KR101909643B1 - Ｌｅｄ 어레이의 균질 액냉 - Google Patents

Abstract

액냉 히트 싱크는 선회 액체 채널들의 열을 갖는 상부 판을 포함하며, 각각의 채널은 별도의 채널 입구 및 공통의 중앙 출구 채널을 가진다. 히트 싱크는 입구 포트 및 출구 포트를 갖는 바닥 판을 더 포함한다. 히트 싱크는 바닥 판의 입구 포트와 상부 판의 채널 입구들 사이에 유체 소통을 제공하는 입구 안내 채널들을 갖는 중간 판을 더 포함하며, 상기 중간 판은 상부 판의 공통의 중앙 출구 채널과 바닥 판의 출구 포트 사이에 유체 소통을 제공하는 출구 안내 채널을 더 포함한다.

Description

ＬＥＤ 어레이의 균질 액냉 {HOMOGENEOUS LIQUID COOLING OF LED ARRAY}

본 발명은 일반적으로 액냉 히트 싱크들에 관한 것이며, 더욱더 구체적으로는 발광 다이오드(LED) 어레이들을 위한 액냉 히트 싱크들에 관한 것이다.

발광 다이오드들(LEDs)과 같은 반도체 광원들은 그들의 작동 중에 열을 발생한다. 몇몇 고출력(high power) 광원들에 있어서, 수백 개의 고출력 LED 칩들이 LED 어레이 또는 매트릭스 내에 함께 근접 배열된다. LEDs는 기판 또는 세라믹 본체에 부착된다. 이들 고출력 광원들에 있어서, 대량의 열 출력이 소산된다. 열 출력의 양은 1000 W 또는 그 초과만큼 높을 수 있다. 그들의 휘도, 색채, 광 출력, 구동 전압 및 수명을 포함한, LEDs의 성능 및 요건들이 온도에 의존하기 때문에, LEDs의 균일하고 균질한 냉각은 특히 고성능 적용분야들에 유리하다. 예를 들어, 몇몇 고성능 적용분야들에 있어서, LED 어레이 내의 LEDs 사이의 온도차는 15% 미만이어야 한다.

LED 어레이를 냉각시키기 위한 하나의 방법은 냉각 매체로서 액체, 예를 들어 물을 사용하는 것이다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이 LEDs(도면에 도시되지 않음)가 상부에 장착된 기판 또는 세라믹 본체(120) 내측의 폐쇄된 냉각 액체 채널(110)을 통해서 냉각 액체 매체가 유동한다. 냉각 액체 채널(110)은 세라믹 본체(120) 및 그 본체 상부에 장착된 LEDs를 냉각시키기 위해 세라믹 본체(120)를 통해 나아갈 수 있거나 세라믹 본체(120)의 다른 부분들로 분기될 수 있다. 냉각 액체 매체가 입구(130)로부터 냉각 액체 채널(110)로 진입하고 출구(140)를 통해서 빠져나가면서 냉각 액체 매체가 세라믹 본체(120)로부터 열을 흡수하기 때문에, 출구(140)에서의 냉각 액체 매체의 온도가 입구(130)에서의 온도보다 더 높다. 따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이 온도 구배가 세라믹 본체(120) 전반에 걸쳐서 전개된다. 예를 들어, 세라믹 본체(120)의 좌측 단부 부분(150)의 온도는 세라믹 본체(120)의 우측 단부 부분(160)의 온도보다 더 높다. 그 결과, 세라믹 본체(120) 상에 장착되는 (도 1b에 도시되지 않은)LEDs는 상당히 상이한 작동 온도들을 가진다.

냉각 시스템들 전반에 걸쳐 전개된 바람직하지 않은 온도 구배들을 가지는 냉각 시스템들의 다른 예들은 US 특허 5,841,634호 및 독일 특허 DE 202 08 106 U1호에 설명된 것들을 포함한다.

액냉 히트 싱크는 선회 액체 채널들의 어레이를 갖는 상부 판을 포함하며, 각각의 채널은 별개의 채널 입구 및 공통의 중앙 출구 채널을 가진다. 히트 싱크는 입구 포트 및 출구 포트를 갖춘 바닥 판을 더 포함한다. 히트 싱크는 바닥 판의 입구 포트와 상부 판의 채널 입구들 사이에 유체 소통을 제공하는 입구 안내 채널들을 갖춘 중간 판을 더 포함하며, 상기 중간 판은 상부 판의 공통 중앙 출구 채널과 바닥 판의 출구 포트 사이에 유체 소통을 제공하는 출구 안내 채널을 더 포함한다.

본 출원은 동일한 부분들이 동일한 도면 부호들로 지칭될 수 있는 첨부 도면들과 연관하여 취한 다음의 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있다.

도 1a는 폐쇄된 냉각 액체 채널이 LEDs를 장착하기 위한 세라믹 본체 내에 매설된 종래 기술의 시스템을 도시하며,
도 1b는 도 1a에 도시된 세라믹 본체 전반에 걸쳐 전개된 온도 구배를 도시하며,
도 2a 내지 도 2c는 도 4a에 도시된 바와 같은 예시적인 액냉 히트 싱크를 형성하기 위해서 함께 적층 및 부착될 수 있는 3 개의 판들에 대한 제 1 사시도를 도시하며,
도 3a 내지 도 3c는 도 4a에 도시된 바와 같은 예시적인 액냉 히트 싱크를 형성하기 위해서 함께 적층 및 부착될 수 있는 3 개의 판들에 대한 제 2 사시도를 도시하며,
도 4a는 본 출원에 따른 예시적인 액냉 히트 싱크를 형성하기 위해서 함께 조립된 3 개의 판들에 대한 사시도를 도시하며,
도 4b는 도 4a의 평면 B-B에 따른 횡단면도를 도시하며,
도 4c는 도 4a의 평면 A-A에 따른 횡단면도를 도시하며,
도 5는 도 4a에 도시된 바와 같은 예시적인 액냉 히트 싱크에 대한 온도 프로파일을 도시하며,
도 6a 및 도 6b는 각각 t = 0.2 초 및 t = 5 초에서의 도 4a에 도시된 바와 같은 예시적인 액냉 히트 싱크에 대한 온도 프로파일을 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 예시적인 액냉 세라믹 히트 싱크 상에 20 × 20 LEDs를 장착하기 위한 예시적인 배치를 도시하며,
도 8은 금속배선(805)을 갖춘 예시적인 액냉 히트 싱크(800)를 도시한다.

다음의 설명은 본 기술분야의 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있도록 제시되며, 특정 적용분야들 및 그 분야들의 요건들의 맥락에서 제공된다. 실시예들에 대한 다양한 변형예들은 본 기술분야의 당업자들에게 용이하게 자명해질 것이며, 본 명세서에 규정된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 및 범주로부터 이탈함이 없이 다른 실시예들 및 적용분야들에 적용될 수 있다. 게다가, 다음의 설명에서 다수의 세부사항들이 설명의 목적으로 기재되어 있다. 그러나, 본 기술분야의 당업자 중의 하나는 이들 특정 세부사항들의 사용 없이도 본 발명이 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 예들에서, 잘 알려진 구조물들 및 장치들이 불필요한 세부사항에 의해 본 발명의 설명을 모호하게 하지 않도록 블록 선도 형태로 도시된다. 따라서, 본 발명은 도시된 실시예들에 한정되도록 의도하는 것이 아니며 본 명세서에 기재된 원리들 및 특징들과 일치하는 가장 넓은 범주를 부여하고자 하는 것이다.

본 발명이 특정 예들과 예시적인 도면들에 의해서 설명되지만, 본 기술 분야의 당업자들은 본 발명이 설명된 예들 또는 도면들에 한정되지 않는다는 것을 인정할 것이다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 예시적인 액냉 히트 싱크(200)의 상이한 도면들을 도시한다. 액냉 히트 싱크(200)는 세 개의 판들, 즉 기저 판(210), 중간 판(220), 및 상부 판(230)을 포함한다. 액냉 히트 싱크(200)는 액냉 히트 싱크(200)의 임의의 특징들을 더 잘 도시하기 위해서 도 2 내지 도 4에서 뒤집힌 상태로 지향되어 있음을 주목해야 한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 세 개의 판(210,220,230)들은 액냉 히트 싱크(200)를 형성하도록 함께 적층 및 부착된다. 기저 판(210) 및 중간 판(220)은 액냉 히트 싱크(200)의 기저 층을 형성하도록 함께 적층된다. 중간 판(220) 및 상부 판(230)은 액냉 히트 싱크(200)의 상부 층을 형성하도록 함께 적층된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 판(210,220,230)들은 접착제, 세라믹 플릿(ceramic frit), 중간 개스킷 재료 등에 의해 함께 부착된다. 그러나, 판(210,220,230)들이 핀들, 스크류들, 클램프들 등을 포함하는 다른 커넥터들과 함께 부착될 수 있다고 고려된다. 도 3c를 참조하면, (도면에 도시되지 않은)LEDs가 판(230)의 LED 장착 표면(335) 상에 장착된다. 이러한 LED 장착 표면(335)은 목표 냉각 표면이며 이러한 표면은 이상적으로는 균질한 온도 프로파일을 가져야 한다.

도 2a 내지 도 2c는 판(210,220,230)들의 사시도를 도시한다. 이러한 방위에서, 판(230)의 LED 장착 표면(335)은 아래를 향하며, 네 개의 냉각 선회 채널(232)들이 도 2c에서 보이도록 노출되어 있다.

도 3a 내지 도 3c는 제 2 방위의 판(210,220,230)들에 대한 사시도를 도시한다. 이러한 방위에서, 판(230)의 LED 장착 표면(335)은 도 3c에서 보이도록 노출되어 있다.

도 4a는 함께 조립된 판(210,220,230)들에 대한 사시도를 도시한다. 도 4a의 평면 A-A에 따른 횡단면도가 도 4c에 도시되어 있다. 도 4a의 평면 B-B에 따른 횡단면도가 도 4b에 도시되어 있다.

판(210)은 판(230)의 LED 장착 표면(335)으로부터 가장 멀리 떨어져 위치된 판이다. 도 2a 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 판(210)은 접시-형 형상이며 두 개의 개구들을 가진다. 반경방향 외측 위치에 위치된 개구는 액체를 액냉 히트 싱크(200)로 지향시키는 입구(212)이다. 중앙 개구는 액체를 액냉 히트 싱크(200) 밖으로 지향시키는 출구(214)이다. 그러나, 일단 액체가 입구(212)를 통해 액냉 히트 싱크(200)로 진입하면 액체는 출구(214)를 통해 즉시 액냉 히트 싱크(200)를 빠져나가지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 액체는 출구(214)를 통해 즉시 빠져나갈 수 없는데, 이는 판들이 조립될 때 출구(214)를 둘러싸는 원통형 벽(310)(도 3a 참조)이 판(220)에 대해 동일 평면을 이루기 때문이다(도 4c 참조). 대신에, 액체는 판(210,220)들 사이에 형성된 채널(320)(도 3a 및 도 4c 참조) 내부로 유동한다. 채널(320)은 접시-형 기저 판(210)의 테두리와 원통형 벽(310) 사이의 공간이다. 채널(320)은 각각, 판(220) 상의 네 개의 입구(222)들을 통해 네 개의 냉각 선회 채널(232)(도 2c 참조)들 내측으로 액체를 조종한다.

냉각 선회 채널(232)들은 판(230)의 LED 장착 표면(335)으로부터 열을 흡수하도록 액체를 지향시킨다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 각각의 냉각 선회 채널(232)들은 채널(232)이 나선-형 구성으로 중앙 지점(233)의 주위로 회전함에 따라 채널(232)의 중앙 지점(233)으로부터 점진적으로 더 멀리 떨어지도록 액체를 지향시킨다. 그 후 액체는 냉각 선회 채널(232)들에 의해 판(230)의 중앙 지점(234)으로 지향된다. 그 후 액체는 히트 싱크 출구를 거쳐서 액냉 히트 싱크(200)를 빠져나간다. 히트 싱크 출구는 판들이 함께 적층될 때 판(220) 상의 출구(224)를 판(210) 상의 출구(214)와 정렬시킴으로써 형성된다.

위에서 설명된 예시적인 실시예에서, 냉각 선회 채널(232)들은 나선들과 같은 형상이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 냉각 선회 채널 내의 액체에 의해서 그려지는 선회 경로는 LED 장착 표면(335)에 수직한 벽들에 의해 한정된다. 냉각 선회 채널(232)들은 액체의 신속한 유동을 촉진시킨다. 그러나, 냉각 선회 채널(232)들은 다른 구성들에서, 액체를 판(230)의 상이한 부분들로 분배될 수 있고 그 후 판(230)의 중앙 지점(234)으로 다시 분배될 수 있다는 것이 고려된다.

도 5는 도 4a에 도시된 바와 같은 예시적인 액냉 히트 싱크에 대한 온도 프로파일을 도시한다. 20 × 20 LEDs(510)를 갖는 LED 어레이가 LED 장착 표면(335)의 상부에 도시되어 있다. LED 장착 표면(335) 상의 온도 변화는 15% 미만이다. 예를 들어, LED 장착 표면(335)의 에지들에 따른 LEDs는 다른 구역들에 있는 것들보다 훨씬 더 높은 온도를 갖지 않는다.

도 6a 및 도 6b는 각각 t = 0.2 초 및 t = 5 초에서의 도 4a에 도시된 바와 같은 예시적인 액냉 히트 싱크에 대한 온도 프로파일을 도시한다. 시간(t)은 LEDs가 켜진 후의 시간이다. 냉각 시스템은 측정의 시작시에 작동한다.

위에서 설명된 예시적인 다층 액냉 히트 싱크는 여러 이유들로 LEDs의 균질한 냉각을 달성할 수 있다. 저온 냉각 액체 매체는 LED 장착 표면에 직접적으로 충돌하지 않는다. 위의 예에서, 저온 액체가 네 개의 입구(222)들을 통해서 주입된다. 주입된 저온 액체는 네 개의 채널들 내에서 LED 장착 표면(335)으로 이동된다. 각각의 채널들은 대응하는 입구로부터 외측으로 나선형태를 이룬다. 이런 방식으로, 액체는 중간 평면을 통해서 LED 장착 표면의 전체 구역에 걸쳐서 분배된다. 그 결과, LED 장착 표면은 균질하게 냉각된다.

또한, 각각의 채널들은 가열된 액체가 액냉 히트 싱크의 밖으로 방출되는 중앙 출구(224,214)들로 가열된 액체를 지향시킨다. 이는 가열된 액체의 제거를 촉진시키며 LEDs의 불필요한 가열을 방지한다.

균일한 온도 분포를 갖는 것 이외에도, 위에서 설명된 예시적인 다층 액냉 히트 싱크는 긴 액체 유동로들로 인해서 냉각 액체 매체와 세라믹 본체 사이의 양호한 열 접속을 제공한다. 선회 채널들의 평행한 접속은 냉각 액체 매체의 압력 손실을 감소시킨다. 그 결과, 더 적은 펌핑 파워가 요구된다. 다른 장점은 액체 공급 라인이 아래에서부터 다가온다는 점이다. 그 결과, 더 큰 어레이의 기하학적 배열로의 모듈 확장성이 가능해진다. 예를 들어, LED 장착 면적은 어려움 없이 확대될 수 있다.

액냉 히트 싱크(200)를 형성하는 판(210,220,230)들은 건식-형성된(dry-formed) 세라믹 및 다른 형태의 기판들을 포함하는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 판들은 비-전기 전도성 및 열 전도성인 질화 알루미늄(AlN) 세라믹으로 형성될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예들에서, 세라믹 재료는 건식 가압 공정을 사용하여 판들 내에서 가압된다. 그 후 판들은 압연에 의해 구조화된다. 구조화된 판들은 액냉 히트 싱크(200)를 형성하도록 세라믹 페이스트(ceramic paste)에 의해서 함께 접착된다. 접착제가 건조된 후에, 액냉 히트 싱크(200)가 소결된다. 이와는 달리, 유리 또는 유리 세라믹의 박층이 구조화된 판들을 함께 조합하는데 사용될 수 있다.

판들이 함께 부착된 후에, 곧이어 복수의 LEDs가 텅스텐 유리 또는 은 금속배선을 포함한 금속배선에 의해 LED 장착 표면(335) 상에 납땜된다. 도 7은 본 출원에 따른 예시적인 액냉 세라믹 히트 싱크 상에 20 × 20 LEDs를 장착하기 위한 예시적인 배치를 도시한다. 도 8은 금속배선(805)을 갖춘 예시적인 액냉 히트 싱크(800)를 도시한다. 복수의 LEDs가 상부 판(830) 상의 금속배선(805) 상에 납땜될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상부 판(830) 상의 금속배선(805)이 외측 에지(835)들에 평행하게 되도록 배열된다. 금속배선(805)은 전기 단자(815)들이 제공된 기저 판(810)으로 연장한다. 냉각을 최적화하기 위해서, 금속배선(805)이 바람직하게 단지 냉각 선회 채널(232)들 위에만 배열되나 냉각 선회 채널(232)들 사이의 벽들 위에는 배열되지 않는다. 금속배선(805)은 세라믹 판들의 표면에 도포된 소결된 금속배선 영역들을 포함한다. 이들 소결된 금속배선 영역들은 비-전기 전도성 판들에 대한 양호한 열 전도성을 가진다.

위에서 설명된 바와 같이 금속배선에 의해 LED 장착 표면(335) 상에 직접적으로 부착된 복수의 LEDs를 갖춘 세라믹(예를 들어, AlN) 액냉 히트 싱크(200)는 LEDs로부터 열을 효과적으로 제거한다. 세라믹 본체는 고 열 전도성을 갖춘 히트 싱크로서 그리고 LEDs용 캐리어로서 역할을 한다. 이는 빈약한 열 전도성을 가지는 접착제에 의해서 히트 싱크 상에 별도의 인쇄 회로판을 부착할 필요성을 제거한다. 이해될 수 있듯이, 금속 히트 싱크를 사용하는 종래 기술의 시스템들은 금속 히트 싱크와 회로판 사이에 열 병목부(thermal bottleneck)를 추가하는 금속 히트 싱크에 별도의 인쇄 회로가 부착될 것을 요구할 것이다.

몇몇 예시적인 실시예들에서, 다수의 냉각 선회 채널들은 네 개이다. 그러나, 냉각 선회 채널들의 수는 목표 냉각 표면의 크기, LEDs에 의해 발생되는 열, LEDs의 목표 최대 온도차 및 다른 요인들에 의존할 수 있다는 것이 고려된다.

몇몇 예시적인 실시예들에서, 펌프는 냉각 액체 매체에 압력을 가하도록 포함될 수 있다. 예를 들어, 펌프는 냉각 액체 매체를 입구(212) 내측으로 주입할 수 있어서, 그 액체가 히트 싱크(200)를 통해서 출구(214) 밖으로 순환될 수 있게 한다. 냉각 액체 매체는 물일 수 있다. 그러나, 열 전도성인 다른 액체들이 또한 사용될 수 있다는 것이 고려된다.

몇몇 예시적인 실시예들에서, 히트 싱크(200)는 펌프 없이 작동할 수 있다. 냉각 액체 매체는 에탄올 또는 클로로플루오로카본(CFC)과 같은 휘발성 액체일 수 있다. 냉각 액체 매체는 이 매체가 히트 싱크(200)로부터 열을 흡수할 때 증발한다. 냉각 액체 매체가 히트 싱크(200)를 빠져나온 후에, 히트 싱크(200) 내측으로 한번 더 거꾸로 지향될 수 있는 냉각 액체 매체를 액체 형태로 거꾸로 응축시키는데 외부 냉각기가 사용될 수 있다.

바람직한 일 실시예에서, 판(210,220,230)들은 AlN-4.5% Y₂O₃로 형성되며 각각 60*60*5 mm의 치수를 가진다. 상기 판들은 건식 가압 공정을 사용하여 가압된다. 상기 판들은 다이아몬드 압연 절단기를 사용하여 구조화된다. 325 메쉬 금속 스크린을 사용하여, 페이스트(70% AlN-4.5% Y₂O₃ 및 30% 스크린 프린팅 오일)가 기저 판(210) 및 상부 판(230) 상에 프린트된다. 그 후 상기 판(210,220,230)들은 피팅 마운드(fitting mound)를 사용하여 10분 이내에 서로의 상부에 놓인다. 액냉 히트 싱크(200)는 흑연 노 내에서 5 시간 동안 질소 분위기에서 1,805 ℃에서 소결된다. 액냉 히트 싱크(200)의 외측 표면들은 표면 연삭기의 다이아몬드 디스크들에 의해 연삭된다. 액냉 히트 싱크(200)의 외측 표면들의 일부는 스트립 형상의 방식으로 은-1% 백금 페이스트에 의해 상부에 프린트되며 액냉 히트 싱크(200)는 850 ℃에서 공기 중에서 연소된다. 그 후 LEDs는 액냉 히트 싱크(200) 상에 납땜되며, 파워가 기저 판(210)에 제공된다. 펌프 및 냉각 액체 저장조를 액냉 히트 싱크(200)에 부착하기 위해서 플라스틱 재료가 기저 판(210) 상의 입구(212) 및 출구(214)에 접착될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 바람직한 실시예에서 냉각 유체는 유체를 입구 포트(212) 내측으로 지향시키고, 채널(222)들을 경유한 유체를 별개의 선회 채널(232)들의 중심으로 분류시키고, 그 후에 중앙 출구(214)를 통해 유체를 제거함으로써 순환된다. 유체 유동이 반대 방향일 수 있다는 것도 본 발명의 범주 내에 있다. 특히, 상기 장치는 유체가 개구(214) 내측으로 진입됨으로써, 유체가 외부로부터 내부로 선회 채널들 내에서 순환하도록 작동될 수 있다. 그 후에, 유체는 개구(212)를 통해 제거될 수 있다. 이러한 역 유동 경로는 정방향 유동 경로보다 적은 냉각 효율을 제공한다고 여겨진다.

위에서 설명된 예시적인 다층 액냉 히트 싱크는 LEDs 이외의 파워 전자기기(Power Elecnics)들을 냉각시키는데 사용될 수 있으며 다른 적용분야들에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 히트 싱크는 잉크 또는 접착제의 경화, 액체들의 멸균 등을 위한 고출력 LED 광원들에 사용될 수 있다. 히트 싱크는 또한, 기판 상에 직접 납땜되는 대형 반도체 칩들을 냉각하는데 사용될 수 있다. 이런 경우에, 비균질한 온도 분포는 반도체 칩들 내에 기계적 응력을 초래할 것이다.

본 발명이 몇몇 실시예들과 연관하여 설명되었지만, 이는 본 명세서에서 설명된 특정 형태에 한정되게 하려는 의도가 아니다. 오히려, 본 발명의 범주는 단지 특허청구범위에 의해서만 한정된다. 추가로, 하나의 특징이 특정 실시예들과 연관하여 설명된 것으로 나타날 수 있지만, 본 기술 분야의 당업자는 설명된 실시예들의 다양한 특징들이 본 발명에 따라 조합될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

또한, 개별적으로 기재되었더라도, 복수의 수단들, 요소들 또는 공정 단계들은 예를 들어, 단일 유닛이나 프로세서에 의해 실시될 수 있다. 추가로, 개개의 특징들이 상이한 청구항들에 포함될 수 있더라도, 이들은 가능하다면 유리하게 조합될 수 있으며, 상이한 청구항들 내에의 포함은 특징들의 조합이 실현가능성 및/또는 유리함이 없다는 것을 의미하지 않는다. 또한, 하나의 특징을 하나의 카테고리의 청구항들에 포함한 것은 이런 카테고리로의 한정을 의미하지 않으며, 오히려 그 특징은 적합하다면, 다른 카테고리들의 청구항에도 균등하게 적용가능할 수 있다.

Claims (33)

1. 액냉 히트 싱크로서,
   기저 판,
   중간 판, 및
   상부 판을 포함하며,
   상기 기저 판 및 중간 판은 히트 싱크의 기저 층을 형성하도록 함께 적층 및 부착되며,
   상기 중간 판 및 상부 판은 히트 싱크의 상부 층을 형성하도록 함께 부착되며,
   상기 중간 판을 향하지 않는 상부 판의 표면은 목표 냉각 표면이며,
   상기 기저 층은 기저 판 상의 히트 싱크 입구로부터 중간 판 상의 복수의 입구들로 액체를 분배하는 채널을 가지며, 상기 복수의 입구들 각각은 액체를 상기 상부 층 내의 대응하는 선회 채널(circuitous channel)로 지향시키며,
   상기 선회 채널들 각각은 상기 액체를 상기 목표 냉각 표면에 인접한 평면 내 선회 경로로 지향시켜 상기 목표 냉각 표면을 냉각시키며,
   상기 선회 채널들은 선회 채널들 중에 집합 지점에서 합쳐지며, 상기 집합 지점은, 상기 액체를 상부 층으로부터 기저 층으로 그리고 히트 싱크 밖으로 다시 지향시키는, 히트 싱크 출구에 연결되고,
   상기 상부 판, 중간 판, 및 기저판은 세라믹으로 형성되고,
   상기 채널은 상기 중간 판 상 네 개의 입구들을 통해 네 개의 냉각 선회 채널들로 상기 액체를 조종하며, 상기 냉각 선회 채널들 각각은 상기 선회 채널이 나선-형 구성으로 상기 기저 층의 채널의 중앙 지점 주위를 도는 것에 따라 상기 기저 층의 채널의 중앙 지점으로부터 점진적으로 더 멀리 떨어지도록 상기 액체를 지향시키고, 그런 다음 상기 액체는 상기 냉각 선회 채널들에 의해 상기 상부 판의 중앙 지점으로 지향되고 나서 히트 싱크 출구를 통해 상기 액냉 히트 싱크를 빠져나가고,
   상기 히트 싱크 출구는, 상기 기저 판과 중간 판이 함께 적층될 때, 상기 기저 판 상의 출구를 상기 중간 판 상의 출구와 정렬시킴으로써 형성되는,
   액냉 히트 싱크.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 선회 채널들은 나선 모양이며, 상기 선회 채널 안에서 상기 액체에 의해 추적된 상기 선회 경로는 상기 목표 냉각 표면에 수직한 벽들에 의해 한정되는,
   액냉 히트 싱크.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   선회 경로들 각각은 목표 냉각 표면에 수직한 벽들에 의해 한정되는,
   액냉 히트 싱크.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 중간 판은 히트 싱크 출구를 형성하도록 제 2 기저 판 개구와 정렬되는 중간 판 개구를 더 포함하는,
   액냉 히트 싱크.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 기저 판은 기저 판에 수직하고 제 2 기저 판 개구를 둘러싸는 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 기저 판과 중간 판이 함께 부착될 때 중간 판에 대항하여 동일 평면 상에 있으며, 그에 의해 액체가 기저 층 내측의 챔버로부터 제 2 기저 판 개구로 유동하는 것을 방지하는,
   액냉 히트 싱크.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 기저 층 내측의 채널은 상기 기저 판의 테두리와 상기 벽에 의해 한정되는,
   액냉 히트 싱크.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   선회 채널들의 수는 4 개 이상인,
   액냉 히트 싱크.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   선회 채널들은 2 × 2 어레이로 배치되는,
   액냉 히트 싱크.
   
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