を増加させることによってのみ、得ることができる。流れ領域25%増加でさえ、かなりの性能向上が得られる。このことは、蒸気室では、諸部分で流れ領域が300%増加することを考えると、恩恵がはるかに大きいことがありうることを示している。この実施形態の1つの特徴は、パッチ状のウィックの不在であり、より重要なことに、最良の結果が得られるようにするための、ウィックを除去しうる戦略的位置である。
図9u~9yは、本明細書の実施形態のいずれかのために使用されうる製造方法を開示する。この方法は、例として、ウィックの諸部分の選択的除去を含む実施形態を特に参照して、説明される。
図9u~9xは、段階的な製造プロセスを示す。一方、図9yは、該製造プロセスを実行する方法92500のフローチャートを提供する。
図9uでは、蒸発器プレートとも称されうる底部プレート92104が示される。慣例により、底部プレート92104は、熱源と接触しており、よって底部プレート92104から流体が蒸発するので、蒸発器プレートと呼ばれることがある。慣例により、上部プレートは、流体が上部プレート上で凝縮し、次いで滴下してウィックにより元の蒸発器プレートに戻るので、凝縮器プレートと呼ばれることがある。これらの慣例的な用途は、熱源近傍の部分を「蒸発器」または「蒸発器領域」とし、熱源から離れた部分を「凝縮器」または「凝縮器領域」とする他の慣例的な用法に照らしてまぎらわしい可能性がある。業界では時に曖昧さが生じる。個人またはグループによっては、「蒸発器」を底部プレートを意味するために使用する場合もあれば、熱源近傍の領域を意味するために使用する場合もある。他の個人またはグループは、「凝縮器」を上部プレートを意味するために使用し、他の個人またはグループは、熱源から離れた領域を意味するために使用する。あいまいさを避けるために、本明細書を通して、「ホットプレート」、「蒸発器」、および「蒸発器領域」という用語は、熱源に近い蒸気室の一部分(すなわち、冷却流体が蒸気として存在するのに十分に高温の領域)を指すためにのみ使用される。「底部プレート」および「蒸発器プレート」という用語は、蒸気室の底部プレートを指すためにのみ使用される。用語「コールドプレート」、「凝縮器」、および「凝縮器領域」は、熱源から離れた蒸気室の一部分(すなわち、冷却流体が凝縮物として存在するのに十分に冷たい領域)を指すためにのみ使用される。「上部プレート」および「凝縮器プレート」という用語は、蒸気室の上部プレートを指すためにのみ使用される。
この例では、蒸発器プレート92104は、スタンピングまたは鍛造プロセスに従って製造されてもよく、たとえば、銅、チタン、または良好な耐腐食性を有しうるいくつかの他の伝導性材料などの材料でできていてもよい。
底部プレート92104上にメッシュ92108が重ねられる。メッシュ92108は、たとえば、編組された繊維または切断されたダイであってもよい。メッシュ92108の材料は、たとえば、銅またはチタン、または他の何らかの伝導性金属であってもよい。いくつかの実施態様では、メッシュ92108は、絶対的必要条件ではないが、底部プレート92104と同一材料でできている。
ジグ(jig)92112が、メッシュ92108上に重ねられてもよい。ジグ92112は、蒸気室内にカラムを形成するために使用されうる。たとえば、スタンピングされた蒸発器プレートまたは底部プレート92104は、「空洞」部分(すなわち、金属内のスタンプピングされた凹部)を有してもよい。メッシュ92108は、たとえば、メッシュを蒸発器プレート空洞内に配置することによって、重ねられてもよい。次いで、焼結ジグ92112が、メッシュ92108の上に載せられてもよく、ジグ92112内の孔は、たとえば、銅またはチタン粉末で充填されてもよい。ウィックとカラムの両方は、本明細書に示されるように、アセンブリのある種の領域(カラムが形成されない領域)から省略されてもよい。これらの領域は、蒸発器領域から凝縮器領域への蒸発物のための流路を形成するように選択されてもよい。上述のように、これらの領域からウィックおよびカラムを省略することは、局所的に流量が増加させ、それに対応して冷却効率が増加する。ここでの説明では、蒸気室の二次元表面積の約20%がウィックおよびカラムを含まない。
次いで、アセンブリは、図9vの構造を提供するために、焼結オーブンまたは炉中で焼成されうる。
図9vは、図9uに関連して記載される焼結プロセスの結果である、パッチされたウィック92204を示す。焼結後、粉末アルミニウムまたは銅(または他の材料)は、図示されるように、柱〔ピラー〕状に硬化する。特に、図9o~9tに関連して説明したように、圧力損失を低減するために、ピラーおよび/またはメッシュが製品の諸部分に存在しない場合がある。さらに、焼結は、図9fから図9nに関連して示されるように、スターバーストまたは放射状パターンを作り出すために使用されてもよい。蒸気室の形状は、図9a~9eに示される教示に従って選択されてもよい。
焼結が完了した後、蒸発器プレート・アセンブリ92204は、図9wに示されるように、上部プレートに接合されてもよい。
この例では、上部プレート・アセンブリ92304が提供される。上部プレート92304は、習慣的に、時々、凝縮器プレートと呼ばれることがあり、本図では、上部プレート・アセンブリは、上部プレートのみを含む。製造において、上部プレート92304は、所望の形状にスタンピングまたは鍛造されてもよい。その後、上部プレート92304は、密封シールが形成されるように、底部プレート・アセンブリ92308に溶接され、または他の仕方で接合されてもよい。これは、蒸気が蒸気室から逃げないことを保証する。
図9xは、上部プレート・アセンブリおよび底部プレート・アセンブリが、はんだ付けされた、または他の仕方で互いに接合された、仕上がった蒸気室92404を示している。
図9yは、図9u~9xに示されるプロセスを説明する方法92500のフローチャートである。
ブロック92504では、スタンピングまたは鍛造された銅またはチタンの平坦シートが、底部プレートまたは蒸発器プレートとして提供されてもよい。同様に、同じ材料または異なる材料のスタンピングまたは鍛造されたシートが蒸発器プレートとして提供されてもよい。
ブロック92508では、メッシュは、底部プレート空洞内に配置される。
ブロック92512では、ジグは、メッシュ上に重ねられ、穴は、銅粉末、チタン粉末、または他の粉末または材料などの適切な材料で充填される。
ブロック92504では、スタンピングまたは鍛造された銅またはチタンの平坦シートが、底部プレートまたは蒸発器プレートとして提供されてもよい。同様に、同じ材料または異なる材料のスタンピングまたは鍛造されたシートが蒸発器プレートとして提供されてもよい。
ブロック92508では、メッシュは、底部プレート空洞内に配置される。
ブロック92512では、ジグは、メッシュ上に重ねられ、穴は、銅粉末、チタン粉末、または他の粉末または材料などの適切な材料で充填される。
ブロック92516では、アセンブリは、焼結オーブンまたは炉内で焼成される。
その結果は、ブロック92520では、底部プレート・アセンブリが生成される。
ブロック92524では、はんだ付け、ろう付け、溶接、のり付け、または他の接合方法を使用して、蒸発器プレートと凝縮器プレート・アセンブリとを接合して、最終的な蒸気室を形成してもよい。
ブロック92590では、方法が完了する。
その結果は、ブロック92520では、底部プレート・アセンブリが生成される。
ブロック92524では、はんだ付け、ろう付け、溶接、のり付け、または他の接合方法を使用して、蒸発器プレートと凝縮器プレート・アセンブリとを接合して、最終的な蒸気室を形成してもよい。
ブロック92590では、方法が完了する。
図9zは、本明細書の実施形態による、2つ以上のコアを有してもよく、統合されたメモリ・コントローラを有してもよく、統合されたグラフィックスを有してもよい、プロセッサ92600のブロック図である。
図9zの実線の四角は、単一コア92602A、システム・エージェント92610、一つまたは複数のバス・コントローラ・ユニット92616のセットを有するプロセッサ92600を示し、一方、破線の四角の任意的な追加は、複数コア92602A~N、キャッシュ・ユニット92604A~N、システム・エージェント・ユニット92610内の一つまたは複数の統合されたメモリ・コントローラ・ユニット92614のセット、および特殊目的論理92608を有する代替プロセッサ92600を示す。
図9zの実線の四角は、単一コア92602A、システム・エージェント92610、一つまたは複数のバス・コントローラ・ユニット92616のセットを有するプロセッサ92600を示し、一方、破線の四角の任意的な追加は、複数コア92602A~N、キャッシュ・ユニット92604A~N、システム・エージェント・ユニット92610内の一つまたは複数の統合されたメモリ・コントローラ・ユニット92614のセット、および特殊目的論理92608を有する代替プロセッサ92600を示す。
このように、プロセッサ92600の異なる実装は、1)特殊目的論理92608が統合されたグラフィックスおよび/または科学的(スループット)論理(これは一つまたは複数のコアを含んでいてもよい)であり、コア92602A~Nが一つまたは複数の汎用コア(たとえば、汎用の順序通りのコア、汎用の順序外れのコア、両者の組み合わせ)であるCPUと、2)コア92602A~Nが主にグラフィックスおよび/または科学的スループットを目的とする多数の特殊目的コアであるコプロセッサと、3)コア92602A~Nが多数の汎用の順序通りのコアであるコプロセッサとを含んでいてもよい。
このように、プロセッサ92600は、汎用プロセッサ、コプロセッサ、または、特殊目的プロセッサ、たとえば、ネットワークまたは通信プロセッサ、圧縮エンジン、グラフィックス・プロセッサ、GPGPU、高スループット多重集積コア(MIC)コプロセッサ(30以上のコアを含む)、埋め込みプロセッサなどであってもよい。プロセッサは、一つまたは複数のチップ上に実装されてもよい。プロセッサ92600は、たとえば、BiCMOS、CMOS、またはNMOSなどの多くのプロセス技術のいずれかを使用して、一つまたは複数の基板の一部であってもよく、および/または一つまたは複数の基板上に実装されてもよい。
メモリ階層構造は、コア内の一つまたは複数のレベルのキャッシュ、一つまたは複数の共有されるキャッシュ・ユニット92606のセット、および前記統合されたメモリ・コントローラ・ユニット92614のセットに結合される外部メモリ(図示せず)を含む。共有されるキャッシュ・ユニット92606のセットは、一つまたは複数の中間レベルキャッシュ、たとえばレベル2(L2)、レベル3(L3)、レベル4(L4)、または他のレベルのキャッシュ、最終レベルキャッシュ(LLC)、および/またはそれらの組み合わせなどを含んでいてもよい。ある実施形態では、リングベースの相互接続ユニット92612は、統合されたグラフィックス論理92608、共有されるキャッシュ・ユニット92606のセット、およびシステム・エージェント・ユニット92610/統合されたメモリ・コントローラ・ユニット92614を相互接続するが、代替実施形態は、そのようなユニットを相互接続するために、いくつもある周知の技術を使用してもよい。ある実施形態では、一つまたは複数のキャッシュ・ユニット92606とコア92602A~Nとの間でコヒーレンスが維持される。
いくつかの実施形態では、コア92602A~Nのうちの一つまたは複数は、マルチスレッド可能である。システム・エージェント92610は、コア92602A~Nを協調させ、動作させるコンポーネントを含む。システム・エージェント・ユニット92610は、たとえば、電力制御ユニット(PCU)および表示ユニットを含んでいてもよい。PCUは、コア92602A~Nおよび集積グラフィックス論理92608の電力状態を調整するために必要な論理および構成要素であってもよいし、それらを含んでいてもよい。表示ユニットは、一つまたは複数の外部接続されたディスプレイを駆動するためのものである。
コア92602A~Nは、アーキテクチャー命令セットに関して均質または不均質であってもよく、すなわち、コア92602A~Nのうちの2つ以上は、同じ命令セットを実行することができてもよく、一方、他のコアは、その命令セットのサブセットのみを、または異なる命令セットを実行することができてもよい。
図9aa~9adは、コンピュータ・アーキテクチャーの例のブロック図である。ラップトップ、デスクトップ、ハンドヘルドPC、パーソナル・デジタル・アシスタント、エンジニアリング・ワークステーション、サーバー、ネットワーク装置、ネットワーク・ハブ、スイッチ、組み込みプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、グラフィックス装置、ビデオ・ゲーム装置、セットトップ・ボックス、マイクロコントローラ、携帯電話、携帯メディア・プレーヤー、ハンドヘルド装置、および種々の他の電子装置のための、当技術分野で知られている他のシステム設計および構成もまた、適切である。一般に、本明細書に開示されているプロセッサおよび/または他の実行論理を組み込むことができる膨大な多様なシステムまたは電子装置が一般に適切である。
ここで図9aaを参照すると、ある実施形態によるシステム92700のブロック図が示されている。システム92700は、コントローラ・ハブ92720に結合された一つまたは複数のプロセッサ92710、92715を含んでいてもよい。ある実施形態では、コントローラ・ハブ92720は、グラフィックス・メモリ・コントローラ・ハブ(GMCH)92790および入出力ハブ(IOH)92750(これは別個のチップ上にあってもよい)を含み、GMCH 92790は、メモリおよびグラフィックス・コントローラを含み、それにメモリ92740およびコプロセッサ92745が結合されている;IOH 92750は、入出力(I/O)装置92760をGMCH 92790に結合する。あるいはまた、メモリ・コントローラおよびグラフィックス・コントローラの一方または両方が、(本明細書に記載されるような)プロセッサ内に統合され、メモリ92740およびコプロセッサ92745は、プロセッサ92710に直接結合され、コントローラ・ハブ92720は、IOH 92750と単一のチップ内にある。
追加的なプロセッサ92715の任意的な性質は、図9aaでは破線で示されている。各プロセッサ92710、92715は、本明細書に記載される処理コアの一つまたは複数を含んでいてもよく、プロセッサ92600の何らかのバージョンであってもよい。
メモリ92740は、たとえば、動的ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)、相変化メモリ(PCM)、またはこれら2つの組み合わせであってもよい。少なくとも一つの実施形態については、コントローラ・ハブ92720は、フロントサイド・バス(FSB)のようなマルチドロップ・バス、Ultra Path Interconnect(UPI)のようなポイントツーポイント・インターフェース、または同様の接続92795を介して、プロセッサ92710、92715と通信する。
ある実施形態では、コプロセッサ92745は、たとえば、高スループットMICプロセッサ、ネットワークまたは通信プロセッサ、圧縮エンジン、グラフィックス・プロセッサ、GPGPU、埋め込みプロセッサ等のような特殊目的プロセッサである。ある実施形態では、コントローラ・ハブ92720は、統合グラフィック・アクセラレータを含んでいてもよい。
アーキテクチャー、マイクロアーキテクチャ、熱、電力消費特性などを含む性能指標のスペクトルに関して、物理資源92710、92715間には、多様な相違がありうる。
ある実施形態では、プロセッサ92710は、一般的なタイプのデータ処理動作を制御する命令を実行する。命令内に埋め込まれるのは、コプロセッサ命令であってもよい。プロセッサ92710は、これらのコプロセッサ命令を、取り付けられたコプロセッサ92745によって実行されるべきタイプであると認識する。よって、プロセッサ92710は、これらのコプロセッサ命令(またはコプロセッサ命令を表わす制御信号)を、コプロセッサ・バスまたは他の相互接続上でコプロセッサ92745に対して発行する。コプロセッサ92745は、受信されたコプロセッサ命令を受け入れ、実行する。
ここで図9abを参照すると、第1のより具体的な例示的システムのブロック図が示されている。図9abに示されるように、マルチプロセッサシステム92800は、ポイントツーポイント相互接続システムであり、ポイントツーポイント相互接続92850を介して結合される第1のプロセッサ92870および第2のプロセッサ92880を含む。プロセッサ92870および92880のそれぞれは、プロセッサ92600の何らかのバージョンであってもよい。ある実施形態では、プロセッサ92870および92880はそれぞれプロセッサ92710および92715であり、コプロセッサ92838はコプロセッサ92745である。別の実施形態では、プロセッサ92870および92880はそれぞれプロセッサ92710、コプロセッサ92745である。
プロセッサ92870および92880は、統合されたメモリ・コントローラ(IMC)ユニット92872および92882をそれぞれ含むことが示されている。プロセッサ92870は、そのバス・コントローラ・ユニットの一部として、ポイントツーポイント(P-P)インターフェース92876および92878とをさらに含む。同様に、第2のプロセッサ92880は、P-Pインターフェース92886および92888を含む。プロセッサ92870および92880は、P-Pインターフェース回路92878、92888を使って、ポイントツーポイント(P-P)インターフェース92850を介して情報を交換してもよい。図9abに示されるように、IMC 92872および92882は、前記プロセッサをそれぞれのメモリ、すなわち、メモリ92832およびメモリ92834に結合するが、これらは、それぞれのプロセッサにローカルに取り付けられたメインメモリの一部であってもよい。
プロセッサ92870、92880は、それぞれ、ポイントツーポイント・インターフェース回路92876、92894、92886、92898を使用して、個々のP-Pインターフェース92852、92854を介してチップセット92890と情報を交換することができる。チップセット92890は、任意的に、高性能インターフェース92839を介してコプロセッサ92838と情報を交換してもよい。ある実施形態では、コプロセッサ92838は、たとえば、高スループットMICプロセッサ、ネットワークまたは通信プロセッサ、圧縮エンジン、グラフィックス・プロセッサ、GPUPU、埋め込みプロセッサなどの特殊目的プロセッサである。
共用キャッシュ(図示せず)が、いずれかのプロセッサに、または両方のプロセッサの外部だがP-P相互接続を介してそれらのプロセッサに接続されて、含まれていてもよく、プロセッサが低電力モードにされる場合、いずれかまたは両方のプロセッサのローカルなキャッシュ情報が、共用キャッシュに記憶されてもよい。
チップセット92890は、インターフェース92896を介して第1のバス92816に結合されてもよい。ある実施形態では、第1のバス92816は、限定しない例として、周辺コンポーネント相互接続(PCI)バス、またはPCI Expressバスまたは他の第3世代入出力(IO)相互接続バスなどのバスであってもよい。
図9abに示されるように、種々のIO装置92814が、第1のバス92816を第2のバス92820に結合するバスブリッジ92818と共に、第1のバス92816に結合されてもよい。ある実施形態では、コプロセッサ、高スループットMICプロセッサ、GPGPU、アクセラレータ(たとえば、グラフィックスアクセラレータまたはDSPユニット)、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または任意の他のプロセッサなどの一つまたは複数の追加プロセッサ92815が、第1のバス92816に結合される。ある実施形態では、第2のバス92820は、低ピン数(LPC)バスであってもよい。ある実施形態では、たとえば、キーボードおよび/またはマウス92822、通信装置92826、および、命令またはコードおよびデータ92830を含みうるディスクドライブもしくは他の大容量記憶装置などのデータ記憶ユニット92828を含むさまざまな装置が、第2のバス92820に結合されてもよい。さらに、オーディオI/O 92824が第2のバス92820に結合されてもよい。他のアーキテクチャーが可能であることに留意されたい。たとえば、図9abのポイントツーポイントアーキテクチャーの代わりに、システムは、マルチドロップ・バスまたは他のそのようなアーキテクチャーを実装することができる。
ここで図9acを参照すると、第2のより具体的な例示的システム2900のブロック図が示されている。図9abおよび図9acは同様の参照符号を有しており、図9acの他の側面を埋没させることを避けるために、図9abのある種の側面は図9acから省略されている。
図9acは、プロセッサ92870、92880が、統合されたメモリおよびI/O制御論理(control logic、CL)92872、92882をそれぞれ含んでいてもよいことを示している。よって、CL 92872および92882は、IMCユニットを含み、IO制御論理を含む。図9acは、メモリ92832、92834がCL 92872および92882に結合されるだけでなく、I/O装置92914も制御論理92872および92882に結合されていることを示している。レガシーI/Oデバイス92915はチップセット92870に結合される。
ここで図9adを参照すると、ある実施形態によるシステム・オン・チップ(SoC)93000のブロック図が示されている。図9zにおける同様の要素は、同様の参照番号を帯びている。また、破線の四角は、より高度なSoCでの任意的な機能である。図9adにおいて、相互接続ユニット(単数または複数)92002は:一つまたは複数のコア92602A~Nのセットおよび共有されるキャッシュ・ユニット(単数または複数)92606を含むアプリケーション・プロセッサ93010と;システム・エージェント・ユニット92610と;バス・コントローラ・ユニット(単数または複数)92616と;IMCユニット(単数または複数)92614と;統合されたグラフィックス論理、画像プロセッサ、オーディオ・プロセッサ、およびビデオ・プロセッサを含みうる一つまたは複数のコプロセッサ93020のセットと;静的ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)ユニット93030と;直接メモリ・アクセス(DMA)ユニット93032と;一つまたは複数の外部ディスプレイに結合するための表示ユニット93040とに結合される。ある実施形態では、コプロセッサ(単数または複数)93020は、たとえば、ネットワークまたは通信プロセッサ、圧縮エンジン、GPGPU、高スループットMICプロセッサ、埋め込みプロセッサなどの特殊目的プロセッサを含む。
図9aeは、計算プラットフォーム93102Aの構成要素のブロック図である。図示された実施形態では、ハードウェア・プラットフォーム93102A、93102B、および93102Cは、データセンター管理プラットフォーム93106およびデータ分析エンジン93104と共に、ネットワーク93108を介して相互接続される。他の実施形態では、コンピュータ・システムは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、および他の構成要素を含む、任意の適切な数の(すなわち、一つまたは複数の)プラットフォームを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では(たとえば、コンピュータ・システムが単一プラットフォームのみを含む場合)、システム管理プラットフォーム93106の全部または一部が、プラットフォーム93102上に含まれてもよい。プラットフォーム93102は、一つまたは複数のCPU 93112、メモリ93114(これは、任意の数の異なるモジュールを含むことができる)、チップセット93116、通信インターフェース93118、およびハイパーバイザ93120またはプラットフォーム93102上で動作するアプリケーションに関連する作業負荷を実行可能な他のオペレーティング・システムを実行するための任意の他の適切なハードウェアおよび/またはソフトウェアを備えるプラットフォーム論理93110を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、プラットフォーム93102は、これらのアプリケーションを呼び出す一つまたは複数のゲスト・システム93122のためのホストプラットフォームとして機能してもよい。プラットフォーム93102Aは、高性能コンピューティング環境、データセンター、通信サービスプロバイダーインフラストラクチャー(たとえば、Evolded Packet Coreの一つまたは複数の部分)、メモリ内コンピューティング環境、車両(たとえば、自動車または航空機)のコンピューティング・システム、モノのインターネット環境、工業制御システム、その他のコンピューティング環境、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切なコンピューティング環境を表すことができる。
本開示のさまざまな実施形態では、複数のハードウェア資源(たとえば、コアおよびアンコア)の累積ストレスおよび/またはストレス累積速度がモニターされ、コンピュータ・プラットフォーム93102Aのエンティティ(たとえば、システム管理プラットフォーム93106、ハイパーバイザ93120、または他のオペレーティング・システム)は、ストレス情報に従って作業負荷を実行するためにプラットフォーム論理93110のハードウェア資源を割り当てることができる。いくつかの実施形態において、自己診断能力は、ハードウェア資源の健全性をより正確に決定するために、ストレスモニタリングと組み合わせることができる。各プラットフォーム93102は、プラットフォーム論理93110を含んでいてもよい。プラットフォーム論理93110は、プラットフォーム93102の機能性を可能にする論理のうち、一つまたは複数のCPU 93112、メモリ93114、一つまたは複数のチップセット93116、および通信インターフェース93128を含む。3つのプラットフォームが示されているが、コンピュータ・プラットフォーム93102Aは、任意の適切な数のプラットフォームと相互接続されてもよい。さまざまな実施形態では、プラットフォーム93102は、ネットワーク93108(たとえば、ラックまたはバックプレーンスイッチを含んでいてもよい)を介して互いに結合される複数のプラットフォームを備えるシャーシ、ラック、または他の適切な構造内に設置される回路基板上に存在してもよい。
CPU 93112は、それぞれ、任意の適切な数のプロセッサ・コアおよびサポート論理(たとえば、アンコア)を含んでいてもよい。コアは、CPU 93112および/またはチップセット93116上に存在する一つまたは複数のコントローラを介して、互いに、メモリ93114に、少なくとも1つのチップセット93116に、および/または通信インターフェース93118に結合されてもよい。特定の実施形態では、CPU 93112は、プラットフォーム93102Aに永久的にまたは取り外し可能に結合されたソケット内に具現される。4つのCPUが示されているが、プラットフォーム93102は、任意の適切な数のCPUを含んでいてもよい。
メモリ93114は、磁気媒体(たとえば、一つまたは複数のテープドライブ)、光媒体、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、リード・オンリー・メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、リムーバブル・メディア、または任意の他の適切なローカルまたはリモートメモリ・コンポーネント(単数または複数)を含むが、これらに限定されない、任意の形の揮発性または不揮発性メモリを含んでいてもよい。メモリ93114は、プラットフォーム93102Aによって、短、中、および/または長期の記憶のために使用されうる。メモリ93114は、コンピュータ読み取り可能媒体に埋め込まれたソフトウェア、および/またはハードウェアに組み込まれた、または他の仕方で格納されたエンコードされた論理(たとえば、ファームウェア)を含む、プラットフォーム論理93110によって利用される任意の適切なデータまたは情報を格納することができる。メモリ93114は、CPU 93112のコアによって使用されるデータを記憶することができる。いくつかの実施形態では、メモリ93114は、CPU 93112のコアまたは他の処理要素(たとえば、チップセット93116上に存在する論理)によって実行されて、管理可能性エンジン93126またはプラットフォーム論理93110の他の構成要素に関連する機能を提供することができる命令のための記憶を含んでいてもよい。また、プラットフォーム93102は、CPU 93112の動作をサポートするための任意の適切な論理を備える一つまたは複数のチップセット93116を含んでいてもよい。さまざまな実施形態では、チップセット93116は、CPU 93112と同じダイまたはパッケージ上に、または一つまたは複数の異なるダイまたはパッケージ上に存在してもよい。各チップセットは、任意の適切な数のCPU 93112をサポートすることができる。チップセット93116はまた、プラットフォーム論理93110の他の構成要素(たとえば、通信インターフェース93118またはメモリ93114)を一つまたは複数のCPUに結合するための一つまたは複数のコントローラを含んでいてもよい。図示の実施形態では、各チップセット93116は、管理可能性エンジン93126も含む。管理可能性エンジン93126は、チップセット93116の動作をサポートする任意の適切な論理を含んでいてもよい。ある特定の実施形態では、管理可能性エンジン93126(これは、イノベーションエンジンとも称されうる)は、チップセット93116、チップセット93116によって管理されるCPU 93112および/またはメモリ93114、プラットフォーム論理93110の他の構成要素、および/またはプラットフォーム論理93110の構成要素間のさまざまな接続から、リアルタイムのテレメトリーデータを収集することが可能である。さまざまな実施形態では、収集されたテレメトリーデータは、本明細書に記載されるストレス情報を含む。
さまざまな実施形態では、管理可能性エンジン93126は、プラットフォーム論理93110のさまざまな要素とインターフェース可能な帯域外非同期計算エージェントとして動作し、CPU 93112上の実行中のプロセスに対する中断がない、または最小であるようにしてテレメトリーデータを収集する。たとえば、管理可能性エンジン93126は、チップセット93116上の専用処理要素(たとえば、プロセッサ、コントローラ、または他の論理)を含んでいてもよく、これは、(たとえば、ソフトウェア命令を実行することによって)管理可能性エンジン93126の機能性を提供し、かくして、プラットフォーム論理93110によって実行される作業負荷に関連付けられる動作のために、CPU 93112の処理サイクルを温存する。さらに、管理可能性エンジン93126のための専用論理は、CPU 93112に対して非同期に動作してもよく、CPUへの負荷を増加させることなく、テレメトリーデータの少なくとも一部を収集してもよい。
管理可能性エンジン93126は、収集したテレメトリーデータを処理することができる(ストレス情報の処理の具体例は、本明細書に提供される)。さまざまな実施形態では、管理可能性エンジン93126は、収集したデータおよび/またはその処理の結果を、一つまたは複数のハイパーバイザ93120または他のオペレーティング・システムおよび/またはシステム管理ソフトウェア(これは、システム管理プラットフォーム93106などの任意の適切な論理上で実行されうる)など、コンピュータ・システム内の他の要素に報告する。特定の諸実施形態では、過剰量のストレスを累積したコアのような臨界事象は、テレメトリーデータを報告するための通常の期間の前に報告されてもよい(たとえば、通知は、検出したらすぐに送信されてもよい)。
さらに、管理可能性エンジン93126は、特定のチップセット93116がどのCPU(複数可)93112がどのCPU(複数可)を管理するか、および/またはどのテレメトリーデータが収集されうるかを設定するように構成可能な、プログラム可能なコードを含んでいてもよい。
チップセット93116はまた、それぞれ、通信インターフェース93128を含む。通信インターフェース93128は、チップセット93116と、一つまたは複数の入出力装置、一つまたは複数のネットワーク93108、および/またはネットワーク93108に結合された一つまたは複数の装置(たとえば、システム管理プラットフォーム93106)との間の信号および/またはデータの通信に使用されてもよい。たとえば、通信インターフェース93128を使用して、データパケットのようなネットワークトラフィックを送受信することができる。ある特定の実施形態では、通信インターフェース93128は、ネットワークインターフェースカードまたはネットワークアダプターとしても知られる、一つまたは複数の物理的なネットワークインターフェースコントローラ(NIC)を備える。NICは、イーサネット(たとえば、IEEE802.3標準によって定義される)、ファイバーチャネル、インフィニバンド、Wi-Fi、または他の適切な標準のような、任意の適切な物理層およびデータリンク層標準を使用して通信するための電子回路を含むことができる。NICは、ケーブル(たとえば、イーサネットケーブル)に結合することができる一つまたは複数の物理ポートを含んでいてもよい。NICは、チップセット93116の任意の適切な要素(たとえば、管理可能性エンジン93126またはスイッチ93130)と、ネットワーク93108に結合された別の装置との間の通信を可能にすることができる。さまざまな実施形態では、NICは、チップセットと統合されてもよく(すなわち、チップセット論理の残りの部分と同じ集積回路または回路基板上にあってもよい)、またはチップセットに電気機械的に結合された異なる集積回路または回路基板上にあってもよい。
特定の諸実施形態では、通信インターフェース93128は、管理可能性エンジン93126によって実行される管理および監視機能に関連するデータの通信(たとえば、管理可能性エンジン93126とデータセンター管理プラットフォーム93106との間の通信)を許容してもよい。さまざまな実施形態では、管理可能性エンジン93126は、プラットフォーム論理93110によって実行される作業負荷に関連する動作のために通信インターフェース93118のNICの使用を予約するために、通信インターフェース93128の要素(たとえば、一つまたは複数のNIC)を利用して、テレメトリーデータを(たとえば、システム管理プラットフォーム93106に)報告してもよい。
スイッチ93130は、通信インターフェース93128のさまざまなポート(たとえば、NICによって提供される)に結合することができ、これらのポートとチップセット93116のさまざまな構成要素(たとえば、CPU 93112に結合される一つまたは複数の周辺構成要素相互接続エクスプレス(PCIe)レーン)との間でデータを切り換えることができる。スイッチ93130は、物理的または仮想的(すなわち、ソフトウェア)スイッチであってもよい。
プラットフォーム論理93110は、追加の通信インターフェース93118を含んでいてもよい。通信インターフェース93128と同様に、通信インターフェース93118は、プラットフォーム論理93110と一つまたは複数のネットワーク93108と、該ネットワーク93108に結合される一つまたは複数の装置との間の信号および/またはデータの通信に使用されてもよい。たとえば、通信インターフェース93118は、データパケットのようなネットワークトラフィックを送受信するために使用されてもよい。ある特定の実施形態では、通信インターフェース93118は、一つまたは複数の物理的なNICを含む。これらのNICは、プラットフォーム論理93110の任意の適切な要素(たとえば、CPU93112またはメモリ93114)と、ネットワーク93108に結合された別の装置(たとえば、一つまたは複数のネットワークを介してネットワーク93108に結合された他のプラットフォームの要素または遠隔コンピューティング装置)との間の通信を可能にしてもよい。
プラットフォーム論理93110は、任意の適切なタイプの作業負荷を受信し、実行してもよい。作業負荷は、プラットフォーム論理93110の一つまたは複数の資源、たとえば一つまたは複数のコアまたは関連する論理を利用するための任意の要求を含んでいてもよい。たとえば、作業負荷は、I/O装置ドライバ93124またはゲスト・システム93122などのソフトウェア・コンポーネントをインスタンス化する要求、仮想マシン93132またはプラットフォーム93102Aの外部の装置(ネットワーク93108に結合されたネットワーク・ノードなど)から受信したネットワーク・パケットを処理する要求、ゲスト・システム93122に関連付けられたプロセスまたはスレッドを実行する要求、プラットフォーム93102A上で動作するアプリケーション、ハイパーバイザ93120またはプラットフォーム93102A上で動作する他のオペレーティング・システム、または他の適切な処理要求を含んでいてもよい。
仮想マシン93132は、専用のハードウェアを備えたコンピュータ・システムをエミュレートすることができる。仮想マシン93132は、ハイパーバイザ93120の上でゲスト・オペレーティング・システムを実行してもよい。プラットフォーム論理93110のコンポーネント(たとえば、CPU 93112、メモリ93114、チップセット93116、および通信インターフェース93118)は、仮想化されて、仮想マシン93132がそれ自身の専用コンポーネントを有するように、ゲスト・オペレーティング・システムに対して見えるようにしてもよい。
仮想マシン93132は、仮想化されたNIC(vNIC)を含んでいてもよく、該仮想化されたNICは、仮想マシンによって、そのネットワークインターフェースとして使用される。vNICは、媒体アクセス制御(MAC)アドレスまたは他の識別子を割り当てられてもよく、よって、複数の仮想マシン93132がネットワーク内で個別にアドレス指定可能であることを可能にする。
VNF 93134は、仮想化インフラストラクチャー内に配備可能な、定義されたインターフェースおよび挙動を有する機能構築ブロックのソフトウェア実装を含んでいてもよい。特定の諸実施形態では、VNF 93134は、特定の諸機能(たとえば、WAN最適化、仮想プライベートネットワーク(VPN)終端、ファイアウォール動作、負荷分散操作、セキュリティ機能、など)を集合的に提供する一つまたは複数の仮想マシン93132を含んでいてもよい。プラットフォーム論理93110上で動作するVNF 93134は、専用ハードウェアを介して実装される従来のネットワーク構成要素と同じ機能を提供してもよい。たとえば、VNF 93134は、仮想化された進化したパケットコア(vEPC)コンポーネント、モビリティ管理エンティティ、第3世代パートナーシップ・プロジェクト(3GPP)制御およびデータ・プレーン・コンポーネントなどの、任意の適切なネットワーク機能仮想化(NFV)作業負荷を実行するためのコンポーネントを含むことができる。
SFC 93136は、ネットワーク・パケット処理動作などの一連の動作を実行するためにチェーンとして組織されたVNF 93134のグループである。サービス機能チェーンは、サービスチェーンを作成するためにネットワーク内で一緒にはぎ合わされるネットワークサービス(ファイアウォール、負荷分散など)の順序付けされたリストを定義する能力を提供してもよい。
ハイパーバイザ93120(仮想マシンモニターとしても知られる)は、ゲスト・システム93122を生成し、実行するための論理を含んでいてもよい。ハイパーバイザ93120は、仮想マシンによって実行されるゲスト・オペレーティング・システムに、仮想オペレーティング・プラットフォームを呈示し(すなわち、仮想マシンにとっては、自分が実際には単一ハードウェア・プラットフォーム上に統合されているときに、別個の物理ノード上で動作しているように見える)、プラットフォーム論理93110によってゲスト・オペレーティング・システムの実行を管理することができる。ハイパーバイザ93120のサービスは、ソフトウェアにおいて仮想化することによって、または最小限のソフトウェア介入を必要とする、ハードウェアに支援された資源を介して、またはその両方によって提供されてもよい。さまざまなゲスト・オペレーティング・システムの複数のインスタンスが、ハイパーバイザ93120によって管理されうる。各プラットフォーム93102は、ハイパーバイザ93120の個別のインスタンス化を有してもよい。
ハイパーバイザ93120は、プラットフォーム論理を制御し、ゲスト・オペレーティング・システムを管理するために、プラットフォーム論理93110上で直接動作するネイティブまたはベア・メタル・ハイパーバイザであってもよい。あるいはまた、ハイパーバイザ93120は、ホストオペレーティングシステム上で動作し、ホストオペレーティングシステムからゲスト・オペレーティング・システムを抽象化する、ホストされたハイパーバイザであってもよい。ハイパーバイザ93120は、ゲスト・システム93122の仮想マシンに対して、仮想スイッチングおよび/またはルーティング機能を提供しうる仮想スイッチ93138を含んでいてもよい。仮想スイッチ93138は、仮想マシン93132のvNICを互いに結合し、それにより、仮想マシンが互いに通信しうる仮想ネットワークを生成する、論理スイッチングファブリックを含んでいてもよい。
仮想スイッチ93138は、プラットフォーム論理93110の構成要素を使用して実行されるソフトウェア要素を含んでいてもよい。さまざまな実施形態では、ハイパーバイザ93120は、プラットフォーム93102における条件の変化(たとえば、仮想マシン93132の追加または削除、または、プラットフォームの性能を向上させるために行われうる最適化の識別)に応答して、ハイパーバイザ93120に、仮想スイッチ93138のパラメータを再構成させることができる任意の適切なエンティティ(たとえば、ソフトウェアで定義されるネットワークコントローラ)と通信してもよい。
ハイパーバイザ93120は、テレメトリーデータ(ストレス情報を含んでいてもよい)に基づいてプラットフォーム資源の割り当てを決定するための論理を含んでいてもよい、資源割り当て論理93144を含んでいてもよい。資源割り当て論理93144はまた、プラットフォーム論理93110の構成要素など、プラットフォーム93102Aのプラットフォーム論理93110エンティティの種々の構成要素と通信して、そのような最適化を実現するための論理を含んでいてもよい。
任意の適切な論理が、これらの最適化決定の一つまたは複数を行うことができる。たとえば、システム管理プラットフォーム93106、ハイパーバイザ93120または他のオペレーティング・システムの資源割り当て論理93144、またはコンピュータ・プラットフォーム93102Aの他の論理が、そのような決定を行うことができる。さまざまな実施形態では、システム管理プラットフォーム93106は、複数のプラットフォーム93102からテレメトリーデータを受信し、複数のプラットフォーム93102にわたる作業負荷配置を管理することができる。システム管理プラットフォーム93106は、システム管理プラットフォームによって指揮された作業負荷配置を実現するために、さまざまなプラットフォーム93102のハイパーバイザ93120と(たとえば帯域外式に)、または他のオペレーティング・システムと通信することができる。
プラットフォーム論理93110の要素は、任意の適切な仕方で互いに結合されてもよい。たとえば、バスが、構成要素のいずれかを一緒に結合することができる。バスは、マルチドロップ・バス、メッシュ相互接続、リング相互接続、ポイントツーポイント相互接続、シリアル相互接続、パラレルバス、コヒーレント(たとえばキャッシュコヒーレント)バス、層構成にされたプロトコルアーキテクチャー、差動バス、またはガンニングトランシーバ論理(Gunning transceiver logic、GTL)バスのような任意の既知の相互接続を含むことができる。コンピュータ・プラットフォーム93102Aの要素は、一つまたは複数のネットワーク93108を介して、任意の適切な仕方で互いに結合されてもよい。ネットワーク93108は、一つまたは複数の適切なネットワークプロトコルを使用して動作する一つまたは複数のネットワークの任意の適切なネットワークまたは組み合わせであってもよい。ネットワークは、通信システムを介して伝搬する情報のパケットを受信および送信するための一連のノード、ポイント、および相互接続された通信経路を表すことができる。たとえば、ネットワークは、一つまたは複数のファイアウォール、ルーター、スイッチ、セキュリティアプライアンス、アンチウイルスサーバー、または他の有用なネットワーク装置を含むことができる。
本明細書に開示される機構の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそのような実装アプローチの組み合わせで実装されてもよい。いくつかの実施形態は、少なくとも1つのプロセッサ、記憶システム(揮発性および不揮発性メモリおよび/または記憶素子を含む)、少なくとも1つの入力装置、および少なくとも1つの出力装置を含むプログラマブルシステム上で実行されるコンピュータ・プログラムまたはプログラム・コードとして実装されてもよい。
図9abに示されるコード2830のようなプログラム・コードは、本明細書に記載される機能を実行し、出力情報を生成するために、入力命令に適用されうる。出力情報は、公知の方法で、一つまたは複数の出力装置に適用されうる。本出願の目的のために、処理システムは、たとえば、DSP、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、またはマイクロプロセッサなどのプロセッサを有する任意のシステムを含む。
プログラム・コードは、処理システムと通信するために、ハイレベルの手続き的またはオブジェクト指向のプログラミング言語で実装することができる。プログラム・コードはまた、所望であれば、アセンブリまたは機械語で実装されてもよい。実際、本明細書に記載の機構は、特定のプログラミング言語に限定されるものではない。いずれにせよ、言語は、コンパイルされる言語またはインタープリットされる言語でありうる。
少なくとも1つの実施形態の一つまたは複数の側面は、プロセッサ内の種々の論理を表す機械読み取り可能媒体上に記憶された代表的な命令によって実施されてもよく、それは、機械によって読み取られたときに、機械は、本明細書に記載された技術を実行するために論理を作成させる。「知的財産(IP)コア」として知られるそのような表現は、有形の機械可読媒体に記憶され、論理またはプロセッサを実際に作る製造マシンにロードするために、さまざまな顧客または製造施設に供給されうる。
そのような機械可読記憶媒体は、機械または装置によって製造または形成される項目の非一時的な、有体の配列を含みうるが、それに限られず、記憶媒体、たとえばハードディスク、任意のタイプのディスク、たとえばフロッピーディスク、光ディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD-ROM)、書き換え可能コンパクトディスク(CD-RW)および光磁気ディスク、半導体装置、たとえばROM、RAM、たとえばDRAM、SRAM、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、フラッシュメモリ、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、PCM、磁気カードまたは光学カード、または電子命令を記憶するのに適した任意の他のタイプの媒体を含む。
よって、いくつかの実施形態は、命令を含む、または本明細書に記載される構造、回路、装置、プロセッサおよび/またはシステム特徴を規定する、ハードウェア記述言語(HDL)のような設計データを含む、非一時的な有形の機械可読媒体も含む。そのような実施形態は、プログラム・プロダクトとも呼ばれうる。
上記は、本明細書に開示された主題の一つまたは複数の実施形態の特徴を概説する。これらの実施形態は、当業者(person having ordinary skill in the art、PHOSITA)が本開示のさまざまな側面をより良く理解することを可能にするために提供される。ある種のよく理解される用語、ならびに基礎となる技術および/または標準は、詳細に説明することなく参照することができる。PHOSITAは、本明細書の教示を実践するのに十分な技術および標準における背景知識または情報を所有するか、またはそれらにアクセスすることが予想される。PHOSITAは、本明細書に導入された実施形態の同じ目的を実行するため、および/または同じ利点を達成するために、他のプロセス、構造、またはバリエーションを設計または修正するための基礎として、本開示を容易に使用できることを理解するであろう。また、PHOSITAは、そのような等価な構成が本開示の精神および範囲から逸脱しないこと、ならびに本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書においてさまざまな変更、置換、および代替をなしうることを認識するであろう。
前述の説明では、いくつかのまたはすべての実施形態のある種の側面が、添付の特許請求の範囲を実施するために厳密に必要である以上に詳細に記載されている。これらの詳細は、開示された実施形態の文脈および説明を提供する目的のために、非限定的な例としてのみ提供される。そのような詳細は、要求されるものと理解されるべきではなく、また、限定としてクレームに「読み込まれる」べきではない。句は、「ある実施形態」または「実施形態」に言及することがある。これらの句、および実施形態に対する他の言及は、一つまたは複数の実施形態の任意の組み合わせを指すことを広く理解されるべきである。さらに、特定の「実施形態」に開示されたいくつかの特徴は、複数の実施形態にも同様に広がることができる。たとえば、特徴1および2が「ある実施形態」で開示されている場合、実施形態Aは特徴1を有するが、特徴2を欠いてもよく、一方、実施形態Bは特徴2を有するが、特徴1を欠いてもよい。
本明細書は、ある種の特徴が別々のブロックで開示されているブロック図形式での説明を提供することがある。これらは、種々の特徴がどのように相互運用されるかを開示するために広く理解されるべきであり、これらの特徴が必ずしも別個のハードウェアまたはソフトウェアに具現されなければならないことを意味することは意図されていない。さらに、単一のブロックが同一ブロック内の複数の特徴を開示する場合、これらの特徴は、必ずしも同一のハードウェアおよび/またはソフトウェア内に具体化される必要はない。たとえば、コンピュータ「メモリ」は、いくつかの状況では、複数レベルのキャッシュまたはローカルメモリ、メインメモリ、バッテリーバックアップされた揮発性メモリ、およびハードディスク、ストレージサーバー、光ディスク、テープドライブなどのような種々の形態の永続性メモリの間に分散またはマッピングされうる。ある種の実施形態では、構成要素のいくつかは省略または統合することができる。一般的な意味では、図に示される構成は、それらの表現においてより論理的でありうるが、物理的アーキテクチャーは、これらの要素のさまざまな入れ替え、組み合わせ、および/またはハイブリッドを含みうる。本明細書に概説されている運用目的を達成するために、無数の可能な設計構成を使用することができる。よって、関連するインフラストラクチャーは、無数の代替構成、設計選択肢、装置の可能性、ハードウェア構成、ソフトウェア実装、および装備オプションを有する。
本明細書においては、有形および非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体でありうるコンピュータ読み取り可能媒体に言及することがある。本明細書および特許請求の範囲を通して使用されるところでは、「コンピュータ読み取り可能媒体」は、同一または異なるタイプの一つまたは複数のコンピュータ読み取り可能媒体を含むものと理解されるべきである。コンピュータ読み取り可能媒体は、非限定的な例として、光学式ドライブ(たとえば、CD/DVD/Blu-Ray)、ハードドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリ、または他の不揮発性媒体を含むことができる。コンピュータ読み取り可能媒体はまた、ROM、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)のような媒体、または所望の命令を実行するようにFPGAまたはASICをプログラムするための記憶された命令、ハードウェア的に他の回路に組み込むことができるIPブロック、またはハードウェアに直接エンコードされた命令、または、マイクロプロセッサ、DSP、マイクロコントローラのようなプロセッサ上の、もしくは適切な場合には、特定の必要性に基づいて、任意の他の適切なコンポーネント、装置、要素、またはオブジェクト内のマイクロコードを含むことができる。本明細書における非一時記憶媒体は、開示された動作を提供するように、またはプロセッサに開示された動作を実行させるように構成された、任意の非一時的な特殊目的のまたはプログラム可能なハードウェアを含むことを明確に意図している。
種々の要素は、本明細書および特許請求の範囲を通して、「通信的に」、「電気的に」、「機械的に」、または他の仕方で互いに「結合」することができる。そのような結合は、直接的な、ポイントツーポイント結合であってもよく、または中間装置を含んでいてもよい。たとえば、2つの装置は、通信を容易にするコントローラを介して互いに通信的に結合されてもよい。装置は、信号ブースタ、分圧器、またはバッファのような中間装置を介して互いに電気的に結合されてもよい。機械的に結合された装置は、間接的に機械的に結合されてもよい。
本明細書で開示される任意の「モジュール」または「エンジン」は、ソフトウェア、ソフトウェアスタック、ハードウェア、ファームウェア、および/またはソフトウェアの組み合わせ、エンジンまたはモジュールの機能を実行するように構成された回路、または上記で開示される任意のコンピュータ読み取り可能媒体を指すか、または含むことができる。そのようなモジュールまたはエンジンは、適切な状況において、ハードウェア・プラットフォーム上に、またはそれと併せて提供することができ、このハードウェア・プラットフォームは、プロセッサ、メモリ、ストレージ、相互接続、ネットワークおよびネットワークインターフェース、加速器、または他の適切なハードウェアなどのハードウェア計算資源を含むことができる。そのようなハードウェア・プラットフォームは、単一のモノリシック装置(たとえば、PC形状因子の)として、または分散される機能の一部または一部分(たとえば、計算、メモリ、ストレージ、およびその他の資源が動的に割り当てられ、互いにローカルである必要がないハイエンドのデータセンターにおける「複合ノード」)として提供されてもよい。
本明細書には、動作が特定の順序で実行されることを示すフローチャート、信号フロー図、または他の図が開示されていることがある。特に明記しない限り、または特定の文脈において必要とされない限り、この順序は、単に非限定的な例であると理解されるべきである。さらに、ある動作が別の動作に続くことが示される場合、間にはいる他の動作も発生する可能性があり、これは、関連することも、無関係であることもある。一部の動作は、同時または並列で実行されてもよい。動作が別の項目または動作に「基づく」または「従う」と言われる場合、これは、それらの動作が該他の項目または動作に少なくとも部分的に基づいている、または少なくとも部分的に従っていることを意味すると理解されるべきである。これは、動作が、該項目または動作のみに基づいている、または従っていることを意味すると解釈されるべきではない。
本明細書に開示された任意のハードウェア要素の全部または一部は、CPUパッケージを含むSoC内に容易に設けることができる。SoCは、コンピュータまたは他の電子システムの構成要素を単一のチップに集積する集積回路を表す。よって、たとえば、クライアント装置またはサーバー装置は、全体的にまたは部分的に、SoC内に提供されてもよい。SoCは、デジタル、アナログ、混合信号、および無線周波数機能を含むことができ、これらの機能はすべて、単一のチップ基板上に設けることができる。他の実施形態は、単一の電子パッケージ内に配置され、電子パッケージを介して互いに密接に相互作用するように構成された複数のチップを有するマルチチップモジュール(MCM)を含んでいてもよい。
一般的な意味では、適切に構成された任意の回路またはプロセッサが、データに関連する任意のタイプの命令を実行して、本明細書に詳述する動作を達成することができる。本明細書に開示される任意のプロセッサは、要素または項目(たとえば、データ)をある状態または事柄から別の状態または事柄に変換することができる。さらに、追跡、送信、受信、またはプロセッサに記憶される情報は、特定のニーズおよび実装に基づいて、任意のデータベース、レジスタ、テーブル、キャッシュ、キュー、制御リスト、または記憶構造内で提供されてもよく、これらの情報のすべては、任意の適切な時間枠内で参照されうる。本明細書に開示されるメモリまたは記憶素子のいずれも、適宜、広義の用語「メモリ」および「記憶」に包含されるものと解釈されるべきである。
本明細書に記載される機能の全部または一部を実装するコンピュータ・プログラム論理は、ソースコード形態、コンピュータ実行可能形態、機械命令またはマイクロコード、プログラマブル・ハードウェア、および種々の中間形態(たとえば、アセンブラ、コンパイラ、リンカ、またはロケータによって生成される形態)を含むが、これらに限定されない種々の形態で具現される。一例において、ソースコードは、オブジェクトコード、アセンブリ言語、または、高レベル言語、たとえばさまざまなオペレーティング・システムもしくは動作環境と一緒に使うためのOpenCL、FORTRAN、C、C++、JAVA(登録商標)、またはHTMLといったさまざまなプログラミング言語で、あるいはSpice、Verilog、およびVHDLなどのハードウェア記述言語で実装される一連のコンピュータ・プログラム命令を含む。ソースコードは、種々のデータ構造および通信メッセージを定義し、使用することができる。ソースコードは、コンピュータ実行可能形式(たとえば、インタプリタを介して)であってもよく、またはソースコードは、(たとえば、翻訳器、アセンブラ、またはコンパイラを介して)コンピュータ実行可能形式に変換されてもよく、またはバイトコードのような中間形式に変換されてもよい。適切な場合には、前述のいずれかを使用して、シーケンシャル、コンビナトリアル、ステートマシン、またはその他のいずれであれ、適切な離散回路または集積回路を構築または記述することができる。
ある例示的実施形態では、図面の電気回路が任意の数、関連する電子装置の基板上に実装されてもよい。基板は、電子装置の内部電子システムの種々の構成要素を保持し、さらに、他の周辺機器のためのコネクタを提供することができる一般的な回路基板とすることができる。任意の適切なプロセッサおよびメモリは、特定の構成ニーズ、処理要求、およびコンピューティング設計に基づいて、基板に適切に結合することができる。本明細書で提供される多数の例では、相互作用は、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の電気的構成要素の観点から説明されることがあることに留意されたい。しかし、これは、明確さと例示の目的のためだけに行われてきた。システムは、任意の適切な方法で統合または再構成されうることが理解されるべきである。類似の設計代替案に沿って、図面の示されている構成要素、モジュール、および要素のいずれも、さまざまな可能な構成で組み合わせることができ、これらの構成はすべて、本明細書の広い範囲内にある。
当業者には、多数の他の変更、置換、変形、改変、および修正が見きわめられることがあり、本開示は、添付の特許請求の範囲の範囲内にはいる、すべてのそのような変更、置換、変形、改変、および修正を包含することが意図される。米国特許商標庁(USPTO)および、さらに、この出願に基づいて発行される特許の読者を、添付の特許請求の範囲を解釈する際に支援するために、出願人は、次のことを注意しておく。出願人は:(a)特定の請求項において「…ための手段」または「…ためのステップ」という語が明示的に使用されるのでない限り、添付の請求項のどれについても、本願出願日に存在する米国特許法第112条第6項(AIA前)または同条第(f)項(AIA後)を適用することを意図していない;また(b)明細書のいかなる記述によっても、この開示を、添付の請求項に明示的に反映されていないいかなる仕方でも、限定することを意図していない。
一例では、実質的に矩形の形状因子を有する平面状の蒸気室であって、前記矩形の形状因子の第2の寸法が前記矩形の形状因子の第1の寸法の少なくとも約2倍である、平面状の蒸気室と;第1のファンおよび第2のファンと;前記平面状の蒸気室とは別個の、前記平面状の蒸気室の第1および第2のd1エッジに沿って配置され、さらに前記第1および前記第2のd1エッジからそれぞれ前記第1のファンおよび前記第2のファンに熱を伝導するように配置された第1のヒートパイプおよび第2のヒートパイプとを含む、電子装置の熱放散器が開示される。
以下の実施例は、本明細書に従った実施例に関する。ある種の実施例は、ある種の例では、ある種の他の実施例と組み合わされてもよいことができることが理解されよう。以下の実施例に記載される側面は、上記の一つまたは複数の図に関して記載される例と組み合わされてもよく、逆もまた同様である。
〔実施例1〕
熱源と;
前記電子装置の動作中に前記熱源によって発生した熱を分配するために前記熱源に結合された蒸気室とを有する、
電子装置。
〔実施例2〕
メインブロー方向を含むファンをさらに備え、前記ファンは、前記メインブロー方向が前記蒸気室のほうに向けられるように配置される、実施例1の電子装置。
〔実施例3〕
前記ファンが、前記蒸気室の表面に沿って空気を吹き付けるように構成されている、実施例2の電子装置。
〔実施例4〕
前記ファンによって引き起こされた前記空気流の少なくとも50%が、前記蒸気室の前記表面に沿って流れる、実施例3の電子装置。
〔実施例5〕
前記ファンが、前記蒸気室から当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも一方に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例2~4のうちの1つの電子装置。
〔実施例6〕
前記熱源を担持するように構成された回路基板をさらに備え、前記ファンは、前記回路基板から当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも一方に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例2~5のうちの1つの電子装置。
〔実施例7〕
前記ファンによって引き起こされる前記空気流を前記蒸気室の前記表面に沿って案内するように構成された案内構造をさらに備え、前記案内構造は、前記蒸気室の前記表面、当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも1つに配置される、実施例2~6のうちの1つの電子装置。
〔実施例8〕
前記案内構造は、ガスケット材料を備える、実施例7に記載の電子装置。
〔実施例9〕
前記案内構造は、一つまたは複数の空気取り入れ開口部および一つまたは複数の空気出口開口部を除き、前記蒸気室を完全に取り囲む、実施例7または8に記載の電子装置。
〔実施例10〕
前記ファンの前記メインブロー方向が、前記ファンの回転軸に対して実質的に垂直である、実施例2~9のうちの1つの電子装置。
〔実施例11〕
前記ファンの主空気取り入れ口方向は、前記ファンの回転軸と実質的に平行である、実施例2~10のうちの1つの電子装置。
〔実施例12〕
前記ファンに隣接してヒートシンクが配置されていない、実施例2~11のうちの1つの電子装置。
〔実施例13〕
前記ファンは、高さ、長さ、および幅に関して最大寸法が最大〔高々〕50mmである、実施例2~12のうちの1つの電子装置。
〔実施例14〕
前記ファンが単一出口ファンである、実施例2~13のうちの1つの電子装置。
〔実施例15〕
前記蒸気室が、少なくとも150mmの最大寸法を有する、実施例2~14のうちの1つの電子装置。
〔実施例16〕
前記ファンが横方向において前記蒸気室の横に配置されている、実施例2~15のうちの1つの電子装置。
〔実施例17〕
前記ファンの垂直方向の広がりが前記蒸気室の垂直方向の広がりと重なる、実施例2~16のうちの1つの電子装置。
〔実施例18〕
前記蒸気室が、前記ファンと空気出口との間の空気流路に沿って配置される、実施例2~17のうちの1つの電子装置。
〔実施例19〕
当該電子装置が最大8mmの厚さをもつ、実施例2~18のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例20〕
当該電子装置が、最大10Wおよび少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例2~19のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例21〕
当該電子装置が、ヒートパイプなしで実装される、実施例2~20のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例22〕
当該電子装置が、前記ファンのためのヒートシンクなしで実装される、実施例2~21のうちの1つの電子装置。
〔実施例23〕
当該電子装置が、タブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、実施例2~22のうちの1つの電子装置。
〔実施例24〕
前記ファンに近接した一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャをさらに備え、前記ファンは、前記一つまたは複数の取り入れ開口を通じて当該電子装置の外部から空気を吸い込むように構成される、実施例2~23のうちの1つの電子装置。
〔実施例25〕
前記ファンが、空気取り入れ口から前記ファンを通って前記蒸気室の表面へ、および前記蒸気室の表面から空気出口への空気流を生じさせるように構成されている、実施例2~24のうちの1つの電子装置。
〔実施例26〕
前記蒸気室の表面に沿って空気流を生じさせるように構成されたブロワーをさらに備え、前記ブロワーが:
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ、
のうち少なくとも一方をもつ、上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例27〕
前記ブロワーは、前記熱分配構造に向かって空気を吹き付けるように構成される、実施例26に記載の電子装置。
〔実施例28〕
前記ブロワーによって引き起こされた空気流れ少なくとも50%は、前記熱分配構造の表面に沿って流れる、実施例26~27のうちの1つの電子装置。
〔実施例29〕
前記ブロワーが、前記熱分配構造から当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの裏面まで延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例26~28のうちの1つの電子装置。
〔実施例30〕
前記ギャップは、最大2mmの厚さを有する、実施例29に記載の電子装置。
〔実施例31〕
前記熱源を担持するように構成された回路基板をさらに備え、前記ブロワーは、前記回路基板と前記熱分配構造との間のギャップを通る空気の流れを引き起こすように構成されている、実施例26~30のうちの1つの電子装置。
〔実施例32〕
前記熱分配構造の表面に沿って前記ブロワーによって引き起こされる空気の流れを案内するように構成された案内構造をさらに備え、前記案内構造は、前記熱分配構造の表面または当該電子装置のエンクロージャの一部のうちの少なくとも一方に配置される、実施例26~31のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例33〕
前記案内構造は、最大2mmの高さを有する壁を備える、実施例32に記載の電子装置。
〔実施例34〕
前記ブロワーに隣接してヒートシンクが配置されていない、実施例26~33のうちの1つの電子装置。
〔実施例35〕
前記蒸気室が少なくとも150mmの最大寸法を有する、実施例26~34のうちの1つの電子装置。
〔実施例36〕
前記ブロワーは、横方向において前記蒸気室の横に配置される、実施例26~35のうちの1つの電子装置。
〔実施例37〕
前記ブロワーの垂直方向の広がりが前記蒸気室の垂直方向の広がりと重なる、実施例26~36のうちの1つの電子装置。
〔実施例38〕
前記蒸気室が、前記ブロワーと空気出口との間の空気流路に沿って配置される、実施例26~37のうちの1つの電子装置。
〔実施例39〕
前記蒸気室の表面に沿って空気の流れを引き起こすように構成された第2のブロワーをさらに備え、前記第2のブロワーは、
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ、
のうち少なくとも一方をもつ、実施例26~38のうちの1つの電子装置。
〔実施例40〕
前記第1のブロワーおよび前記第2のブロワーは、横方向において前記熱分配構造の反対側に配置される、実施例39に記載の電子装置。
〔実施例41〕
前記ブロワーが最大0.08Aの最大電流消費量をもつ、実施例26~40のうちの1つの電子装置。
〔実施例42〕
当該電子装置は、最大でも25Wおよび少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例41に記載の電子装置。
〔実施例43〕
当該電子装置はヒートパイプなしで実装される、実施例26~42のうちの1つの電子装置。
〔実施例44〕
当該電子装置は、前記ブロワーのためのヒートスプレッダなしで実装される、実施例26~43のうちの1つの電子装置。
〔実施例45〕
前記ブロワーに近接する一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャをさらに備え、前記ブロワーは、前記一つまたは複数の取り入れ開口を通じて当該電子装置の外部から空気を吸引するように構成される、実施例26~44のうちの1つの電子装置。
〔実施例46〕
前記ブロワーは、空気取り入れ口から前記ブロワーを通って前記蒸気室の表面へ、および前記蒸気室から空気出口への空気の流れを生じさせるように構成されている、実施例26~45のうちの1つの電子装置。
〔実施例47〕
回路基板をさらに備え、前記回路基板は、前記熱源を担持するように構成され、前記回路基板は、開口を備え、前記ブロワーは、少なくとも部分的に前記開口に配置される、実施例26~46のうちの1つの電子装置。
〔実施例48〕
当該電子装置が、少なくとも20mmの高さ、長さおよび幅に関する最大寸法を含むブロワーなしで実装される、実施例26~47のうちの1つの電子装置
〔実施例49〕
ファンをさらに含み、前記ファンが:
少なくとも30mmの最大長さおよび最大幅;または
少なくとも4mmの最大厚さ
のうちの少なくとも1つをもつ、実施例26~47のうちの1つの電子装置。
〔実施例50〕
当該電子装置の前記熱源の熱負荷に基づいて前記少なくとも1つのブロワー・ファンを作動または不作動にするように構成された制御回路をさらに備える、実施例26~49のうちの1つの電子装置。
〔実施例51〕
前記制御回路は、前記熱源の前記熱負荷が閾値を上回る場合に、前記少なくとも1つのブロワーを作動させ、前記熱源の前記熱負荷が前記閾値を下回る場合に、前記少なくとも1つのブロワーを不作動にするように構成される、実施例50に記載の電子装置。
〔実施例52〕
前記制御回路は、前記熱源の前記熱負荷が閾値を下回る場合に、当該電子装置の前記冷却システムを受動的に動作させるように構成される、実施例50~51のうちの1つの電子装置。
〔実施例53〕
前記制御回路が、前記コンピューティング装置の処理ユニットから、前記熱負荷に関する情報を得るように構成される、実施例50~52のうちの1つの電子装置。
〔実施例54〕
前記熱負荷に関する情報が、当該電子装置内で測定または推定される少なくとも1つの温度に基づいている、実施例50~53のうちの1つの電子装置。
〔実施例55〕
前記熱負荷に関する情報が、前記熱源のターボ状態に基づく、実施例50~54のうちの1つの電子装置。
〔実施例56〕
前記熱負荷に関する情報が、前記熱負荷の予測される発展に基づいている、実施例50~55のうちの1つの電子装置。
〔実施例57〕
前記少なくとも1つのブロワーが、最大30mmのファン直径を有する、実施例50~56のうちの1つの電子装置。
〔実施例58〕
前記少なくとも1つのブロワーが、最大5mmのファン高さを有する、実施例50~57のうちの1つの電子装置。
〔実施例59〕
前記蒸気室が、少なくとも1つの実質的に平坦な主表面をもち、前記少なくとも1つのブロワー・ファンが、前記少なくとも1つの実質的に平坦な主表面を横切って(across)空気を吹き付けるように構成される、実施例50~58のうちの1つの電子装置。
〔実施例60〕
2つのブロワーを備え、前記2つのブロワーは、前記蒸気室のそれぞれの側面に配置される、実施例50~59のうちの1つの電子装置。
〔実施例61〕
前記少なくとも1つのブロワーによって前記蒸気室に向かって送風された前記空気を導くための少なくとも1つの空気流伝導部(conductor)をさらに備える、実施例50~60のうちの1つの電子装置。
〔実施例62〕
前記少なくとも1つのブロワーは、当該電子装置のシャーシの底部プレートの主要部分に対してゼロ以外の角度で配置される、実施例50~61のうちの1つの電子装置。
〔実施例63〕
前記シャーシの前記底部プレートの前記主要部分に対する前記少なくとも1つのブロワーの角度は、2°から15°の間である、実施例62に記載の電子装置。
〔実施例64〕
前記蒸気室が、当該電子装置のシャーシによって保持される、実施例50~63のうちの1つの電子装置。
〔実施例65〕
前記熱源が、前記熱源の熱負荷に関する情報を決定し、前記熱負荷に関する情報を前記制御回路に提供するように構成される、実施例50~64のうちの1つの電子装置。
〔実施例66〕
前記熱源が、当該電子装置内で測定もしくは推定される少なくとも1つの温度に基づいて、または前記処理ユニットのターボ状態に基づいて、前記熱負荷に関する情報を決定するように構成される、実施例50~65のうちの1つの電子装置。
〔実施例67〕
前記熱源が、機械学習モデルを用いて前記熱負荷を予測することによって、前記熱負荷に関する情報を決定するように構成される、実施例50~66のうちの1つの電子装置。
〔実施例68〕
熱電冷却器と;
第2の熱分配構造とをさらに備え、
前記蒸気室が第1の熱分配構造であり、
前記熱電冷却器の第1の表面が前記蒸気室に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面が前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、
上記の実施例のうちのいずれかの電子装置。
〔実施例69〕
前記第1の熱分配構造上の前記熱電冷却器に隣接して配置されたヒートパイプをさらに備える、実施例68に記載の電子装置。
〔実施例70〕
前記熱電冷却器は、少なくとも1つの方向で前記ヒートパイプよりも前記蒸気室のエッジにより近くに位置する、実施例69に記載の電子装置。
〔実施例71〕
前記ヒートパイプが前記冷却システムのファンまで延びている、実施例69~70のうちの1つの電子装置。
〔実施例72〕
前記ヒートパイプが最大3mmの厚さをもつ、実施例69~71のうちの1つの電子装置。
〔実施例73〕
前記ヒートパイプは、前記熱源の中心とは反対の領域において、前記第1の熱分配構造に結合される、実施例69~72のうちの1つの電子装置。
〔実施例74〕
前記ヒートパイプが、前記蒸気室と前記第2の熱分配構造との間に配置される、実施例69~73のうちの1つの電子装置。
〔実施例75〕
前記ヒートパイプの第1の表面が前記蒸気室に熱的に結合され、前記ヒートパイプの第2の表面が前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、実施例69~74のうちの1つの電子装置。
〔実施例76〕
第2のヒートパイプをさらに備え、前記第1のヒートパイプは、横方向において前記熱電冷却器と前記第2のヒートパイプとの間に配置される、実施例69~75のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例77〕
前記第2のヒートパイプは、前記蒸気室と前記第2の熱分配構造との間に配置される、実施例69~76のうちの1つの電子装置。
〔実施例78〕
第3のヒートパイプをさらに備え、前記第3のヒートパイプは、前記第2の熱分配構造に熱的に結合され、前記第3のヒートパイプは、横方向において前記蒸気室から離間されている、実施例76に記載の電子装置。
〔実施例79〕
前記熱電冷却器の厚さは、前記蒸気室の厚さよりも大きい、実施例78に記載の電子装置。
〔実施例80〕
前記蒸気室の厚さが、前記蒸気室と前記第2の熱分配構造との間の距離よりも大きい、実施例78~79のうちの1つの電子装置。
〔実施例81〕
前記第2の熱分配構造が、金属プレートまたは蒸気室である、実施例68~80のうちの1つの電子装置。
〔実施例82〕
前記熱電冷却器は、最大3mmの厚さを有する、実施例68~81のうちの1つの電子装置。
〔実施例83〕
前記蒸気室と前記第2の熱分配構造との間の距離が、最大でも3mmである、実施例68~82のうちの1つの電子装置。
〔実施例84〕
前記電子装置は、一つまたは複数の装置パラメータに基づいて、前記熱電冷却器を作動および不作動にするように構成される、実施例68~83のうちの1つの電子装置。
〔実施例85〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータは、前記熱源の接合部温度を示す、実施例84に記載の電子装置。
〔実施例86〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータが、前記電子装置の充電状態を示す、実施例84または85に記載の電子装置。
〔実施例87〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータが、前記電子装置の作業負荷を示す、実施例84、85または86に記載の電子装置。
〔実施例88〕
前記第2の熱分配構造と当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの裏面との間の距離は、高々2mmである、実施例68~87のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例89〕
前記第2の熱分配構造は、当該電子装置のエンクロージャの一部に熱的に結合される、実施例68~88のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例90〕
前記熱源が、少なくとも15Wの熱設計電力を含む、実施例68~89のうちの1つの電子装置。
〔実施例91〕
前記熱源が、最大15Wの熱設計電力を含む、実施例68~89のうちの1つの電子装置。
〔実施例92〕
当該電子装置がヒートパイプなしで実装される、実施例68~91のうちの1つの電子装置。
〔実施例93〕
当該電子装置はファンなしで実装される、実施例68~92のうちの1つの電子装置。
〔実施例94〕
前記蒸気室であって、前記蒸気室は、前記熱源によって引き起こされる熱を、前記蒸気室の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成され、前記蒸気室は、前記蒸気室の第1の側において、前記中心領域内の前記熱源と結合される、蒸気室と;
前記蒸気室に位置する境界であって、前記境界は、前記熱分配構造の前記第1の側において、前記熱分配構造の前記中心領域を取り囲む、境界とを含む、
上記の例のいずれかの電子装置。
〔実施例95〕
前記蒸気室が、前記中央領域内の平面状の表面を含む、実施例94に記載の電子装置。
〔実施例96〕
前記境界は、前記中心領域の表面から最大1mm突出する、実施例94~95のうちの1つの電子装置。
〔実施例97〕
前記境界によって囲まれた領域は、長さおよび幅に関して最大30mmの最大寸法を含む、実施例94~96のうちの1つの電子装置。
〔実施例98〕
前記境界が、横方向において前記中心領域を囲む壁を形成する、実施例94~97のうちの1つの電子装置。
〔実施例99〕
前記壁は、前記中心領域の表面に対して垂直に延在する、実施例98に記載の電子装置。
〔実施例100〕
前記蒸気室の第2の側にヒートシンクが取り付けられる、実施例94~99のうちの1つの電子装置。
〔実施例101〕
前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクと前記蒸気室との間の熱界面材料によって、前記蒸気室の前記第2の側に熱的に結合される、実施例100に記載の電子装置。
〔実施例102〕
前記蒸気室のエッジ領域は、前記蒸気室のエッジに沿って延在し、前記境界は、横方向において前記エッジ領域と前記中心領域との間で、前記蒸気室に位置する、実施例94~101のうちの1つの電子装置。
〔実施例103〕
さらに、前記境界に取り付けられたシール・リングを備え、前記シール・リングは、前記境界と前記熱源の担体構造との間のギャップをシールするように構成される、実施例94~102のうちの1つの電子装置。
〔実施例104〕
前記蒸気室が、最大4mmの厚さを含む、実施例94~103のうちの1つの電子装置。
〔実施例105〕
前記蒸気室が、長さおよび幅に関して少なくとも60mmおよび少なくとも150mmの最大寸法を含む、実施例94~104のうちの1つの電子装置。
〔実施例106〕
前記熱源が半導体ダイを含み、前記蒸気室が、前記半導体ダイによって引き起こされる熱を前記蒸気室の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成され、前記蒸気室が、前記蒸気室の第1の側において前記中心領域において前記半導体ダイと熱的に結合され、
前記裸の半導体ダイは、熱界面材料を介して前記蒸気室に熱的に直接結合される、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例107〕
前記半導体ダイは中央処理装置である、実施例106に記載の電子装置。
〔実施例108〕
前記境界に取り付けられたシール・リングをさらに備え、前記シール・リングは、前記境界と前記半導体ダイのパッケージ基板との間のギャップをシールする、実施例106~107のうちの1つの電子装置。
〔実施例109〕
前記半導体ダイの裏面と前記蒸気室の空洞との間の距離が、最大でも1mmである、実施例106~108のうちの1つの電子装置。
〔実施例110〕
回路基板をさらに備え、前記半導体ダイは、前記回路基板上に配置される、実施例106~109のうちの1つの電子装置。
〔実施例111〕
前記蒸気室に取り付けられたヒートシンクに向けて空気を吹き付けるように構成されたファンをさらに備える、実施例106~110のうちの1つの電子装置。
〔実施例112〕
前記熱界面材料が熱グリースまたは液体金属である、実施例106~111のうちの1つの電子装置。
〔実施例113〕
前記半導体ダイは、少なくとも100Wの熱設計電力を含む、実施例106~112のうちの1つの電子装置。
〔実施例114〕
エンクロージャと;
前記エンクロージャ内で前記蒸気室に熱的に結合された層状ヒートスプレッダとをさらに備え、前記層状ヒートスプレッダは、前記エンクロージャの内部から前記エンクロージャの外部に延びる、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例115〕
前記層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シート、グラフェン・シート、または金属箔を備える、実施例114に記載の電子装置。
〔実施例116〕
前記層状ヒートスプレッダが、前記層状ヒートスプレッダに沿った少なくとも1つの方向において少なくとも100W/mKの熱伝導率を有する、実施例114~115のうちの1つの電子装置
〔実施例117〕
前記エンクロージャが開口部を備え、前記層状ヒートスプレッダが前記開口部を通って内部から外部に延びる、実施例114~116のうちの1つの電子装置。
〔実施例118〕
前記開口部は、少なくとも290mmの長さおよび高々2mmの幅を含む、実施例117に記載の電子装置。
〔実施例119〕
前記層状ヒートスプレッダは、前記開口部の前記領域内の保護層によって覆われている、実施例117または118に記載の電子装置。
〔実施例120〕
前記保護層が、プラスチックまたはニッケル‐チタン‐合金を含む、実施例119に記載の電子装置。
〔実施例121〕
前記保護層が、前記開口部の領域内のカバー層によって覆われている、実施例119または120の電子装置。
〔実施例122〕
前記カバー層がマイクロファイバー材料を含む、実施例121に記載の電子装置。
〔実施例123〕
前記蒸気室が、第1の側で前記熱源に熱的に結合され、前記層状ヒートスプレッダが、前記蒸気室の第2の側に熱的に結合される、実施例114~122のうちの1つの電子装置。
〔実施例124〕
前記蒸気室が、最大4mmの厚さを含む、実施例114~123のうちの1つの電子装置。
〔実施例125〕
前記蒸気室が、長さおよび幅に関して少なくとも60mmの最大寸法を含む、実施例114~124のうちの1つの電子装置。
〔実施例126〕
前記エンクロージャに接続されたキックスタンドをさらに備え、前記層状ヒートスプレッダの一部が、前記エンクロージャと前記キックスタンドとの間に延在する、実施例114~125のうちの1つの電子装置。
〔実施例127〕
前記層状ヒートスプレッダの一部は、前記キックスタンドに取り付けられる、実施例126に記載の電子装置。
〔実施例128〕
前記層状ヒートスプレッダの一部が、前記エンクロージャの外面に取り付けられる、実施例114~127のうちの1つの電子装置。
〔実施例129〕
前記エンクロージャの外側に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部が、ソフトカバーによって覆われている、実施例114~128のうちの1つの電子装置。
〔実施例130〕
前記エンクロージャの外側に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部が、キーボードの背面に沿って延在する、実施例114~129のうちの1つの電子装置。
〔実施例131〕
前記エンクロージャ内に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部が、前記エンクロージャと当該電子装置のバッテリーとの間に延在する、実施例114~130のうちの1つの電子装置。
〔実施例132〕
当該電子装置が、最大でも25W、少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例114~131のうちの1つの電子装置。
〔実施例133〕
当該電子装置がファンなしで実装される、実施例114~132のうちの1つの電子装置。
〔実施例134〕
前記蒸気室が:
少なくとも部分的に第1の金属壁および第2の金属壁によって画定される、封止〔シール〕された第1の空洞であって、封止された第1の空洞の内圧は、封止された第1の空洞の外側の周囲圧力よりも低い、第1の空洞と;
少なくとも部分的に、平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって画定される、封止された第2の空洞であって、前記第2の空洞は、その中に配置された液体と、前記第3の壁の内部表面に結合されたウィック材料とを含む、第2の空洞とを備える、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例135〕
前記シールされた第1の空洞は、前記シールされた第2の空洞内に配置される、実施例134に記載の電子装置。
〔実施例136〕
前記第1の空洞の内圧が0.1トル未満である、実施例134~135のうちの1つの電子装置。
〔実施例137〕
空気よりも熱伝導率が小さい、前記第1の空洞内の材料をさらに含む、実施例134~136のうちの1つの電子装置。
〔実施例138〕
前記材料がエアロゲルである、実施例137に記載の電子装置。
〔実施例139〕
前記第1の空洞内に一つまたは複数の支持構造をさらに含み、前記支持構造は、前記第1の金属壁および前記第2の金属壁と接触している、実施例134~138のうちの1つの電子装置。
〔実施例140〕
前記支持構造は、前記第1の金属壁および第2の金属壁に対して少なくとも部分的に直交する、実施例139に記載の電子装置。
〔実施例141〕
前記支持構造は、プラスチック、グラファイト、金属、および複合材料のうちの一つまたは複数で構成される、実施例139または140に記載の電子装置。
〔実施例142〕
前記第2の壁の内面に結合された追加のウィック材料をさらに含む、実施例134~141のうちの1つの電子装置。
〔実施例143〕
前記ウィック材料が焼結金属を含む、実施例134~142のうちの1つの電子装置。
〔実施例144〕
前記ウィック材料は、第1の部分と第2の部分とを含み、前記第1の部分の前記焼結金属は、前記第2の部分の前記焼結金属よりも高い間隙率を有する、実施例143に記載の電子装置。
〔実施例145〕
前記第1の部分の前記焼結金属は、約40%~70%の間の間隙率を有し、前記第2の部分の前記焼結金属は、約30%~50%の間の間隙率を有する、実施例144に記載の電子装置。
〔実施例146〕
前記第1の空洞の断面領域が、実質的に長方形および実質的に台形のうちの一方である、実施例134~145のうちの1つの電子装置。
〔実施例147〕
前記第2の空洞の断面領域が、実質的に長方形である、実施例134~146のうちの1つの電子装置。
〔実施例148〕
前記第1の空洞の断面積が、前記第2の空洞の断面積未満である、実施例134~147のうちの1つの電子装置。
〔実施例149〕
前記第1の壁が、銅、チタン、およびアルミニウムのうちの1つを含む、実施例134~148のうちの1つの電子装置。
〔実施例150〕
前記第3の壁が、銅、チタン、およびアルミニウムのうちの1つを含む、実施例134~149のうちの1つの電子装置。
〔実施例151〕
前記蒸気室は:
一つまたは複数のカラムであって、前記一つまたは複数のカラムの少なくとも一部は、繊維編組を含む、カラムと;
一つまたは複数のウィックとを含む、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例152〕
前記蒸気室の前記一つまたは複数のウィックのうちの少なくとも1つは、前記繊維編組を含む、実施例151に記載の電子装置。
〔実施例153〕
前記繊維編組は、銅ファイバーまたはチタンファイバーで作られている、実施例151~152のうちの1つの電子装置。
〔実施例154〕
前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムが、前記蒸気室の底部プレートにろう付けされる、実施例151~153のうちの1つの電子装置。
〔実施例155〕
前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムは、前記蒸気室の上部プレートにろう付けされる、実施例151~154のうちの1つの電子装置。
〔実施例156〕
前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムの一部は、支持カラムであり、前記支持カラムは、前記繊維編組を含まない、実施例151~155のうちの1つの電子装置。
〔実施例157〕
前記蒸気室は、実質的に矩形の形状因子を有する平面状の蒸気室であり、前記矩形の形状因子の第2の寸法d2は、前記矩形の形状因子の第1の寸法d1の少なくとも約2倍である、上記の実施例のうちの1つの電子装置。
〔実施例158〕
第1のファンおよび第2のファンと;
前記平面状蒸気室とは別個であり、前記平面状蒸気室の第1および第2のd1エッジに沿って配置され、前記第1および第2のd1エッジからそれぞれ前記第1および第2のファンへ熱を伝導するようにさらに配置された第1のヒートパイプおよび第2のヒートパイプとをさらに備える、
実施例157の電子装置。
〔実施例159〕
d2が約2・d1と5・d1の間である、実施例157~158のうちの1つの電子装置。
〔実施例160〕
前記ヒートパイプは、前記蒸気室のエッジに沿って配置される、実施例157~159のうちの1つの電子装置。
〔実施例161〕
前記蒸気室の反対側のエッジに沿って配置された第2のヒートパイプをさらに備える、実施例157~160のうちの1つの電子装置。
〔実施例162〕
前記第1および第2のヒートパイプが蒸気室である、実施例157~161のうちの1つの電子装置。
〔実施例163〕
前記蒸気室が、前記蒸気室の凝縮器から前記蒸気室の蒸発器へ流体を伝導するためのウィック手段をさらに備える、実施例157~162のうちの1つの電子装置。
〔実施例164〕
前記ウィック手段が、前記平面状蒸気室の一部には局所的に存在しない、実施例163に記載の電子装置。
〔実施例165〕
前記平面状蒸気室が、放射状パターンの内部支持リブをさらに備える、実施例157~164のうちの1つの電子装置。
〔実施例166〕
前記蒸気室は:
上壁と;
熱伝導性の下壁であって、前記上壁および前記下壁が一緒に気密シールされ、前記蒸気室が空気を排気される、下壁と;
前記蒸気室内に配置された蒸発性流体と;
上壁および下壁に固定され、前記蒸気室の凝縮器領域から前記蒸気室の蒸発器領域に流体を伝導するように配置された金属ウィックであって、前記金属ウィックは、前記上壁の一部には局所的に存在しない、金属ウィックとを含む、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例167〕
前記上壁の前記部分は、約30%または45%である、実施例166に記載の電子装置。
〔実施例168〕
前記上壁の前記部分が15%~70%である、実施例157~167のうちの1つの電子装置。
〔実施例169〕
前記上壁の前記部分は、前記蒸発器部分から前記凝縮器部分への流れを提供するように選択される、実施例157~167のうちの1つの電子装置。
〔実施例170〕
前記金属ウィックは、前記下壁の一部には局所的に存在しない、実施例157~167のうちの1つの電子装置。
〔実施例171〕
実施例157~167のうちの1つの電子装置であって、前記金属ウィックは、前記上壁または下壁の少なくとも1つにスターバースト・パターンを形成する、電子装置。
〔実施例172〕
前記蒸気室は:
上壁と;
真空チャンバを形成するよう前記上壁に気密シールされた下壁と;
前記真空チャンバ内の蒸発性流体と;
前記蒸気室の凝縮器領域から前記蒸気室の蒸発器領域に凝縮器蒸気を搬送するためのウィック手段と;
前記上壁および下壁の少なくとも一方におけるスターバースト・パターンのリブとを含む、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例173〕
前記スターバースト・パターンのリブが、前記ウィック手段の少なくとも一部を提供する、実施例172に記載の電子装置。
〔実施例174〕
前記スターバースト・パターンの一つまたは複数の末端(terminal)を通過する、前記蒸気室のための取り付け点をさらに含む、実施例172~173の1つの電子装置。
〔実施例175〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイを備える、上記の実施例のうちの1つの電子装置。
〔実施例176〕
前記熱源は、プロセッサ、送信機、受信機、電源集積回路、または電圧変換器集積回路のうちの少なくとも1つである、上記の実施例のうちの1つの電子装置。
〔実施例177〕
当該電子装置が、タブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、上記の実施例のうちの1つの電子装置。
〔実施例178〕
電子装置を動作させるための方法であって:
前記熱源の動作させる段階と;
動作中の前記熱源によって発生される熱を蒸気室によって分配する段階とを含む、
方法。
〔実施例179〕
さらに、ファンによって蒸気室の表面に沿って空気を吹き付ける段階を含み、前記ファンは、前記メインブロー方向が前記蒸気室のほうに向けられるように配置される、実施例178に記載の方法。
〔実施例180〕
ブロワーによって、熱分配構造の表面に沿って空気を吹き付ける段階をさらに含み、前記ブロワーは:
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも1つを含む、実施例178または179に記載の方法。
〔実施例181〕
前記電子装置の装置パラメータに基づいて熱電冷却器を作動させる段階をさらに含み、
前記熱電冷却器の第1の表面は蒸気室に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面は第2の熱分配構造に熱的に結合される、
実施例178、179または180記載の方法。
〔実施例182〕
蒸気室を熱源に熱的に結合することを含む、電子装置を製造する方法。
〔実施例183〕
前記蒸気室が、前記熱源によって引き起こされる熱を、前記蒸気室の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成され、前記蒸気室が、前記蒸気室の第1の側において、前記中心領域において前記熱源と熱的に結合され、当該方法が、前記蒸気室上に境界を形成するまたは取り付ける段階をさらに含み、前記境界が、前記蒸気室の前記第1の側で、前記蒸気室の前記中心領域を取り囲む、実施例182に記載の方法。
〔実施例184〕
前記蒸気室上にヒートシンクを取り付ける段階をさらに含む、実施例183に記載の方法。
〔実施例185〕
実施例182~184のうちの1つに記載の方法であって、さらに:
繊維編組を切断することにより、繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のカラムを作成する段階と;
作成された一つまたは複数のカラムを上部プレートまたは底部プレートにろう付けし、前記蒸気室のための前記カラムの少なくとも一部を作成する段階とを含む、
方法。
〔実施例186〕
前記繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のウィックを作成する段階をさらに含む、
実施例185記載の方法。
〔実施例187〕
前記繊維編組が、前記蒸気室を作成する前に作成された、実施例185~186のうちの1つの方法。
〔実施例188〕
前記繊維編組が、銅ファイバーまたはチタンファイバーで作られる、実施例185~187のうちの1つの方法。
〔実施例189〕
前記蒸気室のための一つまたは複数の支持カラムを作成する段階であって、前記支持カラムは、前記繊維編組を含まない、段階と;
前記一つまたは複数の支持カラムを前記上部プレートまたは前記底部プレートに固定する段階とをさらに含む、
実施例185~188のうちの1つの方法。
〔実施例190〕
前記上部プレートを前記底部プレートに固定して、前記蒸気室を作成する段階をさらに含む、
実施例185~189のうちの1つの方法。
〔実施例191〕
プログラム・コードを含んでいる機械読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラム・コードは、実行されると、機械にいずれかの実施例または実施例の組み合わせの方法を実行させるものである、機械読み取り可能な記憶媒体。
〔実施例192〕
コンピュータ・プログラムがコンピュータ、プロセッサ、またはプログラマブル・ハードウェア・コンポーネント上で実行されるときに、いずれかの実施例または実施例の組み合わせの方法を実行するためのプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラム。
〔実施例193〕
実行時に、いずれかの係属中の実施例のような方法を実装するまたは装置を実現するための機械可読命令を含む、機械可読記憶装置。
〔実施例194〕
電子装置の熱源に結合されるように構成された蒸気室と;
メインブロー方向を含むファンであって、前記ファンは、前記メインブロー方向が前記蒸気室のほうに向けられるように配置される、
冷却システム。
〔実施例195〕
前記ファンが、前記蒸気室の表面に沿って空気を吹き付けるように構成されている、実施例194の冷却システム。
〔実施例196〕
前記ファンによって引き起こされた前記空気流の少なくとも50%が、前記蒸気室の前記表面に沿って流れる、実施例195の冷却システム。
〔実施例197〕
前記ファンが、前記蒸気室から前記電子装置のエンクロージャの一部または前記電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも一方に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例194~196のうちの1つの冷却システム。
〔実施例198〕
前記熱源を担持するように構成された回路基板をさらに備え、前記ファンは、前記回路基板から前記電子装置のエンクロージャの一部または前記電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも一方に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例194~197のうちの1つの冷却システム。
〔実施例199〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイを備える、実施例194~198のうちの1つの冷却システム。
〔実施例200〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源集積回路、または電圧変換器集積回路のうちの少なくとも1つである、実施例194~199のうちの1つの冷却システム。
〔実施例201〕
前記蒸気室の表面に沿って前記ファンによって引き起こされる前記空気流を案内するように構成された案内構造をさらに備え、前記案内構造は、前記蒸気室の表面、前記電子装置のエンクロージャの一部、または前記電子装置のスクリーンの裏面のうちの少なくとも1つに配置される、実施例194~200のうちの1つの冷却システム。
〔実施例202〕
前記案内構造がガスケット材料を含む、実施例201に記載の冷却システム。
〔実施例203〕
前記案内構造が、一つまたは複数の空気取り入れ開口部および一つまたは複数の空気出口開口部を除いて、前記蒸気室を完全に取り囲む、実施例201または202に記載の冷却システム。
〔実施例204〕
前記ファンの前記メインブロー方向が、前記ファンの回転軸に対して実質的に垂直である、実施例194~203のうちの1つの冷却システム。
〔実施例205〕
前記ファンの主空気取り入れ口方向が前記ファンの回転軸と実質的に平行である、実施例194~204のうちの1つの冷却システム。
〔実施例206〕
前記ファンに隣接してヒートシンクが位置していない、実施例194~205のうちの1つの冷却システム。
〔実施例207〕
前記ファンは、高さ、長さ、および幅に関して最大寸法が最大〔高々〕50mmである、実施例194~206のうちの1つの冷却システム。
〔実施例208〕
前記ファンが単一出口ファンである、実施例194~207のうちの1つの冷却システム。
〔実施例209〕
前記蒸気室が、少なくとも150mmの最大寸法を有する、実施例194~208のうちの1つの冷却システム。
〔実施例210〕
前記ファンが横方向において前記蒸気室の横に配置されている、実施例194~209のうちの1つの冷却システム。
〔実施例211〕
前記ファンの垂直方向の広がりが前記蒸気室の垂直方向の広がりと重なる、実施例194~210のうちの1つの冷却システム。
〔実施例212〕
前記蒸気室が、前記ファンと空気出口との間の空気流路に沿って配置される、実施例194~211のうちの1つの冷却システム。
〔実施例213〕
上記の実施例のうちの1つの冷却システムと;
前記熱源とを有する、
電子装置。
〔実施例214〕
当該電子装置が最大8mmの厚さをもつ、実施例213のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例215〕
当該電子装置が、最大10Wおよび少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例213~214のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例216〕
当該電子装置が、ヒートパイプなしで実装される、実施例213~215のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例217〕
当該電子装置が、前記ファンのためのヒートシンクなしで実装される、実施例213~216のうちの1つの電子装置。
〔実施例218〕
当該電子装置が、タブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、実施例213~217のうちの1つの電子装置。
〔実施例219〕
前記ファンに近接した一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャをさらに備え、前記ファンは、前記一つまたは複数の取り入れ開口を通じて当該電子装置の外部から空気を吸い込むように構成される、実施例213~218のうちの1つの電子装置。
〔実施例220〕
前記ファンが、空気取り入れ口から前記ファンを通って前記蒸気室の表面へ、および前記蒸気室の表面から空気出口への空気流を生じさせるように構成されている、実施例213~219うちの1つの電子装置。
〔実施例221〕
電子装置を冷却するための方法であって:
ファンによって蒸気室の表面に沿って空気を吹き付けることを含み、前記ファンは、メインブロー方向が前記蒸気室のほうに向けられるように配置される、
方法。
〔実施例222〕
電子装置用の冷却システムであって:
電子装置の熱源に結合されるように構成された熱分配構造であって、前記熱分配構造が、蒸気室またはヒートパイプのうちの少なくとも1つを備える、熱分配構造と;
前記熱分配構造の表面に沿って空気の流れを引き起こすように構成されたブロワーであって、前記ブロワーは:
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも一方をもつ、
冷却システム。
〔実施例223〕
前記ブロワーは、前記熱分配構造に向かって空気を吹き込むように構成される、実施例222に記載の冷却システム。
〔実施例224〕
前記ブロワーによって引き起こされる前記空気の流れの少なくとも50%は、前記熱分配構造の前記表面に沿って流れる、実施例223に記載の冷却システム。
〔実施例225〕
前記ブロワーが、前記熱分配構造から前記電子装置のエンクロージャの一部または前記電子装置のスクリーンの裏面まで延びるギャップ内に空気を吹き込むように構成される、実施例222~224のうちの1つの冷却システム。
〔実施例226〕
前記ギャップが、最大2mmの厚さを有する、実施例225に記載の冷却システム。
〔実施例227〕
前記熱源を搬送するように構成された回路基板をさらに備え、前記ブロワーは、前記回路基板と前記熱分配構造との間のギャップを通る空気の流れを引き起こすように構成されている、実施例222~226のうちの1つの冷却システム。
〔実施例228〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイを備える、実施例222~227のうちの1つの冷却システム。
〔実施例229〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源、または電圧変換器のうちの少なくとも1つである、実施例222~228のうちの1つの冷却システム。
〔実施例230〕
実施例222~229のうちの1つに記載の冷却システムであって、さらに、前記熱分配構造の表面に沿って、前記ブロワーによって引き起こされる空気の流れを案内するように構成された案内構造を備え、前記案内構造は、前記熱分配構造の表面または前記電子装置のエンクロージャの一部のうちの少なくとも一方に配置される、冷却システム。
〔実施例231〕
前記案内構造は、最大2mmの高さを有する壁を備える、実施例230に記載の冷却システム。
〔実施例232〕
実施例222~231のうちの1つの冷却システムであって、前記ブロワーに隣接してヒートシンクが配置されない、冷却システム。
〔実施例233〕
前記熱分配構造が、少なくとも150mmの最大寸法を有する蒸気室である、実施例222~232のうちの1つの冷却システム。
〔実施例234〕
実施例222~232のうちの1つの冷却システムであって、前記熱分配構造は、並んで配置されたヒートパイプのアレイである、冷却システム。
〔実施例235〕
実施例222~234のうちの1つの冷却システムであって、前記ブロワーは、横方向において前記熱分配構造の横に配置される、冷却システム。
〔実施例236〕
実施例222~235のうちの1つの冷却システムであって、前記ブロワーの垂直方向の広がりは、前記熱分配構造の垂直方向の広がりと重なる、冷却システム。
〔実施例237〕
実施例222~236のうちの1つに記載の冷却システムであって、前記熱分配構造は、前記ブロワーと空気出口との間の空気流路に沿って配置される、冷却システム。
〔実施例238〕
前記熱分配構造の表面に沿って空気の流れを生じさせるように構成された第2のブロワーをさらに備え、前記第2のブロワーは:
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも1つをもつ、実施例222~237のうちの1つに記載の冷却システム。
〔実施例239〕
前記第1のブロワーおよび前記第2のブロワーは、横方向において前記熱分配構造の反対側に配置される、実施例238に記載の冷却システム。
〔実施例240〕
前記ブロワーが、最大0.08Aの最大電流消費量をもつ、実施例222~29のうちの1つの冷却システム。
〔実施例241〕
実施例222~240のうちの1つの冷却システム、および
前記熱源を有する、
電子装置。
〔実施例242〕
当該電子装置が、最大でも25W、少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例241に記載の電子装置。
〔実施例243〕
実施例241~242のうちの1つの電子装置であって、前記熱分配構造は蒸気室であり、前記電子装置は、ヒートパイプなしで実装される、電子装置。
〔実施例244〕
実施例241~243のうちの1つの電子装置であって、当該電子装置は、ブロワーのためのヒートスプレッダなしで実装される、電子装置。
〔実施例245〕
当該電子装置がタブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、実施例241~244のうちの1つの電子装置。
〔実施例246〕
実施例241~245のうちの1つの電子装置であって、前記ブロワーに近接する一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャをさらに備え、前記ブロワーは、前記一つまたは複数の取り入れ開口を介して当該電子装置の外部から空気を吸入するように構成される、電子装置。
〔実施例247〕
前記ブロワーが、空気取り入れ口から前記ブロワーを通って前記蒸気室の表面へ、および前記蒸気室から空気出口への空気の流れを引き起こすように構成される、実施例241~246のうちの1つの電子装置。
〔実施例248〕
回路基板をさらに備え、前記回路基板は、前記熱源を担持するように構成され、前記回路基板は、開口を備え、前記ブロワーは、少なくとも部分的に前記開口内に位置する、実施例241~247のうちの1つの電子装置。
〔実施例249〕
当該電子装置が、少なくとも20mmの高さ、長さおよび幅に関する最大寸法を含むブロワーなしで実装される、実施例241~248のうちの1つの電子装置
〔実施例250〕
ファンをさらに含み、前記ファンが:
少なくとも30mmの最大長さおよび最大幅;または
少なくとも4mmの最大厚さ
のうち少なくとも一方をもち、
前記ブロワーが前記ファンより前記熱源に近接して位置している、
実施例241~249のうちの1つの電子装置。
〔実施例251〕
電子装置を冷却するための方法であって:
ブロワーによって熱分配構造の表面に沿って空気を吹き付けることを含み、前記ブロワーは、
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも一方をもつ、
方法。
〔実施例252〕
コンピューティング装置のための冷却システムであって:
熱伝導要素であって、前記熱伝導要素は、前記コンピューティング装置の処理ユニットを冷却するのに適している、熱伝導要素と;
前記熱伝導要素の一部を横切って空気を送風するための少なくとも1つのブロワー・ファンと;
前記コンピューティング装置の処理ユニットの熱負荷に基づいて前記少なくとも1つのブロワー・ファンを作動または不作動にするように構成された制御回路とを備える、
冷却システム。
〔実施例253〕
前記制御回路は、前記処理ユニットの熱負荷が閾値を超える場合、前記少なくとも1つのブロワー・ファンを作動させ、前記処理ユニットの熱負荷が閾値を下回る場合、前記少なくとも1つのブロワー・ファンを停止させるように構成される、実施例252に記載の冷却システム。
〔実施例254〕
前記制御回路は、前記処理ユニットの熱負荷が閾値を下回る場合に、前記冷却システムを受動的に動作させるように構成される、実施例252~253のうちの1つの冷却システム。
〔実施例255〕
前記制御回路が、前記コンピューティング装置の処理ユニットから前記ヘッド負荷に関する情報を得るように構成される、実施例252~254のうちの1つの冷却システム。
〔実施例256〕
前記熱負荷に関する情報が、前記コンピューティング装置内で測定または推定される少なくとも1つの温度に基づく、実施例252~255のうちの1つの冷却システム。
〔実施例257〕
前記熱負荷に関する情報が、前記処理ユニットのターボ状態に基づく、実施例252~256のうちの1つの冷却システム。
〔実施例258〕
前記熱負荷に関する情報が、前記熱負荷の予測される発展に基づいている、実施例252~257のうちの1つの冷却システム。
〔実施例259〕
前記少なくとも1つのブロワー・ファンが、最大30mmのファン直径を有する、実施例252~258のうちの1つの冷却システム。
〔実施例260〕
前記少なくとも1つのブロワー・ファンが、最大5mmのファン幅を有する、実施例252~259のうちの1つの冷却システム。
〔実施例261〕
前記熱伝導要素が蒸気室を備える、実施例252~260のうちの1つの冷却システム。
〔実施例262〕
前記熱伝導要素は、少なくとも1つの実質的に平坦な主表面を備え、前記少なくとも1つのブロワー・ファンは、前記少なくとも1つの実質的に平坦な主表面を横切って空気を送風するように構成される、実施例252~261のうちの1つの冷却システム。
〔実施例263〕
実施例252~262のうちの1つに記載の冷却システムであって、当該冷却システムは、2つのブロワー・ファンを備え、前記2つのブロワー・ファンは、前記熱伝導要素のそれぞれの横側に配置される、冷却システム。
〔実施例264〕
実施例252~263のうちの1つの冷却システムであって、前記冷却システムは、前記少なくとも1つのブロワー・ファンによって前記熱伝導要素に向かって送風された前記空気を伝導させるための少なくとも1つの空気流導部を備える、冷却システム。
〔実施例265〕
実施例252~264のうちの1つの冷却システムと、処理ユニットとを備え、前記熱伝導要素は、前記処理ユニットと接触する、コンピューティング装置。
〔実施例266〕
前記少なくとも1つのブロワー・ファンは、前記コンピューティング装置のシャーシの底部プレートの主要部分に対してゼロ以外の角度で配置される、実施例265に記載のコンピューティング装置。
〔実施例267〕
前記シャーシの底部プレートの主要部分に対する前記少なくとも1つのブロワー・ファンの角度は、2°~15°である、実施例265~266のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例268〕
前記冷却システムの前記熱伝導要素は、前記コンピューティング装置のシャーシによって保持される、実施例265~267のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例269〕
前記処理ユニットは、前記処理ユニットの熱負荷に関する情報を決定し、前記熱負荷に関する情報を前記冷却システムの前記制御回路に提供するように構成される、実施例265~268のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例270〕
前記処理ユニットは、前記コンピューティング装置内で測定または推定される少なくとも1つの温度に基づいて、および/または前記処理ユニットのターボ状態に基づいて、前記熱負荷に関する情報を決定するように構成される、実施例265~269のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例271〕
前記処理ユニットは、機械学習モデルを用いて前記熱負荷を予測することによって、前記熱負荷に関する情報を決定するように構成される、実施例265~270のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例272〕
コンピュータ装置のための冷却システムであって、当該冷却システムは:
前記コンピューティング装置の処理ユニットを冷却するのに適した熱を伝導する手段と;
前記熱伝導要素の一部を横切って空気を吹き付けるための手段と;
前記コンピューティング装置の処理ユニットの熱負荷に基づいて空気を吹き出すための手段を作動または不作動にするための手段とを備える、
冷却システム。
〔実施例273〕
実施例272の冷却システムと、処理ユニットとを含み、熱を伝導するための前記手段が、前記処理ユニットと接触している、コンピューティング装置。
〔実施例274〕
コンピューティング装置のための方法であって、前記コンピューティング装置が冷却システムと処理ユニットとを備え、当該方法は、前記処理ユニットの熱負荷に関する情報を決定し、前記熱負荷に関する情報を前記冷却システムの制御回路に提供することを含む、方法。
〔実施例274〕
電子装置用の冷却システムであって:
熱源に結合されるように構成された第1の熱分配構造と;
熱電冷却器と;
第2の熱分配構造とを備え、前記熱電冷却器の第1の表面は前記第1の熱分配構造に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面は前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、
冷却システム。
〔実施例275〕
さらに、前記第1の熱分配構造上で前記熱電冷却器に隣接して配置されるヒートパイプを備える、実施例274に記載の冷却システム。
〔実施例276〕
前記熱電冷却器は、少なくとも一方向において前記ヒートパイプよりも前記第1の熱分配構造のエッジにより近く配置される、実施例275に記載の冷却システム。
〔実施例277〕
実施例275~276のうちの1つの冷却システムであって、前記ヒートパイプは、前記冷却システムのファンに延びる、冷却システム。
〔実施例278〕
前記ヒートパイプが、最大3mmの厚さを有する、実施例275~277のうちの1つの冷却システム。
〔実施例279〕
実施例275~278のうちの1つの冷却システムであって、前記ヒートパイプは、前記熱源の中心とは反対の領域において、前記第1の熱分配構造に結合される、冷却システム。
〔実施例280〕
前記ヒートパイプが、前記第1の熱分配構造と前記第2の熱分配構造との間に配置される、実施例275~279のうちの1つの冷却システム。
〔実施例281〕
実施例275~280のうちの1つの冷却システムであって、前記ヒートパイプの第1の表面は、前記第1の熱分配構造に熱的に結合され、前記ヒートパイプの第2の表面は、前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、冷却システム。
〔実施例282〕
さらに、第2のヒートパイプを備え、前記第1のヒートパイプは、横方向において前記熱電冷却器と前記第2のヒートパイプとの間に配置される、実施例275~281のうちの1つの冷却システム。
〔実施例283〕
前記第2のヒートパイプが、前記第1の熱分配構造と前記第2の熱分配構造との間に配置される、実施例275~282のうちの1つの冷却システム。
〔実施例284〕
さらに、第3のヒートパイプを備え、前記第3のヒートパイプは、前記第2の熱分配構造に熱的に結合され、前記第3のヒートパイプは、横方向において前記第1の熱分配構造から離間される、実施例282または283に記載の冷却システム。
〔実施例285〕
前記熱電冷却器の厚さは、前記第1の熱分配構造の厚さよりも大きい、実施例284に記載の冷却システム。
〔実施例286〕
前記ヒートパイプの厚さは、前記第1の熱分配構造と前記第2の熱分配構造との間の距離よりも大きい、実施例282~283のうちの1つの冷却システム。
〔実施例287〕
前記第1の熱分配構造が、金属プレートまたは蒸気室である、実施例274~286のうちの1つの冷却システム。
〔実施例288〕
前記第2の熱分配構造が、金属プレートまたは蒸気室である、実施例274~287のうちの1つの冷却システム。
〔実施例289〕
前記第1の熱分配構造が、最大1mmの厚さを有する、実施例274~288のうちの1つの冷却システム。
〔実施例290〕
前記熱電冷却器が、最大3mmの厚さを有する、実施例274~289のうちの1つの冷却システム。
〔実施例291〕
前記第1の熱分配構造と前記第2の熱分配構造との間の距離が、最大でも3mmである、実施例274~290のうちの1つの冷却システム。
〔実施例292〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイを含む、実施例274~291のうちの1つの冷却システム。
〔実施例293〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源、または電圧変換器のうちの少なくとも1つである、実施例274~292のうちの1つの冷却システム。
〔実施例294〕
実施例274~293のうちの1つの冷却システムと;
前記熱源とを備える、
電子装置
〔実施例295〕
当該電子装置は、一つまたは複数の装置パラメータに基づいて、前記熱電冷却器を作動および不作動にするように構成される、実施例294に記載の電子装置。
〔実施例296〕
前記一つまたは複数の装置パラメータのうちのある装置パラメータは、前記熱源の接合部温度を示す、実施例296に記載の電子装置。
〔実施例297〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータは、前記電子装置の充電状態を示す、実施例296または297に記載の電子装置。
〔実施例298〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータは、当該電子装置の作業負荷を示す、実施例296、297または298に記載の電子装置。
〔実施例299〕
実施例294~298のうちの1つの電子装置であって、前記第2の熱分配構造と前記電子装置のエンクロージャの一部または前記電子装置のスクリーンの裏面との間の距離は、高々2mmである、電子装置。
〔実施例300〕
実施例294~299のうちの1つの電子装置であって、前記第2の熱分配構造は、前記電子装置のエンクロージャの一部に熱的に結合される、電子装置。
〔実施例301〕
前記熱源が、少なくとも15Wの熱設計電力を含む、実施例294~300のうちの1つの電子装置。
〔実施例302〕
前記熱源が、最大15Wの熱設計電力を含む、実施例294~301のうちの1つの電子装置。
〔実施例303〕
実施例294~302のうちの1つの電子装置であって、前記電子装置は、ヒートパイプなしで実装される、電子装置。
〔実施例304〕
実施例294~303のうちの1つの電子装置であって、前記電子装置は、ファンなしで実装される、電子装置。
〔実施例305〕
実施例294~304のうちの1つの電子装置であって、前記第1の熱分配構造は、前記熱源に熱的に結合された第1の部分と、前記第1の部分に熱的に結合された第2の部分とを備え、前記第1の熱分配構造の前記第2の部分は、横方向において前記熱源の横に配置され、前記熱源は、垂直方向において、前記第1の熱分配構造の前記第1の部分と前記第2の部分との間に配置される、電子装置。
〔実施例306〕
前記熱電冷却器の垂直方向の広がりが、前記熱源の垂直方向の広がりと重なる、実施例305に記載の電子装置。
〔実施例307〕
前記電子装置がタブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、実施例294~306のうちの1つの電子装置。
〔実施例308〕
電子装置を冷却するための方法であって:
前記電子装置の装置パラメータに基づいて熱電冷却器を作動させることを含み、
前記熱電冷却器の第1の表面は、第1の熱分配構造に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面は、第2の熱分配構造に熱的に結合され、前記第1の熱分配構造は、熱源に結合される、
方法。
〔実施例309〕
電子装置用の冷却構造であって:
熱源によって発生した熱を、熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散させるように構成された熱分配構造であって、前記熱分配構造は、前記熱分配構造の第1の側において、前記中心領域において前記熱源と熱的に結合されるように構成されている、熱分配構造と;
前記熱分配構造上に位置する境界であって、前記境界は、前記熱分配構造の前記第1の側において、前記熱分配構造の前記中心領域を囲む、境界とを備える、
冷却構造。
〔実施例310〕
前記熱分配構造は、前記中心領域において平面状の表面を備える、実施例309に記載の冷却構造。
〔実施例311〕
実施例309~310のうちの1つの冷却構造であって、前記境界は、前記中心領域の表面から最大1mm突出する、冷却構造。
〔実施例312〕
実施例309~311のうちの1つの冷却構造であって、前記境界によって囲まれた領域は、長さおよび幅に関して高々30mmの最大寸法をもつ、冷却構造。
〔実施例313〕
実施例309~312のうちの1つの冷却構造であって、前記境界が、横方向において前記中心領域を囲む壁を形成する、冷却構造。
〔実施例314〕
前記壁は、前記中心領域の表面に対して垂直に延在する、実施例313に記載の冷却構造。
〔実施例315〕
前記熱分配構造の第2の側にヒートシンクが取り付けられる、実施例309~314のうちの1つの冷却構造。
〔実施例316〕
実施例315に記載の冷却構造であって、前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクと前記熱分配構造との間の熱界面材料によって、前記熱分配構造の前記第2の側に熱的に結合される、冷却構造。
〔実施例317〕
前記熱分配構造のエッジ領域は、前記熱分配構造のエッジに沿って延在し、前記境界は、横方向において前記エッジ領域と前記中心領域との間で前記熱分配構造の上に位置する、実施例309~316のうちの1つの冷却構造。
〔実施例318〕
前記境界に取り付けられたシール・リングをさらに備え、前記シール・リングは、前記境界と前記熱源の担体構造との間のギャップをシールするように構成される、実施例309~317のうちの1つの冷却構造。
〔実施例319〕
実施例309~318のうちの1つの冷却構造であって、前記熱分配構造は、金属プレート、複数のヒートパイプ、または蒸気室を含む、冷却構造。
〔実施例320〕
実施例309~319のうちの1つの冷却構造であって、前記熱分配構造は、最大4mmの厚さを含む、冷却構造。
〔実施例321〕
実施例309~320のうちの1つの冷却構造であって、前記熱分配構造は、長さおよび幅に関して、少なくとも60mm、高々150mmの最大寸法を含む、冷却構造。
〔実施例322〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイである、実施例309~321のうちの1つの冷却構造。
〔実施例323〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源、または電圧変換器のうちの少なくとも1つである、実施例309~322のうちの1つの冷却構造。
〔実施例324〕
半導体ダイと;
前記半導体ダイによって生じた熱を前記熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成された熱分配構造を備える冷却構造であって、前記熱分配構造は、前記熱分配構造の第1の側において、前記中心領域において前記半導体ダイと熱的に結合される、冷却構造とを備え、
前記裸の半導体ダイは、熱界面材料を介して前記熱分配構造に熱的に直接結合される、
電子装置。
〔実施例325〕
前記半導体ダイは、中央処理装置である、実施例324に記載の電子装置。
〔実施例326〕
前記冷却構造が、実施例309~322のうちの1つによる冷却構造である、実施例324~325のうちの1つの電子装置。
〔実施例327〕
前記境界に取り付けられたシール・リングをさらに備え、前記シール・リングは、前記境界と前記半導体ダイのパッケージ基板との間のギャップをシールする、実施例326に記載の電子装置。
〔実施例328〕
前記熱分配構造が蒸気室であり、前記半導体ダイの裏面と前記蒸気室の空洞との間の距離が高々1mmである、実施例324~327のうちの1つの電子装置。
〔実施例329〕
回路基板をさらに備え、前記半導体ダイは、前記回路基板上に配置される、実施例324~328のうちの1つの電子装置。
〔実施例330〕
実施例324~329のうちの1つの電子装置であって、前記熱分配構造に取り付けられたヒートシンクに向けて空気を吹き込むように構成されたファンをさらに備える、電子装置。
〔実施例331〕
前記熱界面材料が熱グリースまたは液体金属である、実施例324~330のうちの1つの電子装置。
〔実施例332〕
前記半導体ダイは、少なくとも100Wの熱設計電力を含む、実施例324~331のうちの1つの電子装置。
〔実施例333〕
前記電子装置が、タブレット、ラップトップ、携帯電話またはパーソナルコンピュータである、実施例324~332のうちの1つの電子装置。
〔実施例334〕
冷却構造を形成するための方法であって:
熱源によって生じた熱を熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成された熱分配構造を提供する段階であって、前記熱分配構造は、前記熱分配構造の第1の側で、前記中心領域において前記熱源と熱的に結合されるように構成されるように構成されている、段階と;
前記熱分配構造に境界を形成するまたは取り付ける段階であって、前記境界は、前記熱分配構造の第1の側で、前記熱分配構造の前記中心領域を囲む、段階とを含む、
方法。
〔実施例335〕
さらに、前記熱分配構造上にヒートシンクを取り付ける段階を含む、実施例334に記載の方法。
〔実施例336〕
エンクロージャと;
前記エンクロージャ内で熱源に熱的に結合された層状ヒートスプレッダであって、前記層状ヒートスプレッダは、前記エンクロージャの内部から前記エンクロージャの外部に延びる、層状ヒートスプレッダとを備える、
電子装置。
〔実施例337〕
前記層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シート、グラフェン・シート、または金属箔を備える、実施例336に記載の電子装置。
〔実施例338〕
前記層状ヒートスプレッダが、前記層状ヒートスプレッダに沿った少なくとも1つの方向において少なくとも100W/mKの熱伝導率を有する、実施例336~337のうちの1つの電子装置
〔実施例339〕
前記エンクロージャが開口部を備え、前記層状ヒートスプレッダが前記開口部を通って内部から外部に延びる、実施例336~338のうちの1つの電子装置。
〔実施例340〕
前記開口部は、少なくとも290mmの長さおよび高々2mmの幅を含む、実施例339に記載の電子装置。
〔実施例341〕
前記層状ヒートスプレッダは、前記開口部の領域内の保護層によって覆われている、実施例339または340に記載の電子装置。
〔実施例342〕
前記保護層が、プラスチックまたはニッケル‐チタン‐合金を含む、実施例341に記載の電子装置。
〔実施例343〕
前記保護層が、前記開口部の前記領域においてカバー層によって覆われている、実施例341または342に記載の電子装置。
〔実施例344〕
前記カバー層がマイクロファイバー材料を含む、実施例343に記載の電子装置。
〔実施例345〕
実施例336~344のうちの1つに記載の電子装置であって、第1の側で前記熱源に熱的に結合された熱分配構造をさらに備え、前記層状ヒートスプレッダは、前記熱分配構造の第2の側に熱的に結合される、電子装置。
〔実施例346〕
前記熱分配構造は、金属プレート、ヒートパイプ、または蒸気室のうちの少なくとも1つを備える、実施例345に記載の電子装置。
〔実施例347〕
前記熱分配構造は、最大4mmの厚さを含む、実施例345または346に記載の電子装置。
〔実施例348〕
前記熱分配構造が、少なくとも60mmの長さおよび幅に関して最大寸法を含む、実施例345、346または347の電子装置。
〔実施例349〕
実施例336~348のうちの1つの電子装置であって、前記エンクロージャに接続されたキックスタンドをさらに備え、前記層状ヒートスプレッダの一部が、前記エンクロージャと前記キックスタンドとの間に延在する、電子装置。
〔実施例350〕
前記層状ヒートスプレッダの一部は、キックスタンドに取り付けられる、実施例349に記載の電子装置。
〔実施例351〕
前記層状ヒートスプレッダの一部が前記エンクロージャの外面に取り付けられる、実施例336~350のうちの1つの電子装置。
〔実施例352〕
実施例336~351のうちの1つの電子装置であって、前記エンクロージャの外側に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部は、ソフトカバーによって覆われている、電子装置。
〔実施例353〕
前記エンクロージャの外側に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部が、キーボードの背面に沿って延在する、実施例336~352のうちの1つの電子装置。
〔実施例354〕
実施例336~353のうちの1つの電子装置であって、前記エンクロージャ内に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部は、前記エンクロージャと前記電子装置のバッテリーとの間に延在する、電子装置。
〔実施例355〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイである、実施例336~354のうちの1つの電子装置。
〔実施例356〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源、または電圧変換器のうちの少なくとも1つである、実施例336~355のうちの1つの電子装置。
〔実施例357〕
前記電子装置がタブレットまたは携帯電話である、実施例336~356のうちの1つの電子装置。
〔実施例358〕
実施例336~357のうちの1つの電子装置であって、前記電子装置は、最大で25W、少なくとも5Wの熱設計電力を含む、電子装置。
〔実施例359〕
実施例336~358のうちの1つの電子装置であって、前記電子装置は、ファンなしで実装される、電子装置。
〔実施例360〕
電子装置用のカバーであって:
少なくとも1方向において少なくとも100W/mKの熱伝導率を有する層状ヒートスプレッダと;
層状担体とを備えており、前記層状ヒートスプレッダは前記層状担体に取り付けられる、
カバー。
〔実施例361〕
前記層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シート、グラフェン・シート、または金属箔を備える、実施例360に記載のカバー。
〔実施例362〕
前記層状担体は、前記層状ヒートスプレッダに取り付けられた保護層を含む、実施例360または361に記載のカバー。
〔実施例363〕
前記保護層が、プラスチックまたはニッケル‐チタン‐合金を含む、実施例362に記載のカバー。
〔実施例364〕
前記層状担体がカバー層を含む、実施例360~363のうちの1つのカバー。
〔実施例365〕
前記カバー層は、マイクロファイバー材料を含む、実施例364に記載のカバー。
〔実施例366〕
実施例360~365のうちの1つのカバーであって、前記カバーは、ソフトカバーまたはハードカバーである、カバー。
〔実施例367〕
実施例360~366のうちの1つのカバーであって、前記カバーは、前記電子装置を取り外し可能に収容するように構成される、カバー。
〔実施例368〕
前記電子装置がタブレットまたは携帯電話である、実施例360~367の1つのカバー。
〔実施例369〕
キーボードをさらに備え、前記層状ヒートスプレッダの一部が前記層状担体と前記キーボードとの間に延在する、実施例360~368のうちの1つのカバー。
〔実施例370〕
実施例370は、第1の金属壁および第2の金属壁によって少なくとも部分的に画定される密封された第1の空洞であって、該密封された第1の空洞の内圧は、該密封された第1の空洞の外側の周囲圧力よりも低い、第1の空洞と;平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって少なくとも部分的に画定される密封された第2の空洞であって、該第2の空洞は、該空洞内に配置された液体と、前記第3の壁の内部表面に結合されたウィック材料とを含む、第2の空洞とを含む、二階層の蒸気室装置を含む。
〔実施例372〕
実施例372は、実施例1および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、シールされた第1の空洞は、シールされた第2の空洞内に配置される。
〔実施例373〕
実施例373は、実施例1または2および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第1の空洞の内圧が0.1トル未満である。
〔実施例374〕
実施例374は、実施例1~3および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、空気よりも小さい熱伝導率を有する前記第1の空洞内の材料をさらに含む。
〔実施例375〕
実施例375は、実施例4および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記材料はエアロゲルである。
〔実施例376〕
実施例376は、実施例1~5および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、第1の空洞内に一つまたは複数の支持構造をさらに含み、該支持構造は、前記第1の金属壁および前記第2の金属壁と接触する。
〔実施例377〕
実施例377は、実施例6および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記支持構造は、少なくとも部分的に、前記第1の金属壁および前記第2の金属壁に直角である。
〔実施例378〕
実施例378は、実施例6および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記支持構造は、プラスチック、グラファイト、金属、および複合材料のうちの一つまたは複数で構成される。
〔実施例379〕
実施例379は、実施例1~8および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、さらに、前記第2の壁の内部表面に結合された追加のウィック材料を含む。
〔実施例380〕
実施例380は、実施例1~9および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、前記ウィック材料が焼結された金属を含む。
〔実施例381〕
実施例381は、実施例10および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記ウィック材料は、第1の部分および第2の部分を含み、前記第1の部分の焼結された金属は、前記第2の部分の焼結された金属よりも高い間隙率を有する。
〔実施例382〕
実施例382は、実施例11および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記第1の部分の焼結された金属は、約40%~70%の間の間隙率を有し、前記第2の部分の焼結された金属は、約30%~50%の間の間隙率を有する。
〔実施例383〕
実施例383は、コンピュータ用の冷却システムであって、冷却システムが二階層の蒸気室を備え、前記二階層の蒸気室は、少なくとも部分的に第1の金属壁および第2の金属壁によって画定される密封された第1の空洞であって、前記密封された第1の空洞の内圧が、該密封された第1の空洞の外側の周囲圧よりも低い、第1の空洞と;少なくとも部分的に、平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって画定される密封された第2の空洞であって、該第2の空洞は、内部に配置された液体と、前記第3の壁の内部表面に結合されたウィック材料とを備える、装置を含む。
〔実施例384〕
実施例384は、実施例13および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、密封された第1の空洞は、密封された第2の空洞内に配置される。
〔実施例385〕
実施例385は、実施例13または14および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第1の空洞の断面領域は、実質的に矩形および実質的に台形のうちの1つである。
〔実施例386〕
実施例386は、実施例13または14および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第2の空洞の断面領域は、実質的に長方形である。
〔実施例387〕
実施例387は、実施例13、15、または16、および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第1の空洞の断面積は、第2の空洞の断面積未満である。
〔実施例388〕
実施例388は、実施例13~17および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、前記第1の壁は、銅、チタン、およびアルミニウムのうちの1つを含む。
〔実施例389〕
実施例389は、実施例13~17および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、前記第3の壁は、銅、チタン、およびアルミニウムの1つを含む。
〔実施例390〕
実施例390は、プロセッサを備えるチップ・パッケージ;ならびに第1の金属壁および第2の金属壁によって少なくとも部分的に画定される第1の空洞であって、前記第1の空洞の内圧が、前記第1の空洞の外側の周囲圧力よりも低い、第1の空洞と、平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって少なくとも部分的に画定される第2の空洞であって、前記第2の空洞が、その中に配置された液体、前記第3の壁の内面に結合されたウィック材料を含む、第2の空洞とを含む蒸気室装置を備えた装置を含み、前記チップ・パッケージは、それが前記蒸気室の平坦な第3の金属壁に結合されるように配置される。
〔実施例391〕
実施例391は、実施例20および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第1の空洞が第2の空洞内に配置される。
〔実施例392〕
実施例392は、実施例20または21の主題および/または他の実施例を含み、任意的に、前記蒸気室装置に結合された熱交換器をさらに含む。
〔実施例393〕
実施例393は、実施例20~22および/または他の実施例のいずれかの主題を含み、任意的に、前記チップ・パッケージは、中央処理装置およびグラフィックス処理装置のうちの1つを含む。
〔実施例394〕
実施例394は、実施例20~23および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、前記チップ・パッケージを収容するプリント回路基板であって、前記蒸気室装置が、前記プリント回路基板の反対側の前記チップ・パッケージの表面上で前記チップ・パッケージに結合される、プリント回路基板と;ガラスを含む上部カバーとを含み、前記上部カバーおよび蒸気室装置は、前記上部第2のカバーの内面と前記チップ・パッケージの反対側の前記蒸気室装置の表面との間に空気ギャップがある第2のように位置される。
〔実施例395〕
実施例395は、実施例20~24および/または他の実施例のいずれかの主題を含み、任意的に、前記システムが携帯電話またはタブレット・コンピュータ装置の1つである。
〔実施例A1〕
実施例A1では、蒸気室は、一つまたは複数のカラムを含むことができ、前記一つまたは複数のカラムの少なくとも一部は、繊維編組および一つまたは複数のウィックを含む。
〔実施例A2〕
実施例A2では、実施例A1の主題は、任意的に、前記蒸気室の前記一つまたは複数のウィックのうちの少なくとも1つが前記繊維編組を含むことを含むことができる。
〔実施例A3〕
実施例A3では、実施例A1~A2のいずれかの主題事項は、任意的に、繊維編組が銅繊維またはチタン繊維で作られていることを含むことができる。
〔実施例A4〕
実施例A4では、実施例A1~A3のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムが前記蒸気室の底部プレートにろう付けされることを含むことができる。
〔実施例A5〕
実施例A5では、実施例A1~A4のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムが前記蒸気室の上部プレートにろう付けされることを含むことができる。
〔実施例A6〕
実施例A6では、実施例A1~A5のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムの一部が支持カラムであり、前記支持カラムが繊維編組を含まないことを含むことができる。
〔実施例AA1〕
実施例AA1は、一つまたは複数の熱源と、該一つまたは複数の熱源の上方の蒸気室とを含む装置であり、前記蒸気室は、繊維編組を含む。
〔実施例AA2〕
実施例AA2では、実施例AA1の主題は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムが前記繊維編組を含むことを含むことができる。
〔実施例AA3〕
実施例AA3では、実施例AA1~AA2のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のウィックが前記繊維編組を含むことを含むことができる。
〔実施例AA4〕
実施例AA4では、実施例AA1~AA3のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が銅繊維またはチタン繊維で作られていることを含むことができる。
〔実施例AA5〕
実施例AA5では、実施例AA1~AA4のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムが前記繊維編組を含み、前記カラムが前記蒸気室の底部プレートにろう付けされることを含むことができる。
〔実施例AA6〕
実施例AA6では、実施例AA1~AA5のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムが前記繊維編組を含み、前記カラムが前記蒸気室の上部プレートにろう付けされることを含むことができる。
〔実施例AA7〕
実施例AA7では、実施例AA1~AA6のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムおよび前記蒸気室の一つまたは複数のウィックが前記繊維編組を含むことを含むことができる。
〔実施例AA8〕
実施例AA8では、実施例AA1~AA7のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムが支持カラムであり、前記支持カラムが前記繊維編組を含まないことを含むことができる。
〔実施例M1〕
実施例M1は、繊維編組から前記繊維編組を切断することによって前記蒸気室のための一つまたは複数のカラムを作成し、作成された一つまたは複数のカラムを上部プレートまたは底部プレートにろう付けして、前記蒸気室のためのカラムの少なくとも一部を作成することを含む方法である。
〔実施例M2〕
実施例M2では、実施例M1の主題事項は、任意的に、前記繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のウィックを作成することを含むことができる。
〔実施例M3〕
実施例M3では、実施例M1~M2のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が前記蒸気室を作る前に作成されたことを含むことができる。
〔実施例M4〕
実施例M4では、実施例M1~M3のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が銅繊維またはチタン繊維で作られていることを含むことができる。
〔実施例M5〕
実施例M5では、実施例M1~M4のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室のための一つまたは複数の支持カラムを作成する段階であって、前記支持カラムは、前記繊維編組を含まない、段階と、前記一つまたは複数の支持カラムを前記上部プレートまたは前記底部プレートに固定する段階とを含むことができる。
〔実施例M6〕
実施例M6では、実施例M1~M5のいずれか1つの主題事項は、任意的に前記上部プレートを前記底部プレートに固定して、前記蒸気室を形成することを含むことができる。
〔実施例AA1〕
実施例AA1は、繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のカラムを作成する手段と、作成された一つまたは複数のカラムを上部プレートまたは底部プレートにろう付けして、前記蒸気室のためのカラムの少なくとも一部を作成する手段とを含む装置である。
〔実施例AA2〕
実施例AA2では、実施例AA1の主題事項は、任意的に、前記繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のウィックを作成することを含むことができる。
〔実施例AA3〕
実施例AA3では、実施例AA1~AA2のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が前記蒸気室を作る前に作成されたことを含むことができる。
〔実施例AA4〕
実施例AA4では、実施例AA1~AA3のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が銅繊維またはチタン繊維で作られていることを含むことができる。
〔実施例AA5〕
実施例AA5では、実施例AA1~AA4のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室のための一つまたは複数の支持カラムを作成する手段であって、前記支持カラムは、前記繊維編組を含まない、主題と、前記一つまたは複数の支持カラムを前記上部プレートまたは前記底部プレートに固定する手段とを含むことができる。
〔実施例AA6〕
実施例AA6では、実施例AA1~AA5のいずれか1つの主題事項は、任意的に前記上部プレートを前記底部プレートに固定して、前記蒸気室を形成する手段を含むことができる。
〔実施例1〕
熱源と;
前記電子装置の動作中に前記熱源によって発生した熱を分配するために前記熱源に結合された蒸気室とを有する、
電子装置。
〔実施例2〕
メインブロー方向を含むファンをさらに備え、前記ファンは、前記メインブロー方向が前記蒸気室のほうに向けられるように配置される、実施例1の電子装置。
〔実施例3〕
前記ファンが、前記蒸気室の表面に沿って空気を吹き付けるように構成されている、実施例2の電子装置。
〔実施例4〕
前記ファンによって引き起こされた前記空気流の少なくとも50%が、前記蒸気室の前記表面に沿って流れる、実施例3の電子装置。
〔実施例5〕
前記ファンが、前記蒸気室から当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも一方に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例2~4のうちの1つの電子装置。
〔実施例6〕
前記熱源を担持するように構成された回路基板をさらに備え、前記ファンは、前記回路基板から当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも一方に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例2~5のうちの1つの電子装置。
〔実施例7〕
前記ファンによって引き起こされる前記空気流を前記蒸気室の前記表面に沿って案内するように構成された案内構造をさらに備え、前記案内構造は、前記蒸気室の前記表面、当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも1つに配置される、実施例2~6のうちの1つの電子装置。
〔実施例8〕
前記案内構造は、ガスケット材料を備える、実施例7に記載の電子装置。
〔実施例9〕
前記案内構造は、一つまたは複数の空気取り入れ開口部および一つまたは複数の空気出口開口部を除き、前記蒸気室を完全に取り囲む、実施例7または8に記載の電子装置。
〔実施例10〕
前記ファンの前記メインブロー方向が、前記ファンの回転軸に対して実質的に垂直である、実施例2~9のうちの1つの電子装置。
〔実施例11〕
前記ファンの主空気取り入れ口方向は、前記ファンの回転軸と実質的に平行である、実施例2~10のうちの1つの電子装置。
〔実施例12〕
前記ファンに隣接してヒートシンクが配置されていない、実施例2~11のうちの1つの電子装置。
〔実施例13〕
前記ファンは、高さ、長さ、および幅に関して最大寸法が最大〔高々〕50mmである、実施例2~12のうちの1つの電子装置。
〔実施例14〕
前記ファンが単一出口ファンである、実施例2~13のうちの1つの電子装置。
〔実施例15〕
前記蒸気室が、少なくとも150mmの最大寸法を有する、実施例2~14のうちの1つの電子装置。
〔実施例16〕
前記ファンが横方向において前記蒸気室の横に配置されている、実施例2~15のうちの1つの電子装置。
〔実施例17〕
前記ファンの垂直方向の広がりが前記蒸気室の垂直方向の広がりと重なる、実施例2~16のうちの1つの電子装置。
〔実施例18〕
前記蒸気室が、前記ファンと空気出口との間の空気流路に沿って配置される、実施例2~17のうちの1つの電子装置。
〔実施例19〕
当該電子装置が最大8mmの厚さをもつ、実施例2~18のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例20〕
当該電子装置が、最大10Wおよび少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例2~19のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例21〕
当該電子装置が、ヒートパイプなしで実装される、実施例2~20のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例22〕
当該電子装置が、前記ファンのためのヒートシンクなしで実装される、実施例2~21のうちの1つの電子装置。
〔実施例23〕
当該電子装置が、タブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、実施例2~22のうちの1つの電子装置。
〔実施例24〕
前記ファンに近接した一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャをさらに備え、前記ファンは、前記一つまたは複数の取り入れ開口を通じて当該電子装置の外部から空気を吸い込むように構成される、実施例2~23のうちの1つの電子装置。
〔実施例25〕
前記ファンが、空気取り入れ口から前記ファンを通って前記蒸気室の表面へ、および前記蒸気室の表面から空気出口への空気流を生じさせるように構成されている、実施例2~24のうちの1つの電子装置。
〔実施例26〕
前記蒸気室の表面に沿って空気流を生じさせるように構成されたブロワーをさらに備え、前記ブロワーが:
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ、
のうち少なくとも一方をもつ、上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例27〕
前記ブロワーは、前記熱分配構造に向かって空気を吹き付けるように構成される、実施例26に記載の電子装置。
〔実施例28〕
前記ブロワーによって引き起こされた空気流れ少なくとも50%は、前記熱分配構造の表面に沿って流れる、実施例26~27のうちの1つの電子装置。
〔実施例29〕
前記ブロワーが、前記熱分配構造から当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの裏面まで延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例26~28のうちの1つの電子装置。
〔実施例30〕
前記ギャップは、最大2mmの厚さを有する、実施例29に記載の電子装置。
〔実施例31〕
前記熱源を担持するように構成された回路基板をさらに備え、前記ブロワーは、前記回路基板と前記熱分配構造との間のギャップを通る空気の流れを引き起こすように構成されている、実施例26~30のうちの1つの電子装置。
〔実施例32〕
前記熱分配構造の表面に沿って前記ブロワーによって引き起こされる空気の流れを案内するように構成された案内構造をさらに備え、前記案内構造は、前記熱分配構造の表面または当該電子装置のエンクロージャの一部のうちの少なくとも一方に配置される、実施例26~31のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例33〕
前記案内構造は、最大2mmの高さを有する壁を備える、実施例32に記載の電子装置。
〔実施例34〕
前記ブロワーに隣接してヒートシンクが配置されていない、実施例26~33のうちの1つの電子装置。
〔実施例35〕
前記蒸気室が少なくとも150mmの最大寸法を有する、実施例26~34のうちの1つの電子装置。
〔実施例36〕
前記ブロワーは、横方向において前記蒸気室の横に配置される、実施例26~35のうちの1つの電子装置。
〔実施例37〕
前記ブロワーの垂直方向の広がりが前記蒸気室の垂直方向の広がりと重なる、実施例26~36のうちの1つの電子装置。
〔実施例38〕
前記蒸気室が、前記ブロワーと空気出口との間の空気流路に沿って配置される、実施例26~37のうちの1つの電子装置。
〔実施例39〕
前記蒸気室の表面に沿って空気の流れを引き起こすように構成された第2のブロワーをさらに備え、前記第2のブロワーは、
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ、
のうち少なくとも一方をもつ、実施例26~38のうちの1つの電子装置。
〔実施例40〕
前記第1のブロワーおよび前記第2のブロワーは、横方向において前記熱分配構造の反対側に配置される、実施例39に記載の電子装置。
〔実施例41〕
前記ブロワーが最大0.08Aの最大電流消費量をもつ、実施例26~40のうちの1つの電子装置。
〔実施例42〕
当該電子装置は、最大でも25Wおよび少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例41に記載の電子装置。
〔実施例43〕
当該電子装置はヒートパイプなしで実装される、実施例26~42のうちの1つの電子装置。
〔実施例44〕
当該電子装置は、前記ブロワーのためのヒートスプレッダなしで実装される、実施例26~43のうちの1つの電子装置。
〔実施例45〕
前記ブロワーに近接する一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャをさらに備え、前記ブロワーは、前記一つまたは複数の取り入れ開口を通じて当該電子装置の外部から空気を吸引するように構成される、実施例26~44のうちの1つの電子装置。
〔実施例46〕
前記ブロワーは、空気取り入れ口から前記ブロワーを通って前記蒸気室の表面へ、および前記蒸気室から空気出口への空気の流れを生じさせるように構成されている、実施例26~45のうちの1つの電子装置。
〔実施例47〕
回路基板をさらに備え、前記回路基板は、前記熱源を担持するように構成され、前記回路基板は、開口を備え、前記ブロワーは、少なくとも部分的に前記開口に配置される、実施例26~46のうちの1つの電子装置。
〔実施例48〕
当該電子装置が、少なくとも20mmの高さ、長さおよび幅に関する最大寸法を含むブロワーなしで実装される、実施例26~47のうちの1つの電子装置
〔実施例49〕
ファンをさらに含み、前記ファンが:
少なくとも30mmの最大長さおよび最大幅;または
少なくとも4mmの最大厚さ
のうちの少なくとも1つをもつ、実施例26~47のうちの1つの電子装置。
〔実施例50〕
当該電子装置の前記熱源の熱負荷に基づいて前記少なくとも1つのブロワー・ファンを作動または不作動にするように構成された制御回路をさらに備える、実施例26~49のうちの1つの電子装置。
〔実施例51〕
前記制御回路は、前記熱源の前記熱負荷が閾値を上回る場合に、前記少なくとも1つのブロワーを作動させ、前記熱源の前記熱負荷が前記閾値を下回る場合に、前記少なくとも1つのブロワーを不作動にするように構成される、実施例50に記載の電子装置。
〔実施例52〕
前記制御回路は、前記熱源の前記熱負荷が閾値を下回る場合に、当該電子装置の前記冷却システムを受動的に動作させるように構成される、実施例50~51のうちの1つの電子装置。
〔実施例53〕
前記制御回路が、前記コンピューティング装置の処理ユニットから、前記熱負荷に関する情報を得るように構成される、実施例50~52のうちの1つの電子装置。
〔実施例54〕
前記熱負荷に関する情報が、当該電子装置内で測定または推定される少なくとも1つの温度に基づいている、実施例50~53のうちの1つの電子装置。
〔実施例55〕
前記熱負荷に関する情報が、前記熱源のターボ状態に基づく、実施例50~54のうちの1つの電子装置。
〔実施例56〕
前記熱負荷に関する情報が、前記熱負荷の予測される発展に基づいている、実施例50~55のうちの1つの電子装置。
〔実施例57〕
前記少なくとも1つのブロワーが、最大30mmのファン直径を有する、実施例50~56のうちの1つの電子装置。
〔実施例58〕
前記少なくとも1つのブロワーが、最大5mmのファン高さを有する、実施例50~57のうちの1つの電子装置。
〔実施例59〕
前記蒸気室が、少なくとも1つの実質的に平坦な主表面をもち、前記少なくとも1つのブロワー・ファンが、前記少なくとも1つの実質的に平坦な主表面を横切って(across)空気を吹き付けるように構成される、実施例50~58のうちの1つの電子装置。
〔実施例60〕
2つのブロワーを備え、前記2つのブロワーは、前記蒸気室のそれぞれの側面に配置される、実施例50~59のうちの1つの電子装置。
〔実施例61〕
前記少なくとも1つのブロワーによって前記蒸気室に向かって送風された前記空気を導くための少なくとも1つの空気流伝導部(conductor)をさらに備える、実施例50~60のうちの1つの電子装置。
〔実施例62〕
前記少なくとも1つのブロワーは、当該電子装置のシャーシの底部プレートの主要部分に対してゼロ以外の角度で配置される、実施例50~61のうちの1つの電子装置。
〔実施例63〕
前記シャーシの前記底部プレートの前記主要部分に対する前記少なくとも1つのブロワーの角度は、2°から15°の間である、実施例62に記載の電子装置。
〔実施例64〕
前記蒸気室が、当該電子装置のシャーシによって保持される、実施例50~63のうちの1つの電子装置。
〔実施例65〕
前記熱源が、前記熱源の熱負荷に関する情報を決定し、前記熱負荷に関する情報を前記制御回路に提供するように構成される、実施例50~64のうちの1つの電子装置。
〔実施例66〕
前記熱源が、当該電子装置内で測定もしくは推定される少なくとも1つの温度に基づいて、または前記処理ユニットのターボ状態に基づいて、前記熱負荷に関する情報を決定するように構成される、実施例50~65のうちの1つの電子装置。
〔実施例67〕
前記熱源が、機械学習モデルを用いて前記熱負荷を予測することによって、前記熱負荷に関する情報を決定するように構成される、実施例50~66のうちの1つの電子装置。
〔実施例68〕
熱電冷却器と;
第2の熱分配構造とをさらに備え、
前記蒸気室が第1の熱分配構造であり、
前記熱電冷却器の第1の表面が前記蒸気室に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面が前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、
上記の実施例のうちのいずれかの電子装置。
〔実施例69〕
前記第1の熱分配構造上の前記熱電冷却器に隣接して配置されたヒートパイプをさらに備える、実施例68に記載の電子装置。
〔実施例70〕
前記熱電冷却器は、少なくとも1つの方向で前記ヒートパイプよりも前記蒸気室のエッジにより近くに位置する、実施例69に記載の電子装置。
〔実施例71〕
前記ヒートパイプが前記冷却システムのファンまで延びている、実施例69~70のうちの1つの電子装置。
〔実施例72〕
前記ヒートパイプが最大3mmの厚さをもつ、実施例69~71のうちの1つの電子装置。
〔実施例73〕
前記ヒートパイプは、前記熱源の中心とは反対の領域において、前記第1の熱分配構造に結合される、実施例69~72のうちの1つの電子装置。
〔実施例74〕
前記ヒートパイプが、前記蒸気室と前記第2の熱分配構造との間に配置される、実施例69~73のうちの1つの電子装置。
〔実施例75〕
前記ヒートパイプの第1の表面が前記蒸気室に熱的に結合され、前記ヒートパイプの第2の表面が前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、実施例69~74のうちの1つの電子装置。
〔実施例76〕
第2のヒートパイプをさらに備え、前記第1のヒートパイプは、横方向において前記熱電冷却器と前記第2のヒートパイプとの間に配置される、実施例69~75のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例77〕
前記第2のヒートパイプは、前記蒸気室と前記第2の熱分配構造との間に配置される、実施例69~76のうちの1つの電子装置。
〔実施例78〕
第3のヒートパイプをさらに備え、前記第3のヒートパイプは、前記第2の熱分配構造に熱的に結合され、前記第3のヒートパイプは、横方向において前記蒸気室から離間されている、実施例76に記載の電子装置。
〔実施例79〕
前記熱電冷却器の厚さは、前記蒸気室の厚さよりも大きい、実施例78に記載の電子装置。
〔実施例80〕
前記蒸気室の厚さが、前記蒸気室と前記第2の熱分配構造との間の距離よりも大きい、実施例78~79のうちの1つの電子装置。
〔実施例81〕
前記第2の熱分配構造が、金属プレートまたは蒸気室である、実施例68~80のうちの1つの電子装置。
〔実施例82〕
前記熱電冷却器は、最大3mmの厚さを有する、実施例68~81のうちの1つの電子装置。
〔実施例83〕
前記蒸気室と前記第2の熱分配構造との間の距離が、最大でも3mmである、実施例68~82のうちの1つの電子装置。
〔実施例84〕
前記電子装置は、一つまたは複数の装置パラメータに基づいて、前記熱電冷却器を作動および不作動にするように構成される、実施例68~83のうちの1つの電子装置。
〔実施例85〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータは、前記熱源の接合部温度を示す、実施例84に記載の電子装置。
〔実施例86〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータが、前記電子装置の充電状態を示す、実施例84または85に記載の電子装置。
〔実施例87〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータが、前記電子装置の作業負荷を示す、実施例84、85または86に記載の電子装置。
〔実施例88〕
前記第2の熱分配構造と当該電子装置のエンクロージャの一部または当該電子装置のスクリーンの裏面との間の距離は、高々2mmである、実施例68~87のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例89〕
前記第2の熱分配構造は、当該電子装置のエンクロージャの一部に熱的に結合される、実施例68~88のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例90〕
前記熱源が、少なくとも15Wの熱設計電力を含む、実施例68~89のうちの1つの電子装置。
〔実施例91〕
前記熱源が、最大15Wの熱設計電力を含む、実施例68~89のうちの1つの電子装置。
〔実施例92〕
当該電子装置がヒートパイプなしで実装される、実施例68~91のうちの1つの電子装置。
〔実施例93〕
当該電子装置はファンなしで実装される、実施例68~92のうちの1つの電子装置。
〔実施例94〕
前記蒸気室であって、前記蒸気室は、前記熱源によって引き起こされる熱を、前記蒸気室の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成され、前記蒸気室は、前記蒸気室の第1の側において、前記中心領域内の前記熱源と結合される、蒸気室と;
前記蒸気室に位置する境界であって、前記境界は、前記熱分配構造の前記第1の側において、前記熱分配構造の前記中心領域を取り囲む、境界とを含む、
上記の例のいずれかの電子装置。
〔実施例95〕
前記蒸気室が、前記中央領域内の平面状の表面を含む、実施例94に記載の電子装置。
〔実施例96〕
前記境界は、前記中心領域の表面から最大1mm突出する、実施例94~95のうちの1つの電子装置。
〔実施例97〕
前記境界によって囲まれた領域は、長さおよび幅に関して最大30mmの最大寸法を含む、実施例94~96のうちの1つの電子装置。
〔実施例98〕
前記境界が、横方向において前記中心領域を囲む壁を形成する、実施例94~97のうちの1つの電子装置。
〔実施例99〕
前記壁は、前記中心領域の表面に対して垂直に延在する、実施例98に記載の電子装置。
〔実施例100〕
前記蒸気室の第2の側にヒートシンクが取り付けられる、実施例94~99のうちの1つの電子装置。
〔実施例101〕
前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクと前記蒸気室との間の熱界面材料によって、前記蒸気室の前記第2の側に熱的に結合される、実施例100に記載の電子装置。
〔実施例102〕
前記蒸気室のエッジ領域は、前記蒸気室のエッジに沿って延在し、前記境界は、横方向において前記エッジ領域と前記中心領域との間で、前記蒸気室に位置する、実施例94~101のうちの1つの電子装置。
〔実施例103〕
さらに、前記境界に取り付けられたシール・リングを備え、前記シール・リングは、前記境界と前記熱源の担体構造との間のギャップをシールするように構成される、実施例94~102のうちの1つの電子装置。
〔実施例104〕
前記蒸気室が、最大4mmの厚さを含む、実施例94~103のうちの1つの電子装置。
〔実施例105〕
前記蒸気室が、長さおよび幅に関して少なくとも60mmおよび少なくとも150mmの最大寸法を含む、実施例94~104のうちの1つの電子装置。
〔実施例106〕
前記熱源が半導体ダイを含み、前記蒸気室が、前記半導体ダイによって引き起こされる熱を前記蒸気室の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成され、前記蒸気室が、前記蒸気室の第1の側において前記中心領域において前記半導体ダイと熱的に結合され、
前記裸の半導体ダイは、熱界面材料を介して前記蒸気室に熱的に直接結合される、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例107〕
前記半導体ダイは中央処理装置である、実施例106に記載の電子装置。
〔実施例108〕
前記境界に取り付けられたシール・リングをさらに備え、前記シール・リングは、前記境界と前記半導体ダイのパッケージ基板との間のギャップをシールする、実施例106~107のうちの1つの電子装置。
〔実施例109〕
前記半導体ダイの裏面と前記蒸気室の空洞との間の距離が、最大でも1mmである、実施例106~108のうちの1つの電子装置。
〔実施例110〕
回路基板をさらに備え、前記半導体ダイは、前記回路基板上に配置される、実施例106~109のうちの1つの電子装置。
〔実施例111〕
前記蒸気室に取り付けられたヒートシンクに向けて空気を吹き付けるように構成されたファンをさらに備える、実施例106~110のうちの1つの電子装置。
〔実施例112〕
前記熱界面材料が熱グリースまたは液体金属である、実施例106~111のうちの1つの電子装置。
〔実施例113〕
前記半導体ダイは、少なくとも100Wの熱設計電力を含む、実施例106~112のうちの1つの電子装置。
〔実施例114〕
エンクロージャと;
前記エンクロージャ内で前記蒸気室に熱的に結合された層状ヒートスプレッダとをさらに備え、前記層状ヒートスプレッダは、前記エンクロージャの内部から前記エンクロージャの外部に延びる、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例115〕
前記層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シート、グラフェン・シート、または金属箔を備える、実施例114に記載の電子装置。
〔実施例116〕
前記層状ヒートスプレッダが、前記層状ヒートスプレッダに沿った少なくとも1つの方向において少なくとも100W/mKの熱伝導率を有する、実施例114~115のうちの1つの電子装置
〔実施例117〕
前記エンクロージャが開口部を備え、前記層状ヒートスプレッダが前記開口部を通って内部から外部に延びる、実施例114~116のうちの1つの電子装置。
〔実施例118〕
前記開口部は、少なくとも290mmの長さおよび高々2mmの幅を含む、実施例117に記載の電子装置。
〔実施例119〕
前記層状ヒートスプレッダは、前記開口部の前記領域内の保護層によって覆われている、実施例117または118に記載の電子装置。
〔実施例120〕
前記保護層が、プラスチックまたはニッケル‐チタン‐合金を含む、実施例119に記載の電子装置。
〔実施例121〕
前記保護層が、前記開口部の領域内のカバー層によって覆われている、実施例119または120の電子装置。
〔実施例122〕
前記カバー層がマイクロファイバー材料を含む、実施例121に記載の電子装置。
〔実施例123〕
前記蒸気室が、第1の側で前記熱源に熱的に結合され、前記層状ヒートスプレッダが、前記蒸気室の第2の側に熱的に結合される、実施例114~122のうちの1つの電子装置。
〔実施例124〕
前記蒸気室が、最大4mmの厚さを含む、実施例114~123のうちの1つの電子装置。
〔実施例125〕
前記蒸気室が、長さおよび幅に関して少なくとも60mmの最大寸法を含む、実施例114~124のうちの1つの電子装置。
〔実施例126〕
前記エンクロージャに接続されたキックスタンドをさらに備え、前記層状ヒートスプレッダの一部が、前記エンクロージャと前記キックスタンドとの間に延在する、実施例114~125のうちの1つの電子装置。
〔実施例127〕
前記層状ヒートスプレッダの一部は、前記キックスタンドに取り付けられる、実施例126に記載の電子装置。
〔実施例128〕
前記層状ヒートスプレッダの一部が、前記エンクロージャの外面に取り付けられる、実施例114~127のうちの1つの電子装置。
〔実施例129〕
前記エンクロージャの外側に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部が、ソフトカバーによって覆われている、実施例114~128のうちの1つの電子装置。
〔実施例130〕
前記エンクロージャの外側に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部が、キーボードの背面に沿って延在する、実施例114~129のうちの1つの電子装置。
〔実施例131〕
前記エンクロージャ内に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部が、前記エンクロージャと当該電子装置のバッテリーとの間に延在する、実施例114~130のうちの1つの電子装置。
〔実施例132〕
当該電子装置が、最大でも25W、少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例114~131のうちの1つの電子装置。
〔実施例133〕
当該電子装置がファンなしで実装される、実施例114~132のうちの1つの電子装置。
〔実施例134〕
前記蒸気室が:
少なくとも部分的に第1の金属壁および第2の金属壁によって画定される、封止〔シール〕された第1の空洞であって、封止された第1の空洞の内圧は、封止された第1の空洞の外側の周囲圧力よりも低い、第1の空洞と;
少なくとも部分的に、平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって画定される、封止された第2の空洞であって、前記第2の空洞は、その中に配置された液体と、前記第3の壁の内部表面に結合されたウィック材料とを含む、第2の空洞とを備える、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例135〕
前記シールされた第1の空洞は、前記シールされた第2の空洞内に配置される、実施例134に記載の電子装置。
〔実施例136〕
前記第1の空洞の内圧が0.1トル未満である、実施例134~135のうちの1つの電子装置。
〔実施例137〕
空気よりも熱伝導率が小さい、前記第1の空洞内の材料をさらに含む、実施例134~136のうちの1つの電子装置。
〔実施例138〕
前記材料がエアロゲルである、実施例137に記載の電子装置。
〔実施例139〕
前記第1の空洞内に一つまたは複数の支持構造をさらに含み、前記支持構造は、前記第1の金属壁および前記第2の金属壁と接触している、実施例134~138のうちの1つの電子装置。
〔実施例140〕
前記支持構造は、前記第1の金属壁および第2の金属壁に対して少なくとも部分的に直交する、実施例139に記載の電子装置。
〔実施例141〕
前記支持構造は、プラスチック、グラファイト、金属、および複合材料のうちの一つまたは複数で構成される、実施例139または140に記載の電子装置。
〔実施例142〕
前記第2の壁の内面に結合された追加のウィック材料をさらに含む、実施例134~141のうちの1つの電子装置。
〔実施例143〕
前記ウィック材料が焼結金属を含む、実施例134~142のうちの1つの電子装置。
〔実施例144〕
前記ウィック材料は、第1の部分と第2の部分とを含み、前記第1の部分の前記焼結金属は、前記第2の部分の前記焼結金属よりも高い間隙率を有する、実施例143に記載の電子装置。
〔実施例145〕
前記第1の部分の前記焼結金属は、約40%~70%の間の間隙率を有し、前記第2の部分の前記焼結金属は、約30%~50%の間の間隙率を有する、実施例144に記載の電子装置。
〔実施例146〕
前記第1の空洞の断面領域が、実質的に長方形および実質的に台形のうちの一方である、実施例134~145のうちの1つの電子装置。
〔実施例147〕
前記第2の空洞の断面領域が、実質的に長方形である、実施例134~146のうちの1つの電子装置。
〔実施例148〕
前記第1の空洞の断面積が、前記第2の空洞の断面積未満である、実施例134~147のうちの1つの電子装置。
〔実施例149〕
前記第1の壁が、銅、チタン、およびアルミニウムのうちの1つを含む、実施例134~148のうちの1つの電子装置。
〔実施例150〕
前記第3の壁が、銅、チタン、およびアルミニウムのうちの1つを含む、実施例134~149のうちの1つの電子装置。
〔実施例151〕
前記蒸気室は:
一つまたは複数のカラムであって、前記一つまたは複数のカラムの少なくとも一部は、繊維編組を含む、カラムと;
一つまたは複数のウィックとを含む、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例152〕
前記蒸気室の前記一つまたは複数のウィックのうちの少なくとも1つは、前記繊維編組を含む、実施例151に記載の電子装置。
〔実施例153〕
前記繊維編組は、銅ファイバーまたはチタンファイバーで作られている、実施例151~152のうちの1つの電子装置。
〔実施例154〕
前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムが、前記蒸気室の底部プレートにろう付けされる、実施例151~153のうちの1つの電子装置。
〔実施例155〕
前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムは、前記蒸気室の上部プレートにろう付けされる、実施例151~154のうちの1つの電子装置。
〔実施例156〕
前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムの一部は、支持カラムであり、前記支持カラムは、前記繊維編組を含まない、実施例151~155のうちの1つの電子装置。
〔実施例157〕
前記蒸気室は、実質的に矩形の形状因子を有する平面状の蒸気室であり、前記矩形の形状因子の第2の寸法d2は、前記矩形の形状因子の第1の寸法d1の少なくとも約2倍である、上記の実施例のうちの1つの電子装置。
〔実施例158〕
第1のファンおよび第2のファンと;
前記平面状蒸気室とは別個であり、前記平面状蒸気室の第1および第2のd1エッジに沿って配置され、前記第1および第2のd1エッジからそれぞれ前記第1および第2のファンへ熱を伝導するようにさらに配置された第1のヒートパイプおよび第2のヒートパイプとをさらに備える、
実施例157の電子装置。
〔実施例159〕
d2が約2・d1と5・d1の間である、実施例157~158のうちの1つの電子装置。
〔実施例160〕
前記ヒートパイプは、前記蒸気室のエッジに沿って配置される、実施例157~159のうちの1つの電子装置。
〔実施例161〕
前記蒸気室の反対側のエッジに沿って配置された第2のヒートパイプをさらに備える、実施例157~160のうちの1つの電子装置。
〔実施例162〕
前記第1および第2のヒートパイプが蒸気室である、実施例157~161のうちの1つの電子装置。
〔実施例163〕
前記蒸気室が、前記蒸気室の凝縮器から前記蒸気室の蒸発器へ流体を伝導するためのウィック手段をさらに備える、実施例157~162のうちの1つの電子装置。
〔実施例164〕
前記ウィック手段が、前記平面状蒸気室の一部には局所的に存在しない、実施例163に記載の電子装置。
〔実施例165〕
前記平面状蒸気室が、放射状パターンの内部支持リブをさらに備える、実施例157~164のうちの1つの電子装置。
〔実施例166〕
前記蒸気室は:
上壁と;
熱伝導性の下壁であって、前記上壁および前記下壁が一緒に気密シールされ、前記蒸気室が空気を排気される、下壁と;
前記蒸気室内に配置された蒸発性流体と;
上壁および下壁に固定され、前記蒸気室の凝縮器領域から前記蒸気室の蒸発器領域に流体を伝導するように配置された金属ウィックであって、前記金属ウィックは、前記上壁の一部には局所的に存在しない、金属ウィックとを含む、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例167〕
前記上壁の前記部分は、約30%または45%である、実施例166に記載の電子装置。
〔実施例168〕
前記上壁の前記部分が15%~70%である、実施例157~167のうちの1つの電子装置。
〔実施例169〕
前記上壁の前記部分は、前記蒸発器部分から前記凝縮器部分への流れを提供するように選択される、実施例157~167のうちの1つの電子装置。
〔実施例170〕
前記金属ウィックは、前記下壁の一部には局所的に存在しない、実施例157~167のうちの1つの電子装置。
〔実施例171〕
実施例157~167のうちの1つの電子装置であって、前記金属ウィックは、前記上壁または下壁の少なくとも1つにスターバースト・パターンを形成する、電子装置。
〔実施例172〕
前記蒸気室は:
上壁と;
真空チャンバを形成するよう前記上壁に気密シールされた下壁と;
前記真空チャンバ内の蒸発性流体と;
前記蒸気室の凝縮器領域から前記蒸気室の蒸発器領域に凝縮器蒸気を搬送するためのウィック手段と;
前記上壁および下壁の少なくとも一方におけるスターバースト・パターンのリブとを含む、
上記の実施例のいずれかの電子装置。
〔実施例173〕
前記スターバースト・パターンのリブが、前記ウィック手段の少なくとも一部を提供する、実施例172に記載の電子装置。
〔実施例174〕
前記スターバースト・パターンの一つまたは複数の末端(terminal)を通過する、前記蒸気室のための取り付け点をさらに含む、実施例172~173の1つの電子装置。
〔実施例175〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイを備える、上記の実施例のうちの1つの電子装置。
〔実施例176〕
前記熱源は、プロセッサ、送信機、受信機、電源集積回路、または電圧変換器集積回路のうちの少なくとも1つである、上記の実施例のうちの1つの電子装置。
〔実施例177〕
当該電子装置が、タブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、上記の実施例のうちの1つの電子装置。
〔実施例178〕
電子装置を動作させるための方法であって:
前記熱源の動作させる段階と;
動作中の前記熱源によって発生される熱を蒸気室によって分配する段階とを含む、
方法。
〔実施例179〕
さらに、ファンによって蒸気室の表面に沿って空気を吹き付ける段階を含み、前記ファンは、前記メインブロー方向が前記蒸気室のほうに向けられるように配置される、実施例178に記載の方法。
〔実施例180〕
ブロワーによって、熱分配構造の表面に沿って空気を吹き付ける段階をさらに含み、前記ブロワーは:
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも1つを含む、実施例178または179に記載の方法。
〔実施例181〕
前記電子装置の装置パラメータに基づいて熱電冷却器を作動させる段階をさらに含み、
前記熱電冷却器の第1の表面は蒸気室に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面は第2の熱分配構造に熱的に結合される、
実施例178、179または180記載の方法。
〔実施例182〕
蒸気室を熱源に熱的に結合することを含む、電子装置を製造する方法。
〔実施例183〕
前記蒸気室が、前記熱源によって引き起こされる熱を、前記蒸気室の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成され、前記蒸気室が、前記蒸気室の第1の側において、前記中心領域において前記熱源と熱的に結合され、当該方法が、前記蒸気室上に境界を形成するまたは取り付ける段階をさらに含み、前記境界が、前記蒸気室の前記第1の側で、前記蒸気室の前記中心領域を取り囲む、実施例182に記載の方法。
〔実施例184〕
前記蒸気室上にヒートシンクを取り付ける段階をさらに含む、実施例183に記載の方法。
〔実施例185〕
実施例182~184のうちの1つに記載の方法であって、さらに:
繊維編組を切断することにより、繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のカラムを作成する段階と;
作成された一つまたは複数のカラムを上部プレートまたは底部プレートにろう付けし、前記蒸気室のための前記カラムの少なくとも一部を作成する段階とを含む、
方法。
〔実施例186〕
前記繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のウィックを作成する段階をさらに含む、
実施例185記載の方法。
〔実施例187〕
前記繊維編組が、前記蒸気室を作成する前に作成された、実施例185~186のうちの1つの方法。
〔実施例188〕
前記繊維編組が、銅ファイバーまたはチタンファイバーで作られる、実施例185~187のうちの1つの方法。
〔実施例189〕
前記蒸気室のための一つまたは複数の支持カラムを作成する段階であって、前記支持カラムは、前記繊維編組を含まない、段階と;
前記一つまたは複数の支持カラムを前記上部プレートまたは前記底部プレートに固定する段階とをさらに含む、
実施例185~188のうちの1つの方法。
〔実施例190〕
前記上部プレートを前記底部プレートに固定して、前記蒸気室を作成する段階をさらに含む、
実施例185~189のうちの1つの方法。
〔実施例191〕
プログラム・コードを含んでいる機械読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラム・コードは、実行されると、機械にいずれかの実施例または実施例の組み合わせの方法を実行させるものである、機械読み取り可能な記憶媒体。
〔実施例192〕
コンピュータ・プログラムがコンピュータ、プロセッサ、またはプログラマブル・ハードウェア・コンポーネント上で実行されるときに、いずれかの実施例または実施例の組み合わせの方法を実行するためのプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラム。
〔実施例193〕
実行時に、いずれかの係属中の実施例のような方法を実装するまたは装置を実現するための機械可読命令を含む、機械可読記憶装置。
〔実施例194〕
電子装置の熱源に結合されるように構成された蒸気室と;
メインブロー方向を含むファンであって、前記ファンは、前記メインブロー方向が前記蒸気室のほうに向けられるように配置される、
冷却システム。
〔実施例195〕
前記ファンが、前記蒸気室の表面に沿って空気を吹き付けるように構成されている、実施例194の冷却システム。
〔実施例196〕
前記ファンによって引き起こされた前記空気流の少なくとも50%が、前記蒸気室の前記表面に沿って流れる、実施例195の冷却システム。
〔実施例197〕
前記ファンが、前記蒸気室から前記電子装置のエンクロージャの一部または前記電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも一方に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例194~196のうちの1つの冷却システム。
〔実施例198〕
前記熱源を担持するように構成された回路基板をさらに備え、前記ファンは、前記回路基板から前記電子装置のエンクロージャの一部または前記電子装置のスクリーンの背面のうちの少なくとも一方に延在するギャップ内に空気を吹き込むように構成されている、実施例194~197のうちの1つの冷却システム。
〔実施例199〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイを備える、実施例194~198のうちの1つの冷却システム。
〔実施例200〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源集積回路、または電圧変換器集積回路のうちの少なくとも1つである、実施例194~199のうちの1つの冷却システム。
〔実施例201〕
前記蒸気室の表面に沿って前記ファンによって引き起こされる前記空気流を案内するように構成された案内構造をさらに備え、前記案内構造は、前記蒸気室の表面、前記電子装置のエンクロージャの一部、または前記電子装置のスクリーンの裏面のうちの少なくとも1つに配置される、実施例194~200のうちの1つの冷却システム。
〔実施例202〕
前記案内構造がガスケット材料を含む、実施例201に記載の冷却システム。
〔実施例203〕
前記案内構造が、一つまたは複数の空気取り入れ開口部および一つまたは複数の空気出口開口部を除いて、前記蒸気室を完全に取り囲む、実施例201または202に記載の冷却システム。
〔実施例204〕
前記ファンの前記メインブロー方向が、前記ファンの回転軸に対して実質的に垂直である、実施例194~203のうちの1つの冷却システム。
〔実施例205〕
前記ファンの主空気取り入れ口方向が前記ファンの回転軸と実質的に平行である、実施例194~204のうちの1つの冷却システム。
〔実施例206〕
前記ファンに隣接してヒートシンクが位置していない、実施例194~205のうちの1つの冷却システム。
〔実施例207〕
前記ファンは、高さ、長さ、および幅に関して最大寸法が最大〔高々〕50mmである、実施例194~206のうちの1つの冷却システム。
〔実施例208〕
前記ファンが単一出口ファンである、実施例194~207のうちの1つの冷却システム。
〔実施例209〕
前記蒸気室が、少なくとも150mmの最大寸法を有する、実施例194~208のうちの1つの冷却システム。
〔実施例210〕
前記ファンが横方向において前記蒸気室の横に配置されている、実施例194~209のうちの1つの冷却システム。
〔実施例211〕
前記ファンの垂直方向の広がりが前記蒸気室の垂直方向の広がりと重なる、実施例194~210のうちの1つの冷却システム。
〔実施例212〕
前記蒸気室が、前記ファンと空気出口との間の空気流路に沿って配置される、実施例194~211のうちの1つの冷却システム。
〔実施例213〕
上記の実施例のうちの1つの冷却システムと;
前記熱源とを有する、
電子装置。
〔実施例214〕
当該電子装置が最大8mmの厚さをもつ、実施例213のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例215〕
当該電子装置が、最大10Wおよび少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例213~214のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例216〕
当該電子装置が、ヒートパイプなしで実装される、実施例213~215のうちの1つに記載の電子装置。
〔実施例217〕
当該電子装置が、前記ファンのためのヒートシンクなしで実装される、実施例213~216のうちの1つの電子装置。
〔実施例218〕
当該電子装置が、タブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、実施例213~217のうちの1つの電子装置。
〔実施例219〕
前記ファンに近接した一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャをさらに備え、前記ファンは、前記一つまたは複数の取り入れ開口を通じて当該電子装置の外部から空気を吸い込むように構成される、実施例213~218のうちの1つの電子装置。
〔実施例220〕
前記ファンが、空気取り入れ口から前記ファンを通って前記蒸気室の表面へ、および前記蒸気室の表面から空気出口への空気流を生じさせるように構成されている、実施例213~219うちの1つの電子装置。
〔実施例221〕
電子装置を冷却するための方法であって:
ファンによって蒸気室の表面に沿って空気を吹き付けることを含み、前記ファンは、メインブロー方向が前記蒸気室のほうに向けられるように配置される、
方法。
〔実施例222〕
電子装置用の冷却システムであって:
電子装置の熱源に結合されるように構成された熱分配構造であって、前記熱分配構造が、蒸気室またはヒートパイプのうちの少なくとも1つを備える、熱分配構造と;
前記熱分配構造の表面に沿って空気の流れを引き起こすように構成されたブロワーであって、前記ブロワーは:
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも一方をもつ、
冷却システム。
〔実施例223〕
前記ブロワーは、前記熱分配構造に向かって空気を吹き込むように構成される、実施例222に記載の冷却システム。
〔実施例224〕
前記ブロワーによって引き起こされる前記空気の流れの少なくとも50%は、前記熱分配構造の前記表面に沿って流れる、実施例223に記載の冷却システム。
〔実施例225〕
前記ブロワーが、前記熱分配構造から前記電子装置のエンクロージャの一部または前記電子装置のスクリーンの裏面まで延びるギャップ内に空気を吹き込むように構成される、実施例222~224のうちの1つの冷却システム。
〔実施例226〕
前記ギャップが、最大2mmの厚さを有する、実施例225に記載の冷却システム。
〔実施例227〕
前記熱源を搬送するように構成された回路基板をさらに備え、前記ブロワーは、前記回路基板と前記熱分配構造との間のギャップを通る空気の流れを引き起こすように構成されている、実施例222~226のうちの1つの冷却システム。
〔実施例228〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイを備える、実施例222~227のうちの1つの冷却システム。
〔実施例229〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源、または電圧変換器のうちの少なくとも1つである、実施例222~228のうちの1つの冷却システム。
〔実施例230〕
実施例222~229のうちの1つに記載の冷却システムであって、さらに、前記熱分配構造の表面に沿って、前記ブロワーによって引き起こされる空気の流れを案内するように構成された案内構造を備え、前記案内構造は、前記熱分配構造の表面または前記電子装置のエンクロージャの一部のうちの少なくとも一方に配置される、冷却システム。
〔実施例231〕
前記案内構造は、最大2mmの高さを有する壁を備える、実施例230に記載の冷却システム。
〔実施例232〕
実施例222~231のうちの1つの冷却システムであって、前記ブロワーに隣接してヒートシンクが配置されない、冷却システム。
〔実施例233〕
前記熱分配構造が、少なくとも150mmの最大寸法を有する蒸気室である、実施例222~232のうちの1つの冷却システム。
〔実施例234〕
実施例222~232のうちの1つの冷却システムであって、前記熱分配構造は、並んで配置されたヒートパイプのアレイである、冷却システム。
〔実施例235〕
実施例222~234のうちの1つの冷却システムであって、前記ブロワーは、横方向において前記熱分配構造の横に配置される、冷却システム。
〔実施例236〕
実施例222~235のうちの1つの冷却システムであって、前記ブロワーの垂直方向の広がりは、前記熱分配構造の垂直方向の広がりと重なる、冷却システム。
〔実施例237〕
実施例222~236のうちの1つに記載の冷却システムであって、前記熱分配構造は、前記ブロワーと空気出口との間の空気流路に沿って配置される、冷却システム。
〔実施例238〕
前記熱分配構造の表面に沿って空気の流れを生じさせるように構成された第2のブロワーをさらに備え、前記第2のブロワーは:
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも1つをもつ、実施例222~237のうちの1つに記載の冷却システム。
〔実施例239〕
前記第1のブロワーおよび前記第2のブロワーは、横方向において前記熱分配構造の反対側に配置される、実施例238に記載の冷却システム。
〔実施例240〕
前記ブロワーが、最大0.08Aの最大電流消費量をもつ、実施例222~29のうちの1つの冷却システム。
〔実施例241〕
実施例222~240のうちの1つの冷却システム、および
前記熱源を有する、
電子装置。
〔実施例242〕
当該電子装置が、最大でも25W、少なくとも5Wの熱設計電力を含む、実施例241に記載の電子装置。
〔実施例243〕
実施例241~242のうちの1つの電子装置であって、前記熱分配構造は蒸気室であり、前記電子装置は、ヒートパイプなしで実装される、電子装置。
〔実施例244〕
実施例241~243のうちの1つの電子装置であって、当該電子装置は、ブロワーのためのヒートスプレッダなしで実装される、電子装置。
〔実施例245〕
当該電子装置がタブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、実施例241~244のうちの1つの電子装置。
〔実施例246〕
実施例241~245のうちの1つの電子装置であって、前記ブロワーに近接する一つまたは複数の取り入れ開口を備えるエンクロージャをさらに備え、前記ブロワーは、前記一つまたは複数の取り入れ開口を介して当該電子装置の外部から空気を吸入するように構成される、電子装置。
〔実施例247〕
前記ブロワーが、空気取り入れ口から前記ブロワーを通って前記蒸気室の表面へ、および前記蒸気室から空気出口への空気の流れを引き起こすように構成される、実施例241~246のうちの1つの電子装置。
〔実施例248〕
回路基板をさらに備え、前記回路基板は、前記熱源を担持するように構成され、前記回路基板は、開口を備え、前記ブロワーは、少なくとも部分的に前記開口内に位置する、実施例241~247のうちの1つの電子装置。
〔実施例249〕
当該電子装置が、少なくとも20mmの高さ、長さおよび幅に関する最大寸法を含むブロワーなしで実装される、実施例241~248のうちの1つの電子装置
〔実施例250〕
ファンをさらに含み、前記ファンが:
少なくとも30mmの最大長さおよび最大幅;または
少なくとも4mmの最大厚さ
のうち少なくとも一方をもち、
前記ブロワーが前記ファンより前記熱源に近接して位置している、
実施例241~249のうちの1つの電子装置。
〔実施例251〕
電子装置を冷却するための方法であって:
ブロワーによって熱分配構造の表面に沿って空気を吹き付けることを含み、前記ブロワーは、
最大20mmの最大長さおよび最大幅;または
最大3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも一方をもつ、
方法。
〔実施例252〕
コンピューティング装置のための冷却システムであって:
熱伝導要素であって、前記熱伝導要素は、前記コンピューティング装置の処理ユニットを冷却するのに適している、熱伝導要素と;
前記熱伝導要素の一部を横切って空気を送風するための少なくとも1つのブロワー・ファンと;
前記コンピューティング装置の処理ユニットの熱負荷に基づいて前記少なくとも1つのブロワー・ファンを作動または不作動にするように構成された制御回路とを備える、
冷却システム。
〔実施例253〕
前記制御回路は、前記処理ユニットの熱負荷が閾値を超える場合、前記少なくとも1つのブロワー・ファンを作動させ、前記処理ユニットの熱負荷が閾値を下回る場合、前記少なくとも1つのブロワー・ファンを停止させるように構成される、実施例252に記載の冷却システム。
〔実施例254〕
前記制御回路は、前記処理ユニットの熱負荷が閾値を下回る場合に、前記冷却システムを受動的に動作させるように構成される、実施例252~253のうちの1つの冷却システム。
〔実施例255〕
前記制御回路が、前記コンピューティング装置の処理ユニットから前記ヘッド負荷に関する情報を得るように構成される、実施例252~254のうちの1つの冷却システム。
〔実施例256〕
前記熱負荷に関する情報が、前記コンピューティング装置内で測定または推定される少なくとも1つの温度に基づく、実施例252~255のうちの1つの冷却システム。
〔実施例257〕
前記熱負荷に関する情報が、前記処理ユニットのターボ状態に基づく、実施例252~256のうちの1つの冷却システム。
〔実施例258〕
前記熱負荷に関する情報が、前記熱負荷の予測される発展に基づいている、実施例252~257のうちの1つの冷却システム。
〔実施例259〕
前記少なくとも1つのブロワー・ファンが、最大30mmのファン直径を有する、実施例252~258のうちの1つの冷却システム。
〔実施例260〕
前記少なくとも1つのブロワー・ファンが、最大5mmのファン幅を有する、実施例252~259のうちの1つの冷却システム。
〔実施例261〕
前記熱伝導要素が蒸気室を備える、実施例252~260のうちの1つの冷却システム。
〔実施例262〕
前記熱伝導要素は、少なくとも1つの実質的に平坦な主表面を備え、前記少なくとも1つのブロワー・ファンは、前記少なくとも1つの実質的に平坦な主表面を横切って空気を送風するように構成される、実施例252~261のうちの1つの冷却システム。
〔実施例263〕
実施例252~262のうちの1つに記載の冷却システムであって、当該冷却システムは、2つのブロワー・ファンを備え、前記2つのブロワー・ファンは、前記熱伝導要素のそれぞれの横側に配置される、冷却システム。
〔実施例264〕
実施例252~263のうちの1つの冷却システムであって、前記冷却システムは、前記少なくとも1つのブロワー・ファンによって前記熱伝導要素に向かって送風された前記空気を伝導させるための少なくとも1つの空気流導部を備える、冷却システム。
〔実施例265〕
実施例252~264のうちの1つの冷却システムと、処理ユニットとを備え、前記熱伝導要素は、前記処理ユニットと接触する、コンピューティング装置。
〔実施例266〕
前記少なくとも1つのブロワー・ファンは、前記コンピューティング装置のシャーシの底部プレートの主要部分に対してゼロ以外の角度で配置される、実施例265に記載のコンピューティング装置。
〔実施例267〕
前記シャーシの底部プレートの主要部分に対する前記少なくとも1つのブロワー・ファンの角度は、2°~15°である、実施例265~266のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例268〕
前記冷却システムの前記熱伝導要素は、前記コンピューティング装置のシャーシによって保持される、実施例265~267のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例269〕
前記処理ユニットは、前記処理ユニットの熱負荷に関する情報を決定し、前記熱負荷に関する情報を前記冷却システムの前記制御回路に提供するように構成される、実施例265~268のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例270〕
前記処理ユニットは、前記コンピューティング装置内で測定または推定される少なくとも1つの温度に基づいて、および/または前記処理ユニットのターボ状態に基づいて、前記熱負荷に関する情報を決定するように構成される、実施例265~269のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例271〕
前記処理ユニットは、機械学習モデルを用いて前記熱負荷を予測することによって、前記熱負荷に関する情報を決定するように構成される、実施例265~270のうちの1つに記載のコンピューティング装置。
〔実施例272〕
コンピュータ装置のための冷却システムであって、当該冷却システムは:
前記コンピューティング装置の処理ユニットを冷却するのに適した熱を伝導する手段と;
前記熱伝導要素の一部を横切って空気を吹き付けるための手段と;
前記コンピューティング装置の処理ユニットの熱負荷に基づいて空気を吹き出すための手段を作動または不作動にするための手段とを備える、
冷却システム。
〔実施例273〕
実施例272の冷却システムと、処理ユニットとを含み、熱を伝導するための前記手段が、前記処理ユニットと接触している、コンピューティング装置。
〔実施例274〕
コンピューティング装置のための方法であって、前記コンピューティング装置が冷却システムと処理ユニットとを備え、当該方法は、前記処理ユニットの熱負荷に関する情報を決定し、前記熱負荷に関する情報を前記冷却システムの制御回路に提供することを含む、方法。
〔実施例274〕
電子装置用の冷却システムであって:
熱源に結合されるように構成された第1の熱分配構造と;
熱電冷却器と;
第2の熱分配構造とを備え、前記熱電冷却器の第1の表面は前記第1の熱分配構造に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面は前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、
冷却システム。
〔実施例275〕
さらに、前記第1の熱分配構造上で前記熱電冷却器に隣接して配置されるヒートパイプを備える、実施例274に記載の冷却システム。
〔実施例276〕
前記熱電冷却器は、少なくとも一方向において前記ヒートパイプよりも前記第1の熱分配構造のエッジにより近く配置される、実施例275に記載の冷却システム。
〔実施例277〕
実施例275~276のうちの1つの冷却システムであって、前記ヒートパイプは、前記冷却システムのファンに延びる、冷却システム。
〔実施例278〕
前記ヒートパイプが、最大3mmの厚さを有する、実施例275~277のうちの1つの冷却システム。
〔実施例279〕
実施例275~278のうちの1つの冷却システムであって、前記ヒートパイプは、前記熱源の中心とは反対の領域において、前記第1の熱分配構造に結合される、冷却システム。
〔実施例280〕
前記ヒートパイプが、前記第1の熱分配構造と前記第2の熱分配構造との間に配置される、実施例275~279のうちの1つの冷却システム。
〔実施例281〕
実施例275~280のうちの1つの冷却システムであって、前記ヒートパイプの第1の表面は、前記第1の熱分配構造に熱的に結合され、前記ヒートパイプの第2の表面は、前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、冷却システム。
〔実施例282〕
さらに、第2のヒートパイプを備え、前記第1のヒートパイプは、横方向において前記熱電冷却器と前記第2のヒートパイプとの間に配置される、実施例275~281のうちの1つの冷却システム。
〔実施例283〕
前記第2のヒートパイプが、前記第1の熱分配構造と前記第2の熱分配構造との間に配置される、実施例275~282のうちの1つの冷却システム。
〔実施例284〕
さらに、第3のヒートパイプを備え、前記第3のヒートパイプは、前記第2の熱分配構造に熱的に結合され、前記第3のヒートパイプは、横方向において前記第1の熱分配構造から離間される、実施例282または283に記載の冷却システム。
〔実施例285〕
前記熱電冷却器の厚さは、前記第1の熱分配構造の厚さよりも大きい、実施例284に記載の冷却システム。
〔実施例286〕
前記ヒートパイプの厚さは、前記第1の熱分配構造と前記第2の熱分配構造との間の距離よりも大きい、実施例282~283のうちの1つの冷却システム。
〔実施例287〕
前記第1の熱分配構造が、金属プレートまたは蒸気室である、実施例274~286のうちの1つの冷却システム。
〔実施例288〕
前記第2の熱分配構造が、金属プレートまたは蒸気室である、実施例274~287のうちの1つの冷却システム。
〔実施例289〕
前記第1の熱分配構造が、最大1mmの厚さを有する、実施例274~288のうちの1つの冷却システム。
〔実施例290〕
前記熱電冷却器が、最大3mmの厚さを有する、実施例274~289のうちの1つの冷却システム。
〔実施例291〕
前記第1の熱分配構造と前記第2の熱分配構造との間の距離が、最大でも3mmである、実施例274~290のうちの1つの冷却システム。
〔実施例292〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイを含む、実施例274~291のうちの1つの冷却システム。
〔実施例293〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源、または電圧変換器のうちの少なくとも1つである、実施例274~292のうちの1つの冷却システム。
〔実施例294〕
実施例274~293のうちの1つの冷却システムと;
前記熱源とを備える、
電子装置
〔実施例295〕
当該電子装置は、一つまたは複数の装置パラメータに基づいて、前記熱電冷却器を作動および不作動にするように構成される、実施例294に記載の電子装置。
〔実施例296〕
前記一つまたは複数の装置パラメータのうちのある装置パラメータは、前記熱源の接合部温度を示す、実施例296に記載の電子装置。
〔実施例297〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータは、前記電子装置の充電状態を示す、実施例296または297に記載の電子装置。
〔実施例298〕
前記一つまたは複数の装置パラメータの装置パラメータは、当該電子装置の作業負荷を示す、実施例296、297または298に記載の電子装置。
〔実施例299〕
実施例294~298のうちの1つの電子装置であって、前記第2の熱分配構造と前記電子装置のエンクロージャの一部または前記電子装置のスクリーンの裏面との間の距離は、高々2mmである、電子装置。
〔実施例300〕
実施例294~299のうちの1つの電子装置であって、前記第2の熱分配構造は、前記電子装置のエンクロージャの一部に熱的に結合される、電子装置。
〔実施例301〕
前記熱源が、少なくとも15Wの熱設計電力を含む、実施例294~300のうちの1つの電子装置。
〔実施例302〕
前記熱源が、最大15Wの熱設計電力を含む、実施例294~301のうちの1つの電子装置。
〔実施例303〕
実施例294~302のうちの1つの電子装置であって、前記電子装置は、ヒートパイプなしで実装される、電子装置。
〔実施例304〕
実施例294~303のうちの1つの電子装置であって、前記電子装置は、ファンなしで実装される、電子装置。
〔実施例305〕
実施例294~304のうちの1つの電子装置であって、前記第1の熱分配構造は、前記熱源に熱的に結合された第1の部分と、前記第1の部分に熱的に結合された第2の部分とを備え、前記第1の熱分配構造の前記第2の部分は、横方向において前記熱源の横に配置され、前記熱源は、垂直方向において、前記第1の熱分配構造の前記第1の部分と前記第2の部分との間に配置される、電子装置。
〔実施例306〕
前記熱電冷却器の垂直方向の広がりが、前記熱源の垂直方向の広がりと重なる、実施例305に記載の電子装置。
〔実施例307〕
前記電子装置がタブレット、ラップトップ、携帯電話、またはパーソナルコンピュータである、実施例294~306のうちの1つの電子装置。
〔実施例308〕
電子装置を冷却するための方法であって:
前記電子装置の装置パラメータに基づいて熱電冷却器を作動させることを含み、
前記熱電冷却器の第1の表面は、第1の熱分配構造に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面は、第2の熱分配構造に熱的に結合され、前記第1の熱分配構造は、熱源に結合される、
方法。
〔実施例309〕
電子装置用の冷却構造であって:
熱源によって発生した熱を、熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散させるように構成された熱分配構造であって、前記熱分配構造は、前記熱分配構造の第1の側において、前記中心領域において前記熱源と熱的に結合されるように構成されている、熱分配構造と;
前記熱分配構造上に位置する境界であって、前記境界は、前記熱分配構造の前記第1の側において、前記熱分配構造の前記中心領域を囲む、境界とを備える、
冷却構造。
〔実施例310〕
前記熱分配構造は、前記中心領域において平面状の表面を備える、実施例309に記載の冷却構造。
〔実施例311〕
実施例309~310のうちの1つの冷却構造であって、前記境界は、前記中心領域の表面から最大1mm突出する、冷却構造。
〔実施例312〕
実施例309~311のうちの1つの冷却構造であって、前記境界によって囲まれた領域は、長さおよび幅に関して高々30mmの最大寸法をもつ、冷却構造。
〔実施例313〕
実施例309~312のうちの1つの冷却構造であって、前記境界が、横方向において前記中心領域を囲む壁を形成する、冷却構造。
〔実施例314〕
前記壁は、前記中心領域の表面に対して垂直に延在する、実施例313に記載の冷却構造。
〔実施例315〕
前記熱分配構造の第2の側にヒートシンクが取り付けられる、実施例309~314のうちの1つの冷却構造。
〔実施例316〕
実施例315に記載の冷却構造であって、前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクと前記熱分配構造との間の熱界面材料によって、前記熱分配構造の前記第2の側に熱的に結合される、冷却構造。
〔実施例317〕
前記熱分配構造のエッジ領域は、前記熱分配構造のエッジに沿って延在し、前記境界は、横方向において前記エッジ領域と前記中心領域との間で前記熱分配構造の上に位置する、実施例309~316のうちの1つの冷却構造。
〔実施例318〕
前記境界に取り付けられたシール・リングをさらに備え、前記シール・リングは、前記境界と前記熱源の担体構造との間のギャップをシールするように構成される、実施例309~317のうちの1つの冷却構造。
〔実施例319〕
実施例309~318のうちの1つの冷却構造であって、前記熱分配構造は、金属プレート、複数のヒートパイプ、または蒸気室を含む、冷却構造。
〔実施例320〕
実施例309~319のうちの1つの冷却構造であって、前記熱分配構造は、最大4mmの厚さを含む、冷却構造。
〔実施例321〕
実施例309~320のうちの1つの冷却構造であって、前記熱分配構造は、長さおよび幅に関して、少なくとも60mm、高々150mmの最大寸法を含む、冷却構造。
〔実施例322〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイである、実施例309~321のうちの1つの冷却構造。
〔実施例323〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源、または電圧変換器のうちの少なくとも1つである、実施例309~322のうちの1つの冷却構造。
〔実施例324〕
半導体ダイと;
前記半導体ダイによって生じた熱を前記熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成された熱分配構造を備える冷却構造であって、前記熱分配構造は、前記熱分配構造の第1の側において、前記中心領域において前記半導体ダイと熱的に結合される、冷却構造とを備え、
前記裸の半導体ダイは、熱界面材料を介して前記熱分配構造に熱的に直接結合される、
電子装置。
〔実施例325〕
前記半導体ダイは、中央処理装置である、実施例324に記載の電子装置。
〔実施例326〕
前記冷却構造が、実施例309~322のうちの1つによる冷却構造である、実施例324~325のうちの1つの電子装置。
〔実施例327〕
前記境界に取り付けられたシール・リングをさらに備え、前記シール・リングは、前記境界と前記半導体ダイのパッケージ基板との間のギャップをシールする、実施例326に記載の電子装置。
〔実施例328〕
前記熱分配構造が蒸気室であり、前記半導体ダイの裏面と前記蒸気室の空洞との間の距離が高々1mmである、実施例324~327のうちの1つの電子装置。
〔実施例329〕
回路基板をさらに備え、前記半導体ダイは、前記回路基板上に配置される、実施例324~328のうちの1つの電子装置。
〔実施例330〕
実施例324~329のうちの1つの電子装置であって、前記熱分配構造に取り付けられたヒートシンクに向けて空気を吹き込むように構成されたファンをさらに備える、電子装置。
〔実施例331〕
前記熱界面材料が熱グリースまたは液体金属である、実施例324~330のうちの1つの電子装置。
〔実施例332〕
前記半導体ダイは、少なくとも100Wの熱設計電力を含む、実施例324~331のうちの1つの電子装置。
〔実施例333〕
前記電子装置が、タブレット、ラップトップ、携帯電話またはパーソナルコンピュータである、実施例324~332のうちの1つの電子装置。
〔実施例334〕
冷却構造を形成するための方法であって:
熱源によって生じた熱を熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成された熱分配構造を提供する段階であって、前記熱分配構造は、前記熱分配構造の第1の側で、前記中心領域において前記熱源と熱的に結合されるように構成されるように構成されている、段階と;
前記熱分配構造に境界を形成するまたは取り付ける段階であって、前記境界は、前記熱分配構造の第1の側で、前記熱分配構造の前記中心領域を囲む、段階とを含む、
方法。
〔実施例335〕
さらに、前記熱分配構造上にヒートシンクを取り付ける段階を含む、実施例334に記載の方法。
〔実施例336〕
エンクロージャと;
前記エンクロージャ内で熱源に熱的に結合された層状ヒートスプレッダであって、前記層状ヒートスプレッダは、前記エンクロージャの内部から前記エンクロージャの外部に延びる、層状ヒートスプレッダとを備える、
電子装置。
〔実施例337〕
前記層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シート、グラフェン・シート、または金属箔を備える、実施例336に記載の電子装置。
〔実施例338〕
前記層状ヒートスプレッダが、前記層状ヒートスプレッダに沿った少なくとも1つの方向において少なくとも100W/mKの熱伝導率を有する、実施例336~337のうちの1つの電子装置
〔実施例339〕
前記エンクロージャが開口部を備え、前記層状ヒートスプレッダが前記開口部を通って内部から外部に延びる、実施例336~338のうちの1つの電子装置。
〔実施例340〕
前記開口部は、少なくとも290mmの長さおよび高々2mmの幅を含む、実施例339に記載の電子装置。
〔実施例341〕
前記層状ヒートスプレッダは、前記開口部の領域内の保護層によって覆われている、実施例339または340に記載の電子装置。
〔実施例342〕
前記保護層が、プラスチックまたはニッケル‐チタン‐合金を含む、実施例341に記載の電子装置。
〔実施例343〕
前記保護層が、前記開口部の前記領域においてカバー層によって覆われている、実施例341または342に記載の電子装置。
〔実施例344〕
前記カバー層がマイクロファイバー材料を含む、実施例343に記載の電子装置。
〔実施例345〕
実施例336~344のうちの1つに記載の電子装置であって、第1の側で前記熱源に熱的に結合された熱分配構造をさらに備え、前記層状ヒートスプレッダは、前記熱分配構造の第2の側に熱的に結合される、電子装置。
〔実施例346〕
前記熱分配構造は、金属プレート、ヒートパイプ、または蒸気室のうちの少なくとも1つを備える、実施例345に記載の電子装置。
〔実施例347〕
前記熱分配構造は、最大4mmの厚さを含む、実施例345または346に記載の電子装置。
〔実施例348〕
前記熱分配構造が、少なくとも60mmの長さおよび幅に関して最大寸法を含む、実施例345、346または347の電子装置。
〔実施例349〕
実施例336~348のうちの1つの電子装置であって、前記エンクロージャに接続されたキックスタンドをさらに備え、前記層状ヒートスプレッダの一部が、前記エンクロージャと前記キックスタンドとの間に延在する、電子装置。
〔実施例350〕
前記層状ヒートスプレッダの一部は、キックスタンドに取り付けられる、実施例349に記載の電子装置。
〔実施例351〕
前記層状ヒートスプレッダの一部が前記エンクロージャの外面に取り付けられる、実施例336~350のうちの1つの電子装置。
〔実施例352〕
実施例336~351のうちの1つの電子装置であって、前記エンクロージャの外側に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部は、ソフトカバーによって覆われている、電子装置。
〔実施例353〕
前記エンクロージャの外側に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部が、キーボードの背面に沿って延在する、実施例336~352のうちの1つの電子装置。
〔実施例354〕
実施例336~353のうちの1つの電子装置であって、前記エンクロージャ内に位置する前記層状ヒートスプレッダの一部は、前記エンクロージャと前記電子装置のバッテリーとの間に延在する、電子装置。
〔実施例355〕
前記熱源が、動作中に熱を生成するように構成された半導体ダイである、実施例336~354のうちの1つの電子装置。
〔実施例356〕
前記熱源が、プロセッサ、送信機、受信機、電源、または電圧変換器のうちの少なくとも1つである、実施例336~355のうちの1つの電子装置。
〔実施例357〕
前記電子装置がタブレットまたは携帯電話である、実施例336~356のうちの1つの電子装置。
〔実施例358〕
実施例336~357のうちの1つの電子装置であって、前記電子装置は、最大で25W、少なくとも5Wの熱設計電力を含む、電子装置。
〔実施例359〕
実施例336~358のうちの1つの電子装置であって、前記電子装置は、ファンなしで実装される、電子装置。
〔実施例360〕
電子装置用のカバーであって:
少なくとも1方向において少なくとも100W/mKの熱伝導率を有する層状ヒートスプレッダと;
層状担体とを備えており、前記層状ヒートスプレッダは前記層状担体に取り付けられる、
カバー。
〔実施例361〕
前記層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シート、グラフェン・シート、または金属箔を備える、実施例360に記載のカバー。
〔実施例362〕
前記層状担体は、前記層状ヒートスプレッダに取り付けられた保護層を含む、実施例360または361に記載のカバー。
〔実施例363〕
前記保護層が、プラスチックまたはニッケル‐チタン‐合金を含む、実施例362に記載のカバー。
〔実施例364〕
前記層状担体がカバー層を含む、実施例360~363のうちの1つのカバー。
〔実施例365〕
前記カバー層は、マイクロファイバー材料を含む、実施例364に記載のカバー。
〔実施例366〕
実施例360~365のうちの1つのカバーであって、前記カバーは、ソフトカバーまたはハードカバーである、カバー。
〔実施例367〕
実施例360~366のうちの1つのカバーであって、前記カバーは、前記電子装置を取り外し可能に収容するように構成される、カバー。
〔実施例368〕
前記電子装置がタブレットまたは携帯電話である、実施例360~367の1つのカバー。
〔実施例369〕
キーボードをさらに備え、前記層状ヒートスプレッダの一部が前記層状担体と前記キーボードとの間に延在する、実施例360~368のうちの1つのカバー。
〔実施例370〕
実施例370は、第1の金属壁および第2の金属壁によって少なくとも部分的に画定される密封された第1の空洞であって、該密封された第1の空洞の内圧は、該密封された第1の空洞の外側の周囲圧力よりも低い、第1の空洞と;平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって少なくとも部分的に画定される密封された第2の空洞であって、該第2の空洞は、該空洞内に配置された液体と、前記第3の壁の内部表面に結合されたウィック材料とを含む、第2の空洞とを含む、二階層の蒸気室装置を含む。
〔実施例372〕
実施例372は、実施例1および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、シールされた第1の空洞は、シールされた第2の空洞内に配置される。
〔実施例373〕
実施例373は、実施例1または2および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第1の空洞の内圧が0.1トル未満である。
〔実施例374〕
実施例374は、実施例1~3および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、空気よりも小さい熱伝導率を有する前記第1の空洞内の材料をさらに含む。
〔実施例375〕
実施例375は、実施例4および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記材料はエアロゲルである。
〔実施例376〕
実施例376は、実施例1~5および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、第1の空洞内に一つまたは複数の支持構造をさらに含み、該支持構造は、前記第1の金属壁および前記第2の金属壁と接触する。
〔実施例377〕
実施例377は、実施例6および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記支持構造は、少なくとも部分的に、前記第1の金属壁および前記第2の金属壁に直角である。
〔実施例378〕
実施例378は、実施例6および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記支持構造は、プラスチック、グラファイト、金属、および複合材料のうちの一つまたは複数で構成される。
〔実施例379〕
実施例379は、実施例1~8および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、さらに、前記第2の壁の内部表面に結合された追加のウィック材料を含む。
〔実施例380〕
実施例380は、実施例1~9および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、前記ウィック材料が焼結された金属を含む。
〔実施例381〕
実施例381は、実施例10および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記ウィック材料は、第1の部分および第2の部分を含み、前記第1の部分の焼結された金属は、前記第2の部分の焼結された金属よりも高い間隙率を有する。
〔実施例382〕
実施例382は、実施例11および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、前記第1の部分の焼結された金属は、約40%~70%の間の間隙率を有し、前記第2の部分の焼結された金属は、約30%~50%の間の間隙率を有する。
〔実施例383〕
実施例383は、コンピュータ用の冷却システムであって、冷却システムが二階層の蒸気室を備え、前記二階層の蒸気室は、少なくとも部分的に第1の金属壁および第2の金属壁によって画定される密封された第1の空洞であって、前記密封された第1の空洞の内圧が、該密封された第1の空洞の外側の周囲圧よりも低い、第1の空洞と;少なくとも部分的に、平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって画定される密封された第2の空洞であって、該第2の空洞は、内部に配置された液体と、前記第3の壁の内部表面に結合されたウィック材料とを備える、装置を含む。
〔実施例384〕
実施例384は、実施例13および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、密封された第1の空洞は、密封された第2の空洞内に配置される。
〔実施例385〕
実施例385は、実施例13または14および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第1の空洞の断面領域は、実質的に矩形および実質的に台形のうちの1つである。
〔実施例386〕
実施例386は、実施例13または14および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第2の空洞の断面領域は、実質的に長方形である。
〔実施例387〕
実施例387は、実施例13、15、または16、および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第1の空洞の断面積は、第2の空洞の断面積未満である。
〔実施例388〕
実施例388は、実施例13~17および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、前記第1の壁は、銅、チタン、およびアルミニウムのうちの1つを含む。
〔実施例389〕
実施例389は、実施例13~17および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、前記第3の壁は、銅、チタン、およびアルミニウムの1つを含む。
〔実施例390〕
実施例390は、プロセッサを備えるチップ・パッケージ;ならびに第1の金属壁および第2の金属壁によって少なくとも部分的に画定される第1の空洞であって、前記第1の空洞の内圧が、前記第1の空洞の外側の周囲圧力よりも低い、第1の空洞と、平坦な第3の金属壁および前記第2の金属壁によって少なくとも部分的に画定される第2の空洞であって、前記第2の空洞が、その中に配置された液体、前記第3の壁の内面に結合されたウィック材料を含む、第2の空洞とを含む蒸気室装置を備えた装置を含み、前記チップ・パッケージは、それが前記蒸気室の平坦な第3の金属壁に結合されるように配置される。
〔実施例391〕
実施例391は、実施例20および/または他の実施例の主題事項を含み、任意的に、第1の空洞が第2の空洞内に配置される。
〔実施例392〕
実施例392は、実施例20または21の主題および/または他の実施例を含み、任意的に、前記蒸気室装置に結合された熱交換器をさらに含む。
〔実施例393〕
実施例393は、実施例20~22および/または他の実施例のいずれかの主題を含み、任意的に、前記チップ・パッケージは、中央処理装置およびグラフィックス処理装置のうちの1つを含む。
〔実施例394〕
実施例394は、実施例20~23および/または他の実施例のいずれかの主題事項を含み、任意的に、前記チップ・パッケージを収容するプリント回路基板であって、前記蒸気室装置が、前記プリント回路基板の反対側の前記チップ・パッケージの表面上で前記チップ・パッケージに結合される、プリント回路基板と;ガラスを含む上部カバーとを含み、前記上部カバーおよび蒸気室装置は、前記上部第2のカバーの内面と前記チップ・パッケージの反対側の前記蒸気室装置の表面との間に空気ギャップがある第2のように位置される。
〔実施例395〕
実施例395は、実施例20~24および/または他の実施例のいずれかの主題を含み、任意的に、前記システムが携帯電話またはタブレット・コンピュータ装置の1つである。
〔実施例A1〕
実施例A1では、蒸気室は、一つまたは複数のカラムを含むことができ、前記一つまたは複数のカラムの少なくとも一部は、繊維編組および一つまたは複数のウィックを含む。
〔実施例A2〕
実施例A2では、実施例A1の主題は、任意的に、前記蒸気室の前記一つまたは複数のウィックのうちの少なくとも1つが前記繊維編組を含むことを含むことができる。
〔実施例A3〕
実施例A3では、実施例A1~A2のいずれかの主題事項は、任意的に、繊維編組が銅繊維またはチタン繊維で作られていることを含むことができる。
〔実施例A4〕
実施例A4では、実施例A1~A3のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムが前記蒸気室の底部プレートにろう付けされることを含むことができる。
〔実施例A5〕
実施例A5では、実施例A1~A4のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムが前記蒸気室の上部プレートにろう付けされることを含むことができる。
〔実施例A6〕
実施例A6では、実施例A1~A5のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の前記一つまたは複数のカラムの一部が支持カラムであり、前記支持カラムが繊維編組を含まないことを含むことができる。
〔実施例AA1〕
実施例AA1は、一つまたは複数の熱源と、該一つまたは複数の熱源の上方の蒸気室とを含む装置であり、前記蒸気室は、繊維編組を含む。
〔実施例AA2〕
実施例AA2では、実施例AA1の主題は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムが前記繊維編組を含むことを含むことができる。
〔実施例AA3〕
実施例AA3では、実施例AA1~AA2のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のウィックが前記繊維編組を含むことを含むことができる。
〔実施例AA4〕
実施例AA4では、実施例AA1~AA3のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が銅繊維またはチタン繊維で作られていることを含むことができる。
〔実施例AA5〕
実施例AA5では、実施例AA1~AA4のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムが前記繊維編組を含み、前記カラムが前記蒸気室の底部プレートにろう付けされることを含むことができる。
〔実施例AA6〕
実施例AA6では、実施例AA1~AA5のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムが前記繊維編組を含み、前記カラムが前記蒸気室の上部プレートにろう付けされることを含むことができる。
〔実施例AA7〕
実施例AA7では、実施例AA1~AA6のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムおよび前記蒸気室の一つまたは複数のウィックが前記繊維編組を含むことを含むことができる。
〔実施例AA8〕
実施例AA8では、実施例AA1~AA7のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室の一つまたは複数のカラムが支持カラムであり、前記支持カラムが前記繊維編組を含まないことを含むことができる。
〔実施例M1〕
実施例M1は、繊維編組から前記繊維編組を切断することによって前記蒸気室のための一つまたは複数のカラムを作成し、作成された一つまたは複数のカラムを上部プレートまたは底部プレートにろう付けして、前記蒸気室のためのカラムの少なくとも一部を作成することを含む方法である。
〔実施例M2〕
実施例M2では、実施例M1の主題事項は、任意的に、前記繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のウィックを作成することを含むことができる。
〔実施例M3〕
実施例M3では、実施例M1~M2のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が前記蒸気室を作る前に作成されたことを含むことができる。
〔実施例M4〕
実施例M4では、実施例M1~M3のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が銅繊維またはチタン繊維で作られていることを含むことができる。
〔実施例M5〕
実施例M5では、実施例M1~M4のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室のための一つまたは複数の支持カラムを作成する段階であって、前記支持カラムは、前記繊維編組を含まない、段階と、前記一つまたは複数の支持カラムを前記上部プレートまたは前記底部プレートに固定する段階とを含むことができる。
〔実施例M6〕
実施例M6では、実施例M1~M5のいずれか1つの主題事項は、任意的に前記上部プレートを前記底部プレートに固定して、前記蒸気室を形成することを含むことができる。
〔実施例AA1〕
実施例AA1は、繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のカラムを作成する手段と、作成された一つまたは複数のカラムを上部プレートまたは底部プレートにろう付けして、前記蒸気室のためのカラムの少なくとも一部を作成する手段とを含む装置である。
〔実施例AA2〕
実施例AA2では、実施例AA1の主題事項は、任意的に、前記繊維編組から前記蒸気室のための一つまたは複数のウィックを作成することを含むことができる。
〔実施例AA3〕
実施例AA3では、実施例AA1~AA2のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が前記蒸気室を作る前に作成されたことを含むことができる。
〔実施例AA4〕
実施例AA4では、実施例AA1~AA3のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記繊維編組が銅繊維またはチタン繊維で作られていることを含むことができる。
〔実施例AA5〕
実施例AA5では、実施例AA1~AA4のいずれか1つの主題事項は、任意的に、前記蒸気室のための一つまたは複数の支持カラムを作成する手段であって、前記支持カラムは、前記繊維編組を含まない、主題と、前記一つまたは複数の支持カラムを前記上部プレートまたは前記底部プレートに固定する手段とを含むことができる。
〔実施例AA6〕
実施例AA6では、実施例AA1~AA5のいずれか1つの主題事項は、任意的に前記上部プレートを前記底部プレートに固定して、前記蒸気室を形成する手段を含むことができる。
1つの例において、実質的に矩形の形状因子を有する平面状の蒸気室と、前記矩形の形状因子の第2の寸法d2が前記矩形の形状因子の第1の寸法d1の少なくとも約2倍である平面状の蒸気室と;第1のファンおよび第2のファンと;前記平面状の蒸気室とは別個の、前記平面状の蒸気室の第1のエッジおよび第2のd1エッジに沿って配置され、前記第1のエッジおよび前記第2のd1エッジから前記第1のファンおよび前記第2のファンへそれぞれ熱を伝導するように配置された第1のヒートパイプおよび第2のヒートパイプとを備える、電子装置のための熱放散器が開示されている。
さらに、d2が約2・d1と5・d1の間にある例示的な熱放散器が開示されている。
さらに、前記ヒートパイプが前記蒸気室のd1エッジに沿って配置された例示的な熱放散器が開示される。
さらに、前記蒸気室の反対側のd1エッジに沿って配置された第2のヒートパイプをさらに備える例示的な熱放散器が開示される。
さらに、前記第1および第2のヒートパイプが蒸気室である、例示的な熱放散器が開示される。
さらに、前記蒸気室が、前記蒸気室の凝縮器から前記蒸気室の蒸発器へ流体を伝導するためのウィック手段をさらに備える、例示的な熱放散器が開示される。
さらに、前記ウィック手段が前記平面状の蒸気室の一部には局所的に存在しない、例示的な熱放散器が開示される。
さらに、前記ウィック手段が前記平面状の蒸気室の約30%または45%には局所的に存在しない、例示的な熱放散器が開示される。
さらに、前記ウィック手段が前記平面状の蒸気室の約15%~70%には局所的に存在しない、例示的な熱放散器が開示される。
さらに、前記蒸気室の前記一部が前記蒸気室の蒸発器から前記蒸気室の凝縮器への蒸気流路を提供する、例示的な熱放散器が開示される。
さらに、前記平面状の蒸気室が、さらに、放射状パターンの内部支持リブをさらに備える、例示的な熱放散器が開示される。
また、プロセッサと、メモリと、ヒューマンインターフェースと、上記実施例のいくつかの熱放散器とを含む、例示的な計算システムが開示される。
さらに、システムがラップトップ・コンピュータである計算システムの例が開示される。
さらに、システムがタブレット・コンピュータまたはスマートフォンである計算システムの例が開示される。
また、上壁と;熱伝導性の下壁であって、上壁と下壁が一緒に気密にシールされ、蒸気室が空気を排気される、下壁と;前記真空チャンバ内に配置された蒸発性流体と;上壁と下壁に固定され、蒸気室の凝縮器領域から蒸気室の蒸発器領域へ流体を伝導するように配置された金属ウィックと、を備える蒸気室が開示され、前記金属ウィックは、上壁の一部には局所的に存在しない。
さらに、上壁の前記部分が約30%または45%である例示的な蒸気室が開示される。
さらに、上壁の前記部分が15%から70%の間である、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、上壁の前記一部が蒸発器部分から凝縮器部分への流れを提供するように選択された、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、金属ウィックが下壁の一部に局所的に存在しない例示的な蒸気室が開示される。
さらに、金属ウィックが上壁または下壁の少なくとも1つにスターバースト・パターンを形成する例示的な蒸気室が開示される。
さらに、蒸気室が平面状である例示的な蒸気室が開示される。
さらに、上記実施例のいくつかの蒸気室を備える例示的な熱放散アセンブリが開示される。
さらに、ヒートパイプをさらに備える例示的な熱放散アセンブリが開示される。
さらに、蒸気室が、第1の寸法d1と第2の寸法d2とを有し、d2は約2・d1と5・d1の間にあり、前記ヒートパイプが、d1の軸に沿って配置されている、例示的な熱放散アセンブリが開示される。
さらに、上記実施例のいくつかのプロセッサ、メモリ、および熱放散アセンブリを含む例示的な計算システムが開示される。
また、上壁と;上壁に気密封止されて真空チャンバを形成する下壁と;真空チャンバ内の蒸発性流体と;蒸気室の凝縮器領域から蒸気室の蒸発器領域に凝縮器蒸気を搬送するウィック手段と;上壁および下壁の少なくとも1つにあるスターバースト・パターンのリブを有する、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、スターバースト・パターンのリブが前記ウィック手段の少なくとも一部を提供する、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、前記スターバースト・パターンの一つまたは複数の末端を通過する前記蒸気室のための取り付け点をさらに含む、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、前記ウィック手段が多孔質金属を含む、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、前記ウィック手段が毛細管を含む、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、毛細管が前記スターバースト・パターンの放射状のアームに沿って延びる例示的な蒸気室が開示される。
さらに、前記ウィック手段が、前記蒸気室の選択された部分に局所的に存在しない例示的な蒸気室が開示される。
さらに、前記選択された部分が蒸気室の約30%または約45%を含む、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、前記選択された部分が蒸気室の約15%~70%である、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、蒸気室のエッジから熱を伝導するためのヒートパイプをさらに備える、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、蒸気室が実質的に矩形である例示的な蒸気室が開示される。
さらに、矩形の蒸気室が、別の平面寸法の少なくとも約2倍の平面寸法を有する、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、矩形の蒸気室が、別の平面寸法の約2倍から5倍の大きさの平面寸法を有する、例示的な蒸気室が開示される。
さらに、ファンと;ヒートシンクと;上記実施例のいくつかの蒸気室とを備えるコンピュータ装置のための例示的な熱放散器が開示される。
さらに、上記実施例のいくつかの熱放散器を含むコンピューティング装置の一例が開示される。
さらに、当該装置がラップトップ・コンピュータである、例示的なコンピューティング装置が開示される。
さらに、当該装置がタブレットまたはスマートフォンである、例示的なコンピューティング装置が開示される。
上記の実施例の特定の1つに関連して記載された側面および特徴は、さらなる実施例の一つまたは複数と組み合わされて、そのさらなる実施例の同一のまたは同様の特徴を置き換えたり、あるいはそのさらなる実施例に前記特徴を追加的に導入したりしてもよい。
実施例はさらに、プログラムがコンピュータ、プロセッサ、または他のプログラマブルハードウェアコンポーネント上で実行されるときに、上記の方法の一つまたは複数を実行するためのプログラム・コードを含む(コンピュータ)プログラムであってもよく、または、これに関連してもよい。よって、上述の方法の異なるものの段階、動作またはプロセスは、プログラムされたコンピュータ、プロセッサまたは他のプログラム可能なハードウェア構成要素によって実行されてもよい。実施例はまた、機械、プロセッサまたはコンピュータ読み取り可能であり、機械実行可能、プロセッサ実行可能またはコンピュータ実行可能なプログラムおよび命令をエンコードしているおよび/または含んでいる、デジタルデータ記憶媒体のようなプログラム記憶装置をもカバーしうる。プログラム記憶装置は、たとえば、デジタル記憶装置、磁気ディスクおよび磁気テープのような磁気記憶媒体、ハードディスクドライブ、または光学的に読み取り可能なデジタルデータ記憶媒体を含んでいてもよく、またはこれらであってもよい。他の例は、上述の方法の段階を実行するようにプログラミングされた、コンピュータ、プロセッサ、制御ユニット、(フィールド)プログラマブル論理アレイ((F)PLA)、(フィールド)プログラマブルゲートアレイ((F)PGA)、グラフィックスプロセッサユニット(GPU)、特定用途向け集積回路(ASIC)、集積回路(IC)、またはシステムオンチップ(SoC)を含みうる。
さらに、明細書または特許請求の範囲に開示されたいくつかの段階、プロセス、動作または機能の開示は、個々の場合において明示的に述べられていない限り、または技術的理由のために必要でない限り、これらの動作が、記載された順序に必然的に依存することを含意すると解釈してはならないことが理解される。したがって、これまでの説明では、いくつかの段階または機能の実行を特定の順序に限定していない。さらに、さらなる例では、単一の段階、機能、プロセス、または動作は、いくつかのサブ段階、サブ機能、サブプロセス、またはサブ動作を含むことができ、かつ/または、それらに分割されることができる。
装置またはシステムに関連していくつかの側面が記載されている場合には、これらの側面もまた、対応する方法の説明として理解されるべきである。たとえば、装置またはシステムのブロック、装置または機能的側面は、対応する方法の、方法段階のような特徴に対応しうる。よって、方法に関連して記載される側面はまた、対応する装置または対応するシステムの対応するブロック、対応する要素、特性または機能的特徴の説明としても理解される。
以下の特許請求の範囲は、本明細書の詳細な説明に組み込まれており、各請求項は、別個の例として、それ自体で自立する。また、請求項においては、従属請求項は1または2以上の他の請求項との特定の組み合わせに言及するが、他の例は、その従属請求項の、他の従属請求項または独立請求項の主題事項との組み合わせも含みうることに留意されたい。個々の事例において特定の組み合わせが意図されていないと記載されていない限り、そのような組み合わせはここに明示的に提案される。さらに、ある請求項の特徴は、他の任意の独立請求項についても含められるべきである(たとえその請求項が、該他の独立請求項に従属するものとして直接定義されていない場合でも)。
Claims (25)
- 熱源によって生成される熱を分配するように熱源に結合された熱分配構造と;
メインブロー方向を含む少なくとも1つの換気であって、前記少なくとも1つの換気は、前記メインブロー方向が前記熱分配構造に向けられるように配置される、換気とを有する、
冷却システム。 - 前記熱分配構造は、蒸気室またはヒートパイプのうちの少なくとも1つを有する、請求項1に記載の冷却システム。
- 前記少なくとも1つの換気によって生じる前記空気の流れの少なくとも50%が前記蒸気室の前記表面に沿って流れる、請求項1または2に記載の冷却システム。
- 電子装置の熱源に結合されるように構成された熱分配構造であって、前記熱分配構造が、蒸気室またはヒートパイプのうちの少なくとも1つを有する、熱分配構造と;
前記熱分配構造の表面に沿って空気の流れを生じさせるように構成されたブロワーであって、前記ブロワーは:
高々20mmの最大長さおよび最大幅;または
高々3mmの最大厚さ
のうちの少なくとも一方をもつ、ブロワーとを有する、
冷却システム。 - 前記ブロワーによって引き起こされる前記空気の流れの少なくとも50%が前記熱分配構造の前記表面に沿って流れる、請求項4に記載の冷却システム。
- コンピューティング装置のための冷却システムであって、当該冷却システムは:
熱伝導要素であって、前記熱伝導要素は、前記コンピューティング装置の処理ユニットを冷却するのに適している、熱伝導要素と;
前記熱伝導要素の一部を横切って空気を送風するための少なくとも1つのブロワー・ファンと;
前記コンピューティング装置の処理ユニットの熱負荷に基づいて前記少なくとも1つのブロワー・ファンを作動または不作動にするように構成された制御回路とを有する、
冷却システム。 - 前記熱伝導要素が蒸気室を含む、請求項6に記載の冷却システム。
- 熱源によって生成された熱を分配するよう熱源に結合された第1の熱分配構造と;
熱電冷却器と;
第2の熱分配構造であって、前記熱電冷却器の第1の表面は前記第1の熱分配構造に熱的に結合され、前記熱電冷却器の第2の表面は前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、第2の熱分配構造とを有する、
冷却システム。 - 前記第1の熱分配構造上の前記熱電冷却器に隣接して配置されたヒートパイプをさらに備える、請求項8に記載の冷却システム。
- 前記熱電冷却器が、少なくとも一方向において、前記ヒートパイプよりも前記第1の熱分配構造のエッジにより近くに位置する、請求項8または9に記載の冷却システム。
- 前記ヒートパイプの第1の表面は、前記第1の熱分配構造に熱的に結合され、前記ヒートパイプの第2の表面は、前記第2の熱分配構造に熱的に結合される、請求項8ないし10のうちいずれか一項に記載の冷却システム。
- 熱源によって発生した熱を、熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散させるように構成された熱分配構造であって、前記熱分配構造は、前記熱分配構造の第1の側で、前記中心領域において前記熱源と熱的に結合されるように構成されている、熱分配構造と;
前記熱分配構造上に位置する境界であって、該境界は、前記熱分配構造の第1の側で、前記熱分配構造の前記中心領域を囲む、境界とを有する、
冷却システム。 - 前記熱分配構造は、前記中心領域において平面状の表面を有する、請求項12に記載の冷却システム。
- 前記境界は、前記中心領域の前記表面から高々1mm突出する、請求項12または13に記載の冷却システム。
- 電子装置のエンクロージャ内の熱源に熱的に結合された熱分配構造であって、前記熱分配構造は、前記エンクロージャの内部から前記エンクロージャの外部に延びる、熱分配構造を有する、
冷却システム。 - 前記熱分配構造は、層状ヒートスプレッダである、請求項15に記載の冷却システム。
- 前記層状ヒートスプレッダは、グラファイト・シート、グラフェン・シート、または金属箔を含む、請求項16に記載の冷却システム。
- 前記エンクロージャが開口を備え、前記熱分配構造が前記開口を通って前記内部から前記外部に延びる、請求項15ないし17のうちいずれか一項に記載の冷却システム。
- 熱源によって生成された熱を分配するために熱源に結合された第1の部分と;
前記第1の部分に結合された第2の部分であって、前記熱が該第2の部分の外側に分配されるのを防止する、第2の部分とを有する、
冷却システム。 - 請求項1ないし19のうちいずれか一項に記載の冷却システムを備える、電子装置。
- 半導体ダイと;
前記半導体ダイによって生じる熱を熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散させるように構成された熱分配構造を備える冷却構造とを有する電子装置であって、前記熱分配構造は、前記熱分配構造の第1の側で、前記中心領域において前記半導体ダイと熱的に結合され、
前記裸の半導体ダイは、熱界面材料を介して前記熱分配構造に熱的に直接結合される、
電子装置。 - 電子装置を動作させるための方法であって:
前記電子機器の熱源を動作させる段階と;
動作中の前記熱源によって発生する熱を熱分配構造物によって分配する段階と;
少なくとも1つの換気によって前記熱分配構造の表面に沿って空気を吹き付ける段階とを含む、
方法。 - 電子装置を製造するための方法であって:
熱分配構造を熱源に熱的に結合する段階であって、前記熱分配構造は、前記熱源によって引き起こされる熱を、前記熱分配構造の中心領域からエッジ領域に拡散するように構成され、前記熱分配構造は、前記蒸気室の第1の側De、前記中心領域において前記熱源と熱的に結合される、段階と;
前記熱分配構造の前記第1の側で、前記熱分配構造の前記中心領域を囲む境界を、前記熱分配構造上に形成するまたは前記熱分配構造に取り付ける段階とを含む、
方法。 - 実行されたときに任意の請求項または請求項の任意の組み合わせの方法を機械に実行させるためのプログラム・コードを含む、機械読み取り可能な記憶媒体。
- コンピュータ・プログラムであって、該コンピュータ・プログラムがコンピュータ、プロセッサ、またはプログラマブル・ハードウェア・コンポーネント上で実行されるときに、任意の請求項または請求項の任意の組み合わせの方法を実行するためのプログラム・コードを有する、コンピュータ・プログラム。
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