KR20020042421A - 히트 파이프 및 열전 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징용장치 - Google Patents

히트 파이프 및 열전 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징용장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20020042421A
KR20020042421A KR1020010071207A KR20010071207A KR20020042421A KR 20020042421 A KR20020042421 A KR 20020042421A KR 1020010071207 A KR1020010071207 A KR 1020010071207A KR 20010071207 A KR20010071207 A KR 20010071207A KR 20020042421 A KR20020042421 A KR 20020042421A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
region
capillary
gas
heat source
Prior art date
Application number
KR1020010071207A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100442888B1 (ko
Inventor
우탐스야말린두 고샬
Original Assignee
포만 제프리 엘
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포만 제프리 엘, 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 filed Critical 포만 제프리 엘
Publication of KR20020042421A publication Critical patent/KR20020042421A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100442888B1 publication Critical patent/KR100442888B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/38—Cooling arrangements using the Peltier effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B23/00—Machines, plants or systems, with a single mode of operation not covered by groups F25B1/00 - F25B21/00, e.g. using selective radiation effect
    • F25B23/006—Machines, plants or systems, with a single mode of operation not covered by groups F25B1/00 - F25B21/00, e.g. using selective radiation effect boiling cooling systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2210/00—Heat exchange conduits
    • F28F2210/02—Heat exchange conduits with particular branching, e.g. fractal conduit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

히트 파이프 및 열전 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징을 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 증발 영역, 응축 영역 및 캐필러리 영역을 포함한다. 이 증발 영역은 히트 소스로부터의 열을 이송 유체로 전달하기 위해 이용되는 하나 이상의 열점(hot point) 소자들을 포함한다. 열이 이송 유체에 가해질 때, 이송 유체는 기체로 상태가 변화된다. 이 기체는 기체 채널을 통해 응축 영역으로 이동하여, 이 기체로부터의 열을 히트 싱크로 전달함으로써 다시 한번 유체로 응축된다. 이 후, 이 응축된 유체는 캐필러리력 및 캐필러리 구조체 내에 형성된 캐필러리에 의해서 증발 영역으로 반송된다. 이 캐필러리 구조체에 형성된 캐필러리는 나무형 또는 프랙탈 지오메트리를 갖는다. 이 장치는 장치의 코너 및 가장자리 주위가 구부러질 수 있도록 하는 유연한 영역을 더 포함할 수 있다.

Description

히트 파이프 및 열전 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징용 장치{APPARATUS FOR DENSE CHIP PACKAGING USING HEAT PIPES AND THERMOELECTRIC COOLERS}
본 발명은 히트 파이프 및 열전(thermoelectric) 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징을 위한 장치에 관한 것이다.
전자 회로에서의 전력 밀도가 증가함에 따라 회로 밖으로 열을 전달하기 위한 시스템의 향상에 대한 요구가 생겼다. 전력 밀도는 집적도 및 동작 속도가 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 전자 회로가 더 집적화되고 동작 속도가 증가함에 따라, 회로 밖으로 열을 전달하기 위한 요구가 상당히 중요하게 되었다.
히트 파이프는 집적 회로로부터의 열 제거 향상에 도움을 줄 수 있다. 마이크로-히트 파이프는 운전(working) 유체로 충전된 작은 덕트를 이용하여 고온 장치로부터의 열을 전달한다. 이 덕트는 일반적으로 직선형 채널로서, 표면 안으로 절단 또는 밀링된다. 유체의 증발 및 응축으로 덕트를 통하여 열을 전달한다. 유체는 덕트의 가열 영역에서 기화한다. 이 기체는 덕트의 냉각부로 이동하여 응축된다. 응축된 액체는 덕트의 코너에 모이며, 캐필러리력(capillary force)으로 이유체를 다시 증발 영역으로 끌어 모은다. 유체가 포화 상태에 이르면, 덕트의 내부는 거의 등온이다.
본 명세서에 편입되어 참조되는 미국특허 제5,769,154호 및 제5,947,183호는 히트 파이프 시스템 내의 유체를 분배하기 위한 윅(wick) 구조를 개시한다. 이 윅 구조는 유체를 다수의 방향으로 흘릴 수 있어서, 유체를 가열 영역으로 반송할 수 있다. 그러나, 이 윅 구조는 임의의 구성을 갖는 윅 구조로 인해 높은 유체 저항을 갖지만, 유체로의 열 전달 면에서는 효과적이지 못하고, 유연성이 없어서, 정밀한 에플리케이션에 상기 윅 구조를 이용할 때에는 제한이 따른다. 따라서, 향상된 캐필러리 구조체 및 기화실을 갖는 히트 파이프 장치를 구비함으로써, 히트 파이프의 동작을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 더불어, 유연한 히트 파이프 장치를 구비하여 다수의 다른 구현을 위해 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 히트 파이프의 기본 동작을 예시한 일례의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 히트 파이프 구조체의 평면 및 단면도를 예시한 일례의 블록도.
도 3은 도 2의 히트 파이프 구조체의 동작을 예시한 일례의 블록도.
도 4는 본 발명의 선형 히트 파이프 구조체의 일 실시예를 예시한 일례의 도면.
도 5는 본 발명의 선형 히트 파이프 구조체의 일 실시예의 단면도를 예시한 일례의 블록도.
도 6은 본 발명의 선형 히트 파이프 구조체의 일 실시예의 구현예를 예시한 일례의 블록도.
도 7a 및 7b는 본 발명의 히트 파이프를 이용한 칩 패키지의 2개의 가능한 구성을 예시한 일례의 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 히트 소스120: 히트 싱크
130: 냉각액150: 기화실
160: 응축실210: 증발 영역
220: 캐피러리 영역225: 응축 영역
230, 240: 기판235: 기화로
245: 캐필러리 구조체260: 이송 유체
270: 시일
히트 파이프 및 열전 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징을 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 증발 영역, 응축 영역 및 캐필러리 영역을 포함한다. 이 증발 영역은 히트 소스로부터의 열을 이송 유체로 전달하기 위해 이용되는 하나 이상의 열점(hot point) 소자들을 포함한다. 열이 이송 유체에 가해질 때, 이송 유체는 기체로 상태가 변화된다. 이 기체는 기체 채널을 통해 응축 영역으로 이동하여, 이 기체로부터의 열을 히트 싱크로 전달함으로써 다시 한번 유체로 응축된다. 이 후, 이 응축된 유체는 캐필러리력 및 캐필러리 구조체 내에 형성된 캐필러리에 의해서 증발 영역으로 반송된다. 이 캐필러리 구조체에 형성된 캐필러리는 나무형 또는 프랙탈 지오메트리(fractal geometries)를 갖는다. 이 장치는 장치의 코너 및 가장자리 주위가 구부러질 수 있도록 하는 유연한 영역을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특징으로 여겨지는 신규성은 첨부된 청구항들에 개시되어 있다. 그러나, 본 발명 자체와 함께 그 양호한 이용 형태, 다른 목적 및 장점들은 이하의 실시예의 상세한 설명을 참조하여 첨부된 도면과 관련하여 읽혀질 때 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 히트 파이프의 기본 동작을 예시한 일례의 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 히트 파이프는 히트 소스(110)로부터의 열을 히트 싱크(120)로 전달하는 작용을 한다. 히트 소스(110)로부터의 열은 이 열에 의해서 기체로 변화되는 냉각액(130)에 전달된다. 이 기체는 히트 파이프(140) 아래에서 기화실(150)을 거쳐 응축실(160)로 이동한다. 응축실(160)에서는 열이 히트 싱크(120)로 전도되고, 그 결과 기체는 액체로 다시 변화된다.
응축실(160)에 응축된 액체는 히트 파이프 구조체를 구성하는 재료에서의 캐필러리력(capillary force)에 의해서 기화실(150)로 반송된다. 예를 들면, 히트 파이프는 다공질 유리 재료(벽의 단면이 원형 구멍으로 도시됨)로 이루어질 수 있다. 유리 재료의 구멍은 냉각액이 기화실(150)로 반송될 수 있는 채널을 제공한다. 여기서는 압력차가 있으며 냉각액이 표면 장력에 의해 일부 다른 냉각액에 끌리기 때문에, 캐필러리력으로 냉각액을 유리 재료의 구멍을 통해 기화실(150)로 반송시킨다.
본 발명은 집적 회로 칩과 함께 이용하기 위한 개선된 히트 파이프 구조체를 제공한다. 본 발명은 기체에 의해서 효과적인 상 변화 및 효과적인 열 제거를 제공하기 위해 증발기 내의 소자들을 이용한다. 더불어, 본 발명은 최소 유동 저항으로 최대 캐필러리력을 제공하는 프랙탈 및 구조적 지오메트리에 기초한 캐필러리 구조체를 이용한다. 또한, 본 발명은 코너 및 가장자리를 용이하게 구부릴 수 있는 유연한 구조체를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 히트 파이프 구조체의 평면 및 단면도를 예시한 일례의 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 히트 파이프 구조체는 3개의 주요 영역, 즉, 증발 영역(210), 캐필러리 영역(220) 및 응축 영역(225)을 갖는다. 도시된 예에서의 여러 개의 영역들은 동심원들로 형성되어 있는데, 증발 영역(210)이 중심에 배치되고, 이 증발 영역(210) 주위에 캐필러리 영역(220)이 형성되고, 이 캐필러리 영역(220) 주위에 응축 영역(225)이 형성되어 있다.
증발 영역(210)은 히트 소스로부터의 열을 이송 유체로 전달하는 작용을 하고, 이 이송 유체는 열을 히트 싱크로 이송하기 위해 이용된다. 히트 소스는 발열가능한 소정 타입의 장치이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 히트 소스는 고온의 집적 회로 칩이다. 이 히트 소스는 증발 영역(210)의 배면측에 배치되어, 히트 소스로부터의 열을 히트 소스로부터 증발 영역(210) 내의 소자로 전달하고, 이어서 이 열을 이송 유체로 전달한다.
이송 유체는 열이 가해질 때 액체 상태에서 기체 상태로 상태를 변화시킬 수 있는 소정 타입의 액체이다. 이용되는 특정한 이송 유체는 히트 소스의 동작 온도및 이송 유체의 기화점에 따라 달라진다. 예를 들면, 히트 소스가 25℃ 내지 50℃의 온도 범위에서 동작하면, 이송 유체로는 기화점이 약 50℃인 메탄올 같은 알콜이 좋다. 50℃보다 높은 온도 범위에서는, 예를 들면 물이 이용되는 것이 좋다. 25℃보다 낮은 온도에서는, 예를 들면 프레온이 이용되는 것이 좋다. 다른 이송 유체가 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 이용되어도 좋다.
증발 영역(210) 내의 이송 유체에 열을 전달할 때, 이송 유체는 기체 상태로 상태가 변화한다. 이 기체는 캐필러리 영역(220) 내의 기체 채널을 거쳐서 응축 영역(225)으로 이동한다. 이 응축 영역과 연관된 히트 싱크는 기체로부터의 열을 흡수하여 이 기체를 다시 액체 상태로 상태 변화시킨다. 이 후, 이송 유체가 응축되어 캐필러리 영역(220) 내의 캐필러리를 통하여 증발 영역(210)으로 반송된다.
액체의 캐필러리력으로 이송 유체를 히트 파이프 구조체의 중심, 즉 증발 영역(210)으로 이동시킨다. 캐필러리 영역(220) 내의 캐필러리는 나무형의 구조로 형성된다. 이 나무형 구조는 표면 저항을 최소로 하면서 더 큰 캐필러리력을 제공할 수 있다. 이러한 나무형 구조는 일반적으로 본 명세서에 편입되어 참조되는 "1997년 John Wiley and Sons 저 Adrian BejansAdvanced Engineering Thermodynamics"에 개시되어 있다.
이 나무형 구조는 캐필러리 영역(220) 내에 형성하는 것이 가장 쉽지만, 다른 구조가 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 이용되어도 좋다. 바람직한 실시예에서, 예를 들면 캐필러리 구조는 프랙탈 지오메트리를 이용하여 규정된다. 프랙탈 지오메트리를 이용함으로써 프랙탈 지오메트리의 주변을 이론적으로는 무한대로 증가시킬 수 있지만, 지오메트리 영역은 그대로 남게 된다. 프랙탈 지오메트리는 캐필러리 영역 에리어를 규정한 후, 이 규정된 에리어를 충전하기 위하여 Kohns algorithm 같은 프랙탈 알고리즘을 이용함으로써 결정된다. 이 후, 그 결과의 지오메트리가 캐필러리 영역 기판 내로 에칭될 수 있다.
영역(210-230)의 단면도가 또한 도 2에 제공되어 있다. 도 2에 나타낸 소자들은 비례적인 것이 아니며, 관련 치수는 예시의 용이화를 위하여 과장되어 있다. 따라서, 도 2는 설명을 목적으로 제공된 것일 뿐이며, 본 발명의 히트 파이프 구조체를 구성하기 위한 청사진을 제공하려는 의도가 아니다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 히트 파이프 구조체의 천정 및 바닥은 기판(230, 240)으로 이루어져 있다. 이들 기판(230, 240)은 후술되는 소자를 하우징할 수 있는 소정의 재료로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들면, 기판(230, 240)은 구리, 실리콘, 이소토픽 실리콘 Si-28, 구리 도금된 실리콘 등의 고 열 전도성 재료로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들면, 바람직한 실시예에서 기판(230, 240)은 이것의 높은 열 전도성 및 다른 재료보다도 비교적 낮은 비용 때문에 구리로 이루어진다.
증발 영역(210)은, 예를 들면 집적 회로 칩 같은 히트 소스로부터의 열을 이송 유체로 전달하기 위한 다수의 소자(250)를 포함한다. 이 소자(250)는 히트 소스로부터의 열을 이송 유체로 전달할 수 있는 소정 타입의 소자인 것이 좋다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 소자(250)는 원뿔형의 열점이다. 원뿔형의 열점이 바람직한 실시예에서 이용되는데, 그 이유는 꼭지점이 기체를 형성하기 위한 더 많은 핵 형성 지점을 갖으면서 열속(heat flux) 밀도를 증가시키기 때문이다. 열은열점으로부터 기화하는 이송 유체로 전달된다. 원뿔형의 열점 어레이의 제조 및 이용은, 예를 들면 본 명세서에 편입되어 참조되는 공동 양도되어 계류중인 "ENHANCED INTERFACE THERMOELECTRIC COOLERS WITH ALL-METAL TIPS"란 제목의 미국특허출원 시리얼 넘버 (대리인 서류 번호 AUS9-2000-0414-US1), "THERMOELECTRIC COOLERS WITH ENHANCED STRUCTURED INTERFACES"란 제목의 미국특허출원 시리얼 넘버 (대리인 서류 번호 AUS9-2000-0415-US1), "ENHANCED INTERFACE THERMOELECTRIC COOLERS WITH ALL-METAL TIPS"란 제목의 미국특허출원 시리얼 넘버 (대리인 서류 번호 AUS9-2000-0556-US1), 및 "COLD POINT DESIGN FOR EFFICIENT THERMOELECTRIC COOLERS"란 제목의 미국특허출원 시리얼 넘버 (대리인 서류 번호 AUS-2000-0564-US1)에 개시되어 있다.
원뿔형의 열점이 바람직한 실시예에서 이용되는 것으로 개시되었지만, 열점의 몸체 형상이 반드시 원뿔일 필요는 없다. 오히려, 열점이 가늘어지는 점으로 끝나는 임의의 구성이 이용되어도 좋다. 따라서, 원뿔형 열점보다는 오히려 피라미드형 열점이 이용되어도 좋다.
캐필러리 영역(220)은 기체 채널(235) 및 캐필러리 구조체(245)를 포함한다. 기체 채널(235)은 증발 영역(210)으로부터 응축 영역(225)으로 기체를 이송하기 위해 이용된다. 캐필러리 구조체(245)는 이 캐필러리 구조체(245) 내에 형성된 캐필러리를 포함한다. 이 캐필러리 구조체(245) 내의 캐필러리는 응축된 이송 유체가 증발 영역(210)으로 반송될 수 있는 채널을 제공한다.
캐필러리 구조체(245) 내의 캐필러리는, 예를 들면 포토리소그라피 마스킹및 반응성 이온 에칭 기술에 의해 형성되는 것이 좋다. 전기도금 공정이 또한 캐필러리 구조체(245)를 형성하기 위해 이용되어도 좋다. 또한, 기판의 레이저 절단으로도 적절한 캐필러리 구조체를 형성할 수도 있다. 일반적으로, 미세 가공에 적용되는 공정이 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 본 발명의 캐필러리 구조체(245)를 형성하기 위해 이용될 수 있다.
응축 영역(225)은 응축된 이송 유체(260) 및 시일(seal; 270)을 포함한다. 냉각판(미도시), 열전 냉각기, 방열핀 등의 히트 싱크가 기판(230)의 반대면 상에 장착될 수 있다. 시일(270)은 히트 파이프 구조체의 적당한 순환 동작을 가능하게 하고 히트 파이프 구조체에 오염물이 들어가는 것을 방지하기 위하여 히트 파이프 구조체를 시일하는 작용을 한다. 또한, 기판(230, 240)은, 예를 들면 보론-포스포러스-실리케이트-유리 본딩에 의해 용접 시일될 수 있다.
이송 유체는 기판(230, 240) 및 시일(270)에 의해 규정된 용적으로 포트(미도시)를 통해 히트 파이프 구조체에 도입될 수 있다. 필요하다면, 이 이송 유체는 진공 중에서 포트를 통해 히트 파이프 구조체 내로 도입될 수 있다. 이 후, 포트가 예를 들면 에폭시 충전 또는 레이저 용해 용접에 의해서 시일될 수 있다. 히트 파이프 구조체는 또한 당업자에게 공지된 주입식 충전, 보일 오프(boil off) 및 권축(crimp) 시일 공정을 통해 충전되는 것이 좋다. 히트 파이프 구조체에 도입되는 이송 유체량은 응축 영역(225)에서의 응축 방울이 기판(240)의 응축 영역 표면과 캐필러리 구조체(245) 사이를 브리지할 정도로 충분해야 한다.
응축된 이송 유체(260)는 히트 싱크(미도시)에 의해 흡수되는 열로 인해 응축 영역(225)에서 응축되는 기체로부터 얻어진다. 기체의 열 손실로 인해 이 기체는 다시 액체 상태로 상태 변화된다. 이 후, 액체는 중력 또는 로컬 윅 구조체에 의해 응축 영역의 바닥에 모여서, 캐필러리 구조체(245) 내의 캐필러리를 통해 증발 영역(210)으로 다시 이송된다.
도 3은 본 발명의 히트 파이프 구조체의 일 실시예의 동작을 예시한 일례의 블록도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 히트 소스로부터의 열은 칩으로부터 열점을 거쳐서 이송 유체로 전달된다. 이송 유체는 열이 가해질 때 액체 상태에서 기체 상태로 변화된다. 이 후, 기체는 캐필러리 영역 내의 기체 채널을 거쳐서 응축 영역으로 이동한다.
응축 영역에서는 기체 내의 열이 방열기에 전달된다. 이 열 손실로 인해 기체는 다시 액체로 변환된다. 응축된 이송 유체는 응축 영역의 바닥에 담긴다. 액체의 캐필러리력으로 이송 유체가 캐필러리 영역에 형성된 캐필러리를 통하여 다시 증발 영역 및 열점으로 이동하도록 한다. 이 공정은 히트 파이프 구조체가 동작하고 히트 소스가 있는 한 주기적으로 반복된다.
도 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 바람직한 일 실시예의 히트 파이프 구조체는 원형 지오메트리를 갖는다. 이 원형 지오메트리는 히트 파이프 구조체가 대부분의 반도체 실리콘 웨이퍼 상에 형성되도록 할 뿐만 아니라, 원형 실리콘 웨이퍼 상에 자체로 형성되는 증발 영역 내에 집적 회로를 배치할 수 있도록 한다. 또한, 원형 지오메트리는 원형 히트 파이프 구조체의 외부 가장자리 또는 주변을 실링함으로써 이 구조체의 실링을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일부 에플리케이션에 본 발명의 히트 파이프 구조체의 선형 구조를 제공한다. 도 4는 본 발명에 따른 선형 히트 파이프 구조체의 일례의 블록도를 나타낸다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 히트 파이프 구조체는 선형 형태로 기판(440)에 형성된 증발 영역(410), 캐필러리 영역(420) 및 응축 영역(430)을 포함한다. 일단, 상기 영역들이 형성되면, 기판은 잉여 기판을 제거하기 위해 에칭된다.
도 5는 본 발명의 선형 히트 파이프 구조체의 일 실시예의 단면도를 제공한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 이 구조체는 하나의 캐필러리 영역 및 하나의 응축 영역만이 단면도로 제공된 것을 제외하면 본질적으로 원형 지오메트리 실시예와 동일하다.
또한, 선형 구조체는 유연성 구조체 영역(510)을 포함할 수 있다. 이 유연성 영역은 증발 영역, 캐필러리 영역 및 응축 영역 중 하나 이상에 걸쳐 있게 된다. 도시된 예에서는, 유연성 구조체 영역(510)이 캐필러리 영역에만 걸쳐 있다.
유연성 구조체 영역(510)은 에칭에 의해서 노치된 기판(520)을 포함한다. 더불어, 기체 채널 및 캐필러리 구조체는 고정될 수 있는 재료로 형성된다. 예를 들면, 기체 채널 및 캐필러리 구조체는 전기 도금된 구리, Si-28 등으로 형성되는 것이 좋다. 전기 도금된 구리가 그 높은 열 전도성, 용이한 형성 능력 및 저비용으로 인해 바람직한 실시예에서 이용된다.
기판(520) 내의 노치부 및 히트 파이프와 캐필러리 구조체의 유연성 재료는 유연성 구조체 영역(510)을 고정시켜서, 전체 히트 파이프 구조체가 가장자리, 힌지 등을 가로질러 구부러지도록 한다. 전체 구조체의 유연도는 본 발명의 히트 파이프 구조체의 여러 가지 에플리케이션을 고려해야 한다.
예를 들면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 히트 파이프 구조체가 랩탑 컴퓨터에 이용되어, 방열기가 일반적으로 방열을 위해 이용되지 않는 랩탑의 표면 상에 배치되도록 한다. 종래의 랩탑 컴퓨터에서는, 랩탑 컴퓨터의 바닥이나 측면을 통한 방열을 필요로 하는 종래의 방열 메카니즘을 이용하여 방열이 수행되었으나, 이것은 상기 위치에서 방출될 수 있는 열량이 상기 위치에 접촉하는 사용자에게 해를 끼치지 않을 정도로 제한된다는 문제점을 야기한다. 그 결과, 랩탑 밖으로 전달되는 열량이 제한되어야 하기 때문에, 랩탑 내의 프로세서의 동작 온도가 제한되었다.
본 발명은 유연성 있는 메카니즘을 제공하기 때문에, 랩탑의 프로세서로부터의 열은 랩탑 컴퓨터의 상면을 통해 빠져나간다. 본 발명의 유연성으로 히트 파이프 구조체가 랩탑의 힌지된 영역을 가로질러 구부러지도록 함으로써, 증발 영역이 프로세서에 인접하여 배치되도록 한다. 캐필러리 영역은 랩탑의 바닥 부분을 지나고, 랩탑의 힌지된 부분을 가로질러서, 랩탑의 상측 부분을 지난다. 응축부는 프로세서로부터 방열기로 전달된 열이 랩탑의 상면을 통해서 빠져나가도록 랩탑의 상부에 배치된다. 이 열은 일반적으로 사용자측 또는 사용자 가까이에 놓여있지 않은 표면을 통해서 빠져나가기 때문에, 프로세서의 동작 온도는 빠져나간 열량이 증가함에 따라 증가될 수 있다.
도 6에 나타낸 것과 같은 에플리케이션과 더불어, 본 발명의 히트 파이프 구조체의 많은 다른 에플리케이션이 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 히트 파이프 구조체는 도 7a 및 7b에 나타낸 바와 같은 고온 집적 회로 칩 적층체에서 이용될 수 있다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 2개의 가능한 실시예를 도시한다. 도 7a에 나타낸 바와 같이, 제 1 칩 적층체는 인쇄 회로 기판(PCB)의 뒷판(710), 이 PCB 뒷판(710)과 연결된 입/출력(I/O) 모듈(720), 및 서로의 상부에 적층되며 상기 입/출력 모듈(720)과 연결된 다수의 칩(730)을 포함한다. 이 칩 적층체는 열전 냉각기(740) 및 이 열전 냉각기(740) 사이에 배치된 히트 파이프 구조체(750)를 더 포함한다.
열전 냉각기에 인접한 히트 파이프 구조체(750) 부분은 증발 영역이다. 열전 냉각기로부터 빠져나온 열은 히트 파이프 구조체의 증발 영역 내의 소자에 의해 흡수됨으로써, 증발 영역 내의 이송 유체가 기체로 변화되도록 한다. 이 기체는 히트 파이프 구조체 아래의 기체 채널을 통해 히트 싱크(760)와 연관된 응축 영역으로 이동한다. 여기서, 열은 히트 싱크(760)로 전달되며, 이 히트 싱크(760)는 열을 주변 공기로 방출한다. 이 기체는 액체로 다시 변화되어, 히트 파이프 구조체(750) 내의 캐필러리력 및 캐필러리 구조체에 의해서 증발 영역으로 반송된다.
도 7b는 칩이 제 1 히트 파이프 구조체(770)에 의해서 직접 냉각된 다른 고온 집적 회로 칩 적층 구조를 나타낸다. 열을 열전 냉각기로 전달한 다음, 이 열을 제 2 히트 파이프 구조체(780)로 방출한다. 이 후, 제 2 히트 파이프 구조체는 열을 히트 싱크로 방출한다. 히트 파이프(770, 780)는 열전 냉각기(TECH)의 동작범위로 규정된 바와 같이 다른 온도에서 동작한다. 다른 구성의 고온 집적 회로 칩이 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 이용될 수도 있다.
본 발명의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제시된 것이지, 본 발명을 개시된 형태만으로 규정하거나 제한하려는 의도가 아니다. 많은 변형과 응용이 있을 수 있음이 당업자에게는 자명할 것이다. 본 발명의 원리를 가장 잘 밝혀서 당업자들이 본 발명을 이해할 수 있도록 하기 위해 실시예가 선택되어 설명되었지만, 다양한 변형을 취한 다양한 실시예가 계획된 특별한 이용을 위해 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 히트 소스로부터의 열을 이송 유체로 효과적으로 전달하기 위해 증발 영역 내의 소자를 이용하는 개선된 히트 파이프 구조체를 제공한다. 본 발명은 유동 저항을 최소로 하면서 최대 캐필러리력을 제공하는 프랙탈 및 구조적 지오메트리에 기초한 캐필러리 구조체를 이용한다. 또한, 본 발명은 코너 및 가장자리 주위를 용이하게 구부릴 수 있는 유연한 구조체를 포함한다.

Claims (23)

  1. 히트 소스를 냉각시키기 위한 장치에 있어서,
    상기 히트 소스로부터의 열을 이송 유체로 전달하는 하나 이상의 열점(hot point) 소자들을 갖는 증발 영역과,
    히트 싱크와 연관된 응축 영역
    을 포함하는 히트 소스 냉각용 장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 유체는 상기 히트 소스로부터의 열이 상기 이송 유체에 가해질 때 기체로 변화되는 히트 소스 냉각용 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체는 상기 기체로부터의 열을 상기 히트 싱크로 전달함으로써 응축된 이송 유체로 응축되는 히트 소스 냉각용 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 응축된 이송 유체를 증발 영역으로 반송하는 캐필러리(capillary)를 갖는 캐필러리 영역을 더 포함하는 히트 소스 냉각용 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 캐필러리 영역 내의 캐필러리는 나무형, 프랙탈(fractal) 및 구조적 지오메트리 중 적어도 하나를 이용하여 형성되는 히트 소스 냉각용 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 유연성인 히트 소스 냉각용 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트 소스는 고온 집적 회로 칩인 히트 소스 냉각용 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 유체는 알콜, 물 또는 프레온 중 하나인 히트 소스 냉각용 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 캐필러리 영역 내의 캐필러리는 상기 캐필러리 영역의 에리어(area)를 규정하고, 상기 캐필러리 영역의 에리어를 충전하기 위한 프랙탈 알고리즘을 이용하여 형성되는 히트 소스 냉각용 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 고 열전도성 재료를 이용하여 형성되는 히트 소스 냉각용 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열점 소자들은 원뿔형의 열점 소자들인 히트 소스 냉각용 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열점 소자들은 가늘어지는 점에서 끝나는 히트 소스 냉각용 장치.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 캐필러리 영역은 상기 증발 영역으로부터 응축 영역으로 기체를 이송하는 기체 채널들을 더 포함하는 히트 소스 냉각용 장치.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 캐필러리는 포토리소그라피 마스킹과 에칭 중 하나에 의해 상기 캐필러리 영역 내에 형성되는 히트 소스 냉각용 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트 싱크는 냉각판, 열전(thermoelectric) 냉각기 및 방열핀들 중 하나인 히트 소스 냉각용 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발 영역 및 응축 영역은 동심적으로 배치되는 히트 소스 냉각용 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 선형 지오메트리를 갖는 히트 소스 냉각용 장치.
  18. 제 4 항에 있어서,
    상기 증발 영역, 캐필러리 영역 및 응축 영역 중 적어도 하나는 유연성 구조체들인 히트 소스 냉각용 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 유연성 구조체들은 상기 유연성 구조체들로 된 기판들 밖으로 에칭된 노치들을 구비하여 상기 기판들을 유연하게 하는 히트 소스 냉각용 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트 소스는 랩탑 컴퓨터 내의 프로세서이고, 상기 히트 싱크는 상기 랩탑 컴퓨터의 상부에 있는 방열기인 히트 소스 냉각용 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트 소스는 칩 적층체 내의 집적 회로 칩인 히트 소스 냉각용 장치.
  22. 히트 소스를 냉각시키는 방법에 있어서,
    히트 소스로부터의 열을 이송 유체로 전달하는 하나 이상의 열점 소자들을 갖는 증발 영역을 이용하여 상기 이송 유체를 기체로 변환하는 단계, 및
    히트 싱크와 연관된 응축 영역을 이용하여 상기 기체로부터의 열을 상기 히트 싱크로 전달하는 단계를 포함하며, 상기 기체는 응축된 이송 유체로 변환되는
    히트 소스 냉각 방법.
  23. 히트 소스를 냉각시키기 위한 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 히트 소스로부터의 열을 이송 유체 -상기 이송 유체는 열이 상기 열점 소자들로부터 상기 이송 유체로 전달될 때 기체로 변환됨- 로 전달하는 하나 이상의 열점 소자들을 갖는 증발 영역을 제공하는 단계와,
    열이 기체로부터 히트 싱크로 열이 전달될 때, 기체를 응축된 이송 유체로 응축시키는 히트 싱크와 연관된 응축 영역을 제공하는 단계
    를 포함하는 히트 소스 냉각용 장치의 제조 방법.
KR10-2001-0071207A 2000-11-30 2001-11-16 히트 파이프 및 열전 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징용장치 KR100442888B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/726,291 2000-11-30
US09/726,291 US6474074B2 (en) 2000-11-30 2000-11-30 Apparatus for dense chip packaging using heat pipes and thermoelectric coolers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020042421A true KR20020042421A (ko) 2002-06-05
KR100442888B1 KR100442888B1 (ko) 2004-08-02

Family

ID=24917990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0071207A KR100442888B1 (ko) 2000-11-30 2001-11-16 히트 파이프 및 열전 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징용장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6474074B2 (ko)
JP (1) JP3651790B2 (ko)
KR (1) KR100442888B1 (ko)
CN (1) CN1185458C (ko)
TW (1) TW512507B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100423235B1 (ko) * 2001-10-11 2004-03-18 엘지전선 주식회사 전자장비 냉각용 열확산기
KR100922104B1 (ko) * 2007-05-29 2009-10-16 한국과학기술연구원 발열체 냉각 장치 및 그를 구비하는 전자 장치

Families Citing this family (162)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6808015B2 (en) * 2000-03-24 2004-10-26 Denso Corporation Boiling cooler for cooling heating element by heat transfer with boiling
US7549461B2 (en) 2000-06-30 2009-06-23 Alliant Techsystems Inc. Thermal management system
US7931072B1 (en) 2002-10-02 2011-04-26 Alliant Techsystems Inc. High heat flux evaporator, heat transfer systems
US8109325B2 (en) * 2000-06-30 2012-02-07 Alliant Techsystems Inc. Heat transfer system
US8136580B2 (en) 2000-06-30 2012-03-20 Alliant Techsystems Inc. Evaporator for a heat transfer system
US8047268B1 (en) 2002-10-02 2011-11-01 Alliant Techsystems Inc. Two-phase heat transfer system and evaporators and condensers for use in heat transfer systems
JP2002141449A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Denso Corp 沸騰冷却器
JP4608763B2 (ja) * 2000-11-09 2011-01-12 日本電気株式会社 半導体装置
US7556086B2 (en) * 2001-04-06 2009-07-07 University Of Maryland, College Park Orientation-independent thermosyphon heat spreader
KR100455290B1 (ko) * 2001-04-27 2004-11-06 삼성전자주식회사 평판형 기화기
KR100455291B1 (ko) * 2001-04-28 2004-11-06 삼성전자주식회사 평판형 기화기
US6976527B2 (en) * 2001-07-17 2005-12-20 The Regents Of The University Of California MEMS microcapillary pumped loop for chip-level temperature control
US6712258B2 (en) * 2001-12-13 2004-03-30 International Business Machines Corporation Integrated quantum cold point coolers
US20040011509A1 (en) * 2002-05-15 2004-01-22 Wing Ming Siu Vapor augmented heatsink with multi-wick structure
SG118138A1 (en) * 2002-05-29 2006-01-27 Inst Of Microelectronics A heat transfer apparatus
US6830098B1 (en) 2002-06-14 2004-12-14 Thermal Corp. Heat pipe fin stack with extruded base
US7117930B2 (en) 2002-06-14 2006-10-10 Thermal Corp. Heat pipe fin stack with extruded base
US20040035558A1 (en) * 2002-06-14 2004-02-26 Todd John J. Heat dissipation tower for circuit devices
WO2005061972A1 (en) * 2002-12-06 2005-07-07 Nanocoolers, Inc. Cooling of electronics by electrically conducting fluids
JP2004190977A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Sony Corp 熱輸送装置、熱輸送装置の製造方法及び電子デバイス
JP4304576B2 (ja) * 2002-12-12 2009-07-29 ソニー株式会社 熱輸送装置及び電子機器
JP2004190976A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Sony Corp 熱輸送装置及び電子デバイス
US20040160742A1 (en) * 2003-02-14 2004-08-19 Weiss Roger E. Three-dimensional electrical device packaging employing low profile elastomeric interconnection
TW557124U (en) * 2003-02-20 2003-10-01 Delta Electronics Inc Circulative cooler apparatus
TWI235906B (en) * 2003-02-27 2005-07-11 Shwin-Chung Wong Microchannel heat pipe spreaders and microchannel loop heat pipes housed in a metal case and embodiments of the same
CN100359999C (zh) * 2003-04-11 2008-01-02 乐金电子(天津)电器有限公司 芯片冷却装置
US6992892B2 (en) * 2003-09-26 2006-01-31 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for efficient temperature control using a contact volume
KR101013889B1 (ko) * 2003-10-01 2011-02-14 트랜스퍼시픽 소닉, 엘엘씨 히트 파이프를 이용한 컴팩트 열전기 냉각 방식의 열교환장치
US7508671B2 (en) * 2003-10-10 2009-03-24 Intel Corporation Computer system having controlled cooling
US6926072B2 (en) * 2003-10-22 2005-08-09 Thermal Corp. Hybrid loop heat pipe
WO2005043059A2 (en) * 2003-10-28 2005-05-12 Swales & Associates, Inc. Manufacture of a heat transfer system
DE60302803T2 (de) * 2003-12-08 2006-07-06 Asia Vital Component Co., Ltd Mikrovorrichtung zur Wärmeabfuhr und deren Herstellungsverfahren
JP2007535803A (ja) * 2003-12-11 2007-12-06 ネクストリーム・サーマル・ソリューションズ 電力変換及び冷却用の薄膜熱電装置
US7638705B2 (en) * 2003-12-11 2009-12-29 Nextreme Thermal Solutions, Inc. Thermoelectric generators for solar conversion and related systems and methods
US20100257871A1 (en) * 2003-12-11 2010-10-14 Rama Venkatasubramanian Thin film thermoelectric devices for power conversion and cooling
US7448222B2 (en) * 2003-12-15 2008-11-11 Bormann Ronald M Thermoelectric refrigeration system
US20060134831A1 (en) * 2003-12-31 2006-06-22 Microfabrica Inc. Integrated circuit packaging using electrochemically fabricated structures
US20080142369A1 (en) * 2003-12-31 2008-06-19 Microfabrica Inc. Integrated Circuit Packaging Using Electrochemically Fabricated Structures
US20050150536A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Nanocoolers, Inc. Method for forming a monolithic thin-film thermoelectric device including complementary thermoelectric materials
US20050150537A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Nanocoolers Inc. Thermoelectric devices
US20050150535A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Nanocoolers, Inc. Method for forming a thin-film thermoelectric device including a phonon-blocking thermal conductor
US20050150539A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Nanocoolers, Inc. Monolithic thin-film thermoelectric device including complementary thermoelectric materials
US20050160752A1 (en) * 2004-01-23 2005-07-28 Nanocoolers, Inc. Apparatus and methodology for cooling of high power density devices by electrically conducting fluids
US20050189089A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Nanocoolers Inc. Fluidic apparatus and method for cooling a non-uniformly heated power device
US20050274487A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-15 International Business Machines Corporation Method and apparatus for reducing thermal resistance in a vertical heat sink assembly
US7983042B2 (en) * 2004-06-15 2011-07-19 Raytheon Company Thermal management system and method for thin membrane type antennas
US6978828B1 (en) 2004-06-18 2005-12-27 Schlumberger Technology Corporation Heat pipe cooling system
US7129501B2 (en) * 2004-06-29 2006-10-31 Sii Nanotechnology Usa, Inc. Radiation detector system having heat pipe based cooling
US6957692B1 (en) * 2004-08-31 2005-10-25 Inventec Corporation Heat-dissipating device
CN100529637C (zh) * 2004-09-01 2009-08-19 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 热管的制备方法
US20060076046A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Nanocoolers, Inc. Thermoelectric device structure and apparatus incorporating same
US7523617B2 (en) * 2004-10-22 2009-04-28 Nextreme Thermal Solutions, Inc. Thin film thermoelectric devices for hot-spot thermal management in microprocessors and other electronics
US20060090885A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Stephen Montgomery Thermally conductive channel between a semiconductor chip and an external thermal interface
US20060103016A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Advanpack Solutions Pte Ltd Heat sinking structure
US8024936B2 (en) * 2004-11-16 2011-09-27 Halliburton Energy Services, Inc. Cooling apparatus, systems, and methods
US20060196640A1 (en) * 2004-12-01 2006-09-07 Convergence Technologies Limited Vapor chamber with boiling-enhanced multi-wick structure
AU2005316870A1 (en) 2004-12-03 2006-06-22 Halliburton Energy Services, Inc. Heating and cooling electrical components in a downhole operation
US7246655B2 (en) * 2004-12-17 2007-07-24 Fujikura Ltd. Heat transfer device
US7296417B2 (en) * 2004-12-23 2007-11-20 Nanocoolers, Inc. Thermoelectric configuration employing thermal transfer fluid flow(s) with recuperator
US7475551B2 (en) 2004-12-23 2009-01-13 Nanocoolers, Inc. System employing temporal integration of thermoelectric action
US7293416B2 (en) * 2004-12-23 2007-11-13 Nanocoolers, Inc. Counterflow thermoelectric configuration employing thermal transfer fluid in closed cycle
TWI273210B (en) * 2004-12-30 2007-02-11 Delta Electronics Inc Heat-dissipation device and fabricating method thereof
ES2401437T3 (es) * 2005-04-04 2013-04-19 Roche Diagnostics Gmbh Termociclado de un bloque que comprende múltiples muestras
US20060278370A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Uwe Rockenfeller Heat spreader for cooling electronic components
CN100491888C (zh) * 2005-06-17 2009-05-27 富准精密工业(深圳)有限公司 环路式热交换装置
US7770633B2 (en) * 2005-06-27 2010-08-10 Nakamura Seisakusho Kabushikigaisha Plate type heat exchanger and method of manufacturing the same
CN100395684C (zh) * 2005-07-02 2008-06-18 富准精密工业(深圳)有限公司 环路式散热模组
CN100383963C (zh) * 2005-07-08 2008-04-23 富准精密工业(深圳)有限公司 薄型环路式散热装置
NL1029477C2 (nl) * 2005-07-08 2007-04-18 Innovy Energie-omzetinrichting, generator en warmtepomp voorzien daarvan en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
CN100424860C (zh) * 2005-08-19 2008-10-08 南茂科技股份有限公司 散热型覆晶封装结构
IL171764A (en) * 2005-11-03 2011-02-28 G R T Dev Ltd Apparatus and method for measuring a fluid flow- rate within a narrow conduit
JP5137379B2 (ja) * 2005-11-14 2013-02-06 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 衝突冷却器
CN100495692C (zh) * 2005-11-18 2009-06-03 华南理工大学 带有微沟槽翅结构的毛细泵吸冷却装置及其制造方法
US20070227703A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Bhatti Mohinder S Evaporatively cooled thermosiphon
US20070289313A1 (en) * 2006-06-15 2007-12-20 Mohinder Singh Bhatti Thermosiphon with thermoelectrically enhanced spreader plate
CN101155497A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 诺亚公司 相变散热装置与方法
WO2008109804A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-12 Convergence Technologies Limited Vapor-augmented heat spreader device
US8209989B2 (en) * 2007-03-30 2012-07-03 Intel Corporation Microarchitecture control for thermoelectric cooling
US20090008063A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Raytheon Company System and Method for Passive Cooling Using a Non-Metallic Wick
CN101796635B (zh) * 2007-09-07 2012-07-04 国际商业机器公司 冷却发热组件的方法和装置
TWM340042U (en) * 2007-09-19 2008-09-11 Univ Nat Yang Ming Micro-heatpipe based cold and hot pad
US8262263B2 (en) * 2007-11-16 2012-09-11 Khanh Dinh High reliability cooling system for LED lamps using dual mode heat transfer loops
EP2227662A4 (en) 2007-11-27 2014-01-22 Univ Missouri THERMALLY GEARED HEAT PUMP FOR HEATING AND COOLING
US20090294117A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Lucent Technologies, Inc. Vapor Chamber-Thermoelectric Module Assemblies
US20100006132A1 (en) * 2008-07-14 2010-01-14 Lucent Technologies, Inc. Stacked Thermoelectric Modules
WO2010036442A1 (en) * 2008-07-21 2010-04-01 The Regents Of The University Of California Titanium-based thermal ground plane
JPWO2010084717A1 (ja) * 2009-01-23 2012-07-12 日本電気株式会社 冷却装置
EP2433480B1 (en) * 2009-05-18 2013-05-01 Huawei Technologies Co., Ltd. Heat spreading device and method therefore
US8059405B2 (en) * 2009-06-25 2011-11-15 International Business Machines Corporation Condenser block structures with cavities facilitating vapor condensation cooling of coolant
US8018720B2 (en) * 2009-06-25 2011-09-13 International Business Machines Corporation Condenser structures with fin cavities facilitating vapor condensation cooling of coolant
US8014150B2 (en) * 2009-06-25 2011-09-06 International Business Machines Corporation Cooled electronic module with pump-enhanced, dielectric fluid immersion-cooling
US8490679B2 (en) 2009-06-25 2013-07-23 International Business Machines Corporation Condenser fin structures facilitating vapor condensation cooling of coolant
KR101589441B1 (ko) * 2009-08-07 2016-01-28 삼성전자주식회사 반도체 모듈
KR20110026193A (ko) * 2009-09-07 2011-03-15 삼성전자주식회사 발열체 냉각 시스템 및 배터리 냉각 시스템
US8763408B2 (en) * 2009-10-01 2014-07-01 The Curators Of The University Of Missouri Hybrid thermoelectric-ejector cooling system
EP2312661A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-20 Alcatel Lucent Thermoelectric assembly
US8318304B2 (en) * 2009-11-24 2012-11-27 Alva-Tech, Inc. Intumescent rod
US9228785B2 (en) * 2010-05-04 2016-01-05 Alexander Poltorak Fractal heat transfer device
US10041745B2 (en) * 2010-05-04 2018-08-07 Fractal Heatsink Technologies LLC Fractal heat transfer device
WO2011145618A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 日本電気株式会社 沸騰冷却器
TW201040485A (en) * 2010-07-21 2010-11-16 Asia Vital Components Co Ltd Improved heat-dissipation structure
CN102338581B (zh) * 2010-07-23 2013-10-30 奇鋐科技股份有限公司 热虹吸板结构
CN102338583B (zh) * 2010-07-23 2014-05-07 奇鋐科技股份有限公司 一种压力差驱动热板
CN102345992A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 奇鋐科技股份有限公司 一种压力梯度驱动的低压环路式热虹吸装置
US8955346B2 (en) 2010-11-04 2015-02-17 International Business Machines Corporation Coolant-buffered, vapor-compression refrigeration apparatus and method with controlled coolant heat load
US8833096B2 (en) 2010-11-04 2014-09-16 International Business Machines Corporation Heat exchange assembly with integrated heater
US8899052B2 (en) 2010-11-04 2014-12-02 International Business Machines Corporation Thermoelectric-enhanced, refrigeration cooling of an electronic component
US8813515B2 (en) 2010-11-04 2014-08-26 International Business Machines Corporation Thermoelectric-enhanced, vapor-compression refrigeration apparatus facilitating cooling of an electronic component
US8783052B2 (en) 2010-11-04 2014-07-22 International Business Machines Corporation Coolant-buffered, vapor-compression refrigeration with thermal storage and compressor cycling
US20120111038A1 (en) 2010-11-04 2012-05-10 International Business Machines Corporation Vapor-compression refrigeration apparatus with backup air-cooled heat sink and auxiliary refrigerant heater
FR2979982B1 (fr) * 2011-09-14 2016-09-09 Euro Heat Pipes Dispositif de transport de chaleur a pompage capillaire
US9207002B2 (en) 2011-10-12 2015-12-08 International Business Machines Corporation Contaminant separator for a vapor-compression refrigeration apparatus
AU2012232967B2 (en) 2011-10-31 2015-01-15 Abb Technology Ag Cabinet with modules having a thermosiphon cooler arrangement
AU2012232968B2 (en) * 2011-10-31 2014-11-13 Abb Technology Ag Thermosiphon cooler arrangement in modules with electric and/or electronic components
CN103959926A (zh) * 2011-12-01 2014-07-30 日本电气株式会社 电子基板外罩装置和电子设备
US20130213609A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-22 Chun-Ming Wu Heat pipe structure
US10217692B2 (en) * 2012-07-18 2019-02-26 University Of Virginia Patent Foundation Heat transfer device for high heat flux applications and related methods thereof
WO2014015188A2 (en) 2012-07-18 2014-01-23 University Of Virginia Patent Foundation Heat transfer device for high heat flux applications and related methods thereof
WO2016014710A1 (en) * 2014-07-22 2016-01-28 University Of Virginia Patent Foundation Heat transfer device for high heat flux applications and related methods thereof
MX368400B (es) * 2013-08-16 2019-10-01 Interdigital Ce Patent Holdings Ensamble disipador de calor de multiples capas con aletas de convexion aisladas.
US20150068703A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 Ge Aviation Systems Llc Thermal management system and method of assembling the same
US20150114606A1 (en) * 2013-10-29 2015-04-30 Louisiana Tech University Research Foundation; a Division of Louisiana Tech University Foundation, Capillary Action Heat Exchanger
US9714777B1 (en) * 2014-02-18 2017-07-25 Space Systems/Loral, Llc Heat pipe and radiator system with thermoelectric cooler
WO2015188343A1 (zh) * 2014-06-12 2015-12-17 华为技术有限公司 智能终端散热装置及智能终端
US10578293B2 (en) 2014-07-22 2020-03-03 Signify Holding B.V. Light source cooling body, light source assembly, a luminaire and method to manufacture a light source cooling or a light source assembly
EP3243366B1 (en) 2014-12-10 2023-11-15 NeoGraf Solutions, LLC Flexible graphite sheet support structure and thermal management arrangement
CN104617061B (zh) * 2015-01-13 2017-10-03 哈尔滨工程大学 一种仿生芯片散热器
US9585285B2 (en) 2015-01-20 2017-02-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Heat dissipation structure for an electronic device
US10197295B2 (en) * 2015-07-30 2019-02-05 Omar Crespo-Calero Highly efficient and easy to service air conditioning condenser unit
US9806003B2 (en) * 2016-01-30 2017-10-31 Intel Corporation Single base multi-floating surface cooling solution
US10349561B2 (en) * 2016-04-15 2019-07-09 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
US11306974B2 (en) 2016-06-15 2022-04-19 Delta Electronics, Inc. Temperature plate and heat dissipation device
US11543188B2 (en) * 2016-06-15 2023-01-03 Delta Electronics, Inc. Temperature plate device
US20180090415A1 (en) * 2016-09-27 2018-03-29 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Heat dissipating apparatuses with phase change materials
US10619941B2 (en) * 2016-09-29 2020-04-14 Delta Electronics, Inc. Heat pipe structure
US20180106553A1 (en) * 2016-10-13 2018-04-19 Pimems, Inc. Thermal module charging method
AU2018255490B2 (en) * 2017-04-21 2023-02-02 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Flow distribution system
US10405463B2 (en) * 2017-06-16 2019-09-03 Qualcomm Incorporated Multi-rotor aerial drone with vapor chamber
EP3655718A4 (en) 2017-07-17 2021-03-17 Alexander Poltorak SYSTEM AND PROCESS FOR MULTI-FRACTAL HEAT SINK
CN110891729B (zh) 2017-07-28 2022-04-19 达纳加拿大公司 用于对准激光焊接用部件的设备和方法
DE112018003831T5 (de) * 2017-07-28 2020-04-09 Dana Canada Corporation Ultradünne wärmetauscher für das wärmemanagement
US10354356B2 (en) * 2017-11-02 2019-07-16 Dell Products L.P. Systems and methods for interconnecting and cooling multiple graphics processing unit (GPU) cards
JP7011938B2 (ja) * 2017-12-28 2022-01-27 新光電気工業株式会社 ループ型ヒートパイプ及びその製造方法
JP7028659B2 (ja) * 2018-01-30 2022-03-02 新光電気工業株式会社 ループ型ヒートパイプ、ループ型ヒートパイプの製造方法
CN108148934B (zh) * 2018-02-28 2023-06-13 中冶赛迪工程技术股份有限公司 可更换水渣蒸汽回收装置及其安装方法
US20190354148A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Conducting heat through a hinge
CN110160384B (zh) * 2019-01-11 2020-04-24 青岛海尔空调器有限总公司 芯片换热器及变频空调器
US10980148B2 (en) * 2019-07-08 2021-04-13 Forcecon Technology Co., Ltd. Vapor chamber with circuit unit
TWI716932B (zh) * 2019-07-10 2021-01-21 汎海科技股份有限公司 散熱板、其製造方法及具有散熱板的電子裝置
AT522831B1 (de) * 2019-08-08 2023-05-15 Dau Gmbh & Co Kg Luftwärmetauscher sowie Verfahren zu dessen Herstellung und damit ausgestatteter Elektronikaufbau
CN110854089A (zh) * 2019-11-20 2020-02-28 张俊霞 一种用于手机芯片的带芯散热管
CN111550718B (zh) * 2020-05-29 2022-06-14 河南林智科技股份有限公司 一种带有充电模块的路灯
CN216385225U (zh) * 2020-12-16 2022-04-26 安徽维鸿电子科技有限公司 回路热管
CN116635686B (zh) * 2020-12-30 2024-02-09 雷蛇(亚太)私人有限公司 具有贮存器的蒸气腔室
CN112815752B (zh) * 2020-12-31 2022-09-20 北京航空航天大学 一种航天器两相流体换热回路热控系统
US12111114B2 (en) * 2021-01-29 2024-10-08 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Heat transfer element, method for forming the same and semiconductor structure comprising the same
US20210219459A1 (en) * 2021-03-08 2021-07-15 Intel Corporation Two-phase manifold cold plate for liquid cooling
CN113316355A (zh) * 2021-04-20 2021-08-27 江西展耀微电子有限公司 均热结构及电子设备
US12059371B2 (en) 2022-01-04 2024-08-13 Bluexthermal, Inc. Ocular region heat transfer devices and associated systems and methods
DE102022107292A1 (de) 2022-03-28 2023-09-28 Yazaki Systems Technologies Gmbh Selbsttätig gezielt wärmeabführende Einheit mit einer Funktionseinrichtung
US20230418009A1 (en) * 2022-06-26 2023-12-28 International Business Machines Corporation Thermal management of computer hardware modules
CN116603192B (zh) * 2023-06-01 2024-03-22 山东大学 一种仿生树木蒸腾作用的环路热管用蒸发器及环路热管

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4018269A (en) * 1973-09-12 1977-04-19 Suzuki Metal Industrial Co., Ltd. Heat pipes, process and apparatus for manufacturing same
JPH076751B2 (ja) * 1984-12-27 1995-01-30 株式会社東芝 ヒートパイプ
US4962416A (en) * 1988-04-18 1990-10-09 International Business Machines Corporation Electronic package with a device positioned above a substrate by suction force between the device and heat sink
US5179043A (en) * 1989-07-14 1993-01-12 The Texas A&M University System Vapor deposited micro heat pipes
US5069274A (en) * 1989-12-22 1991-12-03 Grumman Aerospace Corporation Spacecraft radiator system
US5168919A (en) * 1990-06-29 1992-12-08 Digital Equipment Corporation Air cooled heat exchanger for multi-chip assemblies
US5111874A (en) * 1991-03-07 1992-05-12 Grumman Aerospace Corporation Heat pipe switch
US5205348A (en) * 1991-05-31 1993-04-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Semi-rigid heat transfer devices
EP0529837B1 (en) * 1991-08-26 1996-05-29 Sun Microsystems, Inc. Method and apparatus for cooling multi-chip modules using integral heatpipe technology
US5216580A (en) * 1992-01-14 1993-06-01 Sun Microsystems, Inc. Optimized integral heat pipe and electronic circuit module arrangement
US5283715A (en) * 1992-09-29 1994-02-01 International Business Machines, Inc. Integrated heat pipe and circuit board structure
DE4306943C2 (de) 1993-03-05 1995-05-18 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Anfahrkopf für eine Vertikal-Stranggießanlage
JPH06266474A (ja) * 1993-03-17 1994-09-22 Hitachi Ltd 電子機器装置及びラップトップ型電子機器装置
US5704416A (en) * 1993-09-10 1998-01-06 Aavid Laboratories, Inc. Two phase component cooler
US5383340A (en) * 1994-03-24 1995-01-24 Aavid Laboratories, Inc. Two-phase cooling system for laptop computers
US5646822A (en) * 1995-08-30 1997-07-08 Intel Corporation Heat pipe exchanger system for cooling a hinged computing device
US5769154A (en) 1996-01-29 1998-06-23 Sandia Corporation Heat pipe with embedded wick structure
TW346566B (en) * 1996-08-29 1998-12-01 Showa Aluminiun Co Ltd Radiator for portable electronic apparatus
US6167948B1 (en) * 1996-11-18 2001-01-02 Novel Concepts, Inc. Thin, planar heat spreader
US5899265A (en) * 1997-04-08 1999-05-04 Sundstrand Corporation Reflux cooler coupled with heat pipes to enhance load-sharing
TW331586B (en) * 1997-08-22 1998-05-11 Biing-Jiun Hwang Network-type heat pipe device
US6097597A (en) * 1998-06-30 2000-08-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thermo-siphon and manufacturing method of thermo-siphon and information processing apparatus
KR20010004462A (ko) * 1999-06-29 2001-01-15 정선종 소형 히트파이프가 내장된 고전력 전자 부품 냉각용 열 발산기
KR100468278B1 (ko) * 1999-09-16 2005-01-27 현대중공업 주식회사 전도체 일체형 히트파이프 냉각기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100423235B1 (ko) * 2001-10-11 2004-03-18 엘지전선 주식회사 전자장비 냉각용 열확산기
KR100922104B1 (ko) * 2007-05-29 2009-10-16 한국과학기술연구원 발열체 냉각 장치 및 그를 구비하는 전자 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US6474074B2 (en) 2002-11-05
JP3651790B2 (ja) 2005-05-25
US20020062648A1 (en) 2002-05-30
CN1355415A (zh) 2002-06-26
JP2002231868A (ja) 2002-08-16
CN1185458C (zh) 2005-01-19
KR100442888B1 (ko) 2004-08-02
TW512507B (en) 2002-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100442888B1 (ko) 히트 파이프 및 열전 냉각기를 이용한 조밀한 칩 패키징용장치
US6490160B2 (en) Vapor chamber with integrated pin array
US4833567A (en) Integral heat pipe module
US6631077B2 (en) Heat spreader with oscillating flow
EP0251836B1 (en) Integral heat pipe module
US20050173098A1 (en) Three dimensional vapor chamber
US6533029B1 (en) Non-inverted meniscus loop heat pipe/capillary pumped loop evaporator
US6525420B2 (en) Semiconductor package with lid heat spreader
US4951740A (en) Bellows heat pipe for thermal control of electronic components
US6609560B2 (en) Flat evaporator
US20130020053A1 (en) Low-profile heat-spreading liquid chamber using boiling
US7843695B2 (en) Apparatus and method for thermal management using vapor chamber
EP1552557A1 (en) Flat plate heat transferring apparatus and manufacturing method thereof
WO2006014288A1 (en) Micro heat pipe with wedge capillaries
JP2007263427A (ja) ループ型ヒートパイプ
US20030075306A1 (en) Thermal control layer in miniature LHP/CPL wicks
US7843693B2 (en) Method and system for removing heat
JPH07112032B2 (ja) ヒートパイプ機能を備えた放熱体
WO2002011506A2 (en) Vapor chamber with integrated pin array

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120627

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee