KR102055329B1 - 전자 디바이스에 대한 열 저장 능력들을 포함하는 다층 열 소산 디바이스 - Google Patents

전자 디바이스에 대한 열 저장 능력들을 포함하는 다층 열 소산 디바이스 Download PDF

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Abstract

제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층, 제1 스페이서, 제2 스페이서, 제1 PCM(phase change material) 및 제2 PCM을 포함하는 열 소산 디바이스가 제공된다. 제1 열 확산기 층은 제1 확산기 표면 및 제2 확산기 표면을 포함한다. 제2 열 확산기 층은 제3 확산기 표면 및 제4 확산기 표면을 포함한다. 제1 스페이서는 제1 열 확산기 층 및 제2 열 확산기 층에 커플링된다. 제2 스페이서는 제1 열 확산기 층 및 제2 열 확산기 층에 커플링된다. 제1 PCM은 제1 열 확산기 층과 제2 열 확산기 층 사이에 로케이팅된다. 제1 PCM은 제1 스페이서에 의해 둘러싸인다. 제2 PCM은 제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층, 제1 스페이서 및 제2 스페이서 사이에 있다.

Description

전자 디바이스에 대한 열 저장 능력들을 포함하는 다층 열 소산 디바이스
[0001] 본 출원은, 2016년 8월 2일에 미국 특허상표청에 출원된 정식 특허 출원 번호 제15/226,727호의 이득 및 이에 대한 우선권을 주장하며, 상기 특허 출원의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0002] 다양한 특징들은 전자 디바이스에 대한 다층 열 소산 디바이스(multi-layer heat dissipating device)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열 저장 능력들을 포함하는 다층 열 소산 디바이스에 관한 것이다.
[0003] 전자 디바이스들은 열을 생성하는 내부 컴포넌트들을 포함한다. 이러한 내부 컴포넌트들 중 일부는 CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit) 및/또는 메모리를 포함한다. 이러한 내부 컴포넌트들 중 일부는 많은 열을 생성할 수 있다. 특히, 전자 디바이스의 고성능 CPU들 및/또는 GPU들은 특히, 데이터 집약적 동작들(예컨대, 게임들, 비디오 프로세싱)을 수행할 때 많은 열을 생성할 수 있다.
[0004] CPU 및/또는 GPU에 의해 생성된 열에 대항하거나 이 열을 소산하기 위해, 전자 디바이스는 열 확산기(heat spreader)와 같은 열 소산 디바이스를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 3은 칩에 의해 생성된 열을 소산하기 위한 열 확산기를 포함하는 모바일 디바이스의 예를 예시한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스(100)는 디스플레이(102), 후방 측 표면(200), 다이(202) 및 열 확산기(204)를 포함한다. 다이(202) 및 열 확산기(204)(둘 다 점선들로 도시됨)는 모바일 디바이스(100) 내부에 로케이팅된다. 다이(202)는 열 확산기(204)의 제1 표면에 커플링된다. 열 확산기(204)의 제2 표면은 후방 측 표면(200)의 제1 표면(예컨대, 내부 표면)에 커플링된다.
[0005] 도 3은 열 확산기(204)를 포함하는 모바일 디바이스(100)의 측면도를 예시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스(100)는 디스플레이(102), 후방 측 표면(200), 전방 측 표면(300), 최하부 측 표면(302) 및 최상부 측 표면(304)을 포함한다. 도 3은 또한 모바일 디바이스(100) 내부의 PCB(printed circuit board)(306), 다이(202) 및 열 확산기(204)를 예시한다.
[0006] 도 3에 추가로 도시된 바와 같이, 다이(202)의 제1 측은 PCB(306)의 제1 표면에 커플링된다. 다이(202)의 제2 측은 열 확산기(204)의 제1 표면에 커플링된다. 열 확산기(204)의 제2 표면은 후방 측 표면(200)의 제1 표면(예컨대, 내부 표면)에 커플링된다. 이 구성에서, 다이(202)에 의해 생성된 열의 대부분은 모바일 디바이스의 열 확산기(204) 및 후방 측 표면(200)을 통해 소산된다. 다수의 경우들에, 이는 후방 측 표면(200)으로 하여금, 모바일 디바이스를 보유한 사용자(예컨대, 사람)에게 편안하고 그리고/또는 이 사용자가 수락 가능한 것보다 높은 온도까지 가열되게 할 것이다. 일부 경우들에서, 모바일 디바이스의 후방 측 표면(200)의 온도는 심지어, 모바일 디바이스(100)를 터치하고 있고 그리고/또는 이를 보유하고 있는 사용자에게 화상을 입힐 정도로 충분히 고온일 수 있다.
[0007] 따라서, 전자 디바이스(예컨대, 모바일 디바이스)의 사용자에게 수락 가능한 임계치 내로 전자 디바이스의 외부 표면의 온도를 유지하는 동시에, 전자 디바이스로부터 열을 효율적으로 소산하기 위한 개선된 방법 및 설계에 대한 필요성이 존재한다.
[0008] 본원에서 설명된 다양한 장치 및 방법들은 전자 디바이스에 대한 다층 열 소산 장치를 제공한다.
[0009] 예는, 제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층, 제1 스페이서, 및 제1 PCM(phase change material)을 포함하는 열 소산 디바이스를 제공한다. 제1 스페이서는 제1 열 확산기 층 및 제2 열 확산기 층에 커플링된다. 제1 PCM(phase change material)은 제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층 및 제1 스페이서 사이에 로케이팅된다.
[0010] 다른 예는, 열을 확산시키기 위한 제1 수단, 열을 확산시키기 위한 제2 수단, 제1 스페이서 및 열을 저장하기 위한 제1 수단을 포함하는 장치를 제공한다. 제1 스페이서는 열을 확산시키기 위한 제1 수단 및 열을 확산시키기 위한 제2 수단에 커플링된다. 열을 저장하기 위한 제1 수단은 열을 확산시키기 위한 제1 수단, 열을 확산시키기 위한 제2 수단, 및 제1 스페이서 사이에 로케이팅된다.
[0011] 다른 예는 열을 생성하도록 구성된 구역을 포함하는 디바이스를 제공하며, 이 구역은 통합 디바이스를 포함한다. 디바이스는 또한, 구역에 커플링되는 제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층, 제1 열 확산기 층 및 제2 열 확산기 층에 커플링되는 제1 스페이서, 및 제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층 및 제1 스페이서 사이에 로케이팅되는 제1 PCM(phase change material)를 포함한다.
[0012] 다양한 특징들, 성질, 및 이점들은, 도면들과 함께 취해진 경우, 아래에 기술된 상세한 설명으로부터 명백해질 수 있으며, 이 도면에서, 유사한 참조 부호들은 전반에 걸쳐 상응하게 식별한다.
[0013] 도 1은 모바일 디바이스의 정면도를 예시한다.
[0014] 도 2는 열 확산기를 포함하는 모바일 디바이스의 배면도를 예시한다.
[0015] 도 3은 열 확산기를 포함하는 모바일 디바이스의 측면도를 예시한다.
[0016] 도 4는 다층 열 소산 디바이스를 포함하는 모바일 디바이스의 측면도를 예시하며, 여기서 다층 열 소산 디바이스는 적어도 하나의 PCM(phase change material)을 포함한다.
[0017] 도 5는 적어도 하나의 PCM(phase change material)을 포함하는 다층 열 소산 디바이스의 측면도를 예시한다.
[0018] 도 6은 다양한 온도들에 대해 예시적인 PCM(phase change material)에 대한 비열용량의 그래프를 예시한다.
[0019] 도 7은 다층 열 소산 디바이스를 포함하는 모바일 디바이스의 측면도를 예시하며, 여기서 다층 열 소산 디바이스는 적어도 하나의 PCM(phase change material)을 포함한다.
[0020] 도 8은 다층 열 소산 디바이스의 제1 층의 도면을 예시한다.
[0021] 도 9는 다층 열 소산 디바이스의 제1 층 및 제2 층의 조립도를 예시한다.
[0022] 도 10은 다층 열 소산 디바이스의 제1 층, 제2 층 및 제3 층의 조립도를 예시한다 .
[0023] 도 11은 통합 디바이스에 커플링되는, 적어도 하나의 PCM(phase change material)을 포함하는 다층 열 소산 디바이스를 예시한다.
[0024] 도 12는 다층 열 소산 디바이스를 조립하기 위한 방법의 흐름도를 예시한다.
[0025] 도 13은 다양한 열 소산 디바이스들을 사용하는 통합 디바이스의, 시간에 따른 온도 프로파일의 그래프를 예시한다.
[0026] 도 14는 다양한 열 소산 디바이스들을 사용하는 후방 커버의, 시간에 따른 온도 프로파일의 그래프를 예시한다.
[0027] 도 15는 다양한 열 소산 디바이스들을 사용하는 디스플레이의, 시간에 따른 온도 프로파일의 그래프를 예시한다.
[0028] 도 16은 본원에서 설명된 열 소산 디바이스, 반도체 디바이스, 통합 디바이스, 다이, 집적 회로, PCB 및/또는 다층 열 확산기를 통합할 수 있는 다양한 전자 디바이스들을 예시한다.
[0029] 다음의 설명에서, 본 개시내용의 다양한 양상들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 세부사항들이 주어진다. 그러나, 양상들이 이들 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 예컨대, 회로들은, 불필요한 세부사항들로 양상들을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 블록도들로 도시될 수 있거나, 또는 도시되지 않을 수 있다. 다른 경우들에서, 잘-알려진 회로들, 구조들 및 기술들은 본 개시내용의 양상들을 모호하게 하지 않기 위해 상세히 도시되지 않을 수 있다.
개요
[0030] 본 개시내용의 일부 예시적인 실시예들은 제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층, 제1 스페이서, 제2 스페이서, 제1 PCM(phase change material) 및 제2 PCM을 포함하는 다층 열 소산 디바이스에 관한 것이다. 제1 열 확산기 층은 제1 확산기 표면 및 제2 확산기 표면을 포함한다. 제2 열 확산기 층은 제3 확산기 표면 및 제4 확산기 표면을 포함한다. 제1 스페이서는 제1 열 확산기 층 및 제2 열 확산기 층에 커플링된다. 제2 스페이서는 제1 열 확산기 층 및 제2 열 확산기 층에 커플링된다. 제1 PCM(phase change material)은 제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층 및 제1 스페이서 사이에 로케이팅된다. 제2 PCM(phase change material)은 제1 열 확산기 층, 제2 열 확산기 층, 제1 스페이서 및 제2 스페이서 사이에 있다. PCM들은, 열 생성 구역으로부터 소산되는 열을 저장하고 다른 구역으로의 소산된 열의 방출을 지연하는, 다층 열 소산 디바이스에 대한 열 저장 능력들을 제공하도록 구성된다. 일부 구현들에서, 상이한 PCM들은 상이한 용융 온도들을 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 PCM은, 제2 PCM에 대한 제2 용융 온도보다 높은 제1 용융 온도를 갖는다.
PCM(Phase Change Material)을 포함하는 예시적인 다층 열 소산 디바이스
[0031] 도 4는, 디스플레이(402), 전방 측 표면(404), 후방 측 표면(406), 최하부 측 표면(408) 및 최상부 측 표면(410)을 포함하는 디바이스(400)(예컨대, 모바일 디바이스)를 예시한다. 디바이스(400)는 또한, PCB(printed circuit board)(420), 통합 디바이스(422)(예컨대, 칩, 다이, 다이 패키지, CPU(central processing unit), GPU(graphical processing unit)), 다층 열 소산 디바이스(430)를 포함한다. 통합 디바이스(422)는 다층 열 소산 디바이스(430) 및 PCB(420)에 커플링된다. 일부 구현들에서, 통합 디바이스(422)는 다층 열 소산 디바이스(430)에 커플링되는 디바이스(400)의 구역에 로케이팅된다. 통합 디바이스(422) 및/또는 PCB(420)를 포함하는 구역은 디바이스(400)의 열을 생성하도록 구성된 구역 및/또는 열 생성 구역일 수 있다. 구역은 통합 디바이스(422) 및/또는 다른 열 생성 컴포넌트들(예컨대, 열 소스)을 포함할 수 있다. 도 5에서 추가로 설명되는 바와 같이, 다층 열 소산 디바이스(430)는, 다층 열 소산 디바이스(430)가 디바이스의 구역으로부터 열을 소산하고 소산된 열 중 일부를 저장(예컨대, 일시적으로 저장)할 수 있게 하는 열 저장 능력들(예컨대, 열을 저장하기 위한 수단, PCM(phase change material))을 포함한다. 열 중 적어도 일부를 저장함으로써, 다층 열 소산 디바이스(430)는 디바이스(400)의 후방 측 또는 전방 측을 통해 소산되는 열을 지연하기 위한 메커니즘을 제공한다. 이러한 메커니즘은 디바이스(400)의 전방 측, 후방 측, 통합 디바이스 및/또는 패키지의 피크 온도들을 낮출 수 있게 한다.
[0032] 도 4는 디바이스(400)(예컨대, 전자 디바이스, 모바일 디바이스)의 디스플레이(402)와 물리적으로 접촉하는 다층 열 소산 디바이스(430)를 예시한다. 일부 구현들에서, 다층 열 소산 디바이스는, 디바이스(400)의 디스플레이(402) 및/또는 최상부 측 표면(410) 근처에(예컨대, 아주 근접하게) 있을 수 있지만, 디바이스(400)의 디스플레이(402) 및/또는 최상부 측 표면(410)과 물리적으로 접촉하지 않는다. 그러나, 상이한 구현들은 다층 열 소산 디바이스(430)를 디바이스(400)에 상이하게 포지셔닝할 수 있다. 다층 열 소산 디바이스(430)가 디바이스(400)에 어떻게 포지셔닝될 수 있는지에 관한 다른 예가 아래의 도 7에서 설명되고 예시된다 .
[0033] 도 5는 도 4의 다층 열 소산 디바이스(430)의 확대도를 예시한다. 다층 열 소산 디바이스(430)는 열 계면 재료(thermal interface material; TIM)(530)를 통해 통합 디바이스(422)에 커플링된다. 통합 디바이스(422)는 PCB(420)에 커플링된다. 일부 구현들에서, 열을 생성하도록 구성된 디바이스의 구역(예컨대, 열 생성 구역, 열 소스)은 PCB(420), 통합 디바이스(422) 및/또는 열 계면 재료(thermal interface material; TIM)(530)를 포함할 수 있다.
[0034] 다층 열 소산 디바이스(430)는, 제1 열 확산기 층(502), 제2 열 확산기 층(504), 제3 열 확산기 층(506), 제1 스페이서(510), 제2 스페이서(512), 제3 스페이서(514), 제4 스페이서(516), 제1 PCM(phase change material)(520), 제2 PCM(phase change material)(522), 제3 PCM(phase change material)(524) 및 제4 PCM(phase change material)(526)을 포함한다. 일부 구현들에서, 제1 PCM(520), 제2 PCM(522), 제3 PCM(524) 및/또는 제4 PCM(526)은 다층 열 소산 디바이스(430)에 대한 하나 또는 그 초과의 열을 저장하기 위한 수단(예컨대, 열 저장 능력들)으로서 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, PCM들은, PCM들이 서로 섞이지 않도록 다층 열 소산 디바이스(430)에 로케이팅되며, 이는 (예컨대, 디바이스 내부의 온도 구배(temperature gradient)를 따름으로써) 다층 열 소산 디바이스(430)의 열 저장 능력을 최적화하는 데 도움을 줄 수 있다.
[0035] 일부 구현들에서, 다층 열 소산 디바이스(430)는, 유사하고 그리고/또는 상이한 용융 온도들을 갖는 PCM들을 포함할 수 있다. 도 6 및 도 13 내지 도 15는 다층 열 소산 디바이스(430)의 열 저장 능력이, 통합 디바이스를 포함하는 구역(예컨대, 열 생성 구역)으로부터 열을 소산하는 것을 도우면서, 디바이스의 외부 표면이 사용자에게 거북한 온도에 도달하는 것을 방지하는 것을 또한 돕는 방식을 예시한다. 예컨대, PCM들은, 통합 디바이스(422)로부터 소산되었던 열이 통합 디바이스(422)로부터 떨어져 저장(예컨대, 일시적으로 저장)되는 것을 가능하게 하며, 이 열은 그러나 디바이스(400)의 후방 측 표면 및/또는 전방 측(예컨대, 디스플레이 측)을 통해 즉시 방출되지 않는다. 따라서, PCM들은 열이 소산되는 방식에 있어 저장 및 지연 메커니즘을 제공한다. 아래의 도 13 내지 도 15는 하나 또는 그 초과의 PCM들이, 열 소스(예컨대, CPU), 후방 커버 및 디스플레이(예컨대, LCD)를 포함하는 디바이스의 다양한 위치들에서 과도 온도(transient temperature)들에 어떻게 영향을 미치는지를 추가로 예시 및 설명한다.
[0036] 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 열 확산기 층(502)은 열 계면 재료(530)를 통해 통합 디바이스(422)에 커플링될 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 열 확산기 층(502)은 제1 확산기 표면 및 제2 확산기 표면을 포함한다. 제1 열 확산기 층(502)의 제1 표면 확산기는 열 계면 재료(530)를 통해 통합 디바이스(422)에 커플링된다. 열 계면 재료(thermal interface material; TIM)(530)는 선택적이라는 것에 주의한다.
[0037] 제1 열 확산기 층(502)(예컨대, 열을 확산시키기 위한 제1 수단)은 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)에 커플링된다. 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)는 제2 열 확산기 층(504)(예컨대, 열을 확산시키기 위한 제2 수단)에 커플링된다. 제1 PCM(520)(예컨대, 열을 저장하기 위한 제1 수단)이 제1 열 확산기 층(502)과 제2 열 확산기 층(504) 사이에 로케이팅된다. 제1 PCM(520)은 제1 열 확산기 층(502), 제2 열 확산기 층(504) 및 제1 스페이서(510)에 의해 둘러싸인다. 제1 열 확산기 층(502), 제2 열 확산기 층(504) 및 제1 스페이서(510)의 커플링은 제1 PCM(520)에 대한 기밀하게 밀봉된 구역을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1, 제2 및 제3 열 확산기 층들(예컨대, 502, 504, 506)은 동일한 재료 또는 상이한 재료들로 제조될 수 있다.
[0038] 제2 PCM(522)(예컨대, 열을 저장하기 위한 제2 수단)은 제1 열 확산기 층(502), 제2 열 확산기 층(504), 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512) 사이에 로케이팅된다(예컨대, 이들에 의해 둘러싸임). 제1 열 확산기 층(502), 제2 열 확산기 층(504), 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)의 커플링은 제2 PCM(522)에 대한 기밀하게 밀봉된 구역을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 PCM(520)은 제1 용융 온도를 갖고, 제2 PCM(522)은 제2 용융 온도를 갖는다. 일부 구현들에서, 제1 PCM(520)은, 저장 능력들을 최적화하고 디바이스 내부(예컨대, 열 생성 구역 근처)의 온도 구배를 따르기 위해, 제1 용융 온도가 제2 PCM(522)의 제2 용융 온도보다 높도록 선택된다.
[0039] 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)는 제2 열 확산기 층(504)(예컨대, 열을 확산시키기 위한 제2 수단) 및 제3 열 확산기 층(506)(예컨대, 열을 확산시키기 위한 제3 수단)에 커플링된다. 제3 PCM(524)(예컨대, 열을 저장하기 위한 제3 수단)은 제2 열 확산기 층(504)과 제3 열 확산기 층(506) 사이에 로케이팅된다. 제3 PCM(524)은 제2 열 확산기 층(504), 제3 열 확산기 층(506) 및 제3 스페이서(514)에 의해 둘러싸인다. 제2 열 확산기 층(504), 제3 열 확산기 층(506) 및 제3 스페이서(514)의 커플링은 제3 PCM(524)에 대한 기밀하게 밀봉된 구역을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 PCM(524)은 제3 용융 온도를 갖는다. 일부 구현들에서, 제3 PCM(524)은, 제3 용융 온도가 제1 PCM(520)의 제1 용융 온도 및/또는 제2 PCM(522)의 제2 용융 온도보다 낮도록 선택된다. 위에서 언급된 바와 같이, 이는 양호한 저장 용량을 가능하게 하고 최적화하며 디바이스 내부(예컨대, 열 생성 구역 근처)의 온도 구배를 따르기 위해 행해질 수 있다.
[0040] 제4 PCM(526)(예컨대, 열을 저장하기 위한 제4 수단)은 제2 열 확산기 층(504), 제3 열 확산기 층(506), 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516) 사이에 로케이팅된다(예컨대, 이들에 의해 둘러싸임). 제2 열 확산기 층(504), 제3 열 확산기 층(506), 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)의 커플링은 제4 PCM(526)에 대한 기밀하게 밀봉된 구역을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 제4 PCM(526)은 제4 용융 온도를 갖는다. 일부 구현들에서, 제4 PCM(526)은, 제4 용융 온도가 제1 PCM(520)의 제1 용융 온도, 제2 PCM(522)의 제2 용융 온도 및/또는 제3 PCM(524)의 제3 용융 온도보다 낮도록 선택된다. 위에서 언급된 바와 같이, 이는 양호한 저장 용량을 가능하게 하고 최적화하며 디바이스 내부(예컨대, 열 생성 구역 근처)의 온도 구배를 따르기 위해 행해질 수 있다.
[0041] 일부 구현들에서, 제1 스페이서(510), 제2 스페이서(512), 제3 스페이서(514) 및/또는 제4 스페이서(516)는 열 전도성 접착제를 포함한다. 그러나, 일부 구현들에서, 위의 스페이서들은 피부와 접촉할 수 있는 구역으로 열을 신속하게 전달하는 대신에, 측방향으로 열을 확산시키는 것을 돕기 위해 낮은 전도율 재료(예컨대, 절연 재료)를 포함할 수 있다.
[0042] 다층 열 소산 디바이스(430)는 열 생성 구역 및/또는 열을 생성하도록 구성된 구역(예컨대, 통합 디바이스(422)를 포함하는 구역)으로부터의 열이 다층 열 소산 디바이스(430)로부터 수직으로 그리고 측방향으로 소산되는 방식으로 구성된다. 예컨대, 열 생성 구역 및/또는 열을 생성하도록 구성된 구역으로부터의 열은 제1 열 확산기 층(502)으로부터 측방향으로 소산될 수 있다.
[0043] 열이 열 생성 구역 및/또는 열을 생성하도록 구성된 구역으로부터 소산됨에 따라, 소산된 열은 제1 PCM(520), 제2 PCM(522), 제3 PCM(524) 및/또는 제4 PCM(526) 중 하나 또는 그 초과에 저장될 수 있다. 따라서, 열은 통합 디바이스(422)로부터 소산될 수 있고 소산된 열 중 일부는 제1 PCM(520), 제2 PCM(522), 제3 PCM(524) 및/또는 제4 PCM(526)에 저장될 수 있다. 열의 일부가 저장되는 곳은 제1 PCM(520), 제2 PCM(522), 제3 PCM(524) 및/또는 제4 PCM(526)에 대해 사용되는 구성들(예컨대, 크기, 형상) 및 재료에 의존할 것이다. 상이한 구현들이 제1 PCM(phase change material)(520), 제2 PCM(522), 제3 PCM(524) 및/또는 제4 PCM(526)에 대해 유사하거나 상이한 PCM들을 사용할 수 있다. 일부 구현들에서, PCM들은, 디바이스 내부의 온도 구배를 따르기 위해, 열 생성 구역 또는 열 소스(예컨대, CPU)로부터 더 멀리 떨어진 PCM들이 열 생성 구역 또는 열 소스에 더 근접한 PCM들보다 낮은 용융 온도를 갖도록 선택될 수 있다. 예컨대, 최적의 열 저장을 위해, PCM들은 이를테면, 디바이스 내부의 온도 구배를 따르기 위해 제1 PCM(520)으로부터 제4 PCM(526)까지 감소하는 용융 온도를 갖도록 선택될 수 있다. 소산되는 열을 저장함으로써, 그것은 열이 디바이스(400)의 표면 온도를 증가시키는 것을 방지(또는 열이 표면 온도에 도달하는 것을 늦춤)하는 것을 돕고, 따라서 디바이스(400)의 거북한 표면 온도를 회피하는 것을 돕는다. 이러한 접근법은, 열 생성 구역(예컨대, 통합 디바이스(422)를 포함하는 구역)으로부터 열을 빼앗으며, 이는 열을 디바이스(400)의 표면으로부터 멀리 유지하는 동시에 통합 디바이스(422)가 원하는 온도에서 수행할 수 있게 한다. 열이 통합 디바이스(422)로부터 소산됨에 따라, 열은 제1 PCM(520)로부터 제4 PCM(526)까지 점진적으로 더 낮은 용융 온도들을 갖는 PCM들에 저장되며, 이는 디바이스 내부의 온도 구배를 따른다.
[0044] PCM(phase change material)은 높은 융해열을 갖는 재료이며, 이는 소정의 온도에서 용융 및 응고되면, 대량의 에너지를 저장 및 방출할 수 있다. 재료가 고체로부터 액체로 그리고 그 반대로 변할 때 열이 흡수되거나 방출되고; 따라서, PCM들은 LHS(latent heat storage) 유닛들로서 분류된다. 다양한 PCM들이 고체로부터 액체로 변할 때, 이들은 다양한 용융 온도들을 갖는다.
[0045] 융해열은, 일정한 압력에서 고체로부터 액체로의 그의 상태를 변경하기 위해 특정 양의 물질에 에너지, 통상적으로 열을 제공함으로써 발생하는 그의 엔탈피(enthalpy)의 변화이다. 이 에너지는 대기압에 대해 그의 환경을 변위시킴으로써 임의의 연관된 볼륨(volume)의 변화를 위한 공간을 만드는 데 필요한 기여분(contribution)을 포함한다. 상 전이(phase transition)가 발생하는 온도는 융점이다.
[0046] 용융 동안 열의 도입은, 용융 프로세스 동안, 온도가 거의 일정하게 유지됨에 따라, 온도 변화로서 관찰될 수 없기 때문에, 융해의 '엔탈피'는 잠재 열(latent heat)이다. 잠재 융해열은 임의의 양의 물질이 용융될 때 그의 엔탈피 변화이다. 융해열이 질량의 단위로 참조될 때, 이는 통상적으로 특정 융해열을 칭하는 반면, 몰(molar) 융해열은 몰 단위의 물질의 양 당 엔탈피 변화를 지칭한다.
[0047] 액상은 고상보다 높은 내부 에너지를 갖는다. 이는, 액체의 분자들이 더 약한 분자간 힘을 경험하고, 따라서 더 높은 잠재 에너지(potential energy)(분자간 힘들에 대한 일종의 결합-해리 에너지)를 갖기 때문에, 고체를 용융시키기 위해 고체에 에너지가 공급되어야 하고 액체가 응고할 때 액체로부터 에너지가 방출된다는 것을 의미한다.
[0048] PCM(phase change material)이 열 저장을 어떻게 도울 수 있는지에 관한 예가 비열용량 대 온도 플롯에 의해 예시될 수 있다. 도 6은 예시적인 PCM(phase change material)의 비열용량(Cp) 대 온도의 그래프를 예시한다. 특히, 도 6은 다양한 온도들에 대한 갈륨 1(이는 PCM(phase change material)의 예임)의 비열용량의 그래프를 예시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 갈륨 1의 비열용량은 약 30 ℃ 미만의 온도들에 대해 약 370, 약 31 ℃ 초과의 온도들에 대해 약 360 및 약 30 ℃ 내지 31 ℃의 온도들에 대해 약 80,000이다. 재료의 상 변화는 30℃ 내지 31℃의 재료의 비열용량의 급상승에 의해 포착되고, 이에 따라 큰 열 저장소와 같이 작용한다. 상이한 상 변화 재료들에 대한 성질들 및 상이한 재료들의 예가 아래에서 추가로 설명된다.
[0049] 상이한 구현들은 제1 열 확산기 층(502), 제2 열 확산기 층(504), 제3 열 확산기 층(506), 제4 열 확산기 층(508), 제1 스페이서(510), 제2 스페이서(512), 제3 스페이서(514), 및 제4 스페이서(516)에 대해 동일하거나 상이한 재료들을 사용할 수 있다. 예컨대, 제1 열 확산기 층(502), 제2 열 확산기 층(504), 제3 열 확산기 층(506), 제4 열 확산기 층(508), 제1 스페이서(510), 제2 스페이서(512), 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)는 적어도 금속, 탄소, 그래파이트 및/또는 알루미늄 중 하나를 포함하는 재료로 제조될 수 있다. 유사하게, 제1 열 확산기 층(502), 제2 열 확산기 층(504), 제3 열 확산기 층(506), 제4 열 확산기 층(508), 제1 스페이서(510), 제2 스페이서(512), 제3 스페이서(514), 및 제4 스페이서(516)는 유사하거나 상이한 열 전도율 값들을 가질 수 있다. 특정 재료의 특정 열 전도율 값은 특정 재료가 열을 얼마나 잘 또는 얼마나 열등하게 전도하는지를 수량화한다.
[0050] 일부 구현들에서, 스페이서들(예컨대, 제1 스페이서(510))은 접착 재료(예컨대, 열 전도성 접착 층)를 통해 그의 각각의 열 확산기 층들(예컨대, 제1 열 확산기 층(502))에 커플링된다. 유사하게, 일부 구현들에서, 열 확산기 층들(예컨대, 제1 열 확산기 층(502))은 접착 재료(예컨대, 열 전도성 접착 층)를 통해 그의 각각의 열 확산기 층들(예컨대, 제2 열 확산기 층(504))에 커플링된다. 상이한 구현들은 스페이서들(예컨대, 제1 스페이서(510)) 및/또는 접착 재료에 대해 상이한 재료들을 사용할 수 있다. 스페이서들 및/또는 접착 재료들(예컨대, 열 전도성 접착 층)에 대한 재료들의 예들은 에폭시 또는 다공성 재료(예컨대, 에어 갭들을 갖는 재료)를 포함한다.
[0051] 일부 구현들에서, 스페이서들, PCM(phase change material)들 및/또는 접착 재료는 다층 열 소산 디바이스(430)에 대한 기계적 지지를 제공하도록 구성된다.
[0052] 다층 열 소산 디바이스(430)는 제1 디멘션, 제2 디멘션 및 제3 디멘션을 갖는다. 일부 구현들에서, 제1 디멘션은 Z-방향을 따를 수 있는, 다층 열 소산 디바이스의 높이이다. 일부 구현들에서, Z-방향은 수직 방향이다. 일부 구현들에서, 수직 방향은 열 확산기 층(들) 및 스페이서를 (예컨대, 수직으로) 이동시키는, 다층 열 소산 디바이스(430)를 따른 방향이다. 일부 구현들에서, 수직 방향은 가장 큰 표면적을 갖는 열 확산기의 표면에 수직 또는 직교하는 방향이다. 일부 구현들에서, 수직 방향은 통합 디바이스(예컨대, 다이, 칩) 및/또는 PCB(printed circuit board)의 최상부 표면에 수직 또는 직교한다.
[0053] 일부 구현들에서, 제2 디멘션은 Y-방향을 따를 수 있는, 다층 열 소산 디바이스의 길이이다. 일부 구현들에서, Y-방향은 측방향이다. 일부 구현들에서, 제2 디멘션은 Y-방향을 따를 수 있는, 다층 열 소산 디바이스의 반경이다.
[0054] 일부 구현들에서, 제3 디멘션은 X-방향을 따를 수 있는, 다층 열 소산 디바이스의 폭이다. 일부 구현들에서, X-방향은 측방향이다.
[0055] 다층 열 소산 디바이스들에 대한 X, Y, Z 디멘션들 및/또는 방향들의 예들은 적어도 도 8, 도 9 및 도 10에 도시된다.
[0056] 요약하면, 도 4 및 도 5는 열을 확산시키기 위한 수단(예컨대, 제1 열 확산기 층(502)) 및 열을 저장하기 위한 수단(예컨대, 제1 PCM(520))을 포함하는 장치(예컨대, 다층 열 소산 디바이스(430), 디바이스(400))의 예를 예시한다. 상이한 구현들이 열 확산기 층(들), 스페이서(들) 및/또는 PCM(phase change material)들의 상이한 조합들 또는 구성들을 사용할 수 있다는 것에 주의한다. 예컨대, 일부 구현들은 더 많거나 더 적은 열 확산기 층(들), 더 많거나 더 적은 스페이서(들) 및/또는 더 많거나 더 적은 PCM(phase change material)들을 포함할 수 있다. 또한, 일부 구현들은 열 확산기 층(들), 스페이서(들) 및/또는 PCM(phase change material)들에 대해 상이한 크기들 및 형상들을 사용할 수 있다. 따라서, 도 5는 단지 다층 열 소산 디바이스의 예일 뿐이다. 다른 열 소산 디바이스들은 하나 또는 그 초과의 열 확산기 층들, 하나 또는 그 초과의 스페이서들 및/또는 하나 또는 그 초과의 PCM(phase change material)들을 포함하지 않을 수 있다. 일부 구현들에서, PCM들에 의해 점유되는 하나 또는 그 초과의 공간은 텅 빈 채로 또는 진공 상태로 남을 수 있다.
[0057] 도 7은 다층 열 소산 디바이스(430)가 디바이스(400)에서 어떻게 구현될 수 있는지에 관한 다른 예를 예시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 다층 열 소산 디바이스(430)는 다층 열 소산 디바이스(430)가 디바이스(400)의 후방 측 표면(406)에 더 근접하도록 통합 디바이스(422)에 커플링된다. 도 7의 구현은, 다층 열 소산 디바이스(430)가 디바이스(400)의 디스플레이(402)에 더 근접하도록 다층 열 소산 디바이스(430)가 통합 디바이스(422)에 커플링되는 것을 예시하는 도 4의 구현과 대조적이다.
[0058] 하나 이상의 PCM(phase change material)들을 포함하는 다층 열 소산 디바이스의 다양한 구현들을 설명하였지만, 재료들 및 이들의 대응하는 성질들의 다양한 예들이 이제 아래에서 설명될 것이다.
예시적인 재료들 및 열 전도율 값들
[0059] 위에서 언급된 바와 같이, 상이한 구현들이 PCM(phase change material)들, 열 확산기 층들, 스페이서들, 열 계면 층들 및/또는 접착 재료들(예컨대, 열 전도성 접착 층들)에 대해 유사하거나 상이한 재료들을 사용할 수 있다.
[0060] 일부 구현들에서, PCM(phase change material)들은, 열이 사용자에게 거북한 후방 측 또는 디스플레이 측 표면 온도를 생성하는 것을 방지하도록 디바이스(400)의 표면으로부터 멀리 열을 유지하는 동시에, 가능한 한 많은 열을 저장하고 그것을 열 생성 구역(예컨대, 통합 디바이스(422))으로부터 가능한 멀리 전달하도록 선택된다.
[0061] 일부 구현들에서, 제1 PCM(phase change material)(520)은 약 200,000 J/kg의 융해열 및 약 37 ℃의 융점/용융 온도를 갖는 재료로 제조된다. 제1 PCM(phase change material)(520)의 예는 파라핀 왁스를 포함한다. 일부 구현들에서, 제2 PCM(phase change material)(522)은 약 200,000 J/kg의 융해열 및 약 35 ℃의 융점/용융 온도를 갖는 재료로 제조된다. 제2 PCM(phase change material)(522)의 예는 고성능 왁스를 포함한다. 일부 구현들에서, 제3 PCM(phase change material)(524)은 약 80,000 J/kg의 융해열 및 약 31 ℃의 융점/용융 온도를 갖는 재료로 제조된다. 제3 PCM(phase change material)(524)의 예는 갈륨을 포함한다. 일부 구현들에서, 제4 PCM(phase change material)(526)은 약 80,000 J/kg의 융해열 및 약 29 ℃의 융점/용융 온도를 갖는 재료로 제조된다. 제4 PCM(phase change material)(526)의 예는 갈륨을 포함한다. 위의 재료들 및 성질들의 목록은 단지 예시적이다.
[0062] 아래의 표 1은 다양한 PCM(phase change material)들 및 그의 연관된 성질들의 예들을 예시한다.
Figure 112019010488881-pct00001
표 1 ― 예시적인 PCM(phase change material)들
[0063] 위의 재료들은 단지 예시적이라는 것에 주의한다. 상이한 구현들은 상이한 PCM(phase change material)들 및/또는 이들의 상이한 조합들을 사용할 수 있다. 또한, 상이한 구현들은 열 소산 디바이스 내의 PCM들의 상이한 어레인지먼트들을 선택 및 활용할 수 있다.
[0064] 일부 구현들에서, 열 확산기 층 중 적어도 하나는 적어도 금속, 탄소, 그래파이트 및/또는 알루미늄 중 하나를 포함하는 재료로 제조된다. 일부 구현들에서, 열 확산기 층들 중 적어도 하나는 높은 열 전도율 값을 갖는 재료로 제조된다. 일부 구현들에서, 열 확산기 층 중 적어도 하나는 약 300W/m·K 또는 그 초과의 열 전도율 값을 갖는다. 일부 구현들에서, 열 확산기 층 중 적어도 하나는 약 500W/m·K 또는 그 초과의 열 전도율 값을 갖는다(예컨대, 그래파이트). 일부 구현들에서, 높은 열 전도율 값은 약 300W/m·K 또는 그 초과이다. 일부 구현들에서, 열 확산기 층는 약 300W/m·K 또는 그 초과의 열 전도율 값을 가질 수 있다.
[0065] 일부 구현들에서, 열 계면 층은 열 확산기 층 및 통합 디바이스를 커플링하는 데 사용되는 재료이다. 열 계면 층들의 예들은 땜납, 에폭시, 금속 충전 부착물 등을 포함한다. 일부 구현들에서, 열 계면 층들 중 적어도 하나는 약 1.5W/m·K 또는 그 미만의 열 전도율 값을 갖는다. 일부 구현들에서, 열 계면 층들 중 적어도 하나는 약 0.7 내지 1.5W/m·K의 열 전도율 값을 갖는다. 일부 구현들에서, 열 계면 층들은 향상된 저장 능력들을 위해 약 7W/m·K의 열 전도율 값을 가질 수 있다.
[0066] 일부 구현들에서, 접착 재료(예컨대, 열 전도성 접착 층)는 열 확산기 층 및 스페이서를 커플링하는 데 사용되는 재료이다. 일부 구현들에서, 열 계면 층들 중 적어도 하나는 스페이서의 열 전도율 값과 거의 같거나 더 큰 열 전도율 값을 갖는다. 일부 구현들에서, 열 계면 층들 중 적어도 하나는 열 계면 층의 열 전도율 값과 거의 같거나 더 작은 열 전도율 값을 갖는다.
[0067] 위의 열 융해, 용융 온도들 및 열 전도율 값들은 단지 예들일 뿐이고, 다층 열 소산 디바이스에 사용되는 재료들은 이러한 값들을 갖는 재료들로 제한되지 않는다는 것이 주의되어야 한다.
PCM(Phase Change Material)을 포함하는 예시적인 다층 열 소산 디바이스
[0068] 하나 이상의 PCM(phase change material)들을 포함하는 다층 열 소산 디바이스의 다양한 구현들을 설명하였고, 이제 다층 열 소산 디바이스를 제조 또는 조립하기 위한 프로세스가 아래에서 설명될 것이다. 도 8 내지 도 11은 다층 열 소산 디바이스를 제조 및 조립하고 디바이스(예컨대, 모바일 디바이스)에서 다층 열 소산 디바이스를 통합 디바이스에 커플링하기 위한 시퀀스 및 프로세스를 예시한다.
[0069] 도 8은, 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)가 제1 열 확산기 층(502)의 제2 표면에 커플링된 후의 상태를 예시한다. 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)를 제1 열 확산기 층(502)에 커플링하기 위해 접착제(예컨대, 열 전도성 접착제, 절연성 접착제)가 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)는 접착제를 포함할 수 있다. 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)는 각각 사각형 형상을 가질 수 있다. 제2 스페이서(512)는 제1 스페이서(510)보다 크다. 그러나, 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)는 상이한 형상들 및 크기들을 가질 수 있다.
[0070] 도 8은 또한, 제1 PCM(520)이 제1 스페이서(510) 및 제1 열 확산기 층(502)에 의해 정의된 공간 및/또는 구역에 제공(예컨대, 형성)된 후의 상태를 예시한다. 제2 PCM(522)은, 제1 스페이서(510), 제2 스페이서(512) 및 제1 열 확산기 층(502)에 의해 정의된 공간 및/또는 구역에 제공(예컨대, 형성)된다. 상이한 구현들은 제1 PCM(520) 및 제2 PCM(522)에 대해 유사하거나 상이한 재료들을 사용할 수 있다. 예컨대, 일부 구현들에서, 제1 PCM(520)은 제2 PCM(522)의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖는다. 위에서 언급된 바와 같이, 일부 구현들에서, 제1 PCM(520)은, 디바이스 내부(예컨대, 열 생성 구역 근처)의 온도 구배를 따르기 위해, 제1 PCM(520)이 열 소산 디바이스 내의 다른 PCM들보다 높은 제1 용융 온도를 갖도록 선택될 수 있다.
[0071] 도 9는, 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)가 제2 열 확산기 층(504)의 제2 표면에 커플링된 후의 상태를 예시한다. 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)를 제2 열 확산기 층(504)에 커플링하기 위해 접착제(예컨대, 열 전도성 접착제, 절연성 접착제)가 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)는 접착제를 포함할 수 있다. 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)는 각각 사각형 형상을 가질 수 있다. 제4 스페이서(516)는 제3 스페이서(514)보다 크다. 그러나, 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)는 상이한 형상들 및 크기들을 가질 수 있다.
[0072] 도 9는 또한, 제3 PCM(524)이 제3 스페이서(514) 및 제2 열 확산기 층(504)에 의해 정의된 공간 및/또는 구역에 제공(예컨대, 형성)된 후의 상태를 예시한다. 제4 PCM(526)은, 제3 스페이서(514), 제4 스페이서(516) 및 제2 열 확산기 층(504)에 의해 정의된 공간 및/또는 구역에 제공(예컨대, 형성)된다. 상이한 구현들은 제3 PCM(524) 및 제4 PCM(526)에 대해 유사하거나 상이한 재료들을 사용할 수 있다. 예컨대, 일부 구현들에서, 제3 PCM(524)은 제4 PCM(526)의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖는다. 위에서 언급된 바와 같이, 일부 구현들에서, 제3 PCM(524)은, 디바이스 내부(예컨대, 열 생성 구역 근처)의 온도 구배를 따르기 위해, 제3 PCM(524)이 열 소산 디바이스 내의 제4 PCM(526)보다 높지만 다른 PCM들(예컨대, 제1 PCM(520), 제2 PCM(522)) 보다 낮은 제3 용융 온도를 갖도록 선택될 수 있다.
[0073] 도 9는 추가로, 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)에 커플링되는 제2 열 확산기 층(504)을 예시한다. 제2 열 확산기 층(504)을 제1 스페이서(510) 및 제2 스페이서(512)에 커플링하기 위해 접착제(예컨대, 열 전도성 접착제, 절연성 접착제)가 사용될 수 있다.
[0074] 도 10은 제3 열 확산기 층(506)이 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)에 커플링되는 상태를 예시한다. 제3 열 확산기 층(506)을 제3 스페이서(514) 및 제4 스페이서(516)에 커플링하기 위해 접착제(예컨대, 열 전도성 접착제, 절연성 접착제)가 사용될 수 있다.
[0075] 도 11은 다층 열 소산 디바이스(430)가 TIM(thermal interface material)(530)를 통해 통합 디바이스(422)에 커플링되는 상태를 예시한다. 도시된 바와 같이, 제1 열 확산기 층(502)의 제1 표면은 TIM(thermal interface material)(530)을 통해 통합 디바이스(422)에 커플링된다. 일부 구현들에서, TIM(thermal interface material)(530)은 선택적이다.
PCM(Phase Change Material)을 포함하는 다층 열 소산 디바이스를 제조하기 위한 예시적인 방법
[0076] 도 12는 적어도 하나의 PCM(phase change material)을 포함하는 다층 열 소산 디바이스를 제공/제조하기 위한 예시적인 방법(1200)을 예시한다. 도 12의 방법은 본 개시내용에 설명된 다층 열 소산 디바이스들 중 임의의 것을 제조하는 데 사용될 수 있다. 방법(1200)의 순서는 변할 수 있고 그리고/또는 프로세스들의 일부 또는 전부가 다른 프로세스들에서 결합되거나 분리될 수 있다는 것에 주의한다. 일부 구현들에서, 하나 또는 그 초과의 컴포넌트들(예컨대, 제3 열 확산기 층, 스페이서, PCM)은 생략되거나 대체될 수 있다.
[0077] 도 12에 도시된 바와 같이, 방법은 (1205에서) 제1 열 확산기 층(예컨대, 제1 열 확산기 층(502), 열을 확산시키기 위한 제1 수단)을 제공한다. 제1 열 확산기 층은 제1 표면 및 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함한다. 일부 구현들에서, 제1 열 확산기 층을 제공하는 것은 제1 열 확산기 층을 제조/제작하는 것을 포함한다. 일부 구현들에서, 제1 열 확산기 층은 높은 열 전도율의 열 확산기 층이다.
[0078] 이 방법은 (1210에서) 제1 스페이서(예컨대, 제1 스페이서(510)) 및 제2 스페이서(예컨대, 제2 스페이서(512))를 제1 열 확산기 층의 제2 표면에 커플링한다. 일부 구현들에서, 제1 스페이서 및 제2 스페이서를 커플링하는 것은 제1 스페이서 및 제2 스페이서를 제조/제작하여 제1 열 확산기 층의 제2 표면에 커플링(예컨대, 배치)하는 것을 포함한다. 일부 구현들에서, 제1 스페이서 및 제2 스페이서를 제1 열 확산기 층에 커플링하기 위해 접착 층(예컨대, 열 전도성 접착제, 절연성 접착제)이 사용된다. 일부 구현들에서, 제1 스페이서 및/또는 제2 스페이서는 열 전도성 접착 층이다.
[0079] 이 방법은, (1215에서) 제1 열 확산기 층 위에 제1 PCM(phase change material)(예컨대, 제1 PCM(520), 열을 저장하기 위한 제1 수단) 및 제2 PCM(phase change material)(예컨대, 제2 PCM(522), 열을 저장하기 위한 제2 수단)을 제공한다. 제1 PCM은 제1 스페이서에 의해 정의된 공간 및/또는 구역에서 제1 열 확산기 층의 제2 표면 위에 제공된다. 제2 PCM은 제1 스페이서 및 제2 스페이서에 의해 정의된 공간 및/또는 구역에서 제1 열 확산기 층의 제2 표면 상에 제공된다. 상이한 구현들은 제1 PCM 및/또는 제2 PCM에 대해 유사하거나 상이한 재료들을 사용할 수 있다. 일부 구현들에서, PCM들 중 단지 하나만이 제공된다. 일부 구현들에서, 제1 열 확산기 층 상에 어떠한 PCM도 제공되지 않는다.
[0080] 이 방법은 (1220에서) 제2 열 확산기 층(예컨대, 제2 열 확산기 층(504), 열을 확산시키기 위한 제2 수단)을 제1 스페이서 및 제2 스페이서에 커플링한다. 예컨대, 제2 열 확산기 층의 제1 표면은 제1 스페이서 및 제2 스페이서에 커플링될 수 있다. 제2 열 확산기 층을 제1 스페이서 및 제2 스페이서에 커플링하기 위해 접착 층(예컨대, 열 전도성 접착제, 절연성 접착제)이 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 스페이서 및/또는 제2 스페이서는 열 전도성 접착 층이다.
[0081] 이 방법은 (1225에서) 제3 스페이서(예컨대, 제3 스페이서(514)) 및 제4 스페이서(예컨대, 제4 스페이서(516))를 제2 열 확산기 층(504)의 제2 표면에 커플링한다. 일부 구현들에서, 제3 스페이서 및 제4 스페이서를 제2 열 확산기 층에 커플링하기 위해 접착 층(예컨대, 열 전도성 접착제)이 사용된다. 일부 구현들에서, 제3 스페이서 및/또는 제4 스페이서는 열 전도성 접착 층이다.
[0082] 이 방법은, (1230에서) 제2 열 확산기 층 위에 제3 PCM(phase change material)(예컨대, 제3 PCM(524), 열을 저장하기 위한 제3 수단) 및 제4 PCM(phase change material)(예컨대, 제4 PCM(526), 열을 저장하기 위한 제4 수단)을 제공한다. 제3 PCM은 제3 스페이서에 의해 정의된 공간 및/또는 구역에서 제2 열 확산기 층의 제2 표면 상에 제공된다. 제4 PCM은 제3 스페이서 및 제4 스페이서에 의해 정의된 공간 및/또는 구역에서 제2 열 확산기 층의 제2 표면 위에 제공된다. 상이한 구현들은 제3 PCM 및/또는 제4 PCM에 대해 유사하거나 상이한 재료들을 사용할 수 있다. 일부 구현들에서, PCM들 중 단지 하나만이 제공된다. 일부 구현들에서, 제2 열 확산기 층 위에 어떠한 PCM도 제공되지 않는다.
[0083] 이 방법은 (1235에서) 제3 스페이서 및 제4 스페이서에 제3 열 확산기 층(예컨대, 제3 열 확산기 층(506), 열을 확산시키기 위한 제3 수단)을 커플링한다. 예컨대, 제3 열 확산기 층의 제1 표면은 제3 스페이서 및 제4 스페이서에 커플링될 수 있다. 제3 열 확산기 층을 제3 스페이서 및 제4 스페이서에 커플링하기 위해 접착 층(예컨대, 열 전도성 접착제, 절연성 접착제)이 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 스페이서 및/또는 제4 스페이서는 열 전도성 접착 층이다.
[0084] 일부 구현들에서, 방법은 추가로, (1240에서) 다층 열 소산 디바이스(430)의 제1 열 확산기 층(예컨대, 제1 열 확산기 층(502))의 제1 표면을 하나 또는 그 초과의 열 생성 컴포넌트들, 열 생성 구역 및/또는 열을 생성하도록 구성된 구역에 커플링할 수 있다. 일부 구현들에서, 열 생성 컴포넌트들은 통합 디바이스(예컨대, 다이, 다이 패키지, CPU, GPU) 및/또는 PCB(printed circuit board)를 포함한다. 일부 구현들에서, 열 생성 구역은 통합 디바이스(예컨대, 다이, 다이 패키지) 및/또는 PCB(printed circuit board)를 포함한다.
전자 디바이스의 과도 온도
[0085] 도 13, 도 14 및 도 15는 전자 디바이스의 다양한 위치들의 다양한 구성들에 대한 다양한 과도 온도들의 3개의 그래프들을 예시한다. 도 13, 도 14, 도 15는 단지, 가능한 과도 온도들의 예들일 뿐이라는 것에 주의한다. 상이한 구현들 및 구성들은 상이한 과도 온도들을 초래할 수 있다.
[0086] 도 13은 통합 디바이스의 다양한 구성들에 대한 다양한 과도 온도들(예컨대, 과도 접합 온도들)의 그래프를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 13은 열 소산 디바이스의 3개의 구성들 즉, (1) 열 확산기 층; (2) 열 확산기 층, 스페이서 및 PCM; (3) 열 확산기 층, 스페이서 및 플라스틱(PCM을 대체함)에 대해 통합 디바이스에서의 과도 온도들을 예시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 열 확산기 층, 스페이서 및 PCM을 포함하는 열 소산 디바이스는, PCM이 없이 공기를 갖는 구성에 비해, 통합 디바이스로부터 더 양호한 열 소산 및 이에 따라, 통합 디바이스에서의 더 낮은 접합 온도를 제공한다. 도 13은 통합 디바이스의 약 275 초의 이전의 동작에서는, 플라스틱을 포함하는 구성 및 PCM을 포함하는 구성이 유사한 열 소산 능력들을 제공한다는 것을 예시한다. 그러나 약 275 초의 동작에서는, PCM을 포함하는 구성이 더 양호한 열 소산 능력들을 제공하기 시작하여 700 초를 넘을 때까지 이어진다.
[0087] 도 14는 열 소산 디바이스의 3개의 구성들 즉, (1) 열 확산기 층 및 스페이서; (2) 열 확산기 층, 스페이서 및 PCM; (3) 열 확산기 층, 스페이서 및 플라스틱(PCM을 대체함)에 대해 디바이스의 후방 측 표면(예컨대, 후방 측 커버)에서의 과도 온도들을 예시한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 열 확산기 층, 스페이서 및 PCM을 포함하는 열 소산 디바이스는, PCM이 없는(단지 공기만을 가짐) 디바이스의 후방 측에 비해, 더 양호한 열 소산 및 이에 따라 디바이스의 후방 측 표면(예컨대, 후방 측 커버)에서의 더 낮은 온도를 제공한다. 도 14는 통합 디바이스의 약 250 초의 이전의 동작에서는, 플라스틱을 포함하는 구성 및 PCM을 포함하는 구성이 유사한 열 소산 능력들을 제공한다는 것을 예시한다. 그러나 약 250 초의 동작에서는, PCM을 포함하는 구성이 더 양호한 열 소산 능력들을 제공하기 시작하여 700 초를 넘을 때까지 이어진다. 더 양호한 성능은 PCM이 통합 디바이스로부터의 열을 붙잡아 이 열을 디바이스의 후방 측 표면을 통해 즉시 소산하는 대신에, 이 열을 저장(예컨대, 이 열을 일시적으로 저장)하는 것에 기인할 수 있다.
[0088] 도 15는 열 소산 디바이스의 3개의 구성들 즉, (1) 열 확산기 층 및 스페이서; (2) 열 확산기 층, 스페이서 및 PCM; (3) 열 확산기 층, 스페이서 및 플라스틱(PCM을 대체함)에 대해 디바이스의 전방 측 표면(예컨대, 디스플레이 측)에서의 과도 온도들을 예시한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 열 확산기 층 및 스페이서를 포함하는 열 소산 디바이스는, 전방 측 표면으로부터 더 양호한 열 소산 및 이에 따라 디바이스의 전방 측 표면(예컨대, 디스플레이 측)에서의 더 낮은 온도를 제공한다. 그러나, PCM을 포함하는 열 소산 디바이스의 설계는 통합 디바이스로부터 가능한 한 많은 열을 소산하지만, 디바이스의 후방 측을 통해 소산되는 열의 양을 또한 제한하는 방식으로 설계된다. 따라서, 통합 디바이스로부터 소산되는 열은 디바이스의 전방 측(예컨대, 디스플레이 측)을 향해 지향된다. 사용자는 통상적으로 디바이스의 후방 측을 통해 디바이스를 보유할 것이기 때문에, 디스플레이 측의 증가된 온도는 후방 측 표면의 온도의 증가만큼 문제가 되진 않을 수 있다. 도 15는 열 확산기 층 및 스페이서를 포함하는 구성이 전방 측 온도를 낮추는 데 잘 작용함을 예시한다. 그러나, 이는, 이러한 구성이 (도 14에 도시된 바와 같이) 후방 측 표면을 통해 더 많은 열을 소산하기 때문이며, 이는 언급된 바와 같이 바람직하지 않다. 도 15에 도시된 바와 같이, PCM을 포함하는 구성은 700 초를 넘은 경우들에서 플라스틱 케이스를 포함하는 구성보다 양호하며, 약 450 초의 경우들에 대해 공기를 포함하는 구성과 비견 가능하다.
[0089] 도 15는 약 200 초의 이전의 동작에서는, 플라스틱을 포함하는 구성 및 PCM을 포함하는 구성이 유사한 열 소산 능력들을 제공한다는 것을 예시한다. 이는, 용융이 약 200 초의 이전에 PCM에서 아직 시작되지 않았었기 때문이다. 그러나 200 초 이후의 동작에서, PCM을 포함하는 구성은 PCM 재료의 용융으로 인해 700 초를 넘은 경우들에서, 플라스틱을 포함하는 구성보다 더 양호한 열 소산 능력들을 제공한다.
[0090] 도 13, 도 14 및 도 15는 하나 또는 그 초과의 PCM들의 사용이 열 소산을 개선하고 제어된 지향성 열 소산을 제공하고, 이에 따라 열을 저장하고 소산된 열의 방출을 지연하는 PCM의 능력들을 통해 디바이스의 다양한 위치들에서 피크 온도를 낮추는데 어떻게 도움을 줄 수 있는지에 관한 예들을 예시한다.
예시적인 전자 디바이스들
[0091] 도 16은 상술한 열 소산 디바이스, 통합 디바이스, 반도체 디바이스, 집적 회로, 다이, 인터포저, 패키지 또는 PoP(package on package) 중 임의의 것과 통합될 수 있는 다양한 전자 디바이스들을 예시한다. 예컨대, 모바일 전화 디바이스(1602), 랩톱 컴퓨터 디바이스(1604), 고정 위치 단말 디바이스(1606), 웨어러블 디바이스(1608)는 본원에서 설명된 바와 같은 통합 디바이스(1600)를 포함할 수 있다. 통합 디바이스(1600)는 예컨대, 본원에서 설명된 집적 회로들, 다이들, 통합 디바이스들, 통합 디바이스 패키지들, 집적 회로 디바이스들, 디바이스 패키지들, 집적 회로(IC) 패키지들, 패키지-온-패키지 디바이스들 중 임의의 것일 수 있다. 도 16에 예시된 디바이스들(1602, 1604, 1606, 1608)은 단지 예시적이다. 다른 전자 디바이스들은 또한, 모바일 디바이스들, 핸드-헬드 PCS(personal communication system) 유닛들, 휴대용 데이터 유닛들, 예컨대, 개인용 디지털 보조기기들, GPS(global positioning system) 인에이블 디바이스들, 네비게이션 디바이스들, 셋톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 비디오 플레이어들, 엔터테인먼트 유닛들, 고정 위치 데이터 유닛들, 예컨대, 미터 판독 장비, 통신 디바이스들, 스마트 폰들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터들, 웨어러블 디바이스들(예컨대, 시계, 안경), IoT(Internet of things) 디바이스들, 서버들, 라우터들, 자동차들(예컨대, 자율주행 차량들(autonomous vehicles))에 구현되는 전자 디바이스들, 또는 데이터 또는 컴퓨터 명령들을 저장하거나 리트리브하는 임의의 다른 디바이스 또는 이들의 임의의 결합을 포함하는 디바이스들(예컨대, 전자 디바이스들)의 그룹을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)하는 통합 디바이스(1600)를 특징으로 한다.
[0092] 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15 및/또는 도 16에 예시된 컴포넌트들, 프로세스들, 특징들 및/또는 기능들 중 하나 또는 그 초과는 단일 컴포넌트, 프로세스, 특징 또는 기능으로 재배열 및/또는 결합되거나 또는 여러 컴포넌트들, 프로세스들 또는 기능들로 구체화될 수 있다. 부가적인 엘리먼트들, 컴포넌트들, 프로세스들, 및/또는 기능들은 또한, 본 개시내용으로부터 벗어나지 않으면서 부가될 수 있다. 본 개시내용의 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15 및/또는 도 16 및/또는 이에 대응하는 설명은 다이들 및/또는 IC들로 제한되지 않는다는 것이 또한 주의 되어야 한다. 일부 구현들에서, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15 및/또는 도 16 및 이에 대응하는 설명은 통합 디바이스들을 제조, 생성, 제공 및/또는 생산하는 데 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 디바이스는 다이, 통합 디바이스, 다이 패키지, 집적 회로(IC), 디바이스 패키지, 집적 회로(IC) 패키지, 웨이퍼, 반도체 디바이스, PoP(package on package) 디바이스 및/또는 인터포저를 포함할 수 있다.
[0093] "예시적인"이란 단어는, "예, 경우 또는 예시로서 기능하는" 것을 의미하도록 본원에서 사용된다. “예시적인” 것으로서 본원에서 설명된 임의의 구현 또는 양상은 본 개시내용의 다른 양상들에 비해 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석될 필요는 없다. 유사하게, "양상들"이란 용어는, 본 개시내용의 양상들 전부가 논의된 특징, 이점, 또는 동작 모드를 포함해야 한다는 것을 요구하지 않는다. “커플링된”이란 용어는, 2개의 오브젝트들 사이에서의 직접적인 또는 간접적인 커플링을 지칭하도록 본원에서 사용된다. 예컨대, 오브젝트 A가 오브젝트 B를 물리적으로 터치하고 오브젝트 B가 오브젝트 C를 터치하면, 오브젝트들 A 및 C는, 그들이 서로를 물리적으로 직접 터치하지 않더라도, 서로 커플링된 것으로 여전히 고려될 수도 있다.
[0094] 또한, 본원에 포함된 다양한 개시내용들은, 순서도, 흐름도, 구조도, 또는 블록도로서 도시된 프로세스로서 설명될 수 있다는 것이 주의된다. 흐름도가 순차적인 프로세스로서 동작들을 설명할 수 있지만, 동작들의 대부분은 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 부가적으로, 동작들의 순서는 재배열될 수도 있다. 프로세스는, 그의 동작들이 완료될 때 종결된다.
[0095] 본원에서 설명된 본 개시내용의 다양한 특징들은 본 개시내용을 벗어나지 않으면서 상이한 시스템들에서 구현될 수 있다. 본 개시내용의 위의 양상들은 단지 예들일 뿐이며, 본 개시내용을 제한하는 것으로서 해석되지 않는다는 것이 주의 되어야 한다. 본 개시내용의 양상들의 설명은 예시적인 것이며, 청구항들의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 본 교시들은, 다른 유형들의 장치들에 쉽게 적용될 수 있고, 다수의 대안들, 수정들, 및 변동들이 당업자들에게 명백할 것이다.

Claims (27)

  1. 다층 열 소산 디바이스로서,
    열을 생성하도록 구성된 구역에 커플링되도록 구성된 제1 열 확산기 층(heat spreader layer);
    제2 열 확산기 층;
    상기 제1 열 확산기 층 및 상기 제2 열 확산기 층에 커플링되는 제1 스페이서;
    상기 제1 열 확산기 층, 상기 제2 열 확산기 층 및 상기 제1 스페이서 사이에 로케이팅되는 제1 PCM(phase change material) ― 상기 제1 PCM은 제1 용융 온도를 포함함 ―;
    상기 제1 열 확산기 층 및 상기 제2 열 확산기 층에 커플링되는 제2 스페이서; 및
    상기 제1 열 확산기 층, 상기 제2 열 확산기 층, 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서 사이에 로케이팅되는 제2 PCM(phase change material) ― 상기 제2 PCM은 제2 용융 온도를 포함함 ― 을 포함하고,
    상기 제1 PCM(phase change material)은 상기 제2 PCM(phase change material)보다, 상기 열을 생성하도록 구성된 구역에 더 근접하고,
    상기 제1 PCM(phase change material)은 상기 제2 PCM(phase change material)보다 더 높은 용융 온도를 갖는,
    다층 열 소산 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    제3 열 확산기 층;
    상기 제2 열 확산기 층 및 상기 제3 열 확산기 층에 커플링되는 제3 스페이서; 및
    상기 제2 열 확산기 층과 상기 제3 열 확산기 층 사이에 로케이팅되는 제3 PCM(phase change material)을 더 포함하고,
    상기 제3 PCM은 상기 제3 스페이서에 의해 둘러싸이는,
    다층 열 소산 디바이스.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 열 확산기 층 및 상기 제3 열 확산기 층에 커플링되는 제4 스페이서; 및
    상기 제2 열 확산기 층, 상기 제3 열 확산기 층, 상기 제3 스페이서 및 상기 제4 스페이서 사이에 로케이팅되는 제4 PCM(phase change material)을 더 포함하는,
    다층 열 소산 디바이스.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 PCM은 제3 용융 온도를 포함하고, 상기 제4 PCM은 제4 용융 온도를 포함하고, 상기 제1 PCM의 상기 제1 용융 온도는 상기 제2 용융 온도, 상기 제3 용융 온도 및 상기 제4 용융 온도보다 더 높은,
    다층 열 소산 디바이스.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 스페이서는 열 전도성 접착 층 또는 열 절연 층을 포함하는,
    다층 열 소산 디바이스.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 열 확산기 층은 열 계면 재료를 통해 열 생성 컴포넌트에 커플링되는,
    다층 열 소산 디바이스.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 다층 열 소산 디바이스는, 뮤직 플레이어, 비디오 플레이어, 엔터테인먼트 유닛, 네비게이션 디바이스, 통신 디바이스, 모바일 디바이스, 모바일 전화, 스마트폰, 개인용 디지털 보조기기(personal digital assistant), 고정 위치 단말, 태블릿 컴퓨터, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, IoT(Internet of Things) 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 서버 및 자동차 내의 디바이스로 구성된 그룹으로부터 선택된 디바이스에 통합되는,
    다층 열 소산 디바이스.
  8. 장치로서,
    열을 생성하도록 구성된 구역에 커플링되도록 구성되는, 열을 확산시키기 위한 제1 수단;
    열을 확산시키기 위한 제2 수단;
    상기 열을 확산시키기 위한 제1 수단 및 상기 열을 확산시키기 위한 제2 수단에 커플링되는 제1 스페이서;
    상기 열을 확산시키기 위한 제1 수단, 상기 열을 확산시키기 위한 제2 수단, 및 상기 제1 스페이서 사이에 로케이팅되는, 열을 저장하기 위한 제1 수단 ― 상기 열을 저장하기 위한 제1 수단은 제1 용융 온도를 포함함 ―;
    상기 열을 확산시키기 위한 제1 수단 및 상기 열을 확산시키기 위한 제2 수단에 커플링되는 제2 스페이서; 및
    상기 열을 확산시키기 위한 제1 수단, 상기 열을 확산시키기 위한 제2 수단, 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서 사이에 로케이팅되는, 열을 저장하기 위한 제2 수단 ― 상기 열을 저장하기 위한 제2 수단은 제2 용융 온도를 포함함 ― 을 포함하고,
    상기 열을 저장하기 위한 제1 수단은 상기 열을 저장하기 위한 제2 수단보다, 상기 열을 생성하도록 구성된 구역에 더 근접하고,
    상기 열을 저장하기 위한 제1 수단은 상기 열을 저장하기 위한 제2 수단보다 더 높은 용융 온도를 갖는,
    장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    열을 확산시키기 위한 제3 수단;
    상기 열을 확산시키기 위한 제2 수단 및 상기 열을 확산시키기 위한 제3 수단에 커플링되는 제3 스페이서; 및
    상기 열을 확산시키기 위한 제2 수단과 상기 열을 확산시키기 위한 제3 수단 사이에 로케이팅되는, 열을 저장하기 위한 제3 수단을 더 포함하고,
    상기 열을 저장하기 위한 제3 수단은 상기 제3 스페이서에 의해 둘러싸이는,
    장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 열을 확산시키기 위한 제2 수단 및 상기 열을 확산시키기 위한 제3 수단에 커플링되는 제4 스페이서; 및
    상기 열을 확산시키기 위한 제2 수단, 상기 열을 확산시키기 위한 제3 수단, 상기 제3 스페이서 및 상기 제4 스페이서 사이에 로케이팅되는, 열을 저장하기 위한 제4 수단을 더 포함하는,
    장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 열을 저장하기 위한 제3 수단은 제3 용융 온도를 포함하고, 상기 열을 저장하기 위한 제4 수단은 제4 용융 온도를 포함하고, 상기 열을 저장하기 위한 제1 수단의 상기 제1 용융 온도는 상기 제2 용융 온도, 상기 제3 용융 온도 및 상기 제4 용융 온도보다 더 높은,
    장치.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 스페이서는 열 전도성 접착 층 또는 열 절연 층을 포함하는,
    장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 열을 확산시키기 위한 제1 수단은 열 계면 재료를 통해 열 생성 컴포넌트에 커플링되는,
    장치.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 장치는, 뮤직 플레이어, 비디오 플레이어, 엔터테인먼트 유닛, 네비게이션 디바이스, 통신 디바이스, 모바일 디바이스, 모바일 전화, 스마트폰, 개인용 디지털 보조기기, 고정 위치 단말, 태블릿 컴퓨터, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, IoT(Internet of Things) 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 서버 및 자동차 내의 디바이스로 구성된 그룹으로부터 선택된 디바이스에 통합되는,
    장치.
  15. 디바이스로서,
    열을 생성하도록 구성된 구역 ― 상기 구역은 통합 디바이스를 포함함 ―;
    상기 구역에 커플링되는 제1 열 확산기 층;
    제2 열 확산기 층;
    상기 제1 열 확산기 층 및 상기 제2 열 확산기 층에 커플링되는 제1 스페이서;
    상기 제1 열 확산기 층, 상기 제2 열 확산기 층 및 상기 제1 스페이서 사이에 로케이팅되는 제1 PCM(phase change material) ― 상기 제1 PCM은 제1 용융 온도를 포함함 ―;
    상기 제1 열 확산기 층 및 상기 제2 열 확산기 층에 커플링되는 제2 스페이서; 및
    상기 제1 열 확산기 층, 상기 제2 열 확산기 층, 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서 사이에 로케이팅되는 제2 PCM(phase change material) ― 상기 제2 PCM은 제2 용융 온도를 포함함 ― 을 포함하고,
    상기 제1 PCM(phase change material)은 상기 제2 PCM(phase change material)보다, 상기 열을 생성하도록 구성된 구역에 더 근접하고,
    상기 제1 PCM(phase change material)은 상기 제2 PCM(phase change material)보다 더 높은 용융 온도를 갖는,
    디바이스.
  16. 제15 항에 있어서,
    제3 열 확산기 층;
    상기 제2 열 확산기 층 및 상기 제3 열 확산기 층에 커플링되는 제3 스페이서; 및
    상기 제2 열 확산기 층과 상기 제3 열 확산기 층 사이에 로케이팅되는 제3 PCM(phase change material)을 더 포함하고,
    상기 제3 PCM은 상기 제3 스페이서에 의해 둘러싸이는,
    디바이스.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 열 확산기 층 및 상기 제3 열 확산기 층에 커플링되는 제4 스페이서; 및
    상기 제2 열 확산기 층, 상기 제3 열 확산기 층, 상기 제3 스페이서 및 상기 제4 스페이서 사이에 로케이팅되는 제4 PCM(phase change material)을 더 포함하는,
    디바이스.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제3 PCM은 제3 용융 온도를 포함하고, 상기 제4 PCM은 제4 용융 온도를 포함하고, 상기 제1 PCM의 상기 제1 용융 온도는 상기 제2 용융 온도, 상기 제3 용융 온도 및 상기 제4 용융 온도보다 더 높은,
    디바이스.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 스페이서는 열 전도성 접착 층 또는 열 절연 층을 포함하는,
    디바이스.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 열 확산기 층은 열 계면 재료를 통해 상기 통합 디바이스에 커플링되는,
    디바이스.
  21. 제15 항에 있어서,
    상기 구역은 상기 통합 디바이스에 커플링되는 PCB(printed circuit board)를 포함하는,
    디바이스.
  22. 제15 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 뮤직 플레이어, 비디오 플레이어, 엔터테인먼트 유닛, 네비게이션 디바이스, 통신 디바이스, 모바일 디바이스, 모바일 전화, 스마트 폰, 개인용 디지털 보조기기, 고정 위치 단말, 태블릿 컴퓨터, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, IoT(Internet of Things) 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 서버 및 자동차 내의 디바이스로 구성된 그룹으로부터 선택된 디바이스인,
    디바이스.
  23. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 PCM(phase change material)은 열을 저장하기 위한 메커니즘 및 열의 방출을 지연시키기 위한 메커니즘을 제공하는,
    다층 열 소산 디바이스.
  24. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 열 확산기 층, 상기 제2 열 확산기 층 및 상기 제1 스페이서는 기밀하게 밀봉된 구역(hermetically sealed region)을 상기 제1 PCM(phase change material)에 제공하는,
    다층 열 소산 디바이스.
  25. 제4 항에 있어서,
    상기 열을 생성하도록 구성된 구역에 더 근접한 특정 PCM(phase change material)은 상기 열을 생성하도록 구성된 구역으로부터 더 멀리있는 다른 PCM(phase change material)보다 더 높은 용융 온도를 갖는,
    다층 열 소산 디바이스.
  26. 제8 항에 있어서,
    상기 열을 확산시키기 위한 제1 수단과 상기 열을 확산시키기 위한 제2수단 사이의 열을 저장하기 위한 수단에 대해, 상기 열을 생성하도록 구성된 구역에 더 근접한, 열을 저장하기 위한 특정 수단은, 상기 열을 생성하도록 구성된 구역으로부터 더 멀리있는, 열을 저장하기 위한 다른 수단보다 더 높은 용융 온도를 갖는,
    장치.
  27. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 열 확산기 층과 상기 제2 열 확산기 층 사이의 PCM(phase change material)들에 대해, 상기 열을 생성하도록 구성된 구역에 더 근접한 특정 PCM(phase change material)은 상기 열을 생성하도록 구성된 구역으로부터 더 멀리있는 다른 PCM(phase change material)보다 더 높은 용융 온도를 갖는,
    디바이스.
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