KR20220133853A - 냉각 시스템들, 냉각 구조물들 및 전자 디바이스들, 및 냉각 시스템들, 냉각 구조물들 및 전자 디바이스들을 제조 또는 동작시키기 위한 방법들 - Google Patents
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Abstract
전자 디바이스는 열원, 및 열원에 결합되어 전자 디바이스의 동작 동안 열원에 의해 발생된 열을 분산시키기 위한 열 분산 구조물을 포함한다.
Description
[관련 출원들에 대한 상호 참조]
본 출원은 2020년 6월 5일에 출원된 미국 가출원 제63/035,025호, 2020년 9월 25일에 출원된 미국 출원 제17/033,518호, 2019년 12월 27일에 출원된 미국 출원 제16/728,812호, 및 2020년 6월 27일에 출원된 미국 출원 제16/914,294호에 대한 우선권을 주장한다. 이들 앞서 출원된 출원들의 내용들은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
예들은 전자 디바이스들에 대한 냉각 개념에 관한 것이다.
현대의 컴퓨팅 시스템들, 특히 매우 작은 피처 크기들을 갖는 컴퓨팅 시스템들은 상당한 전력을 인출하고 많은 양의 열을 발생시킨다. 열 축적은 전자 컴포넌트들을 손상시킬 수 있기 때문에, 방열(heat dissipation)은 시스템 설계에서 중요한 관심사이다.
전자 디바이스들에서 떠오르는 추세는 디바이스들 및 시스템들이 상대적으로 얇은 프로필을 가지면서 성능 및 기능을 증가시킬 것으로 예상됨에 따라 디바이스들의 예상된 성능 및 폼 팩터를 변화시키고 있다. 그러나, 성능 및/또는 기능의 증가는 디바이스들 및 시스템들의 열 도전과제의 심화를 야기한다. 불충분한 냉각은 디바이스 성능의 감소, 디바이스의 수명의 감소, 및 데이터 처리량에서의 지연을 유발할 수 있다.
장치들 및/또는 방법들의 일부 예들이 오직 예시의 방식으로 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
도 1a는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1b는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 1d는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1e는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1f는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1g는 전자 디바이스의 제조 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1h는 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2a는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 2b는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 2c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2d는 전자 디바이스의 다양한 컴포넌트들의 가능한 두께들을 도시한다.
도 2e는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 2f는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2g는 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3a는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 3b는 더 작은 베이퍼 챔버(vapor chamber) 및 미니 송풍기(miniblower)들을 갖는 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 3c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3d는 베이퍼 챔버 위에서의 공기 흐름 영향의 다이어그램을 도시한다.
도 3e는 베이퍼 챔버 위에서의 공기 흐름 효과의 개략도를 도시한다.
도 3f는 미니 송풍기 통합의 개략도를 도시한다.
도 3g는 전자 디바이스를 통한 공기 흐름의 개략도를 도시한다.
도 3h는 전자 디바이스를 통한 공기 흐름의 개략도를 도시한다.
도 3i는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3j는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3k는 사례 연구에 사용되는 R-C(Resistance-Capacitance) 네트워크의 개략도를 도시한다.
도 3l-3o는 다양한 파라미터들에 대한 과도 응답의 다이어그램들을 도시한다.
도 3p는 전자 디바이스를 냉각하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3q는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 3r 내지 도 3t는 예측 작업부하 결정의 영향의 다이어그램들을 도시한다.
도 3u는 컴퓨팅 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4a는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4b는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 4d는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4e는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4f는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4g는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4h는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4i는 시간에 따른 접합부 온도를 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 4j는 시간에 따른 온도차를 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 4k는 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5a는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5b는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5c는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략적인 저면도를 도시한다.
도 5d는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5e는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5f는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5g는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5h는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략적인 저면도를 도시한다.
도 5i는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5j는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략적인 저면도를 도시한다.
도 5k는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5l은 냉각 구조물을 형성하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6a는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6b는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6c는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6d는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6e는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 6f는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 6g는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 6h는 박판 열 확산기(laminar heat spreader)의 부분의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6i는 전자 디바이스용 커버의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6j는 전자 디바이스용 커버의 개략도를 도시한다.
도 7a는 모바일 디바이스에 대한 예시적인 스택의 단순화된 뷰를 도시한다.
도 7b는 2층(two-tier) 베이퍼 챔버 장치의 예를 도시한다.
도 7c 및 도 7d는 2층 베이퍼 챔버 장치의 또 다른 예를 도시한다.
도 7e 내지 도 7f는 2층 베이퍼 챔버 장치의 또 다른 예를 도시한다.
도 7g 내지 도 7h는 냉각 용액과 상부 층 사이에 에어 갭들을 갖는 예시적인 모바일 디바이스 스택들의 단순화된 뷰들을 도시한다.
도 7i는 공기의 열 전도율 대 압력 사이의 예시적인 관계를 도시하는 차트이다.
도 7j 및 도 7k는 단일 및 2층 냉각 장치들에 대한 예시적 핫 스폿(hot spot)을 제각기 도시한다.
도 7l은, 구리 열판, 단일 층(single-tier) 베이퍼 챔버, 및 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치들에 대한 예시적 성능 차이를 도시하는 차트이다;
도 7m은 진공 및 에어로겔(aerogel) 기반 2층 베이퍼 챔버 장치들에 대한 예시적인 성능 차이를 도시하는 차트이다.
도 7n은 본 개시내용의 예들에 따른 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치를 제조하기 위한 예시적 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 7o 내지 도 7u는 본 개시내용의 예들에 따른 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치의 제조 공정 동안의 예시적 단계들을 도시한다.
도 7v는 내장된 2층 베이퍼 챔버 장치의 예를 도시한다.
도 7w 및 도 7x는 단일 층 및 임베딩된 2층 냉각 장치들에 대한 예시적인 핫 스폿들을 제각기 도시한다.
도 7y는 단일 층 베이퍼 챔버 장치 및 내장된 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치에 대한 예시적인 성능 차이를 도시하는 차트이다.
도 7z는 예에 따른 프로세서의 예시적인 도면이다.
도 7aa는 예에 따라 PtP(point-to-point) 구성으로 배열되는 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 8a는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 단순화된 블록도이다.
도 8b는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8c는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8d는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8e는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8f는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8g는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8h는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8i는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8j는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분 사시도(perspective view)의 단순화된 다이어그램이다.
도 8k는 본 발명의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 단순화된 블록도이다.
도 8l은 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8m은 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8n은 본 개시내용의 예에 따른 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 다이어그램이다.
도 8o는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 다이어그램이다.
도 8p는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 다이어그램이다.
도 8q는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 다이어그램이다.
도 8r은 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8s는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8t는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8u는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8v는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 9a는 랩톱 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨팅 시스템의 내부 컴포넌트들의 블록도 도시이다.
도 9b는 도 9a의 조립체 대신에 또는 그와 연계하여 사용될 수 있는 열 전달 조립체(heat transfer assembly)의 도시이다.
도 9c는 대안적인 열 전달 조립체의 사시도 도시이다.
도 9d는 베이퍼 챔버의 대안적인 뷰 도시이다.
도 9e는 열 전달 조립체의 평면도 도시이다.
도 9f는 평면 베이퍼 챔버의 사시도 도시이다.
도 9g는 히트 싱크를 갖는 베이퍼 챔버 인시튜(in situ)의 사시도 도시이다.
도 9h는 평면 베이퍼 챔버의 측면도 인시튜 도시이다.
도 9i는 베이퍼 챔버의 굴곡의 측면도 도시이다.
도 9j는 베이퍼 챔버의 절단 사시도 도시이다.
도 9k는 베이퍼 챔버 상의 성형(starburst) 구조적 지지 패턴의 상세도 도시이다.
도 9l은 베이퍼 챔버 내에서의 지지 칼럼(support column)들의 사시도 도시이다.
도 9m은 칼럼형(columnar) 성형 패턴의 사시도 도시이다.
도 9n은 베이퍼 챔버의 측면도 인시튜 도시이다.
도 9o는 베이퍼 챔버의 평면도 도시이다.
도 9p는 베이퍼 챔버의 측면도 도시이다.
도 9q는 심지(wick)의 부분들의 선택적 제거의 평면도 도시이다.
도 9r은 베이퍼 챔버의 절단 측면도 도시이다.
도 9s는 증발기로부터 응축기로의 열 전달의 사시도 도시이다.
도 9t는 심지의 선택된 부분들이 제거된 베이퍼 챔버의 절단 측면도 도시이다.
도 9u는 증발기 판이라고도 지칭될 수 있는 하단 판의 도시이다.
도 9v는 패치된 심지의 도시이다.
도 9w는 응축기 판이라고도 지칭될 수 있는 상단 판의 도시이다.
도 9x는 완성된 베이퍼 챔버의 도시이다.
도 9y는 방법의 흐름도이다.
도 9z는 본 명세서의 하나 이상의 예에 따른, 하나보다 많은 코어를 가질 수 있고, 통합 메모리 제어기를 가질 수 있고, 통합 그래픽을 가질 수 있는 프로세서의 블록도이다.
도 9aa 내지 도 9ad는 본 명세서의 하나 이상의 예에 따른 컴퓨터 아키텍처들의 블록도들이다.
도 9ae는 컴퓨팅 플랫폼의 컴포넌트들의 블록도이다.
도 1a는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1b는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 1d는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1e는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1f는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 1g는 전자 디바이스의 제조 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1h는 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2a는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 2b는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 2c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2d는 전자 디바이스의 다양한 컴포넌트들의 가능한 두께들을 도시한다.
도 2e는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 2f는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2g는 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3a는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 3b는 더 작은 베이퍼 챔버(vapor chamber) 및 미니 송풍기(miniblower)들을 갖는 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 3c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3d는 베이퍼 챔버 위에서의 공기 흐름 영향의 다이어그램을 도시한다.
도 3e는 베이퍼 챔버 위에서의 공기 흐름 효과의 개략도를 도시한다.
도 3f는 미니 송풍기 통합의 개략도를 도시한다.
도 3g는 전자 디바이스를 통한 공기 흐름의 개략도를 도시한다.
도 3h는 전자 디바이스를 통한 공기 흐름의 개략도를 도시한다.
도 3i는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3j는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3k는 사례 연구에 사용되는 R-C(Resistance-Capacitance) 네트워크의 개략도를 도시한다.
도 3l-3o는 다양한 파라미터들에 대한 과도 응답의 다이어그램들을 도시한다.
도 3p는 전자 디바이스를 냉각하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3q는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 3r 내지 도 3t는 예측 작업부하 결정의 영향의 다이어그램들을 도시한다.
도 3u는 컴퓨팅 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4a는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4b는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 4d는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4e는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4f는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4g는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4h는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 4i는 시간에 따른 접합부 온도를 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 4j는 시간에 따른 온도차를 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 4k는 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5a는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5b는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5c는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략적인 저면도를 도시한다.
도 5d는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5e는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5f는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5g는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5h는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략적인 저면도를 도시한다.
도 5i는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5j는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략적인 저면도를 도시한다.
도 5k는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5l은 냉각 구조물을 형성하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6a는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6b는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6c는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6d는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6e는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 6f는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 6g는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 6h는 박판 열 확산기(laminar heat spreader)의 부분의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6i는 전자 디바이스용 커버의 개략적인 단면을 도시한다.
도 6j는 전자 디바이스용 커버의 개략도를 도시한다.
도 7a는 모바일 디바이스에 대한 예시적인 스택의 단순화된 뷰를 도시한다.
도 7b는 2층(two-tier) 베이퍼 챔버 장치의 예를 도시한다.
도 7c 및 도 7d는 2층 베이퍼 챔버 장치의 또 다른 예를 도시한다.
도 7e 내지 도 7f는 2층 베이퍼 챔버 장치의 또 다른 예를 도시한다.
도 7g 내지 도 7h는 냉각 용액과 상부 층 사이에 에어 갭들을 갖는 예시적인 모바일 디바이스 스택들의 단순화된 뷰들을 도시한다.
도 7i는 공기의 열 전도율 대 압력 사이의 예시적인 관계를 도시하는 차트이다.
도 7j 및 도 7k는 단일 및 2층 냉각 장치들에 대한 예시적 핫 스폿(hot spot)을 제각기 도시한다.
도 7l은, 구리 열판, 단일 층(single-tier) 베이퍼 챔버, 및 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치들에 대한 예시적 성능 차이를 도시하는 차트이다;
도 7m은 진공 및 에어로겔(aerogel) 기반 2층 베이퍼 챔버 장치들에 대한 예시적인 성능 차이를 도시하는 차트이다.
도 7n은 본 개시내용의 예들에 따른 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치를 제조하기 위한 예시적 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 7o 내지 도 7u는 본 개시내용의 예들에 따른 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치의 제조 공정 동안의 예시적 단계들을 도시한다.
도 7v는 내장된 2층 베이퍼 챔버 장치의 예를 도시한다.
도 7w 및 도 7x는 단일 층 및 임베딩된 2층 냉각 장치들에 대한 예시적인 핫 스폿들을 제각기 도시한다.
도 7y는 단일 층 베이퍼 챔버 장치 및 내장된 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치에 대한 예시적인 성능 차이를 도시하는 차트이다.
도 7z는 예에 따른 프로세서의 예시적인 도면이다.
도 7aa는 예에 따라 PtP(point-to-point) 구성으로 배열되는 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 8a는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 단순화된 블록도이다.
도 8b는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8c는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8d는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8e는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8f는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8g는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8h는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8i는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8j는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버를 가능하게 하는 시스템의 부분 사시도(perspective view)의 단순화된 다이어그램이다.
도 8k는 본 발명의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 단순화된 블록도이다.
도 8l은 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8m은 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8n은 본 개시내용의 예에 따른 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 다이어그램이다.
도 8o는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 다이어그램이다.
도 8p는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 다이어그램이다.
도 8q는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 다이어그램이다.
도 8r은 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8s는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8t는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8u는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 8v는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템의 부분도의 단순화된 블록도이다.
도 9a는 랩톱 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨팅 시스템의 내부 컴포넌트들의 블록도 도시이다.
도 9b는 도 9a의 조립체 대신에 또는 그와 연계하여 사용될 수 있는 열 전달 조립체(heat transfer assembly)의 도시이다.
도 9c는 대안적인 열 전달 조립체의 사시도 도시이다.
도 9d는 베이퍼 챔버의 대안적인 뷰 도시이다.
도 9e는 열 전달 조립체의 평면도 도시이다.
도 9f는 평면 베이퍼 챔버의 사시도 도시이다.
도 9g는 히트 싱크를 갖는 베이퍼 챔버 인시튜(in situ)의 사시도 도시이다.
도 9h는 평면 베이퍼 챔버의 측면도 인시튜 도시이다.
도 9i는 베이퍼 챔버의 굴곡의 측면도 도시이다.
도 9j는 베이퍼 챔버의 절단 사시도 도시이다.
도 9k는 베이퍼 챔버 상의 성형(starburst) 구조적 지지 패턴의 상세도 도시이다.
도 9l은 베이퍼 챔버 내에서의 지지 칼럼(support column)들의 사시도 도시이다.
도 9m은 칼럼형(columnar) 성형 패턴의 사시도 도시이다.
도 9n은 베이퍼 챔버의 측면도 인시튜 도시이다.
도 9o는 베이퍼 챔버의 평면도 도시이다.
도 9p는 베이퍼 챔버의 측면도 도시이다.
도 9q는 심지(wick)의 부분들의 선택적 제거의 평면도 도시이다.
도 9r은 베이퍼 챔버의 절단 측면도 도시이다.
도 9s는 증발기로부터 응축기로의 열 전달의 사시도 도시이다.
도 9t는 심지의 선택된 부분들이 제거된 베이퍼 챔버의 절단 측면도 도시이다.
도 9u는 증발기 판이라고도 지칭될 수 있는 하단 판의 도시이다.
도 9v는 패치된 심지의 도시이다.
도 9w는 응축기 판이라고도 지칭될 수 있는 상단 판의 도시이다.
도 9x는 완성된 베이퍼 챔버의 도시이다.
도 9y는 방법의 흐름도이다.
도 9z는 본 명세서의 하나 이상의 예에 따른, 하나보다 많은 코어를 가질 수 있고, 통합 메모리 제어기를 가질 수 있고, 통합 그래픽을 가질 수 있는 프로세서의 블록도이다.
도 9aa 내지 도 9ad는 본 명세서의 하나 이상의 예에 따른 컴퓨터 아키텍처들의 블록도들이다.
도 9ae는 컴퓨팅 플랫폼의 컴포넌트들의 블록도이다.
일부 예들이 이제 동봉된 도면들을 참조하여 더 상세히 설명된다. 그러나, 다른 가능한 예들은 상세히 설명된 이러한 예들의 특징들로만 제한되지는 않는다. 다른 예들은 특징들의 수정들뿐만 아니라 그 특징들에 대한 등가물들 및 대체물들을 포함할 수 있다. 더욱이, 특정한 예들을 설명하기 위한 본 명세서에서 사용되는 기술용어는 추가의 가능한 예들을 제한하지 않는다.
도면들의 설명 전체에 걸쳐, 동일하거나 유사한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 요소들 및/또는 특징들을 가리키며, 동일하거나 유사한 요소들 및/또는 특징들은 동일할 수 있거나 또는 동일 또는 유사한 기능을 제공하면서 수정된 형태로 구현될 수 있다. 도면들에서 선들, 층들 및/또는 영역들의 두께는 또한 명료화를 위해 과장될 수 있다.
2개의 요소 A 및 B가 '또는'을 이용하여 조합될 때, 이는, 개별 경우에 달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 모든 가능한 조합들, 즉 A만, B만은 물론이고, A 및 B를 개시하는 것으로 이해해야 한다. 동일한 조합들에 대한 대체 표현법으로서, "A 및 B 중 적어도 하나" 또는 "A 및/또는 B"가 사용될 수 있다. 이는 두 개를 초과하는 요소의 조합들에 동등하게 적용된다.
"a", "an" 및 "the"와 같은 단수형이 사용되고 단일 요소만의 사용이 명시적으로든 또는 암시적으로든 의무적인 것으로서 정의되지 않으면, 추가 예들이 동일한 기능을 구현하기 위해 여러 요소를 또한 사용할 수 있다. 기능이 다중의 요소를 사용하여 구현되는 것으로서 이하에서 설명되는 경우, 추가 예들이 단일 요소 또는 단일 처리 엔티티를 사용하여 동일한 기능을 구현할 수 있다. "포함한다(include)", "포함하는(including)", "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이란 용어들은, 사용될 때, 특정된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 공정들, 요소들, 컴포넌트들 및/또는 이것들의 그룹의 존재를 기술하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 공정, 요소, 컴포넌트 및/또는 이것들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 추가로 이해된다.
도 1a는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스(100)는 열원(110), 및 전자 디바이스의 동작 동안 열원(110)에 의해 발생된 열을 분산하기 위해 열원(110)에 결합된 베이퍼 챔버(120)를 포함한다.
베이퍼 챔버를 전자 디바이스의 열원에 결합시킴으로써, 열원에 의해 발생된 열이 열원으로부터 빠르게 소산될 수 있다.
베이퍼 챔버(120)는 TIM(thermal interface material)(예를 들어, 열 그리스(thermal grease), 열 전도 페이스트(heat-conducting paste) 또는 액체 금속)을 통해 열원(110)에 직접적으로 또는 간접적으로 열적으로 결합될 수 있다. TIM은 베이퍼 챔버(120)와 열원(110) 사이의 열 접촉을 개선할 수 있다. 예를 들어, 금속 판(예를 들어, 냉각 판 또는 페디스털)이 열원(110)과 베이퍼 챔버(120) 사이에 배열될 수 있거나, 또는 베이퍼 챔버(120)가 열 계면 재료를 통해 열원(110)에 직접 결합될 수 있다. 금속 판은 구리 판 또는 알루미늄 판(plate) 또는 또 다른 적합한 금속 또는 합금으로 만들어진 판일 수 있다. 예를 들어, VC(120)는 그 사이의 TIM을 제외하고 열원(110)과 접촉 상태에 있을 수 있다.
열 계면 재료는 열원(110)의 배면 전체에 걸쳐 양호한 열 접촉을 가능하게 하도록 열원(110)의 배면 및/또는 베이퍼 챔버(120)의 표면의 불균일성을 보상할 수 있다. 열 계면 재료는 많아야 0.25mm(또는 많아야 0.2mm 또는 많아야 0.15mm)의 최대 두께를 포함할 수 있다.
2개의 요소 사이에 열 전도성 재료만이 위치하는 경우, 2개의 요소는 열적으로 결합될 수 있다. 열 전도율이 적어도 100W/mK이면, 재료는 열 전도성일 수 있다. 2개의 요소가 서로 접촉 상태에 있거나 그 사이의 TIM을 제외하고 서로 접촉 상태에 있는 경우, 2개의 요소는 직접 열적으로 결합될 수 있다.
열원(110)은 동작 동안 열(예를 들어, 폐열)을 발생하도록 구성된 반도체 다이를 포함할 수 있거나 또는 반도체 다이일 수 있다. 폐열은 반도체 다이의 동작 동안 자연스럽게 발생할 수 있다. 집적 회로는 반도체 다이 상에 구현될 수 있다. 반도체 다이는 커버되지 않은 배면을 갖는 베어 다이(bare die) 또는 패키지 재료(예를 들어, 몰드 또는 또 다른 재료)에 의해 커버된 배면을 갖는 패키징된 반도체 다이일 수 있다.
열원(110)은 프로세서(예를 들어, CPU, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서 또는 GPU(graphics processing unit)), 송신기, 수신기, 송수신기, 전원 및/또는 전압 변환기 또는 또 다른 집적 회로일 수 있거나 또는 이것을 포함할 수 있다.
전자 디바이스는 태블릿, 랩톱, 노트북, 모바일 폰, 컴퓨터(예를 들어, 개인용 컴퓨터 또는 서버) 또는 또 다른 전자 디바이스일 수 있다.
전자 디바이스의 냉각 시스템은 열원(110)에 의해 발생되는 열을 능동적으로 또는 수동적으로 분산 또는 소산(dissipate)시키는 것을 돕는 모든 요소(예컨대 냉각 판), 구조물(예컨대 공기 흐름을 위한 안내 구조물) 및/또는 컴포넌트(예컨대 베이퍼 챔버, 히트 파이프 및/또는 팬)를 포함할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 이하에서 설명되는 예들과 연계하여 언급된다.
도 1b는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 1a와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 열 계면 재료(130)가 베이퍼 챔버(120)와 열원(110) 사이에 배열된다. 또한, 열원(110), TIM(130) 및 베이퍼 챔버(120)로 된 스택이 전자 디바이스의 인클로저(enclosure) 또는 섀시(140) 내부에 위치한다. 전자 디바이스의 베이퍼 챔버(120)와 섀시(140) 사이에 에어 갭(air gap)이 위치하여 섀시(140)의 온도가 온도 한계(예를 들어, 스킨(skin) 온도 한계) 미만에 머물도록 한다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 1c는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 1a 또는 도 1b와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 열원은 회로 보드(150)(예를 들어, 마더 보드) 상에 장착되고, 베이퍼 챔버(120)는 히트 파이프(heat pipe)(160)를 통해 히트 싱크(180)에 열적으로 결합된다. 히트 싱크는 팬(170)에 인접하게 배열되고, 팬(170)은 히트 싱크(180)를 통해 또는 그 위로 공기를 불어내도록 구성된다.
도 1c는 태블릿에서 히트 싱크, 히트 파이프 및 베이퍼 챔버를 갖는 냉각 시스템의 예를 도시할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 1d는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 1a, 도 1b 또는 도 1c와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 열원(110)은 베이퍼 챔버(120)와 회로 보드(150)(예를 들어, 인쇄 회로 보드 PCB) 사이에 배열된다. 회로 보드(150)는 열원(110) 및 베이퍼 챔버(120)를 탑재할 수 있고, 인클로저(140)에 연결될 수 있다. 이것은 탄성 스택(elastic stack)을 제공할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 1e는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 1a 또는 도 1c와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 열원(110)은 반도체 디바이스(예를 들어, CPU)를 형성하는 패키지 기판 상의 반도체 다이이다. 반도체 디바이스는 회로 보드(예를 들어, 마더 보드)에 장착된다. 열은 열원(110)으로부터 베이퍼 챔버(120) 및 히트 파이프(160)를 통해 팬(170) 부근의 히트 파이프의 영역으로 소산될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 1f는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 1a와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 베이퍼 챔버(120)는 히트 싱크(180)와 페디스털 사이에서 열 분산 배열이 되도록 통합될 수 있다. 페디스털은 TIM을 통해 열원(110)의 반도체 다이의 배면에 열적으로 결합된다. 반도체 다이(예를 들어, CPU)는 소켓에 부착된 기판(예를 들어, CPU 기판)에 부착된다. 인터커넥트들이 반도체 다이와 기판 사이에 및 기판과 소켓 사이에 위치한다. 반도체 다이, 기판 및 소켓은 회로 보드(150)(예를 들어, 시스템 PCB)에 장착된 반도체 디바이스를 형성할 수 있다. 반도체 디바이스는 기판의 가장자리 영역에서 맞물릴 수 있는 연결 구조물(예를 들어, 로드 판(load plate))을 통해 회로 보드에 고정될 수 있다. 회로 보드는 전자 디바이스의 인클로저(140)에 연결된다. 팬은 히트 싱크(180)를 통해 또는 히트 싱크(180) 위로 공기를 불어내기 위해 히트 싱크(180) 부근에 위치할 수 있다.
도 1f의 예는 베어 다이 CPU 패키지에 대한 열 솔루션을 도시할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 1g는 전자 디바이스의 제조 방법의 흐름도를 도시한다. 방법(185)은 열 분산 구조물을 열원에 열적으로 결합하는 단계(186)를 포함한다.
열 분산 구조물은 베이퍼 챔버(또는 히트 파이프 또는 금속 판)일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 1h는 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법(190)은 열원을 동작시키는 단계(191) 및 동작 동안 열원에 의해 발생되는 열을 열 분산 구조물에 의해 분산하는 단계(192)를 포함한다.
열 분산 구조물은 베이퍼 챔버(또는 히트 파이프 또는 금속 판)일 수 있다. 또한, 이 방법은 적어도 하나의 환기 장치에 의해 열 분산 구조물의 표면을 따라 공기를 불어내는 단계를 포함할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
일부 예들은 열원에 의해 발생된 열을 분산시키기 위해 열원에 결합된 열 분산 구조물을 포함하는 냉각 시스템에 관한 것이다. 또한, 냉각 시스템은 주 송풍 방향을 포함하는 적어도 하나의 환기 장치를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 환기 장치는 메인 송풍 방향이 열 분산 구조물을 향해 지향되도록 배열된다. 열 분산 구조물은 베이퍼 챔버 또는 히트 파이프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 환기 장치는 팬, 송풍기, 미니 송풍기 또는 송풍기 팬일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 2a는 전자 디바이스(100)를 위한 냉각 시스템(200)의 개략도를 도시한다. 냉각 시스템(200)은 전자 디바이스(100)의 열원(110)에 결합되도록 구성된 베이퍼 챔버(120)를 포함한다. 또한, 냉각 시스템(200)은 주 송풍 방향을 포함하는 팬(170)을 포함한다. 팬(170)은 주 송풍 방향이 베이퍼 챔버(120)를 향해 지향되도록 배열된다.
공기를 베이퍼 챔버를 향해 불어냄으로써, 베이퍼 챔버의 표면 온도가 상당히 감소될 수 있다. 이러한 방식으로, 베이퍼 챔버의 냉각 효율 및/또는 냉각 용량 및/또는 냉각 속도가 개선될 수 있다.
베이퍼 챔버(120)는 열 계면 재료에 의해 열원(110)에 직접적으로 또는 간접적으로 열적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 금속 판(예를 들어, 냉각 판)이 열원(110)과 베이퍼 챔버(120) 사이에 배열될 수 있거나 또는 베이퍼 챔버(120)가 열 계면 재료를 통해 열원(110)에 직접 결합될 수 있다.
팬(170)은 베이퍼 챔버(120)의 표면을 따라 공기를 불어내도록 구성될 수 있다. 팬(170)은 또한 송풍기 또는 송풍기 팬이라고 불릴 수 있거나 송풍기 또는 송풍기 팬일 수 있다. 팬(170)은 베이퍼 챔버(120)의 가장자리에 인접하여 또는 가까이 위치할 수 있다. 예를 들어, 팬은 팬에 의해 야기되는 공기 흐름의 적어도 50%(또는 적어도 80% 또는 적어도 90%)가 베이퍼 챔버의 표면을 따라 흐르도록 배열 및/또는 구성될 수 있다. 예를 들어, 팬(170)은 적어도 0.25m/s(또는 적어도 0.4m/s 또는 적어도 0.5m/s) 및/또는 많아야 1m/s(또는 많아야 0.7m/s 또는 많아야 0.5m/s)의 평균 공기 흐름 속도를 갖는 공기 흐름을 야기하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 베이퍼 챔버의 냉각 효율 및/또는 냉각 용량 및/또는 냉각 속도가 상당히 개선될 수 있는 한편, 추가적인 전력 소비는 낮게 유지될 수 있다.
주 송풍 방향은 공기의 대부분이 팬(170)에 의해 불어내어지거나 또는 팬(170)이 공기의 대부분을 불어내도록 구성되는 방향일 수 있다. 팬(170)은 임의의 다른 방향에서보다 주 송풍 방향에서 더 많은 공기를 불어내도록 구성될 수 있다.
팬(170)은, 다른 곳보다 베이퍼 챔버(120)를 향해 더 많은 공기가 불어내어지도록 전자 디바이스에 배열될 수 있다. 예를 들어, 주 송풍 방향은 베이퍼 챔버(120)를 가리킨다.
팬(170)의 주 송풍 방향은 팬의 회전 축에 실질적으로 수직일 수 있다. 예를 들어, 주 송풍 방향과 회전축 사이의 각도는 많아야 100° 및 적어도 80°일 수 있다. 팬(170)의 주 공기 유입구(inlet) 방향은 팬(170)의 회전 축에 실질적으로 평행할 수 있다. 예를 들어, 주 공기 유입구 방향과 회전 축 사이의 각도는 많아야 10°일 수 있다.
소형 팬이 베이퍼 챔버(120)의 표면 온도를 상당히 감소시키기에 충분할 수 있다. 예를 들어, 팬(170)은 높이, 길이 및 폭에 대해 많아야 50mm(또는 많아야 40mm 또는 많아야 30mm)의 최대 치수를 포함할 수 있다. 팬(170)은 단일 유출구(outlet) 팬일 수 있다.
팬(170)은, 베이퍼 챔버(120)로부터 VC(120)에 대향하는 컴포넌트(예를 들어, 전자 디바이스의 인클로저의 부분 및/또는 전자 디바이스의 스크린의 배면)로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 배열 및/또는 구성될 수 있다. 갭은 0.5mm보다 얇을 수 있다(또는 0.4mm보다 얇거나 0.3mm보다 얇을 수 있다).
전자 디바이스(100)는 열원을 탑재하도록 구성된 회로 보드를 추가로 포함할 수 있다. 팬(170)은 회로 보드로부터 전자 디바이스의 인클로저의 부분 및/또는 전자 디바이스의 스크린의 배면으로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 팬(170)은 공기의 한 부분이 베이퍼 챔버(120)와 전자 디바이스의 인클로저 또는 스크린의 배면 사이의 갭 내로 불어넣어지고 공기의 또 다른 부분이 회로 보드와 전자 디바이스의 인클로저 또는 스크린의 배면 사이의 갭 내로 불어넣어지도록 배열 및/또는 구성될 수 있다.
냉각 시스템(200)은 팬(170)에 의해 야기되는 공기 흐름을 베이퍼 챔버(120)의 표면을 따라 안내하도록 구성된 안내 구조물(또는 하나 이상의 안내 요소)을 추가로 포함할 수 있다. 안내 구조물이 베이퍼 챔버의 표면, 전자 디바이스의 인클로저의 부분 및/또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 상에 배열될 수 있다. 안내 구조물의 주 구조물은 인클로저의 일부의 재료 또는 개스킷 재료인 플라스틱을 포함하거나 또는 이것으로 만들어질 수 있다. 안내 구조물은 안내 구조물과 대향 요소 사이의 갭을 밀봉하기 위한 개스킷 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안내 구조물은 인클로저의 일부 상에 일체로 형성되거나 또는 인클로저의 일부에 부착될 수 있고, 개스킷 재료는 안내 구조물과 베이퍼 챔버(120) 사이의 갭을 밀봉할 수 있다. 안내 구조물은 하나 이상의 공기 유입구 개구 및 하나 이상의 공기 유출구 개구를 제외하고 베이퍼 챔버를 완전히 둘러쌀 수 있다.
팬에 의해 냉각되는 히트 싱크에게 열이 전달되는 냉각 개념과는 대조적으로, 설명된 냉각 시스템(200)의 팬(170)은 공기를 베이퍼 챔버에게 불어낸다. 다시 말해서, 팬(170)은 공기의 운동 방향에 대해 열원 앞에 배열된다. 따라서, 팬(170)에 인접하여 또는 팬(170)의 하우징에 바로 인접하여 히트 싱크가 배열되지 않을 수 있다. 설명된 개념에 따라 팬(170)을 이용함으로써, 전자 디바이스는 어떠한 히트 싱크도 없이 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 무게 및/또는 공간이 절약될 수 있다.
베이퍼 챔버(120)는 팬과 공기 유출구 사이의 공기 흐름 경로를 따라 배열될 수 있다. 팬(170)은 공기 유입구로부터 팬(170)을 통해 베이퍼 챔버(120)의 표면으로, 그리고 베이퍼 챔버(120)의 표면으로부터 공기 유출구로의 공기 흐름을 야기하도록 구성될 수 있다.
베이퍼 챔버(120)는 위에서 또는 아래에서 설명되는 바와 같이 구현될 수 있다. 예를 들어, 베이퍼 챔버(120)는 적어도 150mm(또는 적어도 200mm 또는 적어도 250mm)의 최대 치수를 가질 수 있다.
팬(170)은 베이퍼 챔버(120) 옆에서 측방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 팬(170)의 수직 연장부는 베이퍼 챔버(120)의 수직 연장부와 중첩될 수 있다. 이러한 방식으로, 매우 얇은 전자 디바이스가 가능해질 수 있다.
예를 들어, 냉각 시스템(200)은 열원(110)을 포함하는 전자 디바이스(100)에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 많아야 8mm(또는 많아야 10mm, 많아야 9mm 또는 많아야 7mm)의 두께를 포함할 수 있다.
전자 디바이스(100)는 팬(170)을 위한 히트 파이프 없이 및/또는 히트 싱크 없이 구현될 수 있다. 팬(170)은 냉각을 충분히 개선할 수 있어서 히트 파이프 또는 히트 싱크가 필요하지 않을 수 있도록 한다.
전자 디바이스(100)는 많아야 10W(또는 많아야 12W 또는 많아야 15W) 및/또는 적어도 5W(또는 적어도 6W 또는 적어도 7W)의 열 설계 전력을 포함할 수 있다. 팬(170)은 냉각을 충분히 개선할 수 있어서 다른 능동 냉각 소자들을 구현하지 않고 15W까지의 열 설계 전력이 가능할 수 있도록 한다. 예를 들어, 전자 디바이스(100)는 하나의 팬(170)을 제외하고 수동 냉각 요소들만을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(100)는 팬에 근접한 하나 이상의 유입구 개구를 포함하는 인클로저를 포함할 수 있으며, 여기서 팬은 하나 이상의 유입구 개구를 통해 전자 디바이스 외부로부터 공기를 흡입하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 유입구 개구는 태블릿 또는 랩톱의 커버의 배면 부분 또는 측면 부분 상에 위치할 수 있다.
흑연 시트가 전자 디바이스(100) 내부의 인클로저의 일부(예를 들어, 배면 커버 및/또는 디스플레이 패널)에 부착될 수 있다.
열원(110)은 동작 동안 열(예를 들어, 폐열)을 발생하도록 구성된 반도체 다이를 포함할 수 있거나 또는 반도체 다이일 수 있다. 폐열은 반도체 다이의 동작 동안 자연스럽게 발생할 수 있다. 집적 회로는 반도체 다이 상에 구현될 수 있다. 반도체 다이는 커버되지 않은 배면을 갖는 베어 다이(bare die) 또는 패키지 재료(예를 들어, 몰드 또는 또 다른 재료)에 의해 커버된 배면을 갖는 패키징된 반도체 다이일 수 있다.
열원(110)은 프로세서(예를 들어, CPU, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서 또는 그래픽 처리 유닛(GPU)), 송신기, 수신기, 송수신기, 전원 및/또는 전압 변환기 또는 다른 집적 회로일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(100)는 태블릿, 랩톱, 노트북, 모바일 폰, 컴퓨터(예를 들어, 개인용 컴퓨터 또는 서버) 또는 또 다른 전자 디바이스일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 2b는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다. 전자 디바이스는 도 2a와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 열 계면 재료(130)가 베이퍼 챔버(120)와 열원(110) 사이에 배열된다. 열원(110)은 PCB(150) 상에 장착된다. 또한, PCB(150), 열원(110), TIM(130) 및 베이퍼 챔버(120)를 포함하는 스택이 전자 디바이스의 인클로저 또는 섀시(140) 내부에 위치한다. 인클로저(140)는 배면에서의 배면 커버(예를 들어, 태블릿의 A 커버) 및 전자 디바이스의 전면에서의 LCD 스크린(210)을 포함한다. 에어 갭이 전자 디바이스의 베이퍼 챔버(120)와 LCD 스크린(210) 사이에 위치하여 외부 표면에서의 온도가 온도 한계(예컨대, 스킨 온도 한계) 미만에 머물도록 한다. 팬(170)이 전자 디바이스 내부의 베이퍼 챔버(120) 옆에 위치한다. 팬(170)은 공기 송풍 방향(272)(예를 들어, 주 송풍 방향)이 베이퍼 챔버(120)를 향해 오리엔테이션되도록 배열되고 구성된다. 팬(170)은 상단 및 하단에 공기 유입구들을 그리고 측면에 공기 유출구를 갖는다. 팬(170)은 베이퍼 챔버(120)와 LCD 스크린 사이의 갭 내로 공기를 불어넣는다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 2c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 2b와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 공기 흐름 방향(272)(예를 들어, 주 송풍 방향)에 있는 팬(170)으로부터의 유출구는 베이퍼 챔버(120)(예를 들어, 얇은 구리/물 구성 피스)를 향해 오리엔테이션된다. 팬(170)에는 어떤 히트 싱크 또는 핀형 구조물(fin-like structure)도 부착되지 않는다.
도 2c는 태블릿 내에 팬 및 베이퍼 챔버를 갖는 냉각 시스템의 예를 도시할 수 있다. 태블릿은 베이퍼 챔버로 그러나 히트 싱크 및 히트 파이프 없이 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 2c는 도 2b에 도시된 디바이스의 평면도일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 2d는 전자 디바이스의 다양한 컴포넌트들의 가능한 두께들을 도시한다. 액정 디스플레이(LCD)는 유리층, 접착층(예를 들어, OCA), 터치 및 SRF(Super Retardation Film), 접착층(예를 들어, OCA) 및 패널을 포함하는 스택을 포함할 수 있다. 흑연 시트가 LCD의 배면에 부착된다. 또한, LCD와 베이퍼 챔버 사이에 갭이 위치한다. 베이퍼 챔버는 금속 판(예를 들어, 구리 판) 및 TIM을 통해 CPU에 열적으로 결합된다. CPU는 PCB에 장착된다. 갭은 전자 디바이스의 PCB와 배면 커버(예를 들어, 태블릿의 A 커버)에 부착된 흑연 시트 사이에 위치한다.
예를 들어, 흑연 시트는 278.6 x 189.35 mm2의 크기, 디스플레이 패널 상의 0.1mm 및 A 커버 상의 0.5mm의 두께, 및 면내 열 전도율 k=1350W/mK 및 면관통 열 전도율 k=10W/mK를 가질 수 있다.
베이퍼 챔버는 180x72.65x0.6 mm2의 크기 및 면내 열 전도율 k=2000W/mK 및 면관통 열 전도율 k=10W/mK를 가질 수 있다.
팬은 45x45x3 mm3의 크기, 8의 P(mmAq), 0.9의 Q(CFM) 및 0.315의 P(in_H2O)를 가질 수 있다.
예를 들어, Z 높이 7.94mm을 갖는 13" 컨버터블 랩톱 또는 태블릿 섀시에서 9W를 갖는 높은 TDP(Thermal Design Power)가 달성가능할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 2e는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다. 전자 디바이스는 도 2b와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 베이퍼 챔버(120)는 금속 판(230)(예를 들어, 구리 Cu 판) 및 TIM을 통해 열원(110)에 열적으로 결합된다. 추가로, 전자 디바이스는 팬에 의해 야기되는 공기 흐름을 베이퍼 챔버(120)의 표면을 따라 안내하도록 구성된 안내 구조물(220)(예를 들어, 공기 흐름 제어 개스킷)을 포함한다. 안내 구조물(220)의 일부는 베이퍼 챔버(120)의 가장자리를 따라 위치할 수 있다. 안내 구조물(220)의 또 다른 일부는 베이퍼 챔버(120)와 팬(170) 사이에 위치할 수 있다. 안내 구조물(220)은 개스킷 재료를 포함하거나 또는 개스킷 재료로 만들어질 수 있다. 인클로저(140)는 배면 커버(예를 들어, A 커버)를 포함할 수 있다. 배면 커버는 공기 유입구로서 사용되는 하나 이상의 개구(250)를 포함할 수 있다. 또한, 배면 커버 및/또는 측면 커버는 공기 유출구로서 사용되는 하나 이상의 개구(250)를 포함할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 2f는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 2e와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 또한, 전자 디바이스는 제2 팬(270)을 포함한다. 제1 팬(170) 및 제2 팬(270)은 베이퍼 챔버(120)의 대향 측들에 배열된다. 안내 구조물(220)은 제1 팬(170)을 위한 공기 유입구, 제2 팬(270)을 위한 공기 유입구 및 공기 유출구(240)를 제외하고 베이퍼 챔버(120)의 가장자리에서 베이퍼 챔버(120)를 둘러싼다.
대안적으로, 제2 팬(270) 또는 추가의 팬은 공기 유출구(240)에 근접하여 배치될 수 있고, 베이퍼 챔버(120) 위의 갭으로부터 공기를 흡입하고 공기를 공기 유출구(240)를 통해 불어내도록 구성될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
일부 예들은 얇고 가벼운(light) 섀시 소비자 가전 디바이스에서의 높은 열 성능에 관한 것이다. 방열을 위한 히트 싱크를 통한 강제 대류라는 다른 능동 냉각 개념들과 비교하여, 베이퍼 챔버 표면 상의 강제 대류가 대신 적용될 수 있다. 이 개념을 적용함으로써, 히트 파이프 및 히트 싱크가 제거되어 8mm 이하의 총 시스템 Z-높이를 갖는 얇고 가벼운 랩톱 및/또는 태블릿을 달성할 수 있는 한편, 수동 냉각 시스템들에 비해 능동 냉각 시스템들의 우수한 냉각 능력이 유지될 수 있다.
팬, 히트 파이프 및 히트 싱크 설계를 갖는 능동 냉각 시스템들은 구리/물 히트 파이프 및 구리 히트 싱크로 인해 무겁고 부피가 클 수 있으며, 이는 얇고 가벼운 시스템 사양에 알맞고 이를 충족시키는 데에 제한들을 가질 수 있다. 수동 냉각 무팬(fan-less) 설계는, 얇고 가벼운 시스템에 알맞을 수 있지만, 이것이 냉각할 수 있는 낮은 TDP(Thermal Design Power)에 의해 제한될 수 있다.
베이퍼 챔버를 따라 공기를 불어내기 위한 팬의 사용은 히트 파이프 및 히트 싱크를 제거하고 및/또는 얇고 가벼운 시스템에서 높은 TDP를 달성할 수 있다.
시스템 내의 다른 컴포넌트들 또는 피처 조립체에 대한 공간 절약 및 최적화가 가능해질 수 있다. 히트 싱크에 의해 점유되는 공간은 배터리를 성장시키거나 추가적인 특징들 또는 컴포넌트들을 구현하기 위해 사용될 수 있다. HVM(high volume manufacturing) 동안 시스템 조립체 셀에서의 사이클 시간 감소가 달성될 수 있다. 그러한 z-높이 시스템들에서 사용되는 다른 냉각 솔루션들에 비해 더 높은 성능, 더 얇고 더 가벼운 솔루션이 가능해질 수 있다.
시뮬레이션은 팬을 갖지만 히트 싱크 및 히트 파이프를 갖지 않는 제안된 개념이 히트 싱크 및 히트 파이프를 갖는 시스템과 비교해서 태블릿의 LCD 또는 배면 커버(예로서, A 커버) 상에 유사한 스킨 온도를 야기할 수 있다는 것을 보여줄 수 있다.
예를 들어, 히트 싱크 및 히트 파이프는 시스템 내의 다른 컴포넌트들/피처들을 수용하기 위해 제거될 수 있다. 팬과 베이퍼 챔버의 하이브리드일 수 있는 제안된 개념을 사용하는 경우 얇고 가벼운 시스템이 달성될 수 있다.
제안된 개념은 (예를 들어, 히트 싱크 및 히트 파이프가 제거되어) x-y-z에서의 높은 TDP(Thermal Design Power), 비용 절약, 중량 절약 및/또는 개선된 공간 소비를 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 많아야 900g(또는 많아야 880g 또는 많아야 850g)의 시스템 중량(예를 들어, 전자 디바이스, 예를 들어, 태블릿의 중량)이 가능해질 수 있다.
도 2g는 전자 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법(295)은 팬에 의해 베이퍼 챔버의 표면을 따라 공기(296)를 불어내는 단계를 포함한다. 팬은 주 송풍 방향이 베이퍼 챔버를 향해 지향되도록 배열된다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3a는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 전자 디바이스(100)를 위한 냉각 시스템(300)은 전자 디바이스(100)의 열원(110)에 결합되도록 구성된 열 분산 구조물(320)을 포함한다. 열 분산 구조물(320)은 베이퍼 챔버 및/또는 히트 파이프를 포함한다. 또한, 냉각 시스템(300)은 열 분산 구조물(320)의 표면을 따라 공기 흐름을 야기하도록 구성된 송풍기(370)를 포함한다. 송풍기(370)는 많아야 20mm(또는 많아야 18mm 또는 많아야 15mm)의 최대 길이 및 최대 폭, 및/또는 많아야 3mm(또는 많아야 4mm 또는 많아야 2.5mm)의 최대 두께를 포함한다.
베이퍼 챔버(VC) 또는 히트 파이프(HP)를 따라 공기 흐름을 야기하는 작은 송풍기를 사용함으로써, VC 표면 온도 또는 히트 파이프 표면 온도가 상당히 감소될 수 있고 냉각 효율이 증가될 수 있다. 이러한 방식으로, VC 또는 HP의 크기가 감소될 수 있고 및/또는 TDP가 다른 개념들과 비교하여 증가될 수 있다.
송풍기(370)(또는 미니 송풍기, 송풍기 팬 또는 팬이라고도 불림)는 열 분산 구조물(320)를 향해 (직접) 공기를 불어내도록 배열 및/또는 구성될 수 있거나, 또는 안내 구조물들이 열 분산 구조물(320)의 표면을 따라 공기 흐름을 야기하기 위해 공기가 열 분산 구조물(320)를 향해 지향되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 송풍기(370)에 의해 야기되는 공기 흐름의 적어도 50%는 열 분산 구조물(370)의 표면을 따라 흐를 수 있다. 공기가 열 분산 구조물(370)의 표면과 대향 구조물(예를 들어, 인클로저의 일부) 사이의 갭에서 흐르는 경우, 공기는 열 분산 구조물(370)의 표면을 따라 흐르는 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 송풍기(370)는 적어도 0.25m/s(또는 적어도 0.4m/s 또는 적어도 0.5m/s) 및/또는 많아야 1m/s(또는 많아야 0.7m/s 또는 많아야 0.5m/s)의 평균 공기 흐름 속도를 갖는 공기 흐름을 야기하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 베이퍼 챔버의 냉각 효율 및/또는 냉각 용량 및/또는 냉각 속도가 상당히 개선될 수 있는 한편, 추가적인 전력 소비는 낮게 유지될 수 있다.
송풍기(370)는 열 분산 구조물(320) 옆에 측방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 송풍기(370)는 열 분산 구조물(320)의 가장자리에 바로 인접하게 배열될 수 있거나, 또는 열 분산 구조물(320)의 가장자리에 대해 많아야 2cm(또는 많아야 1cm)의 거리에 위치될 수 있다. 예를 들어, 송풍기(370)의 수직 연장부는 열 분산 구조물(320)의 수직 연장부와 중첩될 수 있다. 예를 들어, 열 분산 구조물(320)은 송풍기(370) 옆에 측방향으로 그리고 송풍기(370)의 상단 표면의 레벨과 송풍기(370)의 하단 표면의 레벨 사이에 수직으로 위치할 수 있다. 송풍기(370)는 많아야 0.08A(또는 많아야 0.1A 또는 많아야 0.2A)의 최대 전류 소비를 가질 수 있다. 송풍기(370)는 송풍기(370)의 하단 측으로부터 공기를 흡입하고, 송풍기(370)의 상단 측에서 공기를 불어내도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 송풍기(370)는 하단 측 및/또는 상단 측으로부터 공기를 흡입하고, 상단 측과 하단 측 사이의 측에서 공기를 불어낼 수 있다. 송풍기(370)는 수평으로 정렬될 수 있거나 또는 수평 평면에 대해 약간 기울어질 수 있다. 예를 들어, 송풍기의 회전 축은 열 분산 구조물(320)의 주 표면 또는 열원(110)을 탑재하는 회로 보드의 주 표면에 수직일 수 있다. 대안적으로, 송풍기의 회전 축과 열 분산 구조물(320)의 주 표면 또는 회로 보드의 주 표면 사이의 각도는 적어도 75°(또는 적어도 80° 또는 적어도 85°) 및/또는 많아야 88°(또는 많아야 85° 또는 많아야 82°)일 수 있다.
예를 들어, 송풍기(370)는 열 분산 구조물(320)로부터 열 분산 구조물(320)에 대향하는 컴포넌트(예를 들어, 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면)로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 구성될 수 있다. 갭은 열 분산 구조물(370)의 상단 표면 또는 하단 표면의 적어도 50%에 걸쳐(또는 적어도 70% 또는 적어도 90%) 연장될 수 있다. 갭은 많아야 2mm(또는 많아야 1.5mm 또는 많아야 1mm)의 두께를 가질 수 있다.
예를 들어, 냉각 시스템(300) 또는 전자 디바이스(100)는 송풍기(370)에 의해 야기되는 공기 흐름을 열 분산 구조물(320)의 표면을 따라 안내하도록 구성된 하나 이상의 안내 구조물을 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 안내 구조물은 열 분산 구조물(320)의 표면 또는 전자 디바이스의 인클로저의 일부 중 적어도 하나 상에 배열될 수 있다. 예를 들어, 안내 구조물은 인클로저의 내부 표면 상에 일체로 형성되거나 그에 부착될 수 있거나, 또는 열 분산 구조물(320)의 표면에 부착될 수 있다. 안내 구조물은 인클로저와 동일한 재료를 포함할 수 있거나, 또는 폴리머, 플라스틱 또는 개스킷 재료를 포함하거나 그것으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 안내 구조물은 많아야 2mm(또는 많아야 1.5mm 또는 많아야 1mm)의 높이를 갖는 벽을 포함할 수 있다.
팬이 히트 싱크 위로 또는 히트 싱크를 통해 공기를 불어내는데 이용되는 냉각 개념과는 대조적으로, 제안된 송풍기(370)는 열 분산 구조물(320)에서 직접적으로 공기 흐름을 야기한다. 그러므로, 어떠한 히트 싱크도 송풍기(370)에 인접하여 위치하지 않을 수 있다. 전자 디바이스 내의 다른 곳에서 사용되지만 송풍기(370)에 근접하지 않은 히트 싱크들이 존재할 수도 있다. 예를 들어, 어떠한 히트 싱크도 송풍기(370)에 2cm보다 더 가깝게 위치하지 않을 수 있고, 및/또는, 어떠한 히트 싱크도 송풍기(370)와 열 분산 구조물(320) 사이에 위치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(100)는 송풍기를 위한 열 확산기 없이 구현될 수 있다.
전자 디바이스는 열원(110)을 탑재하도록 구성된 회로 보드(예를 들어, PCB)를 추가로 포함할 수 있다. 송풍기(370)는 회로 보드와 열 분산 구조물(320) 사이의 갭을 통해 공기 흐름을 야기하도록 구성될 수 있다. 송풍기(370)는 열 분산 구조물(320)와 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 사이의 갭을 통한 공기 흐름에 외에도 회로 보드와 열 분산 구조물(320) 사이의 갭을 통한 공기 흐름을 야기할 수 있다. 예를 들어, 회로 보드는 개구를 포함할 수 있고, 송풍기(370)는 적어도 부분적으로 개구 내에 위치할 수 있다.
열 분산 구조물(320)은 수직 연장부보다 상당히 더 큰 측방향 연장부를 갖는 평평한 구조물일 수 있다. 예를 들어, 열 분산 구조물(320)의 두께는 열 분산 구조물(320)의 최대 측방향 치수(예를 들어, 길이 또는 폭)의 많아야 10%(또는 많아야 5%)일 수 있다. 예를 들어, 열 분산 구조물(320)은 베이퍼 챔버를 포함하거나 베이퍼 챔버일 수 있다. VC는 적어도 150mm(또는 적어도 200mm 또는 적어도 220mm)의 최대 치수를 가질 수 있다. 최대 치수는 VC의 특성 방향(characteristic direction)에서의 최대 연장일 수 있다. 예를 들어, 직사각형 VC에 대한 최대 치수는 직사각형의 긴 변의 길이일 수 있다. 그러나, VC는 최대 치수가 VC의 원주 상의 2개의 지점 사이의 최대 거리인 특정 전자 디바이스에 대해 적합한 임의의 기하학적 구조를 가질 수 있다. 송풍기(370)로 인해, 전자 디바이스(100)는 VC로부터 멀리 열을 전달하기 위한 히트 파이프를 필요로 하지 않을 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(100)는 히트 파이프 없이 구현될 수 있다.
대안적으로, 열 분산 구조물(320)은 나란히 배열된 히트 파이프들의 어레이일 수 있거나 이것들을 포함할 수 있다.
열 분산 구조물(320)은 송풍기(370)와 공기 유출구 사이의 공기 흐름 경로를 따라 배열될 수 있다. 공기 흐름 경로는 공기가 그를 따라 송풍기(370)로 흐르고 또한 공기가 그를 따라 송풍기(370)로부터 멀리 불어내어지는 경로일 수 있다. 예를 들어, 공기 흐름 경로는 전자 디바이스(100)의 인클로저 내의 공기 유입구로부터 송풍기(370)를 통해 열 분산 구조물(320)로, 그리고 열 분산 구조물(320)로부터 전자 디바이스(100)의 인클로저 내의 공기 유출구로 연장된다.
예를 들어, 전자 디바이스(100)의 인클로저는 송풍기(370)에 근접한 하나 이상의 유입구 개구를 포함할 수 있다. 송풍기는 하나 이상의 유입구 개구를 통해 전자 디바이스(100) 외부로부터 공기를 흡입하도록 구성될 수 있다. 송풍기(370)는 공기 유입구로부터 송풍기(370)를 통해 열 분산 구조물(320)의 표면으로, 그리고 열 분산 구조물(320)로부터 공기 유출구로 공기 흐름을 야기하도록 구성될 수 있다. 냉각 시스템의 열 분산 구조물(320)은 전자 디바이스의 인클로저 또는 섀시에 의해 붙들려질 수 있다.
송풍기(370)는 제1 송풍기일 수 있고, 냉각 시스템(300)은 하나 이상의 추가의 송풍기 또는 팬을 포함할 수 있다. 냉각 시스템(300)은 열 분산 구조물(320)의 표면을 따라 공기 흐름을 야기하도록 구성된 제2 송풍기를 추가로 포함할 수 있다. 제2 송풍기는 많아야 20mm(또는 많아야 18mm 또는 많아야 15mm)의 최대 길이 및 최대 폭 및/또는 많아야 3mm(또는 많아야 4mm 또는 많아야 2.5mm)의 최대 두께를 포함할 수 있다. 제1 송풍기(370) 및 제2 송풍기는 열 분산 구조물(320)의 대향 측들 상에 측방향으로 배열될 수 있다.
냉각 시스템(300)은 전자 디바이스(100)에서 구현될 수 있다. 전자 디바이스(100)는 냉각 시스템(300) 및 열원(110)을 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 수동 냉각 개념 외에도 소형 송풍기를 사용하는 저전력 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 많아야 25W(또는 많아야 20W 또는 많아야 15W) 및/또는 적어도 5W(또는 적어도 10W 또는 적어도 12W)의 열 설계 전력을 포함한다.
예를 들어, 전자 디바이스(100)는 적어도 20mm(또는 적어도 25mm 또는 적어도 30mm)의 높이, 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함하는 송풍기 없이 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 잡음 생성, 공간 소비 및/또는 전력 소비가 낮게 유지될 수 있다.
대안적으로, 전자 디바이스(100)는 팬을 추가로 포함할 수 있다. 팬은 적어도 30mm(또는 적어도 25mm 또는 적어도 35mm)의 최대 길이 및 최대 폭 및/또는 적어도 4mm(또는 적어도 3.5mm 또는 적어도 5mm)의 최대 두께를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 냉각 시스템의 냉각 용량이 증가될 수 있다. 송풍기(370)는 팬보다 열원(110)에 더 가깝게 위치할 수 있다.
열원(110)은 동작 동안 열(예를 들어, 폐열)을 발생하도록 구성된 반도체 다이를 포함할 수 있거나 또는 반도체 다이일 수 있다. 폐열은 반도체 다이의 동작 동안 자연스럽게 발생할 수 있다. 집적 회로는 반도체 다이 상에 구현될 수 있다. 반도체 다이는 커버되지 않은 배면을 갖는 베어 다이(bare die) 또는 패키지 재료(예를 들어, 몰드 또는 또 다른 재료)에 의해 커버된 배면을 갖는 패키징된 반도체 다이일 수 있다.
열원(110)은 프로세서(예를 들어, CPU, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서 또는 그래픽 처리 유닛(GPU)), 송신기, 수신기, 송수신기, 전원 및/또는 전압 변환기 또는 다른 집적 회로일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다.
전자 디바이스는 태블릿, 랩톱, 노트북, 모바일 폰, 컴퓨터(예를 들어, 개인용 컴퓨터 또는 서버) 또는 또 다른 전자 디바이스일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3b는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 전자 디바이스는 도 3a 및/또는 도 1d와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 제안된 개념의 양태는 베이퍼 챔버를 하나 이상의 미니 송풍기와 조합하는 것이다. 도 1d는 베이퍼 챔버를 갖는 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시하고, 도 3b는 (더 작은) 베이퍼 챔버 및 미니 송풍기들을 갖는 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 후자의 경우, 온도들이 이제 더 낮기 때문에, VC는 섀시에 의해 지지될 수 있다.
안내 구조물들(220)이 인클로저(140)(예를 들어, 외부 커버)와 VC(120) 사이에 위치한다. 안내 구조물들(220)은 송풍기들에 의해 야기되는 공기 흐름을 VC(120)의 표면을 따라 안내할 수 있다. 안내 구조물들(220)은 인클로저(140)에 부착되거나 그 상에 일체로 형성될 수 있다. 안내 구조물들(220)은 서로 평행하게 배열된 벽들일 수 있다. 안내 구조물들(220)은 외부 커버와 VC(120) 사이의 채널 벽들일 수 있다.
제1 송풍기(370)가 VC(120)의 제1 절반의 가장자리에 인접하게 위치할 수 있고, 제2 송풍기(372)가 VC(120)의 제2 절반의 가장자리에 위치할 수 있다. 제1 송풍기(370) 및 제2 송풍기(372)는 VC(120)의 동일한 측에 배열될 수 있다.
더 작은 VC(120)는 도 1d의 구현과 비교해 배터리를 위한 더 많은 공간을 가능하게 할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 3c는 도 3b와 연계하여 설명된 전자 디바이스의 평면도를 도시할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3d는 베이퍼 챔버 위에서의 공기 흐름의 영향의 다이어그램을 도시한다. 베이퍼 챔버 위에 공기 흐름을 갖는 영향은 도 3d에 도시된 바와 같은 CFD(computational fluid dynamics) 모델링을 사용하여 시각화될 수 있다. 도 3d는 베이퍼 챔버 위에서의 공기 흐름의 영향의 다이어그램을 도시한다. 자연 대류 (h=2W/m^2-K)로부터 h=20W/m^2-K로 열 전달 계수를 향상시키는 것은 접합부부터 주변 환경까지의 저항 
를 5배 향상시킬 수 있고, 심지어 h=5W/m^2-K는 성능을 2배로 할 수 있다. VC 위에서의 공기 흐름은 VC 온도를 상당히 감소시킬 수 있다.
도 3e는 베이퍼 챔버 위에서의 공기 흐름 효과의 개략도를 도시한다. 도 3e는 평판 위에서의 흐름 열 전달 상관을 이용하여 계산된 열 전달 계수 및 연관된 열 저항(1/hA)을 도시한다. 거의 제로 흐름으로부터 조금의 흐름(~0.7m/s)으로 가는 것은 VC 열 저항의 매우 급격한 감소를 제공한다는 것을 알 수 있다. 제안된 개념은 필요할 때 미니 송풍기들을 이용하여 단지 조금의 흐름을 제공하지만 필요하지 않을 때 그것들을 턴 오프함으로써 수동 VC 냉각 능력을 개선하도록 이 매우 큰 감도를 이용할 수 있다.
도 3f는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 3a와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 도 3f의 전자 디바이스는 열원(예를 들어, CPU)을 탑재하는 회로 보드(150) 내의 개구에 통합된 송풍기(370)를 갖는 랩톱(302)이다.
도 3f는 미니 송풍기 통합의 예를 도시할 수 있다. 약간 기울어진 송풍기는 하단 채널들로의 양호한 공기 흡입 및 양호한 공기 흐름을 가능하게 할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3g는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 3f와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 랩톱(302)은 제2 송풍기(372)를 포함한다. 제1 송풍기(370) 및 제2 송풍기(372)는 VC(120)의 대향 측들에 배열된다. 공기 유입구(352)(예를 들어, 섀시 내의 개구들)는 2개의 송풍기 각각에 근접하여 배열된다. 또한, 제1 송풍기(370)와 공기 유출구(354)(예를 들어, 섀시 내의 개구들)와 제2 송풍기(372)와 공기 유출구(354) 사이에 안내 구조물들(220)(예를 들어, 공기 채널 벽들)이 배열되어, 송풍기들로부터의 공기를 VC(120)의 표면을 따라 공기 유출구들(354)로 안내한다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3h는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 3g와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 게다가, 랩톱(302)은, VC(120)와 랩톱(302)의 배면 커버 사이의 갭을 송풍기(370)를 향해 측방향으로 연장하여 공기가 갭 내로 더 양호하게 지향될 수 있도록 하기 위해 VC(120)로부터 송풍기(370)를 향해 연장되는 수평 안내 구조물(220)을 포함한다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3g 및 3h는 예들에 따른 공기 흐름 방향의 개략도들을 도시할 수 있다. 예들은, 도 3f, 도 3g 및 도 3h에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템, 및 프로세서, 중앙 처리 유닛 또는 그래픽 처리 유닛과 같은 처리 유닛을 포함하는 랩톱 컴퓨터 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스를 제공할 수 있다. 열 전도 요소(예를 들어, VC)가 처리 유닛과 접촉 상태에 있을 수 있다. 예를 들어, 도 3h에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 송풍기 팬(370)이 컴퓨팅 디바이스의 섀시의 하단 판의 주 부분에 대해 제로가 아닌 각도로 배열될 수 있다. 예를 들어, 섀시의 하단 판의 주 부분에 대한 적어도 하나의 송풍기 팬(370)의 각도는 2° 내지 15°일 수 있다. 냉각 시스템의 열 전도 요소는 컴퓨팅 디바이스의 섀시에 의해 붙들려질 수 있다.
도 3i는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다. 냉각 시스템은 도 3a와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 도 3i의 예에서, 열 분산 구조물은 히트 파이프들(322)의 어레이이다. 2개의 미니 송풍기(370, 372)가 히트 파이프들(322)의 어레이의 중앙 영역에서 히트 파이프들(322)의 어레이에 인접하여 위치한다. 히트 파이프들(322)의 어레이는 히트 파이프들(322)의 어레이의 중앙 영역에서 열원(110)에 열적으로 결합된다. 2개의 주 송풍기(306, 308)가 히트 파이프들(322)의 어레이의 대향 단부 영역들에서 히트 파이프들(322)의 어레이에 인접하게 위치한다. 미니 송풍기들(370, 372)은 2개의 주 송풍기(306, 308)보다 열원(110)(예를 들어, CPU 패키지)에 더 가깝게 위치한다. 미니 송풍기들(370, 372)은 히트 파이프들(322)의 어레이의 히트 파이프들의 표면들을 따라 공기를 불어내도록 구성된다. 이러한 방식으로, 히트 파이프들의 냉각 효율이 상당히 개선될 수 있다. 히트 파이프들(322)의 어레이는 VC보다 저렴할 수 있다. 미니 송풍기들을 사용함으로써, VC 또는 HP 효율은 더 높아질 수 있어서 주 송풍기의 수 또는 크기가 성능을 감소시키지 않고 감소될 수 있도록 한다(예를 들어, 4개 대신 단지 2개의 주 송풍기).
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3j는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다. 냉각 시스템은 도 3a와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 도 3j의 예에서, 열 분산 구조물은 납작하고 큰 직경의 히트 파이프(324)이다. 납작하고 큰 직경의 히트 파이프(324)는 납작하고 큰 직경의 히트 파이프(324)의 중앙 영역에서 열원(110)(예를 들어, CPU 패키지)에 열적으로 결합된다. 제1 송풍기(370)가 납작하고 큰 직경의 히트 파이프(324)의 제1 단부 영역에서 납작하고 큰 직경의 히트 파이프(324)의 가장자리에 인접하게 배열되고, 제2 송풍기(372)가 납작하고 큰 직경의 히트 파이프(324)의 제2 대향 단부 영역에서 납작하고 큰 직경의 히트 파이프(324)의 가장자리에 인접하게 배열된다.
냉각 시스템은 모바일 시스템들에 대해 사용될 수 있다. 납작하고 큰 직경의 히트 파이프(324)의 OD(outside dimension)는 더 큰 디스플레이 크기를 갖는 시스템들에서 10mm 내지 50mm 또는 그 이상의 범위에 있을 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3k는 사례 연구에 대해 사용되는 R-C(Resistance-Capacitance) 네트워크(예를 들어, 콤보-냉각(Combo-Cooling) 사례 연구에 사용되는 MATLAB Simulink R-C 네트워크)의 개략도를 도시한다. 사례 연구는 그렇지 않았더라면 수동 디바이스이었을 것에 콤보-냉각 기술을 구현하는 이점을 입증한다. RC 네트워크는 4개의 RC 노드: Junction-to-Sink, Sink-to-Ambient, Sink-to-Skin, 및 Skin-to-Ambient를 포함한다.
도 3l 내지 도 3o는 다양한 파라미터들에 대한 과도 응답의 다이어그램들을 도시한다. 접합부 온도 Tj, 싱크 T-sink에서의 온도 및 스킨 온도 T-skin(예를 들어, 인클로저의 외부 표면에서의 온도)가 도시된다. 도 3l은 순전히 수동 냉각(즉, 콤보 냉각이 활성이 아님)하면서 시간=0에서 시작하여 전력이 0 와트로부터 7 와트로 진전될 때 수동 디바이스 과도 열 응답을 도시한다. 도 3m은 순전히 수동 냉각(즉, 콤보 냉각이 활성이 아님)하면서, 대략 7초의 Tj-max(최대 접합부 온도)까지의 시간으로, 시간=0에서 시작하여 전력이 0 와트로부터 20 와트로 진전될 때 수동 디바이스 과도 열 응답을 도시한다. 도 3n은, 대략 13초의 Tj-max까지의 시간으로, 시간=0에서 시작하여 전력이 0 와트로부터 20 와트로 진전될 때 콤보-냉각 과도 열 응답을 도시한다. 도 3o는, 대략 7초의 Tj-max까지의 시간으로, 시간=0에서 시작하여 전력이 0 와트로부터 25 와트로 진전될 때 콤보-냉각 과도 열 응답을 도시한다.
도 3l은 콤보 냉각이 없는 수동 디바이스의 과도 PL1=7W 응답을 도시한다(예를 들어, 7W TDP는 이 세그먼트에서 가능한 TDP일 수 있다). PL1은 실효 장기 예상된 정상 상태 전력 소비(effective long-term expected steady state power consumption)일 수 있다. 정상 상태(t=100초)에서, 모든 온도 값들은 예상된 한계들: Tj ~ 90°C(접합부에서의 온도) 및 T-skin ~ 47°C(스킨에서의 온도) 내에 있을 수 있다는 점에 유의한다. 이는 이 디바이스가 수동 냉각으로 그의 TDP에서 완전히 동작할 수 있다는 것을 보여준다. 도 3m은 콤보-냉각 없는 이 등가 구성의 과도 PL2=20W 응답을 도시한다(PL2=20W는 이 세그먼트에 대한 가능한 값일 수 있다). 이 PL2 전력에서, 이 디바이스는 Tj-limited되기 전에(접합부에서의 최대 온도 Tj-max=100°C를 가정하여) ~ 7초의 최대 성능만을 제공할 수 있다는 것을 유의한다. 대조적으로, 도 3n은, 콤보-냉각이 이러한 PL2 이벤트 동안 활성화될 때(sink-to-ambient 저항은 순간적으로 절반만큼 감소되며, 이는 도 3e에 기초하여 미니 송풍기들을 턴온함으로써 실행가능할 수 있음), 터보에서의 시간, 및 이에 따른 최대 시스템 성능에서의 시간이 거의 13초로 연장될 수 있다(터보에서 86% 더 긴 시간). 추가적으로, 도 3o는 콤보-냉각 기술을 사용함으로써, PL2 전력이 ~ 7초의 Tj-max에 대한 원래 시간에 영향을 주지 않고 25 와트(PL2 전력의 25% 증가)로 증가될 수 있음을 도시한다. 이들 도면은, 작업부하의 임계 부분들 동안 콤보-냉각 기술을 사용함으로써, 터보 및/또는 터보 전력에서의 시간 모두가 상당히 증가될 수 있고, 따라서 동일한 폼-팩터 내에서 향상된 사용자 경험 및 성능을 달성함을 입증할 수 있다. 이러한 향상된 열 능력을 사용자/작업부하가 다음에 행하려고 하는 것의 머신 러닝 예측들과 조합하는 것은 성능을 크게 개선할 수 있다.
도 3p는 전자 디바이스를 냉각하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법(380)은 송풍기에 의해 열 분산 구조물의 표면을 따라 공기를 불어내는 단계(382)를 포함한다. 송풍기는 많아야 20mm의 최대 길이 및 최대 폭 및/또는 많아야 3mm의 최대 두께를 포함한다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3q는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 시스템(350)은 열 전도 요소(320)를 포함한다. 열 전도 요소(320)는 전자 디바이스(100)(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)의 처리 유닛(360)을 냉각시키는 데에 적합하다. 또한, 냉각 시스템(350)은 열 전도 요소(320)의 일부분에 걸쳐서 공기를 불어내기 위한 적어도 하나의 송풍기 팬(370)을 포함한다. 덧붙여, 냉각 시스템(350)은 컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛(360)의 열 부하에 기초하여 적어도 하나의 송풍기 팬(370)을 활성화 또는 비활성화하도록 구성된 제어 회로(362)를 포함한다.
열 전도 요소의 냉각 효율은 열 전도 요소를 따른 공기 흐름에 의해 개선될 수 있다. 처리 유닛의 열 부하에 기초하여 송풍기 팬을 활성화함으로써, 처리 유닛의 높은 작업부하 조건들 하에서의 성능이 상당히 개선될 수 있다. 처리 유닛의 열 부하에 기초하여 송풍기 팬을 비활성화함으로써, 처리 유닛의 낮은 작업부하 조건들 하에서의 전류 소비가 감소될 수 있다.
열 전도 요소(320)(또는 열을 전도하기 위한 수단)는 또한 열 분산 구조물이라고 불릴 수 있다. 열 전도 요소(320)는 베이퍼 챔버 또는 히트 파이프들의 어레이를 포함할 수 있거나 그것일 수 있다. 열 전도 요소(320)는 컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛을 냉각시키는데에 적합할 수 있다. 예를 들어, 열 전도 요소(320)는 수동 냉각기, 예를 들어, 낮은 열 부하에서 처리 유닛을 수동적으로 냉각하기 위한 구조적 요소일 수 있다. 열 전도 요소(320)는 적어도 하나의 실질적으로 평평한 주 표면을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 송풍기 팬(370)은 열 전도 요소(320)의 적어도 하나의 실질적으로 평평한 주 표면을 따라 공기를 불어내도록 배열될 수 있다.
송풍기 팬(370)(또는 송풍기 또는 팬)은 미니 송풍기일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 송풍기 팬(370)은 많아야 30(또는 많아야 25mm, 또는 많아야 20mm, 또는 많아야 17mm, 또는 많아야 15mm)의 팬 직경을 가질 수 있다. 적어도 하나의 송풍기 팬(370)은 많아야 5mm(또는 많아야 4mm, 또는 많아야 3mm)의 팬 높이를 가질 수 있다. 예를 들어, 팬의 높이는 송풍기 팬의 직경에 직교하면서 측정될 수 있다.
제어 회로(362)는 처리 유닛(360)의 열 부하가 임계값 초과인 경우에 적어도 하나의 송풍기 팬(370)을 활성화하고, 처리 유닛(360)의 열 부하가 임계값 미만인 경우에 적어도 하나의 송풍기 팬(370)을 비활성화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(362)는 처리 유닛(362)의 열 부하가 임계값 미만인 경우에 냉각 시스템(350)을 수동적으로(예로서, 전자 디바이스의 어떠한 팬도 활성이 아님) 동작시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(362)는 처리 유닛(360)의 접합부 온도가 제1 온도 임계값 이상인 경우에 송풍기 팬(370)을 활성화하고 및/또는 처리 유닛(360)의 접합부 온도가 제2 온도 임계값 이하인 경우에 송풍기 팬(370)을 비활성화하도록 구성될 수 있다. 제1 온도 임계값은 제2 온도 임계값과 동일하거나 상이할 수 있다.
냉각 시스템(350)의 제어 회로(362)는 컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛(360) 또는 전자 디바이스의 또 다른 컴포넌트(예를 들어, 온도 센서)로부터 열 부하에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(360)은 처리 유닛(360)의 열 부하에 관한 정보를 결정하고, 열 부하에 관한 정보를 냉각 시스템(350)의 제어 회로(362)에 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 열 부하에 관한 정보는 컴퓨팅 디바이스 내에서 측정되거나 추정되는 적어도 하나의 온도에 기초할 수 있다. 온도는 처리 유닛(360)에 통합되거나 또는 처리 유닛(360)에 근접하여 위치한 온도 센서에 의해 측정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 열 부하에 관한 정보는 처리 유닛(360)의 터보 상태에 기초할 수 있다. 그에 대응하여, 처리 유닛(360)은 컴퓨팅 디바이스 내에서 측정 또는 추정되는 적어도 하나의 온도에 기초하여 및/또는 처리 유닛(360)의 터보 상태에 기초하여 열 부하에 관한 정보를 결정하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 열 부하에 관한 정보는, 예를 들어 머신 러닝을 이용하여 예측될 수 있다(예로서, 작업부하가 예측될 수 있다). 예를 들어, 열 부하에 관한 정보는 열 부하의 예측된 전개에 기초할 수 있다. 처리 유닛(360)은 머신 러닝 모델을 이용하여 열 부하를 예측함으로써 열 부하에 관한 정보를 결정하도록 구성될 수 있다.
제어 회로(362)는 도 3q에 나타내어진 바와 같은 처리 유닛(360)의 일부 또는 처리 유닛(360)과 무관하게 통합된 회로일 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(362) 및/또는 처리 유닛(360)은 하나 이상의 처리 유닛, 하나 이상의 처리 디바이스, 프로세서와 같은 처리를 위한 임의의 수단, 컴퓨터 또는 그에 따라 적응된 소프트웨어로 동작 가능한 프로그래머블 하드웨어 컴포넌트를 사용하여 구현될 수 있다. 환언하면, 제어 회로(362) 또는 처리 유닛(360)의 기술된 기능이 또한 소프트웨어로 구현될 수 있고, 소프트웨어는 그 후 하나 이상의 프로그래머블 하드웨어 컴포넌트들 상에서 실행된다. 그러한 하드웨어 컴포넌트들은 범용 프로세서, DSP(Digital Signal Processor), 마이크로컨트롤러 또는 다른 처리 회로를 포함할 수 있다.
냉각 시스템(350)은 하나 이상의 송풍기 팬(예를 들어, 미니 송풍기)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 시스템(350)은 2개의 송풍기 팬을 포함할 수 있는데, 2개의 송풍기 팬은 열 전도 요소(320)의 측방향 측에 또는 열 전도 요소(320)의 동일한 측 또는 대향 측들에 인접하여 배열된다.
냉각 시스템(350)은 적어도 하나의 송풍기 팬에 의해 열 전도 요소를 향해 불어내어진 공기를 인도하기 위한 적어도 하나의 공기 흐름 컨덕터(또는 안내 구조물 또는 안내 요소라고도 불림)를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스는 냉각 시스템(350) 및 처리 유닛을 포함할 수 있다. 열 전도 요소(320)는 TIM을 통해 처리 유닛(360)과 직접 접촉 상태에 있을 수 있거나, 또는 금속 판(예를 들어, 냉각 판)이 열 전도 요소(320)와 처리 유닛(360) 사이에 위치할 수 있다.
예를 들어, 냉각 시스템(350) 및/또는 전자 디바이스(100)는 도 2a 또는 도 3a와 연계하여 설명된 냉각 시스템 및/또는 전자 디바이스와 연계하여 설명된 더 많은 특징들을 포함할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 3r 내지 도 3t는 예측 작업부하 결정의 효과의 다이어그램들을 도시한다. 도 3r 내지 도 3t는 예측 작업부하 이용 사례가 머신 러닝을 이용할 수 있다는 것을 도시한다. 콤보 냉각은 이러한 머신 러닝 예측 능력들을 활용하여 미니 송풍기를 언제 턴 온할지를 그리고 터보 전력이 순간적으로 증가해야 하는지를 판정하는 것을 도울 수 있다. 도 3l 내지 도 3o에 도시된 바와 같이, 제안된 개념은 소형 수동 디바이스들에서 터보에서의 시간을 85%만큼 또는 PL2 전력을 25%만큼 증가시킬 수 있다.
도 3u는 컴퓨팅 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법(390)은 처리 유닛의 열 부하에 관한 정보를 결정하는 단계(392) 및 열 부하에 관한 정보를 냉각 시스템의 제어 회로에 제공하는 단계(394)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스를 위한 방법이 제공될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
일부 예들은 (예를 들어, 다른 수동 냉각 시스템들과 동일하거나 유사한 사용자 경험 UX를 제공하기 위해) 저전력 디바이스들에 대한 가볍고 작은 수동 능동 콤보 냉각에 관한 것이다. 예들은 가벼운 모바일 컴퓨터들을 위한 냉각 방법에 대한 제안을 제공한다. 무음 미니 송풍기들(예를 들어, 송풍기 팬들)이 수동 냉각 시스템(예를 들어, 베이퍼 챔버)과 조합될 수 있다.
결과는 순수한 수동 냉각보다 더 가볍고 더 강력하지만 극도로 조용하여 사용자가 그것을 들을 수 없도록 하는 냉각 시스템일 수 있다. 다양한 예들의 냉각 시스템은 배터리들을 위한 더 많은 공간을 제공하면서, 수동 냉각 시스템의 중량의 감소를 제공할 수 있다.
CPU(Central Processing Unit)를 냉각시키기 위해 다른 능동 냉각 또는 수동 냉각이 사용될 수 있다. 능동 냉각에서, 열은 열 교환기에 전달될 수 있고, 송풍기 또는 송풍기들은 열 교환기를 냉각하기 위해 사용될 수 있다. 수동 냉각에서, 열은 예를 들어, 베이퍼 챔버를 사용하여 큰 영역으로 분할(분산)될 수 있다. 열은 복사, 전도, 및 광 대류(light convection)(또는 열 복사)에 의해 개방된 공기에 수동적으로 전달될 수 있다. 능동 냉각은 강력할 수 있지만, 잡음을 유발하고 공간을 필요로 할 수 있는 송풍기(들)를 필요로 하며, 이는 더 작은 배터리 볼륨 및 용량을 초래할 수 있다. 일부 경우들에서, 베이퍼 챔버는 송풍기와 조합될 수 있다. 다른 시스템들에서, 베이퍼 챔버가 히트 싱크에 부착되면서 대형 팬들 및 베이퍼 챔버들이 조합될 수 있다. 이러한 개념은 실제로 두껍게 될 수 있고 랩톱에서 사용가능하지 않을 수 있다. 유사한 개념이 대형이지만 얇은 팬을 갖는 랩톱에서 사용될 수 있다. 이 개념은 얇을 수 있지만, 잡음이 있고 송풍기들은 많은 양의 배터리 공간을 차지할 수 있다. 수동 냉각은 조용할 수 있지만, 큰 열 분산기가 많은 (측방향) 공간을 필요로 할 수 있고 큰 중량을 가질 수 있다.
예들은, 베이퍼 챔버의 크기를 감소시키고, 능동 송풍기의 크기를 감소시키고, 및/또는 낮은 열 부하들 하에서 수동 냉각 모드로 시스템을 이용함으로써 제안된 개념을 이용할 수 있다.
예를 들어, VC의 외부 영역들이 종종 아주 효율적인 것은 아니기 때문에 베이퍼 챔버의 크기가 감소될 수 있다. 이는 디바이스의 총 중량을 감소시키고 더 많은 배터리 공간을 산출할 수 있다. VC의 냉각 능력은 VC를 냉각시키기 위해 미니 송풍기(들)(즉, 많아야 30mm의 팬 직경을 갖는 송풍기 팬들)를 추가함으로써 증가될 수 있다. 미니 송풍기들은 너무 조용해서 잡음이 없는 것으로 간주될 수 있을 정도이다. 열 솔루션은 유휴 또는 저전력 작업부하와 같이 열 부하가 낮을 때 수동적으로 100% 냉각될 수 있다. 그러나, PL2(예를 들어, 단기 최대 전력 모드) 작업부하와 같은 열 부하가 높은 기간들에서, 미니 송풍기들은 파워(power) 소산을 돕기 위해 턴 온될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스 설계에서의 하나의 목표는 저전력 카테고리에서 디바이스의 가중치를 감소시키는 것일 수 있다. 이는 감소된 중량을 갖는 열 개념을 제공함으로써 달성될 수 있다. 또 다른 목적은 배터리 용량을 증가시키는 것일 수 있다. 본 개시내용에 제시된 개념은 이용가능한 배터리 공간을 증가시킬 수 있다. 이러한 사용자 친화적이고 잡음 없는 CPU 냉각 솔루션은 저전력(예를 들어, < 15W) 카테고리에서의 적응의 증가를 볼 수 있게 한다.
이하에서, 예들과 함께 사용될 수 있는 미니 송풍기들의 일부 예들이 도시된다. 미니 송풍기의 제1 예는 15mm x 15mm x 3mm의 치수, 분당 13800회(rpm)의 최대 속도, 0.17CFM(cubic-feet per minute)의 최대 공기 흐름, 0.154의 최대 공기 압력(inch H20), 3.0V의 전압, 0.05A의 전류 및 0.3미터에서의 30.0(dB-a)의 최대 잡음을 갖는다. 미니 송풍기의 제2 예는 15mm x 15mm x 3mm의 치수, 14500rpm의 최대 속도, 0.28CFM의 최대 공기 흐름, 0.075의 최대 공기 압력(inch H20), 3.0V의 전압, 0.05A의 전류 및 0.3미터에서의 31.0(dB-a)의 최대 잡음을 갖는다. 미니 송풍기의 제3 예는 17mm x 17mm x 3mm의 치수, 12000rpm의 최대 속도, 0.23CFM의 최대 공기 흐름, 0.182의 최대 공기 압력(inch H20), 3.0V의 전압, 0.05A의 전류 및 0.3미터에서의 26.5(dB-a)의 최대 잡음을 갖는다. 1 CFM=1.7 입방 미터/시간 = 0.47 l/s
이하의 표에서, 가능한 잡음 레벨들의 예들이 주어진다.
랩톱 잡음 레벨은 대략 40-45dB일 수 있다. 예를 들어, 제안된 개념에 기초한 랩톱은 많아야 40dB(또는 많아야 30dB)의 최대 잡음 레벨을 야기할 수 있다.
전자 디바이스의 중량은 제안된 개념에 기초하여 상당히 감소될 수 있다. 예를 들어, 150mm x 250mm로부터 100mm x 200mm로의 VC 크기 감소(즉, 측당 단지 25mm)가 가능해질 수 있고, 이는 디바이스(예를 들어, 랩톱)의 총 질량을 1000g으로부터 910g으로 감소시킬 수 있다. VC 크기를 150mm x 250mm로부터 100mm x 200mm로 감소(모든 측에서마다 1")시키는 것은 VC 질량을 40%보다 많이(예를 들어, 46.7%만큼) 그리고 총 디바이스 질량을 5%보다 많이 또는 8%보다 많이(예를 들어, 9.0%) 감소시킬 수 있다. 상당히 더 가벼운 베이퍼 챔버는 또한 더 저렴할 수 있으며, 이는 더 낮은 디바이스 BOM(bill of materials)을 의미할 수 있다.
본 개시내용에 도시된 바와 같이, 약한 공기 흐름조차도 VC 열 교환을 상당히 개선할 수 있다. 약한 공기 흐름은 거의 조용한 미니 송풍기들에 의해 동작될 수 있으므로, 제시된 개념은 수동 냉각 시스템들에 필적할 수 있다. 약한 공기 흐름은 VC의 크기를 줄이거나 최소화하는 것을 가능하게 할 수 있으며, 이는 더 가볍고 더 저렴한 디바이스로 이끌 수 있고 배터리에 더 많은 공간을 제공할 수 있으며, 그에 의해 배터리 수명을 증가시킬 수 있다. 더 낮은 스킨 온도를 갖기 위해서 스킨을 단열시키는 데 필요할 수 있는 VC와 섀시 사이의 에어갭이 이제 열 전달 채널로서 사용될 수 있다. 이는 총 두께를 증가시키지 않을 수 있지만, VC 및 섀시가 공기 채널 벽들에 의해 조합될 수 있으므로 총 강성도(total stiffness)를 개선할 수 있다. 제시된 개념은, "최대한의 전력" 팬들을 사용하지 않을 수 있으므로, 하이브리드 냉각과는 상이할 수 있다. 제시된 개념이 팬들을 사용하는 능동 냉각 시스템일 수 있지만, 이것은 수동 냉각 시스템인 것처럼 아주 조용할 수 있다. 따라서, 제시된 개념은 "수동-능동 콤보 냉각(Passive-Active Combo Cooling)"이라 불릴 수 있다.
예에서, 베이퍼 챔버는 미니 송풍기와 조합된다. 이들 2개의 개념을 조합하는 것에 부가하여, 순간적인 시간 기간 동안 VC 표면 상에서의 대류를 아주 효과적으로 증가시키기 위해서 섀시에서의 실제로 얇은 채널링과 같은 부가의 시스템 레벨 설계 최적화가 제안될 수 있다. 미니 송풍기들은 고전력 터보 사례들에서만 사용될 수 있고, 디바이스는 그렇지 않은 경우에는 완전히 수동적일 수 있다. 제안된 개념은 다른 능동 냉각 개념들과 상이할 수 있는 냉각 전략을 적응시키기 위해 작업부하 및 사용자 예측 정보를 사용할 수 있다.
또한, 감소된 팬 크기로도 그리고 열 교환 핀들을 사용하지 않더라도, 예들이 고압 설계(hyperbaric design)보다 더 효율적일 수 있는데, 그 이유는 열 교환기들이 열을 전달하기 위해 실제로 높은 송풍을 필요로 하는 작은 표면적을 가질 수 있기 때문이다. 또한, 핀들을 통한 열 전달은 VC 스킨으로부터의 열 전달보다 덜 효율적일 수 있다. 제안된 개념은 열 교환기(핀들)를 배제하고, VC의 큰 표면적을 활용할 수 있다. 예들에서 수행되는 열 교환이 높은 송풍을 필요로 하지 않을 수 있기 때문에 팬 크기는 감소될 수 있다. 다른 시스템들에서, 9 mm x 18 mm x 70 x 2 = 22680 mm2의 핀 면적이 측당 감소된 VC 면적과 대략 동일하게 되면서, 2개의 히트 파이프 HP 능동 냉각 솔루션이 사용될 수 있다. 더욱이, 고압 설계들은 처음부터 냉각의 주요 수단으로서 의도될 수 있다. 콤보-냉각은 전력/터보 지속기간을 증가시키기 위해 터보 이벤트들 동안에만 활용될 수 있고, 그 후에 수동 냉각으로 복귀할 수 있다.
최종 설계가 패키지 TDP(thermal design power), VC 치수들 및 기타의 것들과 같은 상세사항들에 추가로 의존할 수 있으므로, 위에서 및 아래에서 설명되는 조립체 및 통합 예들은 예들에 불과할 수 있다. 다양한 예에서, 미니 송풍기들은 양측에 배열되고, 공기 채널들(컨덕터들)을 통해 VC의 양측 상에 낮은 공기 흐름을 불어내어준다. 예를 들어, 냉각 시스템은 열 전도 요소의 양쪽 측방향 측에 배열되는 2개의 송풍기 팬을 포함할 수 있다. 냉각 시스템은 적어도 하나의 송풍기 팬에 의해 열 전도 요소를 향해 불어내어진 공기를 인도(conduct)하기 위한 적어도 하나의 공기 흐름 컨덕터를 포함할 수 있다. 열 전도 요소는 적어도 하나의 실질적으로 평평한 주 표면(예를 들어, 굴곡이 없는 표면, 및 열 전도 요소의 표면적의 적어도 30%를 제공하는 표면)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 송풍기 팬은 적어도 하나의 실질적으로 평평한 주 표면에 걸쳐서 공기를 불어내도록 배열될 수 있다.
일부 다른 냉각 시스템들에서, 추가적인 팬들이 능동 냉각 시스템에서 사용되어 보드를 냉각시킬 수 있다. 이러한 시스템들에서, 열은 섀시에서의 어떠한 채널링도 없이 열 교환기들에 의해 전달될 수 있다. 섀시에서의 채널링은 능동 냉각에서 효과적이지 않을 수 있는데, 그 이유는 그것이 비교적 높아야만 하고 따라서 열 교환기가 더 양호할 수 있기 때문이다. 그러한 냉각 시스템은 CPU를 위한 45W 이상의 TDP 및 GPU(Graphics Processing Unit)을 위한 추가적인 TDP를 갖는 고전력 시스템들에서 사용될 수 있다. 다른 한편, 제안된 개념들의 예들은 궁극적인 열 케이스 냉각을 위한 작은 15mm x 15mm 팬들을 갖는, 15W 이하의 TDP를 갖는 컴퓨팅 디바이스들을 목표로 한다.
본 개시내용의 예들은 베이퍼 챔버 및 송풍기 팬을 갖는 콤보 능동-수동 냉각 시스템을 제공할 수 있다. 예들은 다른 수동 시스템들보다 더 작고 더 가벼우며, 동일한 TDP 또는 심지어 약간 더 높은 것을 갖고, 순수한 수동 냉각 시스템과 유사한 사용자 경험을 갖는 냉각 시스템을 구축하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 4a는 전자 디바이스(100)를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 시스템(400)은 열원(110)에 결합되도록 구성된 제1 열 분산 구조물(320)을 포함한다. 또한, 냉각 시스템(400)은 열전 냉각기(thermal electric cooler, TEC)(410) 및 제2 열 분산 구조물(420)을 포함한다. 열전 냉각기(410)의 제1 표면은 제1 열 분산 구조물(320)에 열적으로 결합되고, 열전 냉각기(410)의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물(420)에 열적으로 결합된다.
2개의 열 분산 구조물 사이에 TEC를 구현함으로써, 어느 한 열 분산 구조물로부터 다른 열 분산 구조물로 열이 매우 빠르게 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 열원의 냉각이 개선될 수 있다.
열전 냉각기(410)는 많아야 3mm(또는 많아야 2.5mm 또는 많아야 2mm, 예를 들어, 1.5mm 내지 2mm)의 두께를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 스택 높이는 낮게 유지될 수 있고, 얇은 전자 디바이스들이 가능해질 수 있다.
열전 냉각기 TEC(410)는 펠티에 효과(Peltier effect)를 사용하여 2가지 상이한 유형의 재료(예컨대, n-형 및 p-형 반도체 재료)의 접합부에서 열 유속을 생성할 수 있다. 냉각기로서 동작될 때, TEC 양단에 전압이 인가될 수 있고, 그 결과 TEC의 2개의 대향 측 사이에 온도 차이가 축적될 것이다.
제1 열 분산 구조물(320)은 수직 연장보다 상당히 더 큰 측방향 연장을 갖는 평평한 구조물일 수 있다. 예를 들어, 제1 열 분산 구조물(320)의 두께는 제1 열 분산 구조물(320)의 최대 측방향 치수(예를 들어, 길이 또는 폭)의 많아야 10%(또는 많아야 5%)일 수 있다. 열전 냉각기(410)의 두께는 제1 열 분산 구조물(320)의 두께보다 클 수 있다. 제1 열 분산 구조물(320)은 많아야 1mm(또는 많아야 0.8mm 또는 많아야 0.6mm, 예를 들어, 0.5mm)의 두께를 가질 수 있다. 제1 열 분산 구조물(320)은 금속 판(예를 들어, 냉각 판) 또는 베이퍼 챔버일 수 있다.
제2 열 분산 구조물(420)은 수직 연장보다 상당히 더 큰 측방향 연장을 갖는 평평한 구조물일 수 있다. 예를 들어, 제2 열 분산 구조물(420)의 두께는 제2 열 분산 구조물(420)의 최대 측방향 치수(예를 들어, 길이 또는 폭)의 많아야 10%(또는 많아야 5%)일 수 있다. 제2 열 분산 구조물(420)은 금속 판(예를 들어, 냉각 판) 또는 베이퍼 챔버일 수 있다.
예를 들어, 제1 열 분산 구조물(320)와 제2 열 분산 구조물(420) 사이의 거리는 많아야 3mm(또는 많아야 2.5mm 또는 많아야 2mm)일 수 있다. 이러한 방식으로, 스택 높이는 낮게 유지될 수 있고, 얇은 전자 디바이스들이 가능해질 수 있다.
접착제(예를 들어, 열 전도성 접착제) 및/또는 TIM이 TEC(410)를 제1 열 분산 구조물(320)에 부착하고 열적으로 결합하며 제2 열 분산 구조물(420)를 TEC(410)에 부착하고 열적으로 결합하기 위해 사용될 수 있다.
냉각 시스템(400)은 제1 열 분산 구조물(320) 상에서 열전 냉각기(410)에 인접하게 배열된 (제1) 히트 파이프를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 히트 파이프의 측은 TEC(410)의 측과 접촉 상태에 있을 수 있거나 또는 (예를 들어, 많아야 5mm 또는 많아야 2mm의) 작은 갭이 히트 파이프와 TEC(410) 사이에 있을 수 있다. 히트 파이프는 많아야 3mm(또는 많아야 2.5mm 또는 많아야 2mm)의 두께를 가질 수 있다.
(제1) 히트 파이프는 열원(110)의 중심에 대향하는 영역에서 제1 열 분산 구조물(320)에 열적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 열전 냉각기(410)는 적어도 히트 파이프보다 제1 열 분산 구조물(320)의 가장자리에 더 가까운 한 방향에 위치할 수 있다. 히트 파이프는 열원(110)에 가까운 제1 열 분산 구조물(320)의 영역을 냉각시키기 위해 연속적으로 이용될 수 있는 한편, TEC(410)는 필요한 경우에만(예를 들어, 열원의 높은 작업부하 상황들에서) 추가적인 냉각을 위해 활성화될 수 있다.
히트 파이프는 냉각 시스템(400)의 팬까지 연장될 수 있다. 예를 들어, 히트 파이프의 증발기 영역(예를 들어, 제1 단부 구역)은 제1 열 분산 구조물(320)에 열적으로 결합될 수 있고, 히트 파이프의 증발기 영역(예를 들어, 제2 단부 구역)은 팬에 근접하여 또는 인접하여 위치할 수 있다.
히트 파이프는 제1 열 분산 구조물(320)과 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 배열될 수 있다. 예를 들어, 히트 파이프의 제1 표면은 제1 열 분산 구조물(320)에 열적으로 결합될 수 있고, 히트 파이프의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물(420)에 열적으로 결합될 수 있다. 히트 파이프 및 TEC(410)는 제1 열 분산 구조물(320)와 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 수직으로 배열되거나 샌드위치될 수 있다.
대안적으로, 제2 열 분산 구조물(420)이 제1 열 분산 구조물(320)의 일부 위에서만 측방향으로 연장될 수 있어서 TEC(410)가 제1 열 분산 구조물(320)과 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 샌드위치되도록 하는 한편, 제1 히트 파이프가 제1 열 분산 구조물(320) 상의 제2 열 분산 구조물(420) 옆에 측방향으로 위치한다. 예를 들어, 열전 냉각기(410)의 두께는 제1 히트 파이프의 두께보다 작을 수 있다. 히트 파이프의 두께는 제1 열 분산(320)의 두께보다 클 수 있고 및/또는 제1 열 분산(320)과 제2 열 분산 구조물(420) 사이의 거리보다 클 수 있다. 제2 열 분산 구조물(420)을 히트 파이프가 아니라 TEC(410) 위에서만 연장함으로써, 스택의 총 수직 치수가 (예를 들어, 도 4d에 도시된 바와 같이) 감소될 수 있다.
덧붙여, 냉각 시스템(400)은 제2 히트 파이프를 추가로 포함할 수 있다. 제1 히트 파이프는 (예로서, 도 4b에 도시된 바와 같이) 열전 냉각기(410)와 제2 히트 파이프 사이에 측방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 히트 파이프의 측이 제2 히트 파이프의 측과 접촉 상태에 있을 수 있거나 또는 제1 히트 파이프와 제2 히트 파이프 사이에 (예를 들어, 많아야 5mm 또는 많아야 2mm의) 작은 갭이 있을 수 있다. 제2 히트 파이프가 제1 열 분산 구조물(320)과 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 마찬가지로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제2 히트 파이프의 제1 표면은 제1 열 분산 구조물(320)에 열적으로 결합될 수 있고, 제2 히트 파이프의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물(420)에 열적으로 결합될 수 있다. 제1 히트 파이프, 제2 히트 파이프 및 TEC(410)는 제1 열 분산 구조물(320)과 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 수직으로 배열되거나 샌드위치될 수 있다.
덧붙여, 냉각 시스템(400)은 제3 히트 파이프를 추가로 포함할 수 있다. 제3 히트 파이프는 제2 열 분산 구조물(420)에 열적으로 결합될 수 있다. 제3 히트 파이프는 (예를 들어, 도 4d에 도시된 바와 같이) 제1 열 분산 구조물(320)로부터 측방향으로 이격될 수 있다. 대안적으로, 제3 히트 파이프는 금속 판(예를 들어, 냉각 판), 열 교환기, VC 또는 열 전달을 위한 또 다른 종류의 열 확산 재료에 의해 대체될 수 있다.
전자 디바이스(100)는 냉각 시스템(400) 및 열원(110)을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(100)는 (예를 들어, 제어 회로에 의해) 하나 이상의 디바이스 파라미터에 기초하여 열전 냉각기를 활성화 및/또는 비활성화하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 디바이스 파라미터 중 한 디바이스 파라미터는 열원의 접합부 온도, 전자 디바이스의 충전 상태, 열원(110) 또는 전자 디바이스(100)의 작업부하 및/또는 열원(110) 또는 전자 디바이스(100)의 열 부하를 나타낼 수 있다. 이러한 방식으로, 냉각 용량 및/또는 효율은, 필요한 경우, TEC를 활성화함으로써 증가될 수 있다. 다른 한편, 전력 소비를 감소시키기 위해서, 더 적은 냉각이 충분하다면 TEC는 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(100)가 모바일 디바이스(예를 들어, 랩톱, 태블릿 또는 모바일 폰)인 경우, 전자 디바이스(100)가 배터리로 전력공급 받는다면(예를 들어, 충전되지 않음), TEC(410)는 연속적으로 적어도 1분(또는 적어도 40초 또는 적어도 30초) 동안 활성화되지 않을 수 있다. 이러한 방식으로, 전자 디바이스(100)가 배터리로 전력을 공급받는 동안 전력 소비는 낮게 유지될 수 있다. 전자 디바이스(100)는 TEC(410)의 최대 전류의 적어도 10%(또는 적어도 20%) 및/또는 많아야 30%(또는 많아야 40% 또는 많아야 25%)의 TEC(410)의 작동 전류에서 TEC(410)를 동작시키도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, TEC는 효율적인 동작 조건들 하에서 동작될 수 있다.
제2 열 분산 구조물(420)과 전자 디바이스(100)의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스(100)의 스크린의 배면측 사이의 거리 또는 갭은 많아야 2mm(또는 많아야 1.5mm 또는 많아야 1mm, 예를 들어, 0.5mm 내지 1mm)일 수 있다. 갭이 열 분산 구조물과 인클로저 사이에 위치하는 경우, 인클로저의 온도(예를 들어, 스킨 온도)는 상당히 감소될 수 있다.
대안적으로, 제2 열 분산 구조물(420)이 전자 디바이스(100)의 인클로저의 일부에 열적으로 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 열 분산 구조물(420)로부터 인클로저의 일부로 열이 전달될 수 있으므로, 열 분산 구조물(420)의 냉각 능력이 증가될 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 도 4e에 도시된 바와 같이) 제2 열 분산 구조물(420)을 인클로저의 일부에 열적으로 결합하기 위해 인클로저의 일부 상에 열 패드가 배열될 수 있다.
예를 들어, TEC(410) 외에도 히트 파이프가 사용되는 경우, 열원(110)(예를 들어, CPU)은 적어도 15W(또는 적어도 25W 또는 적어도 40W)의 열 설계 전력을 포함할 수 있다.
대안적으로, 전자 디바이스가 히트 파이프 없이 구현되고 및/또는 팬 없이 구현되는 경우, 열원(110)(예를 들어, CPU)은 많아야 15W(또는 많아야 12W 또는 많아야 10W)의 열 설계 전력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 TEC에 의해 지원되는 순수 수동 냉각으로 구현될 수 있다.
열원(110)은 동작 동안 열(예를 들어, 폐열)을 발생하도록 구성된 반도체 다이를 포함할 수 있거나 또는 반도체 다이일 수 있다. 폐열은 반도체 다이의 동작 동안 자연스럽게 발생할 수 있다. 집적 회로는 반도체 다이 상에 구현될 수 있다. 반도체 다이는 커버되지 않은 배면을 갖는 베어 다이(bare die) 또는 패키지 재료(예를 들어, 몰드 또는 또 다른 재료)에 의해 커버된 배면을 갖는 패키징된 반도체 다이일 수 있다.
열원(110)은 프로세서(예를 들어, CPU, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서 또는 그래픽 처리 유닛(GPU)), 송신기, 수신기, 송수신기, 전원 및/또는 전압 변환기 또는 다른 집적 회로일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(100)는 태블릿, 랩톱, 노트북, 모바일 폰, 컴퓨터(예를 들어, 개인용 컴퓨터 또는 서버) 또는 또 다른 전자 디바이스일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 4b는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 시스템은 도 4a와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 제1 열 분산 구조물(320)이 제1 금속 판(제1 냉각 판)으로서 구현되고, 제2 열 분산 구조물(420)이 제2 금속 판(제2 냉각 판)으로서 구현된다. 제1 열 분산 구조물(320)은 기판(404) 및 반도체 다이(402)를 포함하는 반도체 패키지(예를 들어, SOC 패키지)의 상단에 배열된다. 반도체 패키지는 회로 보드(150)(예를 들어, 마더보드)에 부착된다. 제1 히트 파이프(430), 제2 히트 파이프(440) 및 TEC(410)가 제1 열 분산 구조물(320)의 표면 상에 배열되고, 제2 열 분산 구조물(420)이 제1 히트 파이프(430), 제2 히트 파이프(440) 및 TEC(410)의 상단 상에 배열된다. 열은 반도체 다이(402)로부터 제1 냉각 판을 통해 히트 파이프들에 직접 전달되고 TEC(410) 및 제2 냉각 판을 통해 히트 파이프들에 간접적으로 전달될 수 있다.
예를 들어, TEC(410)는 과도 응답을 개선하기 위해 시스템 설계에 도입될 수 있다. TEC(410)는 SOC 과도 파워를 확산시키기 위해 순간 응답 거동에 대해 사용될 수 있다. 다이(402)는 열을 발생시킬 수 있고 핫 스폿 영역일 수 있는 한편, 다이 크기는 SOC 패키지보다 작다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 냉각 판이 SOC 다이 열을 소산시키기 위해 전체 SOC 영역을 커버할 수 있다.
예를 들어, TEC(410)는 (예를 들어, TIM을 통해) 제1 냉각 판과 직접 접촉 상태에 있을 수 있으며, 이것은 히트 파이프(430)와 유사할 수 있다. TEC(410)는 제1 냉각 판을 부분적으로 사용한다. 제1 냉각 판의 다른 영역은 여전히 히트 파이프들에 의해 커버된다. Tj 온도가 모니터링될 수 있고, Tj 온도가 빠르게 증가하는 경우 - 이는 SOC 과도 파워의 증가를 나타낼 수 있음 -, SOC를 즉시 냉각하고 파워를 제2 냉각 판으로 그리고 제2 냉각 판으로부터 히트 파이프(430)로 전달하기 위해 TEC(410)가 인에이블될 수 있다. 제1 냉각 판은 많은 또는 대부분의 파워를 히트 파이프 영역(제1 및 제2 히트 파이프에 열적으로 결합된 영역)에 전달할 수 있다. TEC(410) 및 제1 냉각 판 둘 다는 함께 작동하여 파워를 히트 파이프들 내로 전달할 수 있다. 결과적으로, 정상 파워 및 과도적 높은 파워 둘 다가 히트 파이프들 내로 전달될 수 있다.
예를 들어, 압축되지 않은 직경 ø8 및 1.8mm의 압축된 두께를 갖는 2개의 히트 파이프, 0.5mm 제1 냉각 판 및 10.1W 냉각 능력 및 1.2COP를 갖는 TEC가 사용될 수 있다.
예를 들어, TEC(410)의 한 측은 SOC를 냉각시킬 수 있고, 다른 측은 냉각될 필요가 있다. 제2 냉각 판이 TEC(410)에게 눌리어질 수 있고 TEC 열을 히트 파이프 영역에 전달한다. 제2 냉각 판은 히트 파이프들이 작동 모드로 빠르게 진입하는 것을 가능하게 할 수 있다.
적합한 TEC 모듈, 시스템 스택 업(stack up) 및/또는 SW 제어 메커니즘이 TEC(410)가 낮은 전력 소비로 즉시 응답하는 것을 보장할 수 있는 경우, TEC(410)는 더 많은 SOC 성능을 해방시킬 수 있다. 제어 메커니즘은 DTT(dynamic tuning technology) 튜닝과 함께 통합될 수 있다.
제안된 냉각 시스템은 과도적인 온도 상승을 감소시키거나 최소화하고 SOC 발생 파워를 히트 파이프 영역에 즉시 전달할 수 있다.
Tj 온도가 빠르게 상승할 때, TEC(410)는 특정 시간들에서만 인에이블될 수 있다. TEC(410)는 전력을 절약하고 스킨 온도 증가를 회피하기 위해 거의 항상 디스에이블될 수 있다. 제2 냉각 판은 이 스택에서 0.5mm Z 높이를 점유할 수 있다. 시뮬레이션은 제2 냉각 판 영역이 양측에서 더 높은 온도를 갖는다는 것을 보여줄 수 있다. 따라서, 0.2 ~ 0.3mm 추가 공간(예를 들어, 제2 냉각 판과 커버 사이의 갭)이 이러한 스택 및 선택된 TEC(410)에 의해 스킨 온도가 낮게 유지될 수 있는 것을 보장하도록 구현될 수 있다.
도 4b의 예는 팬을 갖는 전자 디바이스(예컨대 능동 냉각 노트북)를 위한 냉각 시스템일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 4c는 전자 디바이스의 냉각 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다. 냉각 시스템은 도 4b와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 제1 히트 파이프(430) 및 제2 히트 파이프(440)가 제1 냉각 판으로부터 히트 싱크(180)로 연장된다. 제1 히트 파이프(430) 및 제2 히트 파이프(440)는 히트 싱크(180)에 열적으로 결합될 수 있다. 또한, 팬(170)은 히트 싱크(180)에 인접하여 위치한다. 팬(180)은 히트 싱크(180)를 통해 또는 히트 싱크(180) 위로 공기를 불어내도록 구성된다.
전자 디바이스의 다양한 추가적인 컴포넌트들이 회로 보드(150) 상에 위치할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 4d는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 시스템은 도 4b와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 그러나, 제2 열 분산 구조물(420)이 TEC(410)의 상단에 배열되지만, 제1 히트 파이프(430) 및 제2 히트 파이프(440)의 상단에는 배열되지 않는다. TEC(410)의 두께는 제1 히트 파이프(430) 및 제2 히트 파이프(440)의 두께보다 작다. 이러한 방식으로, 총 스택 높이가 감소될 수 있다. 제3 히트 파이프(442)가 제2 열 분산 구조물(420)에 열적으로 결합된다. 제3 히트 파이프(442)는 제1 열 분산 구조물(320)로부터 측방향으로 이격된다. 갭이 전자 디바이스의 인클로저(450)(예를 들어, C 커버 또는 D 커버)와 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 위치한다. 이러한 방식으로, 인클로저의 표면 온도가 낮게 유지될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 4e는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 시스템은 도 4d와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 그러나, TEC(410)의 두께는 제1 히트 파이프(430) 및 제2 히트 파이프(440)의 두께보다 크다. 또한, 제3 히트 파이프를 구현하는 대신에, 제2 열 분산 구조물(420)은 열 패드(452)를 통해 인클로저(450)(예를 들어, D 커버)에 열적으로 결합된다. 이러한 방식으로, 냉각 용량이 개선될 수 있다. 열 패드(452)는 제2 열 분산 구조물(420)를 인클로저(450)에 열적으로 결합하기에 적합한 열 전도성 접착제 또는 TIM 또는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다.
제1 열 분산 구조물(320)은 냉각 판(예를 들어, 제1 냉각 판)일 수 있고, 제2 열 분산 구조물(420)은 냉각 판(예를 들어, 제2 냉각 판)일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 4f는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 시스템은 도 4e와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 그러나, 제2 열 분산 구조물(420)이 인클로저(450)에 열적으로 결합되지 않는다. 갭이 전자 디바이스의 인클로저(450)와 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 위치한다. 이러한 방식으로, 인클로저의 표면 온도가 낮게 유지될 수 있다.
제1 열 분산 구조물(320)은 냉각 판(예를 들어, 제1 냉각 판)일 수 있고, 제2 열 분산 구조물(420)은 냉각 판(예를 들어, 제2 냉각 판)일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 4g는 전자 디바이스르르 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 시스템은 도 4a와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 도 4g의 냉각 시스템은 팬이 없는 수동 냉각 시스템일 수 있다. 제1 열 분산 구조물(320)이 제1 금속 판(제1 냉각 판)으로서 구현되고, 제2 열 분산 구조물(420)이 제2 금속 판(제2 냉각 판)으로서 구현된다. 제1 열 분산 구조물(320)은 기판(404) 및 반도체 다이(402)(예를 들어, 다이는 10.6mm의 길이 또는 임의의 다른 길이를 가질 수 있음)를 포함하는 반도체 패키지(예를 들어, SOC 패키지)의 상단에 배열된다. 반도체 패키지는 회로 보드(150)(예를 들어, 마더보드)에 부착된다. TEC(410)는 제1 열 분산 구조물(320)의 표면 상에 배열되고, 제2 열 분산 구조물(420)은 TEC(410)의 상단 상에 배열된다. 열은 반도체 다이(402)로부터 제1 냉각 판 및 TEC(410)를 통해 제2 냉각 판으로 전달될 수 있다. 갭이 전자 디바이스의 인클로저(450)(예를 들어, D 커버)와 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 위치한다.
도 4g의 예는 팬이 없는 저전력 SOC들을 위한 냉각 시스템일 수 있다. 전자 디바이스(예를 들어, 수동 냉각 노트북)는 많아야 12W(또는 많아야 10W)의 TDP를 가질 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 4h는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 시스템은 도 4a와 연계하여 설명된 냉각 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 도 4g의 냉각 시스템은 팬이 없는 수동 냉각 시스템일 수 있다. 제1 열 분산 구조물이 제1 금속 판(제1 냉각 판)으로서 구현되고, 제2 열 분산 구조물(420)이 제2 금속 판(제2 냉각 판)으로서 구현된다. 제1 열 분산 구조물의 일부는 기판(404) 및 반도체 다이(402)(예를 들어, 다이는 10.6mm의 길이 또는 임의의 다른 길이를 가질 수 있음)를 포함하는 반도체 패키지(예를 들어, SOC 패키지)의 상단에 배열된다. 반도체 패키지는 회로 보드(150)(예를 들어, 마더보드)에 부착된다. 제1 열 분산 구조물은 반도체 패키지(402)에 열적으로 결합된 제1 부분(426) 및 제1 부분(426)에 열적으로 연결된 제2 부분(428)을 포함한다. 제1 열 분산 구조물의 제2 부분(428)은 반도체 패키지(402) 옆에 측방향으로 배열된다. 반도체 패키지(402)는 제1 열 분산 구조물의 제1 부분(426)과 제2 부분(428) 사이에 수직으로 위치한다. TEC(410)는 제1 열 분산 구조물의 제2 부분(428)의 표면 상에 배열되고, 제2 열 분산 구조물(420)은 TEC(410)의 상단 상에 배열된다. 열전 냉각기(410)의 수직 연장부가 반도체 패키지(402)의 수직 연장부와 중첩된다. 이러한 방식으로, 매우 얇은 전자 디바이스가 가능해질 수 있다. 열은 반도체 다이(402)로부터 제1 냉각 판 및 TEC(410)를 통해 제2 냉각 판으로 전달될 수 있다. 갭이 전자 디바이스의 인클로저(450)(예를 들어, D 커버)와 제2 열 분산 구조물(420) 사이에 위치한다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
시뮬레이션들은 TEC를 갖는 시스템들이 TEC가 없는 시스템들보다 늦게 최대 접합부 온도 Tj에 도달할 수 있다는 점을 보여줄 수 있다. TEC는 과도 파워를 견디는 데에 더 도움이 되도록 다이 가까이에 배치될 수 있다. 도 4i는 시간에 따른 접합부 온도를 나타내는 다이어그램을 도시한다. 시뮬레이션은 도 4b에 도시된 시스템에 기초할 수 있다. 2개의 히트 파이프(예를 들어, 압축되지 않은 직경 ø8, 1.8mm), 0.5mm 냉각 판 및 TEC(예를 들어, 10.1W 냉각 능력, 1.2COP)가 사용될 수 있다. 열 솔루션 구성이 전체 터보 버짓(budget)에 영향을 줄 수 있다. 상이한 시스템들에서의 변동에 따라, 열 솔루션의 지속 및 과도 능력들이 변할 수 있다. 시뮬레이션 결과는 (TEC 없는) 다른 설계들이 11초 후에 100도에 도달할 수 있는 반면, TEC 솔루션을 갖는 시스템은 18초 후에 100도에 도달할 수 있다는 것을 보여준다. TEC는 Tj 온도 상승을 느리게 하고 7초 터보 시간을 증가시킬 수 있다. TEC는 Tj 스로틀링의 위험을 감소시킬 수 있다. 도 4j는 도 4i에 도시된 다이어그램에 대응하는 시간에 따른 온도차를 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 4k는 전자 디바이스를 냉각하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법(490)은 전자 디바이스의 디바이스 파라미터에 기초하여 열전 냉각기를 활성화하는 단계(492)를 포함한다. 열전 냉각기의 제1 표면은 제1 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 열전 냉각기의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합된다. 제1 열 분산 구조물은 열원에 결합된다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
일부 예들은 개인용 컴퓨터 PC들 상에 TEC(Thermal Electronic Cooler)를 인에이블하는 것에 의한 동적 열 확산 솔루션에 관한 것이다.
고객들이 더 좋은 성능을 요구함에 따라, CPU는 (지속 성능을 위한) PL1 및 (돌발(burst) 성능을 위한) PL2에 대한 전력 한계를 증가시킬 필요가 있을 수 있다. 그러나, CPU가 PL2 고성능 모드에서 보낼 수 있는 시간량은 10초 내에 있을 수 있다. 이는 다른 열 솔루션들이 CPU 발생 파워를 열 솔루션들, 예컨대 히트 파이프 및 핀 냉점 영역으로 즉시 전달하는 데 어려움을 가질 수 있기 때문일 수 있다. 그 결과, CPU Tj 온도(접합부 온도)에 빠르게 도달할 수 있고, 이는 CPU 스로틀링을 트리거하고 이는 CPU 성능을 감소시킨다. 과도 파워를 전달하고 과도 온도 상승을 최소화하는 것이 점점 더 중요해질 수 있다. 시스템 및 열 설계가 시스템-온-칩 SOC 성능을 지속하는 것은 어려울 수 있다.
냉각 판, 베이퍼 챔버, 히트 파이프 및 팬이 열 확산을 위해 사용될 수 있다. 다이로부터의 열은 먼저 냉각 판 또는 베이퍼 챔버로 전달될 수 있고, 그 후 히트 파이프로 전달되고, 최종적으로 핀으로 전달되고 그 후 팬에 의해 냉각될 수 있다. 다이에 가까울수록, 열 솔루션이 더 효과적일 수 있다.
냉각 판(예를 들어, 금속 판)의 두께의 증가는 열 확산을 개선할 수 있고 열 커패시턴스(heat capacitance)를 증가시킬 수 있다. 그러나, 그것은 z 높이를 증가시킬 수 있고 히트 파이프 성능에 영향을 줄 수 있다. 냉각 판 크기는 SOC 크기와 같이 매우 작을 수 있다. 그 결과, 열 능력은 낮고 이는 PL2 과도 파워를 크게 지원하지 못할 수 있다. 일부 설계들은 냉각 판 대신에 베이퍼 챔버를 사용할 수 있다. 열 확산 및 열 커패시턴스는 냉각 판에 비해 더 양호할 수 있다. 응답 속도는 빠를 수 있고 열 용량은 약간 더 높은 PL2 파워에 대해 좋을 수 있지만, 베이퍼 챔버는 히트 파이프 응답 시간에 영향을 줄 수 있고 비용은 높을 수 있다. 히트 파이프는 z 높이를 증가시킬 수 있고 최대 열 전달 용량(Qmax)만을 증가시킬 수 있지만, 응답 시간은 개선되지 않을 수 있다. 팬은 CPU 다이 영역으로부터 멀리 위치할 수 있다. 조기 활성화가 요구될 수 있다. 응답 속도는 이것이 SOC 다이로부터 가장 멀리 떨어져 있기 때문에 언급된 해결책들 중에서 가장 느린 것일 수 있다.
열 전자 냉각기 TEC는 1초 내에 즉시 응답할 수 있다. 따라서, 이것은 과도 응답 Tj 온도 상승에 대해 이용될 수 있다. 이것은 또한 높은 과도 파워를 지원하는 높은 능력을 가질 수 있다. 이것은 방열과 전력 소비의 균형을 맞추기 위해 소프트웨어 SW 알고리즘에 의해 제어될 수 있다. TEC 응답 시간은 가장 빠른 열 솔루션일 수 있다. 이것은 SOC 발생 파워를 히트 파이프 냉각점 내로 즉시 전달할 수 있다. TEC는 PL1 또는 PL2를 더 길게 지속하기 위해 시스템 열 커패시턴스를 증가시킬 수 있다. TEC는 과도 온도 상승을 감소시키거나 최소화할 수 있고, CPU 성능을 최대화하기 위해 SOC를 더 긴 지속가능한 PL2, 심지어 PL2 위의 파워 내에 둘 수 있다. TEC는 동적 튜닝 개념(예를 들어, dynamic tuning technology, DTT)에 통합될 수 있다.
제안된 개념의 양태에 따르면, TEC는 더 많은 SOC 성능을 발휘하도록 높은 과도 파워를 지원하기 위해 PC 시스템 내에 구현될 수 있다. 동일한 접근법이 데스크톱 컴퓨터뿐만 아니라 노트북에도 적용될 수 있다.
다른 SOC 열 확산 솔루션들은 SOC 발생 파워를 전달하기 위해 냉각 판에 히트 파이프를 더한 것을 사용할 수 있고, 그 후 팬 및 핀에 의해 히트 파이프를 냉각하지만, SOC 발생 파워는 느린 응답 시간으로 인해 히트 파이프 내로 즉시 전달되지 않을 수 있다. 팬 및 핀은 ~10초 미만에서 매우 작은 영향을 가질 수 있다. SOC 과도 성능은 열 확산 컴포넌트들과 SOC 다이 사이의 거리에 의해 크게 영향을 받을 수 있다. SOC 다이에 가장 가까운 컴포넌트들이 과도 응답에 가장 유용할 수 있다. 예를 들어, 더 두꺼운 냉각 판 및 더 나은 TIM 재료가 과도 성능을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
TEC는 일부 제한들(예를 들어, 효율, 전력 소비, 두께 등)을 가질 수 있고, 예를 들어, 노트북 시스템들은 제한된 공간 및 전원을 가질 수 있다. 따라서, 적절한 TEC들이 시스템 통합을 위해 선택될 수 있다. TEC의 전력 소비는 매우 높을 수 있어서, 노트북 시스템에서 SOC를 냉각하기 위해 TEC에만 의존하는 것은 가능하지 않을 수 있다. 함께 작동하는 TEC 및 히트 파이프들은 SOC 열을 전달하기 위한 양호한 선택일 수 있다. 따라서 TEC의 냉각 능력은 SOC PL1 파워보다 낮게 선택될 수 있다.
효율은 시스템 설계에 중요한 인자일 수 있다. 작동 전류 및 최대 온도 차이가 더 높은 성능 계수(Coefficient of Performance, COP)를 얻기 위해 고려될 수 있다. 1.0보다 높은 COP가 최대 온도 차이가 대략 30°C보다 작고 작동 전류가 TEC 최대 전류의 10-30%일 때 달성가능할 수 있다. 더 높은 COP를 갖는 적절한 TEC는 많은 전력을 절약할 수 있다.
예를 들어, 노트북 시스템들은 TEC를 통합하기 위한 많은 공간을 갖지 않을 수 있지만, TEC는 SOC 공간을 히트 파이프와 공유할 수 있다. 1.0mm 미만의 TEC 모듈들이 사용될 수 있다. TEC의 작동 온도는 고온측 작동 온도가 히트 파이프 온도(예를 들어, 55도)보다 높도록 선택될 수 있다. 따라서, 일단 TEC가 인에이블되면, 이것은 (예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이) 히트 파이프에 열을 전달하기 위해 제2 냉각 판과 함께 작동할 수 있다.
전력 소비를 개선하거나 최적화하고 성능을 개선하기 위해, 소프트웨어 SW 제어 알고리즘 및 정책이 이용될 수 있다. 이러한 정책은 상이한 작동 조건들에서 플랫폼 전력을 관리하고, TEC를 인에이블/디스에이블하고, 및/또는 전류를 조정할 수 있다. 예를 들어, TEC는 PL2 성능을 보장하기 위해 특정 시간(예를 들어, 10~30초)에 상당한 Tj 온도 증가 조건에서 인에이블될 수 있다. TEC는 또한 더 높은 시스템 열 용량(thermal capacity)을 얻기 위해 시스템의 내측을 냉각하도록 충전 조건 및 낮은 작업부하 상태에서 인에이블될 수 있다.
도 5a는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 구조물(500)은 열원(110)에 의해 야기되는 열을 열 분산 구조물(320)의 중심 영역(또는 중앙 영역)으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성된 열 분산 구조물(320)을 포함한다. 열 분산 구조물(320)은 열 분산 구조물(320)의 제1 측에서 중심 영역에서 열원(110)에 열적으로 결합되도록 구성된다. 또한, 냉각 구조물(500)은 열 분산 구조물(320) 상에 위치한 경계부(510)를 포함한다. 경계부(510)는 열 분산 구조물(320)의 제1 측에서 열 분산 구조물(320)의 중심 영역을 둘러싼다.
중심 영역 주위에 경계부를 제공함으로써, 열원을 위한 공동이 형성될 수 있다. 열원과 냉각 구조물을 열적으로 결합하는 동안 열원과 냉각 구조물 사이에 배열된 TIM은 공동으로부터 탈출하거나 누설되지 못할 수 있고, 따라서 열원과 냉각 구조물 사이에 양호한 장기 접촉이 보장될 수 있다. 또한, 경계부는 열원으로부터의 열을 소산시키는 것을 도울 수 있다.
열 분산 구조물(320)은 열원을 수용하기에 충분히 큰 중심 영역을 가짐으로써 열원(110)과 결합되도록 구성될 수 있다. 열 분산 구조물(320)은 중심 영역에 평면 표면을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 평평한 표면을 갖는 열원(110)(예를 들어, 반도체 다이 또는 반도체 패키지)은 열 분산 구조물(320)과 쉽게 열적으로 결합될 수 있다. 열 분산 구조물(320)의 제1 측은 경계부(510)를 제외하고 평면 표면일 수 있거나 또는 중심 영역 외부에서 중심 영역의 레벨로부터 돌출하는 추가 구조물을 포함할 수 있다.
경계부(510)(또는 측벽들 또는 프레임이라고도 불림)는, 이것이 열 분산 구조물(320)의 중심 영역으로부터 돌출하고 열 분산 구조물(320)의 중심 영역을 둘러싸는 한, 임의의 기하 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 열원(110)이 얇을 수 있으므로(예를 들어, 반도체 다이 또는 반도체 패키지), 경계부(510)는 중심 영역의 표면으로부터 많아야 1mm(또는 많아야 0.8mm 또는 많아야 0.5mm)만큼 돌출할 수 있다. 예를 들어, 경계부(510)에 의해 둘러싸인 영역은 많아야 30mm(또는 많아야 40mm 또는 많아야 20mm 또는 많아야 15mm) 및/또는 적어도 10mm(또는 적어도 15mm 또는 적어도 20mm)의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함할 수 있다. 경계부(510)는 중심 영역을 측방향으로 둘러싸는 벽들을 형성할 수 있다. 벽들은 중심 영역의 표면에 수직으로 연장될 수 있거나 또는 중심 영역의 표면과 벽들 사이의 각도는 많아야 110°(또는 많아야 100°)일 수 있다.
경계부(510)는 열 분산 구조물(320)의 제1측 상에서 열 분산 구조물(320)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 열 분산 구조물(320)은 베이퍼 챔버를 포함하거나 베이퍼 챔버일 수 있고, 경계부(510)는 챔버 벽의 표면 상에 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 경계부(510)는 열 분산 구조물(320)의 제1측에 부착(예를 들어, 접착 또는 납땜)되거나 또는 그 상에 형성(예를 들어, 퇴적)될 수 있다.
열 분산 구조물(320)은 열 버스 또는 열 버스 구조물이라고도 불릴 수 있다. 열 분산 구조물(320)은 적어도 100W/mK(또는 적어도 500W/mK, 적어도 1000W/mK 또는 적어도 1500W/mK)의, 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로의 적어도 한 방향에서의 열 전도율을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 분산 구조물(320)은, 베이퍼 챔버, (예를 들어, 금속 판에 임베딩된) 복수의 히트 파이프, 또는 금속 판(예를 들어, 구리판 또는 알루미늄판)일 수 있거나 이것들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 분산 구조물(320)은 많아야 4mm(또는 많아야 3mm, 많아야 2.5mm 또는 많아야 2mm)의 두께를 포함할 수 있다. 열 분산 구조물(320)은 적어도 60mm(또는 적어도 80mm 또는 적어도 100mm) 및/또는 많아야 150mm(또는 많아야 120mm 또는 많아야 100mm)의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함할 수 있다.
열 분산 구조물(320)의 가장자리 영역은 열 분산 구조물의 가장자리를 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 경계부(510)는 가장자리 영역과 중심 영역 사이에서 측방향으로 열 분산 구조물(320)의 제1측 상에 위치한다.
냉각 구조물(500)은 경계부에 부착된 밀봉 링(seal ring)을 추가로 포함할 수 있다. 밀봉 링은 열원(110)의 캐리어 구조물과 경계부 사이의 갭을 밀봉하도록 구성될 수 있다. 캐리어 구조물은 반도체 다이 또는 회로 보드 또는 열원(110)이 장착되는 또 다른 구조물의 패키지 기판일 수 있다. 이러한 방식으로, 열원(110)에 대해 밀봉된 공동이 획득될 수 있다. 예를 들어, 열원(110)과 열 분산 구조물(320)을 열적으로 결합하기 위해 이용되는 TIM은 밀봉된 공동을 탈출하지 못할 수 있다.
냉각 구조물(500)은 열 분산 구조물(320)의 제2측에 장착된 히트 싱크를 추가로 포함할 수 있다. 히트 싱크는 열 분산 구조물(320)의 제2측에 부착(예를 들어, 접착 또는 납땜)될 수 있다. 예를 들어, TIM은 열 결합을 개선하기 위해 히트 싱크와 열 분산 구조물(320) 사이에 위치할 수 있다. 히트 싱크는 열 분산 구조물(320)에 대향하는 측에 핀들을 포함할 수 있다.
CPU TIM은 제자리에 유지될 수 있고 CPU 다이 공동을 통한 CPU와의 양호한 접촉이 보장될 수 있다. 또한, CPU 다이로부터의 열은 베이퍼 챔버 베이스를 통해 확산될 수 있어서 열이 CPU 다이에 접촉하는 작은 영역만이 아니라 전체 히트 싱크 베이스에 들어가도록 한다. 이러한 방식으로, 열은 더 효율적으로 주변으로 소산될 수 있다. 열 버스는 파워 레벨에 좌우되어 히트 파이프들, 구리 등과 같은 다른 양호한 열 전도 재료들로 만들어질 수 있다.
열원(110)은 동작 동안 열(예를 들어, 폐열)을 발생하도록 구성된 반도체 다이를 포함할 수 있거나 또는 반도체 다이일 수 있다. 폐열은 반도체 다이의 동작 동안 자연스럽게 발생할 수 있다. 집적 회로는 반도체 다이 상에 구현될 수 있다. 반도체 다이는 커버되지 않은 배면을 갖는 베어 다이(bare die) 또는 패키지 재료(예를 들어, 몰드 또는 또 다른 재료)에 의해 커버된 배면을 갖는 패키징된 반도체 다이일 수 있다.
열원(110)은 프로세서(예를 들어, CPU, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서 또는 그래픽 처리 유닛(GPU)), 송신기, 수신기, 송수신기, 전원 및/또는 전압 변환기 또는 다른 집적 회로일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(100)는 태블릿, 랩톱, 노트북, 모바일 폰, 컴퓨터(예를 들어, 개인용 컴퓨터 또는 서버) 또는 또 다른 전자 디바이스일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5b는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 구조물은 도 5a와 연계하여 설명된 냉각 구조물과 유사하게 구현될 수 있다. 열 분산 구조물(320)(열 버스)은 베이퍼 챔버이다. 베이퍼 챔버는 베이퍼 챔버의 제1측에서 중앙 영역을 측방향으로 둘러싸는 경계부(510)를 포함한다. 중앙 영역에서의 베이퍼 챔버의 표면 및 경계부는 열원을 하우징하기 위한 리세스 또는 공동을 함께 한정한다. 예를 들어, 열원은 CPU일 수 있고, 리세스는 CPU 다이를 위한 공동일 수 있다. 경계부는 중앙 영역과 경계를 이루는 수직 측벽들, 수평 상단 표면, 및 상단 표면으로부터 베이퍼 챔버의 가장자리 영역의 표면으로 연장되는 경사 표면을 가질 수 있다. 또한, 밀봉 링(예를 들어, 개스킷 재료)이 경계부의 상단에 부착된다. 밀봉 링은 냉각 구조물을 열원과 결합한 후에 공동을 밀봉할 수 있다. 베이퍼 챔버의 제2측은 히트 싱크를 부착하기 위한 히트 싱크 베이스로서 사용될 수 있다.
도 5b는 베이퍼 챔버를 갖거나 베이퍼 챔버인 열 버스의 예를 도시할 수 있다. 상이한 히트 싱크들 또는 유사한 것(예를 들어, 금속 히트 싱크, 히트 파이프, 또 다른 베이퍼 챔버, 액체 냉각 시스템 또는 TEC)이 열 버스에 의해 탑재되거나 또는 열 버스의 상단 표면에 부착될 수 있다. 열 버스는 베어 다이 CPU에 부착될 수 있다. 열 확산은 IHS(Integrated Heat Spreader)보다 양호할 수 있다. 밀봉 링을 갖는 CPU 다이 공동이 TIM 누설을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 열 버스는 CPU 패키지에 통합되지 않을 수 있다. 열 버스는 유연하며, 탈착가능하며, 맞춤화될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5c는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략 저면도를 도시한다. 냉각 구조물은 도 5b와 연계하여 설명된 냉각 구조물의 저면도를 보여줄 수 있다.
도 5c는 베어 다이 패키지 및 히트 싱크 조립체를 갖는 열 버스의 사용을 도시할 수 있다. 열 버스 상의 CPU 공동은 특히 액체 금속 TIM에 대해 CPU TIM을 제자리에 유지할 수 있고, 열 버스와 CPU 다이 표면 사이의 양호한 접촉을 보장할 수 있다. 또한, CPU 다이의 측들을 통한 열 경로가 냉각을 약간 개선할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5d는 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 구조물은 도 1f 및/또는 도 5a와 연계하여 설명된 냉각 구조물과 유사하게 구현될 수 있다. 베이퍼 챔버는 히트 싱크(180)와 반도체 다이(402) 사이에 통합된다. 베이퍼 챔버는 TIM을 통해 반도체 다이(402)의 배면에 열적으로 결합된다. 반도체 다이(예를 들어, CPU)는 기판(예를 들어, CPU 기판)에 부착되고, 기판은 소켓(506)에 부착된다. 인터커넥트들이 반도체 다이(402)와 기판(404) 사이에 그리고 기판(404)과 소켓(506) 사이에 위치한다. 반도체 다이(402), 기판(404) 및 소켓(506)은 회로 보드(150)(예를 들어, 시스템 PCB)에 장착된 반도체 디바이스를 형성할 수 있다. 반도체 디바이스는 기판의 가장자리 영역에서 맞물릴 수 있는 접속 구조물(508)(예를 들어, 로드 판)을 통해 회로 보드에 고정될 수 있다. 회로 보드(150)는 전자 디바이스의 인클로저(140)에 연결된다. 팬은 히트 싱크(180)를 통해 또는 히트 싱크(180) 위로 공기를 불어내기 위해 히트 싱크(180) 부근에 위치할 수 있다.
예를 들어, 베이퍼 챔버는 도 5a 및/또는 5b와 연계하여 설명된 바와 같은 냉각 구조물의 열 분산 구조물(320)일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5e는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 구조물은 도 5a와 연계하여 설명된 냉각 구조물과 유사하게 구현될 수 있다. 열 분산 구조물(320)은 열 분산 구조물(320)의 상단 측에 부착된 히트 싱크(180)를 포함한다. 열 분산 구조물(320)의 하단 측은 열원(110)에 열적으로 결합된다. 또한, 팬(170)은 히트 싱크(180)의 상단에 장착된다. 열원(110)뿐만 아니라 열 분산 구조물(320), 히트 싱크(180) 및 팬(170)은 회로 보드(150)에 의해 탑재된다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5f는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다. 도 5f는 도 5e의 냉각 구조물의 일부의 확대 단면도를 도시할 수 있다. 히트 싱크(180)가 TIM 층에 의해 열 분산 구조물(320)의 상단 측에 열적으로 결합된다. 공동 벽들(예를 들어, 경계부)이 열 분산 구조물(320)의 하단 측에 위치하여 TIM에 의해 열 분산 구조물(320)에 열적으로 결합된 반도체 다이(402)를 측방향으로 둘러싼다. 다이(402)는 기판(404)에 장착되고, 기판은 소켓(506)에 장착된다. 소켓(506)은 회로 보드(150)에 부착된다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5g는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 구조물은 도 5a 및/또는 도 5b와 연계하여 설명된 냉각 구조물과 유사하게 구현될 수 있다. 도 5b와 비교하여, 열 분산 구조물(320)이 금속 판에 임베딩된 복수의 히트 파이프에 의해 구현된다. 히트 파이프들은 서로 평행하게 배열된다. 히트 파이프들은 어느 한 측에서의 열 분산 구조물(320)의 제1 가장자리 영역으로부터 대향 측에서의 열 분산 구조물(320)의 제2 단부 영역으로 연장된다.
도 5g는 히트 파이프들을 갖는 열 버스의 예를 도시할 수 있다. 열 분산 구조물(320)의 상단 측은 히트 싱크를 부착하기 위한 열 버스 베이스를 제공할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5h는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략적인 저면도를 도시한다. 도 5h의 냉각 구조물은 도 5g와 연계하여 설명된 냉각 구조물의 저면도를 도시할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5i는 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물의 개략적인 단면을 도시한다. 냉각 구조물은 도 5a 및/또는 도 5b와 연계하여 설명된 냉각 구조물과 유사하게 구현될 수 있다. 도 5b와 비교하여, 열 분산 구조물(320)은 금속 판(예를 들어, 냉각 판)에 의해 구현된다.
도 5i는 금속 판을 갖는 열 버스 개념의 예를 도시할 수 있다. 열 분산 구조물(320)의 상단 측은 히트 싱크를 부착하기 위한 열 버스 베이스를 제공할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5j는 전자 디바이스의 냉각 구조물의 개략 저면도를 도시한다. 도 5j의 냉각 구조물은 도 5i와 연계하여 설명된 냉각 구조물의 저면도를 도시할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5k는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다. 전자 디바이스(580)는 반도체 다이(402) 및 반도체 다이(402)에 의해 야기된 열을 열 분산 구조물(320)의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성된 열 분산 구조물(320)을 포함하는 냉각 구조물을 포함한다. 열 분산 구조물(320)은 열 분산 구조물(320)의 제1 측에서 중심 영역에서 반도체 다이(402)에 열적으로 결합된다. 또한, 베어 반도체 다이(402)는 열 계면 재료를 통해 열 분산 구조물(320)에 열적으로 직접 결합된다.
베어 다이를 열 분산 구조물(예를 들어, 베이퍼 챔버)에 직접 결합함으로써, 스택 높이는 매우 낮을 수 있고 및/또는 열 전달이 개선될 수 있다. 이러한 방식으로, 매우 얇은 디바이스들이 인에이블될 수 있다.
예를 들어, 열 분산 구조물(320)은 베이퍼 챔버일 수 있고, 반도체 다이(402)의 배면 표면과 베이퍼 챔버의 공동 사이의 거리는 많아야 1mm(또는 많아야 0.8mm 또는 많아야 0.6mm, 예를 들어, 0.1mm TIM 및 0.5mm VC 챔버 벽)일 수 있다.
예를 들어, 반도체 다이(402)는 중앙 처리 유닛, 그래픽 처리 유닛 또는 또 다른 마이크로프로세서일 수 있거나 또는 이것을 포함할 수 있다. 반도체 다이(402)는 적어도 60W(또는 적어도 100W, 적어도 120W 또는 적어도 150W)의 열 설계 전력 및/또는 최대 전력 소비를 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 분산 구조물(320)이 단지 금속 판인 경우, 반도체 다이(402)는 적어도 60W 및/또는 많아야 100W의 열 설계 전력 및/또는 최대 전력 소비를 포함할 수 있다. 열 분산 구조물(320)이 복수의 히트 파이프를 포함하는 경우, 반도체 다이(402)는 적어도 90W 및/또는 많아야 140W의 열 설계 전력 및/또는 최대 전력 소비를 포함할 수 있다. 열 분산 구조물(320)이 베이퍼 챔버를 포함하는 경우, 반도체 다이(402)는 적어도 120W(또는 적어도 140W 또는 적어도 160W)의 열 설계 전력 및/또는 최대 전력 소비를 포함할 수 있다.
열 계면 재료는 열 그리스(thermal grease) 또는 액체 금속일 수 있다. 열 계면 재료는 반도체 다이(402)의 배면 표면 전체에 걸쳐 양호한 열 접촉을 가능하게 하기 위해 반도체 다이(402)의 배면 표면 및/또는 열 분산 구조물(320)의 표면의 불균일성을 보상할 수 있다. 열 계면 재료는 많아야 0.25mm(또는 많아야 0.2mm 또는 많아야 0.15mm)의 최대 두께를 포함할 수 있다.
냉각 구조물은 도 5a와 연계하여 설명된 바와 같이 구현될 수 있고 및/또는 위에서 또는 아래에서 언급된 예들 중 하나로 설명된 바와 같은 열 분산 구조물(320)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 열 분산 구조물(320)은 경계부 및 경계부에 부착된 밀봉 링을 포함할 수 있다. 밀봉 링은 반도체 다이(402)의 패키지 기판과 경계부 사이의 갭을 밀봉할 수 있다.
또한, 전자 디바이스(580)는 회로 보드를 포함할 수 있다. 반도체 다이(402)는 회로 보드 상에 배열될 수 있다.
또한, 전자 디바이스(580)는 열 분산 구조물(320) 상에 장착된 히트 싱크를 향해 공기를 불어내도록 구성된 팬을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(100)는 태블릿, 랩톱, 노트북, 모바일 폰, 컴퓨터(예를 들어, 개인용 컴퓨터 또는 서버) 또는 또 다른 전자 디바이스일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 5l은 냉각 구조물을 형성하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법(590)은 열원에 의해 야기되는 열을 열 분산 구조물의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성된 열 분산 구조물을 제공하는 단계(592)를 포함한다. 열 분산 구조물은 열 분산 구조물의 제1 측에서 중심 영역에서 열원과 열적으로 결합되도록 구성된다. 또한, 방법(590)은 열 분산 구조물 상에 경계부를 형성하거나 부착하는 단계(594)를 포함한다. 경계부는 열 분산 구조물의 제1 측에서 열 분산 구조물의 중심 영역을 둘러싼다.
또한, 방법(590)은 열 분산 구조물의 제2 측 상에 히트 싱크를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
일부 예들은 베어 다이 CPU를 위한 열 버스를 갖는 스플릿-스택(split-stack) 열 솔루션에 관한 것이다. 예를 들어, 열 버스(예를 들어, VC, 히트 파이프들의 어레이 또는 금속 판)를 이용하여, 베어 다이와의 열 솔루션의 접촉을 개선할 수 있으며, 이는 실리콘의 더 높은 성능이라는 결과를 낳을 수 있다. 열 버스는 다이와 히트 싱크 사이에 브리지를 제공할 수 있다. (예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이) TIM의 누설을 방지하는 밀봉 링이 통합될 수 있다. 열 버스는 실리콘 성능 목표 및 비용에 좌우되어 상이한 히트 싱크 열 솔루션들을 부착하기 위한 유연성을 제공할 수 있다. 열 솔루션의 성능은 더 나은 접촉으로 향상될 수 있어서 더 높은 성능이라는 결과를 낳을 수 있다.
예를 들어, 베어 다이는 고성능 열 솔루션의 직접 부착을 가지며 구현될 수 있다. 열 버스는 베어 다이와 히트 싱크 사이의 어댑터처럼 작동할 수 있다. 열 버스는 IHS보다 다이에의 적절한 접촉 및 다이로부터 히트 싱크로의 더 나은 열 확산을 제공할 수 있다. 열 버스는, (예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이) 히트 파이프 또는 베이퍼 챔버가 임베딩된, 알루미늄, 구리와 같은 상이한 재료들로 만들어질 수 있다. 밀봉 링은 TIM이 누설되는 것을 방지할 수 있다. 재료 선택들을 갖는 상이한 유형들 및 크기의 히트 싱크들이 열 버스에 부착될 수 있다. 이러한 유연성은 상이한 성능 레벨들, 시스템 스택-업(stack-up)들 및 비용들에 대한 옵션들을 제공할 수 있다. 시뮬레이션들은 열 버스 사용을 위해 VC 및 평평한 히트 싱크(평평한 배면)를 포함하지만 페디스털이 없는 열 버스를 갖는 구현이 페디스털을 갖는 베이퍼 챔버 히트 싱크와 비교해 개선된 냉각을 제공할 수 있음을 보여줄 수 있다. 액체 금속이 열 그리스 대신에 TIM으로서 사용되면, 냉각 성능이 더 개선될 수 있다. 열 버스의 사용은 CPU TIM이 열 그리스인 것에 대해 접합부 온도와 주변 온도 사이의 온도 차이를 10% 초과만큼 또는 CPU TIM이 액체 금속인 것에 대해 15% 초과만큼 개선할 수 있다.
IHS(Integrated Heat Spreader)를 갖는 다른 데스크톱 CPU들은 히트 파이프들 및 베이퍼 챔버를 사용하여 고성능을 달성하는데 있어서 병목현상에 부딪칠 수 있다. 일부 솔루션들은 실리콘 다이와 적절한 접촉을 이루고 또한 실리콘 및 로딩 메커니즘 주위의 맞닿은 컴포넌트들과의 간섭을 피하기 위해 페디스털을 필요로 할 수 있다. 페디스털은 다이로부터 히트 싱크 베이스로의 열 확산을 덜 효율적으로 만들 수 있다. 이러한 솔루션들은 실리콘 다이로부터 열을 효과적으로 제거하지 못할 수 있어서, 더 낮은 성능을 초래한다. 또한, 페디스털과 같은 추가적인 컴포넌트들로 인한 더 높은 비용, 및 실리콘 주위의 컴포넌트 배치를 위한 더 적은 유연성은 바람직하지 않을 수 있다.
일부 예들은 전자 디바이스의 인클로저 내부의 열원에 열적으로 결합된 열 분산 구조물을 포함하는 냉각 시스템에 관한 것이다. 열 분산 구조물은 인클로저의 내부로부터 인클로저의 외부로 연장된다.
열 분산 구조물은 박판 열 확산기(laminar heat spreader) 또는 베이퍼 챔버, 히트 파이프 또는 금속 판일 수 있다. 박판 열 확산기는 흑연 시트, 그래핀 시트 또는 금속 포일일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다. 인클로저는 개구를 포함할 수 있고, 열 분산 구조물은 내부로부터 개구를 통해 외부로 연장된다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6a는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다. 전자 디바이스(100)는 인클로저(140) 및 인클로저(140) 내부의 열원(110)에 열적으로 결합된 박판 열 확산기(610)를 포함한다. 박판 열 확산기(610)는 인클로저(140)의 내부로부터 인클로저(140)의 외부로 연장된다.
디바이스 내부로부터 외부로 연장되는 박판 열 전도 구조물을 사용함으로써, 열은 내부로부터 외부로 효율적으로 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 전자 디바이스의 냉각 능력이 상당히 증가될 수 있다.
박판 열 확산기(610)는 높은 열 전도율을 갖는 재료 또는 화합물로 된 얇은 층 또는 복수의 얇은 층일 수 있다. 박판 열 확산기(610)는 두께보다 상당히 더 큰 측방향 연장부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 길이 및/또는 폭은 박판 열 확산기(610)의 최대 또는 평균 두께보다 적어도 100배(또는 적어도 500배 또는 적어도 1000배) 더 클 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)의 최대 또는 평균 두께는 많아야 1mm(또는 많아야 0.6mm 또는 많아야 0.2mm)일 수 있다. 박판 열 확산기(610)는 충분한 정도로 유연하고, 구부릴 수 있고 및/또는 탄성변형 가능할 수 있어서, 박판 열 확산기(610)가 디바이스 내부로부터 외부로 뻗어갈 수 있도록 한다. 박판 열 확산기(610)는 박판 열 확산기(610)를 따라 적어도 한 방향에서 적어도 100W/mK(또는 적어도 500W/mK 또는 적어도 1000W/mK)의 열 전도율을 가질 수 있다. 박판 열 확산기(610)는 사용된 재료에 좌우되어 등방성 또는 이방성 열 전도율을 가질 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)는 하나 이상의 흑연 시트, 또는 하나 이상의 금속 포일(예를 들어, 알루미늄 포일 또는 구리 포일)을 포함할 수 있다.
인클로저(140)(또는 섀시)는 전자 디바이스(100)의 하우징일 수 있거나 또는 하우징의 일부일 수 있다. 예를 들어, 인클로저(140)는 전자 디바이스의 배면 커버, 측면 커버 및/또는 전면 커버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인클로저(140)는 태블릿 또는 모바일 폰의 측면 커버 부분들을 포함하는 배면 커버를 포함할 수 있는 한편, 전면은 터치 스크린에 의해 커버된다. 터치 스크린은 인클로저(140)의 일부로서 식별될 수 있거나 또는 전자 디바이스(100)의 전면에서 전자 디바이스(100)의 하우징의 일부를 형성하도록 인클로저(140)에 연결될 수 있다.
인클로저(140)는 개구(예를 들어, 슬롯 또는 슬릿)를 포함할 수 있고, 박판 열 확산기(610)는 내부로부터 개구를 통해 외부로 연장될 수 있다. 개구는 전자 디바이스(100)의 배면 또는 전자 디바이스(100)의 측면에 위치한 인클로저(140)의 일부에서 또는 인클로저(140)의 배면 부분(예를 들어, 배면 커버)과 측면 부분 사이에서 구현될 수 있다. 개구는 적어도 290mm(또는 적어도 5cm, 적어도 20cm, 적어도 10cm 또는 적어도 15cm)의 길이 및/또는 많아야 2mm(또는 많아야 1.5mm 또는 많아야 1mm)의 폭을 포함할 수 있다.
외부에서의 박판 열 확산기(610)의 구현, 통합 또는 연결에 좌우되어, 박판 열 확산기(610)는 개구의 영역에서 및/또는 전자 디바이스 외부에서 반복적으로 변형될 수 있다. 반복된 변형으로 인한 손상들로부터 박판 열 확산기(610)를 보호하기 위해, 하나 이상의 추가 층이 적어도 개구의 영역에서 박판 열 확산기(610)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)는 개구의 영역에서 보호 층에 의해 커버될 수 있다. 보호 층은 플라스틱 또는 금속 층(예컨대, 알루미늄 층 또는 니켈-티타늄-합금 층)일 수 있거나 또는 플라스틱 또는 금속을 포함할 수 있다. 보호 층은 접착제에 의해 박판 열 확산기(610)에 부착될 수 있다. 보호 층은 박판 열 확산기(610)를 적어도 개구 전의 5mm로부터 개구 후의 적어도 5mm까지 커버할 수 있거나 또는 개구 내의 박판 열 확산기(610)만을 커버할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 보호 층은 전자 디바이스(100) 외부의 영역들에서 박판 열 확산기(610)를 커버할 수 있는데, 이것들은 손상들로부터 박판 열 확산기(610)를 보호하기 위해 사용자에게 접근 가능하다.
또한, 보호 층은 개구의 영역에서 커버 층에 의해 커버될 수 있다. 커버 층은 마이크로섬유 층일 수 있거나 또는 마이크로섬유 재료를 포함할 수 있다. 커버 층은 박판 열 확산기(610)를 추가로 보호할 수 있다. 커버 층은 보호 층에 부가하여 또는 보호 층에 대안적으로 구현될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 커버 층은 전자 디바이스(100) 외부의 영역들에서 보호 층 또는 박판 열 확산기(610)를 커버할 수 있고, 이것들은 박판 열 확산기(610)가 뜨거워질 때, 손상들로부터 박판 열 확산기(610)를 보호하기 위해 및/또는 박판 열 확산기(610)를 터치하는 것으로부터 사용자를 보호하기 위해 사용자에게 접근 가능하다.
박판 열 확산기(610)는 (예를 들어, 열 전도성 접착제 또는 TIM을 통해) 열원(110)에 직접적으로 열적으로 결합될 수 있거나 또는 그 사이의 열 분산 구조물을 이용하여 간접적으로 그렇게 될 수 있다. 열 분산 구조물은 제1 측에서 열원(110)에 열적으로 결합될 수 있고, 박판 열 확산기(610)는 열 분산 구조물의 제2 측에 열적으로 결합될 수 있다. 열 분산 구조물은 금속 판, 히트 파이프 또는 베이퍼 챔버 중 적어도 하나일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다. 열 분산 구조물은 많아야 4mm(또는 많아야 3mm, 많아야 2.5mm 또는 많아야 2mm)의 두께를 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 분산 구조물은 적어도 60mm(또는 적어도 100mm 또는 적어도 150mm)의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함할 수 있다.
인클로저(140)의 외부로 연장되는 박판 열 확산기(610)의 외부 부분은 인클로저의 외부 표면에 부착될 수 있다. 박판 열 확산기(610)의 외부 부분은 보호 층 및/또는 커버 층 및/또는 소프트 커버에 의해 커버될 수 있다.
예를 들어, 전자 디바이스(100)는 인클로저(140)에 연결된 받침대(kickstand)를 추가로 포함할 수 있다. 박판 열 확산기(610)의 외부 부분은 인클로저(140)와 받침대 사이에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)의 외부 부분은 받침대 배후의 인클로저(140)에 부착될 수 있거나 또는 받침대(예를 들어, 받침대의 배면)에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 박판 열 확산기(610)는 인클로저(140)와 받침대 사이의 공간에서의 손상들로부터 보호될 수 있다. 또한, 사용자가 인클로저(140)와 받침대 사이의 공간을 붙잡을 가능성이 있을 것 같지 않게 된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 인클로저(140) 외부에 위치하는 박판 열 확산기(610)의 일부는 키보드의 배면을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)의 일부는 키보드와 보호 층 및/또는 커버 층 및/또는 소프트 커버 사이에 샌드위치될 수 있다.
박판 열 확산기(610)는 전자 디바이스(100) 내부에서 인클로저에서의 개구로부터 박판 열 확산기(610)에 열적으로 결합되는 전자 디바이스(100)의 하나 이상의 열원의 부근까지 연장될 수 있다. 예를 들어, 인클로저 내부에 위치한 박판 열 확산기(610)의 일부는 인클로저(140)와 전자 디바이스(100)의 배터리 사이에서 열원(110)을 향해 연장된다.
열원(110)은 동작 동안 열(예를 들어, 폐열)을 발생하도록 구성된 반도체 다이를 포함할 수 있거나 또는 반도체 다이일 수 있다. 폐열은 반도체 다이의 동작 동안 자연스럽게 발생할 수 있다. 집적 회로는 반도체 다이 상에 구현될 수 있다. 반도체 다이는 커버되지 않은 배면을 갖는 베어 다이(bare die) 또는 패키지 재료(예를 들어, 몰드 또는 또 다른 재료)에 의해 커버된 배면을 갖는 패키징된 반도체 다이일 수 있다.
열원(110)은 프로세서(예를 들어, CPU, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서 또는 그래픽 처리 유닛(GPU)), 송신기, 수신기, 송수신기, 전원 및/또는 전압 변환기 또는 다른 집적 회로일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(100)는 태블릿, 모바일 폰, 분리가능 전자 디바이스 또는 또 다른 전자 디바이스일 수 있다.
박판 열 확산기(610)의 통합은 수동 냉각 시스템을 갖는 저 전력 디바이스들의 냉각 능력의 개선을 상당한 정도로 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(100)는 많아야 25W(또는 많아야 20W, 많아야 15W 또는 많아야 30W) 및/또는 적어도 5W(또는 적어도 10W 또는 적어도 15W)의 열 설계 전력을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(100)는 팬 없이 (예를 들어, 수동 냉각 디바이스로서) 구현될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6b는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다. 전자 디바이스는 도 6a와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 베이퍼 챔버(120)가 베이퍼 챔버(120)의 제1 측에서 페디스털을 포함하거나 또는 페디스털과 열적으로 결합된다. 페디스털은 베이퍼 챔버(120)의 제1 측에서 챔버 벽 상에 일체로 형성된 금속 부분일 수 있거나 또는 베이퍼 챔버(120)의 챔버 벽에 부착된 금속 판일 수 있다. 페디스털은 TIM을 통해 반도체 패키지(602)(또는 반도체 다이)의 배면과 열적으로 결합된다. 반도체 패키지는 기판(404)에 부착되고, 기판(404)은 회로 보드(150)(예를 들어, PCB)에 장착된다. 회로 보드(150)는 전자 디바이스의 인클로저(140)(예를 들어, 배면 커버)에 연결된다. 박판 열 확산기의 제1 부분(612)은 베이퍼 챔버(120)의 제2 측에 부착되고, 베이퍼 챔버(120)로부터 인클로저(140)에서의 개구(604)로 연장된다. 박판 열 확산기의 제2 부분(614)은 인클로저(140)의 내부 표면에 부착되고, 인클로저(140)와 회로 보드(150) 사이 내로부터 개구(604)로 연장된다. 박판 열 확산기의 제3 부분(616)은 받침대(640)의 배면에 부착되고, 받침대(640)로부터 개구(604)로 연장된다. 이러한 방식으로, 열은 (예를 들어, 박판 열 확산기를 따른 온도 분포에 좌우되어) 박판 열 확산기의 제1 부분(612)으로부터 박판 열 확산기의 제2 부분(614) 및 제3 부분(616)으로, 또는 박판 열 확산기의 제1 및 제2 부분(612, 614)으로부터 박판 열 확산기의 제3 부분(616)으로 전달될 수 있다.
또한, 받침대 힌지(642)가 받침대가 열리고 닫힐 수 있도록 구성될 수 있다. 받침대 힌지(642)는 개구(604)에 근접하여 위치한다. 추가적으로, 배터리는 전자 디바이스 내부에 위치한다.
인클로저(140)는 배면 커버 및 전자 디바이스의 하우징의 일체로 형성된 측벽들을 포함한다. 하우징의 전면은 커버 유리 및 디스플레이(620)(예를 들어, 터치 스크린)에 의해 형성된다.
박판 열 확산기(610)는 흑연 시트들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 흑연 시트는 인클로저(140)와 회로 보드(150) 사이 내로부터 개구(604)를 통해 받침대(640)로 연장될 수 있다. 제2 흑연 시트는 베이퍼 챔버(120)로부터 제1 흑연 시트로 연장될 수 있고, (예를 들어, 열 전도성 접착제에 의해) 제1 흑연 시트에 열적으로 결합된다.
예를 들어, 합성 흑연 시트 스프레드(synthetic graphite sheet spread)는 열 솔루션의 상단으로부터 받침대(640)로 연장될 수 있고, 외부 접촉부로부터의 패브릭에 의해 고정될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6c는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다. 전자 디바이스는 도 6a와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 베이퍼 챔버(120)가 베이퍼 챔버(120)의 제1 측에서 페디스털을 포함하거나 또는 페디스털과 열적으로 결합된다. 페디스털은 베이퍼 챔버(120)의 제1 측에서 챔버 벽 상에 일체로 형성된 금속 부분일 수 있거나 또는 베이퍼 챔버(120)의 챔버 벽에 부착된 금속 판일 수 있다. 페디스털은 TIM을 통해 반도체 패키지(602)(또는 반도체 다이)의 배면과 열적으로 결합된다. 반도체 패키지는 기판(404)에 부착되고, 기판(404)은 회로 보드(150)(예를 들어, PCB)에 장착된다. 회로 보드(150)는 전자 디바이스의 인클로저(140)(예를 들어, 배면 커버)에 연결된다. 박판 열 확산기(610)의 제1 부분은 베이퍼 챔버(120)의 제2 측에 부착되고, 베이퍼 챔버(120)로부터 인클로저(140)에서의 개구(604)로 연장된다. 박판 열 확산기(610)의 제2 부분은 전자 디바이스 외부의 커버(670)(예를 들어, 소프트 커버)에 부착된다. 박판 열 확산기(610)의 제2 부분은 개구(604)로부터 커버(670)를 따라 키보드(650)와 커버(670) 사이에 위치한 부분까지 연장된다.
인클로저(140)는 배면 커버 및 전자 디바이스의 하우징의 일체로 형성된 측벽들을 포함한다. 하우징의 전면은 커버 유리 및 디스플레이(620)(예를 들어, 터치 스크린)에 의해 형성된다. 개구는 배면 커버와 측벽 사이의 가장자리에 위치한다.
예를 들어, 도 6c는 12.3" 태블릿 디바이스를 도시할 수 있다. 흑연이 열 솔루션의 상단으로부터 추가된 액세서리(예를 들어, 키보드)로 확산된다. 예를 들어, 합성 흑연 시트 스프레드(synthetic graphite sheet spread)는 열 솔루션의 상단으로부터 소프트 커버 상의 키보드로 연장된다. 예를 들어, 소프트 커버는 태블릿에 부착되고 분리될 수 없다.
흑연에 의한 교차 확산을 제외하고 동일한 열 솔루션을 갖는 태블릿과 비교해, SOC에 대한 냉각 능력은 15% 초과만큼 개선될 수 있다. 예를 들어, 9W TDP를 갖는 SOC 대신에 10.5W TDP를 갖는 SOC가 사용될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6d는 전자 디바이스의 개략적인 단면을 도시한다. 커버는 도 6i와 연계하여 설명된 커버와 유사하게 구현될 수 있다. 커버는 박판 열 확산기(610)의 제1 측에 부착된 박판 캐리어(692)(예를 들어, 소프트 커버)를 포함한다. 키보드(650)는 박판 열 확산기(610)의 제2 측 상의 박판 열 확산기(610)의 제1 부분에 부착된다. 전자 디바이스(예를 들어, 태블릿)가 박판 열 확산기(610)의 제2 측 상의 박판 열 확산기(610)의 제2 부분에 부착가능하다.
도 6c에 도시된 구현과 비교하여, 박판 열 확산기(610)가 커버의 일부이고 전자 디바이스의 내부로 연장하지 않기 때문에, 전자 디바이스는 커버로부터 분리될 수 있다.
예를 들어, 도 6d는 12.3" 태블릿 디바이스를 도시할 수 있다. 흑연은 소프트 커버 상에 확산된다(예를 들어, 소프트 커버는 분리 가능하다). 예를 들어, 합성 흑연 시트 스프레드(synthetic graphite sheet spread)가 키보드를 갖는 소프트 커버 상에 배열될 수 있다. 태블릿은 소프트 커버로부터 쉽게 분리될 수 있다.
동일한 열 솔루션을 갖지만 흑연에 의한 교차 확산을 갖는 소프트 커버가 없는 태블릿과 비교하여, SOC에 대한 냉각 능력은 10% 초과만큼 개선될 수 있다. 예를 들어, 9W TDP를 갖는 SOC 대신에 10W TDP를 갖는 SOC가 사용될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6e는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 6b와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 박판 열 확산기(610)가 베이퍼 챔버(120)로부터 받침대(640)의 배면으로 연장된다.
예를 들어, 도 6e는 12.3" 태블릿 디바이스를 도시할 수 있다. 흑연은 열 솔루션의 상단으로부터 받침대로 퍼져 있다.
흑연에 의한 교차 확산을 제외하고 동일한 열 솔루션을 갖는 태블릿과 비교하여, SOC에 대한 냉각 능력은 20% 초과만큼 개선될 수 있다. 예를 들어, 9W TDP를 갖는 SOC 대신에 11W TDP를 갖는 SOC가 사용될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6f는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 6e와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 또한, 박판 열 확산기(610)가 받침대(640)의 배면에서 보호 층 및/또는 커버 층(644)에 의해 커버된다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6g는 전자 디바이스의 개략도를 도시한다. 전자 디바이스는 도 6e와 연계하여 설명된 전자 디바이스와 유사하게 구현될 수 있다. 도 6g는 개구(604)를 포함하는 인클로저의 부분의 상세 단면을 도시한다. 인클로저는 받침대를 위한 리세스를 포함하여 받침대가 닫힌 경우 전자 디바이스의 배면이 실질적으로 평평하도록 한다. 개구(604)는, 받침대(640)가 닫힌 경우, 리세스의 하단을 형성하는 인클로저의 일부와 받침대(640)와 평면을 이루는 전자 디바이스의 배면의 일부를 형성하는 인클로저의 일부 사이의 리세스의 가장자리에 위치한다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6h는 박판 열 확산기의 일부의 개략적인 단면을 도시한다. 박판 열 확산기(610)는 도 6a와 연계하여 설명된 전자 디바이스 또는 도 6i와 연계하여 설명된 커버에 통합될 수 있다.
박판 열 확산기(610)는 흑연 시트일 수 있고, 박판 열 확산기(610) 또는 전체 박판 열 확산기(610)의 일부(예를 들어, 작업 구역)는 보호 층(694) 및 커버 층(696)에 의해 커버된다. 커버 층(696)은 마이크로섬유 층(microfiber layer)(예를 들어, 알칸트라)일 수 있다.
도 6h에 도시된 구현은 반복된 변형으로 인한 손상을 피하기 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, 확산 메커니즘은, 예를 들어, 리빙 힌지들(living hinges)에 사용되는, 니티놀(Nitinol)(예를 들어, 니켈 티타늄 합금) 또는 얇은 플라스틱 층(예를 들어, 폴리프로필렌)일 수 있는 0.15mm 최대 두께를 갖는 보호 층들에 의해 작업 구역에서 본딩되는, 700W/mK 초과의 전도율을 갖는 대략 0.1mm 두께의 흑연 시트를 수반할 수 있다. 이 영역은 내구성 및 얼룩 내성을 제공할 수 있는 마이크로섬유 재료(예를 들어, 알칸트라)에 의해 커버된다. 보호 층은 물리적 손상으로부터 확산기를 보호할 수 있을 뿐만 아니라 고온 면이 사용자와 접촉하지 않는 것을 보장할 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6i는 전자 디바이스용 커버의 개략적인 단면을 도시한다. 커버(690)는 적어도 100W/mK의 적어도 한 방향으로의 열 전도율을 갖는 박판 열 확산기(610)를 포함한다. 또한, 커버(690)는 박판 캐리어(692)를 포함한다. 박판 열 확산기(610)는 박판 캐리어(692)에 부착된다.
전자 디바이스용 커버에 박판 열 확산기를 구현함으로써, 전자 디바이스의 냉각이 개선될 수 있다. 이러한 방식으로, 전류 소비가 감소될 수 있고 및/또는 고성능 모드에서 동작하기 위해 이용가능한 최대 시간이 증가될 수 있다.
박판 열 확산기(610)는 높은 열 전도율을 갖는 재료 또는 화합물로 된 얇은 층 또는 복수의 얇은 층일 수 있다. 박판 열 확산기(610)는 두께보다 상당히 더 큰 측방향 연장부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 길이 및/또는 폭은 박판 열 확산기(610)의 최대 또는 평균 두께보다 적어도 100배(또는 적어도 500배 또는 적어도 1000배) 더 클 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)의 최대 또는 평균 두께는 많아야 1mm(또는 많아야 0.6mm 또는 많아야 0.2mm)일 수 있다. 박판 열 확산기(610)는 충분한 정도로 유연하고, 구부릴 수 있고 및/또는 탄성변형 가능할 수 있어서 커버(690)가 반복적으로 개방 및 폐쇄될 수 있도록 한다. 박판 열 확산기(610)는 박판 열 확산기(610)를 따라 적어도 한 방향에서 적어도 100W/mK(또는 적어도 500W/mK 또는 적어도 1000W/mK)의 열 전도율을 가질 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)는 하나 이상의 흑연 시트, 하나 이상의 그래핀 시트 또는 하나 이상의 금속 포일(예를 들어, 알루미늄 포일 또는 구리 포일)을 포함할 수 있다.
박판 캐리어(692)는 박판 열 확산기(610)의 제1 측에서 전체 표면을 커버할 수 있다. 박판 캐리어(692)는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 박판 캐리어(692)는 보호층 및/또는 커버 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)는 박판 캐리어(692)의 보호 층에 의해 커버될 수 있다. 보호 층은 플라스틱(예를 들어, 폴리프로필렌) 또는 금속 층(예를 들어, 알루미늄 층 또는 니켈-티타늄-합금 층)일 수 있거나, 또는 플라스틱 또는 금속(예를 들어, 알루미늄 또는 니켈-티타늄-합금)을 포함할 수 있다. 보호 층은 접착제에 의해 박판 열 확산기(610)에 부착될 수 있다.
또한, 보호 층은 박판 캐리어(692)의 커버 층에 의해 커버될 수 있다. 커버 층은 마이크로섬유 층일 수 있거나 또는 마이크로섬유 재료를 포함할 수 있다. 커버 층은 보호 층에 부가하여 또는 보호 층에 대안적으로 구현될 수 있다.
박판 열 확산기(610)는 전자 디바이스(100)의 배면과 접촉 상태에 있도록 의도되는 접촉 영역에서 커버되지 않을 수 있다. 제2 보호 층 및/또는 커버 층이 접촉 영역 외부의 영역에서 박판 캐리어(692)에 대향하는 박판 열 확산기(610)의 제2 측에 부착될 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)는 접촉 영역을 제외한 모든 곳에서 커버될 수 있다.
커버(690)는 전자 디바이스(100)에 연결가능한 키보드를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 박판 열 확산기(610)의 일부는 박판 캐리어(692)와 키보드 사이에서 연장될 수 있다.
커버(690)는 하드 커버 또는 소프트 커버일 수 있다. 커버(690)는 전자 디바이스(100)를 분리가능하게 하우징할 수 있다. 전자 디바이스(100)는 태블릿 또는 모바일 폰일 수 있다.
제안된 소프트 커버는 키보드를 위한 유도 충전 공간의 기회를 제공할 수 있고 또한 스마트 커버들을 위해 사용될 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 6j는 전자 디바이스용 커버의 개략도를 도시한다. 커버(690)는 도 6i와 연계하여 설명된 커버와 유사하게 구현될 수 있다. 커버(690)는 전자 디바이스로부터 분리가능한 소프트 커버이다. 커버(690)의 박판 열 확산기는 커버 층에 의해 양 측상에서 완전히 커버되는 흑연 시트이거나 또는 전자 디바이스(100)의 배면과 접촉 상태에 있는 접촉 영역에서 커버되지 않을 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
일부 예들은 다양한 핸드헬드 디바이스들에서 가능하게는 20% 내지 30%만큼 성능을 향상시키기 위한 교차 확산 열 기술에 관한 것이다. 한 세대에서 다른 세대로 갈 때마다, SoC의 전력 밀도뿐만 아니라 총 시스템 전력이 상당한 비율로 증가하고 있다. 도전과제는 개선된 또는 최대화된 SoC 성능을 갖는 얇고 가벼운 시스템을 설계하는 것이다. 점점 더 얇아지고 있는 태블릿들과 같은 소형 폼 팩터 디바이스들에서, 이러한 도전과제는 증대되고 있다. 디스플레이 전력 및 그것의 온도는 인체공학적 한계들을 충족시키는데 있어서 태블릿들에 대한 주요 역할을 할 수 있다.
양태에 따르면, 열은 열 솔루션(예를 들어, HP 또는 VC)의 상단으로부터 태블릿의 받침대로 또는 키보드(KB) 또는 소프트 커버와 같은 추가 액세서리로 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 중요한 파라미터인 스킨 온도가 감소될 수 있다. 열 확산이 열 솔루션의 상단으로부터 받침대로 또는 연장된 추가 커버 또는 키보드로 연장될 수 있는 경우, 태블릿 성능이 크게 향상될 수 있다.
예를 들어, 열 솔루션은 열 부착물의 상단으로부터 다른 측으로 열을 확산시킬 수 있다. 얇은 합성 흑연을 붙임으로써 열 부착물로부터 받침대 또는 추가 액세서리로 열을 전달하는 것은 중량에 영향을 주지 않고 디스플레이 및 배면 커버 온도를 감소시킬 수 있다. 이는 열 버짓을 상당히 증가시키는 데 도움을 줄 수 있다.
제안된 개념은 또한 받침대의 반복된 폐쇄 및 개방으로 인해 손상되는 것에 대항하여 흑연 시트의 보호를 다룰 수 있다. 또한, 제안된 열 솔루션은 PCB, 배터리 및/또는 다른 컴포넌트들에 대해 이용 가능한 공간을 타협하지 않게 할 수 있다.
제안된 개념은 성능 향상을 가능하게 할 수 있다. 또한, 얇은 폼팩터 FF 디바이스들을 위한 더 차가운 스킨 온도가 달성될 수 있으므로, 스킨 온도와 연관된 인체공학적 편안함 요건이 향상될 수 있다.
얇은 폼 팩터 디바이스들에 대한 열 솔루션들의 설계 동안에 스킨 온도들의 인체공학적 한계들을 충족시키는 것은 도전적 과제일 수 있다. 디스플레이 아래뿐만 아니라 배면 커버 상에 열을 확산시키는 것에 더 강조점이 주어질 수 있다. 배면 커버는 디스플레이와 비교해 열을 확산시키는 것에 대한 더 작은 저항을 가지는 더 큰 표면적을 가질 수 있다. 제안된 냉각 개념은 열 부착물의 상단(예를 들어, VC)으로부터 더 차가운 영역으로 열을 교차 확산시킬 수 있고, 스킨 온도들을 인체공학적 한계 내에 둘 수 있고, 시스템의 성능을 증가시킬 수 있다.
태블릿들은 자연 전도(natural conduction) 및 대류(convection)의 원리에 따라 작동하는 주로 수동(냉각) 시스템들을 사용할 수 있으며, 여기서 중량, 스택 및 성능이 고객들을 위한 주요 주도 요인들일 수 있다.
얇은 폼 팩터 설계로 인해, 열 솔루션과 디스플레이 사이의 및 PCB와 배면 커버 사이의 에어 갭은 상당히 감소할 수 있고, 이는 스킨들을 냉각함에 있어서 도전과제를 야기할 수 있다. 열 솔루션의 상단에서 하나의 흑연 층을 추가하는 것은 열 솔루션의 상단에서 온도를 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있고(예를 들어, 베이퍼 챔버 시스템들의 경우, 응축기 섹션의 온도가 감소될 수 있음), 이는 △T 및 열 전달을 증가시킬 수 있다. 또한, 디스플레이 핫 스폿 온도가 감소될 수 있고 성능이 증가될 수 있다.
컴퓨터 시스템들은 프로세서들 또는 프로세서들을 포함하는 칩 패키지들(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 그래픽 처리 유닛(GPU) 및/또는 또 다른 유형의 프로세서를 포함하는 SoC(system-on-chip))의 열 냉각을 위해 베이퍼 챔버들을 활용할 수 있다. 베이퍼 챔버들은 열을 확산시키고 접합부 온도를 감소시키기 위해 챔버 내부의 상 변화 현상들을 활용할 수 있다. 얇은 모바일 디바이스에서, 현행의 베이퍼 챔버 설계는 비교적 얇은 수직 스택 치수로 인해 디바이스의 외부 표면 상에서 원하는 온도보다 더 높은 온도를 초래할 수 있다. 일부 경우들에서, 이러한 온도들을 감소시키기 위해 프로세서 스로틀링이 필요할 수 있다. 그러나, 이것은 또한 디바이스에서 계산 성능의 감소를 야기한다.
모바일 컴퓨팅 디바이스(랩톱, 모바일 폰, 태블릿 등)와 같은 특정 컴퓨팅 디바이스들에 대해, 얇고 가벼운 설계가 매우 요구될 수 있다. 이러한 시스템들의 지속적인 성능은 "스킨" 온도 한계들(예를 들어, ~45-46C)에 의해 제한될 수 있는 한편, "터보" 성능(예를 들어, 부담이 큰 계산 시나리오)은 칩 패키지(예를 들어, SoC(system-on-chip) 또는 중앙 처리 유닛(CPU) 또는 그래픽 처리 유닛(GPU)과 같은 프로세서 디바이스를 포함하는 다른 유형의 칩)의 접합부 온도(예를 들어, ~100C)에 의해 제한될 수 있다. 이들 디바이스들의 더 얇은 수직 스택 높이들로 인해, "스킨"은 지속된 작업부하(예를 들어, TDP(thermal design power))에 대해 접합부 온도(Tj) 한계에 도달하기 전에 스킨의 한계를 넘어 가열될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, "스킨"은 예를 들어, 모바일 디바이스(예를 들어, 모바일 폰 또는 태블릿)의 상단 유리 층 또는 배면 커버 층과 같은 수직 디바이스 스택의 외부 층을 지칭할 수 있다. 또한, 지속 성능은 장기간 예상 정상 상태 전력 소비(예를 들어, PL1) 동안의 성능을 지칭할 수 있는 한편, 터보 성능은 단기간 최대 전력 소비(예를 들어, PL2) 동안의 성능을 지칭할 수 있다.
또한, 더 얇은 디바이스들에서, 스킨 핫 스폿은 칩 패키지 상의 열 확산기의 유형(예를 들어, 구리 대 히트 파이프 대 베이퍼 챔버)에 크게 의존하지 않을 수 있는데, 왜냐하면 더 얇은 시스템들에서, 열은 확산에 관계없이 스킨을 향해 이동할 수 있기 때문이다. 스킨 가열은 칩 패키지의 상단 상의 열 솔루션 사이에 그리고 스킨(예를 들어, 유리/배면 커버) 위에 열적 에어 갭을 제공함으로써 회피될 수 있다. 그러나, 더 두꺼운 에어 갭들은 시스템의 스택(즉, 전체 높이)을 증가시키고, Tj를 증가시킬 수 있으며, 이는 패키지의 터보 성능 능력을 감소시킨다.
베이퍼 챔버들은 수동 디바이스 접합부 온도 냉각에서 효과적인 솔루션으로서 활용될 수 있다. 베이퍼 챔버들은 열을 확산시키고 접합부 온도(Tj)를 감소시키기 위해 챔버 내부의 상 변화 현상들을 활용할 수 있다. 그러나, 일부 설계들에서, 스킨 온도(Tskin)는 구리 확산기들 또는 히트 파이프들과 같은 다른 솔루션들과 대략 동일할 수 있다.
따라서, 본 개시내용의 예들은 2층 베이퍼 챔버(2T-VC) 구조물을 포함하며, 이것은 스킨 핫 스폿들의 감소를 포함하여 현행의 냉각 솔루션들을 넘어서는 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다. 2층 베이퍼 챔버 설계는 2개의 층(layer) 또는 층(tier): (1) 베이퍼 챔버의 상단 영역에서의 얇은 진공 층(예를 들어, ~0.1-0.2mm 두께) 및 (2) 액체 충전이 활용되는 진공 층 아래의 제2 층을 포함할 수 있다. 2개의 영역은 얇은 구리 층에 의해 분리될 수 있다. 일부 예들에서, 상단 층은 진공이 아니라 공기보다 낮은 열 전도율을 갖는 단열 재료(예를 들어, 에어로겔)로 채워질 수 있다. 2T-VC 구조물의 상단 챔버는 스킨 온도를 감소시키고 따라서 시스템의 지속 능력(PL1 한계들)을 (일부 경우들에서 ~15-20%만큼) 증가시키는 것을 도울 수 있다. 상단 챔버에서 에어로겔 단열 물질을 활용하는 예들에서, PL1 성능은 구리 판 솔루션들과 비교할 때 13%만큼, 그리고 다른 베이퍼 챔버 구조물들과 비교할 때 11%만큼 증가될 수 있다. 또한, 짧은 버스트들(예를 들어, ~5-10초)의 경우, 2T-VC 구조를 갖는 제품의 터보 성능은 주류 구리 확산기 솔루션들과 비교해 대략 15-20%만큼 증가될 수 있고, 다른 베이퍼 챔버 구조물들과 대략 동일하게 유지될 수 있다.
일부 예들은 열원에 의해 발생된 열을 분산시키기 위해 열원에 결합된 제1 부분, 및 제2 부분 - 제2 부분은 열이 제2 부분의 외부로 분산되는 것을 방지하기 위해 제1 부분에 결합됨 - 을 포함하는 냉각 시스템에 관한 것이다.
예를 들어, 제1 부분은 밀봉된 제1 공동일 수 있고, 베이퍼 챔버의 제2 부분은 베이퍼 챔버의 밀봉된 제2 공동일 수 있다.
더 많은 상세사항들, 선택적인 특징들 및 양태들이 위에서 또는 이하에서 설명되는 하나 이상의 예와 연계하여 언급된다.
도 7a는 모바일 디바이스에 대한 예시적인 스택(7100)의 단순화된 뷰를 도시한다. 예시적인 스택(7100)은 상단 층(7102), 열 솔루션(7104), 칩 패키지(7106), 인쇄 회로 보드(PCB)(7108), 및 하단 층(7110)을 포함한다. 스택(7100)은 도시된 것들 이외의 부가 층들을 포함할 수 있다. 상단 층(7102) 및 하단 층(7110)은 디바이스의 외부 층들일 수 있다. 상단 층(7102)은 사용자와의 외부 층 계면을 제공하기 위해 유리 또는 또 다른 적절한 재료로 형성되거나 이것을 포함할 수 있는 한편, 하단 층은 모바일 디바이스를 패키징하기 위해 금속, 플라스틱 또는 또 다른 적절한 재료로 형성되거나 이것을 포함할 수 있다. PCB(7108)는 전기 절연 재료로 형성될 수 있으며, 하나 이상의 트레이스 또는 다른 전기 컴포넌트들을 포함할 수 있다. PCB(7108)는 프로세서들, 메모리, 또는 다른 컴퓨터 컴포넌트들을 포함하는 하나 이상의 칩 패키지(예로서, 7106)를 하우징할 수 있다. 도시된 예에서, 칩 패키지(7106)는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, CPU들 또는 GPU들)를 포함한다. 일부 예들에서, 칩 패키지(7106)는 SoC(system-on-chip)이다.
열 솔루션(7104)은 동작 동안 칩 패키지(7106)에 의해 생성되는 열을 제거한다. 일부 시스템들에서, 열 솔루션(7104)은 단일 층 베이퍼 챔버, 히트 파이프, 또는 히트 싱크를 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시내용의 특정 예들에서, 열 솔루션(7104)은 본 명세서에 기재된 바와 같은 2층 베이퍼 챔버 설계를 포함한다. 도시된 바와 같이, 열 솔루션(7104)이 칩 패키지(7106)로부터 열을 제거하는 동안, 열의 일부는 열 솔루션(7104)으로부터 열 솔루션(7104)과 상단 층(7102) 사이의 에어 갭 내로 소산되어, 상단 층(7102)의 온도가 상승하도록 야기할 수 있다. 상단 층(7102)에서의 온도는 본 명세서에서 스킨 온도(Tskin)로서 지칭될 수 있는 한편, 칩 패키지(7106)와 열 솔루션(7104) 사이의 접합부에서의 온도는 접합부 온도(Tj)로서 지칭될 수 있다.
특정 시스템들(예를 들어, 랩톱들 또는 태블릿들과 같은 얇은/가벼운 폼 팩터 디바이스들, 또는 게이밍 시스템들과 같은 고성능 컴퓨터 시스템들)에서, 지속 전력 능력은 스킨 온도에 의해 제한될 수 있다. 예로서, 이러한 시스템들의 스킨 온도 한계는 대략 45-48°C일 수 있는 한편, 접합부 온도 한계는 대략 100°C일 수 있다. 스킨 온도를 감소시키기 위한 인기있는 솔루션은 (~0.026W/mK인 공기의 낮은 전도율로 인해) 열 솔루션(7104)과 상단 층(7102) 사이에 에어 갭을 제공하는 것이다. 스택에서의 총 에어 갭은 2개의 컴포넌트로 구성되는데, 하나는 내부 부분들의 기계적 허용 오차로 인해 공칭 에어 갭을 유지하기 위해 필요하고, 또 다른 컴포넌트는 스킨 온도 한계를 충족시키기 위한 열 요건이다(즉, 에어 갭은 스킨 온도를 감소시키기 위해 열 솔루션(7104)으로부터의 열을 단열시킨다). 에어 갭이 단열층을 제공하고 열을 가둘 수 있지만, 더 두꺼운 에어 갭들은 스택 두께를 바람직하지 않게 증가시킬 수 있고 접합부 온도를 증가시킬 수 있어서, 칩 패키지의 터보 성능 능력을 감소시킨다. 일부 경우들에서, 디바이스의 PL1 성능 제한들은 Tskin에 기인할 수 있고 열 솔루션의 유형에 크게 의존하지 않을 수 있는 한편, PL2 제한들은 접합부 온도에 기인할 수 있고 사용되는 열 솔루션의 유효성에 주로 의존할 수 있다.
도 7b는 2층 베이퍼 챔버 장치(7200)의 예를 도시한다. 특히, 도 7b는 장치의 단면도를 도시한다. 예시적인 장치(7200)는 2개의 층(7210, 7220)을 포함한다. 제1 층(7210)은 벽들(7212, 7213)에 의해 정의되는 밀봉된 공동(7211)을 포함한다. 일부 예들에서, 벽들(7212, 7213)은 금속(예컨대, 구리, 티타늄, 알루미늄, 합금, 또는 또 다른 열 전도성 금속)일 수 있다. 제1 층(7210)은 또한 벽들(7212, 7213)과 접촉 상태에 있고 이것들과 직교하고 또한 공동(7211)에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있는 지지 구조물들(7214)을 포함한다. 지지 구조물(7214)은 금속, 플라스틱, 흑연, 또는 공동(7211)에 구조적 지지를 제공하기 위한 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 지지 구조물들(7214)은 도 7b에 도시된 것과 다른 방식으로 형상화 또는 위치될 수 있다.
공동(7211)은 그의 내압이 주변 압력보다 낮도록 배기될 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 공동(7211)은 0.1torr 미만의 압력들(예를 들어, 0.05-0.1torr)과 같은 진공 또는 거의 진공 압력이 되도록 배기된다. 다른 예들에서, 공동(7211)은 에어로겔과 같이 공기보다 낮은 열 전도율을 갖는 단열 재료로 채워진다. 공동(7211) 내의 진공 또는 단열 재료는 디바이스 스택 내의 다른 층들(예를 들어, 도 7a의 상단 층(7102))로부터의 단열을 제공할 수 있으며, 이는 스킨 온도들을 감소시키고 위에서 또는 본 명세서에서 다른 방식으로 설명된 바와 같은 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다.
장치(7200)의 제2 층(7220)은 벽들(7213, 7222)에 의해 정의되는 밀봉된 공동(7221)을 포함한다. 도시된 예에서, 벽(7222)은 칩 패키지를 냉각하기 위해 칩 패키지에 근접하여 위치될 수 있도록(또는 TIM(thermal interface material)을 통해 그것에 결합될 수 있도록) 평탄하다. 벽들(7212, 7213)은 도 7b에 도시된 바와 같이 특정 영역들에서 평탄할 수 있거나, 또는 또 다른 형상을 가질 수 있다. 특정 예들에서, 공동(7221) 내의 컴포넌트들은 베이퍼 챔버로서 기능할 수 있고, 그에 의해 공동(7221) 내의 액체가 벽(7222)을 통해 칩 패키지에 의해 가열되고 증기가 되도록 증발된 다음, 열이 증기로부터 벽(7213) 내로 소산됨에 따라 응축된다.
도시된 예에서, 공동(7221)의 내부 표면들(즉, 벽들(7213, 7222)의 내부 표면들)은 심지(wick) 재료(7224)를 포함한다. 심지 재료(7224)는 소결된 금속(예를 들어, 구리) 또는 또 다른 유형의 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 심지 재료(7224)는 2개의 영역(7224a, 7224b)을 포함한다. 영역(7224a)은 증발/증발기 심지로서 간주될 수 있는 한편(예를 들어, 액체의 증발이 발생하는 심지의 영역일 수 있음), 영역(7224b)은 응축/응축기 심지로서 간주될 수 있다(예를 들어, 액체의 응축(및 도 7b에서 화살표들에 의해 표시된 바와 같은 유동)이 발생하는 심지의 영역일 수 있음). 일부 예들에서, 영역들(7224a, 7224b)은 둘 다 소결된 금속일 수 있지만, 상이한 구조들 또는 공극률(porosity)들을 가질 수 있다.
예를 들어, 일부 예들에서, 영역(7224a)은 (예를 들어, ~50-60%와 같은, 40-70% 사이의 공극률을 갖는) 성긴 등급의 메시를 포함할 수 있는 반면, 영역(7224b)은 (예를 들어, ~40-45%와 같은, 30-50% 사이의 공극률을 갖는) 조밀한 등급의 메시를 포함할 수 있다. 성긴 등급의 메시는 액체 기화를 위한 추가의 액체-증기 계면들을 생성할 뿐만 아니라 액체 막에서의 온도 그래디언트(temperature gradient)를 방해하여 포화된 심지(wicking) 구조물들의 열 저항을 감소시키고 계면에 걸친 증발률을 증가시킨다. 베이퍼 챔버의 총 열 유속은 그에 따라 다음에 의해 주어질 수 있다.
여기서, 
은 계면 표면적에 정비례하는 증발된 액체의 질량이다. 따라서, 성긴 등급의 메시는 2층 베이퍼 챔버의 CHF(critical heat flux) 능력을 증가시키는 것을 도울 수 있다. 또한, 응축기 심지 영역에서의 조밀한 등급의 메시 구조는 증발기 부분으로의 응축물 역유동을 위한 더 높은 모세관 압력을 산출할 수 있다. 증발기 심지의 모세관 압력은 다음에 의해 주어질 수 있다
여기서 σ는 작동 유체의 표면 장력이고, Reff는 심지에서의 메니스커스(meniscus)의 곡률 반경이다. 증발기에 대한 열 부하를 증가시키는 것은 2T-VC의 전체 HTC를 증가시키는 시스템에서의 질량 유량 및 총 압력 강하를 증가시킨다. 상기 하이브리드 심지 제안을 이용하여(즉, 상이한 공극률들을 갖는 심지 부분들을 이용하여), 상기 수학식들에 기초하여, 2T-VC 장치의 열 성능은 베이퍼 챔버 전체에 걸쳐 균일한 심지 재료와 비교해 5-10%만큼 증가될 수 있다.
도시된 예에서, 공동(7221)은 또한, 공동(7221)에 구조적 지지를 제공할 수 있는 지지 구조물들(7228)을 포함한다. 지지 구조물들(7228)은 공동(7211) 내의 구조물들(7214)과 유사하게 형성될 수 있거나 또는 상이한 방식으로 형성될 수 있다.
도시된 예에서, 양쪽 공동(7211, 7221)의 단면 영역들은 직사각형이다. 그러나, 공동들(7211, 7221)의 단면 영역들은 (예를 들어, 도 3a 또는 도 4a에 도시된 바와 같이) 또 다른 방식으로 형상화될 수 있다. 또한, 도시된 예에서, 공동들(7211, 7221)의 단면 영역들은 실질적으로 유사하다. 그러나, 공동들(7211, 7221)의 단면 영역들은 (예를 들어, 도 7c 및 도 7d에 도시된 바와 같이) 상이할 수 있다.
도 7c 및 도 7d는 2층 베이퍼 챔버 장치(7300)의 또 다른 예를 도시한다. 특히, 도 7c는 장치의 단면도를 도시하는 한편, 도 7d는 장치의 평면도를 도시한다. 장치(7200)와 같이, 예시적인 장치(7300)는 2개의 층(7310, 7320)을 포함한다. 제1 층(7310)은 벽들(7312, 7313)에 의해 정의된 밀봉된 공동(7311)을 포함한다. 일부 예들에서, 벽들(7312, 7313)은 금속(예를 들어, 구리, 티타늄, 알루미늄, 합금, 또는 또 다른 열 전도성 금속)일 수 있다. 제1 층(7310)은 또한 벽(7312, 7313)과 접촉 상태에 있고 이것들에 직교하고 또한 공동(7311)에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있는 지지 구조물들(7314)을 포함한다. 지지 구조물들(7314)은, 금속, 플라스틱, 흑연, 또는 공동(7311)에 구조적 지지를 제공하기 위한 임의의 다른 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 지지 구조물들(7314)은 도 7c에 도시된 것과 다른 방식으로 형상화 또는 위치될 수 있다.
공동(7311)은 그의 내압이 주변 압력보다 낮도록 배기될 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 공동(7311)은 0.1torr 미만의 압력(예를 들어, 0.05-0.1torr)과 같은 진공 또는 거의 진공 압력이 되도록 배기된다. 다른 예들에서, 공동(7311)은, 에어로겔과 같은, 공기보다 낮은 열 전도율을 갖는 단열 재료로 채워진다. 공동(7311) 내의 진공 또는 단열 재료는 디바이스 스택 내의 다른 층들(예를 들어, 도 7a의 상단 층(7102))로부터의 단열을 제공할 수 있으며, 이는 스킨 온도들을 감소시키고 위에서 또는 본 명세서에서 다른 방식으로 설명된 바와 같은 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다.
장치(7300)의 제2 층(7320)은 벽들(7313, 7322)에 의해 정의되는 밀봉된 공동(7321)을 포함한다. 도시된 예에서, 벽(7322)은 칩 패키지를 냉각하기 위해 칩 패키지에 근접하여 위치(또는 TIM을 통해 결합)될 수 있도록 평탄하다. 벽들(7312, 7313)은 도 7c에 도시된 바와 같이 특정 영역들에서 평탄할 수 있거나 또는 또 다른 형상을 가질 수 있다. 특정 예들에서, 공동(7321) 내의 컴포넌트들은 베이퍼 챔버로서 기능할 수 있고, 그에 의해 공동(7321) 내의 액체가 벽(7322)을 통해 칩 패키지에 의해 가열되고 증기가 되도록 증발한 다음 열이 증기로부터 벽(7313) 내로 소산됨에 따라 응축된다.
도시된 예에서, 공동(7321)의 내부 표면들(즉, 벽들(7313, 7322)의 내부 표면들)은 심지 재료(7324)를 포함한다. 심지 재료(7324)는 소결된 금속(예를 들어, 구리) 또는 또 다른 유형의 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 심지 재료(7324)는 2개의 영역(7324a, 7324b)을 포함한다. 영역(7324a)은 증발/증발기 심지로서 간주될 수 있는 한편(예를 들어, 액체의 증발이 발생하는 심지의 영역일 수 있음), 영역(7324b)은 응축/응축기 심지로서 간주될 수 있다(예를 들어, 액체의 응축(및 도 7c에서 화살표들에 의해 표시된 바와 같은 유동)이 발생하는 심지의 영역일 수 있음). 일부 예들에서, 영역들(7324a, 7324b)은 둘 다 소결된 금속일 수 있지만, 상이한 구조들 또는 공극률들을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 영역(7324a)은 (예를 들어, ~50-60%의 공극률을 갖는) 성긴 등급의 메시를 포함할 수 있는 반면, 영역(7324b)은 (예를 들어, ~40-45%의 공극률을 갖는) 조밀한 등급의 메시를 포함할 수 있다.
도시된 예에서, 제1 공동(7311)의 단면 영역은 사다리꼴이고 제2 공동(7321)의 단면 영역은 직사각형이다. 그러나, 공동들(7311, 7321)의 단면 영역들은 또 다른 방식으로 형상화될 수 있다. 또한, 도시된 예에서, 공동(7311)의 단면적은 공동(7321)의 단면적보다 작다.
도 7e 및 도 7f는 2층 베이퍼 챔버 장치(7400)의 또 다른 예를 도시한다. 특히, 도 7e는 장치의 단면도를 도시하는 한편, 도 7f는 장치의 평면도를 도시한다. 장치들(7200 및 7300)과 같이, 예시적인 장치(7400)는 2개의 층(7410, 7420)을 포함한다. 제1 층(7410)은 벽들(7412, 7413)에 의해 정의되는 밀봉된 공동(7411)을 포함한다. 일부 예들에서, 벽들(7412, 7413)은 금속(예를 들어, 구리, 티타늄, 알루미늄, 합금, 또는 또 다른 열 전도성 금속)일 수 있다. 제1 층(7410)은 또한 벽들(7412, 7413)과 접촉 상태에 있고 이것들과 직교하고 또한 공동(7411)에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있는 지지 구조물들(7414)을 포함한다. 지지 구조물들(7414)은 공동(7411)에 구조적 지지를 제공하기 위한 금속, 플라스틱, 흑연, 복합 재료(예를 들어, 탄소 섬유) 또는 임의의 다른 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 지지 구조물들(7414)은 도 7e에 도시된 것과 다른 방식으로 형상화되거나 위치될 수 있다.
공동(7411)은 그의 내압이 주변 압력보다 낮도록 배기될 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 공동(7411)은, 0.1torr 미만의 압력들(예를 들어, 0.05-0.1torr)과 같은 진공 또는 거의 진공 압력이 되도록 배기된다. 다른 예들에서, 공동(7411)은 에어로겔과 같이 공기보다 낮은 열 전도율을 갖는 단열 재료로 채워진다. 공동(7411) 내의 진공 또는 단열 재료는 디바이스 스택 내의 다른 층들(예를 들어, 도 7a의 상단 층(7102))로부터의 단열을 제공할 수 있으며, 이는 스킨 온도들을 감소시키고 위에서 또는 본 명세서에서 다른 방식으로 설명된 바와 같은 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다.
장치(7400)의 제2 층(7420)은 벽들(7413, 7422)에 의해 정의되는 밀봉된 공동(7421)을 포함한다. 도시된 예에서, 벽(7422)은 칩 패키지를 냉각하기 위해 칩 패키지에 근접하여 위치(또는 TIM을 통해 결합)될 수 있도록 평탄하다. 벽들(7412, 7413)은 도 7e에 도시된 바와 같이 특정 영역들에서 평탄할 수 있거나 또는 또 다른 형상을 가질 수 있다. 특정 예들에서, 공동(7421) 내의 컴포넌트들은 베이퍼 챔버로서 기능할 수 있고, 그에 의해 공동(7421) 내의 액체가 벽(7422)을 통해 칩 패키지에 의해 가열되고 증기가 되도록 증발된 다음 열이 증기로부터 벽(7413) 내로 소산됨에 따라 응축된다.
도시된 예에서, 공동(7421)의 내부 표면들(즉, 벽들(7413, 7422)의 내부 표면들)은 심지 재료(7424)를 포함한다. 심지 재료(7424)는 소결된 금속(예를 들어, 구리) 또는 다른 유형의 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 심지 재료(7424)는 2개의 영역(7424a, 7424b)을 포함한다. 영역(7424a)은 증발/증발기 심지로서 간주될 수 있는 한편(예를 들어, 액체의 증발이 발생하는 심지의 영역일 수 있음), 영역(7424b)은 응축/응축기 심지로서 간주될 수 있다(예를 들어, 액체의 응축(및 도 7e에서 화살표들에 의해 표시된 바와 같은 유동)이 발생하는 심지의 영역일 수 있음). 일부 예들에서, 영역들(7424a, 7424b)은 둘 다 소결된 금속일 수 있지만, 상이한 구조들 또는 공극률들을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 영역(7424a)은 (예를 들어, ~50-60%의 공극률을 갖는) 성긴 등급의 메시를 포함할 수 있는 반면, 영역(7424b)은 (예를 들어, ~40-45%의 공극률을 갖는) 조밀한 등급의 메시를 포함할 수 있다.
도시된 예에서, 공동(7421)은 또한 공동(7421)에 구조적 지지를 제공할 수 있는 지지 구조물들(7428)을 포함한다. 지지 구조물들(7428)은 공동(7411) 내의 구조물들(7414)과 유사하게 형성될 수 있거나 또는 상이한 방식으로 형성될 수 있다.
도시된 예에서, 공동들(7411, 7421)의 단면 영역은 직사각형이다. 그러나, 공동들(7411, 7421)의 단면 영역들은 또 다른 방식으로 형상화될 수 있다. 또한, 도시된 예에서, 공동(7411)의 단면적은 공동(7421)의 단면적보다 작다.
일부 예들에서, 2층 장치가, 냉각을 위해 어떠한 다른 열 교환기들도 이용되지 않는 수동 냉각 구성에서 이용될 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 2단 장치는 추가 냉각을 보조하기 위해 열 교환기(예를 들어, 팬)를 이용하는 능동 냉각 구성에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 2층 장치 상의 진공 챔버에 걸친 개방 영역은, 열 교환기들(예를 들어, 7430)이 응축기들로서 능동 냉각에 이용되는 베이퍼 챔버의 배면 상에 탑재될 수 있는 동안, 증기를 포화된 액체 또는 과냉각된 증기로 되돌려 냉각하도록 작용할 수 있다. 예를 들어, 도시된 예에서, 열 교환기들(7430)은 층(7420)의 베이퍼 챔버에 근접하여 위치된다. 특히, 열 교환기들(7430)은 벽(7422)의 외부 표면의 외측 부분에 근접하게 위치된다. 일부 예들에서, 열 교환기들은, (예를 들어, 상단 층(7410)의 영역 아래에서 수직으로 있을 수 있는) 칩 패키지가 결합될 수 있는 벽(7422)의 영역 바깥에 있는 벽(7422)의 외부 표면의 영역에 위치될 수 있다. 열 교환기들(7430)은 다른 예들에서 장치(7400)의 또 다른 영역에 위치될 수 있다.
도 7g 및 도 7h는 냉각 솔루션과 상단 층 사이에 에어 갭들을 가지는 예시적인 모바일 디바이스 스택들의 단순화된 뷰들을 도시한다. 스택들은 도시된 것들 이외의 추가적인 층들을 포함할 수 있다(예를 들어, 아래의 예들에서 설명된 층들 중 하나 이상을 포함할 수 있다). 도 7g를 참조하면, 예시적인 모바일 디바이스 스택(7500)은 상단 층(7502), 냉각 장치(7504), 칩 패키지(7506), 및 PCB(7508)를 포함하며, 이들은 모두 도 7a의 상단 층(7102), 열 솔루션(7104), 칩 패키지(7106), 및 PCB(7108)와 제각기 유사할 수 있다. 도 7g에 도시된 예에서, 냉각 장치(7504)는 구리 판 또는 단일 층 베이퍼 챔버 냉각 장치이다.
도 7h를 참조하면, 예시적인 모바일 디바이스 스택(7510)은 상단 층(7512), 냉각 장치(7514), 칩 패키지(7516), 및 PCB(7518)를 포함하며, 이들은 모두 도 7a의 상단 층(7102), 열 솔루션(7104), 칩 패키지(7106), 및 PCB(7108)와 제각기 유사할 수 있다. 도 7h에 도시된 예에서, 냉각 장치(7514)는, 도 7b, 도 7c 및 도 7d, 및 도 7e 및 도 7f에 관하여 전술된 예시적 장치들과 유사하거나, 본 명세서에 설명된 대로 다른 방식으로 형성될 수 있는 2층 베이퍼 챔버 장치이다.
도 7g 및 도 7h에 도시된 예들에서, 칩 패키지와 상단 층 사이의 공간은 동일할 수 있다. 그러나, 냉각 장치들의 총 두께는 상이할 수 있다. 예를 들어, 일 예에서, 에어 갭(7503)은 대략 0.8mm의 두께를 가질 수 있고 냉각 장치(7504)는 대략 0.5mm의 두께를 가질 수 있는 한편, 에어 갭(7513)은 대략 0.5mm의 두께를 가질 수 있고 냉각 장치(7514)는 대략 0.8mm의 두께(도 7h에서 A + B)를 가질 수 있다. 2층 냉각 장치의 각각의 층의 두께들(즉, 도 7h의 두께 A 및 B)은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 전술한 예에서, 2층 냉각 장치의 각각의 층은 대략 0.4mm일 수 있다. 일부 예들에서, 2층 냉각 장치는 하부 계층이 0.4mm의 총 두께(즉, 도 7h의 두께 A)를 갖는 한편, 상단 층이 0.2mm의 상단 금속 벽 두께 및 0.2mm의 공동 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 일부 예들에서, 전체 스택 높이는 종래의 냉각 기법들과 동일하게 유지될 수 있는데, 왜냐하면 2층 냉각 장치의 증가된 두께가 (열 요건들을 여전히 충족하면서) 감소된 에어 갭 두께에 의해 보상될 수 있기 때문이다.
시뮬레이션 및 테스트
이하의 모델들에서, 진공은 복사를 갖는 낮은 전도성 물체로서 모델링된다. 전도율 값은 액체 충전 국면 전에 챔버 내에 유지되는 배기 압력에 의존한다. 본 명세서에서 사용되는 모델링에서, 전도율 값들은 0.05-0.1 torr의 공기 압력의 배기 범위에 기초하여 0.005 W/mk 내지 0.001 W/mK에서 취해지는 한편, 방사율은 진공에서 방사선을 캡처하기 위해 0.9로서 취해진다. 도 7i는 공기의 열전도율 대 압력의 예시적 관계를 도시하는 차트(7600)이다. 일부 예들에서, 상단 층 공동에 대한 배기 압력은 도 7i에 표시된 예시적인 배기 압력 범위(7602)에서 선택될 수 있다.
이하의 예시적인 디바이스 스택들이 이하에서 설명되는 모델들에서 사용된다. 예시적인 스택 층들이 표 1 및 표 2에서 그들의 수직 순서로 열거되며, 열거된 제1 아이템은 스택의 상단 층이고, 열거된 최종 아이템은 스택의 하단 층이다. 표 1 및 표 2에 도시된 바와 같이, 총 스택 두께는 각각의 경우에 동일하지만, 상단 에어 갭 및 냉각 장치 두께는 상이하다.
표 3에 도시된 시뮬레이션 결과들은 5초 동안 PL1=7W(TDP) 및 PL2=10W(1CT)에 기초한다. 열 시뮬레이션들은 3개의 상이한 열 솔루션, 즉 (A) 0.8mm 에어 갭을 갖는 0.5mm 구리 판, (B) 0.8mm 에어 갭을 갖는 0.5mm 단일 층 베이퍼 챔버(VC) 장치, (C) 0.5mm 에어 갭을 갖는 0.8mm 2층 VC(2T-VC), 및 (D) 0.5mm 에어 갭을 갖는 0.8mm 2T-VC(여기서 상단 층 진공 챔버의 면적은 (C)로부터 15%만큼 감소됨)에 대해 수행되었다.
표 3에 도시된 바와 같이, 시스템이 스킨 온도에 의해 제한되기 때문에, 구리 판의 PL1 능력은 동일한 크기 및 두께를 갖는 단일 층 VC보다 약간 작다. 그러나, Tj는 단일 층 VC의 경우에 ~18C만큼 감소되고 그것의 표면 상에 핫 스폿을 확산시키고, 이는 VC에 대한 상단 커버 온도의 ~0.4C 감소를 부여한다. 제1 2T-VC(C)의 경우, 스킨 온도는 2T-VC로부터 스킨으로의 열 전달 경로에서 진공 층에 의해 생성된 저항으로 인해 ~3C만큼 감소되며, 이는 구리 판 및 단일 층 VC와 비교해 ~15%만큼 PL1 한계를 증가시키는 것을 돕는다. 제2 2T-VC(D)로 돌아가면, Tj의 증가는 시스템을 최적화함으로써, 예를 들어, PCB 아래에 더 두꺼운 흑연을 제공함으로써 및/또는 코어 영역 위에서만 진공 챔버를 사용함으로써(예를 들어, 진공 크기를 15%만큼 감소시킴) 완화될 수 있다.
도 7j및 도 7k는 단일 및 2층 냉각 장치들에 대한 핫 스폿들의 예를 제각기 도시하고 있다. 도 7j 및 도 7k에 도시된 바와 같이, 메인 핫 스폿 위치는 (점선 타원들로 표시되는 바와 같이) 차트의 우측 하단으로 시프트되며, 여기서 (차트들의 상대적 중간에 있는) 칩 패키지와 관련된 핫 스폿이 감소되므로 칩 패키지가 아니라 LED 패널로부터 열이 방출된다. 도시된 예에서, PL1 능력은 대략 20-25% 증가된다.
도 7l은, 구리 열판 장치(차트에서 "Cu"), 단일 층 베이퍼 챔버 장치(차트에서 "VC"), 및 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치(차트에서 "2T-VC")에 대한 예시적 성능 차이를 도시하는 차트(7800)이다. 도시된 바와 같이, 5초 동안의 PL2 능력은 단일 층 VC 및 2T-VC 구성들에 대해 거의 동일하며, 이것은 (예를 들어, 베이퍼 챔버 내부의 상 변화의 더 양호한 커패시턴스로 인해) 구리 판 구성과 비교해 ~23%만큼 증가된다.
도 7m은 진공 및 에어로겔 기반의 2층 베이퍼 챔버 장치들에 대한 예시적인 성능 차이를 도시하는 차트(7900)이다. 표 4는 또한 k=0.017 W/mK 및 e=0.9(GORE 데이터)의 에어로겔 특성들에 기초한, 그러한 성능 차이를 예시한다.
일부 예들에서, 에어로겔 전도율은 0.016-0.018 W/mK의 범위에 있을 수 있으므로, 열 저항은 진공 기반 2T-VC들과 비교해 에어로겔 기반 2T-VC들에 대해 더 작을 수 있지만, 여전히 공기보다 더 클 수 있다. 도시된 바와 같이, 상단 유리 온도는 진공 기반 2T-VC에 대한 40.5C와 비교하여 에어로겔 기반 2T-VC에 대해 41.9C이다. 에어로겔 기반 2T-VC의 PL1 성능은 구리 판과 비교하여 13%만큼 증가하였고 단일 층 VC와 비교하여 11%만큼 증가하였다.
일부 예들에서, 각각의 층의 벽들은 상이한 금속들로 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 장치의 상단 벽(예를 들어, 도 7b의 212)은 하단 층 벽들(예를 들어, 도 7b의 213, 222)과 동일한 금속일 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 장치의 상단 벽(예를 들어, 도 7b의 212)은 하단 층 벽들(예를 들어, 도 7b의 213, 222)과 상이한 금속일 수 있다. 금속 선택은 비용 제약들 또는 두께 제약들을 포함하는 구현 상세 사항들에 의존할 수 있다. 예시적인 접합부 온도들(Tj), 스킨 온도들(Tskin), 장치 두께들, 및 상대적 비용들이 하기 표 5에 예시되어 있다. 예시된 바와 같이, 특정 벽들에서의 티타늄의 사용은 더 낮은 전체 장치 두께 및 더 낮은 Tj를 제공할 수 있지만, 더 높은 비용 및 더 높은 Tskin을 갖는다. 알루미늄 또는 합금과 같은 또 다른 유형의 금속이 다른 예들에서 사용될 수 있다.
도 7n은 본 개시내용의 예에 따른 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치를 제조하기 위한 예시적 공정(71000)을 도시하는 흐름도이고, 도 7o 내지 도 7r은 제조 공정(71000) 동안의 예시적 단계들을 도시한다. 예시적인 공정은 추가적인 또는 상이한 동작들을 포함할 수 있고, 동작들은 도시된 순서로 또는 또 다른 순서로 수행될 수 있다. 일부 경우들에서, 도 7n에 도시된 동작들 중 하나 이상은 다중의 동작, 서브-공정들, 또는 다른 유형들의 루틴을 포함하는 공정들로서 구현된다. 일부 경우들에서, 동작들이 조합되거나, 또 다른 순서로 수행되거나, 병행적으로 수행되거나, 되풀이되거나, 또는 달리 반복되거나 또는 또 다른 방식으로 수행될 수 있다.
(71002)에서, 금속을 압출(extrude)하여, 제1 벽 및 제2 벽에 의해 (적어도 부분적으로) 정의된 제1 공동, 및 제2 벽 및 제3 벽에 의해 (적어도 부분적으로) 정의된 제2 공동을 포함하는 장치를 형성한다. 예를 들어, 도 7o 및 도 7p를 참조하면, 압출 장치(71100)는 제1 공동(71102) 및 제2 공동(71104)을 포함한다. 제1 공동(71102)은 벽(71106) 및 벽(71108)에 의해 정의되는 한편, 제2 공동은 벽(71108) 및 벽(71110)에 의해 정의된다. 특정 단면 프로필이 도 7p에 도시되지만, 다른 단면 프로필들(예를 들어, 도 7b, 7d, 및 7f에 도시된 것들)이 압출될 수 있다.
(71004)에서, 압출된 장치는 원하는 형상으로 절단된다. 예를 들어, 도 7q에 도시된 예(장치(71100)의 평면도)를 참조하면, 장치(71100)는 도시된 형상으로 절단된다. 절단은 일부 예들에서 레이저 절단 공정을 사용하여 수행될 수 있다.
(71006)에서, 장치의 공동들은, 예를 들어, 마찰 용접을 통해 부분적으로 밀봉된다. 예를 들어, 도 7r에 도시된 예를 참조하면, 장치(71100)는 장치의 공동들을 부분적으로 밀봉하기 위해 점선(71112)을 따라 용접된다.
(71008) 에서, 지지 구조 장치가 장치의 제1 공동 내에 삽입된다. 지지 구조 장치는 플라스틱, 흑연, 금속, 복합 재료(예를 들어, 탄소 섬유) 또는 또 다른 유형의 재료로 형성될 수 있다. 예로서, 지지 구조 장치는 도 7s에 도시된 예시적인 지지 구조 장치(71120)와 유사하게 형성될 수 있으며, 이것은 도 7r에 도시된 절단되고 용접된 장치(71100)의 상단 공동 내에 삽입될 수 있다.
(71010)에서, 심지 재료가 장치의 제2 공동 내에 삽입된다. 심지 재료는 소결된 금속, 구리 섬유, 또는 다른 유형들의 심지 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 심지 재료는 절단되고 용접된 압출된 장치 내로 삽입될 사전 제작된 심지 구조물 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 심지 재료는 도 7t에 도시된 예시적인 장치(71130)와 유사한 사전 제작된 구조물 상에 형성될 수 있는데, 이것은 도 7r에 도시된 절단되고 용접된 장치(71100)의 하단 공동 내에 삽입될 수 있다. 일부 경우들에서, 일단 장치(71130)가 삽입되면 심지 재료를 준비하기 위해 추가적인 준비 단계들(예를 들어, 가열)이 필요할 수 있다.
(71012)에서, 장치의 상단 및 하단 공동들이 준비되고 밀봉된다. 일부 경우들에서, 상단 공동의 준비는 에어로겔 삽입 또는 (진공을 생성하기 위한) 공기 배기를 포함할 수 있는 한편, 하단 공동의 준비는 베이퍼 챔버 내에서 이용될 액체의 삽입을 포함할 수 있다. 일단 공동이 준비되면, 이들은 추가의 마찰 용접을 통해 그런 것처럼 완전히 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 도 7u에 도시된 예를 참조하면, 장치(71100)는 장치의 공동을 완전히 밀봉하기 위해 점선(71114)을 따라 용접될 수 있다. 밀봉 공정에 이어서, 장치는 사용(예를 들어, 칩 패키지를 냉각하기 위해 디바이스 스택에 장착되기) 전에 테스트, 검사, 및/또는 품질 체크될 수 있다.
도 7v는 임베딩된 2층 베이퍼 챔버 장치(71200)의 예를 도시한다. 특히, 도 7v는 장치(71200)의 단면도를 도시한다. 도 7e의 장치(400)와 같이, 예시적인 장치(71200)는 2개의 층(71210, 71220)을 포함한다. 그렇지만, 층(71210)의 밀봉된 공동(71211)이 층(71220)의 공동(71221) 내에 배치되는 반면, 공동(411)은 예시적인 장치(7400)에서 공동(7421) 외부에 있다.
밀봉된 공동(71211)은 벽들(71212, 71213)에 의해 정의된다. 일부 예들에서, 벽들(71212, 71213)은 금속(예컨대, 구리, 티타늄, 알루미늄, 합금, 또는 또 다른 열 전도성 금속)일 수 있다. 밀봉된 공동은 벽들(71212, 71213)과 접촉 상태에 있고 이것들과 직교하고 공동(71211)에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있는 지지 구조물들(71214)을 포함한다. 지지 구조물들(71214)은 공동(71211)에 구조적 지지를 제공하기 위한 금속, 플라스틱, 흑연, 복합 재료(예로서, 탄소 섬유) 또는 임의의 다른 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 지지 구조물들(71214)은 도 7v에 도시된 것과 또 다른 방식으로 형상화 또는 위치될 수 있다.
공동(71211)은 (공동(71221) 내에서 또는 장치(71200) 바깥에서) 그의 내부 압력이 주변 압력보다 낮도록 배기될 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 공동(71211)은 0.1torr 미만의 압력들(예를 들어, 0.05-0.1torr)과 같은 진공 또는 거의 진공 압력이 되도록 배기된다. 다른 예들에서, 공동(71211)은 에어로겔과 같은, 공기보다 낮은 열 전도율을 갖는 단열 재료로 채워진다. 공동(71211) 내의 진공 또는 단열 재료는 디바이스 스택 내의 다른 층들(예를 들어, 도 7a의 상단 층(7102))로부터의 단열을 제공할 수 있으며, 이는 스킨 온도들을 감소시키고 위에서 또는 본 명세서에서 다른 방식으로 설명된 바와 같은 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다.
장치(71200)의 제2 층(71220)은 벽들(71213, 71222)에 의해 정의되는 밀봉된 공동(71221)을 포함한다. 도시된 예에서, 벽(71222)은 칩 패키지를 냉각하기 위해 칩 패키지에 근접하여 위치(또는 TIM을 통해 결합)될 수 있도록 평탄하다. 벽들(71212, 71213)은 도 7v에 도시된 바와 같이 특정 영역들에서 평탄할 수 있거나 또는 또 다른 형상을 가질 수 있다. 특정 예들에서, 공동(71221) 내의 컴포넌트들은 베이퍼 챔버로서 기능할 수 있고, 그에 의해 공동(71221) 내의 액체가 벽(71222)을 통해 칩 패키지에 의해 가열되고 증기가 되도록 증발된 다음, 열이 증기로부터 벽(71213) 내로 소산됨에 따라 응축된다.
도시된 예에서, 공동(71221)의 내부 표면들(즉, 벽들(71213, 71222)의 내부 표면들)은 심지 재료(71224)를 포함한다. 심지 재료(71224)는 소결 금속(예로서, 구리) 또는 또 다른 유형의 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 심지 재료(71224)는 2개의 영역(71224a, 71224b)을 포함한다. 영역(71224a)은 증발/증발기 심지(wick)로서 간주될 수 있는 한편(예를 들어, 액체의 증발이 발생하는 심지의 영역일 수 있음), 영역(71224b)은 응축/응축기 심지로서 간주될 수 있다(예를 들어, 액체의 응축(및 도 7v에서 화살표들에 의해 표시된 바와 같은 유동)이 발생하는 심지의 영역일 수 있음). 일부 예들에서, 영역들(71224a, 71224b)은 둘 다 소결된 금속일 수 있지만, 상이한 구조들 또는 공극률들을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 영역(71224a)은 (예를 들어, ~50-60%의 공극률을 갖는) 성긴 등급의 메시를 포함할 수 있는 반면, 영역(71224b)은 (예를 들어, ~40-45%의 공극률을 갖는) 조밀한 등급의 메시를 포함할 수 있다.
도시된 예에서, 공동(71221)은 또한 공동(71221)에 구조적 지지를 제공할 수 있는 지지 구조물들(71228)을 포함한다. 지지 구조물들(71228)은 공동(71211) 내의 구조물들(71214)과 유사하게 형성될 수 있거나 또는 상이한 방식으로 형성될 수 있다.
도시된 예에서, 공동들(71211, 71221)의 단면 영역은 직사각형이다. 그러나, 공동들(71211, 71221)의 단면 영역들은 또 다른 방식으로 형상화될 수 있다. 또한, 도시된 예에서, 공동(71211)의 단면적은 공동(71221)의 단면적보다 작다.
도 7w 및 도 7x는 단일 층 및 임베딩된 2층 냉각 장치들에 대한 예시적인 핫 스폿들을 제각기 도시한다. 도 7w 및 도 7x에 도시된 바와 같이, 메인 핫 스팟 위치는 (점선 타원들로 표시되는 바와 같이) 시프트되는데, 그 이유는 (차트들의 상대적 중간에 있는) 칩 패키지와 관련된 핫 스팟이 감소되기 때문이다. 도시된 예에서, PL1 능력은 대략 15-20% 증가된다.
도 7v에 도시된 임베딩된 구조물은 단일 층 냉각 장치와 유사하거나 동일한 스택 높이를 유지하면서 전술한 2층 장치의 이점들 중 하나 이상을 얻기 위해 활용될 수 있다. 2개의 시나리오에 대한 예시적인 시뮬레이션 결과들이 아래의 표 6에 도시된다.
도 7y는 단일 층 베이퍼 챔버 장치(차트에서 "1-VC")와 임베딩된 2층 베이퍼 챔버 냉각 장치(차트에서 "2T-VC")에 대한 예시적 성능 차이를 도시하는 차트(71400)이다. 도시된 바와 같이, 5초 동안의 PL2 능력은 단일 층 VC 및 임베딩된 2T-VC 구성들에 대해 거의 동일하다.
도 7v 내지 도 7x에 관하여 전술된 것과 유사한 공정이 임베딩된 2층 VC 장치를 제조하는데 이용될 수 있다.
도 7z 및 도 7aa는 본 명세서에서 개시되는 예들에 따라 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 아키텍처들의 블록도들이다. 예를 들어, 일부 예들에서, 전술된 바와 같은 2층 베이퍼 챔버 장치는, 도 7z 및 도 7aa에 도시된 하나 이상의 양태를 포함하는 SoC(예를 들어, 도 7z의 프로세서 코어(71500) 또는 도 7aa의 프로세서들(71670, 71680) 중 하나 또는 둘 다)와 같은 칩 패키지를 냉각하는데 이용될 수 있다. 일부 예들에서, 컴퓨터 아키텍처는 모바일 폰 또는 테이블 컴퓨터 시스템과 같은 모바일 디바이스 시스템 내에서 구현될 수 있다. 프로세서들 및 컴퓨팅 시스템들에 대해 본 기술분야에 알려진 다른 컴퓨터 아키텍처 설계들도 또한 이용될 수 있다. 일반적으로, 본 명세서에 개시된 예들에 대한 적절한 컴퓨터 아키텍처들은 도 7z 및 도 7aa에 도시된 구성들을 포함할 수 있지만, 이것에만 제한되는 것은 아니다.
도 7z는 예에 따른 프로세서의 예시적인 도면이다. 프로세서(71500)는 위의 구현들과 연계하여 사용될 수 있는 하드웨어 디바이스의 한 유형의 예이다. 프로세서(71500)는 마이크로프로세서, 임베딩된 프로세서, DSP(digital signal processor), 네트워크 프로세서, 멀티 코어 프로세서, 단일 코어 프로세서, 또는 코드를 실행하는 다른 디바이스와 같은 임의 유형의 프로세서일 수 있다. 도 7z에는 하나의 프로세서(71500)만이 도시되지만, 처리 요소는 대안적으로 도 7z에 도시된 프로세서(71500)를 둘 이상 포함할 수 있다. 프로세서(71500)는 단일 스레디드 코어일 수 있거나, 또는 적어도 하나의 예에서, 프로세서(71500)는 코어당 둘 이상의 하드웨어 스레드 컨텍스트(또는 "논리 프로세서")를 포함할 수 있다는 점에서 멀티 스레디드일 수 있다.
도 7z는 또한 예에 따라 프로세서(71500)에 결합된 메모리(71502)를 도시한다. 메모리(71502)는 본 분야의 통상의 기술자들에게 공지되거나 다르게는 이용 가능한 바와 같은 (메모리 계층 구조의 다양한 계층들을 포함하는) 매우 다양한 메모리들 중 임의의 것일 수 있다. 그와 같은 메모리 소자들은 RAM(random access memory), ROM(read only memory), FPGA(field programmable gate array)의 로직 블록들, EPROM(erasable programmable read only memory), 및 EEPROM(electrically erasable programmable read only memory)을 포함할 수 있지만, 이것들에만 한정되지는 않는다.
프로세서(71500)는 본 명세서에 상세히 설명된 알고리즘들, 공정들, 또는 동작들과 연관된 임의 유형의 명령어들을 실행할 수 있다. 일반적으로, 프로세서(71500)는 요소 또는 아티클(예로서, 데이터)을 하나의 상태 또는 사물로부터 또 다른 상태 또는 사물로 변환할 수 있다.
프로세서(71500)에 의해 실행될 하나 이상의 명령어일 수 있는 코드(71504)는 메모리(71502)에 저장될 수 있거나, 또는 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 적절한 조합에, 또는 적절한 경우 그리고 특정 필요에 기초하여 임의의 다른 내부 또는 외부 컴포넌트, 디바이스, 요소, 또는 오브젝트에 저장될 수 있다. 일 예에서, 프로세서(71500)는 코드(71504)에 의해 표시되는 명령어들의 프로그램 시퀀스를 따를 수 있다. 각각의 명령어는 프론트 엔드 로직(71506)에 입력되고, 하나 이상의 디코더(71508)에 의해 처리된다. 디코더는, 그것의 출력으로서, 미리 정의된 포맷으로 고정 폭 마이크로 연산과 같은 마이크로 연산을 생성할 수 있거나, 또는 다른 명령어들, 마이크로명령어들(microinstructions), 또는 원래의 코드 명령어를 반영하는 제어 신호들을 생성할 수 있다. 프론트 엔드 로직(71506)은 또한 일반적으로 자원들을 할당하고 실행을 위한 명령어에 대응하는 동작을 큐잉하는, 레지스터 리네이밍 로직(71510) 및 스케줄링 로직(71512)을 포함한다.
프로세서(71500)는 또한 실행 유닛들(71516a, 71516b, 71516n 등)의 세트를 갖는 실행 로직(71514)을 포함할 수 있다. 일부 예들은 특정 기능들 또는 기능들의 세트들에 전용인 다수의 실행 유닛을 포함할 수 있다. 다른 예들은 특정 기능을 수행할 수 있는 단 하나의 실행 유닛 또는 하나의 실행 유닛을 포함할 수 있다. 실행 로직(71514)은 코드 명령어들에 의해 지정된 동작들을 수행한다.
코드 명령어들에 의해 지정된 동작들의 실행 완료 후에, 백 엔드 로직(71518)은 코드(71504)의 명령어들을 리타이어할 수 있다. 일 예에서, 프로세서(71500)는 비순차적 실행을 허용하지만 명령어들의 순차적 리타이어먼트를 요구한다. 리타이어먼트 로직(71520)은 각종의 공지된 형태들(예컨대, 재정렬 버퍼들 등)을 취할 수 있다. 이러한 방식으로, 프로세서(71500)는 적어도 디코더에 의해 생성되는 출력, 레지스터 리네이밍 로직(71510)에 의해 활용되는 하드웨어 레지스터들 및 테이블들, 및 실행 로직(71514)에 의해 수정되는 임의의 레지스터들(도시되지 않음)의 관점에서, 코드(71504)의 실행 동안 변환된다.
도 7z에는 도시되지 않았지만, 처리 요소는 프로세서(71500)를 갖는 칩 상에 다른 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 처리 요소는 프로세서(71500)와 함께 메모리 제어 로직을 포함할 수 있다. 처리 요소는 I/O 제어 로직을 포함할 수 있고 및/또는 메모리 제어 로직과 통합되는 I/O 제어 로직을 포함할 수 있다. 처리 요소는 하나 이상의 캐시를 또한 포함할 수 있다. 일부 예들에서, (플래시 메모리 또는 퓨즈들과 같은) 비휘발성 메모리가 또한 프로세서(71500)를 갖는 칩 상에 포함될 수 있다.
도 7aa는 예에 따른 PtP(point-to-point) 구성으로 배열된 컴퓨팅 시스템(71600)을 도시한다. 특히, 도 7aa는 프로세서들, 메모리, 및 입력/출력 디바이스들이 다수의 포인트-투-포인트 인터페이스들에 의해 상호접속되는 시스템을 도시한다. 일반적으로, 본 명세서에 설명된 컴퓨팅 시스템들 중 하나 이상은 컴퓨팅 시스템(71500)과 동일하거나 유사한 방식으로 구성될 수 있다.
프로세서들(71670 및 71680) 각각은 또한 메모리 요소들(71632 및 71634)과 통신하기 위해 통합된 메모리 제어기 로직(MC)(71672 및 71682)을 포함할 수 있다. 대안적인 예들에서, 메모리 제어기 로직(71672 및 71682)은 프로세서들(71670 및 71680)과 별개인 이산 로직일 수 있다. 메모리 요소들(71632 및/또는 71634)은 본 명세서에 개략적으로 기술된 동작들 및 기능을 달성함에 있어서 프로세서들(71670 및 71680)에 의해 사용될 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서들(71670 및 71680)은 다른 도면들과 연계하여 논의된 것들과 같은 임의 유형의 프로세서일 수 있다. 프로세서들(71670 및 71680)은, 제각기, 포인트-투-포인트 인터페이스 회로들(71678 및 71688)을 사용하여 PtP(point-to-point) 인터페이스(71650)를 통해 데이터를 교환할 수 있다. 프로세서들(71670 및 71680) 각각은 포인트-투-포인트 인터페이스 회로들(71676, 71686, 71694, 및 71698)을 사용하여 개별 포인트-투-포인트 인터페이스들(71652 및 71654)을 통해 칩셋(71690)과 데이터를 교환할 수 있다. 칩셋(71690)은 또한 PtP 인터페이스 회로일 수 있는 인터페이스(71639)를 통해, 고성능 그래픽 회로, 머신 러닝 가속기, 또는 다른 코프로세서(71638)와 같은 코프로세서(71638)와 데이터를 교환할 수 있다. 대안적인 예들에서, 도 7aa에 도시된 PtP 링크들 중 임의의 것 또는 모두는 PtP 링크가 아니라 멀티 드롭 버스로서 구현될 수도 있다.
칩셋(71690)은 인터페이스 회로(71696)를 통해 버스(71620)와 통신 상태에 있을 수 있다. 버스(71620)는 버스 브리지(71618) 및 I/O 디바이스들(71616)과 같은, 자신을 통해 통신하는 하나 이상의 디바이스를 가질 수 있다. 버스(71610)를 통해, 버스 브리지(71618)는 (키보드, 마우스, 터치스크린, 또는 다른 입력 디바이스들과 같은) 사용자 인터페이스(71612),(모뎀들, 네트워크 인터페이스 디바이스들, 또는 컴퓨터 네트워크(71660)를 통해 통신할 수 있는 다른 유형들의 통신 디바이스들과 같은) 통신 디바이스들(71626), 오디오 I/O 디바이스들(71616), 및/또는 데이터 저장소 디바이스(71628)와 같은 다른 디바이스들과 통신 상태에 있을 수 있다. 데이터 저장소 디바이스(71628)는 프로세서들(71670 및/또는 71680)에 의해 실행될 수 있는 코드(71630)를 저장할 수 있다. 대안적인 예들에서, 버스 아키텍처들의 임의의 부분들은 하나 이상의 PtP 링크로 구현될 수 있다.
도 7aa에 묘사된 컴퓨터 시스템은 본 명세서에서 논의된 다양한 예들을 구현하기 위해 활용될 수 있는 컴퓨팅 시스템의 예의 개략도이다. 도 7aa에 묘사된 시스템의 다양한 컴포넌트들은 SoC(system-on-a-chip) 아키텍처에서 또는 본 명세서에서 제공되는 예들 및 구현들의 기능 및 특징들을 달성할 수 있는 임의의 다른 적절한 구성에서 조합될 수 있다는 것을 알 것이다.
본 명세서에서 기술되고 도시된 시스템들 및 해결책의 일부가 복수의 요소를 포함하거나 이들과 연관되어 있는 것으로 기술되었지만, 명시적으로 도시되거나 기술된 모든 요소들이 본 개시내용의 각각의 대안적 구현에서 활용될 수 있는 것은 아니다. 추가적으로, 본 명세서에 설명된 요소들 중 하나 이상은 시스템 외부에 위치할 수 있는 한편, 다른 경우들에서는, 특정 요소들이 다른 설명된 요소들뿐만 아니라 도시된 구현에서 설명되지 않은 다른 요소들 중 하나 이상 내에 또는 그의 일부로서 포함될 수 있다. 또한, 특정 요소들이 다른 컴포넌트들과 조합될 수 있을 뿐만 아니라 본 명세서에서 설명된 목적들에 더하여 대안적인 또는 추가적인 목적들을 위해 사용될 수 있다.
일부 예들에서, 시스템은 칩 패키지 및 칩 패키지에 결합된 냉각 장치를 포함한다. 칩 패키지는 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 냉각 장치는 제1 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 제1 공동 및 평탄한 제3 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 제2 공동을 포함한다. 제1 공동의 내부 압력은 밀봉된 제1 공동 외부의 주변 압력보다 낮다. 제2 공동은 그 안에 배치된 액체, 및 제3 벽의 내부 표면에 결합된 심지 재료를 포함하고, 칩 패키지는 이것이 냉각 장치의 평탄한 제3 금속 벽에 결합되도록 위치된다.
게다가, 앞서 제시된 예들이 특정 원리 및 특징을 예시하기 위한 목적만을 위해 제공된 비제한적 예들이고, 본 명세서에 기술된 개념들의 잠재적 예들을 반드시 제한하거나 제약하는 것은 아니라는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 컴포넌트들의 다양한 구현들을 통해 실현되는 조합들을 포함하여, 본 명세서에 설명된 특징들 및 컴포넌트들의 다양한 조합들을 활용하여 다양하고 상이한 예들이 실현될 수 있다. 다른 구현들, 특징들, 및 상세사항들은 본 명세서의 내용들로부터 알게 될 것이다.
본 개시내용이 특정의 구현 및 일반적으로 연관된 방법의 관점에서 설명되었지만, 이들 구현 및 방법의 변경 및 치환은 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 액션들은 설명된 것과 상이한 순서로 수행될 수 있으면서도, 여전히 바람직한 결과들을 달성할 수 있다. 일 예로서, 첨부 도면들에 묘사된 공정들은 원하는 결과들을 달성하기 위해 도시된 특정 순서 또는 순차적 순서를 반드시 필요로 하지는 않는다. 특정 구현들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 이로울 수 있다. 덧붙여, 다른 사용자 인터페이스 레이아웃들 및 기능이 지원될 수 있다. 다른 변형들이 이하의 특허청구범위의 범위 내에 있다.
일반적으로, 본 명세서에 설명된 주제의 일 양태는 소프트웨어 코드를 포함하는 샘플을 식별하는 액션, 샘플에 포함된 복수의 기능 각각에 대한 제어 흐름 그래프를 생성하는 액션, 및 기능들 각각에서, 제어 흐름 단편 유형들의 세트의 인스턴스들에 대응하는 특징들을 식별하는 액션을 포함하거나 야기하는 방법들 및 실행된 명령어들에 구체화될 수 있다. 식별된 특징들은 식별된 특징들로부터 샘플에 대한 특징 세트를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
이들 및 다른 예들은 각각 다음의 특징들 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다. 기능들 각각에 대해 식별된 특징들은 샘플에 대한 통합된 스트링을 생성하기 위해 조합될 수 있고, 특징 세트는 통합된 스트링으로부터 생성될 수 있다. 기능들 각각에 대해 스트링이 생성될 수 있고, 각각의 스트링은 기능에 대해 식별된 각자의 특징들을 기술한다. 특징들을 조합하는 것은 복수의 기능 중 특정한 하나에서 복수의 기능 중 또 다른 하나로의 호출을 식별하는 것 및 다른 기능을 참조하는 특정한 기능의 스트링의 일부를 다른 기능의 스트링의 콘텐츠들로 대체하는 것을 포함할 수 있다. 특징들을 식별하는 것은 제어 흐름 단편 유형들의 세트의 특징들만이 스트링들에서 기술되도록 기능들의 스트링들 각각을 추상화하는 것을 포함할 수 있다. 제어 흐름 단편 유형들의 세트는 기능에 의한 메모리 액세스들 및 기능에 의한 기능 호출들을 포함할 수 있다. 특징들을 식별하는 것은 기능들 각각에 의한 메모리 액세스들의 인스턴스들을 식별하는 것 및 기능들 각각에 의한 기능 호출들의 인스턴스들을 식별하는 것을 포함할 수 있다. 특징 세트는 기능들 각각에 대해 식별된 특징들 각각을 식별할 수 있다. 특징 세트는 n-그래프일 수 있다.
또한, 이들 및 다른 예들은 각각 다음의 특징들 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다. 특징 세트는 샘플을 분류하는데 있어서 사용하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 샘플을 분류하는 것은 샘플들의 대응하는 특징들에 기초하여 샘플을 다른 샘플들과 클러스터링하는 것을 포함할 수 있다. 샘플을 분류하는 것은 샘플들의 클러스터에 관련된 특징들의 세트를 결정하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 샘플을 분류하는 것은 또한 샘플을 멀웨어로서 분류할지를 결정하는 것 및/또는 샘플이 멀웨어의 하나 이상의 패밀리 중 하나일 가능성이 있는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 특징들을 식별하는 것은 제어 흐름 단편 유형들의 세트의 특징들만이 제어 흐름 그래프들에서 기술되도록 제어 흐름 그래프들 각각을 추상화하는 것을 포함할 수 있다. 샘플을 포함하여, 복수의 샘플이 수신될 수 있다. 일부 경우들에서, 복수의 샘플은 복수의 소스로부터 수신될 수 있다. 특징 세트는 샘플의 기능들의 제어 흐름 그래프들에서 식별된 특징들의 서브세트를 식별할 수 있다. 특징들의 서브세트는 샘플 코드 내의 메모리 액세스들 및 기능 호출들에 대응할 수 있다.
본 명세서는 많은 특정 구현 상세사항들을 포함하지만, 이들은 임의의 발명들 또는 청구될 수 있는 것의 범위에 대한 제한들로서 해석해서는 안 되고, 오히려 특정 발명들의 특정 예들에 특정적인 특징들의 설명들로서 해석해야 한다. 별개의 예들의 맥락에서 본 명세서에 설명되는 특정 특징들은 또한 단일 예에서 조합되어 구현될 수 있다. 반대로, 단일 예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 다중의 예에서 개별적으로 또는 임의의 적합한 하위조합으로 구현될 수 있다. 게다가, 앞서 특징들이 특정 조합들로 동작하는 것으로서 기술되고 심지어는 처음에는 이렇게 청구될 수 있지만, 어떤 경우들에서는 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징이 조합으로부터 제외될 수 있으며, 청구된 조합은 하위조합 또는 하위조합의 변형에 대한 것일 수 있다.
유사하게, 도면들에는 동작들이 특정 순서로 묘사되지만, 이는 바람직한 결과들을 달성하기 위해 그러한 동작들이 도시된 특정 순서로 또는 순차적 순서로 수행되어야 하거나, 또는 모든 예시된 동작들이 수행되어야 하는 것을 요구하는 것으로 이해해서는 안 된다. 특정 상황들에서, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 이로울 수 있다. 더욱이, 전술한 예들에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 예들에서 그러한 분리를 필요로 하는 것으로 이해하지 않아야 하며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품에 함께 통합되거나 또는 다중의 소프트웨어 제품 내에 패키징될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
다음의 상세한 설명은 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 것과 관련될 수 있는 장치들, 방법들 및 시스템들의 예들을 제시한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "위에(over)", "아래에(under)", "아래에(below)", "사이에(between)" 및 "상에(on)"라는 용어들은 다른 층들 또는 컴포넌트들에 대한 하나의 층 또는 컴포넌트의 상대적 위치를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 또 다른 층 또는 컴포넌트 위에 또는 아래에 배치된 하나의 층 또는 컴포넌트는 다른 층 또는 컴포넌트와 직접 접촉 상태에 있을 수 있거나 또는 하나 이상의 개재 층 또는 컴포넌트를 가질 수 있다. 더욱이, 2개의 층 또는 컴포넌트 사이에 배치된 하나의 층 또는 컴포넌트는 2개의 층 또는 컴포넌트와 직접 접촉 상태에 있을 수 있거나, 또는 하나 이상의 개재 층 또는 컴포넌트를 가질 수 있다. 대조적으로, 제2 층 또는 제2 컴포넌트 "바로 위의" 제1 층 또는 제1 컴포넌트는 그 제2 층 또는 제2 컴포넌트와 직접 접촉 상태에 있다. 유사하게, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 2개의 피처 사이에 배치되는 하나의 피처는 인접하는 피처들과 직접 접촉 상태에 있을 수 있거나 또는 하나 이상의 개재 층을 가질 수 있다.
본 명세서에 개시된 예들의 구현들은 비반도체 기판 또는 반도체 기판과 같은 기판 상에서 형성되거나 또는 수행될 수 있다. 일 구현에서, 비반도체 기판은 실리콘 이산화물, 실리콘 이산화물로 구성되는 층간 유전체, 실리콘 질화물, 티타늄 산화물 및 다른 전이 금속 산화물들일 수 있다. 비반도체 기판이 그로부터 형성될 수 있는 재료들의 몇몇 예들이 여기에 설명되지만, 비반도체 디바이스가 그 상에 구축될 수 있는 토대의 역할을 할 수 있는 임의의 재료는 본 명세서에 개시된 예들의 취지 및 범위 내에 든다. 일부 구현들에서, 반도체 기판(예를 들어, 반도체 다이)은 벌크 실리콘 또는 실리콘-온-인슐레이터 하위구조를 이용하여 형성된 결정질 기판일 수 있다. 다른 구현들에서, 반도체 기판은 게르마늄, 인듐 안티모나이드(indium antimonide), 납 텔루라이드(lead telluride), 인듐 아세나이드(indium arsenide), 인듐 포스파이드(indium phosphide), 갈륨 아세나이드, 인듐 갈륨 아세나이드, 갈륨 안티모나이드, 또는 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅳ족 재료의 다른 조합들을 포함하지만 그에 한정되지는 않는, 실리콘과 조합되거나 조합되지 않을 수 있는 대안 재료들을 이용하여 형성될 수 있다. 다른 예들에서, 기판은 그래핀 및 몰리브덴 이황화물과 같은 2D 재료들, 펜타센과 같은 유기 재료들, 인듐 갈륨 아연 산화물 폴리/비정질(저온 증착) III-V 반도체들 및 게르마늄/실리콘과 같은 투명 산화물들, 및 다른 비실리콘 가요성 기판들을 포함하는 가요성 기판일 수 있다. 기판이 그로부터 형성될 수 있는 재료들의 몇몇 예들이 여기에 설명되지만, 반도체 디바이스가 그 상에 구축될 수 있는 토대의 역할을 할 수 있는 임의의 재료는 본 명세서에 개시된 예들의 취지 및 범위 내에 든다.
상세한 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면들에 대한 참조가 이루어지고, 여기서 유사한 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 지정하며, 실시될 수 있는 예들이 예시로서 도시되어 있다. 다른 예들이 활용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변경들이 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고서 이루어질 수 있다는 점이 이해될 것이다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 한정하는 의미로 취해지지 않는다. 본 개시내용의 목적을 위해, "A 및/또는 B"라는 문구는 (A), (B), 또는 (A 및 B)을 의미한다. 본 개시내용의 목적을 위해, "A, B 및/또는 C"라는 어구는 (A), (B), (C), (A 및 B), (A 및 C), (B 및 C), 또는 (A, B 및 C)을 의미한다. 본 개시내용에서 "일 예" 또는 "예"에 대한 언급은 그 예와 연계하여 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 예에 포함된다는 것을 의미한다. "일 예에서" 또는 "예에서"라는 문구의 출현이 반드시 모두가 동일한 예를 지칭하는 것은 아니다. "예를 들어(for example)", "예에서(in an example)", 또는 "일부 예들에서(in some examples)"라는 문구의 출현들이 반드시 모두가 동일한 예를 지칭하는 것은 아니다.
도 8a를 참조하면, 도 8a는 본 개시내용의 예에 따른, 베이퍼 챔버와 부착 수단으로 구성된 전자 디바이스(8102)의 단순화된 블록도이다. 예에서, 전자 디바이스(8102)는 하나 이상의 전자 컴포넌트(8106)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(8102)는 전자 컴포넌트들(8106a-8106d)을 포함한다. 전자 컴포넌트(8106a)는 열원(8108a) 및 베이퍼 챔버(8110a)를 포함할 수 있다. 베이퍼 챔버(8110a)는 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 이용하여 열원(8108a)에 결합될 수 있다. 전자 컴포넌트(8106b)는 베이퍼 챔버(8110b)를 포함할 수 있다. 베이퍼 챔버(8110b)는 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 전자 컴포넌트(8106b)에 결합될 수 있다. 전자 컴포넌트(8106c)는 열원들(8108b, 8108c) 및 베이퍼 챔버(8110c)를 포함할 수 있다. 베이퍼 챔버(8110c)는 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 전자 컴포넌트(8106c)에 결합될 수 있다. 베이퍼 챔버(8110c)는 열원(8108c)에 열적으로 결합될 수 있다. 열원(8108b)은 베이퍼 챔버에 결합되지 않을 수 있다. 전자 요소(8106d)는 열원(8108d) 및 베이퍼 챔버(8110d)를 포함할 수 있다. 베이퍼 챔버(8110d)는 열원(8108d) 위에 있을 수 있고, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 전자 컴포넌트(8106d)에 결합될 수 있다. 열원들(8108a 내지 8108d) 각각은 열 발생 디바이스(예컨대, 프로세서, 로직 유닛, FPGA(field programmable gate array), 칩셋, IC(integrated circuit), 그래픽 프로세서, 그래픽 카드, 배터리, 메모리, 또는 어떤 다른 유형의 열 발생 디바이스)일 수 있다.
베이퍼 챔버들(8110a 내지 8110d) 각각은 하나 이상의 편조된(braided) 칼럼 구조물 및/또는 하나 이상의 편조된 심지 구조물을 포함할 수 있다. 베이퍼 챔버를 생성하기 위해, 베이퍼 챔버 내의 칼럼들 및/또는 심지들은 섬유 가닥들이 함께 편조된 편조된 섬유를 사용하여 만들어질 수 있다. 특정 예에서, 편조된 섬유는 편조된 구리 섬유이다. 다른 예에서, 편조된 섬유는 편조된 티타늄 섬유 또는 일부 다른 편조된 열 전도성 섬유 재료이다. 편조된 섬유 내의 섬유 가닥들은 베이퍼 챔버 내의 액체에 대한 모세관 경로를 제공하는 것을 돕고, 베이퍼 챔버의 상단 및 하단 판들에 대한 지지를 제공하는 것을 돕는다. 편조된 섬유를 사용하는 것은 섬유 가닥들을 포함하는 미리 만들어진 칼럼들 및 심지들을 사용함으로써 베이퍼 챔버 제조 시간을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 추가로, 편조된 섬유는 베이퍼 챔버에 대한 칼럼들의 중량을 감소시키는 것을 돕는다.
베이퍼 챔버들(8110a 내지 8110d) 각각은 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 전자 컴포넌트(예컨대, 전자 컴포넌트(8106b)에 결합된 베이퍼 챔버(8110b)) 및/또는 전자 요소(예컨대, 열원(8108a)에 결합된 베이퍼 챔버(8110a))에 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 예시된 바와 같이, 베이퍼 챔버(8110a)는 두 개(2)의 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 열원(8108a)에 결합되고, 베이퍼 챔버(8110b)는 네 개(4)의 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 전자 컴포넌트(8106b)에 결합되며, 베이퍼 챔버(8110c)는 두 개(2)의 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 전자 컴포넌트(8106c)에 결합되고, 베이퍼 챔버(8110d)는 세 개(3)의 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 전자 컴포넌트(8106d)에 결합된다.
베이퍼 챔버 고정 수단(8112) 각각은 최대 축방향 하중을 제한하고 과체결(overtightening)을 방지하는 것을 도울 수 있는 나선면 와셔(helicoidal washer)일 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)의 설계로 인해, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)은 베이퍼 챔버가 전자 컴포넌트(예컨대, 전자 컴포넌트(8106b)) 및/또는 전자 요소(예컨대, 열원(8108a))에 고정됨에 따라 요구된 부하가 달성될 때 항복하기 시작한다. 또한, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)의 구성은 전자 컴포넌트 및/또는 전자 요소의 평탄도 변동의 수용을 허용할 수 있다. 예에서, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)의 외부 가장자리는 시스템 두께 또는 Z-스택 높이를 감소시키는 것을 도울 수 있는 딤플, 공동, 리세스 등으로 베이퍼 챔버에 납땜될 수 있다. 용어 "Z 스택 높이 ", "Z 높이 ", "Z 위치" 등은 (x, y, z) 좌표 축 또는 데카르트 좌표계의 "Z" 축을 따른 높이를 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바로는, "때(when)"이라는 용어는 이벤트의 시간적 성질을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, "이벤트 'A'가 이벤트 'B'가 발생할 때 발생한다"라는 문구는 이벤트 A가 이벤트 B의 발생 전에, 그 동안에, 또는 그 후에 발생할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 이벤트 B의 발생과 연관된다는 것을 의미하는 것으로 해석해야 한다. 예를 들어, 이벤트 A가 이벤트 B의 발생에 응답하여, 또는 이벤트 B가 발생한 것, 발생하고 있는 것, 또는 발생할 것임을 나타내는 신호에 응답하여 발생하는 경우에 이벤트 A는 이벤트 B가 발생할 때 발생한다. 본 개시내용에서 "일 예" 또는 "예"에 대한 언급은 그 예와 연계하여 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 예에 포함된다는 것을 의미한다. "일 예에서" 또는 "예에서"라는 문구의 출현이 반드시 모두가 동일한 예를 지칭하는 것은 아니다.
특정 예시적인 기법들을 예시할 목적을 위해, 이하의 기초 정보는 본 개시내용이 그로부터 적절히 설명될 수 있는 기초로서 간주될 수 있다. 최종 사용자들은 그 어느 때보다 더 많은 미디어 및 통신 선택 기회를 가지고 있다. 다수의 두드러진 기술적 추세(예를 들어, 더 많은 컴퓨팅 요소들, 더 많은 온라인 비디오 서비스들, 더 많은 인터넷 트래픽, 더 복잡한 처리 등)가 현재 진행 중이고, 이러한 추세는 디바이스들 및 시스템들이 비교적 얇은 프로필을 가지면서 성능 및 기능을 증가시킬 것으로 예상됨에 따라 디바이스들의 예상 성능 및 폼 팩터를 변경시키고 있다. 그러나, 성능 및/또는 기능의 증가는 디바이스들 및 시스템들의 열 도전과제의 심화를 야기한다. 예를 들어, 일부 디바이스들에서, 특정 열원을 냉각시키는 것이 어려울 수 있다. 열원을 냉각시키는 한 가지 방식은 베이퍼 챔버를 사용하는 것이다. 베이퍼 챔버는 밀폐 밀봉된 중공 용기, 작동 유체, 및 폐루프 모세관 재순환 시스템을 포함하는 평면 히트 파이프일 수 있다. 베이퍼 챔버는 열 전달을 증가시키는 것을 돕는 액체의 상 변화 원리에 기초해 작용한다.
베이퍼 챔버는 내부 심지 구조를 갖는 상단 구리 판 및 하단 구리 판으로 만들어질 수 있다. 열이 열원, 물, 또는 베이퍼 챔버 내부의 어떤 다른 유체로부터 베이퍼 챔버에 가해짐에 따라, 비등하여 기체로 전환되고, 이것은 이후 베이퍼 챔버의 더 차가운 영역으로 이동한다. 베이퍼 챔버의 더 차가운 영역으로부터, 열이 소산되고 여기서 이것은 다시 액체로 응축된다. 열은 외부 열 교환기, 히트 파이프, 또는 열을 소산시키기 위한 어떤 다른 열 시스템을 통해 소산된다. 물의 증발 및 응축은 물 또는 다른 유체(및 따라서 열)를 열원의 영역으로부터 베이퍼 챔버의 다른 영역들로 이동시키는 펌핑 작용을 형성한다. 베이퍼 챔버 내에서 사용될 수 있는 다양한 유형의 심지 구조가 존재하지만, 종종 베이퍼 챔버들은 분말 또는 메시로서 분류된다. 두 경우 모두에서, 분말 또는 메시 라인 구리 판 표면들은 물이 베이퍼 챔버의 영역 내에서 유동하는 것을 허용한다. 전형적으로, 베이퍼 챔버의 상단 및 하단으로서 작용하는 판들을 지지하기 위해 베이퍼 챔버 전체에 걸쳐 구리 칼럼들이 이용된다.
칼럼들은 소결 공정을 통해 상단 판 및/또는 하단 판에 부착되는 기둥 유사 구조물들일 수 있다. 소결 공정이 일반적으로 비교적 긴 시간이 걸리고 느리게 행해져야만 하기 때문에 이는 높은 소결 시간을 요구하고 베이퍼 챔버의 제조 시간을 증가시킨다. 추가로, 칼럼들이 비교적 두꺼운 구리 블록들일 수 있으므로, 단조되거나 소결된 칼럼들의 공정은 베이퍼 챔버에 중량을 더한다.
히트 파이프들과 같은 베이퍼 챔버들은 열을 환경으로 실제로 소산시키지 않을 수 있지만, 열 시스템 내에서 열을 효율적으로 이동시키는 역할을 할 수 있다. 베이퍼 챔버의 전형적인 열 전도율은 3000-10000 W/m-K의 범위일 수 있다. 그러나, 베이퍼 챔버의 제조 공정에 수반되는 다중 단계(예를 들어, 필요 당 판 절단에 이어서 심지 소결, 필러(pillar) 소결, 말단 용접, 액체 충전, 및 진공 밀봉 등)로 인해 베이퍼 챔버의 비용이 비교적 높을 수 있다.
예를 들어, 얇은 베이퍼 챔버들은 2-판 접근법을 이용하여 제조되는데, 여기서 구리 판들에 부착된 심지들을 갖는 0.1-0.2mm 두께의 2개의 구리 판이 서로의 상단에 배치되고 칼럼들에 의해 분리된다. 이들 칼럼들은 베이퍼 챔버에 기계적 강도뿐만 아니라 액체가 열원을 향해 복귀하기 위한 모세관 작용을 제공한다. 칼럼들은 얇은 판들 상에서 소결된 분말화된 구리로부터 만들어지고, 판들 둘 다는 이후 분무되거나 또는 구리 분말 또는 메시로 채워지고 소결된다. 이는 상단 및 하단 판들 상의 유체에 대한 모세관 경로를 형성한다. 이러한 칼럼들은 칼럼들의 주름형 시트(corrugated sheet)로서 또는 판들 중 하나에 소결된 분말 구리로부터 만들어질 수 있다. 칼럼들의 주름진 시트는 베이퍼 챔버에 중량을 더하고, 분말화된 구리 칼럼들은 긴 소결 동작으로 인해 제조 시간을 증가시킨다.
소결 공정은 대량 생산 제조 공정에서 비교적 긴 시간일 수 있는 대략 24 시간이 걸린다. 이는 또한 베이퍼 챔버의 비용 및 제조 시간을 증가시킨다. 일반적으로, 베이퍼 챔버 비용은 재료가 총 비용의 대략 25퍼센트(25%)이고, 노동이 총 비용의 대략 25퍼센트(25%)이고, 제조가 총 비용의 대략 20퍼센트(20%)이고, 상업화 및 다른 요인들이 총 비용의 대략 15퍼센트(15%)이고, 수율 손실이 총 비용의 대략 15퍼센트(15%)인 것으로 분할될 수 있다. 수율 손실은 평탄도 변동, 누설, 표면(cosmetics) 문제(예를 들어, 움푹 들어간 곳과 구부러진 곳(dents and bends)), 브레이징(brazing) 문제 등에 기인한다. 수율 손실은 1mm 베이퍼 챔버에 대해 총 비용의 대략 20 퍼센트(20%) 및 0.6mm 베이퍼 챔버에 대해 총 비용의 대략 30 퍼센트(30%)일 수 있다. 필요한 것은 베이퍼 챔버의 제조 시간을 감소시키는 것을 도울 뿐만 아니라 베이퍼 챔버의 중량을 감소시키는 것을 돕기 위한 수단, 시스템, 장치, 방법 등이다.
또한, 모바일 제품에서 수동 냉각 시스템으로서 베이퍼 챔버를 사용하는 것이 증가하고 있지만, 베이퍼 챔버 제조 허용 오차는 상당히 크며, 따라서, 베이퍼 챔버 본드라인이 언로딩되어 열악한 열 성능을 야기할 수 있거나, 또는 불균일하게 로딩되거나 너무 높게 로딩되어 베이퍼 챔버에 본딩되는 구조물에서 균열을 야기할 수 있는 위험이 존재한다. 일부 예들에서, 별도의 납땜된 페디스털이 베이퍼 챔버를 인쇄 회로 보드(PCB)에 및/또는 열원 위에 고정하는 것을 돕기 위해 사용된다. 별도의 납땜된 페디스털은, 이것이 다이 영역 두께를 증가시킬 수 있고 이에 의해 디바이스 총 두께를 증가시킬 수 있으므로, 양호한 해결책이 아니다. 게다가, 납땜된 페디스털 허용 오차들은 타이트하지 않고, 종종 밀링 후에 +/-0.05mm이고 납땜 후에 +/-0.10mm이다. 페디스털은 납땜 후에 밀링될 수 없는데, 왜냐하면 그것이 베이퍼 챔버의 약한 메시 및 스킨 본딩을 파괴할 것이기 때문이다. 또한, 허용 오차 변동들로 인해, 모든 부분들이 수동으로 측정되어야만 하는데, 이는 고가의 공정일 수 있고 대량 생산에 양호하지 않은 낮은 수율을 야기할 수 있다. 또한, 페디스털은 국소적으로 강성을 증가시킬 수 있으며, 이는 필요한 허용 오차 윈도를 훨씬 더 타이트하게 한다. 추가로, 열원과 베이퍼 챔버 사이의 별도의 납땜된 부분들은 열 성능을 감소시킬 수 있다. 일부 예들에서, PCB와 나사 부착물 사이에 키 큰 컴포넌트들이 있을 수 있다. 이러한 예들에서, 페디스털 및 스탠드오프 지지 프레임은 상이한 요소들이어야 하며, 이는 Z-허용오차를 훨씬 더 최악으로 만드는데, 대략 +/-0.20mm일 수 있다. 최대 축방향 하중을 제한하고 과체결을 방지하는 것을 도울 수 있는, PCB에 베이퍼 챔버를 고정하는 수단, 시스템, 장치, 방법 등이 필요하다.
도 8a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 베이퍼 챔버 및 부착 수단을 가능하게 하는 시스템은 이들 문제(및 다른 문제)를 해결할 수 있다. 예에서, 편조된 구조를 갖는 베이퍼 챔버는 제조 시간을 감소시킴으로써 베이퍼 챔버 비용을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 섬유 가닥들은 베이퍼 챔버의 하나 이상의 편조된 칼럼 구조물 및/또는 하나 이상의 편조된 심지 구조물을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 하나 이상의 편조된 칼럼 구조물 및/또는 하나 이상의 편조된 심지 구조물은 베이퍼 챔버 상단 및 하단 판들에 부착될 수 있다. 하나 이상의 편조된 칼럼 구조물 및/또는 하나 이상의 편조된 심지 구조물은 베이퍼 챔버 제조 공정 전에 별개로 미리 만들어질 수 있고, 그에 의해 베이퍼 챔버의 제조 시간을 감소시킨다. 또한, 베이퍼 챔버는 최대 축방향 하중을 제한하고 손상이 과체결하는 것을 방지하는 것을 도울 수 있는 나선형 와셔를 사용하여 PCB에 결합될 수 있다. 와셔의 설계로 인해, 와셔는 필요한 부하가 달성될 때 항복하기 시작한다. 또한, 와셔의 구성은 평탄도 변동들의 수용을 허용할 수 있다.
예에서, 베이퍼 챔버를 생성하기 위해, 베이퍼 챔버 내의 심지 및 칼럼들이 구리 섬유 가닥들이 함께 편조되는 구리 섬유를 사용하여 만들어질 수 있다. 일부 예들에서, 티타늄 섬유 가닥들이 함께 편조되거나 또는 몇몇 다른 열 전도성 섬유 재료가 함께 편조될 수 있다. 이러한 편조된 구조물은 베이퍼 챔버의 상단 판 및 하단 판에 브레이징될 수 있다. 용어 "브레이징된(brazed)"은 구리 섬유 가닥들을 베이퍼 챔버의 상단 판에 용접, 납땜, 소결하는 것을 통한 섬유 편조 가닥들의 부착을 포함한다. 또 다른 예에서, 기둥 구조물이 또한, 펀칭 공정, 단조 공정, 형성 공정, 또는 금속 에칭 공정을 통해 제조될 수 있다. 섬유 가닥들은 베이퍼 챔버를 위한 모세관 경로를 제공할 수 있고, 상단 및 하단 판들에 강성을 더할 수 있으며, 베이퍼 챔버가 붕괴되는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다.
편조된 구리 섬유를 사용하는 것은 섬유 편조의 형태로 이미 이용가능한 칼럼들 및 심지들을 사용함으로써 베이퍼 챔버 제조 시간을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 추가로, 편조된 구리 섬유는 구리 칼럼들의 중량을 감소시키는 것을 돕는다. 또한, 섬유 심지 구조물은 소결된 및 복합 심지 구조물들과 비교해 더 양호한 열 성능을 나타낸다.
더 구체적으로, 칼럼 구조물 및 심지 구조물은 섬유 편조(fiber braid)들의 형태로 만들어질 수 있다. 칼럼들에 대해, 섬유 편조들은 베이퍼 챔버가 제조되기 전에 미리 만들어지고 베이퍼 챔버의 두께에 따라 요구되는 높이가 되도록 절단될 수 있다. 다음으로, 섬유 편조들은 베이퍼 챔버의 2개의 판 사이 내에 배치되고 함께 브레이징될 수 있다. 섬유 편조들은 긴 가닥들이 되도록 만들어지고 필요에 따라 더 작은 요소들이 되도록 절단될 수 있다. 이는, 대량 제조 동안 섬유 편조들이 베이퍼 챔버 두께에 따라 원하는 높이로 절단될 수 있기 때문에, 베이퍼 챔버의 제조 시간을 감소시키는 것을 돕는다. 또한, 섬유 편조 기반 히트 파이프의 모세관 성능은 복합 또는 소결된 히트 파이프의 모세관 성능보다 더 양호하게 수행할 수 있다.
또 다른 예에서, 통합된 칼럼 및 심지 구조물은 편직(knitting)의 개념을 이용하여 구리 섬유 가닥들을 제직(weaving)하는 것의 이용을 통해 또는 천 제직에서 행해지는 것과 유사한 공정을 통해 만들어질 수 있다. 제직 공정 동안, 매듭(knot)들이 칼럼들로서 작용하기 위해 미리 결정된 위치들에 제공될 수 있다. 이 공정은 칼럼들 및 심지들을 함께 통합하고, 구리 칼럼들을 심지에 본딩하는 데에 수반되는 소결 공정을 제거할 수 있다. 또 다른 예에서, 천공된 구리 기둥이 베이퍼 챔버의 판들 중 하나에서의 화학적 에칭, 스탬핑, 단조, 및/또는 펀칭 동작들과 같은 다양한 제조 기술들에 의해 달성될 수 있다.
베이퍼 챔버는 베이퍼 챔버 고정 수단(예컨대, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112))을 사용하여 전자 컴포넌트(예컨대, 전자 컴포넌트(8106b)), 전자 요소(예컨대, 열원(8108a)), PCB, 마더보드 등에 결합될 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단은 최대 축방향 하중을 제한하고 과체결을 방지하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단은 높은 수직 하중 및 높은 체결 토크의 영향을 완화하기 위해서 절결부(cutout)들을 갖는 나선면 와셔일 수 있다. 절결부들은 베이퍼 챔버 고정 수단의 중간 부분과 베이퍼 챔버 고정 수단의 외측 부분 사이의 천이 영역에 위치될 수 있다. 구체적인 예에서, 중간 부분은 나사산형(threaded) 부착 수단을 수용하는 스크류 보스(screw boss)를 포함할 수 있고, 외측 부분은 베이퍼 챔버에 납땜되는 플랜지를 포함할 수 있다. 절결부는 방사상이거나 곡선일 수 있다. 절결부가 곡선인 경우, 이는 과체결(overtightening) 경우에 나사/나사산 고장을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 절결부가 곡선인 경우, 최대 체결 모멘트가 달성될 때, 스크류 보스는 하중을 감소시키기 위해 들어올리기 시작하고, 이는 나사/나사산 고장을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다.
베이퍼 챔버 고정 수단의 0.20mm 및 0.40mm 구리 와셔 구성에 대한 특정 예에서, 공칭 축방향 목표 변형은 0.25mm이고, 이는 0.05mm의 최소 허용 오차 변형 및 0.45mm의 최대 변형을 이끌어 낸다. 최소와 최대 사이의 힘 차이는 0.20mm 두께에 대해 0.5 뉴턴(또는 대략 0.112 파운드력)이고 0.40mm 두께에 대해 2 뉴턴(또는 대략 0.45 파운드력)이다. 따라서, 변동력 범위는 총 축방향 나사력의 대략 10 퍼센트(10%)이다. 0.30mm의 두께는 4개의 나사를 이용하여 대략 8 파운드력(또는 35.59 뉴턴) 내지 대략 9 파운드력(또는 대략 40.03 뉴턴)의 총 패키지 하중을 제공하고, 최대 하중은 대략 10 파운드력(또는 대략 44.48 뉴턴)이다. M1.2 나사에 대한 궁극적인 모멘트는 30 뉴턴-mm을 약간 초과하며, 이는 정상 경우에 비교적 용이하게 달성될 수 있고, 베이퍼 챔버 고정 수단의 구성은 해당 모멘트가 달성되지 못하게 하는 것을 도울 수 있다. 25 뉴턴-mm까지의 과체결은 베이퍼 챔버 고정 수단에 어떤 영구 변형을 유발할 것이고, 이는 대략 30 퍼센트(30%)만큼 축방향 하중을 감소시킬 수 있다.
베이퍼 챔버 고정 수단은 베이퍼 챔버와 함께 사용하는 것으로만 제한되지 않는다. 베이퍼 챔버 고정 수단과 유사한 탄성, 가소성, 또는 구성을 가진 어떤 다른 재료가 히트 파이프, 냉각 판, 어떤 다른 열 요소, 또는 다른 컴포넌트가 되도록 밀링 또는 스탬핑될 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단이 냉각 판과 함께 사용되는 경우, 별개의 리프 스프링(leaf spring)들이 필요하지 않다. 이는 보드 설계에 대한 더 많은 자유를 허용하는데, 그 이유는 냉각 판에 대한 나사 위치들이 비교적 자유롭게 결정될 수 있고 리프 스프링의 단부에 있을 필요가 없기 때문이다.
예시적인 구현에서, 전자 디바이스(8102)는 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 랩톱 또는 전자 노트북, 셀룰러 전화, 아이폰, 태블릿, IP 전화, 네트워크 요소, 네트워크 기기, 서버, 라우터, 스위치, 게이트웨이, 브리지, 부하 균형화기, 프로세서, 모듈, 또는 열원을 포함하는 기타 임의의 디바이스, 컴포넌트, 요소, 또는 오브젝트를 포괄하는 것을 뜻한다. 전자 디바이스(8102)는 그의 동작을 용이하게 해주는 임의의 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 컴포넌트, 모듈, 또는 오브젝트는 물론이고, 네트워크 환경에서 데이터 또는 정보를 수신, 송신 및/또는 다른 방식으로 통신하는 적절한 인터페이스를 포함할 수 있다. 이는 데이터 또는 정보의 효과적인 교환을 허용하는 적절한 알고리즘들 및 통신 프로토콜들을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(8102)는 가상 요소들을 포함할 수 있다.
내부 구조와 관련하여, 전자 디바이스(8102)는 동작들에서 사용될 정보를 저장하기 위한 메모리 요소들을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(8102)는 임의의 적절한 메모리 요소(예를 들어, RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EPROM(erasable programmable ROM), EEPROM(electrically erasable programmable ROM), ASIC(application specific integrated circuit) 등), 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 적절한 경우 그리고 특정 필요에 기초하는 임의의 다른 적절한 컴포넌트, 디바이스, 요소, 또는 오브젝트 내에 정보를 유지할 수 있다. 본 명세서에서 논의된 메모리 아이템들 중 임의의 것은 광의의 용어 '메모리 요소' 내에 포괄되는 것으로 해석되어야 한다. 더욱이, 사용, 추적, 전송, 또는 수신되는 정보는 임의의 데이터베이스, 레지스터, 큐, 테이블, 캐시, 제어 리스트, 또는 다른 저장소 구조에서 제공될 수 있고, 이들 모두는 임의의 적합한 시간 프레임에서 참조될 수 있다. 임의의 이러한 저장소 옵션들도 본 명세서에서 사용된 '메모리 요소'라는 광범위한 용어 내에 포함될 수 있다.
특정 예시적인 구현들에서, 기능들은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있는 하나 이상의 유형적 매체(예를 들어, ASIC에 제공되는 임베딩된 로직, DSP(digital signal processor) 명령어들, 프로세서 또는 다른 유사한 머신에 의해 실행될 소프트웨어(잠재적으로 오브젝트 코드 및 소스 코드를 포함함) 등)에 인코딩된 로직에 의해 구현될 수 있다. 이러한 경우들 중 일부에서, 메모리 요소들은 본 명세서에 설명된 동작들에 대해 사용되는 데이터를 저장할 수 있다. 이것은 활동들 또는 동작들을 완수하기 위해 실행되는 소프트웨어, 로직, 코드, 또는 프로세서 명령어들을 저장할 수 있는 메모리 요소들을 포함한다.
추가적으로, 열원(8104)은 소프트웨어 또는 알고리즘을 실행할 수 있는 하나 이상의 프로세서일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다. 일 예에서, 프로세서는 요소 또는 아티클(예를 들어, 데이터)을 하나의 상태 또는 사물로부터 또 다른 상태 또는 사물로 변환할 수 있다. 또 다른 예에서, 활동들은 고정 로직 또는 프로그래머블 로직(예를 들어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어/컴퓨터 명령어들)으로 구현될 수 있고, 본 명세서에서 식별되는 열 요소들은 일부 유형의 프로그래머블 프로세서, 프로그래머블 디지털 로직(예를 들어, FPGA(field programmable gate array), EPROM(erasable programmable read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)) 또는 디지털 로직, 소프트웨어, 코드, 전자 명령어들, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함하는 ASIC일 수 있다. 본 명세서에 설명된 잠재적인 처리 요소들, 모듈들, 및 머신들 중 어떤 것이든 "프로세서"라는 광범위한 용어 내에 포괄되는 것으로 해석해야 한다.
전자 디바이스(8102)는 독립형 디바이스일 수 있거나 또는 네트워크(8120)를 사용하여 클라우드 서비스들(8116) 및/또는 하나 이상의 네트워크 요소(8118)와 통신 상태에 있을 수 있다. 네트워크(8120)는 정보의 패킷들을 수신 및 송신하기 위한 상호접속된 통신 경로들의 일련의 포인트들 또는 노드들을 나타낸다. 네트워크(8120)는 노드들 사이의 통신 인터페이스를 제공하고, 임의의 LAN(local area network), VLAN(virtual local area network), WAN(wide area network), WLAN(wireless local area network), MAN(metropolitan area network), 인트라넷, 엑스트라넷, VPN(virtual private network), 및 네트워크 환경에서 통신을 용이하게 하는 기타 임의의 적절한 아키텍처 또는 시스템, 또는 유선 및/또는 무선 통신을 포함한 이들의 임의의 적절한 조합으로서 구성될 수 있다.
네트워크(8120)에서, 패킷, 프레임, 신호, 데이터 등을 포함하는 네트워크 트래픽이 임의의 적절한 통신 메시징 프로토콜들에 따라 전송 및 수신될 수 있다. 적절한 통신 메시징 프로토콜들은 OSI(Open Systems Interconnection) 모델, 또는 이것들의 임의의 파생물들 또는 변형들(예를 들어, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol), UDP/IP(user datagram protocol/IP))과 같은 다층 스킴을 포함할 수 있다. 네트워크를 통한 메시지들은 다양한 네트워크 프로토콜들(예를 들어, Ethernet, Infiniband, OmniPath 등)에 따라 이루어질 수 있다. 또한, 셀룰러 네트워크를 통한 무선 신호 통신도 제공될 수 있다. 셀룰러 네트워크와의 통신을 가능하게 하는 적절한 인터페이스 및 인프라스트럭처가 제공될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패킷"이라는 용어는 패킷 교환 네트워크상의 소스 노드와 목적지 노드 사이에서 라우팅될 수 있는 데이터의 단위를 지칭한다. 패킷은 소스 네트워크 주소와 목적지 네트워크 주소를 포함한다. 이 네트워크 주소들은 TCP/IP 메시징 프로토콜에서의 IP(Internet Protocol) 주소들일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "데이터"라는 용어는 임의 유형의 이진, 숫자, 음성, 비디오, 텍스트, 또는 스크립트 데이터, 또는 임의 유형의 소스 또는 오브젝트 코드, 또는 전자 디바이스들 및/또는 네트워크들에서의 한 지점에서 또 다른 지점으로 전달될 수 있는 임의의 적절한 포맷으로 된 임의의 다른 적합한 정보를 지칭한다.
도 8b를 참조하면, 도 8b는 베이퍼 챔버(8110e)의 일부분의 단순화된 블록도이다. 베이퍼 챔버(8110e)는 하단 판(8124) 및 하나 이상의 칼럼(8126)을 포함할 수 있다. 칼럼들(8126)은 베이퍼 챔버(8110e)에 기계적 강도를 제공할 뿐만 아니라 베이퍼 챔버(8110e) 내부의 액체에 대한 모세관 작용을 제공하는 것을 돕는 기둥 또는 칼럼 유사 구조물들이다. 칼럼들(8126)은 편조된 구리, 편조된 티타늄, 또는 베이퍼 챔버(8110e) 내부의 액체에 대한 모세관 작용 뿐만 아니라 베이퍼 챔버(8110e)에 기계적 강도를 제공하는 것을 도울 수 있는 어떤 다른 편조된 재료로 만들어질 수 있다. 예에서, 복수의 칼럼(8126)은, 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 격자형 패턴으로 배열될 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 지지 칼럼(8128)이 추가적인 지지를 제공하기 위해 추가될 수 있다. 지지 칼럼들(8128)은 베이퍼 챔버(8110e)를 위한 추가적인 지지를 제공하는 비-편조된 섬유 칼럼들일 수 있다. 다른 예들에서, 복수의 칼럼(8126) 및 선택적으로 하나 이상의 지지 칼럼(8128)은 설계 제약들 및/또는 다른 요인들에 따라 배열될 수 있다.
도 8c를 참조하면, 도 8c는 베이퍼 챔버(8110e)의 일부분의 단순화된 블록도 절취 측면도이다. 베이퍼 챔버(8110e)는 하단 판(8124) 및 하나 이상의 칼럼(8126)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 지지 칼럼(8128)이 추가되어 베이퍼 챔버(8110e)에 추가적인 지지를 제공할 수 있다.
도 8d를 참조하면, 도 8d는 베이퍼 챔버(8110e)의 일부분의 단순화된 블록도이다. 베이퍼 챔버(8110e)는 상단 판(8130)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이 하나 이상의 칼럼(8126)을 포함하는 하단 판(8124) 대신에, 하나 이상의 칼럼(8126)이 상단 판(8130) 상에 있을 수 있다. 또한, 상단 판(8130)이 하나 이상의 지지 칼럼(8128)을 포함하여 베이퍼 챔버(8110e)에 추가 지지를 제공할 수 있다.
도 8e를 참조하면, 도 8e는 베이퍼 챔버(8110e)의 단순화된 블록도이다. 베이퍼 챔버(8110e)는 하단 판(8124), 하나 이상의 칼럼(8126), 및 상단 판(8130)을 포함할 수 있다. 베이퍼 챔버(8110e)는 하단 판(8124)를 상단 판(8130)에 고정함으로써 생성될 수 있다. 예에서, 하단 판(8124)은 브레이징 공정, 납땜 공정, 소결 공정을 사용하여 또는 직접 펀칭, 형성, 또는 단조 방법들에 의해 상단 판(8130)에 고정된다. 일부 예들에서, 하나 이상의 지지 칼럼(8128)이 추가되어 베이퍼 챔버(8110e)에 추가적인 지지를 제공할 수 있다.
도 8f를 참조하면, 도 8f는 베이퍼 챔버(8110f)의 일부분의 단순화된 블록도이다. 베이퍼 챔버(8110f)는 하단 판(8124) 및 심지(8132)을 포함할 수 있다. 심지(8132)은 구리 섬유 가닥들이 함께 편조되는 구리 섬유, 티타늄 섬유들이 함께 편조되는 티타늄 섬유, 또는 함께 편조되는 일부 다른 전도성 섬유 가닥들을 사용하여 만들어질 수 있다. 다른 예들에서, 심지(8132)은 메시 구조로 만들어질 수 있다.
도 8g를 참조하면, 도 8g는 베이퍼 챔버(8110f)의 일부분의 단순화된 블록도이다. 도 8g에 도시된 바와 같이, 복수의 칼럼(8126)이 심지(8132)에 고정될 수 있다. 예에서, 복수의 칼럼(8126)은 구리 섬유 가닥을 베이퍼 챔버의 상단 판에 용접, 납땜, 소결하는 것 등을 통해 섬유 편조 가닥들을 부착함으로써 심지(8132)에 고정된다. 일부 예들에서, 심지(8132)는 미세 메시 구조물로서 구성되고, 메시는 또한 매듭들이 기둥들로서 작용할 수 있는 매듭형 구조물일 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 지지 칼럼(8128)이 추가적인 지지를 제공하기 위해 추가될 수 있다.
도 8h를 참조하면, 도 8h는 베이퍼 챔버(8110f)의 일부분의 단순화된 블록도이다. 베이퍼 챔버(8110f)는 상단 판(8130) 및 심지(8132)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 도 8g에 도시된 바와 같이 하나 이상의 칼럼(8126)을 포함하는 하단 판(8124) 대신에, 하나 이상의 칼럼(8126)이 상단 판(8130) 상에 있을 수 있다. 또한, 상단 판(8130)은 하나 이상의 지지 칼럼(8128)을 포함하여 베이퍼 챔버(8110f)에 추가 지지를 제공할 수 있다.
도 8i를 참조하면, 도 8i는 베이퍼 챔버(8110f)의 단순화된 블록도이다. 베이퍼 챔버(8110f)는 하단 판(8124), 하나 이상의 칼럼(8126), 상단 판(8130), 심지(8132), 및 유체(8134)를 포함할 수 있다. 유체(8134)는 물일 수 있다. 베이퍼 챔버(8110f)는 하단 판(8124)를 상단 판(8130)에 고정함으로써 생성될 수 있다. 칼럼들(8126)은 베이퍼 챔버(8110f) 내부의 액체에 대한 모세관 작용뿐만 아니라 베이퍼 챔버(8110f)에 기계적 강도를 제공하는 것을 도울 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 지지 칼럼(8128)이 추가되어 베이퍼 챔버(8110f)에 추가적인 지지를 제공할 수 있다.
예에서, 베이퍼 챔버(8110f)의 고온 계면(예를 들어, 하단 판(8124)의 외벽이 열원에 근접한 영역)에서, 유체(8134)는 하단 판(8124)으로부터 열을 흡수함으로써 증기로 전환된다. 그 후, 증기는 베이퍼 챔버(8110f)를 통해 냉각기 계면(예로서, 상단 판(8130))으로 이동하고, 유체(8134)가 되도록 다시 응축되고, 열을 냉각기 계면으로 방출한다. 그 후 유체(8134)는 모세관 작용, 원심력, 중력 등을 통해 고온 계면으로 복귀하고, 사이클이 반복된다.
도 8j를 참조하면, 도 8j는 섬유 편조(8164)의 일부분의 단순화된 블록도이다. 섬유 편조(8164)는 섬유 가닥들(8136)을 포함할 수 있다. 섬유 가닥들(8136)은 편조된 구리 섬유, 편조된 티타늄 섬유, 또는 일부 다른 편조된 열 전도성 섬유 재료일 수 있다. 예에서, 섬유 가닥들(8136)은 섬유 편조(8164)를 생성하기 위해 함께 편조되거나 직조된다. 섬유 편조(8164)는, 하나 이상의 칼럼(8126) 및/또는 하나 이상의 심지(8132)를 생성하기 위해, 도 8e 및 8i에 도시된 바와 같이, 베이퍼 챔버의 하단 및/또는 상단에 브레이징될 수 있다. 섬유 편조(8164) 내의 섬유 가닥들(8136)은 베이퍼 챔버 내의 유체를 위한 모세관 경로를 제공하는 것을 돕고, 베이퍼 챔버의 상단 판 및 하단 판에 대한 지지를 추가한다.
섬유 편조(8164)는 칼럼(8126) 및/또는 심지(8132)의 중량을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 또한, 섬유 가닥들(8136)을 사용하여 칼럼(8126) 및/또는 심지(8132)를 위한 섬유 심지 구조물을 생성하는 것은 소결 및 복합 심지 구조물들과 비교해 더 양호한 열 성능을 허용한다. 추가로, 섬유 편조(8164)를 사용하는 것은 섬유 편조(8164)의 형태로 이미 이용가능한 심지 및 칼럼들을 사용함으로써 베이퍼 챔버 제조 시간을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 섬유 편조(8164)는 베이퍼 챔버의 제조 이전에 만들어지고, 그 후 베이퍼 챔버의 두께 당 요구되는 높이로 절단될 수 있다.
도 8k를 참조하면, 도 8k는 베이퍼 챔버(8110e)의 단순화된 블록도이다. 예에서, 하나 이상의 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)이 베이퍼 챔버(8110e)에 고정될 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)은 플랜지(8148) 및 하나 이상의 스프링 암(spring arm)(8150)을 포함할 수 있다. 플랜지(8148)는 베이퍼 챔버(8110e)에 납땜될 수 있다.
도 8l을 참조하면, 도 8l은 열원(8108) 위의 베이퍼 챔버(8110e)의 단순화된 블록도이다. 도 8l에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)이 베이퍼 챔버(8110e)에 고정될 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)은 플랜지(8148) 및 하나 이상의 스프링 암(8150)을 포함할 수 있다.
열원(8108)은 기판(8142) 상에 있을 수 있고, 기판(8142)은 솔더 볼 그리드 어레이(8144)를 사용하여 PCB(8146)에 고정될 수 있다. TIM(thermal interface material)(8140)가 열원(8108) 위에 있을 수 있다. 베이퍼 챔버(8110e)가 PCB(8146)에 고정될 때 베이퍼 챔버(8110e)와 TIM(8140) 사이에 갭이 존재할 경우, 페디스털(8138)이 갭을 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 페디스털(8138)은 또한 베이퍼 챔버(8110e)에 강성을 추가하고 또한 베이퍼 챔버(8110e)로부터 열원(8108) 상에 균일한 압력을 제공하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다. 라이저(riser)(8152)가 PCB(8146)로부터 연장되어 열원(8108) 위의 결합된 베이퍼 챔버(8110e)를 도울 수 있다. 라이저(8152)는, 페디스털(8138)이 존재하는 경우에, 솔더 볼 그리드 어레이(8144), 기판(8142), 열원(8108), TIM(8140), 및 페디스털(8138)의 높이를 차지할 수 있다. 부착 수단(8154)이, 열원(8108) 위에 베이퍼 챔버(8110e)를 고정하는 것을 돕도록 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)과 결합되기 위해 사용될 수 있다.
도 8m을 참조하면, 도 8m은 열원(8108) 위에 베이퍼 챔버(8110e)를 포함하는 전자 디바이스의 일부분의 단순화된 블록도이다. 도 8m에 도시된 바와 같이, 베이퍼 챔버(8110e)는 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)을 사용하여 열원(8108) 위에 고정될 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)은 플랜지(8148) 및 하나 이상의 스프링 암(8150)을 포함할 수 있다. 플랜지(8148)는 베이퍼 챔버(8110e)에 결합될 수 있다.
TIM(8140)이 열원(8108)과 베이퍼 챔버(8110e) 사이에 있을 수 있다. 베이퍼 챔버(8110e)와 TIM(8140) 사이에 갭이 존재하는 경우, 페디스털(8138)이 갭을 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 열원(8108)은 기판(8142) 상에 있을 수 있고, 기판(8142)은 솔더 볼 그리드 어레이(8144)를 사용하여 PCB(8146)에 고정될 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)은 베이퍼 챔버(8110e)에 결합될 수 있고, 부착 수단(8154)은 열원(8108) 위에 베이퍼 챔버(8110e)를 고정하는 것을 돕기 위해 PCB(8146)를 통해 연장되고 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)과 결합될 수 있다. 라이저(8152)가 PCB(8146)로부터 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)으로[더 구체적으로, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)의 스프링 암(8150)으로] 연장되고 부착 수단(8154)을 둘러쌀 수 있다. 라이저(8152)는, 페디스털(8138)이 존재하는 경우에, 솔더 볼 그리드 어레이(8144), 기판(8142), 열원(8108), TIM(8140), 및 페디스털(8138)의 높이를 차지할 수 있다.
도 8n 및 도 8o를 참조하면, 도 8n 및 도 8o는 베이퍼 챔버 고정 수단(8112a)의 단순화된 도면이다. 베이퍼 챔버 고정 수단(8112a)은 플랜지(8148) 및 복수의 스프링 암(8150)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8n 및 도 8o에 도시된 바와 같이, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112a)은 4개의 스프링 암(8150)을 포함한다. 스프링 암(8150)은 플랜지(8148)로부터 베이퍼 챔버 고정 수단(8112a)의 중간 부분(8156)까지 연장될 수 있다. 중간 부분(8156)은 부착 수단(8154)이 베이퍼 챔버 고정 수단(8112a)과 결합되게 허용하는 부착 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부착 수단(8154)이 나사 또는 나사산형 파스너인 경우, 중간 부분(8156)은 부착 수단(8154)이 중간 부분(8156) 내로 나사 또는 나사산 결합되고 또한 베이퍼 챔버 고정 수단(8112a)과 결합되게 허용하는 나사산들을 포함할 수 있다.
도 8p 및 도 8q를 참조하면, 도 8p 및 도 8q는 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)의 단순화된 도면이다. 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)은 플랜지(8148) 및 복수의 스프링 암(8150)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8p 및 도 8q에 도시된 바와 같이, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)은 3개의 스프링 암(8150)을 포함한다. 스프링 암(8150)은 플랜지(8148)로부터 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)의 중간 부분(8156)까지 연장될 수 있다. 중간 부분(8156)은 부착 수단(8154)이 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)과 결합되게 허용하는 부착 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부착 수단(8154)이 나사 또는 나사산형 파스너인 경우, 중간 부분(8156)은 부착 수단(8154)이 중간 부분(8156) 내로 나사 또는 나사산 결합되고 또한 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)과 결합되게 허용하는 나사산들을 포함할 수 있다.
도 8r을 참조하면, 도 8r은 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)을 위한 예시적인 응력장의 단순화된 도면이다. 부착 수단(8154)이 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)과 결합될 때, 힘은 부착 수단(8154)으로부터 중간 부분(8156) 및 스프링 암(8150)으로 연장된다. 스프링 암들(8150)은 힘의 일부를 흡수하고 또한 힘이 플랜지(8148) 및 베이퍼 챔버 고정 수단(8112b)을 포함하는 베이퍼 챔버에 도달하는 것을 방지하는 것을 돕기 위해 구부러지고, 굴곡되고, 회전 등을 하도록 구성된다.
도 8s 및 도 8t를 참조하면, 도 8s 및 도 8t는 전자 디바이스(8102a)의 일부분을 도시한 단순화된 블록도이다. 전자 디바이스(8102a)는 섀시(8158), PCB(8146), 및 베이퍼 챔버(8110f)를 포함할 수 있다. 베이퍼 챔버 고정 수단(8112d)은 부착 수단(8154a)과 결합될 수 있고, PCB(8146)에 베이퍼 챔버(8110f)를 고정하는 것을 도울 수 있다. 예에서, 부착 수단(8154a)은 나사산형 나사, 볼트, 또는 어떤 다른 나사산형 부착 수단이다. 도 8s 및 도 8t에 도시된 바와 같이, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112d)은 플랜지(8148), 스프링 암(8150), 및 중간 부분(8156a)을 포함할 수 있다. 중간 부분(8156a)은 부착 수단(8154a)이 베이퍼 챔버 고정 수단(8112d)의 중간 부분(8156a) 내로 나사 또는 나사산 결합되게 허용하는 나사산들(8160)을 포함할 수 있다.
도 8u 및 도 8v를 참조하면, 도 8u 및 도 8v는 전자 디바이스(8102b)의 일부분을 도시한 단순화된 블록도이다. 전자 디바이스(8102b)는 섀시(8158), PCB(8146), 및 베이퍼 챔버(8110g)를 포함할 수 있다. 도 8u 및 도 8v에 도시된 바와 같이, 베이퍼 챔버 고정 수단(8112e)이 플랜지(8148), 스프링 암(8150), 및 중간 부분(8156)을 포함할 수 있다. 중간 부분(8156)은 나사 인서트(screw insert)(8162)를 포함할 수 있다. 예에서, 나사 인서트(8162)는 중간 부분(8156)에 납땜되거나 달리 고정될 수 있다.
베이퍼 챔버 고정 수단(8112e)은 부착 수단(8154b)과 결합될 수 있고 또한 PCB(8146)에 베이퍼 챔버(8110g)를 고정시키는 것을 도울 수 있다. 예에서, 부착 수단(8154b)은 나사산형 나사, 볼트, 또는 어떤 다른 나사산형 부착 수단이다. 나사 인서트(8162)는 부착 수단(8154b)이 베이퍼 챔버 고정 수단(8112e)의 나사 인서트(8162) 내로 나사 또는 나사산 결합되게 허용하고 또한 PCB(8146)에 베이퍼 챔버(8110g)를 고정하는 것을 돕는 나사산들(8160)을 포함할 수 있다.
본 개시내용이 특정한 배열 및 구성을 참조하여 상세히 설명되었지만, 이러한 예시적인 구성 및 배열은 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않으면서 상당히 변경될 수 있다. 더욱이, 특정 필요 및 구현들에 기초하여 특정 컴포넌트들이 조합, 분리, 제거, 또는 추가될 수 있다. 추가로, 베이퍼 챔버들(8110) 및 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)이 특정 요소 및 동작을 참조하여 예시되었지만, 이들 요소 및 동작은 베이퍼 챔버들(8110) 및 베이퍼 챔버 고정 수단(8112)의 의도된 기능을 달성하는 임의의 적절한 아키텍처, 프로토콜, 및/또는 프로세스에 의해 대체될 수 있다.
본 명세서에 설명된 특정 예들은 베이퍼 챔버 및 베이퍼 챔버를 위한 부착 수단을 포함하도록 구성될 수 있는 전자 디바이스를 제공한다. 베이퍼 챔버는 하나 이상의 칼럼을 포함할 수 있고, 여기서 칼럼들의 적어도 일부는 섬유 편조(fiber braid)들 및 하나 이상의 심지를 포함한다. 심지들 중 적어도 하나는 또한 섬유 편조들을 포함할 수 있다. 칼럼들은 베이퍼 챔버의 상단 판 또는 하단 판에 브레이징될 수 있다. 베이퍼 챔버는 스프링 암을 포함할 수 있는 베이퍼 챔버 고정 수단을 사용하여 열원 위에 고정될 수 있다. 스프링 암들은 베이퍼 챔버가 열원 위에 고정될 때 힘의 일부를 흡수하기 위해 구부러지고, 굴곡되고, 회전할 수 있다.
본 개시내용은 다양한 예들에서 참조 번호들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간단함과 명료함의 목적을 위한 것이고, 그 자체가 논의된 다양한 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 좌우하지 않는다. 상이한 실시예들은 상이한 장점들을 가질 수 있으며, 특정의 장점이 임의의 실시예에 대해 반드시 요구되는 것은 아니다.
공간적 여유가 많은 대형 데스크톱 시스템에서, 방열은 프로세서 및 그래픽 처리 유닛(GPU) 맨 위의 간단한 히트 싱크 및 팬을 통해 달성될 수 있다. 이는 과도한 열을 가져가 버리고 시스템을 보호하기에 충분할 수 있다.
그러나, 랩톱 컴퓨터들 및 태블릿 컴퓨터들과 같은 더 작은 휴대용 시스템들에서, "z-공간"("z-축"을 따른 공간, 또는 다시 말해서 디바이스 두께)은 보통은 귀중하다. 사용자가 먼저 디바이스를 집어들 때, 그녀가 알게 되는 거의 첫 번째 사항은 그것의 크기 및 무게이다. 따라서, 시스템 설계자들은 더 얇고 더 가벼운 디바이스들을 만들라는 압력을 받고 있다. 이러한 가볍고 얇은 디바이스들은 더 정교하고 통합된 열 솔루션들을 요구한다.
베이퍼 챔버는 정교하고 통합된 방열 솔루션의 일부를 형성할 수 있다. 베이퍼 챔버는 구리의 것과 같은 (보통은) 전도성 외부 케이싱을 갖는다. 베이퍼 챔버는 밀폐형으로 밀봉된 공동(챔버)을 포함하며, 이것은 제조 동안 공기가 배기될 수 있고, 따라서 진공 챔버를 형성한다. 내부식성 및 높은 비열을 위해 선택될 수 있는 탈이온수 또는 일부 다른 유체와 같은 증발성 유체가 챔버 내에 배치된다. 챔버는 또한 구조적 지지를 제공하고 챔버가 쉽게 붕괴되지 않는 것을 보장하는 것을 돕는 칼럼들을 포함할 수 있다.
베이퍼 챔버의 일부분은 프로세서, GPU, 또는 유사한 것과 같은 열 발생 요소와 접촉 상태에 있거나 또는 거의 접촉 상태에 있도록 배치될 수 있다. 베이퍼 챔버의 이 부분은 "고온 판(hot plate)"으로서 지칭될 수 있지만, 이것이 별개의 또는 분리된 판일 필요는 없다. 이 섹션은 또한 증발기라고 불릴 수 있다. "냉각 판"은 가열 판으로부터 잘 떨어져 있는 일부분이다. 이 섹션은 응축기라고도 불릴 수 있다. 고온 판이 가열됨에 따라, 외벽은 열을 흡수하고, 이 열을 증발성 유체에 전달하며, 증발성 유체는 그것의 높은 비열로 인해 열을 효율적으로 흡수한다. 일단 증발성 유체가 그것의 비등점에 도달하면, 그것은 증발하고 진공 챔버를 가로질러 확산하여, 열을 열판으로부터 가져가 버린다. 가열된 증기는 하나 이상의 "냉각 판"에 도달하는데, 이 냉각 판은 다시금 별개의 또는 분리된 판일 필요는 없다. 냉각 판들은 응축을 통해 열을 흡수한다. 과도한 열은, 예를 들어, 팬들을 응축기에 또는 그 부근에 배치함으로써 추가로 소산될 수 있어서, 과도한 열이 시스템으로부터 배출될 수 있도록 한다. 증발 및 응축이 (특히 탈이온수와 같은 높은 비열을 갖는 유체에 대해) 열 집약적 활동들이기 때문에, 이들은 매우 효과적인 열 전달 메커니즘들이다.
열이 냉각 판에서 응축된 후에, 냉각된 액체를 가열판을 향해 되돌려 운반하기 위해 심지(wicking) 수단이 제공될 수 있고, 따라서 사이클이 반복될 수 있다. 예시적이고 비제한적인 예로서, 유체를 중력에 힘입어 열 판을 향해 되돌려 운반하는 수로(sluice), 모세관, 또는 금속 심지(metallic wick)를 포함하여, 다양한 심지 수단이 본 기술분야에 공지되어 있는데, 금속 심지는 물을 수집하여 열판을 향해 되돌려 보내는 다공성 금속을 포함할 수 있다.
일반적으로, 실질적으로 평면인 베이퍼 챔버(예를 들어, 길이 및 폭의 치수들이 서로의 대략 1/2 자릿수 이내인 것)에 의해, 열은 열원으로부터 실질적으로 방사상으로 멀리 소산되고, 또한 베이퍼 챔버의 기하학적 중력 중심 근처에 열원을 배치하는 것이 일반적이다. 베이퍼 챔버의 특별한 경우는, 길이가 폭의 대략 5배보다 큰(때때로 그보다 훨씬 큰) 히트 파이프이다. 히트 파이프는 히트 파이프의 길이를 따라 열을 측방향으로 운반하며, 디바이스의 일부분으로부터 또 다른 부분으로 열을 분산하기 위해 사용될 수 있다. 히트 파이프의 경우, 열원은 히트 파이프의 한 단부에 또는 그 근처에 배치될 수 있으며, 따라서 열이 다른 단부로 운반될 수 있다.
본 명세서의 일부 양태들은 베이퍼 챔버들에 다수의 개선을 제공한다. 이러한 개선들은 베이퍼 챔버들에서 개선된 구조적 및 동작 성능을 실현하기 위해 개별적으로 또는 서로 연계하여 이용될 수 있다. 본 개시내용을 단순화하기 위해, 개선들은 분리된 개선들로서 개시되고, 각각의 개선은 독립적일 수 있다. 그러나, 이는 개선들이 서로 독립적일 필요가 있다는 것을 암시하는 것으로 해석해서는 안 된다. 예를 들어, 베이퍼 챔버 및 시스템 설계는 본 명세서에 개시된 개선들 중 하나, 둘, 또는 그 이상을 공동으로 적용함으로써 개선될 수 있다. 따라서, 다양한 개선들이 분리된 특징들로서 개별적으로 제시되지만, 이러한 실시예들은 시스템 수준의 장점들을 실현하기 위해 원하는 임의의 조합으로 결합될 수 있다.
제1 특징에서, 베이퍼 챔버들은 이것들을 히트 파이프들과 연계하여 사용함으로써 개선될 수 있다. 구체적으로, 베이퍼 챔버들은 비교적 비싸고, 그들의 비용 때문에 큰 베이퍼 챔버들은 때때로 게이밍 랩톱들과 같은 "고성능" 랩톱 컴퓨터들에 제한된다. 그러나, 위에서 유의한 바와 같이, 평면 베이퍼 챔버들은 일반적으로 방사상으로 열을 전도한다. 따라서, 베이퍼 챔버는 그의 말단들에서 "콜드 스폿(cold spot)"들을 경험할 수 있고, 여기에는 열이 효과적으로 도달할 수 없다. 이러한 문제는 베이퍼 챔버가 단순한 직사각형 이외의 것과 같은 복잡한 기하형상을 갖는 경우에 악화될 수 있다.
그러나, 잘 배치된 히트 파이프들과 연계하여 베이퍼 챔버를 이용함으로써, 베이퍼 챔버의 효율이 증가될 수 있는 한편, 그 비용이 감소될 수 있다. 예를 들어, 베이퍼 챔버의 크기는 1차원으로 감소될 수 있고, 따라서 그것의 복잡성 및 비용을 감소시킨다. 히트 파이프들은 감소된 크기의 베이퍼 챔버의 가장자리들에 배치될 수 있고, 히트 파이프들의 측방향 치수는 베이퍼 챔버의 치수가 감소된 방향으로 뻗어간다. 이는 평면 베이퍼 챔버가 열을 방사상으로 소산시키는 기능을 더 양호하게 수행할 수 있게 한다. 그러한 열이 가장자리들에 도달할 때, 열은 히트 파이프들에 의해 전도될 수 있다. 이는 히트 파이프의 측방향 치수에서 더 큰 평면 베이퍼 챔버에 비해 개선된 방열을 제공할 수 있다. 더욱이, 더 작은 베이퍼 챔버의 비용이 실질적으로 감소될 수 있고, 따라서 경제적 이점을 실현하고, 이전에는 베이퍼 챔버를 보장하지 않았을 덜 비싼 디바이스에서 베이퍼 챔버를 사용하는 것을 가능하게 한다.
방금 설명된 실시예와 별개로 또는 그와 연계하여 사용될 수 있는 제2 특징에서, 평면 베이퍼 챔버는 구조적으로 개선될 수 있다. 일부 경우들에서, 공격적인 "z 공간" 요건들을 충족시키기 위해 "초박형" 베이퍼 챔버들이 이용될 수 있다. 이들은 태블릿들 또는 유사한 소형 디바이스들에서 특히 엄격할 수 있다.
열원과 베이퍼 챔버 사이의 열 임피던스를 감소시키도록, 고온 판을 열원과 밀접하게 접촉하도록 유지하기 위해 기계적 부착 수단이 사용될 수 있다. 부착 수단은 예를 들어, 열원에 대해 베이퍼 챔버를 "타이트하게" 아래로 붙잡기 위한 기계적 볼트 또는 다른 구조물을 포함할 수 있다. 그러나, 특히 초박형 베이퍼 챔버들에서, 이는 기계적 응력을 야기할 수 있고, 이는 베이퍼 챔버의 굴곡 또는 z축 변위를 야기할 수 있다. 그러한 굴곡은 좌굴(buckling)의 위험을 생성할 수 있거나, 또는 베이퍼 챔버의 효율 또는 서비스 수명을 감소시킬 수 있다.
이러한 z축 변위를 감소시키는 것을 돕기 위해, 본 명세서의 실시예는 챔버를 구조적으로 보강하고, 붕괴를 방지하고, 낮은 프로필 장착 피처를 제공하는 것을 돕는 베이퍼 챔버를 위한 내부 "성형(starburst)" 구조물을 포함한다.
제3 특징에서, 베이퍼 챔버의 심지에 대한 개선이 이루어질 수 있다. 이러한 개선은 증기가 증발기로부터 응축기로 이동할 때 얇은 베이퍼 챔버 내에서의 증기의 압력 손실을 감소시킬 수 있고, 그에 의해 그것의 열 성능을 개선한다. 이는, 예를 들어, 증발기로부터 응축기로의 압력 손실을 감소시키기 위해 심지의 부분들을 선택적으로 제거함으로써 달성될 수 있다.
베이퍼 챔버의 전체 효율은 증발기와 응축기 사이의 열 그래디언트, 및 베이퍼 챔버에 걸친 압력 손실을 포함하여, 다수의 인자에 의해 영향을 받는다. 높은 열 그래디언트가 존재하는 경우, 이는 열이 전체 베이퍼 챔버에 걸쳐 효율적으로 확산되지 않고 있음을 의미한다. 압력 손실은 또한 증기가 증발기로부터 응축기로 열을 가져가 버리는 능력에 영향을 미친다. 사실상, 베이퍼 챔버 내에서의 압력 손실과 열 전달 효율 사이에는 대략 역 세제곱 관계가 있다는 것이 실험적으로 관찰되었다. 따라서, 압력 손실에 대한 적당한 개선들조차도 효율의 극적인 개선으로 이끌 수 있다.
베이퍼 챔버의 압력 손실은 베이퍼 챔버의 가용 체적에 반비례한다. 따라서, 베이퍼 챔버의 체적을 증가시키는 것은 압력 손실을 감소시킨다.
그러나, 앞서 유의한 바와 같이, 베이퍼 챔버들의 일반적인 응용인 휴대용 컴퓨팅 디바이스들에서는, z 공간이 비교적 제한될 수 있다. 예를 들어, 1mm 두께의 베이퍼 챔버는 상단 및 하단에서 0.2mm 심지를 가질 수 있어서, 0.2mm 벽 두께를 가정하면 증기가 유동하기 위한 0.2 밀리미터 갭을 남긴다. 그러나, 심지의 상단 또는 하단 부분이 제거되는 경우, 증기에 대한 이용가능한 유동 영역은 0.2mm로부터 0.4mm로 국소적으로 증가한다. 상단 및 하단 둘 모두가 특정 영역에서 제거되는 경우, 증기 흐름을 위한 이용가능한 단면적은 0.6mm만큼 높을 수 있다.
심지가 응축기로부터 증발기로 유체를 되돌려 운반하기 위하여 여전히 필요할 수 있으므로, 전체 심지를 제거하는 것은 실용적이지 않을 수 있다. 그러나, 패치들에서와 같이, 심지의 특정 퍼센티지가 전략적으로 제거되는 경우, 증기 흐름의 이용가능한 단면적은 국소적으로 증가될 수 있는 한편, 응축된 증기를 증발기로 되돌려 반환하기에 충분한 심지를 여전히 제공할 수 있다. 예시적인 예에서, 심지의 대략 30% 또는 45%가 제거되어 증기 흐름에 대한 이용가능한 체적을 증가시킬 수 있다. 더 일반적인 경우, 심지의 15% 내지 70% 사이 중 임의의 곳이 제거되어 증가된 증기 흐름을 제공할 수 있다.
이들 영역들로부터의 심지의 제거는 그 두께를 증가시키지 않고서 베이퍼 챔버 내부의 증기 흐름 영역을 증가시킨다. 일단 응축되면, 유체는 베이퍼 챔버의 다른 곳에 위치된 심지들을 통해 증발기에 도달할 수 있다. 이는 베이퍼 챔버의 부분들의 국소적인 두께, 및 그에 따른 증기 흐름 면적을 효과적으로 증가시킨다. 따라서, 비교적 더 얇은 베이퍼 챔버는 비교적 더 두꺼운 베이퍼 챔버의 성능과 동등한 열 성능을 제공할 수 있다.
위에서 예시된 3개의 특징은 베이퍼 챔버들에 대한 3개의 광범위한 개선 범주를 정의한다. 편의상, 이러한 제1, 제2 및 제3 범주들은 제각기 "A", "B" 및 "C"로서 지칭될 수 있다. 특징들 A, B, 및 C는 아래에 개별적으로 설명된다. 예를 들어, 도 9a 내지 도 9e는 특징 범주 A와 관련된다. 도 9f 내지 도 9n은 특징 범주 B에 관련된다. 도 9o 내지 도 9v는 특징 범주 C에 관련된다.
이러한 특징들은 독자가 각각의 특징을 이해하는 것을 돕기 위해 아래에 개별적으로 설명된다. 그러나, 이는 특징들이 서로 개별적으로 존재해야만 한다는 것을 암시하도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 본 명세서는, 예시적이고 비제한적인 예로서, 하기의 조합들로부터 생기는 하기의 장점들을 예상한다:
a. A - 감소된 크기 및 대응하는 감소된 비용으로 베이퍼 챔버에서의 개선된 열 성능.
b. B - 얇은 베이퍼 챔버들을 포함하는 베이퍼 챔버들에 대한 개선된 평면 완전성.
c. C - 베이퍼 챔버에서의 감소된 압력 손실로 개선된 성능 및 효율을 낳음.
d. A + B - 베이퍼 챔버의 감소된 크기 및 비용으로, 초박형 베이퍼 챔버들에서의 개선된 열 성능 및 상승적으로 개선된 평면 완전성.
e. A + C - 베이퍼 챔버에서의 감소된 크기 및 감소된 압력 손실로, 상승적으로 개선된 열 성능을 낳음.
f. B + C - 초박형 베이퍼 챔버들에서의 개선된 평면 완전성 및 감소된 압력 손실로, 개선된 평면 완전성 및 상승적으로(synergistically) 개선된 열 성능을 낳음.
g. A + B + C - 초박형 베이퍼 챔버들에서의, 상승적으로 개선된 평면 완전성을 갖는 감소된 크기, 및 상승적으로 개선된 열 성능을 위한 감소된 압력 손실.
이제, 개선된 베이퍼 챔버들을 제공하기 위한 시스템 및 방법이 첨부 도면들을 더 구체적으로 참조하여 설명될 것이다. 도면들 전체에 걸쳐, 특정 디바이스 또는 블록이 도면들에 걸쳐 전체적으로 또는 실질적으로 일관되는 것을 나타내기 위해 특정 참조 번호들이 반복될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 이는 개시된 다양한 실시예들 사이의 임의의 특정 관계를 암시하도록 의도되지 않는다. 특정 예들에서, 요소들의 속(genus)이 특정 참조 번호("위젯(10)")에 의해 지칭될 수 있는 한편, 그 속의 개별 종들 또는 예들은 하이픈으로 연결된 번호("제1 특정 위젯(10-1)" 및 "제2 특정 위젯(10-2)")에 의해 지칭될 수 있다.
아래의 도면들 중 특정의 것들은 상기의 실시예들을 구현하기 위한 예시적인 아키텍처들 및 시스템들을 상세히 설명한다. 일부 실시예들에서, 위에서 설명된 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트 및/또는 명령어는 이하 상세히 설명되는 바와 같이 에뮬레이트되거나, 또는 소프트웨어 모듈들로서 구현된다.
도 9a는 랩톱 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨팅 시스템(9100)의 내부 컴포넌트들의 블록도 예시이다. 이 예시에서, 휴대용 컴퓨팅 시스템(9100)은 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 기능 및 특징을 제공하는 다수의 전자 컴포넌트를 포함한다. 이들 전자 컴포넌트들은 열을 발생할 수 있고, 특히, CPU(central processing unit), SoC(system-on-a-chip), GPU, 또는 다른 고전력 디바이스는 시스템의 나머지의 대부분보다 더 많은 열을 산출할 수 있다. 따라서, CPU 또는 SoC와 같은 열 발생 디바이스로부터 열을 뽑아내고 시스템으로부터 열을 배출하기 위해 베이퍼 챔버(9104)가 제공된다.
이 예시에서, 베이퍼 챔버(9104)는 불규칙한(예를 들어, 비직사각형) 형상을 갖는 대형 평면 베이퍼 챔버이다. 베이퍼 챔버(9104)는 CPU와 같은 열원 위에 배치될 수 있는 증발기(9116)를 포함한다. 증발기(9116)는 분리된 또는 별개의 판일 필요는 없고, 오히려 단순히 열원과 가장 가깝게 접촉하는 베이퍼 챔버(9104)의 부분일 수 있다. 베이퍼 챔버(9104)의 응축기는 온도가 하강함에 따라 유체가 응축하기 시작하는, 증발기(9116)로부터 옮겨진 원격 영역들을 포함한다.
팬(9112-1, 9112-2)은 베이퍼 챔버(9104)로부터 열을 배출하는 열 흐름(9108)을 제공하도록 베이퍼 챔버(9104)의 선택된 부분들에 전략적으로 배치된다. 이는 열을 증발기(9116)로부터 베이퍼 챔버(9104)의 응축기 부분들로 효과적으로 전달하고, 여기서 열은 그 후 전체 시스템 외부로 배출된다.
많은 응용들에서, 베이퍼 챔버들은, 특히 z축에서 제약되는 시스템들(즉, 얇은 시스템들)에 대해, "프리미엄" 열 솔루션으로 간주된다. 프리미엄 솔루션으로서, 베이퍼 챔버는 매우 효과적이면서 일부 다른 열 솔루션에 비해 비교적 더 비싸다. 따라서, 비용은 여전히 비프리미엄 랩톱들 상에 베이퍼 챔버들을 전개하는데 있어서 문제가 된다. 크기가 베이퍼 챔버들에 대한 비용 증가 요인일 수 있기 때문에, 이들은 스마트폰 및 태블릿 컴퓨터와 같은 더 작은 디바이스에 대해 더 흔하다.
본 명세서의 실시예들은 베이퍼 챔버들의 공간 커버리지를 최소화함으로써, 및 추가적인 히트 파이프들을 이용하여 시스템 내에서 그들의 유효 도달 범위를 확장함으로써 상대적 비용을 감소시킨다. 이러한 설계 접근법은 원재료에 대한 개선된 제조 수율 및 비용 절감으로 인해 40%까지의 예상 비용 감소라는 결과를 낳을 수 있다. 유익하게도, 이는 또한, 통상적으로 증기가 쉽게 도달할 수 없는 영역으로 간주되는 (코너 구역과 같은) 시스템 내의 영역에서의 방열의 성능을 향상시킬 수 있다. 이는 곧게 펴진 히트 파이프들을 베이퍼 챔버들의 가장자리들에 추가함으로써 해결될 수 있다. 더욱이, 히트 파이프들의 선형 열 전도 특성들에 의해, 본 개시내용의 실시예들은 더 크고 더 무거운 베이퍼 챔버들에 비해 실질적으로 감소된 비용들을 실현하면서 전체 성능을 개선할 수 있다.
일부 기존의 열 솔루션들은 일부 시스템들의 내부 영역의 거의 40%를 커버하는 큰 베이퍼 챔버들을 사용한다. 이는 도 9a의 예시적인 시스템에 도시되어 있다.
예시적인 소비자 종단 게이밍 랩톱 시스템에서, 베이퍼 챔버는 내부 시스템 베이스의 우측 가장자리를 향해 연장된다. 이는 시스템이 더 양호한 냉각 능력을 갖는 추가적인 팬 배출구(fan outlet)를 가질 수 있게 한다.
이들 구성 둘 다는 원하는 목표를 초과하는 비용을 초래할 수 있다. 기존의 베이퍼 챔버에 의한 또 다른 고려사항은 "코너 데드 엔드(corner dead end)" 문제이다. 베이퍼 챔버들은 일반적으로 열을 방사상으로 전달하도록 설계되는 반면, 히트 파이프들은 열을 선형으로 전달한다. 따라서, 베이퍼 챔버는 직사각형 기하구조에 가장 적합하다. 그러나, 실제로, 베이퍼 챔버 기하구조는 기존의 시스템 레이아웃들에 정렬될 필요가 있다. 따라서, 현재의 설계는 효율적인 열 전달에 부적절할 수 있다.
예를 들어, 도 9a에서, 온도 델타가 베이퍼 챔버의 우측 하단 코너에서 생성될 수 있으며, 이는 시스템 베이스의 기하구조로 인해 열이 이 영역으로 전달될 수 없다는 것을 의미한다. 이 문제를 해결하기 위해 추가의 흑연 확산기가 추가될 수 있지만, 비용 증가를 초래할 것이다.
본 개시내용은 측면 가장자리들 상의 팬 배출구들을 갖는 고성능 랩톱들을 위한 가장자리-대-가장자리 베이퍼 챔버 설계를 기술한다. 이러한 설계는, 이러한 히트 파이프들의 성능을 최대화하기 위해 베이퍼 챔버의 측부 가장자리들에 장착되는, 구부러짐 또는 단차가 없이 마더보드에 수직으로 배치된 곧게 펴진 히트 파이프들을 포함한다. 이러한 접근법을 사용함으로써, 성능의 절충 없이 베이퍼 챔버의 크기 및 히트 파이프들의 길이가 최소화될 수 있다.
개시된 실시예들의 이점들은 다음을 포함한다:
1. 원 재료의 절약 및 중량 감소에 의해 베이퍼 챔버 비용을 감소시킴.
2. 더 용이한 제조, 이것은 수율을 개선하고 비용을 감소시킴.
3. 개선된 성능, 더 낮은 스킨 온도, 및 더 양호한 음향.
도 9b는 도 9a의 조립체 대신에 또는 그와 연계하여 사용될 수 있는 열 전달 조립체(9200)의 도시이다.
이 예에서, 열 전달 조립체(9200)는 이 경우에는 실질적으로 직사각형인 평면 베이퍼 챔버(9204)를 포함한다. 이 베이퍼 챔버는, 예를 들어, 길이가 폭의 대략 5배보다 크지 않기 때문에 여전히 평면 베이퍼 챔버로 간주될 수 있다. 이는 히트 파이프로부터 베이퍼 챔버를 분할하는 정밀하지 않은 정의이지만, 이 경우에는 그렇지 않다. 열 전달 조립체(9200)는 또한 베이퍼 챔버(9204)로부터 열을 배출하도록 다시 전략적으로 배치되는 팬들(9212-1, 9212-2)을 포함한다. 베이퍼 챔버(9204)의 더 짧은 단부들에는 2개의 히트 파이프(9220-1, 9220-2)가 있다. 히트 파이프들(9220)은 베이퍼 챔버의 특수한 경우이다. 구체적으로, 히트 파이프들(9220)은 더 짧은 치수보다 대략 5배 이상 큰 긴 치수를 갖는다.
길이 및 폭이 대략 동일한 것과 같은 진정한 평면 베이퍼 챔버는 열을 방사상으로 방사하여, 열이 실질적으로 모든 방향으로 확산되도록 한다. 이 예시에서 베이퍼 챔버(9204)는 완벽한 평면에 가깝지 않기 때문에, 다소간 하이브리드 열 확산을 겪을 수 있다. 열은, 예를 들어, 대략 베이퍼 챔버(9204)의 기하학적 질량 중심에 위치할 수 있는 증발기 영역으로부터 방사상으로 확산된다. 그러나, 베이퍼 챔버(9204)는 그 폭보다 길기 때문에, 이것도 그 긴 치수를 따라 어떤 측방향 전달을 겪는다. 이는 베이퍼 챔버(9204)의 극단 가장자리들로 열을 전달하고, 또한 히트 파이프들(9220)이 베이퍼 챔버(9204)와 전도성 접촉 상태에 있기 때문에 열은 히트 파이프들(9220) 내로 전달된다. 히트 파이프들(9220)은 그 후 팬들(9212)에 열을 효율적으로 전달할 수 있다.
이 예시에서, 히트 파이프들(9220)은 베이퍼 챔버(9204)로부터 밀봉되어 떨어져 있다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 이러한 예시에서는 복잡한 기하구조를 갖는 베이퍼 챔버들이 존재하지 않고, 오히려 이들은 단순히 직사각형들이다. 이 구성은, 베이퍼 챔버(9204)가 도 9a의 베이퍼 챔버(9104)보다 작아서 제조하기에 덜 비싸다는 점에서, 도 9a의 열 전달 시스템에 비해 이점을 실현한다. 더욱이, 히트 파이프들(9220)은 베이퍼 챔버(9204)와 결합되어 복잡한 기하구조를 갖는 단일의 큰 베이퍼 챔버보다 더 효과적으로 열을 전달한다. 따라서, 도 9b의 열 전달 조립체(9200)는 도 9a의 복잡한 기하구조의 베이퍼 챔버보다 덜 비싸기도 하고 더 효과적이기도 하다.
도 9c는 대안적 열 전달 조립체(9300)의 사시도 예시이다.
열 전달 조립체(9300)는 열 전달 조립체(9200)와 다소 상이하다. 이 경우에, 열 전달 조립체(9300)는 2개의 "고온 판" 또는 증발기(9316-1 및 9316-2)를 갖는 베이퍼 챔버(9304)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 베이퍼 챔버(9304)는 길이 및 폭 치수들이 서로 더 대략적으로 동일하여 정사각형에 더 가깝다. 이 경우, 길이 방향 히트 파이프들(9320-1 및 9320-2)은 베이퍼 챔버(9304)로부터 열을 가져가 버린다. 이어서, 폭 방향 히트 파이프들(9322-1, 9322-2)이 열을 아래로 그리고 팬들(9312-1, 9312-2)을 향해 운반한다.
위에서 유의한 바와 같이, 히트 파이프들은 더 선형인 또는 측방향 열 변위를 제공하는 반면, 평면 베이퍼 챔버들은 더 방사상인 열 전달을 경험한다. 따라서, 히트 파이프들(9320 및 9322)은 개시된 열원들로부터 멀리, 특정 영역들에 열을 지향시키기 위해 사용될 수 있다.
도 9d는 히트 파이프들(9422-1 및 9422-2)을 갖는 베이퍼 챔버(9404)의 대안적인 평면도 예시이다. 도 9d는 유효 증기 구역이 어떻게 분포되는지, 및 히트 파이프들이 어떻게 베이퍼 챔버에 연결되는지를 도시한다. 베이퍼 챔버는 베이퍼 챔버의 측부 가장자리들로부터만 히트 파이프들에 연결된다. 시뮬레이션 경우에서, 이는 히트 파이프들에 대한 유리한 배치인 것으로 밝혀졌다. 베이퍼 챔버를 측부 열 교환기의 하단 가장자리들을 향해 연장시키는 것은 양호한 온도 시뮬레이션 결과들을 산출하는데 반해, 이전의 모델들은 베이퍼 챔버 내부의 증기가 베이퍼 챔버의 내부 구조의 물리적 제한들로 인해 충분히 확산되지 못할 수 있음을 보여주었다. 본 개시내용의 설계는 비용과 성능 사이의 균형을 꾀한다.
도 9e는 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 갖춘 인 시튜 열 전달 조립체(9500)를 도시하는 평면도 예시이다. 도 9e는 본 개시내용의 예시적인 베이퍼 챔버 조립체 설계의 상세사항, 및 그것이 시스템 내에서 배치될 수 있는 방식을 도시한다. 도 9e의 예에서, 열 확산 성능을 타협하지 않고서, 이전의 설계들과 비교하여 60%까지의 베이퍼 챔버 크기 감소가 도시되어 있다.
도 9f는 "성형(starburst)" 구조적 지지 패턴과 연계하여 사용될 수 있는 평면 베이퍼 챔버(9600)의 사시도 예시이다.
낮은 프로필의 적극적인 z 높이 모바일 시스템들(3mm 정도로 작을 수 있는, 마더보드 및 그 컴포넌트들의 두께에 의해 정의됨)에서 열 확산을 개선하는 것은 안전한 접합부 온도들을 유지하고, 외부 스킨들 상의 핫 스폿들을 감소시키고, 인체공학적 온도 한계들을 충족시키는데에 종종 중요하다. 초박형 베이퍼 챔버들이 이러한 낮은 프로필 시스템들에서의 방열을 위한 하나의 옵션이다. 다른 열 확산 및 소산 솔루션들에서와 같이, 그러한 베이퍼 챔버들은 효과적으로 동작하기 위해 다이 또는 다른 열원에 기계적으로 결합될 필요가 있을 수 있다.
열원에 대한 열 임피던스를 감소시키기 위해 베이퍼 챔버에 하중을 적용하는 것은 베이퍼 챔버들의 다소 약한 중공(hollow) 성질로 인해 도전과제들을 생성할 수 있다. 과도한 하중들에 의해, 베이퍼 챔버는 붕괴되거나 과도하게 구부러질 수 있고, 따라서 TIM(thermal interface material) 또는 베이퍼 챔버 자체의 유효성을 감소시킨다. 이러한 문제는 적극적으로 얇은 폼 팩터들로 베이퍼 챔버의 전체 두께를 감소시킴으로써 더 악화된다.
본 개시내용의 실시예에서, 열 계면 하중을 지지할 수 있는 더 뻣뻣한 조립체를 가능하게 하는 내부 구조적 요소가 베이퍼 챔버 내에 포함된다. 그러한 실시예는 더 얇고 더 가벼운 클램셸(clamshell)들 및 투인원(2-in-1) 디바이스들을 위한 낮은 프로필 장착 방법들을 위한 새로운 설계 공간을 열어 놓을 수 있다.
내부 구조적 요소는 "성형(starburst)" 또는 "방사상(radial)" 패턴으로 지칭될 수 있다.
이전의 해결책들은 다음을 포함한다:
● 열 접착제가 베이퍼 챔버 상에 하중을 유지할 필요성을 회피하기 위해 채택될 수 있다. 그러나, 많은 저압 및 저온 경화 열 접착제들은 비교적 불량한 열 성능을 갖는다. 일반적으로, 열 저항의 감소는 열원과 열 솔루션 사이에 가능한 가장 얇은 갭에 대한 필요성을 강제한다. 더 양호한 열 성능 및 더 얇은 본딩 라인 접착제들이 가능하지만, 경화 공정 동안 가해지는 하중을 요구할 수 있다. 일부 접착제들은 또한 내부의 작동 유체의 열 팽창으로 인해 베이퍼 챔버의 기능을 손상시킬 수 있는 상승된 경화 온도를 요구한다.
● 보강재 판(stiffener plate)들이 추가적인 강성(rigidity)을 제공하기 위해 베이퍼 챔버에 납땜되거나 부착될 수 있지만, 이들은 또한 낮은 프로필 시스템에서 귀중할 수 있는 z 공간을 소비한다. 추가적으로, 챔버의 응축기 측 상의 보강재 판들은, 부착되고 있는 다이 표면이 비교적 작고 부착된 표면 상에 국소적 하중들을 생성하는 경우, 증발기 측 상의 베이퍼 챔버 붕괴의 위험을 감소시키지 않을 수 있다. 증발기 측 상의 보강재들은 z 높이를 보존하고 그리고 따라서 마더보드 상의 다른 컴포넌트들과 공간을 공유하기 위해 패키지 영역 외부에 배치될 필요가 있을 수 있다.
● 구리 기둥들은 증발기와 응축기 측들 사이의 간격을 유지하는 것을 돕기 위해 베이퍼 챔버에 내부적으로 추가될 수 있지만, 주로 압축 하중 성능 대 구부러짐 및/또는 굴곡 강성을 개선할 수 있다.
도 9g는 증발기(9712)에 직접적으로 또는 거의 직접적으로 열적으로 결합된 시스템-온-칩(9716)을 갖는, 히트 싱크(9708)를 갖춘 인 시튜 베이퍼 챔버(9704)의 사시도 예시이다.
도 9h는 평면 베이퍼 챔버(9804)의 측면도 인 시튜 예시이다.
평면 베이퍼 챔버(9804)는, 예를 들어, 마더보드 또는 다른 회로 보드에 납땜될 수 있는 능동 컴포넌트(9808)에 열적으로 결합된다.
도 9i는 베이퍼 챔버의 굴곡의 측면도 예시이다. 도시된 바와 같이, 베이퍼 챔버(9904)는 능동 컴포넌트(9908)에 장착된다. 나사 또는 볼트와 같은 부착 수단(9912-1 및 9912-2)이 베이퍼 챔버(9904)를 능동 컴포넌트(9908)에 부착시킨다. 이는 양호하고 가까운 열 접촉을 보장하고, 열 전달의 효율을 증가시킨다. 그러나, 도시된 바와 같이, 이는 베이퍼 챔버(9904)의 굴곡을 초래할 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은, 챔버의 붕괴를 방지하고 강성화(stiffen) 둘 다를 하도록, 그리고 낮은 프로필의 장착 피처들을 제공하도록 구조적으로 작용하는 베이퍼 챔버 내의 통합 구조체를 제공한다. 개시된 실시예들은 또한 수동 냉각을 갖는 디바이스들에 대한 이점들을 제공하고, (더 얇고 더 일관된 본딩 라인들을 갖는) 다이에 대한 개선된 열 계면들을 위해 베이퍼 챔버들에 더 높은 하중들이 가해지는 것을 가능하게 하고, 베이퍼 챔버들에서의 편향을 완화하여, 패키지 보강재들 또는 이웃 컴포넌트들과의 간섭의 위험을 감소시킬 수 있다. 이러한 이점들은, 베이퍼 챔버들을 다이로부터 이격시키는 형성된 페디스털들이 단축되거나 제거될 수 있으므로, 요구되는 전체 z 버짓을 감소시킬 수 있다. 어떤 실시예들은 또한 점점 더 제한적인 z 높이 목표들을 충족하는 더 낮은 프로필의 장착 방법들을 가능하게 할 수 있다.
고 전력 응용들에서 유체 수송을 증대시키기 위한 멀티-아터리 심지(multi-artery wick)들을 갖는 베이퍼 챔버들이 많은 해 동안 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 실시예들은 때때로 스킨 온도 한계들에 의해 주도되는 모바일 제품들에서 활용되지 않는다. 본 명세서의 아터리형 심지들은 열원을 넘어 확장되어 그들 각자의 장착 위치들과 통합된다. 베이퍼 챔버가 시스템에 부착되는 이러한 인터페이싱은 적절한 하중을 용이하게 하면서 패키지 위의 강성을 극적으로 개선한다.
도 9j는 성형(starburst) 구조적 지지 패턴을 채택하는 베이퍼 챔버(91004)의 절단 사시도 예시이다.
도 9k는 베이퍼 챔버 상의 성형 구조적 지지 패턴의 더 상세한 뷰이다. 도 9k에서, 베이퍼 챔버(91104)는 성형 구조적 지지 패턴(91108)을 포함한다. 성형 구조물(91108)은 장착 지점들(91112-1, 91112-2, 91112-3, 91112-4)을 포함한다. 장착 지점들(91112)은 나사 또는 볼트와 같은 부착 수단이 칼럼을 통과하여 베이퍼 챔버(91104)에 장착될 수 있게 하는 관통 구멍을 제공할 수 있다.
도 9l은 베이퍼 챔버 내의 지지 칼럼들의 사시도 예시이다.
도 9m은 칼럼형 성형 패턴의 사시도 예시이다.
일부 응용들에서, 이러한 구조들은 챔버의 "고온 구역(hot zone)" 또는 증발기 내로의 유체 유동을 증가시키는 것에 초점을 맞추고, 주로 챔버의 구조적 특성들을 개선하는 것에 초점을 맞추지 않는다. 본 개시내용의 실시예들은 다이만이 아니라 전체 패키지 표면을 포괄하도록 확대될 수 있는 방사상 또는 성형 패턴을 도입한다. 아터리 크기 및 형상은 구조적 성능뿐만 아니라 열적 성능의 균형을 맞출 수 있다. 개별 리브들이 또한, 베이퍼 챔버 내의 로드 경로(load path)를 따라 구조적 완전성을 개선하기 위해, 카운터-싱크 구멍들(counter-sunk holes) 주위의 링들 또는 관통 구멍들과 같은, 장착을 위한 피처들을 포함할 수 있다.
표준 구리 기둥 베이퍼 챔버를 본 명세서의 실시예들과 비교하기 위해 FEA(finite element analysis)에 의한 모델링이 이용되었다. 구리 기둥 베이퍼 챔버 및 본 개시내용의 베이퍼 챔버 둘 다는 총 1.4mm 두께 조립체를 위해 1mm 두께 베이퍼 공동들을 가지며 200μm 두께 벽들을 채택한다. 챔버 조립체는 4개의 코너 장착 구멍(또는 구멍들이 없는 위치들)에 의해 제약될 수 있고, 20 파운드력(lbf) 다이 하중이 모델링 목적을 위해 하부 증발기 표면에 가해질 수 있다. 이들 조건 하에서의 베이스라인의 최대 편향은 본 개시된 실시예에서보다 구리 기둥 베이퍼 챔버에서 4배 내지 5배 더 큰 것으로 나타났다.
하부 프로필 장착 시스템의 하나의 가능한 실시예는 백킹 판(backing plate)으로부터 다이의 상단으로 그리고 열 계면을 통해 스프링력을 전달하기 위해 개시된 베이퍼 챔버의 내부 구조를 활용한다. 구조물은 아마도 고체 재료에 대비해 소결된 것으로서 베이퍼 챔버 내에 통합되므로, 이러한 유형의 구조물은 전반적으로 더 가벼울 수 있다.
내부 구조는 구조적 및 열적 성능 둘 다의 균형을 맞추기 위해 정밀화될 필요가 있을 수 있으며, 따라서 내부 구조의 실제 형상 및 설계는 개시된 예들과 다를 수 있다는 점에 유의한다.
도 9n은 베이퍼 챔버(91404)의 측면도 인 시튜 예시(91400)이다. 이러한 인 시튜 뷰는 성형 패턴의 이점을 예시한다. 구체적으로, 베이퍼 챔버(91404)는 능동 컴포넌트(91408)의 꼭대기에 위치하고, 부착 수단(91412-1 및 91412-2)은 양호한 열 전도 및 열 전달을 위해 베이퍼 챔버(91404)를 능동 컴포넌트(91408)와 밀착 접촉 상태로 유지한다. 그러나, 성형 구조 패턴에 의해, 베이퍼 챔버(91404)의 더 적은 굴곡이 존재한다.
도 9o는 베이퍼 챔버(91504)의 평면도 예시이다. 베이퍼 챔버(91504)는 2-부분 베이퍼 챔버이며, 부분들은 간단히 부분 1(91520) 및 부분 2(91522)로 라벨링되어 있다. 고온 판(91508)은 SoC와 같은 능동 컴포넌트 위에 위치된다.
본 명세서의 추가 양태에서, 얇은 베이퍼 챔버 내의 증기의 압력 손실은 이것이 증발기로부터 응축기로 이동함에 따라 감소되고, 그에 의해 그 열 성능을 개선한다. 이는 증발기로부터 응축기로의 증기압 손실을 감소시키기 위해 패치들로부터 심지를 전략적으로 제거함으로써 달성된다. 심지의 제거는 베이퍼 챔버 두께를 증가시키지 않으면서 베이퍼 챔버 내부의 증기 흐름 영역을 증가시킨다. 일단 응축되면, 액체는 시스템 베이스 내의 다른 곳에 위치된 심지(wick)들을 통해 증발기에 도달한다. 국소적 비후화(thickening)를 통해 히트 파이프들에서 유사한 효과가 달성될 수 있다.
도 9p는 베이퍼 챔버(91604)의 측면도 예시이다. 베이퍼 챔버(91604)의 예시된 측면도에서, 상단 판(91612) 및 하단 판(91616)이 보인다. 상부 심지(91620)가 상단 판(91612)에 부착되고, 하부 심지(91624)가 하단 판(91616)에 부착된다. 능동 컴포넌트(91608)가 베이퍼 챔버(91604)의 고온 판과 밀접 열 접촉 상태에 있다. 칼럼(91632)은 베이퍼 챔버(91604)에 구조적 지지를 제공하는 것을 돕는다.
예시적인 예로서, 베이퍼 챔버(91604)는 1mm의 전체 두께를 가질 수 있다. 이것은 예시적이고 비제한적인 예로서만 제공되며, 베이퍼 챔버는 응용을 위한 임의의 적절한 두께를 가질 수 있다는 점에 유의해야 한다.
1mm 두께인 베이퍼 챔버의 경우, 상단 판(91612) 및 하단 판(91616)은 둘 다 밀폐형 인클로저에 구조적 완전성을 제공하기 위해 대략 0.2mm 두께일 수 있다. 상부 심지(91620) 및 하부 심지(91624) 둘 다는 냉각 판 영역들(91640)로부터 되돌려 상단 판(91612)으로의 유체의 이송을 제공하기 위해 대략 0.2mm 두께일 수 있다. 이는 대략 0.2mm의 내부 증기 흐름 영역(91644)을 남긴다. 열 전달 효율은 증기 흐름 영역(91644) 내에서의 압력 손실을 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나, 심지들(91620, 91624)은 유체를 냉각 판들(91640)로부터 되돌려 상단 판(91612)으로 운반하는 데에 필요할 수 있다.
도 9q는 심지의 부분들의 선택적 제거의 평면도 예시이다.
이 예에서, 베이퍼 챔버(91704)는 심지(91720)를 포함하고, 심지는 유체를 심지 부분들(91740)로부터 되돌려 고온 판(91712)으로 운반한다. 그러나, 베이퍼 챔버(91704)의 부분들은 심지(91720)를 포함하지 않는다. 이들은 무심지 부분들(91736)로서 라벨링된다. 증기는 무심지 부분들(91736)을 통해 자유롭게 흐르지만, 무심지 부분들(91736)은 증발 유체가 일반적으로 응축되지 않고 오히려 그 증기 상태로 유지되는 베이퍼 챔버(91704)의 부분들이도록 선택될 수 있다. 유체는 심지 부분들(91740)에서 응축된 다음, 심지(91720)에 의해 고온 판(91712)으로 되돌려 운반되고, 거기에서 유체는 다시 증발할 수 있다. 일반적으로 응축을 경험하지 않는 베이퍼 챔버(91704)의 부분들이 심지의 제거를 위해 선택되기 때문에, 베이퍼 챔버(91704)에 걸친 압력 손실이 감소되는데, 그 이유는 더 큰 유동 영역이 무심지 부분들(91736) 내에 제공되기 때문이다. 심지 부분들(91740)은 유체가 일반적으로 응축되는 그러한 부분들은 물론이고, 유체를 고온 판(91712)으로 되돌려 운반하는 데 필요할 수 있는 심지 수단을 포함할 수 있다.
도 9r은 심지의 선택된 부분들이 제거된 베이퍼 챔버(91804)의 절단 측면도 예시이다. 이 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 특정의 국소적 영역들에서, 증기 흐름 영역(91844)의 두께가 실질적으로 증가되도록 상부 심지(91820)의 부분들이 제거되었다. 예를 들어, 이전의 예시적인 측정들을 이용하면, 증기 흐름 영역 두께는 0.2mm로부터 0.4mm로 증가된다. 이것은 그러한 동일한 영역들에서 하부 심지(91824)의 부분들을 제거함으로써 더 증가될 수 있다. 대안적으로, 하부 심지(91824)의 부분들은 상이한 영역들로부터 제거될 수 있다.
증기 흐름 영역을 효과적으로 증가시킴으로써, 얇은 베이퍼 챔버가 더 두꺼운 베이퍼 챔버의 것과 유사한 열 성능을 제공하도록 만들어질 수 있다. 대안적으로, 두꺼운 베이퍼 챔버는 유사한 성능을 위해 더 얇게 만들어질 수 있다. 이 명세서의 실시예들은 유사한 성능을 보유하면서, 평균 섀시 높이의 현행의 시스템들에서, 또는 감소된 섀시 두께를 갖는 시스템들에서 개선된 성능을 달성할 수 있다. 성능 개선은 또한 상부 심지(91820)의 부분들만을 제거함으로써 실현될 수 있다. 유리하게는, 개시된 실시예들은 더 적은 심지 분말 사용으로 인해 베이퍼 챔버 비용 및 중량을 더 감소시킬 수 있다.
도 9o 및 도 9p 그리고 도 9q 및 도9r은 심지의 부분들을 선택적으로 제거하여 압력 손실을 감소시키는 이점들을 제각기 도시한다. 일부 기존 시스템들에서, 심지는 도 9o 및 도 9p에 도시된 바와 같이 베이퍼 챔버의 상단 및 하단 표면들 전체에 존재한다.
개시된 실시예들에서, 심지 레이아웃은 패치들로 설계되고, 따라서 심지는 도 9q 및 도 9r에 도시된 바와 같이 베이퍼 챔버 전체에 걸쳐 연속적으로 존재하지는 않는다.
도 9s는 증발기로부터 응축기로의 열 전달의 사시도 예시이다.
전략적으로, 심지는 도 9s에 도시된 바와 같이, 증기를 증발기로부터 응축기로 안내하기 위한 부분들에서 제거된다. 응축기로부터의 액체는 시스템 베이스 내의 다른 곳에 존재하는 심지를 통해 증발기에 도달한다. 이는 증기가 증발기로부터 응축기로 이동할 때 증기 압력 손실이 감소되는 것을 보장하여, 증기가 더 적은 저항 및 증발기 근처에서의 더 낮은 배압(back pressure) 전개로 응축기에 도달하기 때문에 더 높은 플럭스 핸들링 용량(flux handling capacity)을 가능하게 한다. 이는 응축된 액체에 의한 증발기의 더 빠른 보충, 및 따라서 지연된 건조를 가능하게 한다.
1mm 두께의 예시적인 베이퍼 챔버는 상단 및 하단 상에 0.2mm의 심지를 가질 수 있고, (0.2mm의 벽 두께가 주어지면) 증기가 흐르기 위한 0.2mm 갭을 남긴다. 본 개시내용에서, 동일한 1mm 베이퍼 챔버는 (심지가 없기 때문에) 0.4 - 0.5mm만큼 높은 증기에 대한 경로들을 가질 것이며, 이는 다른 베이퍼 챔버들에서 이용가능한 영역의 약 3배이다.
도 9t는 심지의 선택된 부분들이 제거된 베이퍼 챔버의 절단 측면도 예시이다. 도 9t는 가변량의 심지가 제거된 2개의 예시적인 실시예를 도시한다. 예를 들어, 대략 30% 또는 45% 또는 15% 내지 70%가 제거될 수 있다.
개시된 실시예들은, 유동 면적을 증가시키는 것이 2-상 열 수송 디바이스에서의 압력 손실을 감소시킨다는 사실로부터 이익을 얻는다. 따라서, 국소적으로 두꺼워진 히트 파이프에서 성능 개선을 보여줌으로써 이점이 입증될 수 있다. 히트 파이프들에서의 국소적 비후화는 국소적으로 증가된 유동 면적이라는 결과를 낳는다.
이 이점은 예시적인 테스트 셋업에서 입증될 수 있다. 일 실시예에서, 셋업은 국소적 비후화가 없는 히트 파이프들로 구성될 수 있다(즉, 이들은 1.2mm 두께로 균일하게 평탄하다). 또 다른 실시예에서, 히트 파이프들은 1.2mm 내지 1.5mm의 강조된 영역에서 국소적으로 더 두껍게 만들어졌다. 이는 강조된 패치에서, 증기 흐름 면적이 25%만큼 증가할 수 있음을 의미한다. 이러한 증가는 열전쌍(thermocouple) 위치를 나타낸다.
히트 파이프들에서의 국소적 비후화의 개념이 대안 실시예에서 테스트되었다. 이 실시예는 단일 히트 파이프 및 수조를 채택하여 증발기 및 응축기 온도들을 제어하고 국소적 비후화의 이점을 입증한다.
양 실시예는 히트 파이프들에서의 국소적 비후화가 개선된 Q_MAX 용량을 낳을 것임을 나타낸다. 이러한 이점은 오로지 증기에 이용가능한 흐름 면적을 증가시킴으로써 얻어질 수 있다. 흐름 면적에서의 25% 증가조차 상당한 성능 향상이라는 결과를 가져온다. 이는, 베이퍼 챔버들에 대해, 부분들에서 흐름 면적이 300%만큼 증가된다는 점을 고려할 때 이점이 훨씬 더 높을 수 있다는 것을 나타낸다. 이 실시예의 하나의 특징은 패치들 내의 심지의 부재이고, 더 중요한 것은 최상의 결과가 획득되도록 심지가 그로부터 제거될 수 있는 전략적 위치들이다.
도 9u 및 도 9y는 본 명세서의 실시예들 중 임의의 것에 대해 사용될 수 있는 제조 방법을 개시한다. 이 방법은 심지의 부분들의 선택적 제거를 포함하는 실시예를 특히 참조하여 예시로서 설명된다.
도 9u내지 도 9x는 단계별 제조 공정을 예시하는 한편, 도 9y는 제조 공정을 수행하는 방법(92500)의 흐름도를 제공한다.
도 9u에서, 증발기 판이라고도 지칭될 수 있는 하단 판(92104)가 도시되어 있다. 관례상, 하단 판(92104)은 이것이 열원과 접촉 상태에 있고 따라서 유체가 하단 판(92104)으로부터 증발하기 때문에 때때로 증발기 판이라고 지칭된다. 관례상, 상단 판은 때때로 응축기 판이라고 불리는데, 그 이유는 유체가 상단 판 상에서 응축된 다음, 되돌려 아래로 떨어져 모세관 작용으로 증발기 판으로 되돌려 운반되기 때문이다. 이들 종래의 용도는, 열원 근처의 부분들을 "증발기" 또는 "증발기 영역"으로 지정하고 열원에서 제거된 부분들을 "응축기" 또는 "응축기 영역"으로 지정하는 다른 종래의 용도에 비추어 볼 때 혼란스러울 수 있다. 업계에서는, 종종 모호성이 존재한다. 일부 개인들 또는 그룹들은 하단 판을 의미하기 위해 "증발기"를 사용하고, 다른 사람들은 열원 근처의 영역들을 의미하기 위해 그것을 사용한다. 다른 개인들 또는 그룹들은 상단 판을 의미하기 위해 "응축기"를 사용하고, 다른 사람들은 열원으로부터 제거된 영역들을 의미하기 위해 그것을 사용한다. 모호성을 회피하기 위해, 본 명세서 전체에 걸쳐, "고온 판", "증발기" 및 "증발기 영역"이라는 용어들은 열원 근처에 있는 베이퍼 챔버의 부분(즉, 냉각 유체가 증기로서 존재하기에 충분히 뜨거운 영역들)을 배타적으로 지칭하기 위해 사용된다. 용어들 "하단 판" 및 "증발기 판"은 베이퍼 챔버의 하단 판을 배타적으로 지칭하기 위해 사용된다. 용어들 "냉각 판", "응축기", 및 "응축기 영역"은 열원으로부터 제거되는 베이퍼 챔버의 부분(즉, 냉각 유체가 응축물로서 존재하기에 충분히 차가운 영역들)을 배타적으로 지칭하기 위해 사용된다. 용어들 "상단 판" 및 "응축기 판"은 베이퍼 챔버의 상단 판을 배타적으로 지칭하기 위해 사용된다.
이 예에서, 증발기 판(92104)은 스탬핑 또는 단조 공정에 따라 제조될 수 있고, 예를 들어, 구리, 티타늄, 또는 양호한 내부식 특성들을 가질 수 있는 어떤 다른 전도성 재료와 같은 재료로 만들어질 수 있다.
하단 판(92104) 상에 메시(92108)가 오버레이된다. 메시(92108)는, 예를 들어, 섬유 편조(fiber braided) 또는 다이 컷(die cut)일 수 있다. 메시(92108)에 대한 재료는, 예를 들어, 구리 또는 티타늄, 또는 어떤 다른 전도성 금속일 수 있다. 일부 실시예들에서, 메시(92108)는 하단 판(92104)와 동일한 재료로 만들어지지만, 이것이 절대적인 요건은 아니다.
지그(jig)(92112)가 메시(92108) 상에 오버레이될 수 있다. 지그(92112)는 베이퍼 챔버 내에 칼럼들을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 스탬핑된 증발기 판 또는 하단 판(92104)은 "공동" 부분(즉, 금속에서의 스탬핑된 함몰부)을 가질 수 있다. 메시(92108)는 예컨대 메시를 증발기 판 공동 내로 위치시킴으로써 오버레이될 수 있다. 그 후 소결 지그(92112)가 메시(92108) 위에 놓일 수 있고, 지그(92112) 내의 구멍들은, 예를 들어, 구리 또는 티타늄 분말로 채워질 수 있다. 심지 및 칼럼들 둘 다는 본 명세서에 예시된 바와 같이 조립체의 특정 영역들(어떤 칼럼들도 형성되지 않은 영역들)로부터 생략될 수 있다. 이러한 영역들은 증발기 영역으로부터 응축기 영역으로의 증발기에 대한 유동 경로를 형성하도록 선택될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 이러한 영역들로부터 심지 및 칼럼들을 생략하는 것은 국소적으로 증가된 유동 용적을 제공하고, 그에 대응하여 증가된 냉각 효율을 갖는다. 여기서의 예시에서, 베이퍼 챔버의 2차원 표면적의 대략 20%가 심지 및 칼럼들이 없다.
그 후, 조립체를 소결 오븐 또는 노에서 베이킹하여 도 9v의 구조물을 제공할 수 있다.
도 9v는 도 9u와 연계하여 설명된 소결 공정의 결과인 패치된 심지(92204)를 도시한다. 소결 후에, 분말화된 알루미늄 또는 구리(또는 다른 재료)는 도시된 바와 같이 기둥들이 되도록 경화된다. 주목할 점은, 도 9o 내지 도 9t와 연계하여 설명된 바와 같이, 압력 손실을 감소시키기 위해 제품의 부분들로부터 기둥들 및/또는 메시가 없을 수 있다는 점이다. 더욱이, 도 9f 내지 도 9n과 연계하여 예시된 바와 같이, 성형(starburst) 또는 방사상 패턴을 생성하기 위해 소결이 이용될 수 있다. 베이퍼 챔버의 형상은 도 9a 내지 도 9e에 예시된 교시에 따라 선택될 수 있다.
소결이 완료된 후, 증발기 판 조립체(92204)는 도 9w에 도시된 바와 같이 상단 판에 갖다 붙여질 수 있다.
이 예에서, 상단 판 조립체(92304)가 제공된다. 상단 판(92304)은 관례상 때때로 응축기 판이라고 지칭되고, 이 예시에서, 상단 판 조립체는 상단 판만을 포함한다. 제조 시에, 상단 판(92304)은 또한 원하는 형상이 되도록 스탬핑 또는 단조될 수 있다. 그 후, 상단 판(92304)이 하단 판 조립체(92308)에 용접되거나 다른 방식으로 갖다 붙여질 수 있고, 따라서 기밀 밀봉이 형성된다. 이는 증기가 베이퍼 챔버로부터 빠져나가지 않도록 보장한다.
도 9x는, 상단 판 조립체와 하단 판 조립체가 함께 납땜되거나 또는 기타 방식으로 갖다 붙여진, 완성된 베이퍼 챔버(92404)를 도시한다.
도 9y는 도 9u 내지 도 9x에 도시된 공정을 설명하는 방법(92500)의 흐름도이다.
블록(92504)에서, 스탬핑되거나 단조된 구리 또는 티타늄 평탄 시트가 하단 판 또는 증발기 판으로서 제공될 수 있다. 유사하게, 동일하거나 상이한 재료의 스탬핑되거나 단조된 시트가 증발기 판으로서 제공될 수 있다.
블록(92508)에서, 메시가 하단 판 공동 내에 배치된다.
블록(92512)에서, 지그가 메시 상에 오버레이되고, 구멍들이 구리 분말, 티타늄 분말, 또는 다른 분말 또는 재료와 같은 적절한 재료로 채워진다.
블록(92516)에서, 조립체가 소결 오븐 또는 노에서 베이킹된다.
그 결과, 블록(92520)에서, 하단 판 조립체가 생성된다.
블록(92524)에서, 납땜, 브레이징, 용접, 접착, 또는 다른 결합 방법들이 최종 베이퍼 챔버를 형성하도록 증발기 판과 응축기 판 조립체를 갖다 붙이기 위해 사용될 수 있다.
블록(92590)에서, 방법이 종료된다.
도 9z는 본 명세서의 실시예들에 따라, 둘 이상의 코어를 가질 수 있고, 통합 메모리 제어기를 가질 수 있고, 통합 그래픽을 가질 수 있는 프로세서(92600)의 블록도이다. 도 9z의 실선 박스는, 단일 코어(92602A), 시스템 에이전트(92610), 한 세트의 하나 이상의 버스 제어기 유닛(92616)을 갖춘 프로세서(92600)를 나타내는 한편, 선택사항인 점선 박스의 추가는, 다중 코어(92602A-N), 캐시 유닛(92604A-N), 시스템 에이전트 유닛(92610) 내의 한 세트의 하나 이상의 통합 메모리 제어기 유닛(들)(92614), 및 특수 목적 로직(92608)을 갖는 대안적 프로세서(92600)를 나타낸다.
따라서, 프로세서(92600)의 상이한 구현들은: 1) (하나 이상의 코어를 포함할 수 있는) 통합 그래픽 및/또는 과학(스루풋) 로직인 특수 목적 로직(92608), 및 하나 이상의 범용 코어(예컨대, 범용 순차적 코어들, 범용 비순차적 코어들, 이 둘의 조합)인 코어들(92602A 내지 92602N)을 갖는 CPU; 2) 주로 그래픽 및/또는 과학적 스루풋을 위해 의도된 다수의 특수 목적 코어들인 코어들(92602A-N)을 갖는 코프로세서; 및 3) 다수의 범용 순차적 코어들인 코어들(92602A-N)을 갖는 코프로세서를 포함할 수 있다.
따라서, 프로세서(92600)는 예를 들어, 네트워크 또는 통신 프로세서, 압축 엔진, 그래픽 프로세서, GPGPU, 고스루풋 MIC(many integrated core) 코프로세서(30개 이상의 코어를 포함함), 임베디드 프로세서, 또는 이와 유사한 것과 같은 범용 프로세서, 코프로세서 또는 특수 목적 프로세서일 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 칩 상에 구현될 수 있다. 프로세서(92600)는, 예를 들어, BiCMOS, CMOS, 또는 NMOS와 같은, 다수의 공정 기술 중 임의의 것을 사용하는 하나 이상의 기판의 일부일 수 있고 및/또는 이들 기판 상에 구현될 수 있다.
메모리 계층구조는 코어들 내의 하나 이상의 레벨의 캐시, 하나 이상의 공유 캐시 유닛(92606)의 세트, 및 통합 메모리 제어기 유닛들(92614)의 세트에 결합된 외부 메모리(도시되지 않음)를 포함한다. 공유 캐시 유닛들(92606)의 세트는 레벨 2(L2), 레벨 3(L3), 레벨 4(L4), 또는 다른 레벨들의 캐시와 같은, 하나 이상의 중간 레벨 캐시, LLC(last level cache), 및/또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 링 기반 인터커넥트 유닛(92612)은 통합 그래픽 로직(92608), 공유 캐시 유닛들(92606)의 세트, 및 시스템 에이전트 유닛(92610)/통합 메모리 제어기 유닛(들)(92614)을 상호연결시키지만, 대안의 실시예들은 이러한 유닛들을 상호연결시키는 임의의 수의 공지된 기법들을 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 캐시 유닛(92606)과 코어들(92602A 내지 92602N) 사이에 일관성(coherency)이 유지된다.
일부 실시예들에서, 코어들(92602A 내지 92602N) 중 하나 이상은 멀티스레딩을 할 수 있다. 시스템 에이전트(92610)는 코어들(92602A 내지 92602N)을 조정하고 동작시키는 그런 컴포넌트들을 포함한다. 시스템 에이전트 유닛(92610)은, 예를 들어, PCU(power control unit) 및 디스플레이 유닛을 포함할 수 있다. PCU는 코어들(92602A 내지 92602N) 및 통합 그래픽 로직(92608)의 전력 상태를 조절하는 데 필요한 로직 및 컴포넌트들일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 디스플레이 유닛은 하나 이상의 외부 연결된(externally connected) 디스플레이를 구동하기 위한 것이다.
코어들(92602A 내지 92602N)은 아키텍처 명령어 세트의 면에서 동질적이거나 이질적일 수 있다; 즉, 코어들(92602A 내지 92602N) 중 2개 이상은 동일한 명령어 세트를 실행할 수 있는 한편, 다른 코어들은 해당 명령어 세트의 서브세트만을 또는 상이한 명령어 세트를 실행할 수 있다.
도 9aa 내지 도 9ad는 예시적인 컴퓨터 아키텍처들의 블록도들이다. 랩톱들, 데스크톱들, 핸드헬드 PC들, PDA들(personal digital assistants), 엔지니어링 워크스테이션들, 서버들, 네트워크 디바이스들, 네트워크 허브들, 스위치들, 임베디드 프로세서들, DSP들(digital signal processors), 그래픽 디바이스들, 비디오 게임 디바이스들, 셋톱 박스들, 마이크로 컨트롤러들, 셀 폰들, 휴대용 미디어 플레이어들, 핸드헬드 디바이스들, 및 다양한 그 밖의 전자 디바이스들에 대해 본 기술 분야에 알려진 다른 시스템 설계들 및 구성들도 적합하다. 일반적으로, 본 명세서에 개시되어 있는 것과 같은 프로세서 및/또는 다른 실행 로직을 포함할 수 있는 아주 다양한 시스템들 또는 전자 디바이스들이 일반적으로 적절하다.
이제 도 9aa를 참조하면, 일 실시예에 따른 시스템(92700)의 블록도가 도시되어 있다. 시스템(92700)은 제어기 허브(92720)에 결합되는 하나 이상의 프로세서(92710, 92715)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기 허브(92720)는 GMCH(graphics memory controller hub)(92790) 및 IOH(input/output hub)(92750)(개별 칩들 상에 있을 수 있음)를 포함하고; GMCH(92790)는 메모리(92740) 및 코프로세서(92745)에 결합되어 있는 그래픽 제어기들 및 메모리를 포함하고; IOH(92750)는 입출력(I/O) 디바이스들(92760)을 GMCH(92790)에 결합한다. 대안적으로, 메모리 및 그래픽 제어기들 중 하나 또는 둘 다는 (본 명세서에 설명되는 바와 같이) 프로세서 내에 통합되고, 메모리(92740) 및 코프로세서(92745)는 프로세서(92710), 및 IOH(92750)와 단일 칩에 있는 제어기 허브(92720)에 직접 결합된다.
추가 프로세서들(92715)의 선택적 속성은 도 9aa에서 파선들로 표시된다. 각각의 프로세서(92710, 92715)는 본 명세서에 설명된 처리 코어들 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 프로세서(92600)의 일부 버전일 수 있다.
메모리(92740)는, 예를 들어, DRAM(dynamic random access memory), PCM(phase change memory), 또는 이 둘의 조합일 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 제어기 허브(92720)는 FSB(frontside bus)와 같은 멀티드롭 버스, UPI(Ultra Path Interconnect)와 같은 포인트-투-포인트 인터페이스, 또는 유사한 연결(92795)을 통해 프로세서(들)(92710, 92715)와 통신한다.
일 실시예에서, 코프로세서(92745)는, 예를 들어, 고스루풋 MIC 프로세서, 네트워크 또는 통신 프로세서, 압축 엔진, 그래픽 프로세서, GPGPU, 임베디드 프로세서 또는 그와 유사한 것과 같은 특수 목적 프로세서이다. 일 실시예에서, 제어기 허브(92720)는 통합 그래픽 가속기를 포함할 수 있다.
아키텍처, 마이크로아키텍처, 열, 전력 소비 특성, 및 그와 유사한 것을 포함하는 장점의 다양한 메트릭들의 관점에서 물리 자원들(92710, 92715) 사이에는 다양한 차이가 존재할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(92710)는 일반 유형의 데이터 처리 연산들을 제어하는 명령어들을 실행한다. 명령어들 내에는 코프로세서 명령어들이 임베딩될 수 있다. 프로세서(92710)는 이 코프로세서 명령어들을 소속된 코프로세서(92745)에 의해 실행되어야만 하는 유형인 것으로 인식한다. 따라서, 프로세서(92710)는 이러한 코프로세서 명령어들(또는 코프로세서 명령어들을 나타내는 제어 신호들)을 코프로세서 버스 또는 다른 인터커넥트 상에서 코프로세서(92745)에 발행한다. 코프로세서(들)(92745)는 수신된 코프로세서 명령어들을 수락하고 실행한다.
이제 도 9ab를 참조하면, 제1의 보다 구체적인 예시적인 시스템(92800)의 블록도가 도시되어 있다. 도 9ab에 도시된 바와 같이, 멀티프로세서 시스템(92800)은 포인트-투-포인트 인터커넥트 시스템이고, 포인트-투-포인트 인터커넥트(92850)을 통해 결합되는 제1 프로세서(92870) 및 제2 프로세서(92880)를 포함한다. 프로세서들(92870 및 92880) 각각은 프로세서(92600)의 일부 버전일 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서들(92870 및 92880)은 제각기 프로세서들(92710 및 92715)인 한편, 코프로세서(92838)는 코프로세서(92745)이다. 또 다른 실시예에서, 프로세서들(92870 및 92880)은, 제각기, 프로세서(92710) 및 코프로세서(92745)이다.
프로세서들(92870 및 92880)은 제각기 통합 메모리 제어기(IMC) 유닛들(92872 및 92882)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 프로세서(92870)는 또한 그의 버스 제어기 유닛들의 일부로서 P-P(point-to-point) 인터페이스들(92876 및 92878)을 포함한다; 유사하게, 제2 프로세서(92880)는 P-P 인터페이스들(92886 및 92888)을 포함한다. 프로세서들(92870, 92880)은 P-P(point-to-point) 인터페이스 회로들(92878, 92888)을 사용하여 P-P 인터페이스(92850)를 통해 정보를 교환할 수 있다. 도 9ab에 도시된 바와 같이, IMC들(92872 및 92882)은 프로세서들을 각자의 메모리들, 즉 메모리(92832) 및 메모리(92834)에 결합하며, 이들은 각자의 프로세서들에 로컬로 부착된 메인 메모리의 부분들일 수 있다.
프로세서들(92870, 92880) 각각은 포인트-투-포인트 인터페이스 회로들(92876, 92894, 92886, 92898)을 사용하여 개별 P-P 인터페이스들(92852, 92854)을 통해 칩셋(92890)과 정보를 교환할 수 있다. 칩셋(92890)은 고성능 인터페이스(92839)를 통해 코프로세서(92838)와 정보를 선택적으로 교환할 수 있다. 일 실시예에서, 코프로세서(92838)는, 예를 들어, 고스루풋 MIC 프로세서, 네트워크 또는 통신 프로세서, 압축 엔진, 그래픽 프로세서, GPGPU, 임베디드 프로세서, 또는 그와 유사한 것과 같은 특수 목적 프로세서이다.
공유 캐시(도시되지 않음)가 양쪽 프로세서들의 외부에 또는 어느 하나의 프로세서에 포함될 수 있지만, P-P 인터커넥트를 통해 프로세서들과 연결되어, 프로세서가 저전력 모드에 배치되는 경우에 어느 하나의 프로세서 또는 양쪽 프로세서의 로컬 캐시 정보가 공유 캐시에 저장될 수 있도록 한다.
칩셋(92890)은 인터페이스(92896)를 통해 제1 버스(92816)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 버스(92816)는, 비제한적인 예로서, PCI(peripheral component interconnect) 버스, 또는 PCI Express 버스 또는 또 다른 3세대 입/출력(IO) 인터커넥트 버스와 같은 버스일 수 있다.
도 9ab에 도시된 바와 같이, 다양한 IO 디바이스(92814)가, 제1 버스(92816)를 제2 버스(92820)에 결합하는 버스 브리지(92818)와 함께, 제1 버스(92816)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 코프로세서들, 고스루풋 MIC 프로세서들, GPGPU들, (예컨대, 그래픽 가속기들 또는 DSP 유닛들과 같은) 가속기들, 필드 프로그래머블 게이트 어레이들, 또는 임의의 다른 프로세서와 같은, 하나 이상의 부가의 프로세서(들)(92815)가 제1 버스(92816)에 결합된다. 일 실시예에서, 제2 버스(92820)는 LPC(low pin count) 버스일 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 키보드 및/또는 마우스(92822), 통신 디바이스들(92827), 그리고 명령어들 또는 코드 및 데이터(92830)를 포함할 수 있는 디스크 드라이브 또는 다른 대용량 저장 디바이스와 같은 저장 유닛(92828)을 비롯한 다양한 디바이스들이 제2 버스(92820)에 결합될 수 있다. 또한, 오디오 IO(92824)가 제2 버스(92820)에 결합될 수 있다. 다른 아키텍처들도 가능하다는 점에 유의한다. 예를 들어, 도 9ab의 포인트-투-포인트 아키텍처 대신에, 시스템은 멀티 드롭 버스 또는 다른 그러한 아키텍처를 구현할 수 있다.
이제 도 9ac를 참조하면, 제2의 보다 구체적인 예시적인 시스템(2900)의 블록도가 도시되어 있다. 도 9ab 및 9ac는 유사한 참조 번호들을 가지며, 도 9ab의 특정 양태들은 도 9ac의 다른 양태들을 불명료하게 하는 것을 방지하기 위해 도 9ac로부터 생략되었다.
도 9ac는 프로세서들(92870, 92880)이 제각기 통합된 메모리 및 IO 제어 로직("CL")(92872 및 92882)을 포함할 수 있다는 것을 예시한다. 따라서, CL(92872, 92882)은 IMC 유닛들을 포함하고 IO 제어 로직을 포함한다. 도 9ac는 메모리들(92832, 92834)이 CL(92872, 92882)에 결합되어 있을 뿐만 아니라 IO 디바이스들(92914)도 역시 제어 로직(92872, 92882)에 결합되어 있는 것을 예시한다. 레거시 IO 디바이스들(92915)은 칩셋(92890)에 결합된다.
이제 도 9ad를 참조하면, 실시예에 따른 SoC(system-on-a-chip)(93000)의 블록도가 도시되어 있다. 도 9z에서의 유사한 요소들은 유사한 참조 번호들을 지닌다. 또한, 파선 박스들은 더 진보된 SoC들에 대한 선택적인 특징들이다. 도 9ad에서, 인터카넥트 유닛(들)(93002)은 하나 이상의 코어(92602A-N)의 세트 및 공유 캐시 유닛(들)(92606)을 포함하는 애플리케이션 프로세서(93010); 시스템 에이전트 유닛(92610); 버스 제어기 유닛(들)(92616); IMC 유닛(들)(92614); 통합된 그래픽 로직, 이미지 프로세서, 오디오 프로세서, 및 비디오 프로세서를 포함할 수 있는 하나 이상의 코프로세서(93020)의 세트; SRAM(static random access memory) 유닛(93030); DMA(direct memory access) 유닛(93032); 및 하나 이상의 외부 디스플레이에 결합하기 위한 디스플레이 유닛(93040)에 결합된다. 일 실시예에서, 코프로세서(들)(93020)는, 예를 들어, 네트워크 또는 통신 프로세서, 압축 엔진, GPGPU, 고스루풋 MIC 프로세서, 임베디드 프로세서 또는 그와 유사한 것과 같은 특수 목적 프로세서를 포함한다.
도 9ae는 컴퓨팅 플랫폼(93102A)의 컴포넌트들의 블록도이다. 묘사된 실시예에서, 하드웨어 플랫폼들(93102A, 93102B, 및 93102C)은, 데이터 센터 관리 플랫폼(93106) 및 데이터 분석 엔진(93104)과 함께, 네트워크(93108)를 통해 상호연결된다. 다른 실시예들에서, 컴퓨터 시스템은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 및 다른 컴포넌트들을 포함하는 임의의 적절한 수의 (즉, 하나 이상의) 플랫폼들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 (예컨대, 컴퓨터 시스템이 단일 플랫폼만을 포함할 때), 시스템 관리 플랫폼(93106)의 전부 또는 일부분이 플랫폼(93102) 상에 포함될 수 있다. 플랫폼(93102)은 하나 이상의 CPU(93112)를 갖는 플랫폼 로직(93110), (임의의 수의 상이한 모듈들을 포함할 수 있는) 메모리들(93114), 칩셋들(93116), 통신 인터페이스들(93118), 및 하이퍼바이저(93120) 또는 플랫폼(93102) 상에서 실행 중인 애플리케이션들과 연관된 작업부하들을 실행할 수 있는 다른 운영 체제를 실행하기 위한 임의의 다른 적절한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 플랫폼(93102)은 이 애플리케이션들을 기동하는 하나 이상의 게스트 시스템(93122)에 대한 호스트 플랫폼으로서 기능할 수 있다. 플랫폼(93102A)은, 고성능 컴퓨팅 환경, 데이터 센터, 통신 서비스 제공자 인프라스트럭처(예컨대, 진화된 패킷 코어의 하나 이상의 부분), 메모리내 컴퓨팅 환경, 차량(예컨대, 자동차 또는 비행기)의 컴퓨팅 시스템, 사물 인터넷 환경, 산업 제어 시스템, 다른 컴퓨팅 환경, 또는 이들의 조합과 같은 임의의 적절한 컴퓨팅 환경을 나타낼 수 있다.
본 개시내용의 다양한 실시예들에서, 복수의 하드웨어 자원(예컨대, 코어들 및 언코어들)의 누적된 스트레스 및/또는 스트레스의 레이트들이 모니터링되고, 컴퓨터 플랫폼(93102A)의 엔티티들(예컨대, 시스템 관리 플랫폼(93106), 하이퍼바이저(93120), 또는 다른 운영 체제)은 스트레스 정보에 따라 작업부하들을 수행하기 위해 플랫폼 로직(93110)의 하드웨어 자원들을 할당할 수 있다. 일부 실시예들에서, 자가 진단 능력들이 하드웨어 자원들의 건강을 더 정확하게 결정하기 위해 스트레스 모니터링과 조합될 수 있다. 각각의 플랫폼(93102)은 플랫폼 로직(93110)을 포함할 수 있다. 플랫폼 로직(93110)은, 플랫폼(93102)의 기능을 인에이블시키는 다른 로직 중에서도 특히, 하나 이상의 CPU(93112), 메모리(93114), 하나 이상의 칩셋(93116), 및 통신 인터페이스들(93128)을 포함한다. 3개의 플랫폼이 예시되어 있지만, 컴퓨터 플랫폼(93102A)은 임의의 적절한 수의 플랫폼들과 상호연결될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 플랫폼(93102)은 (예컨대, 랙 또는 백플레인 스위치를 포함할 수 있는) 네트워크(93108)를 통해 서로 결합된 다중의 플랫폼을 포함하는 섀시, 랙, 또는 다른 적절한 구조물에 설치되는 회로 보드 상에 상주할 수 있다.
CPU들(93112) 각각은 임의의 적절한 수의 프로세서 코어들 및 지원 로직(예컨대, 언코어들)을 포함할 수 있다. 코어들은, CPU(93112) 및/또는 칩셋(93116) 상에 상주하는 하나 이상의 제어기를 통해, 서로, 메모리(93114)에, 적어도 하나의 칩셋(93116)에, 및/또는 통신 인터페이스(93118)에 결합될 수 있다. 특정 실시예들에서, CPU(93112)는 플랫폼(93102A)에 영구적으로 또는 착탈가능하게 결합되는 소켓 내에 구체화된다. 4개의 CPU가 도시되어 있지만, 플랫폼(93102)은 임의의 적절한 수의 CPU들을 포함할 수 있다.
메모리(93114)는, 자기 매체(예컨대, 하나 이상의 테이프 드라이브), 광학 매체, RAM(random access memory), ROM(read-only memory), 플래시 메모리, 착탈가능 매체, 또는 임의의 다른 적절한 로컬 또는 원격 메모리 컴포넌트 또는 컴포넌트들을, 제한 없이, 포함하는 임의의 형태의 휘발성 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(93114)는 플랫폼(93102A)에 의한 단기, 중기, 및/또는 장기 저장을 위해 사용될 수 있다. 메모리(93114)는 컴퓨터 판독가능 매체에 임베딩된 소프트웨어, 및/또는 하드웨어에 포함된 또는 다른 방식으로 저장된 인코딩된 로직(예컨대, 펌웨어)을 포함하여, 플랫폼 로직(93110)에 의해 활용되는 임의의 적절한 데이터 또는 정보를 저장할 수 있다. 메모리(93114)는 CPU들(93112)의 코어들에 의해 사용되는 데이터를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리(93114)는 또한 관리성 엔진(93126) 또는 플랫폼 로직(93110)의 다른 컴포넌트들과 연관된 기능을 제공하기 위해 CPU들(93112)의 코어들 또는 다른 처리 요소들(예컨대, 칩셋들(93116) 상에 상주하는 로직)에 의해 실행될 수 있는 명령어들을 위한 저장소를 포함할 수 있다. 플랫폼(93102)은 또한 CPU들(93112)의 동작을 지원하는 임의의 적절한 로직을 포함하는 하나 이상의 칩셋(93116)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 칩셋(93116)은 CPU(93112)와 동일한 다이 또는 패키지 상에 또는 하나 이상의 상이한 다이 또는 패키지 상에 상주할 수 있다. 각각의 칩셋은 임의의 적절한 수의 CPU(93112)를 지원할 수 있다. 칩셋(93116)은 또한 플랫폼 로직(93110)의 다른 컴포넌트들(예컨대, 통신 인터페이스(93118) 또는 메모리(93114))을 하나 이상의 CPU에 결합시키기 위한 하나 이상의 제어기를 포함할 수 있다. 묘사된 실시예에서, 각각의 칩셋(93116)은 또한 관리성 엔진(93126)을 포함한다. 관리성 엔진(93126)은 칩셋(93116)의 동작을 지원하는 임의의 적절한 로직을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 관리성 엔진(93126)(혁신 엔진이라고도 지칭될 수 있음)은 칩셋(93116), 칩셋(93116)에 의해 관리되는 CPU(들)(93112) 및/또는 메모리(93114), 플랫폼 로직(93110)의 다른 컴포넌트들, 및/또는 플랫폼 로직(93110)의 컴포넌트들 사이의 다양한 연결들로부터 실시간 원격측정 데이터를 수집할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 수집된 원격측정 데이터는 본 명세서에 설명된 스트레스 정보를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 관리성 엔진(93126)은 CPU들(93112) 상에서 프로세스들을 실행하는 것에 대한 중단이 없거나 최소의 중단으로 원격측정 데이터를 수집하기 위해 플랫폼 로직(93110)의 다양한 요소들과 인터페이싱할 수 있는 대역외 비동기 계산 에이전트로서 동작한다. 예를 들어, 관리성 엔진(93126)은 (예컨대, 소프트웨어 명령어들을 실행함으로써) 관리성 엔진(93126)의 기능을 제공하는 칩셋(93116) 상의 전용 처리 요소(예컨대, 프로세서, 제어기, 또는 다른 로직)를 포함할 수 있으며, 따라서 플랫폼 로직(93110)에 의해 수행되는 작업부하들과 연관된 동작들에 대한 CPU들(93112)의 처리 사이클들을 절약할 수 있다. 더욱이, 관리성 엔진(93126)을 위한 전용 로직은 CPU들(93112)과 관련하여 비동기적으로 동작할 수 있고, CPU들에 대한 부하를 증가시키지 않으면서 원격측정 데이터의 적어도 일부를 수집할 수 있다.
관리성 엔진(93126)은 자신이 수집하는 원격측정 데이터를 처리할 수 있다(스트레스 정보의 처리의 특정 예들이 본 명세서에 제공된다). 다양한 실시예들에서, 관리성 엔진(93126)은 자신이 수집하는 데이터 및/또는 자신의 처리의 결과들을, 하나 이상의 하이퍼바이저(93120) 또는 다른 운영 체제들 및/또는 시스템 관리 소프트웨어(시스템 관리 플랫폼(93106)과 같은 임의의 적절한 로직 상에서 실행될 수 있음)와 같은, 컴퓨터 시스템 내의 다른 요소들에 보고한다. 특정 실시예들에서, 과도한 양의 스트레스를 누적한 코어와 같은 중요한 이벤트는 원격측정 데이터를 보고하기 위한 정상 간격 전에 보고될 수 있다(예를 들어, 통지는 검출 즉시 전송될 수 있다).
또한, 관리성 엔진(93126)은 특정 칩셋(93116)이 어느 CPU(들)(93112)를 관리하는지 및/또는 어느 원격 측정 데이터가 수집될 수 있는지를 설정하도록 구성가능한 프로그래머블 코드를 포함할 수 있다.
칩셋들(93116) 각각은 또한 통신 인터페이스(93128)를 포함한다. 통신 인터페이스(93128)는 칩셋(93116)과 하나 이상의 I/O 디바이스, 하나 이상의 네트워크(93108), 및/또는 네트워크(93108)에 결합된 하나 이상의 디바이스(예컨대, 시스템 관리 플랫폼(93106)) 사이의 시그널링 및/또는 데이터의 통신을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(93128)는 데이터 패킷들과 같은 네트워크 트래픽을 송신 및 수신하기 위해 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 통신 인터페이스(93128)는, 네트워크 인터페이스 카드 또는 네트워크 어댑터라고도 알려진, 하나 이상의 물리적 NIC(network interface controller)를 포함한다. NIC는 이더넷(예를 들어, IEEE 802.3 표준에 의해 정의됨), 파이버 채널, 인피니밴드, Wi-Fi, 또는 다른 적절한 표준과 같은 임의의 적절한 물리 계층 및 데이터 링크 계층 표준을 사용하여 통신하기 위한 전자 회로를 포함할 수 있다. NIC는 케이블(예를 들어, 이더넷 케이블)에 결합될 수 있는 하나 이상의 물리적 포트를 포함할 수 있다. NIC는 칩셋(93116)의 임의의 적절한 요소(예컨대, 관리성 엔진(93126) 또는 스위치(93130))와 네트워크(93108)에 결합된 또 다른 디바이스 사이의 통신을 가능하게 할 수 있다. 다양한 실시예들에서, NIC는 칩셋과 통합될 수 있거나 (즉, 칩셋 로직의 나머지와 동일한 집적 회로 또는 회로 보드 상에 있을 수 있거나), 칩셋에 전기기계적으로 결합되는 상이한 집적 회로 또는 회로 보드 상에 있을 수 있다.
특정 실시예들에서, 통신 인터페이스들(93128)은 관리성 엔진(93126)에 의해 수행되는 관리 및 모니터링 기능들과 연관된 (예컨대, 관리성 엔진(93126)과 데이터 센터 관리 플랫폼(93106) 사이의) 데이터의 통신을 허용할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 관리성 엔진(93126)은 플랫폼 로직(93110)에 의해 수행되는 작업부하들과 연관된 동작들에 대한 통신 인터페이스(93118)의 NIC들의 사용을 예약하기 위해 원격 측정 데이터를 (예컨대, 시스템 관리 플랫폼(93106)에) 보고하기 위해 통신 인터페이스들(93128)의 요소들(예컨대, 하나 이상의 NIC)을 활용할 수 있다.
스위치들(93130)은 통신 인터페이스(93128)의 (예컨대, NIC들에 의해 제공되는) 다양한 포트들에 결합될 수 있고, 이 포트들과 칩셋(93116)의 다양한 컴포넌트들(예컨대, CPU들(93112)에 결합된 하나 이상의 PCIe(Peripheral Component Interconnect Express) 레인) 사이에서 데이터를 스위칭할 수 있다. 스위치들(93130)은 물리적 또는 가상(즉, 소프트웨어) 스위치일 수 있다.
플랫폼 로직(93110)은 부가의 통신 인터페이스(93118)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스들(93128)과 유사하게, 통신 인터페이스들(93118)은 플랫폼 로직(93110)과 하나 이상의 네트워크(93108) 및 네트워크(93108)에 결합된 하나 이상의 디바이스 사이의 시그널링 및/또는 데이터의 통신을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(93118)는 데이터 패킷들과 같은 네트워크 트래픽을 송신 및 수신하기 위해 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 통신 인터페이스(93118)는 하나 이상의 물리적 NIC를 포함한다. 이들 NIC들은 플랫폼 로직(93110)의 임의의 적절한 요소(예컨대, CPU들(93112) 또는 메모리(93114))와 네트워크(93108)에 결합된 또 다른 디바이스(예컨대, 하나 이상의 네트워크를 통해 네트워크(93108)에 결합된 다른 플랫폼들 또는 원격 컴퓨팅 디바이스들의 요소들) 사이의 통신을 가능하게 할 수 있다.
플랫폼 로직(93110)은 임의의 적절한 유형의 작업부하들을 수신하고 수행할 수 있다. 작업부하는, 하나 이상의 코어 또는 연관된 로직과 같은, 플랫폼 로직(93110)의 하나 이상의 자원을 활용하라는 임의의 요청을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작업부하는, I/O 디바이스 드라이버(93124) 또는 게스트 시스템(93122)과 같은, 소프트웨어 컴포넌트를 인스턴스화하라는 요청; 플랫폼(93102A)의 외부에 있는 가상 머신(93132) 또는 디바이스(네트워크(93108)에 결합된 네트워크 노드와 같은 것)로부터 수신된 네트워크 패킷을 처리하라는 요청; 게스트 시스템(93122), 플랫폼(93102A) 상에서 실행 중인 애플리케이션, 하이퍼바이저(93120) 또는 플랫폼(93102A) 상에서 실행 중인 다른 운영 체제와 연관된 프로세스 또는 스레드를 실행하라는 요청; 또는 다른 적합한 처리 요청을 포함할 수 있다.
가상 머신(93132)은 그 자신의 전용 하드웨어로 컴퓨터 시스템을 에뮬레이트할 수 있다. 가상 머신(93132)은 하이퍼바이저(93120) 위에 게스트 운영 체제를 실행할 수 있다. 플랫폼 로직(93110)의 컴포넌트들(예컨대, CPU들(93112), 메모리(93114), 칩셋(93116), 및 통신 인터페이스(93118))은 가상화되어 가상 머신(93132)이 그 자신의 전용 컴포넌트들을 갖는 것으로 게스트 운영 체제에 보이도록 할 수 있다.
가상 머신(93132)은 가상 머신에 의해 그의 네트워크 인터페이스로서 사용되는 vNIC(virtualized NIC)를 포함할 수 있다. vNIC는 MAC(media access control) 주소 또는 다른 식별자를 할당받을 수 있고, 따라서 다중의 가상 머신(93132)이 네트워크에서 개별적으로 주소지정가능할 수 있게 허용한다.
VNF(93134)는 가상화된 인프라스트럭처에 전개될 수 있는 정의된 인터페이스들 및 거동을 갖는 기능 빌딩 블록의 소프트웨어 구현을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, VNF(93134)는 특정 기능(예컨대, WAN 최적화, VPN(virtual private network) 종단, 방화벽 동작, 부하 균형화 동작, 보안 기능 등등)을 집합적으로 제공하는 하나 이상의 가상 머신(93132)을 포함할 수 있다. 플랫폼 로직(93110) 상에서 실행되는 VNF(93134)는 전용 하드웨어를 통해 구현되는 전통적인 네트워크 컴포넌트들과 동일한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, VNF(93134)는 vEPC(virtualized evolved packet core) 컴포넌트들, 이동성 관리 엔티티들, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 제어 및 데이터 평면 컴포넌트들 등과 같은, 임의의 적절한 NFV(network function virtualization) 작업부하들을 수행하기 위한 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
SFC(93136)는 네트워크 패킷 처리 동작들과 같은 일련의 동작들을 수행하기 위한 체인으로서 조직된 VNF들(93134)의 그룹이다. 서비스 기능 체이닝은 서비스 체인을 생성하기 위해 네트워크에서 함께 스티치(stitch)되는 네트워크 서비스들(예를 들어, 방화벽들, 부하 균형화기들)의 순서화된 리스트를 정의하는 능력을 제공할 수 있다.
하이퍼바이저(93120)(가상 머신 모니터라고도 알려져 있음)는 게스트 시스템들(93122)을 생성하고 실행하는 로직을 포함할 수 있다. 하이퍼바이저(93120)는 가상 운영 플랫폼을 갖는 가상 머신들에 의해 실행되는 게스트 운영 체제들을 제시하고(즉, 이것은 가상 머신들에게는, 그들이 단일의 하드웨어 플랫폼 상에 실제로 통합될 때, 그들이 개별 물리 노드들 상에서 실행 중인 것으로 보임), 플랫폼 로직(93110)에 의한 게스트 운영 체제들의 실행을 관리할 수 있다. 하이퍼바이저(93120)의 서비스들은 소프트웨어로 가상화하는 것에 의해 또는 최소한의 소프트웨어 개입을 필요로 하는 하드웨어 지원 자원들을 통해, 또는 둘 다를 통해 제공될 수 있다. 각종의 게스트 운영 체제들의 다중의 인스턴스가 하이퍼바이저(93120)에 의해 관리될 수 있다. 각각의 플랫폼(93102)은 하이퍼바이저(93120)의 개별적인 인스턴스화를 가질 수 있다.
하이퍼바이저(93120)는 플랫폼 로직을 제어하고 게스트 운영 체제들을 관리하기 위해 플랫폼 로직(93110) 상에서 직접 실행되는 네이티브 또는 베어 메탈 하이퍼바이저(native or bare metal hypervisor)일 수 있다. 대안적으로, 하이퍼바이저(93120)는 호스트 운영 체제 상에서 실행되고 호스트 운영 체제로부터 게스트 운영 체제들을 추상화하는 호스팅된 하이퍼바이저일 수 있다. 하이퍼바이저(93120)는 가상 스위칭 및/또는 라우팅 기능들을 게스트 시스템들(93122)의 가상 머신들에 제공할 수 있는 가상 스위치(93138)를 포함할 수 있다. 가상 스위치(93138)는 가상 머신들(93132)의 vNIC들을 서로 결합시키고, 따라서 가상 머신들이 서로 통신할 수 있는 가상 네트워크를 생성하는 논리 스위칭 패브릭을 포함할 수 있다.
가상 스위치(93138)는 플랫폼 로직(93110)의 컴포넌트들을 사용하여 실행되는 소프트웨어 요소를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하이퍼바이저(93120)는 하이퍼바이저(93120)로 하여금 플랫폼(93102)에서의 조건들을 변경하는 것(예컨대, 가상 머신들(93132)의 추가 또는 삭제 또는 플랫폼의 성능을 향상시키기 위해 행해질 수 있는 최적화들의 식별)에 응답하여 가상 스위치(93138)의 파라미터들을 재구성하게 야기하는 임의의 적절한 엔티티(예컨대, 소프트웨어 정의 네트워킹 제어기)와 통신 상태에 있을 수 있다.
하이퍼바이저(93120)는 또한 (스트레스 정보를 포함할 수 있는) 원격측정 데이터에 기초하여 플랫폼 자원들의 할당을 결정하기 위한 로직을 포함할 수 있는 자원 할당 로직(93144)을 포함할 수 있다. 자원 할당 로직(93144)은 또한, 플랫폼 로직(93110)의 컴포넌트들과 같은, 이러한 최적화를 구현하기 위해 플랫폼(93102A)의 플랫폼 로직(93110) 엔티티들의 다양한 컴포넌트들과 통신하기 위한 로직을 포함할 수 있다.
임의의 적절한 로직은 이들 최적화 결정들 중 하나 이상을 행할 수 있다. 예를 들어, 시스템 관리 플랫폼(93106); 하이퍼바이저(93120) 또는 다른 운영 체제의 자원 할당 로직(93144); 또는 컴퓨터 플랫폼(93102A)의 다른 로직이 이러한 결정을 할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 시스템 관리 플랫폼(93106)은 다중의 플랫폼(93102)으로부터 원격측정 데이터를 수신하고 다중의 플랫폼(93102)에 걸쳐 작업부하 배치를 관리할 수 있다. 시스템 관리 플랫폼(93106)은 시스템 관리 플랫폼에 의해 지시되는 작업부하 배치들을 구현하기 위해 다양한 플랫폼들(93102)의 하이퍼바이저들(93120) 또는 다른 운영 체제들과 (예컨대, 대역외 방식으로) 통신할 수 있다.
플랫폼 로직(93110)의 요소들은 임의의 적절한 방식으로 함께 결합될 수 있다. 예를 들어, 버스는 컴포넌트들 중 임의의 것을 함께 결합시킬 수 있다. 버스는 멀티드롭 버스, 메시 인터커넥트, 링 인터커넥트, 포인트-투-포인트 인터커넥트, 직렬 인터커넥트, 병렬 버스, 코히어런트(예를 들어, 캐시 코히어런트) 버스, 계층화된 프로토콜 아키텍처, 디퍼렌셜 버스, 또는 GTL(Gunning transceiver logic) 버스와 같은 임의의 공지된 인터커넥트를 포함할 수 있다.
컴퓨터 플랫폼(93102A)의 요소들은 하나 이상의 네트워크(93108)를 통하는 것과 같이 임의의 적절한 방식으로 함께 결합될 수 있다. 네트워크(93108)는 하나 이상의 적절한 네트워킹 프로토콜을 사용하여 동작하는 임의의 적절한 네트워크 또는 하나 이상의 네트워크의 조합일 수 있다. 네트워크는 통신 시스템을 통해 전파되는 정보의 패킷들을 수신 및 송신하기 위한 일련의 노드들, 포인트들, 및 상호접속된 통신 경로들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 하나 이상의 방화벽, 라우터들, 스위치들, 보안 기기들, 안티바이러스 서버들, 또는 다른 유용한 네트워크 디바이스들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 메커니즘들의 실시예들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이러한 구현 접근법들의 조합으로 구현될 수 있다. 일부 실시예들은 적어도 하나의 프로세서, 저장 시스템(휘발성 및 비휘발성 메모리 및/또는 저장 요소들을 포함함), 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래머블 시스템들 상에서 실행되는 컴퓨터 프로그램들 또는 프로그램 코드로서 구현될 수 있다.
도 9ab에 도시된 코드(2830)와 같은 프로그램 코드는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하고 출력 정보를 생성하기 위해 입력 명령어들에 적용될 수 있다. 출력 정보는 공지된 방식으로 하나 이상의 출력 디바이스에 적용될 수 있다. 본 출원의 목적을 위해, 처리 시스템은 예를 들어, DSP, 마이크로컨트롤러, ASIC(application-specific integrated circuit) 또는 마이크로프로세서와 같은 프로세서를 갖는 임의의 시스템을 포함한다.
프로그램 코드는 처리 시스템과 통신하기 위해 고급 레벨 절차형 또는 객체 지향형 프로그래밍 언어로 구현될 수 있다. 또한, 프로그램 코드는 요구되는 경우에 어셈블리어 또는 기계어로 구현될 수 있다. 사실상, 본 명세서에 설명된 메커니즘들은 임의의 특정 프로그래밍 언어로 범위가 제한되지는 않는다. 임의의 경우에, 이 언어는 컴파일링된 또는 인터프리팅된 언어일 수 있다.
적어도 하나의 실시예의 하나 이상의 양태는, 머신에 의해 판독될 때에 머신으로 하여금 본 명세서에 설명된 기술들을 수행하는 로직을 제조하게 야기하는, 프로세서 내의 다양한 로직을 나타내는 머신 판독가능 매체 상에 저장된 대표 명령어들에 의해 구현될 수 있다. "지적 재산권(IP) 코어들"로서 알려진 그러한 표현들은 유형의 머신 판독가능 매체 상에 저장되고, 다양한 고객들 또는 제조 설비들에 공급되어, 로직 또는 프로세서를 실제로 제조하는 제조 머신들 내에 로딩될 수 있다.
이러한 머신 판독가능 저장 매체는, 하드 디스크들, 플로피 디스크들, 광학 디스크들, CD-ROM들(compact disc read-only memories), CD-RW들(compact disc rewritables) 및 광자기 디스크들을 포함하는 임의의 다른 타입의 디스크, ROM들, DRAM들, SRAM들과 같은 RAM들, EPROM들(erasable programmable read-only memories), 플래시 메모리들, EEPROM들(electrically erasable programmable read-only memories), PCM과 같은 반도체 디바이스들, 자기 또는 광학 카드들, 또는 전자 명령어들을 저장하기에 적합한 임의의 다른 타입의 매체와 같은 저장 매체를 포함하는, 머신 또는 디바이스에 의해 제조 또는 형성되는 물품들의 비일시적인 유형의 배열들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
따라서, 일부 실시예들은, 명령어들을 포함하거나, 또는 본 명세서에 설명되는 구조들, 회로들, 장치들, 프로세서들 및/또는 시스템 특징들을 정의하는, HDL(Hardware Description Language)과 같은, 설계 데이터를 포함하는 비일시적, 유형의 머신 판독가능 매체를 또한 포함한다. 이러한 실시예들은 프로그램 제품들로 또한 지칭될 수 있다.
전술한 내용은 본 명세서에 개시되는 주제의 하나 이상의 실시예의 특징들을 개괄한다. 이러한 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자(PHOSITA)가 본 개시내용의 다양한 양태들을 더 잘 이해할 수 있게 하기 위해 제공된다. 특정의 잘 이해된 용어들은 물론이고, 기반이 되는 기술들 및/또는 표준들은 상세히 기술되지 않고 참조될 수 있다. PHOSITA는 본 명세서의 교시들을 실시하기에 충분한 그러한 기술들 및 표준들에서 배경 지식 또는 정보를 소유하거나 그에 액세스할 것으로 예상된다.
PHOSITA는 본 명세서에 소개된 실시예들의 동일한 목적들을 수행하고 및/또는 동일한 이점들을 달성하기 위해 다른 프로세스들, 구조들 또는 변형들을 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시내용을 쉽게 이용할 수 있다는 것을 알 것이다. PHOSITA는 또한 이러한 등가의 구성들이 본 개시내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으며, 또한 이들이 본 개시내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 본 명세서에서 다양한 변화들, 치환들, 및 변경들을 행할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
전술한 설명에서, 일부 또는 모든 실시예들의 특정 양태들은 첨부된 청구항들을 실시하는데 엄격하게 필요한 것보다 더 상세히 설명된다. 이러한 상세사항들은 개시된 실시예들의 정황 및 예시를 제공할 목적으로 비한정적인 예로서만 제공된다. 이러한 상세사항들은 요구되는 것으로 이해해서는 안 되며, 제한으로서 청구항들 "내로 읽어들여서도" 안 된다. 구문은 "실시예" 또는 "실시예들"을 지칭할 수 있다. 이러한 구문들 및 실시예들에 대한 임의의 다른 참조들은 하나 이상의 실시예의 임의의 조합을 넓게 지칭하는 것으로 이해해야 한다. 게다가, 특정의 "실시예"에 개시된 몇 개의 특징들이 또한 다중의 실시예에 걸쳐 분산되어 있을 수 있다. 예를 들어, 특징들 1 및 2가 "실시예"에 개시되는 경우, 실시예 A는 특징 1을 갖지만 특징 2를 갖지 않을 수 있는 한편, 실시예 B는 특징 2를 갖지만 특징 1을 갖지 않을 수 있다.
본 명세서는 블록도 포맷의 예시들을 제공할 수 있으며, 여기서 특정 특징들은 개별 블록들에 개시된다. 이들은 다양한 특징들이 어떻게 상호작용하는지를 개시하기 위해 넓게 이해되어야 하지만, 그러한 특징들이 반드시 개별 하드웨어 또는 소프트웨어로 구체화되어야만 하는 것을 암시하도록 의도되지 않는다. 더욱이, 단일 블록이 동일한 블록에서 하나보다 많은 특징을 개시하는 경우, 이들 특징들은 반드시 동일한 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구체화될 필요는 없다. 예를 들어, 컴퓨터 "메모리"는 일부 상황들에서 다중 레벨의 캐시 또는 로컬 메모리, 주 메모리, 배터리 백업 휘발성 메모리, 및 하드 디스크, 저장 서버, 광 디스크, 테이프 드라이브, 또는 유사한 것과 같은 다양한 형태의 영구 메모리 사이에 분산 또는 매핑될 수 있다. 특정 실시예들에서, 컴포넌트들 중 일부는 생략되거나 통합될 수 있다. 일반적인 의미에서, 도면들에 묘사된 배열들은 그 표현에 있어서 더욱 논리적일 수 있는 반면, 물리적 아키텍처는 이들 요소들의 다양한 치환, 조합, 및/또는 하이브리드를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개략적으로 기술된 동작 목적들을 달성하기 위해 무수하고 가능한 설계 구성들이 사용될 수 있다. 따라서, 연관된 인프라스트럭처는 무수한 치환 배열, 설계 선택, 디바이스 가능성, 하드웨어 구성, 소프트웨어 구현, 및 장비 옵션을 갖는다.
유형의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체일 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 참조가 본 명세서에서 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 그리고 청구항들 전반에서 사용되는 바와 같이, "컴퓨터 판독가능 매체"는 동일하거나 상이한 타입의 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 것으로 이해해야 한다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 비제한적인 예로서, 광학 드라이브(예컨대, CD/DVD/블루레이), 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브, 플래시 메모리, 또는 다른 비휘발성 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 원하는 명령어들을 수행하도록 구성된 ROM, FPGA(field-programmable gate array), 또는 ASIC, 원하는 명령어들을 수행하도록 FPGA 또는 ASIC를 프로그래밍하기 위한 저장된 명령어들, 하드웨어로 다른 회로들에 통합될 수 있는 IP 블록, 또는 마이크로프로세서, DSP, 마이크로컨트롤러와 같은 프로세서 상의 하드웨어 또는 마이크로코드로, 또는 적절한 경우 그리고 특정의 요구들에 기초하여 임의의 다른 적당한 컴포넌트, 디바이스, 요소, 또는 오브젝트로 직접 인코딩된 명령어들과 같은 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 비일시적 저장 매체는 개시된 동작들을 제공하도록, 또는 프로세서로 하여금 개시된 동작들을 수행하게 야기하도록 구성된 임의의 비일시적 특수 목적 또는 프로그래머블 하드웨어를 포함하는 것으로 명시적으로 의도된다.
다양한 요소들은 본 명세서 및 청구항들 전반에서 서로 "통신적으로 ", "전기적으로", "기계적으로" 또는 달리 "결합"될 수 있다. 그러한 결합은 직접적인 포인트-투-포인트 결합일 수 있거나, 또는 중간 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개의 디바이스가 통신을 용이하게 하는 제어기를 통해 서로 통신 결합될 수 있다. 디바이스들은 신호 부스터들, 전압 분배기들, 또는 버퍼들과 같은 중간 디바이스들을 통해 서로 전기적으로 결합될 수 있다. 기계적으로 결합된 디바이스들은 간접적으로 기계적으로 결합될 수 있다.
본 명세서에 개시된 임의의 "모듈" 또는 "엔진"은 소프트웨어, 소프트웨어 스택, 하드웨어, 펌웨어 및/또는 소프트웨어의 조합, 엔진 또는 모듈의 기능을 수행하도록 구성된 회로, 또는 위에서 개시된 바와 같은 임의의 컴퓨터 판독가능 매체를 지칭하거나 포함할 수 있다. 이러한 모듈 또는 엔진은, 적절한 상황에서, 프로세서, 메모리, 저장소, 인터커넥트, 네트워크 및 네트워크 인터페이스, 가속기, 또는 기타의 적절한 하드웨어와 같은 하드웨어 컴퓨팅 자원을 포함할 수 있는 하드웨어 플랫폼 상에 또는 이와 연계하여 제공될 수 있다. 이러한 하드웨어 플랫폼은 단일의 모놀리식 디바이스로서(예컨대, PC 폼 팩터로), 또는 기능의 일부 또는 부분이 분산되어(예컨대, 계산, 메모리, 저장소, 및 다른 자원들이 동적으로 할당될 수 있고 서로 로컬일 필요가 없는, 하이엔드 데이터 센터 내의 "복합 노드") 제공될 수 있다.
특정 순서로 수행되는 동작들을 도시하는 흐름도들, 신호 흐름도, 또는 다른 예시들이 본 명세서에 개시될 수 있다. 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 또는 특정 맥락에서 요구되지 않는 한, 순서는 단지 비제한적인 예인 것으로 이해해야 한다. 더욱이, 하나의 동작이 또 다른 동작을 뒤따르는 것으로 도시되는 경우들에서, 관련되거나 관련되지 않을 수 있는 다른 개재 동작들이 또한 발생할 수 있다. 일부 동작들은 또한 동시에 또는 병행적으로 수행될 수 있다. 동작이 또 다른 아이템 또는 동작에 "기초하여" 또는 "그에 따라"라고 하는 경우에, 이것은 동작이 적어도 부분적으로 다른 아이템 또는 동작에 기초하거나 적어도 부분적으로 그에 따른다는 것을 암시하는 것으로 이해해야 한다. 이것은 동작이 단독으로 또는 배타적으로 아이템 또는 동작에 기초하거나, 단독으로 또는 배타적으로 그에 따른다는 것을 암시하는 것으로 해석하지 말아야 한다.
본 명세서에 개시된 임의의 하드웨어 요소의 전부 또는 일부는 CPU 패키지를 포함하는 SoC에 쉽게 제공될 수 있다. SoC는 컴퓨터 또는 다른 전자 시스템의 컴포넌트들을 단일 칩에 통합하는 집적 회로(IC)를 나타낸다. 따라서, 예를 들어, 클라이언트 디바이스들 또는 서버 디바이스들은 SoC에서 전체적으로 또는 부분적으로 제공될 수 있다. SoC는 디지털, 아날로그, 혼합 신호, 및 무선 주파수 기능들을 포함할 수 있고, 이들 모두가 단일 칩 기판 상에 제공될 수 있다. 다른 실시예들은 복수의 칩이 단일 전자 패키지 내에 위치되고 전자 패키지를 통해 서로 밀접하게 상호작용하도록 구성되는 MCM(multichip module)을 포함할 수 있다.
일반적인 의미에서, 임의의 적합하게 구성된 회로 또는 프로세서는 본 명세서에서 상세히 설명된 동작들을 달성하기 위해 데이터와 연관된 임의 타입의 명령어들을 실행할 수 있다. 본 명세서에 개시된 임의의 프로세서는 요소 또는 물품(예를 들어, 데이터)을 하나의 상태 또는 사물로부터 또 다른 상태 또는 사물로 변환할 수 있다. 더욱이, 프로세서에서 추적, 송신, 수신, 또는 저장되는 정보는 특정 요구들 및 구현들에 기초하여 임의의 데이터베이스, 레지스터, 테이블, 캐시, 큐, 제어 리스트, 또는 저장 구조 내에 제공될 수 있으며, 이들 모두는 임의의 적합한 시간 프레임에서 참조될 수 있다. 본 명세서에 개시된 메모리 또는 저장 요소들 중 임의의 것은, 적절한 경우, 광범위한 용어들 "메모리" 및 "저장소" 내에 포함되는 것으로 해석해야 한다.
본 명세서에 기술된 기능의 전부 또는 일부를 구현하는 컴퓨터 프로그램 로직은 소스 코드 형태, 컴퓨터 실행가능 형태, 머신 명령어 또는 마이크로코드, 프로그래머블 하드웨어, 및 다양한 중간 형태(예를 들어, 어셈블러, 컴파일러, 링커, 또는 로케이터에 의해 발생되는 형태)들을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는 다양한 형태로 구체화된다. 예에서, 소스 코드는 다양한 운영 체제들 또는 운영 환경들과 함께 사용하기 위해 오브젝트 코드, 어셈블리어, 또는 OpenCL, FORTRAN, C, C++, JAVA, 또는 HTML과 같은 고급 언어와 같은 다양한 프로그래밍 언어들로, 또는 Spice, Verilog, 및 VHDL과 같은 하드웨어 기술 언어들로 구현되는 일련의 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함한다. 소스 코드는 다양한 데이터 구조와 통신 메시지를 정의하여 이용할 수 있다. 소스 코드는 컴퓨터 실행가능 형태로 될 수 있거나(예컨대, 인터프리터를 통해), 소스 코드는 (예컨대, 트랜슬레이터, 어셈블러, 또는 컴파일러를 통해) 컴퓨터 실행가능 형태로 변환되거나, 또는 바이트 코드와 같은 중간 형태로 변환될 수 있다. 적절한 경우, 전술한 것들 중 임의의 것은 순차적이든, 조합적이든, 상태 머신들이든, 또는 다른 방식이든 관계없이, 적절한 개별 또는 집적 회로들을 구축하거나 기술하기 위해 사용될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 도면들(FIGURES)의 임의의 수의 전기 회로들이 연관된 전자 디바이스의 보드 상에 구현될 수 있다. 보드는 전자 디바이스의 내부 전자 시스템의 다양한 컴포넌트들을 유지할 수 있고 또한 다른 주변 기기들에 대한 커넥터들을 제공하는 일반적인 회로 보드일 수 있다. 임의의 적합한 프로세서 및 메모리는 특정 구성 요구들, 처리 요구들, 및 컴퓨팅 설계들에 기초하여 보드에 적합하게 결합될 수 있다. 본 명세서에 제공된 다수의 예에 의해, 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 전기 컴포넌트들에 관하여 상호작용이 설명될 수 있다는 점에 유의한다. 그러나, 이는 단지 명확성 및 예시적 목적으로만 행해진 것이다. 시스템은 임의의 적합한 방식으로 통합 또는 재구성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 유사한 설계 대안들을 따라, 도면들의 예시된 컴포넌트들, 모듈들 및 요소들 중 임의의 것은 다양한 가능한 구성들로 조합될 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서의 넓은 범위 내에 있다.
수 많은 다른 변경, 대체, 변형, 개조 및 수정이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 확인될 수 있으며, 본 개시내용은 첨부된 청구항들의 범위 내에 드는 이러한 모든 변경, 대체, 변형, 개조 및 수정을 포함하고자 의도한다. 미국 특허 상표청(USPTO) 및, 추가적으로, 본 출원에 대해 발행된 임의의 특허의 임의의 독자들이 본 명세서에 첨부된 청구항들을 해석하는 데 도움을 주기 위해, 본 출원인은: 출원인은 (a) 첨부된 청구항들 중 어느 것도, 단어들 "~하기 위한 수단" 또는 "~하기 위한 단계들"이 특정 청구항들에서 구체적으로 사용되지 않는 한, 본 출원의 출원일에 존재하는 바와 같이, 35 U.S.C. 섹션 112의 단락 (6)(pre-AIA) 또는 동일한 섹션의 단락 (f)(post-AIA)를 적용하도록 의도하지 않으며; 및 (b) 본 명세서의 임의의 진술에 의해, 첨부된 청구항들에서 달리 명시적으로 반영되지 않는 임의의 방식으로 본 개시내용을 제한하도록 의도하지 않는다는 것을 주의하기를 원한다.
일 예에서 전자 장치용 방열기(heat dissipator)가 개시되며, 이 방열기는 실질적으로 직사각형 폼 팩터를 갖는 평면 베이퍼 챔버 - 직사각형 폼 팩터의 제2 치수 d2은 직사각형 폼 팩터의 제1 치수 d1의 적어도 대략 2배임 -; 제1 팬 및 제2 팬; 및 평면 베이퍼 챔버로부터 분리되며 평면 베이퍼 챔버의 제1 및 제2 d1 가장자리들을 따라 배치되고, 제1 및 제2 d1 가장자리들로부터 제1 및 제2 팬들로 제각기 열을 전도하도록 추가로 배치된 제1 히트 파이프 및 제2 히트 파이프를 포함한다.
이하의 예들은 본 명세서에 따른 예들에 관한 것이다. 특정 예들은, 특정 예들에서, 특정 다른 예들과 조합될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 다음의 예들에서 설명된 양태들은 위의 도면들 중 하나 이상과 관련하여 설명된 예들과 조합될 수 있고 그 반대도 마찬가지이다.
예 1. 전자 디바이스로서:
열원; 및
열원에 결합되어 전자 디바이스의 동작 동안 열원에 의해 발생된 열을 분산하기 위한 베이퍼 챔버를 포함한다.
예 2.
예 1의 전자 디바이스로서, 주 송풍 방향을 포함하는 팬을 추가로 포함하고, 여기서 팬은 주 송풍 방향이 베이퍼 챔버를 향해 지향되도록 배열된다.
예 3.
예 2의 전자 디바이스로서, 여기서 팬은 베이퍼 챔버의 표면을 따라 공기를 불어내도록 구성된다.
예 4.
예 3의 전자 디바이스로서, 여기서 팬에 의해 야기되는 공기 흐름의 적어도 50%는 베이퍼 챔버의 표면을 따라 흐른다.
예 5. 예 2 내지 예 4 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 팬은 베이퍼 챔버로부터 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 중 적어도 하나로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 구성된다.
예 6. 예 2 내지 예 5 중 한 예의 전자 디바이스로서, 열원을 탑재하도록 구성된 회로 보드를 추가로 포함하고, 여기서 팬은 회로 보드로부터 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 중 적어도 하나로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 구성된다.
예 7. 예 2 내지 예 6 중 한 예의 전자 디바이스로서, 팬에 의해 야기되는 공기 흐름을 베이퍼 챔버의 표면을 따라 안내하도록 구성된 안내 구조물을 추가로 포함하고, 여기서 안내 구조물은 베이퍼 챔버의 표면, 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 중 적어도 하나 상에 배열된다.
예 8. 예 7의 전자 디바이스로서, 여기서 안내 구조물은 개스킷 재료를 포함한다.
예 9. 예 7 또는 예 8의 전자 디바이스로서, 여기서 안내 구조물은 하나 이상의 공기 유입구 개구 및 하나 이상의 공기 유출구 개구를 제외하고 베이퍼 챔버를 완전히 둘러싼다.
예 10. 예 2 내지 예 9 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 팬의 주 송풍 방향은 팬의 회전 축에 실질적으로 수직이다.
예 11. 예 2 내지 예 10 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 팬의 주 공기 유입구 방향은 팬의 회전 축에 실질적으로 평행하다.
예 12. 예 2 내지 예 11 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 어떤 히트 싱크도 팬에 인접하여 위치하지 않는다.
예 13. 예 2 내지 예 12 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 팬은 많아야 50mm인 높이, 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함한다.
예 14. 예 2 내지 예 13 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 팬은 단일 유출구 팬이다.
예 15. 예 2 내지 예 14 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 적어도 150mm의 최대 치수를 갖는다.
예 16. 예 2 내지 예 15 중 한 예의 전자 디바이스로서, 팬은 베이퍼 챔버 옆에 측방향으로 배열된다.
예 17. 예 2 내지 예 16 중 한 예의 전자 디바이스로서, 팬의 수직 연장부는 베이퍼 챔버의 수직 연장부와 중첩된다.
예 18. 예들 2 내지 예 17 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 팬과 공기 유출구 사이의 공기 흐름 경로를 따라 배열된다.
예 19. 예 2 내지 예 18 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 많아야 8mm의 두께를 포함한다.
예 20. 예 2 내지 예 19 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 많아야 10W 및 적어도 5W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 21. 예 2 내지 예 20 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 히트 파이프 없이 구현된다.
예 22. 예 2 내지 예 21 중 한 예의 전자 디바이스로서, 전자 디바이스는 팬을 위한 히트 싱크 없이 구현된다.
예 23. 예 2 내지 예 22 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 태블릿, 랩톱, 모바일 폰 또는 개인용 컴퓨터이다.
예 24. 예 2 내지 예 23 중 한 예의 전자 디바이스로서, 팬에 근접한 하나 이상의 유입구 개구를 포함하는 인클로저를 추가로 포함하고, 여기서 팬은 하나 이상의 유입구 개구를 통해 전자 디바이스 외부로부터 공기를 흡입하도록 구성된다.
예 25. 예 2 내지 예 24 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 팬은 공기 유입구로부터 팬을 통해 베이퍼 챔버의 표면으로 그리고 베이퍼 챔버의 표면으로부터 공기 유출구로의 공기 흐름을 야기하도록 구성된다.
예 26. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 베이퍼 챔버의 표면을 따라 공기 흐름을 야기하도록 구성된 송풍기를 추가로 포함하고, 송풍기는:
많아야 20mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
많아야 3mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함한다.
예 27. 예 26의 전자 디바이스로서, 여기서 송풍기는 열 분산 구조물을 향해 공기를 불어내도록 구성된다.
예 28. 예 26 또는 예 27 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 송풍기에 의해 야기되는 공기 흐름의 적어도 50%는 열 분산 구조물의 표면을 따라 흐른다.
예 29. 예 26 내지 예 28 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 송풍기는 열 분산 구조물로부터 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면으로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 구성된다.
예 30. 예 29의 전자 디바이스로서, 갭은 많아야 2mm의 두께를 갖는다.
예 31. 예 26 내지 예 30 중 한 예의 전자 디바이스로서, 열원을 탑재하도록 구성된 회로 보드를 추가로 포함하고, 여기서 송풍기는 회로 보드와 열 분산 구조물 사이의 갭을 통해 공기 흐름을 야기하도록 구성된다.
예 32. 예 26 내지 예 31 중 한 예의 전자 디바이스로서, 열 분산 구조물의 표면을 따라 송풍기에 의해 야기된 공기 흐름을 안내하도록 구성된 안내 구조물을 추가로 포함하고, 여기서 안내 구조물은 열 분산 구조물의 표면 또는 전자 디바이스의 인클로저의 일부 중 적어도 하나 상에 배열된다.
예 33. 예 32의 전자 디바이스로서, 여기서 안내 구조물은 많아야 2mm의 높이를 갖는 벽을 포함한다.
예 34. 예 26 내지 예 33 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 어떤 히트 싱크도 송풍기에 인접하여 위치하지 않는다.
예 35. 예 26 내지 예 34 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 적어도 150mm의 최대 치수를 갖는다.
예 36. 예 26 내지 예 35 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 송풍기는 베이퍼 챔버 옆에 측방향으로 배열된다.
예 37. 예 26 내지 예 36 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 송풍기의 수직 연장부는 베이퍼 챔버의 수직 연장부와 중첩된다.
예 38. 예 26 내지 예 37 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 송풍기와 공기 유출구 사이의 공기 흐름 경로를 따라 배열된다.
예 39. 예 26 내지 예 38 중 한 예의 전자 디바이스로서, 베이퍼 챔버의 표면을 따라 공기 흐름을 야기하도록 구성된 제2 송풍기를 추가로 포함하고, 여기서 제2 송풍기는:
많아야 20mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
많아야 3mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함한다.
예 40. 예 39의 전자 디바이스로서, 여기서 제1 송풍기 및 제2 송풍기는 열 분산 구조물의 대향 측 상에 측방향으로 배열된다.
예 41. 예 26 내지 예 40 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 송풍기는 많아야 0.08A의 최대 전류 소비를 갖는다.
예 42. 예 41의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 많아야 25W 및 적어도 5W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 43. 예 26 내지 예 42 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 히트 파이프 없이 구현된다.
예 44. 예 26 내지 예 43 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 송풍기를 위한 열 확산기 없이 구현된다.
예 45. 예 26 내지 예 44 중 한 예의 전자 디바이스로서, 송풍기에 근접한 하나 이상의 유입구 개구를 포함하는 인클로저를 추가로 포함하고, 여기서 송풍기는 하나 이상의 유입구 개구를 통해 전자 디바이스의 외부로부터 공기를 흡입하도록 구성된다.
예 46. 예 26 내지 예 45 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 송풍기는 공기 유입구로부터 송풍기를 통해 베이퍼 챔버의 표면으로 그리고 베이퍼 챔버로부터 공기 유출구로 공기 흐름을 야기하도록 구성된다.
예 47. 예 26 내지 예 46 중 한 예의 전자 디바이스로서, 회로 보드를 추가로 포함하고, 여기서 회로 보드는 열원을 탑재하도록 구성되고, 여기서 회로 보드는 개구를 포함하고, 여기서 송풍기는 적어도 부분적으로 개구 내에 위치한다.
예 48. 예 26 내지 예 47 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 적어도 20mm의 높이, 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함하는 송풍기 없이 구현된다.
예 49. 예 26 내지 예 47 중 한 예의 전자 디바이스로서, 팬을 추가로 포함하고, 여기서 팬은:
적어도 30mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
적어도 4mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함하고,
여기서 송풍기는 팬보다 열원에 더 가깝게 위치한다.
예 50. 예 26 내지 예 49 중 한 예의 전자 디바이스로서, 전자 디바이스의 열원의 열 부하에 기초하여 적어도 하나의 송풍기 팬을 활성화 또는 비활성화하도록 구성된 제어 회로를 추가로 포함한다.
예 51. 예 50의 전자 디바이스로서, 여기서 제어 회로는 열원의 열 부하가 임계값을 초과하는 경우에 적어도 하나의 송풍기를 활성화하고, 열원의 열 부하가 임계값 미만인 경우에 적어도 하나의 송풍기를 비활성화하도록 구성된다.
예 52. 예 50 또는 예 51 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제어 회로는, 열원의 열 부하가 임계값 미만인 경우에 전자 디바이스의 냉각 시스템을 수동으로 동작시키도록 구성된다.
예 53. 예 50 내지 예 52 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제어 회로는 컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛으로부터 열 부하에 관한 정보를 획득하도록 구성된다.
예 54. 예 50 내지 예 53 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열 부하에 관한 정보는 전자 디바이스 내에서 측정되거나 추정되는 적어도 하나의 온도에 기초한다.
예 55. 예 50 내지 예 54 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열 부하에 관한 정보는 열원의 터보 상태에 기초한다.
예 56. 예 50 내지 예 55 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열 부하에 관한 정보는 열 부하의 예측된 전개에 기초한다.
예 57. 예 50 내지 예 56 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 적어도 하나의 송풍기는 많아야 30mm의 팬 직경을 갖는다.
예 58. 예 50 내지 예 57 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 적어도 하나의 송풍기는 많아야 5mm의 팬 높이를 갖는다.
예 59. 예 50 내지 예 58 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 적어도 하나의 실질적으로 평탄한 주 표면을 포함하고, 여기서 적어도 하나의 송풍기 팬은 적어도 하나의 실질적으로 평탄한 주 표면에 걸쳐서 공기를 불어내도록 배열된다.
예 60. 예 50 내지 예 59 중 한 예의 전자 디바이스로서, 2개의 송풍기를 포함하고, 2개의 송풍기는 베이퍼 챔버의 양쪽 횡방향 측에 배열된다.
예 61. 예 50 내지 예 60 중 한 예의 전자 디바이스로서, 적어도 하나의 송풍기에 의해 베이퍼 챔버를 향해 불어내어진 공기를 인도하기 위한 적어도 하나의 공기 흐름 컨덕터를 추가로 포함한다.
예 62. 예 50 내지 예 61 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 적어도 하나의 송풍기는 전자 디바이스의 섀시의 하단 판의 주 부분에 대해 제로가 아닌 각도로 배열된다.
예 63. 예 62의 전자 디바이스에 있어서, 여기서 섀시의 하단 판의 주 부분에 대한 적어도 하나의 송풍기의 각도는 2° 내지 15°이다.
예 64. 예 50 내지 예 63 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 전자 디바이스의 섀시에 의해 붙들려진다.
예 65. 예 50 내지 예 64 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 열원의 열 부하에 관한 정보를 결정하고, 열 부하에 관한 정보를 제어 회로에 제공하도록 구성된다.
예 66. 예 50 내지 예 65 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 전자 디바이스 내에서 측정 또는 추정되는 적어도 하나의 온도에 기초하여 또는 처리 유닛의 터보 상태에 기초하여 열 부하에 관한 정보를 결정하도록 구성된다.
예 67. 예 50 내지 예 66 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 머신 러닝 모델을 이용하여 열 부하를 예측함으로써 열 부하에 관한 정보를 결정하도록 구성된다.
예 68. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서:
열전 냉각기 - 베이퍼 챔버는 제1 열 분산 구조물임 -; 및
제2 열 분산 구조물 - 열전 냉각기의 제1 표면은 베이퍼 챔버에 열적으로 결합되고, 열전 냉각기의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합됨 - 을 추가로 포함한다.
예 69. 예 68의 전자 디바이스로서, 제1 열 분산 구조물 상에서 열전 냉각기에 인접하게 배열된 히트 파이프를 추가로 포함한다.
예 70. 예 69의 전자 디바이스로서, 여기서 열전 냉각기는 적어도 히트 파이프보다 베이퍼 챔버의 가장자리에 더 가까운 한 방향에 위치한다.
예 71. 예 69 내지 예 70 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 히트 파이프는 냉각 시스템의 팬까지 연장된다.
예 72. 예 69 내지 예 71 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 히트 파이프는 많아야 3mm의 두께를 갖는다.
예 73. 예 69 내지 예 72 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 히트 파이프는 열원의 중심에 대향하는 영역에서 제1 열 분산 구조물에 결합된다.
예 74. 예 69 내지 예 73 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 히트 파이프는 베이퍼 챔버와 제2 열 분산 구조물 사이에 배열된다.
예 75. 예 69 내지 예 74 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 히트 파이프의 제1 표면은 베이퍼 챔버에 열적으로 결합되고, 히트 파이프의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합된다.
예 76. 예 69 내지 예 75 중 한 예의 전자 디바이스로서, 제2 히트 파이프를 추가로 포함하고, 여기서 제1 히트 파이프는 열전 냉각기와 제2 히트 파이프 사이에서 측방향으로 배열된다.
예 77. 예 69 내지 예 76 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제2 히트 파이프는 베이퍼 챔버와 제2 열 분산 구조물 사이에 배열된다.
예 78. 예 76의 전자 디바이스로서, 제3 히트 파이프를 추가로 포함하고, 여기서 제3 히트 파이프는 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 여기서 제3 히트 파이프는 베이퍼 챔버로부터 측방향으로 이격된다.
예 79. 예 78의 전자 디바이스로서, 여기서 열전 냉각기의 두께는 베이퍼 챔버의 두께보다 크다.
예 80. 예 78 또는 예 79 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버의 두께는 베이퍼 챔버와 제2 열 분산 구조물 사이의 거리보다 크다.
예 81. 예 68 내지 예 80 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제2 열 분산 구조물은 금속 판 또는 베이퍼 챔버이다.
예 82. 예 68 내지 예 81 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열전 냉각기는 많아야 3mm의 두께를 갖는다.
예 83. 예 68 내지 예 82 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버와 제2 열 분산 구조물 사이의 거리는 많아야 3mm이다.
예 84. 예 68 내지 예 83 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 하나 이상의 디바이스 파라미터에 기초하여 열전 냉각기를 활성화 및 비활성화하도록 구성된다.
예 85. 예 84의 전자 디바이스로서, 여기서 하나 이상의 디바이스 파라미터 중 한 디바이스 파라미터는 열원의 접합부 온도를 나타낸다.
예 86. 예 84 또는 예 85의 전자 디바이스로서, 여기서 하나 이상의 디바이스 파라미터 중 한 디바이스 파라미터는 전자 디바이스의 충전 상태를 나타낸다.
예 87. 예 84, 예 85 또는 예 86의 전자 디바이스로서, 여기서 하나 이상의 디바이스 파라미터 중 한 디바이스 파라미터는 전자 디바이스의 작업부하를 나타낸다.
예 88. 예 68 내지 예 87 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제2 열 분산 구조물과 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 사이의 거리는 많아야 2mm이다.
예 89. 예 68 내지 예 88 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제2 열 분산 구조물은 전자 디바이스의 인클로저의 일부에 열적으로 결합된다.
예 90. 예 68 내지 예 89 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 적어도 15W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 91. 예 68 내지 89 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 많아야 15W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 92. 예 68 내지 91 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 히트 파이프 없이 구현된다.
예 93. 예 68 내지 92 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 팬 없이 구현된다.
예 94. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서:
열원에 의해 야기된 열을 베이퍼 챔버의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성된 베이퍼 챔버 - 베이퍼 챔버는 베이퍼 챔버의 제1 측에서 중심 영역에서 열원과 결합됨 -; 및
베이퍼 챔버 상에 위치한 경계부 - 경계부는 열 분산 구조물의 제1 측에서 열 분산 구조물의 중심 영역을 둘러쌈 - 를 포함한다.
예 95. 예 94의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 중심 영역에 평면 표면을 포함한다.
예 96. 예 94 또는 예 95 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 경계부는 많아야 1mm만큼 중심 영역의 표면으로부터 돌출한다.
예 97. 예 94 내지 96 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 경계부에 의해 둘러싸인 영역은 많아야 30mm의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함한다.
예 98. 예 94 내지 예 97 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 경계부는 중심 영역을 측방향으로 둘러싸는 벽들을 형성한다.
예 99. 예 98의 전자 디바이스로서, 여기서 벽들은 중심 영역의 표면에 수직으로 연장된다.
예 100. 예 94 내지 예 99 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 히트 싱크는 베이퍼 챔버의 제2 측에 장착된다.
예 101. 예 100의 전자 디바이스로서, 여기서 히트 싱크는 히트 싱크와 베이퍼 챔버 사이의 열 계면 재료에 의해 베이퍼 챔버의 제2 측에 열적으로 결합된다.
예 102. 예 94 내지 예 101 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버의 가장자리 영역은 베이퍼 챔버의 가장자리를 따라 연장되고, 여기서 경계부는 가장자리 영역과 중심 영역 사이에서 측방향으로 베이퍼 챔버 상에 위치한다.
예 103. 예 94 내지 예 102 중 한 예의 전자 디바이스로서, 경계부에 부착되는 밀봉 링을 추가로 포함하고, 여기서 밀봉 링은 경계부와 열원의 캐리어 구조물 사이의 갭을 밀봉하도록 구성된다.
예 104. 예 94 내지 예 103 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 많아야 4mm의 두께를 포함한다.
예 105. 예 94 내지 예 104 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 적어도 60mm 및 최대 150mm의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함한다.
예 106. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 반도체 다이를 포함하고, 여기서 베이퍼 챔버는 반도체 다이에 의해 야기된 열을 베이퍼 챔버의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성되고, 여기서 베이퍼 챔버는 베이퍼 챔버의 제1 측에서 중심 영역에서 반도체 다이와 열적으로 결합되고,
여기서 베어 반도체 다이는 열 계면 재료를 통해 베이퍼 챔버에 열적으로 직접 결합된다.
예 107. 예 106의 전자 디바이스로서, 여기서 반도체 다이는 중앙 처리 유닛이다.
예 108. 예 106 또는 예 107 중 한 예의 전자 디바이스로서, 경계부에 부착된 밀봉 링을 추가로 포함하고, 여기서 밀봉 링은 반도체 다이의 패키지 기판과 경계부 사이의 갭을 밀봉한다.
예 109. 예 106 내지 예 108 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 반도체 다이의 배면 표면과 베이퍼 챔버의 공동 사이의 거리는 많아야 1mm이다.
예 110. 예 106 내지 예 109 중 한 예의 전자 디바이스로서, 회로 보드를 추가로 포함하고, 여기서 반도체 다이는 회로 보드 상에 배열된다.
예 111. 예 106 내지 예 110 중 한 예의 전자 디바이스로서, 베이퍼 챔버에 장착된 히트 싱크를 향해 공기를 불어내도록 구성된 팬을 추가로 포함한다.
예 112. 예 106 내지 예 111 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열 계면 재료는 열 그리스 또는 액체 금속이다.
예 113. 예 106 내지 예 112 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 반도체 다이는 적어도 100W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 114. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서:
인클로저; 및
인클로저 내부의 베이퍼 챔버에 열적으로 결합된 박판 열 확산기(laminar heat spreader) - 박판 열 확산기는 인클로저의 내부로부터 인클로저의 외부로 연장됨 - 를 포함한다.
예 115. 예 114의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기는 흑연 시트, 그래핀 시트 또는 금속 포일을 포함한다.
예 116. 예 114 또는 예 115 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기는 박판 열 확산기를 따라 적어도 하나의 방향에서 적어도 100W/mK의 열 전도율을 갖는다.
예 117. 예 114 내지 예 116 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 인클로저는 개구를 포함하고, 여기서 박판 열 확산기는 내부로부터 개구를 통해 외부로 연장된다.
예 118. 예 117의 전자 디바이스로서, 여기서 개구는 적어도 290mm의 길이 및 많아야 2mm의 폭을 포함한다.
예 119. 예 117 또는 예 118의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기는 개구의 영역에서 보호 층에 의해 커버된다.
예 120. 예 119의 전자 디바이스로서, 여기서 보호 층은 플라스틱 또는 니켈-티타늄-합금을 포함한다.
예 121. 예 119 또는 예 120의 전자 디바이스로서, 여기서 보호 층은 개구의 영역에서 커버 층에 의해 커버된다.
예 122. 예 121의 전자 디바이스로서, 여기서 커버 층은 마이크로섬유 재료를 포함한다.
예 123. 예 114 내지 예 122 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 제1 측에서 열원에 열적으로 결합되고, 여기서 박판 열 확산기는 베이퍼 챔버의 제2 측에 열적으로 결합된다.
예 124. 예 114 내지 예 123 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 많아야 4mm의 두께를 포함한다.
예 125. 예 114 내지 예 124 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 적어도 60mm의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함한다.
예 126. 예 114 내지 예 125 중 한 예의 전자 디바이스로서, 인클로저에 연결되는 받침대를 추가로 포함하고, 여기서 박판 열 확산기의 일부는 인클로저와 받침대 사이에서 연장된다.
예 127. 예 126의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기의 일부는 받침대에 부착된다.
예 128. 예 114 내지 예 127 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기의 일부는 인클로저의 외부 표면에 부착된다.
예 129. 예 114 내지 예 128 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 인클로저 외부에 위치하는 박판 열 확산기의 일부는 소프트 커버에 의해 커버된다.
예 130. 예 114 내지 예 129 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 인클로저 외부에 위치하는 박판 열 확산기의 일부는 키보드의 배면을 따라 연장된다.
예 131. 예 114 내지 예 130 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 인클로저 내부에 위치하는 박판 열 확산기의 일부는 전자 디바이스의 배터리와 인클로저 사이에서 연장된다.
예 132. 예 114 내지 예 131 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 많아야 25W 및 적어도 5W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 133. 예 114 내지 예 132 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 팬 없이 구현된다.
예 134. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는:
제1 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 밀봉된 제1 공동 - 밀봉된 제1 공동의 내부 압력은 밀봉된 제1 공동 외부의 주변 압력보다 낮음 -; 및
평탄한 제3 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 밀봉된 제2 공동 - 제2 공동은 그 안에 배치된 액체 및 제3 벽의 내부 표면에 결합된 심지 재료를 포함함 - 을 포함한다.
예 135. 예 134의 전자 디바이스로서, 여기서 밀봉된 제1 공동은 밀봉된 제2 공동 내에 배치된다.
예 136. 예 134 또는 예 135 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제1 공동의 내부 압력은 0.1torr 미만이다.
예 137. 예 134 내지 예 136 중 한 예의 전자 디바이스로서, 공기보다 더 작은 열 전도율을 갖는 제1 공동 내의 재료를 추가로 포함한다.
예 138. 예 137의 전자 디바이스로서, 여기서 재료는 에어로겔이다.
예 139. 예 134 내지 예 138 중 한 예의 전자 디바이스로서, 제1 공동에서의 하나 이상의 지지 구조물을 추가로 포함하고, 지지 구조물들은 제1 금속 벽 및 제2 금속 벽과 접촉 상태에 있다.
예 140. 예 139의 전자 디바이스로서, 여기서 지지 구조물들은 제1 금속 벽 및 제2 금속 벽에 적어도 부분적으로 직교한다.
예 141. 예 139 또는 예 140의 전자 디바이스로서, 여기서 지지 구조물들은 플라스틱, 흑연, 금속, 및 복합 재료 중 하나 이상으로 구성된다.
예 142. 예 134 내지 예 141 중 한 예의 전자 디바이스로서, 제2 벽의 내부 표면에 결합된 부가적인 심지 재료를 추가로 포함한다.
예 143. 예 134 내지 예 142 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 심지 물질은 소결된 금속을 포함한다.
예 144. 예 143의 전자 디바이스로서, 여기서 심지 재료는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 제1 부분의 소결된 금속은 제2 부분의 소결된 금속보다 더 높은 공극률을 갖는다.
예 145. 예 144의 전자 디바이스로서, 여기서 제1 부분의 소결된 금속은 대략 40% 내지 70%의 공극률을 갖고, 제2 부분의 소결된 금속은 대략 30% 내지 50%의 공극률을 갖는다.
예 146. 예 134 내지 예 145 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제1 공동의 단면 영역은 실질적으로 직사각형 및 실질적으로 사다리꼴 중 하나이다.
예 147. 예 134 내지 예 146 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제2 공동의 단면 영역은 실질적으로 직사각형이다.
예 148. 예 134 내지 예 147 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제1 공동의 단면적은 제2 공동의 단면적 미만이다.
예 149. 예 134 내지 예 148 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제1 벽은 구리, 티타늄, 및 알루미늄 중 하나를 포함한다.
예 150. 예 134 내지 예 149 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제3 벽은 구리, 티타늄, 및 알루미늄 중 하나를 포함한다.
예 151. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는:
하나 이상의 칼럼 - 하나 이상의 칼럼 중 적어도 일부는 섬유 편조들을 포함함 -; 및
하나 이상의 심지를 포함한다.
예 152. 예 151의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버의 하나 이상의 심지 중 적어도 하나는 섬유 편조들을 포함한다.
예 153. 예 151 또는 예 152 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 섬유 편조들은 구리 섬유 또는 티타늄 섬유로 만들어진다.
예 154. 예 151 내지 예 153 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼은 베이퍼 챔버의 하단 판에 브레이징된다.
예 155. 예 151 내지 예 154 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼은 베이퍼 챔버의 상단 판에 브레이징된다.
예 156. 예 151 내지 예 155 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼의 일부분은 지지 칼럼들이고, 지지 칼럼들은 섬유 편조들을 포함하지 않는다.
예 157. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 실질적으로 직사각형 폼 팩터를 갖는 평면 베이퍼 챔버이고, 여기서 직사각형 폼 팩터의 제2 치수 d2는 직사각형 폼 팩터의 제1 치수 d1의 적어도 대략 2배이다.
예 158. 예 157의 전자 디바이스로서:
제1 팬 및 제2 팬; 및
평면 베이퍼 챔버로부터 분리되어 있고 평면 베이퍼 챔버의 제1 및 제2 d1 가장자리들을 따라 배치되고, 또한 제1 및 제2 d1 가장자리로부터 제1 및 제2 팬으로 제각기 열을 전도하도록 배치된 제1 히트 파이프 및 제2 히트 파이프를 추가로 포함한다.
예 159. 예 157 또는 158 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 d2은 대략 2·d1과 5·d1 사이이다.
예 160. 예 157 내지 예 159 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 히트 파이프는 베이퍼 챔버의 d1 가장자리를 따라 배치된다.
예 161. 예 157 내지 예 160 중 한 예의 전자 디바이스로서, 베이퍼 챔버의 대향하는 d1 가장자리를 따라 배치된 제2 히트 파이프를 추가로 포함한다.
예 162. 예 157 내지 예 161 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제1 및 제2 히트 파이프들은 베이퍼 챔버들이다.
예 163. 예 157 내지 예 162 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는 베이퍼 챔버의 응축기로부터 베이퍼 챔버의 증발기로 유체를 인도하는 심지 수단을 추가로 포함한다.
예 164. 예 163의 전자 디바이스로서, 여기서 심지 수단은 평면 베이퍼 챔버의 일부로부터 국소적으로 없다.
예 165. 예 157 내지 예 164 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 평면 베이퍼 챔버는 방사상 패턴 내부 지지 뼈대(ribbing)를 추가로 포함한다.
예 166. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는:
상부 벽;
열 전도성 하부 벽 - 상부 벽 및 하부 벽은 함께 기밀 밀봉되고, 베이퍼 챔버는 공기가 배기됨 -;
베이퍼 챔버 내에 배치된 증발성 유체; 및
상부 벽 및 하부 벽에 부착되고, 베이퍼 챔버의 응축기 영역으로부터 베이퍼 챔버의 증발기 영역으로 유체를 인도하도록 배치된 금속성 심지(metallic wick) - 금속성 심지는 상부 벽의 일부분에는 국소적으로 없음 - 를 포함한다.
예 167. 예 166의 전자 디바이스로서, 여기서 상부 벽의 일부는 대략 30% 또는 45%이다.
예 168. 예 157 내지 예 167 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 상부 벽의 일부는 15% 내지 70%이다.
예 169. 예 157 내지 예 167 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 상부 벽의 일부는 증발기 부분으로부터 응축기 부분으로의 흐름을 제공하도록 선택된다.
예 170. 예 157 내지 예 167 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 금속성 심지는 하부 벽의 일부로부터 국소적으로 없다.
예 171. 예 157 내지 예 167 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 금속성 심지는 상부 벽 또는 하부 벽 중 적어도 하나 상에 성형 패턴을 형성한다.
예 172. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 베이퍼 챔버는:
상부 벽;
상부 벽에 기밀 밀봉되어 진공 챔버를 형성하는 하부 벽;
진공 챔버 내의 증발성 유체;
베이퍼 챔버의 응축기 영역으로부터 베이퍼 챔버의 증발기 영역으로 응축기 베이퍼를 운반하기 위한 심지 수단; 및
상부 벽 및 하부 벽 중 적어도 하나 상의 성형-패터닝된 뼈대를 포함한다.
예 173. 예 172의 전자 디바이스로서, 여기서 성형-패터닝된 뼈대는 심지 수단의 적어도 일부를 제공한다.
예 174. 예 172 또는 예 173 중 한 예의 전자 디바이스로서, 성형 패턴의 하나 이상의 단자를 통과하는 베이퍼 챔버를 위한 장착 지점들을 추가로 포함한다.
예 175. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 동작 동안 열을 생성하도록 구성된 반도체 다이를 포함한다.
예 176. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 프로세서, 송신기, 수신기, 전원 집적 회로 또는 전압 변환기 집적 회로 중 적어도 하나이다.
예 177. 이전 예들 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 태블릿, 랩톱, 모바일 폰 또는 개인용 컴퓨터이다.
예 178. 전자 디바이스를 동작시키는 방법으로서:
열원을 동작시키는 단계; 및
동작 동안 열원에 의해 발생되는 열을 베이퍼 챔버에 의해 분산시키는 단계를 포함한다.
예 179. 예 178의 방법으로서, 팬에 의해 베이퍼 챔버의 표면을 따라 공기를 불어내는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 팬은 주 송풍 방향이 베이퍼 챔버를 향해 지향되도록 배열된다.
예 180. 예 178 또는 예 179의 방법으로서, 송풍기에 의해 열 분산 구조물의 표면을 따라 공기를 불어내는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 송풍기는:
많아야 20mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
많아야 3mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함한다.
예 181. 예 178, 예 179 또는 예 180의 방법으로서:
전자 디바이스의 디바이스 파라미터에 기초하여 열전 냉각기를 활성화하는 단계를 포함하고,
여기서 열전 냉각기의 제1 표면은 베이퍼 챔버에 열적으로 결합되고, 열전 냉각기의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합된다.
예 182. 전자 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서, 베이퍼 챔버를 열원에 열적으로 결합시키는 단계를 포함한다.
예 183. 예 182의 방법으로서, 여기서 베이퍼 챔버는 열원에 의해 야기된 열을 베이퍼 챔버의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성되고, 여기서 베이퍼 챔버는 베이퍼 챔버의 제1 측에서 중심 영역에서 열원과 열적으로 결합되고, 여기서 방법은 베이퍼 챔버 상에 경계부를 형성 또는 부착하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 경계부는 베이퍼 챔버의 제1 측에서 베이퍼 챔버의 중심 영역을 둘러싼다.
예 184. 예 183의 방법으로서, 베이퍼 챔버 상에 히트 싱크를 장착하는 단계를 추가로 포함한다.
예 185. 예 182 내지 184 중 한 예의 방법으로서, 방법은:
섬유 편조를 절단함으로써 섬유 편조로부터 베이퍼 챔버를 위한 하나 이상의 칼럼을 생성하는 단계; 및
베이퍼 챔버에 대한 칼럼들의 적어도 일부를 생성하기 위해, 생성된 하나 이상의 칼럼을 상단 판 또는 하단 판에 브레이징하는 단계를 추가로 포함한다.
예 186. 예 185의 방법으로서:
섬유 편조로부터 베이퍼 챔버에 대한 하나 이상의 심지를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
예 187. 예 185 또는 예 186 중 한 예의 방법으로서, 여기서 섬유 편조는 베이퍼 챔버를 생성하기 전에 생성되었다.
예 188. 예 185 내지 예 187 중 한 예의 방법으로서, 여기서 섬유 편조는 구리 섬유 또는 티타늄 섬유로 만들어진다.
예 189. 예 185 내지 188 중 한 예의 방법으로서:
베이퍼 챔버를 위한 하나 이상의 지지 칼럼을 생성하는 단계 - 지지 칼럼들은 섬유 편조를 포함하지 않음 -; 및
하나 이상의 지지 칼럼을 상단 판 또는 하단 판에 고정하는 단계를 추가로 포함한다.
예 190. 예 185 내지 189 중 한 예의 방법으로서:
베이퍼 챔버를 생성하기 위해 상단 판을 하단 판에 고정하는 단계를 추가로 포함한다.
예 191. 실행될 때, 머신으로 하여금 임의의 예 또는 예들의 조합의 방법을 수행하게 야기하는 프로그램 코드를 포함하는 머신 판독가능 저장 매체.
예 192. 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터, 프로세서, 또는 프로그래머블 하드웨어 컴포넌트 상에서 실행될 때, 임의의 예 또는 예들의 조합의 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램.
예 193. 실행될 때, 임의의 계류 중인 예에서와 같은 방법을 구현하거나 또는 장치를 실현하기 위한 머신 판독가능 명령어들을 포함하는 머신 판독가능 저장소.
예 194. 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템으로서:
전자 디바이스의 열원에 결합되도록 구성된 베이퍼 챔버; 및
주 송풍 방향을 포함하는 팬 - 팬은 주 송풍 방향이 베이퍼 챔버를 향해 지향되도록 배열됨 - 을 포함한다.
예 195. 예 194의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬은 베이퍼 챔버의 표면을 따라 공기를 불어내도록 구성된다.
예 196. 예 195의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬에 의해 야기되는 공기 흐름의 적어도 50%가 베이퍼 챔버의 표면을 따라 흐른다.
예 197. 예 194 내지 예 196 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬은 베이퍼 챔버로부터 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 중 적어도 하나로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 구성된다.
예 198. 예 194 내지 예 197 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 열원을 운반하도록 구성된 회로 보드를 추가로 포함하고, 여기서 팬은 회로 보드로부터 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 중 적어도 하나로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 구성된다.
예 199. 예 194 내지 예 198 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열원은 동작 동안 열을 생성하도록 구성된 반도체 다이를 포함한다.
예 200. 예 194 내지 예 199 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열원은 프로세서, 송신기, 수신기, 전원 집적 회로 또는 전압 변환기 집적 회로 중 적어도 하나이다.
예 201. 예 194 내지 예 200 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 팬에 의해 야기되는 공기 흐름을 베이퍼 챔버의 표면을 따라 안내하도록 구성된 안내 구조물을 추가로 포함하고, 여기서 안내 구조물은 베이퍼 챔버의 표면, 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 중 적어도 하나 상에 배열된다.
예 202. 예 201의 냉각 시스템으로서, 여기서 안내 구조물은 개스킷 재료를 포함한다.
예 203. 예 201 또는 예 202의 냉각 시스템으로서, 여기서 안내 구조물은 하나 이상의 공기 유입구 개구 및 하나 이상의 공기 유출구 개구를 제외하고 베이퍼 챔버를 완전히 둘러싼다.
예 204. 예 194 내지 예 203 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬의 주 송풍 방향은 팬의 회전 축에 실질적으로 수직이다.
예 205. 예 194 내지 예 204 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬의 주 공기 유입 방향은 팬의 회전 축에 실질적으로 평행하다.
예 206. 예 194 내지 예 205 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 어떤 히트 싱크도 팬에 인접하여 위치하지 않는다.
예 207. 예 194 내지 예 206 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬은 많아야 50mm의 높이, 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함한다.
예 208. 예 194 내지 예 207 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬은 단일 유출구 팬이다.
예 209. 예 194 내지 예 208 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 베이퍼 챔버는 적어도 150mm의 최대 치수를 갖는다.
예 210. 예 194 내지 예 209 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬은 베이퍼 챔버 옆에 측방향으로 배열된다.
예 211. 예 194 내지 예 210 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 팬의 수직 연장부는 베이퍼 챔버의 수직 연장부와 중첩된다.
예 212. 예 194 내지 예 211 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 베이퍼 챔버는 팬과 공기 유출구 사이의 공기 흐름 경로를 따라 배열된다.
예 213. 전자 디바이스로서:
이전 예들 중 한 예의 냉각 시스템; 및
열원을 포함한다.
예 214. 예 213의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 많아야 8mm의 두께를 포함한다.
예 215. 예 213 또는 예 214 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 많아야 10W 및 적어도 5W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 216. 예 213 내지 예 215 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 히트 파이프 없이 구현된다.
예 217. 예 213 내지 예 216 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 팬을 위한 히트 싱크 없이 구현된다.
예 218. 예 213 내지 예 217 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 태블릿, 랩톱, 모바일 폰 또는 개인용 컴퓨터이다.
예 219. 예 213 내지 예 218 중 한 예의 전자 디바이스로서, 팬에 근접한 하나 이상의 유입구 개구를 포함하는 인클로저를 추가로 포함하고, 여기서 팬은 하나 이상의 유입구 개구를 통해 전자 디바이스 외부로부터 공기를 흡입하도록 구성된다.
예 220. 예 213 내지 예 219 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 팬은 공기 유입구로부터 팬을 통해 베이퍼 챔버의 표면으로 그리고 베이퍼 챔버의 표면으로부터 공기 유출구로의 공기 흐름을 야기하도록 구성된다.
예 221. 전자 디바이스를 냉각하기 위한 방법으로서:
팬에 의해 베이퍼 챔버의 표면을 따라 공기를 불어내는 단계 - 팬은 주 송풍 방향이 베이퍼 챔버를 향해 지향되도록 배열됨 - 를 포함한다.
예 222. 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템으로서:
전자 디바이스의 열원에 결합되도록 구성된 열 분산 구조물 - 열 분산 구조물은 베이퍼 챔버 또는 히트 파이프 중 적어도 하나를 포함함 -; 및
열 분산 구조물의 표면을 따라 공기 흐름을 야기하도록 구성된 송풍기를 포함하고, 송풍기는:
많아야 20mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
많아야 3mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함한다.
예 223. 예 222의 냉각 시스템으로서, 여기서 송풍기는 열 분산 구조물을 향해 공기를 불어내도록 구성된다.
예 224. 예 223의 냉각 시스템으로서, 여기서 송풍기에 의해 야기되는 공기 흐름의 적어도 50%가 열 분산 구조물의 표면을 따라 흐른다.
예 225. 예 222 내지 예 224 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 송풍기는 열 분산 구조물로부터 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면으로 연장되는 갭 내로 공기를 불어넣도록 구성된다.
예 226. 예 225의 냉각 시스템으로서, 여기서 갭은 많아야 2mm의 두께를 갖는다.
예 227. 예 222 내지 예 226 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 열원을 탑재하도록 구성된 회로 보드를 추가로 포함하고, 여기서 송풍기는 회로 보드와 열 분산 구조물 사이의 갭을 통해 공기 흐름을 야기하도록 구성된다.
예 228. 예 222 내지 예 227 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열원은 동작 동안 열을 생성하도록 구성된 반도체 다이를 포함한다.
예 229. 예 222 내지 예 228 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열원은 프로세서, 송신기, 수신기, 전원 또는 전압 변환기 중 적어도 하나이다.
예 230. 예 222 내지 예 229 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 송풍기에 의해 야기되는 공기 흐름을 열 분산 구조물의 표면을 따라 안내하도록 구성된 안내 구조물을 추가로 포함하고, 여기서 안내 구조물은 열 분산 구조물의 표면 또는 전자 디바이스의 인클로저의 일부 중 적어도 하나 상에 배열된다.
예 231. 예 230의 냉각 시스템으로서, 여기서 안내 구조물은 많아야 2mm의 높이를 갖는 벽을 포함한다.
예 232. 예 222 내지 예 231 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 어떤 히트 싱크도 송풍기에 인접하여 위치하지 않는다.
예 233. 예 222 내지 예 232 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열 분산 구조물은 적어도 150mm의 최대 치수를 갖는 베이퍼 챔버이다.
예 234. 예 222 내지 예 232 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열 분산 구조물은 나란히 배열된 히트 파이프들의 어레이이다.
예 235. 예 222 내지 예 234 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 송풍기는 열 분산 구조물 옆에 측방향으로 배열된다.
예 236. 예 222 내지 예 235 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 송풍기의 수직 연장부는 열 분산 구조물의 수직 연장부와 중첩된다.
예 237. 예 222 내지 예 236 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열 분산 구조물은 송풍기와 공기 유출구 사이의 공기 흐름 경로를 따라 배열된다.
예 238. 예 222 내지 예 237 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 열 분산 구조물의 표면을 따라 공기 흐름을 야기하도록 구성된 제2 송풍기를 추가로 포함하고, 여기서 제2 송풍기는:
많아야 20mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
많아야 3mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함한다.
예 239. 예 238의 냉각 시스템으로서, 여기서 제1 송풍기 및 제2 송풍기는 열 분산 구조물의 대향 측들 상에 측방향으로 배열된다.
예 240. 예 222 내지 예 29 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 송풍기는 많아야 0.08A의 최대 전류 소비를 갖는다.
예 241. 전자 디바이스로서:
예 222 내지 예 240 중 한 예의 냉각 시스템; 및
열원을 포함한다.
예 242. 예 241의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 많아야 25W 및 적어도 5W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 243. 예 241 또는 예 242 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열 분산 구조물은 베이퍼 챔버이고, 전자 디바이스는 히트 파이프 없이 구현된다.
예 244. 예 241 내지 예 243 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 송풍기를 위한 열 확산기 없이 구현된다.
예 245. 예 241 내지 예 244 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 태블릿, 랩톱, 모바일 폰 또는 개인용 컴퓨터이다.
예 246. 예 241 내지 245 중 한 예의 전자 디바이스로서, 송풍기에 근접한 하나 이상의 유입구 개구를 포함하는 인클로저를 추가로 포함하고, 여기서 송풍기는 하나 이상의 유입구 개구를 통해 전자 디바이스 외부로부터 공기를 흡입하도록 구성된다.
예 247. 예 241 내지 예 246 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 송풍기는 공기 유입구로부터 송풍기를 통해 베이퍼 챔버의 표면으로 그리고 베이퍼 챔버로부터 공기 유출구로 공기 흐름을 야기하도록 구성된다.
예 248. 예 241 내지 예 247 중 한 예의 전자 디바이스로서, 회로 보드를 추가로 포함하고, 여기서 회로 보드는 열원을 탑재하도록 구성되고, 여기서 회로 보드는 개구를 포함하고, 여기서 송풍기는 적어도 부분적으로 개구 내에 위치한다.
예 249. 예 241 내지 248 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 적어도 20mm의 높이, 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함하는 송풍기 없이 구현된다.
예 250. 예 241 내지 예 249 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 팬을 추가로 포함하고, 여기서 팬은:
적어도 30mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
적어도 4mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함하고,
여기서 송풍기는 팬보다 열원에 더 가깝게 위치한다.
예 251. 전자 디바이스를 냉각하기 위한 방법으로서:
송풍기에 의해 열 분산 구조물의 표면을 따라 공기를 불어내는 단계를 포함하고, 여기서 송풍기는:
많아야 20mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
많아야 3mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함한다.
예 252. 컴퓨팅 디바이스를 위한 냉각 시스템으로서:
열 전도 요소 - 열 전도 요소는 컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛을 냉각시키기에 적합함 -;
열 전도 요소의 일부분에 걸쳐서 공기를 불어내기 위한 적어도 하나의 송풍기 팬; 및
컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛의 열 부하에 기초하여 적어도 하나의 송풍기 팬을 활성화 또는 비활성화하도록 구성된 제어 회로를 포함한다.
예 253. 예 252에 따른 냉각 시스템으로서, 여기서 제어 회로는 처리 유닛의 열 부하가 임계값을 초과하면 적어도 하나의 송풍기 팬을 활성화하고, 처리 유닛의 열 부하가 임계값 미만이면 적어도 하나의 송풍기 팬을 비활성화하도록 구성된다.
예 254. 예 252 또는 예 253 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 제어 회로는 처리 유닛의 열 부하가 임계값 미만인 경우에 냉각 시스템을 수동으로 동작시키도록 구성된다.
예 255. 예 252 내지 예 254 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 제어 회로는 컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛으로부터 열 부하에 관한 정보를 획득하도록 구성된다.
예 256. 예 252 내지 예 255 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열 부하에 관한 정보는 컴퓨팅 디바이스 내에서 측정 또는 추정되는 적어도 하나의 온도에 기초한다.
예 257. 예 252 내지 예 256 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열 부하에 관한 정보는 처리 유닛의 터보 상태에 기초한다.
예 258. 예 252 내지 예 257 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열 부하에 관한 정보는 열 부하의 예측된 전개에 기초한다.
예 259. 예 252 내지 예 258 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 적어도 하나의 송풍기 팬은 많아야 30mm의 팬 직경을 갖는다.
예 260. 예 252 내지 예 259 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 적어도 하나의 송풍기 팬은 많아야 5mm의 팬 폭을 갖는다.
예 261. 예 252 내지 예 260 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열 전도 요소는 베이퍼 챔버를 포함한다.
예 262. 예 252 내지 예 261 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열 전도 요소는 적어도 하나의 실질적으로 평탄한 주 표면을 포함하고, 여기서 적어도 하나의 송풍기 팬은 적어도 하나의 실질적으로 평탄한 주 표면에 걸쳐서 공기를 불어내도록 배열된다.
예 263. 예 252 내지 예 262 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 냉각 시스템은 2개의 송풍기 팬을 포함하고, 2개의 송풍기 팬은 열 전도 요소의 양쪽 측방향 측에 배열된다.
예 264. 예 252 내지 예 263 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 냉각 시스템은 적어도 하나의 송풍기 팬에 의해 열 전도 요소를 향해 불어내어진 공기를 인도하기 위한 적어도 하나의 공기 흐름 컨덕터를 포함한다.
예 265. 예 252 내지 예 264 중 한 예의 냉각 시스템 및 처리 유닛을 포함하는 컴퓨팅 디바이스로서, 열 전도 요소는 처리 유닛과 접촉 상태에 있다.
예 266. 예 265의 컴퓨팅 디바이스로서, 여기서 적어도 하나의 송풍기 팬은 컴퓨팅 디바이스의 섀시의 하단 판의 주 부분에 대해 제로가 아닌 각도로 배열된다.
예 267. 예 265 또는 예 266 중 어느 한 예의 컴퓨팅 디바이스로서, 여기서 섀시의 하단 판의 주 부분에 대한 적어도 하나의 송풍기 팬의 각도는 2° 내지 15°이다.
예 268. 예 265 내지 예 267 중 한 예의 컴퓨팅 디바이스로서, 여기서 냉각 시스템의 열 전도 요소는 컴퓨팅 디바이스의 섀시에 의해 붙들려질 수 있다.
예 269. 예 265 내지 예 268 중 한 예의 컴퓨팅 디바이스로서, 여기서 처리 유닛은 처리 유닛의 열 부하에 관한 정보를 결정하고, 및 열 부하에 관한 정보를 냉각 시스템의 제어 회로에 제공하도록 구성된다.
예 270. 예 265 내지 예 269 중 한 예의 컴퓨팅 디바이스로서, 여기서 처리 유닛은 컴퓨팅 디바이스 내에서 측정 또는 추정되는 적어도 하나의 온도에 기초하여 및/또는 처리 유닛의 터보 상태에 기초하여 열 부하에 관한 정보를 결정하도록 구성된다.
예 271. 예 265 내지 예 270 중 한 예의 컴퓨팅 디바이스로서, 여기서 처리 유닛은 머신 러닝 모델을 이용하여 열 부하를 예측함으로써 열 부하에 관한 정보를 결정하도록 구성된다.
예 272. 컴퓨팅 디바이스를 위한 냉각 시스템으로서:
컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛을 냉각하기에 적합한 열을 전도하기 위한 수단;
열 전도 요소의 일부분에 걸쳐서 공기를 불어내기 위한 수단; 및
컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛의 열 부하에 기초하여 공기를 불어내기 위한 수단을 활성화 또는 비활성화하기 위한 수단을 포함한다.
예 273. 예 272의 냉각 시스템 및 처리 유닛을 포함하는 컴퓨팅 디바이스로서, 열을 전도하기 위한 수단은 처리 유닛과 접촉 상태에 있다.
예 274. 컴퓨팅 디바이스를 위한 방법으로서, 컴퓨팅 디바이스는 냉각 시스템 및 처리 유닛을 포함하고, 방법은 처리 유닛의 열 부하에 관한 정보를 결정하는 단계; 및 열 부하에 관한 정보를 냉각 시스템의 제어 회로에 제공하는 단계를 포함한다.
예 274. 전자 디바이스를 위한 냉각 시스템으로서:
열원에 결합되도록 구성된 제1 열 분산 구조물;
열전 냉각기; 및
제2 열 분산 구조물 - 열전 냉각기의 제1 표면은 제1 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 열전 냉각기의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합됨 - 을 포함한다.
예 275. 예 274의 냉각 시스템으로서, 제1 열 분산 구조물 상에서 열전 냉각기에 인접하게 배열된 히트 파이프를 추가로 포함한다.
예 276. 예 275의 냉각 시스템으로서, 여기서 열전 냉각기는 적어도 히트 파이프보다 제1 열 분산 구조물의 가장자리에 더 가까운 한 방향에 위치한다.
예 277. 예 275 또는 예 276 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 히트 파이프는 냉각 시스템의 팬까지 연장된다.
예 278. 예 275 내지 예 277 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 히트 파이프는 많아야 3mm의 두께를 갖는다.
예 279. 예 275 내지 예 278 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 히트 파이프는 열원의 중심에 대향하는 영역에서 제1 열 분산 구조물에 결합된다.
예 280. 예 275 내지 예 279 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 히트 파이프는 제1 열 분산 구조물과 제2 열 분산 구조물 사이에 배열된다.
예 281. 예 275 내지 예 280 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 히트 파이프의 제1 표면은 제1 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 히트 파이프의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합된다.
예 282. 예 275 내지 예 281 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 제2 히트 파이프를 추가로 포함하고, 여기서 제1 히트 파이프는 열전 냉각기와 제2 히트 파이프 사이에 측방향으로 배열된다.
예 283. 예 275 내지 예 282 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 제2 히트 파이프는 제1 열 분산 구조물과 제2 열 분산 구조물 사이에 배열된다.
예 284. 예 282 또는 예 283의 냉각 시스템으로서, 제3 히트 파이프를 추가로 포함하고, 여기서 제3 히트 파이프는 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 여기서 제3 히트 파이프는 제1 열 분산 구조물로부터 측방향으로 이격된다.
예 285. 예 284의 냉각 시스템으로서, 여기서 열전 냉각기의 두께는 제1 열 분산 구조물의 두께보다 크다.
예 286. 예 282 또는 예 283 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 히트 파이프의 두께는 제1 열 분산 구조물과 제2 열 분산 구조물 사이의 거리보다 크다.
예 287. 예 274 내지 예 286 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 제1 열 분산 구조물은 금속 판 또는 베이퍼 챔버이다.
예 288. 예 274 내지 예 287 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 제2 열 분산 구조물은 금속 판 또는 베이퍼 챔버이다.
예 289. 예 274 내지 예 288 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 제1 열 분산 구조물은 많아야 1mm의 두께를 갖는다.
예 290. 예 274 내지 예 289 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열전 냉각기는 많아야 3mm의 두께를 갖는다.
예 291. 예 274 내지 예 290 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 제1 열 분산 구조물과 제2 열 분산 구조물 사이의 거리는 많아야 3mm이다.
예 292. 예 274 내지 예 291 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열원은 동작 동안 열을 생성하도록 구성된 반도체 다이를 포함한다.
예 293. 예 274 내지 예 292 중 한 예의 냉각 시스템으로서, 여기서 열원은 프로세서, 송신기, 수신기, 전원 또는 전압 변환기 중 적어도 하나이다.
예 294. 전자 디바이스로서:
예 274 내지 예 293 중 한 예의 냉각 시스템; 및
열원을 포함한다.
예 295. 예 294의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 하나 이상의 디바이스 파라미터에 기초하여 열전 냉각기를 활성화 및 비활성화하도록 구성된다.
예 296. 예 296의 전자 디바이스로서, 여기서 하나 이상의 디바이스 파라미터 중 한 디바이스 파라미터는 열원의 접합부 온도를 나타낸다.
예 297. 예 296 또는 예 297의 전자 디바이스로서, 여기서 하나 이상의 디바이스 파라미터 중 한 디바이스 파라미터는 전자 디바이스의 충전 상태를 나타낸다.
예 298. 예 296, 예 297 또는 예 298의 전자 디바이스로서, 여기서 하나 이상의 디바이스 파라미터 중 한 디바이스 파라미터는 전자 디바이스의 작업부하를 나타낸다.
예 299. 예 294 내지 예 298 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제2 열 분산 구조물과 전자 디바이스의 인클로저의 일부 또는 전자 디바이스의 스크린의 배면 사이의 거리는 많아야 2mm이다.
예 300. 예 294 내지 예 299 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제2 열 분산 구조물은 전자 디바이스의 인클로저의 일부에 열적으로 결합된다.
예 301. 예 294 내지 예 300 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 적어도 15W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 302. 예 294 내지 예 301 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 많아야 15W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 303. 예 294 내지 예 302 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 히트 파이프 없이 구현된다.
예 304. 예 294 내지 예 303 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 팬 없이 구현된다.
예 305. 예 294 내지 예 304 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 제1 열 분산 구조물은 열원에 열적으로 결합된 제1 부분 및 제1 부분에 열적으로 연결된 제2 부분을 포함하고, 여기서 제1 열 분산 구조물의 제2 부분은 열원 옆에 측방향으로 배열되고, 여기서 열원은 제1 열 분산 구조물의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 수직으로 위치한다.
예 306. 예 305의 전자 디바이스로서, 여기서 열전 냉각기의 수직 연장부는 열원의 수직 연장부와 중첩된다.
예 307. 예 294 내지 예 306 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 태블릿, 랩톱, 모바일 폰 또는 개인용 컴퓨터이다.
예 308. 전자 디바이스를 냉각하기 위한 방법으로서:
전자 디바이스의 디바이스 파라미터에 기초하여 열전 냉각기를 활성화하는 단계를 포함하고,
여기서 열전 냉각기의 제1 표면은 제1 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 열전 냉각기의 제2 표면은 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 여기서 제1 열 분산 구조물은 열원에 결합된다.
예 309. 전자 디바이스를 위한 냉각 구조물로서:
열 분산 구조물 - 열 분산 구조물은 열원에 의해 야기되는 열을 열 분산 구조물의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성되고, 열 분산 구조물은 열 분산 구조물의 제1 측에서 중심 영역에서 열원과 열적으로 결합되도록 구성됨 -; 및
열 분산 구조물 상에 위치한 경계부 - 경계부는 열 분산 구조물의 제1 측에서 열 분산 구조물의 중심 영역을 둘러쌈 - 를 포함한다.
예 310. 예 309의 냉각 구조물로서, 여기서 열 분산 구조물은 중심 영역에서 평면 표면을 포함한다.
예 311. 예 309 또는 예 310 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 경계부는 중심 영역의 표면으로부터 많아야 1mm만큼 돌출한다.
예 312. 예 309 내지 예 311 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 경계부에 의해 둘러싸인 영역은 많아야 30mm의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함한다.
예 313. 예 309 내지 예 312 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 경계부는 중심 영역을 측방향으로 둘러싸는 벽들을 형성한다.
예 314. 예 313의 냉각 구조물로서, 여기서 벽들은 중심 영역의 표면에 수직으로 연장된다.
예 315. 예 309 내지 예 314 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 히트 싱크가 열 분산 구조물의 제2 측에 장착된다.
예 316. 예 315의 냉각 구조물로서, 여기서 히트 싱크는 히트 싱크와 열 분산 구조물 사이의 열 계면 재료에 의해 열 분산 구조물의 제2 측에 열적으로 결합된다.
예 317. 예 309 내지 예 316 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 열 분산 구조물의 가장자리 영역은 열 분산 구조물의 가장자리를 따라 연장되고, 여기서 경계부는 가장자리 영역과 중심 영역 사이에서 측방향으로 열 분산 구조물 상에 위치한다.
예 318. 예 309 내지 예 317 중 한 예의 냉각 구조물로서, 경계부에 부착된 밀봉 링을 추가로 포함하고, 여기서 밀봉 링은 경계부와 열원의 캐리어 구조물 사이의 갭을 밀봉하도록 구성된다.
예 319. 예 309 내지 예 318 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 열 분산 구조물은 금속 판, 복수의 히트 파이프 또는 베이퍼 챔버를 포함한다.
예 320. 예 309 내지 예 319 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 열 분산 구조물은 많아야 4mm의 두께를 포함한다.
예 321. 예 309 내지 예 320 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 열 분산 구조물은 적어도 60mm 및 많아야 150mm의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함한다.
예 322. 예 309 내지 예 321 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 열원은 동작 동안 열을 생성하도록 구성된 반도체 다이이다.
예 323. 예 309 내지 예 322 중 한 예의 냉각 구조물로서, 여기서 열원은 프로세서, 송신기, 수신기, 전원 또는 전압 변환기 중 적어도 하나이다.
예 324. 전자 디바이스로서:
반도체 다이; 및
열 분산 구조물의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 반도체 다이에 의해 야기된 열을 확산시키도록 구성된 열 분산 구조물을 포함하는 냉각 구조물을 포함하고, 열 분산 구조물은 열 분산 구조물의 제1 측에서 중심 영역에서 반도체 다이와 열적으로 결합되고,
베어 반도체 다이가 열 계면 재료를 통해 열 분산 구조물에 열적으로 직접 결합된다.
예 325. 예 324의 전자 디바이스로서, 여기서 반도체 다이는 중앙 처리 유닛이다.
예 326. 예 324 또는 예 325 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 냉각 구조물은 예 309 내지 예 322 중 하나에 따른 냉각 구조물이다.
예 327. 예 326의 전자 디바이스로서, 경계부에 부착된 밀봉 링을 추가로 포함하고, 여기서 밀봉 링은 반도체 다이의 패키지 기판과 경계부 사이의 갭을 밀봉한다.
예 328. 예 324 내지 예 327 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열 분산 구조물은 베이퍼 챔버이고, 반도체 다이의 배면 표면과 베이퍼 챔버의 공동 사이의 많아야 1mm이다.
예 329. 예 324 내지 예 328 중 한 예의 전자 디바이스로서, 회로 보드를 추가로 포함하고, 여기서 반도체 다이는 회로 보드 상에 배열된다.
예 330. 예 324 내지 예 329 중 한 예의 전자 디바이스로서, 열 분산 구조물에 장착된 히트 싱크를 향해 공기를 불어내도록 구성된 팬을 추가로 포함한다.
예 331. 예 324 내지 예 330 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열 계면 재료는 열 그리스 또는 액체 금속이다.
예 332. 예 324 내지 331 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 반도체 다이는 적어도 100W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 333. 예 324 내지 예 332 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 태블릿, 랩톱, 모바일 폰 또는 개인용 컴퓨터이다.
예 334. 냉각 구조물을 형성하기 위한 방법으로서:
열원에 의해 야기되는 열을 열 분산 구조물의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성되는 열 분산 구조물을 제공하는 단계 - 열 분산 구조물은 열 분산 구조물의 제1 측에서 중심 영역에서 열원과 열적으로 결합되도록 구성됨 -; 및
열 분산 구조물 상에 경계부를 형성하거나 부착하는 단계 - 경계부는 열 분산 구조물의 제1 측에서 열 분산 구조물의 중심 영역을 둘러쌈 - 를 포함한다.
예 335. 예 334의 방법으로서, 열 분산 구조물 상에 히트 싱크를 장착하는 단계를 추가로 포함한다.
예 336. 전자 디바이스로서:
인클로저; 및
인클로저 내부의 열원에 열적으로 결합되는 박판 열 확산기 - 박판 열 확산기는 인클로저의 내부로부터 인클로저의 외부로 연장됨 - 를 포함한다.
예 337. 예 336의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기는 흑연 시트, 그래핀 시트 또는 금속 포일을 포함한다.
예 338. 예 336 또는 예 337 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기는 박판 열 확산기를 따라 적어도 하나의 방향에서 적어도 100W/mK의 열 전도율을 갖는다.
예 339. 예 336 내지 예 338 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 인클로저는 개구를 포함하고, 여기서 박판 열 확산기는 내부로부터 개구를 통해 외부로 연장된다.
예 340. 예 339의 전자 디바이스로서, 여기서 개구는 적어도 290mm의 길이 및 많아야 2mm의 폭을 포함한다.
예 341. 예 339 또는 예 340의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기는 개구의 영역에서 보호 층에 의해 커버된다.
예 342. 예 341의 전자 디바이스로서, 여기서 보호 층은 플라스틱 또는 니켈-티타늄-합금을 포함한다.
예 343. 예 341 또는 예 342의 전자 디바이스로서, 여기서 보호 층은 개구의 영역에서 커버 층에 의해 커버된다.
예 344. 예 343의 전자 디바이스로서, 여기서 커버 층은 마이크로섬유 재료를 포함한다.
예 345. 예 336 내지 예 344 중 한 예의 전자 디바이스로서, 제1 측에서 열원에 열적으로 결합된 열 분산 구조물을 추가로 포함하고, 여기서 박판 열 확산기는 열 분산 구조물의 제2 측에 열적으로 결합된다.
예 346. 예 345의 전자 디바이스로서, 여기서 열 분산 구조물은 금속 판, 히트 파이프 또는 베이퍼 챔버 중 적어도 하나를 포함한다.
예 347. 예 345 또는 예 346의 전자 디바이스로서, 여기서 열 분산 구조물은 많아야 4mm의 두께를 포함한다.
예 348. 예 345, 예 346 또는 예 347의 전자 디바이스로서, 여기서 열 분산 구조물은 적어도 60mm의 길이 및 폭에 대한 최대 치수를 포함한다.
예 349. 예 336 내지 예 348 중 한 예의 전자 디바이스로서, 인클로저에 연결되는 받침대를 추가로 포함하고, 여기서 박판 열 확산기의 일부는 인클로저와 받침대 사이에서 연장된다.
예 350. 예 349의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기의 일부는 받침대에 부착된다.
예 351. 예 336 내지 예 350 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 박판 열 확산기의 일부는 인클로저의 외부 표면에 부착된다.
예 352. 예 336 내지 예 351 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 인클로저 외부에 위치하는 박판 열 확산기의 일부는 소프트 커버에 의해 커버된다.
예 353. 예 336 내지 예 352 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 인클로저 외부에 위치하는 박판 열 확산기의 일부는 키보드의 배면을 따라 연장된다.
예 354. 예 336 내지 예 353 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 인클로저 내부에 위치하는 박판 열 확산기의 일부는 전자 디바이스의 배터리와 인클로저 사이에서 연장된다.
예 355. 예 336 내지 예 354 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 동작 동안 열을 생성하도록 구성된 반도체 다이이다.
예 356. 예 336 내지 예 355 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 열원은 프로세서, 송신기, 수신기, 전원 또는 전압 변환기 중 적어도 하나이다.
예 357. 예 336 내지 예 356 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 태블릿 또는 모바일 폰이다.
예 358. 예 336 내지 예 357 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 많아야 25W 및 적어도 5W의 열 설계 전력을 포함한다.
예 359. 예 336 내지 예 358 중 한 예의 전자 디바이스로서, 여기서 전자 디바이스는 팬 없이 구현된다.
예 360. 전자 디바이스용 커버로서:
적어도 100W/mK의 적어도 한 방향으로의 열 전도율을 갖는 박판 열 확산기; 및
박판 캐리어 - 박판 열 확산기는 박판 캐리어에 부착됨 - 를 포함한다.
예 361. 예 360의 커버로서, 여기서 박판 열 확산기는 흑연 시트, 그래핀 시트 또는 금속 포일을 포함한다.
예 362. 예 360 또는 예 361의 커버로서, 여기서 박판 캐리어는 박판 열 확산기에 부착되는 보호 층을 포함한다.
예 363. 예 362의 커버로서, 여기서 보호 층은 플라스틱 또는 니켈-티타늄-합금을 포함한다.
예 364. 예 360 내지 예 363 중 한 예의 커버로서, 여기서 박판 캐리어는 커버 층을 포함한다.
예 365. 예 364의 커버로서, 여기서 커버 층은 마이크로섬유 재료를 포함한다.
예 366. 예 360 내지 예 365 중 한 예의 커버로서, 여기서 커버는 소프트 커버 또는 하드 커버이다.
예 367. 예 360 내지 예 366 중 한 예의 커버로서, 여기서 커버는 전자 디바이스를 분리가능하게 하우징하도록 구성된다.
예 368. 예 360 내지 367 중 한 예의 커버로서, 여기서 전자 디바이스는 태블릿 또는 모바일 폰이다.
예 369. 예 360 내지 예 368 중 한 예의 커버로서, 키보드를 추가로 포함하며, 여기서 박판 열 확산기의 일부는 박판 캐리어와 키보드 사이에서 연장된다.
예 370은 2층 베이퍼 챔버 장치를 포함하고, 이 장치는: 제1 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의된 밀봉된 제1 공동 - 밀봉된 제1 공동의 내부 압력은 밀봉된 제1 공동 외부의 주변 압력보다 낮음 -; 및 평탄한 제3 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의된 밀봉된 제2 공동 - 제2 공동은 그 안에 배치된 액체 및 제3 벽의 내부 표면에 결합된 심지 재료를 포함함 - 을 포함한다.
예 372는 예 1 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 밀봉된 제1 공동은 밀봉된 제2 공동 내에 배치된다.
예 373은 예 1 또는 예 2 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 제1 공동의 내부 압력은 0.1torr 미만이다.
예 374는 예 1 내지 예 3 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 공기보다 작은 열 전도율을 갖는 제1 공동 내의 재료를 추가로 포함한다.
예 375는 예 4 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 재료는 에어로겔이다.
예 376은 예 1 내지 예 5 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하며, 및 선택적으로, 제1 공동 내에 하나 이상의 지지 구조물을 추가로 포함하고, 지지 구조물들은 제1 금속 벽 및 제2 금속 벽과 접촉 상태에 있다.
예 377은 예 6 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하며, 및 선택적으로, 여기서 지지 구조물들은 제1 금속 벽 및 제2 금속 벽에 적어도 부분적으로 직교한다.
예 378은 예 6 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 지지 구조물들은 플라스틱, 흑연, 금속 및 복합 재료 중 하나 이상으로 구성된다.
예 379는 예 1 내지 예 8 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하며, 및 선택적으로, 제2 벽의 내부 표면에 결합된 추가의 심지 재료를 추가로 포함한다.
예 380은 예 1 내지 예 9 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하며, 및 선택적으로, 여기서 심지 재료는 소결된 금속을 포함한다.
예 381은 예 10 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하며, 및 선택적으로, 여기서 심지 재료는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 제1 부분의 소결된 금속은 제2 부분의 소결된 금속보다 더 높은 공극률을 갖는다.
예 382는 예 11 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 제1 부분의 소결된 금속은 대략 40% 내지 70%의 공극률을 갖고, 제2 부분의 소결된 금속은 대략 30% 내지 50%의 공극률을 갖는다.
예 383은 장치를 포함하며, 이 장치는: 컴퓨터용 냉각 시스템 - 냉각 시스템은 2층 베이퍼 챔버를 포함하고, 2층 베이퍼 챔버는 제1 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의된 밀봉된 제1 공동을 포함하고, 여기서 밀봉된 제1 공동의 내부 압력은 밀봉된 제1 공동 외부의 주변 압력보다 낮음 -; 및 평탄한 제3 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의된 밀봉된 제2 공동 - 제2 공동은 그 안에 배치된 액체 및 제3 벽의 내부 표면에 결합된 심지 재료를 포함함 - 을 포함한다.
예 384는 예 13 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 밀봉된 제1 공동은 밀봉된 제2 공동 내에 배치된다.
예 385는 예 13 또는 예 14 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 제1 공동의 단면 영역은 실질적으로 직사각형 및 실질적으로 사다리꼴 중 하나이다.
예 386은 예 13 또는 예 14 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 제2 공동의 단면 영역은 실질적으로 직사각형이다.
예 387은 예 13, 예 15, 또는 예 16 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 제1 공동의 단면적은 제2 공동의 단면적 미만이다.
예 388은 예 13 내지 예 17 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 제1 벽은 구리, 티타늄, 및 알루미늄 중 하나를 포함한다.
예 389는 예 13 내지 예 17 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 제3 벽은 구리, 티타늄, 및 알루미늄 중 하나를 포함한다.
예 390은 시스템을 포함하고, 이 시스템은 프로세서를 포함하는 칩 패키지; 및 베이퍼 챔버 장치를 포함하고, 이 베이퍼 챔버 장치는: 제1 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제1 공동 - 제1 공동의 내부 압력은 제1 공동 외부의 주변 압력보다 낮음 -; 및 평탄한 제3 금속 벽 및 제2 금속 벽에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제2 공동 - 제2 공동은 그 안에 배치된 액체 및 제3 벽의 내부 표면에 결합된 심지 재료를 포함하고, 칩 패키지는 이것이 베이퍼 챔버의 평탄한 제3 금속 벽에 결합되도록 위치됨 - 을 포함한다.
예 391은 예 20 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 제1 공동은 제2 공동 내에 배치된다.
예 392는 예 20 또는 예 21 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 베이퍼 챔버 장치에 결합된 열 교환기를 추가로 포함한다.
예 393은 예 20 내지 예 22 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 칩 패키지는 중앙 처리 유닛 및 그래픽 처리 유닛 중 하나를 포함한다.
예 394는 예 20 내지 예 23 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 칩 패키지를 하우징하는 인쇄 회로 보드 - 베이퍼 챔버 장치는 인쇄 회로 보드에 대향하는 칩 패키지의 표면 상에서 칩 패키지에 결합됨 -; 및 유리를 포함하는 상단 커버 - 상단 커버 및 베이퍼 챔버 장치는 상단 커버의 내부 표면과 칩 패키지에 대향하는 베이퍼 챔버 장치의 표면 사이에 에어 갭이 존재하도록 위치됨 - 를 추가로 포함한다.
예 395는 예 20 내지 예 24 중 어느 하나 및/또는 다른 예(들)의 주제를 포함하고, 및 선택적으로, 여기서 시스템은 모바일 폰 또는 태블릿 컴퓨터 디바이스 중 하나이다.
예 A1에서, 베이퍼 챔버는 하나 이상의 칼럼을 포함할 수 있고, 여기서 하나 이상의 칼럼의 적어도 일부는 섬유 편조들 및 하나 이상의 심지를 포함한다.
예 A2에서, 예 A1의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 심지 중 적어도 하나가 섬유 편조들을 포함하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 A3에서, 예들 A1 내지 예 A2 중 어느 한 예의 주제는 섬유 편조들이 구리 섬유 또는 티타늄 섬유로 만들어진 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 A4에서, 예 A1 내지 예 A3 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼이 베이퍼 챔버의 바닥 판에 브레이징되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 A5에서, 예 A1 내지 예 A4 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼이 베이퍼 챔버의 상단 판에 브레이징되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 A6에서, 예 A1 내지 예 A5 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼의 일부가 지지 칼럼들이고, 지지 칼럼들은 섬유 편조들을 포함하지 않는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA1은 하나 이상의 열원 및 하나 이상의 열원 위의 베이퍼 챔버를 포함하는 디바이스이고, 여기서 베이퍼 챔버는 섬유 편조들을 포함한다.
예 AA2에서, 예 AA1의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼이 섬유 편조들을 포함하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA3에서, 예 AA1 또는 예 AA2 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 심지가 섬유 편조들을 포함하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA4에서, 예 AA1 내지 예 AA3 중 어느 한 예의 주제는 섬유 편조들이 구리 섬유 또는 티타늄 섬유로 만들어지는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA5에서, 예 AA1 내지 예 AA4 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼이 섬유 편조들을 포함하고, 칼럼들이 베이퍼 챔버의 하단 판에 브레이징되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA6에서, 예 AA1 내지 예 AA5 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼이 섬유 편조들을 포함하고, 칼럼들이 베이퍼 챔버의 상단 판에 브레이징되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA7에서, 예 AA1 내지 예 AA6 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼 및 베이퍼 챔버의 하나 이상의 심지가 섬유 편조들을 포함하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA8에서, 예 AA1 내지 예 AA7 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버의 하나 이상의 칼럼이 지지 칼럼들이고, 지지 칼럼들은 섬유 편조들을 포함하지 않는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 M1은 섬유 편조를 절단함으로써 섬유 편조로부터 베이퍼 챔버에 대한 하나 이상의 칼럼을 생성하는 단계, 및 베이퍼 챔버에 대한 칼럼들의 적어도 일부를 생성하기 위해 생성된 하나 이상의 칼럼을 상단 판 또는 하단 판에 브레이징하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 M2에서, 예 M1의 주제는 섬유 편조로부터 베이퍼 챔버에 대한 하나 이상의 심지를 생성하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.
예 M3에서, 예 M1 또는 예 M2 중 어느 한 예의 주제는 섬유 편조가 베이퍼 챔버를 생성하기 이전에 생성된 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 M4에서, 예 M1 내지 예 M3 중 어느 한 예의 주제는 섬유 편조가 구리 섬유 또는 티타늄 섬유로 만들어지는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 M5에서, 예 M1 내지 예 M4 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버에 대한 하나 이상의 지지 칼럼을 생성하는 단계 - 지지 칼럼들은 섬유 편조를 포함하지 않음 -, 및 하나 이상의 지지 칼럼을 상단 판 또는 하단 판에 고정하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.
예 M6에서, 예 M1 내지 예 M5 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버를 생성하기 위해 상단 판을 하단 판에 고정하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA1은 섬유 편조로부터 베이퍼 챔버에 대한 하나 이상의 칼럼을 생성하기 위한 수단, 및 베이퍼 챔버에 대한 칼럼들의 적어도 일부를 생성하기 위해, 생성된 하나 이상의 칼럼을 상단 판 또는 하단 판에 브레이징하기 위한 수단을 포함하는 장치이다.
예 AA2에서, 예 AA1의 주제는 섬유 편조로부터 베이퍼 챔버에 대한 하나 이상의 심지를 생성하기 위한 수단을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA3에서, 예 AA1 또는 예 AA2 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버를 생성하기 전에 섬유 편조가 생성된 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA4에서, 예 AA1 내지 예 AA3 중 어느 한 예의 주제는 섬유 편조가 구리 섬유 또는 티타늄 섬유로 만들어지는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA5에서, 예 AA1 내지 예 AA4 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버에 대한 하나 이상의 지지 칼럼을 생성하기 위한 수단 - 지지 칼럼들은 섬유 편조를 포함하지 않음 -, 및 하나 이상의 지지 칼럼을 상단 판 또는 하단 판에 고정하기 위한 수단을 선택적으로 포함할 수 있다.
예 AA6에서, 예 AA1 내지 예 AA5 중 어느 한 예의 주제는 베이퍼 챔버를 생성하기 위해 상단 판을 하단 판에 고정하기 위한 수단을 선택적으로 포함할 수 있다.
일 예에서 전자 장치용 방열기가 개시되며, 이 방열기는: 실질적으로 직사각형 폼 팩터를 갖는 평면 베이퍼 챔버 - 직사각형 폼 팩터의 제2 치수 d2은 직사각형 폼 팩터의 제1 치수 d1의 적어도 대략 2배임 -; 제1 팬 및 제2 팬; 및 평면 베이퍼 챔버로부터 분리되며 평면 베이퍼 챔버의 제1 및 제2 d1 가장자리들을 따라 배치되고, 제1 및 제2 d1 가장자리들로부터 제1 및 제2 팬들로 제각기 열을 전도하도록 추가로 배치된 제1 히트 파이프 및 제2 히트 파이프를 포함한다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 d2는 대략 2·d1과 5·d1 사이이다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 히트 파이프는 베이퍼 챔버의 d1 가장자리를 따라 배치된다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 이 방열기는 베이퍼 챔버의 대향하는 d1 가장자리를 따라 배치된 제2 히트 파이프를 추가로 포함한다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 제1 및 제2 히트 파이프들은 베이퍼 챔버들이다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 베이퍼 챔버는 베이퍼 챔버의 응축기로부터 베이퍼 챔버의 증발기로 유체를 인도하는 심지 수단을 추가로 포함한다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 심지 수단은 평면 베이퍼 챔버의 일부분으로부터 국소적으로 없다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 심지 수단은 평면 베이퍼 챔버의 대략 30% 또는 45%로부터 국소적으로 없다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 심지 수단은 평면 베이퍼 챔버의 대략 15% 내지 70%로부터 국소적으로 없다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 베이퍼 챔버의 일부는 베이퍼 챔버의 증발기로부터 베이퍼 챔버의 응축기로의 증기 흐름 경로를 제공한다.
예시적인 방열기가 더 개시되며, 여기서 평면 베이퍼 챔버는 방사상 패턴 내부 지지 뼈대를 추가로 포함한다.
예시적인 컴퓨팅 시스템이 또한 개시되며, 이 시스템은: 프로세서; 메모리; 인간 인터페이스; 및 다수의 예들의 방열기를 포함한다.
예시적인 컴퓨팅 시스템이 더 개시되며, 여기서 시스템은 랩톱 컴퓨터이다.
예시적인 컴퓨팅 시스템이 더 개시되며, 여기서 시스템은 태블릿 컴퓨터 또는 스마트폰이다.
예시적인 베이퍼 챔버가 또한 개시되며, 이 베이퍼 챔버는: 상부 벽; 열 전도성 하부 벽 - 상부 벽 및 하부 벽은 함께 기밀 밀봉되고, 베이퍼 챔버는 공기가 배기됨 -; 베이퍼 챔버 내에 배치된 증발성 유체; 및 상부 벽 및 하부 벽에 부착되고, 베이퍼 챔버의 응축기 영역으로부터 베이퍼 챔버의 증발기 영역으로 유체를 인도하도록 배치된 금속성 심지(metallic wick ) - 금속성 심지는 상부 벽의 일부분에는 국소적으로 없음 - 를 포함한다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 상부 벽의 일부는 대략 30% 또는 45%이다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 상부 벽의 일부는 15% 내지 70%이다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 상부 벽의 일부는 증발기 부분으로부터 응축기 부분으로의 흐름을 제공하도록 선택된다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 금속성 심지는 하부 벽의 일부분으로부터 국소적으로 없다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 금속성 심지는 상부 벽 또는 하부 벽 중 적어도 하나 상에 성형 패턴을 형성한다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 베이퍼 챔버는 평면이다.
다수의 상기 예의 베이퍼 챔버를 포함하는 예시적인 방열 조립체가 더 개시된다.
히트 파이프를 추가로 포함하는 예시적인 방열 조립체가 더 개시된다.
예시적인 방열 조립체가 더 개시되며, 여기서 베이퍼 챔버는 제1 치수 d1 및 제2 치수 d2을 갖고, 여기서 d2는 대략 2·d1 내지 5·d1이며, 여기서 히트 파이프는 d1의 축을 따라 배치된다.
프로세서, 메모리, 및 다수의 상기 예의 방열 조립체를 포함하는 예시적인 컴퓨팅 시스템이 더 개시된다.
예시적인 베이퍼 챔버가 또한 개시되며, 이 베이퍼 챔버는: 상부 벽; 상부 벽에 기밀 밀봉되어 진공 챔버를 형성하는 하부 벽; 진공 챔버 내의 증발성 유체; 베이퍼 챔버의 응축기 영역으로부터 베이퍼 챔버의 증발기 영역으로 응축기 베이퍼를 운반하기 위한 심지 수단; 및 상부 벽 및 하부 벽 중 적어도 하나 상의 성형-패터닝된 뼈대를 포함한다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되고, 여기서 성형-패터닝된 뼈대는 심지 수단의 적어도 일부를 제공한다.
성형 패턴의 하나 이상의 단자를 통과하는 베이퍼 챔버를 위한 장착 지점들을 더 포함하는 예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시된다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 심지 수단은 다공성 금속을 포함한다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되고, 여기서 심지 수단은 모세관들을 포함한다.
예시적인 베이퍼 챔버가 추가로 개시되고, 여기서 모세관들은 성형 패턴의 방사상 암들을 따라 뻗어간다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 심지 수단은 베이퍼 챔버의 선택된 부분들로부터 국소적으로 없다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 선택된 부분들은 베이퍼 챔버의 대략 30% 또는 45%를 포함한다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 선택된 부분은 베이퍼 챔버의 대략 15% 내지 70%이다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 베이퍼 챔버의 가장자리로부터 열을 전도하기 위한 히트 파이프를 추가로 포함한다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 베이퍼 챔버는 실질적으로 직사각형이다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되고, 여기서 직사각형 베이퍼 챔버는 또 다른 평면 치수의 적어도 대략 2배의 평면 치수를 갖는다.
예시적인 베이퍼 챔버가 더 개시되며, 여기서 직사각형 베이퍼 챔버는 또 다른 평면 치수의 크기의 대략 2배 내지 5배의 평면 치수를 갖는다.
컴퓨터 장치를 위한 예시적인 방열기가 더 개시되며, 이 방열기는: 팬; 히트 싱크; 및 다수의 상기 예의 베이퍼 챔버를 포함한다.
다수의 상기 예의 방열기를 포함하는 예시적인 컴퓨팅 디바이스가 더 개시된다.
예시적인 컴퓨팅 디바이스가 더 개시되며, 여기서 장치는 랩톱 컴퓨터이다.
예시적 컴퓨팅 디바이스가 더 개시되며, 여기서 장치는 태블릿 또는 스마트폰이다.
이전의 예들 중 특정 예와 관련하여 설명되는 양태들 및 특징들은 또한 해당 추가 예의 동일한 또는 유사한 특징을 대체하기 위해 또는 추가 예에 특징들을 추가적으로 도입하기 위해 추가 예들 중 하나 이상과 조합될 수 있다.
예들은 또한 프로그램이 컴퓨터, 프로세서 또는 다른 프로그래머블 하드웨어 컴포넌트 상에서 실행될 때 상기 방법들 중 하나 이상을 실행하는 프로그램 코드를 포함하는 (컴퓨터) 프로그램일 수 있거나 그와 관련될 수 있다. 따라서, 전술한 방법들 중 상이한 방법들의 단계들, 동작들 또는 프로세스들은 프로그래밍된 컴퓨터들, 프로세서들 또는 다른 프로그래머블 하드웨어 컴포넌트들에 의해서도 실행될 수 있다. 예들은 또한 머신-, 프로세서- 또는 컴퓨터-판독가능하고 및 머신-실행가능, 프로세서-실행가능 또는 컴퓨터-실행가능 프로그램들 및 명령어들을 인코딩 및/또는 포함하는 디지털 데이터 저장 매체들과 같은 프로그램 저장 디바이스들을 커버할 수 있다. 프로그램 저장 디바이스들은, 예를 들어, 디지털 저장 디바이스들, 자기 디스크들 및 자기 테이프들과 같은 자기 저장 매체, 하드 디스크 드라이브들, 또는 광학적으로 판독가능한 디지털 데이터 저장 매체일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다. 다른 예들은 또한 컴퓨터, 프로세서, 제어 유닛, (필드) 프로그래머블 로직 어레이((F)PLA), (필드) 프로그래머블 게이트 어레이((F)PGA), 그래픽 프로세서 유닛(GPU), 주문형 집적 회로(ASIC), 집적 회로(IC) 또는 전술한 방법들의 단계들을 실행하도록 프로그래밍된 SoC(system-on-a-chip) 시스템을 포함할 수 있다.
설명 또는 청구항에 개시된 수 개의 단계, 프로세스, 동작 또는 기능의 개시내용은, 개개의 경우에 명시적으로 언급되거나 기술적 이유로 필요하지 않는 한, 이들 동작들이 설명된 순서에 반드시 의존한다는 것을 암시하는 것으로 해석해서는 안 된다는 것이 추가로 이해된다. 그러므로, 이전의 설명은 수 개의 단계 또는 기능의 실행을 특정한 순서로 제한하지 않는다. 더욱이, 추가 예들에서, 단일 단계, 기능, 프로세스 또는 동작은 몇 개의 서브-단계들, -기능들, -프로세스들 또는 -동작들을 포함할 수 있고, 및/또는 이들이 되도록 분할될 수 있다.
일부 양태들이 디바이스 또는 시스템에 관련하여 설명된 경우, 이들 양태들은 또한 대응하는 방법의 설명으로서 이해해야 한다. 예를 들어, 디바이스 또는 시스템의 블록, 디바이스 또는 기능적 양태가 대응하는 방법의 특징, 이를테면 방법 단계에 대응할 수 있다. 따라서, 방법에 관련하여 설명되는 양태들은 또한 대응 디바이스 또는 대응 시스템의 대응 블록, 대응 요소, 성질 또는 기능적 특징의 설명으로서 이해해야 한다.
다음의 청구범위는 이로써 상세한 설명에 포함되며, 여기서 각각의 청구항은 별개의 예로서 그 스스로 성립할 수 있다. 청구범위에서 종속 청구항은 하나 이상의 다른 청구항들과의 특정 조합을 언급하지만, 다른 예들은 또한 그 종속 청구항과 임의의 다른 종속 또는 독립 청구항의 주제와의 조합을 포함할 수 있다는 것에 또한 주의해야 한다. 이러한 조합들은 이로써, 특정 조합이 의도되지 않은 것으로 개별 사례에서 언급되지 않는 한, 명시적으로 제안된다. 더욱이, 한 청구항의 특징들은 또한, 해당 청구항이 임의의 다른 독립 청구항에 종속하는 것으로서 직접 정의되지 않더라도, 해당 다른 독립 청구항에 대해 포함되어야 한다.
Claims (25)
- 냉각 시스템으로서:
열원에 결합되어 상기 열원에 의해 발생된 열을 분산시키기 위한 열 분산 구조물; 및
주 송풍 방향(main blow direction)을 포함하는 적어도 하나의 환기 장치 - 상기 적어도 하나의 환기 장치는 상기 주 송풍 방향이 상기 열 분산 구조물을 향해 지향되도록 배열됨 - 를 포함하는 냉각 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 열 분산 구조물은 베이퍼 챔버 또는 히트 파이프 중 적어도 하나를 포함하는 냉각 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 환기 장치에 의해 야기된 공기 흐름의 적어도 50%는 상기 베이퍼 챔버의 표면을 따라 흐르는 냉각 시스템.
- 냉각 시스템으로서:
전자 디바이스의 열원에 결합되도록 구성된 열 분산 구조물 - 상기 열 분산 구조물은 베이퍼 챔버 또는 히트 파이프 중 적어도 하나를 포함함 -; 및
상기 열 분산 구조물의 표면을 따라 공기 흐름을 야기하도록 구성된 송풍기를 포함하고, 상기 송풍기는:
많아야 20mm의 최대 길이 및 최대 폭; 또는
많아야 3mm의 최대 두께 중 적어도 하나를 포함하는 냉각 시스템. - 제4항에 있어서, 상기 송풍기에 의해 야기된 공기 흐름의 적어도 50%는 상기 열 분산 구조물의 표면을 따라 흐르는 냉각 시스템.
- 컴퓨팅 디바이스를 위한 냉각 시스템으로서:
열 전도 요소 - 상기 열 전도 요소는 상기 컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛을 냉각시키기에 적합함 -;
상기 열 전도 요소의 일부분에 걸쳐서 공기를 불어내기 위한 적어도 하나의 송풍기 팬; 및
상기 컴퓨팅 디바이스의 처리 유닛의 열 부하에 기초하여 상기 적어도 하나의 송풍기 팬을 활성화 또는 비활성화하도록 구성된 제어 회로를 포함하는 냉각 시스템. - 제6항에 있어서, 상기 열 전도 요소는 베이퍼 챔버를 포함하는 냉각 시스템.
- 냉각 시스템으로서:
열원에 결합되어 상기 열원에 의해 발생된 열을 분산시키기 위한 제1 열 분산 구조물;
열전 냉각기; 및
제2 열 분산 구조물 - 상기 열전 냉각기의 제1 표면은 상기 제1 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 상기 열전 냉각기의 제2 표면은 상기 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합됨 - 을 포함하는 냉각 시스템. - 제8항에 있어서, 상기 제1 열 분산 구조물 상에서 상기 열전 냉각기에 인접하게 배열된 히트 파이프를 추가로 포함하는 냉각 시스템.
- 제8항에 있어서, 상기 열전 냉각기는 적어도, 상기 히트 파이프보다 상기 제1 열 분산 구조물의 가장자리에 더 가까운 한 방향에 위치하는 냉각 시스템.
- 제8항에 있어서, 상기 히트 파이프의 제1 표면은 상기 제1 열 분산 구조물에 열적으로 결합되고, 상기 히트 파이프의 제2 표면은 상기 제2 열 분산 구조물에 열적으로 결합되는 냉각 시스템.
- 냉각 시스템으로서:
열 분산 구조물 - 상기 열 분산 구조물은 열원에 의해 야기되는 열을 상기 열 분산 구조물의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성되고, 상기 열 분산 구조물은 상기 열 분산 구조물의 제1 측에서 상기 중심 영역에서 상기 열원과 열적으로 결합되도록 구성됨 -; 및
상기 열 분산 구조물 상에 위치한 경계부 - 상기 경계부는 상기 열 분산 구조물의 제1 측에서 상기 열 분산 구조물의 중심 영역을 둘러쌈 - 를 포함하는 냉각 시스템. - 제12항에 있어서, 상기 열 분산 구조물은 상기 중심 영역에서의 평면 표면을 포함하는 냉각 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 경계부는 상기 중심 영역의 표면으로부터 많아야 1mm만큼 돌출하는 냉각 시스템.
- 냉각 시스템으로서:
전자 디바이스의 인클로저 내부의 열원에 열적으로 결합된 열 분산 구조물 - 상기 열 분산 구조물은 상기 인클로저의 내부로부터 상기 인클로저의 외부로 연장됨 - 을 포함하는 냉각 시스템. - 제15항에 있어서, 상기 열 분산 구조물은 박판 열 확산기인 냉각 시스템.
- 제16항에 있어서, 상기 박판 열 확산기는 흑연 시트, 그래핀 시트 또는 금속 포일을 포함하는 냉각 시스템.
- 제15항에 있어서, 상기 인클로저는 개구를 포함하고, 상기 열 분산 구조물은 상기 내부로부터 상기 개구를 통해 상기 외부로 연장되는 냉각 시스템.
- 냉각 시스템으로서:
열원에 결합되어 상기 열원에 의해 발생된 열을 분산시키기 위한 제1 부분; 및
제2 부분 - 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 결합되어 상기 열이 상기 제2 부분의 외부로 분산되는 것을 방지함 - 을 포함하는 냉각 시스템. - 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 냉각 시스템을 포함하는 전자 디바이스.
- 전자 디바이스로서:
반도체 다이; 및
상기 반도체 다이에 의해 야기된 열을 열 분산 구조물의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성된 상기 열 분산 구조물을 포함하는 냉각 구조물을 포함하고, 상기 열 분산 구조물은 상기 열 분산 구조물의 제1 측에서 상기 중심 영역에서 상기 반도체 다이와 열적으로 결합되고,
베어 반도체 다이가 열 계면 재료를 통해 상기 열 분산 구조물에 열적으로 직접 결합되는 전자 디바이스. - 전자 디바이스를 동작시키는 방법으로서:
상기 전자 디바이스의 열원을 동작시키는 단계;
동작 동안 상기 열원에 의해 발생되는 열을 열 분산 구조물에 의해 분산시키는 단계; 및
적어도 하나의 환기 장치에 의해 상기 열 분산 구조물의 표면을 따라 공기를 불어내는 단계를 포함하는 방법. - 전자 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서:
열 분산 구조물을 열원에 열적으로 결합하는 단계 - 상기 열 분산 구조물은 상기 열원에 의해 야기되는 열을 상기 열 분산 구조물의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산시키도록 구성되고, 상기 열 분산 구조물은 베이퍼 챔버의 제1 측에서 상기 중심 영역에서 상기 열원과 열적으로 결합됨 -; 및
상기 열 분산 구조물 상에 경계부를 형성하거나 부착하는 단계 - 상기 경계부는 상기 열 분산 구조물의 제1 측에서 상기 열 분산 구조물의 중심 영역을 둘러쌈 - 를 포함하는 방법. - 실행될 때, 머신으로 하여금 임의의 청구항 또는 청구항들의 조합의 방법을 수행하게 야기하는 프로그램 코드를 포함하는 머신 판독가능 저장 매체.
- 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터, 프로세서, 또는 프로그래머블 하드웨어 컴포넌트 상에서 실행될 때, 임의의 청구항 또는 청구항들의 조합의 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램.
Applications Claiming Priority (9)
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|---|---|---|---|
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| US16/914,294 US11930620B2 (en) | 2020-06-27 | 2020-06-27 | Vapor chambers |
| US16/914,294 | 2020-06-27 | ||
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