TW200522313A - Cooling of electronics by electrically conducting fluids - Google Patents

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TW200522313A
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Andrew Carl Miner
Uttam Ghoshal
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Nanocoolers Inc
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Description

200522313
五、發明說明(1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於— ㈣〃、種散埶 指一種有效地對高功率密度裝 熱分散器。 【先前技術】 裝置及其熱分散器,尤其θ 置進行散熱之散熱裝置Ν < 習知之電子裴置’如中央處理器(Central
Processing Uni t,CPU )、繪圖處理器(Graphic processing Unit, GPU)、及雷射二極體(Laser Di〇de) 專’於其操作過程中會產生大量的熱量。假使在操作過^ 中’熱無法完全從類似上述之南功率禮、度設備(High
Power Density 其工作效率。例 障。因此,能夠 發揮其正常之功 一般高功率 將其產生 低傳熱之 方式, 必須降 增加高 請 備1 0 0 3係 3所產 該散熱 片結構 功率密度 參閱第一 3上之散 設備在一 生之熱係 鱗片結構 1 0 1之
Device, 如過局之 移除過高 能。 密度設備 之熱傳導 熱阻,其 設備與外 圖所泰, 熱鰭片姑 卡扣板1 可傳導裏 1 0 1將 HPDD )中完全散熱的話,將影響 溫度會導致設備之機能失常或故 之熱量將有助於設備在使用上能 係藉 |外 中之 界之 其係 構1 0 5 該散 熱傳 積係 由熱傳 界。而 種方 有效散 為習知ο 1 ’ 上。該 熱魚耆片 至大氣 導(conduction 為了移除更多的 法係利用散熱鰭 熱面積。 設置於高功率密 該高功率密度設 高功率密度設備 結構1 0 1 ,再 中。其中,該散 高功率密度設備 )之 軌, 片來 度設 備1 1 〇 藉由 熱鰭 10
200522313
五、發明說明(2) 3 ,因此藉由增加該散熱鰭片結構1 0 1傳熱之有致面i 以降低介於該高功率密度設備1 0 3與大氣間之熱卩且,積 進而增加熱之擴散效率。最後,熱係利用自然對流 (n a t u r a 1 c ο n v e c t i ο η )或是配合風扇以強制對流 (forced convect ion )的方式從該散熱鰭片結構1 傳至大氣中。 ° 1 惟 有先天 之溫度 請 係具有 魚耆片結 之鰭片 。亦即 佳之散 生不均 構2 0 的箭頭 均勻之 不同。 散熱效 ,用於 的阻抗 分部, 參閱第 不均勻 構2 ◦ 比位於 該散熱 熱效能 勻之溫 5於其 長度係 熱流狀 該散熱 果。 製作散 性。因 因而降 二A圖 之溫度 1熱的 内側之 鰭片結 ,因此 度分部 底部係 顯示該 況,其 鰭片結 熱鰭片 此散熱 低散熱 所示, 分部, 流動狀 鰭片( 構2 0 於該散 。請參 具有均 散熱鰭 係與第 構2 〇 鰭片結構 鰭片結構 散熱鰭片 不同的箭 態,其中 較長的箭 1之内側 熱鰭片結 閱第二B 勻之溫度 片結構2 一 A圖之 5之内外 之底部將產 之散熱效率 結構2 〇 1 頭長度係顯 較短的箭頭 頭)有較少 鰭片比外側 構2 〇 1之 圖所示,散 分部。其中 〇 5之内外 散熱鰭片結 側1鳍片係具 生不岣句 0 於其底部 不該散熱 位於外側 熱的流動 鰭片有較 底部係產 熱鳍片έ士 1 v、rr 相同長度 鰭片具有 構2 0 1 有相同> 因此,為了增加散熱 必須有均勻之溫度分部, 为散A (heat spreader) 其7-種重要的方法係 使件散熱鰭片底部具有均
200522313 五、發明說明(3) 分部的溫度,其中熱分散器係安置於高功率密度設備與散 熱鰭片裝置之間,以將散熱鰭片結構底部所吸收的熱均勻 化。 請參閱第三A圖所示,高功率密度設備3 0 1係裝設 在嵌固板3 0 3上,散熱鰭片結構3 0 5係安置接觸該高 功率密度設備3 0 1 。其中熱係藉由高功率密度設備3 0 1傳導至散熱鰭片結構3 0 5 ,最後熱再藉由散熱鰭片結 構3 0 5傳至外界大氣中。 請參閱第三B圖所示,熱分散器3 0 7係設置於該高 功率密度設備3 0 1與該散熱鰭片結構3 0 5之間。其係 用於增加該散熱鰭片結構3 0 5底部之熱的均勻性,進而 增加該散熱鰭片結構3 0 5之散熱效能。 熱分散器係由低熱阻材料所製成,例如銅或鋁等。輕 量的材料具有較高的熱傳導性,如石墨墊片或化學氣相沈 積(Chemical Vapor Deposition, CVD)的薄膜,也常被 使用來製作熱分散器。惟,上述高熱傳導性的材料昂貴, 且在實質上與鋁或銅的熱分散器相較下,無法提昇熱分散 器之性能。 請參閱第四圖所示,熱分散器4 0 1係為一蒸汽腔體 (v a ρ 〇 r c h a m b e r )。該熱分散器4 0 1係設置於高功率 密度設備4 0 3與散熱鰭片結構4 0 5之間。該熱分散器 4 0 1係具有二個表面,其中一表面4 0 7係與該散熱鰭 片結構4 0 5接觸,而另一表面4 0 9係與該高功率密度 設備4 0 3接觸。該熱分散器4 0 1於其内部係具有内襯
200522313 五、發明說明(4) 411。液體在另一表面409上用以吸收從該高功率密 度設備4 0 3所產生的熱,待液體蒸發後,其所產生之蒸 汽再填充該熱分散器之真空部分。而當蒸汽接觸該表面4 0 7時,將熱傳遞至該散熱鰭片結構4 0 5,且待蒸汽凝 結後,利用重力或毛細現象回流至另一表面4 0 9 。
惟,習知熱分散器於蒸汽腔體内之熱傳性能,係受限 於蒸汽/液體的集結(n u c 1 e a t i ο η )特性,及介於金屬表 面與液體層,和介於金屬表面與蒸汽間之界面阻力 (interface resistance)白勺影響。因此,習知所使用之 熱分散器係無法達到有效之散熱效果。 是以,由上可知,上述習知的散熱裝置及其熱分散器 ,在實際使用上,顯然具有不便與缺失存在,而可待加以 改善者。 緣是,本發明人有感上述缺之可改善,乃特潛心研究 並配合學理之運用,終於提出一種設計合理且有效改善上 述缺失之本發明。 【發明内容】
本發明之其一目的在於提供一種散熱裝置,其係能夠 有效地移除從高功率密度裝置所產生的熱。 本發明之其二目的在於提供一種熱分散器,其係利用 電磁泵使熱分散器内之液態金屬產生循環,使得熱能均勻 地通過該熱分散器。 本發明之其三目的在於提供一種熱分散器,其係於其 内部填充液態金屬,如鎵銦合金、鉍、銦、鎵、水銀及鈉
第8頁 200522313 五、發明說明(5) 鉀共熔合金等,使得熱能均勻地通過該熱分散器。 本發明之其四目的在於提供一種熱分散器,其係具有 不同之外形與尺寸。 本發明之其五目的在於提供一種熱分散器,係利用熱 電的產生器給予電磁泵動力,以省去外界動力供應的需求 〇 本發明之其六目的在於提供一種熱分散器,電磁泵係 利用聚合物或耐火的金屬當作管材,且以鎵銦合金為其液 態金屬。 為了達成上述之目的,本發明係提供一種散熱裝置, 其係用於將高功率密度設備所產生的熱散開,該散熱裝置 包括有熱分散器及散熱鰭片結構。該熱分散器係鄰近設置 於該高功率密度設備上,該熱分散器包括有至少一内含液 態金屬之冷卻腔體、至少一電磁泵,其係設置於該冷卻腔 體内,用以使得該液態金屬在冷卻腔體内產生循環、以及 熱電產生器,其係用以趨動該電磁泵運轉。且該散熱鰭片 結構係與該熱分散器結合,用以將熱傳遞至大氣中。 為了達成上述之目的,本發明係提供一種熱分散器, 其係用於將高功率密度設備所產生的熱散開,該熱分散器 包括有:至少一内含液態金屬之冷卻腔體,該液態金屬係 循環於該冷卻腔體内,並且藉著該循環使得從高功率密度 設備所產生的熱得以散開而遍及該熱分散器。 是以,本發明人有感上述缺失之可改善,且依據多年 來從事此方面之相關經驗,悉心觀察且研究之,乃特潛心
200522313 五、發明說明(6) 研究並配合學理之運用,而提出一種設計合理且有效改善 上述缺失之本發明。 【實施方式】
請參閱第五圖所示,散熱裝置5 0 0係用於將高功率 密度設備5 0 3所產生之熱移除。該散熱裝置5 0 0係包 括有熱分散器5 0 1及散熱鰭片結構5 0 5。該散熱裝置 5 0 0係定位於該高功率密度設備5 0 3上。該熱分散器 5 0 1係由銅或鋁等低熱阻材料所製成。該散熱鰭片結構 5 0 5係連結於該熱分散器5 0 1 ,使得熱可經由該熱分 散器5 0 1傳遞至該散熱鰭片結構5 0 5 。該散熱鰭片結 構5 0 5亦由銅或鋁等低熱阻材料所製成。且,該散熱鰭 片結構5 0 5係可藉由自然對流或使用風扇之強制對流將 熱傳遞至外界大氣中。
該熱分散器5 0 5係具有一含有液態金屬之腔室5 0 7。一或多個電磁泵5 1 1被設置於該腔室5 0 7内部, 且使得液態金屬在腔室5 0 7内產生循環。因此該液態金 屬係可吸收從高功率密度設備5 0 3所產生之熱,且使得 熱量均勻地通過該熱分散器5 0 1 。當液態金屬具有熱的 良導體時,上述傳熱過程係以傳導及對流之方式進行。 請參閱第六圖所示,其係為本發明熱分散器6 0 1之 最佳實施例。由圖中可知,該熱分散器6 0 1之斷面係為 矩形。該散分散器6 0 1係設置於高功率密度設備(圖未 示)上,且具有四個腔室(60 5 、607 、6 09及6 11)。每個腔室之斷面亦為矩形,且於其内部係填充有
第10頁 200522313 五、發明說明(7) 液態金屬。該液態金屬於熱範圍内直接接觸於該高功率密 度設備(該熱範圍包括有605 a 、607 a 、609 a 及6 1 1 a )以吸收該高功率密度設備所產生的熱。
而該熱分散器6 0 1之工作原理,我們以腔室6 0 5 做說明。由圖中可知,該腔室6 0 5具有二個電磁泵6 1 5及6 1 7 ,而使得液態金屬在腔室6 0 5内產生循環的 流動。借助該電磁泵6 1 5内之電場及磁場的方向,使得 該電磁泵6 1 5將該熱範圍6 0 5 a所產生的熱液態金屬 推出該熱範圍6 0 5 a 。而該熱液態金屬係被該電磁泵6 1 5推入該腔室6 0 5之冷範圍6 0 5 b ,以使得該熱液 態金屬所夾帶的熱得以散開。最後,藉由該電磁泵6 1 7 將液態金屬送回該熱範圍6 0 5 a 。而該等腔室6 0 7 、 6 0 9及6 1 1係依上述液態金屬之循環方式,使得熱能 均勻的通過該等腔室(605 、607 、609及61 1 )。因此,該熱分散器6 0 1係能均勻地分散所產生的熱 ,亦即使得從該高功率密度設備所產生的熱能有效地藉由 該熱分散器6 0 1被均勻化。
請參閱第七圖所示,其係為電磁泵6 1 5應用在循環 液態金屬而進行熱擴散之原理。該電磁栗6 1 5包括一對 彼此相對設置之電極板7 0 5 ,且藉由一直流電產生電場 而通過該對電極板7 0 5。數個永久性磁鐵7 0 7係分別 彼此相對設置於該等電極板7 0 5之上下端。一管路7 0 9係用於夾帶液態金屬通過。該等永久性磁鐵7 0 7所產 生之磁場方向係垂直於該對電極板7 0 5所產生之電場方
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向。一電磁力 向(如 在 於保護 的影響 此須要 電磁阻 。如第 在該電 1臬、磁 在 聚合物 材料如 。而超 9的材 圖中箭 某些應 高功率 ,而使 選擇熱 擋罩以 七圖所 磁泵6 性合金 最佳實 材料所 鹤或錮 薄的鍍 料。 在液態金屬 頭所示)係 用上,熱分 密度設備不 得高功率密 分散器或高 進行阻擋電 示,電磁阻 1 5内部。 、或其它特 施例中,管 製成。鐵氟 也可以被使 紹或將鎳艘 上運作導致 垂直於電極 散器具有一 受到由電磁 度設備能發 功率密度設 磁輪射對局 擋罩7 1 0 該電磁阻擋 殊製程的高 路7 0 9係 龍係具有容 用來當作製 上鋁或銅亦 該液態金屬 板的磁場方 電磁阻擋罩 泵所產生之 揮其正常之 備其中之一 功率密度設 用於局限電 7 1 0係由 導磁性材料 由鐵氟龍或 易加工的優 作管路7 0 可作為製作 的流動方 向。 ’其係用 電磁輻射 功能。因 ,來使用 備之影響 磁輻射只 例如鋼、 所製成。 聚氨酯等 點。对火 9的材料 管路7 0
_ 在最佳實施例中,通過管路7 0 9之液態金屬係為鎵 ϋ 1因的合金。其最佳的組合係為6 5〜7 5 %的鎵及2 0 b %的鋼,而如錫、銅、辞及絲係以小百比的方式加 7合金中。其中之一最佳合金組合係為6 6 %的鎵、2 0 ^的銦、1 1 %的錫、1 %的的銅、1 %的鋅、及1 %的 該液態金屬係具有高熱傳導性、高電傳導性及高體積 熱各量。例如該液態金屬係可為水銀、鎵、鈉鉀共熔合金 (7 8 %的鈉及2 2 %的鉀)、鉍錫合金(5 8 %的鉍及
第12頁 200522313 五、發明說明(9) 4 2 %的錫)或鉍鉛合金(5 5 %的鉍及4 5 %的鉛)等 。以鉍為根基的合金可使在4 0〜1 4 0 ° C的高溫中, 而純鉍可使用在超過1 5 6 ° C的高溫中。 熱分散器之斷面形狀係可依據所需而改變。請參閱第 八圖所示,散分散器8 0 1係為圓形之斷面形狀,且區分 成四個腔室(803、805、807及809),且每
個腔室的斷面形狀係為四分之一圓。其熱範圍包括有8 0 3a 、805 a資807 a及8 09 a ,而電磁栗之作動 方式係與第六圖相似。熱液態金屬從範圍8 0 3 a被推出 ,且經過循環而將熱均勻地穿過腔室8 0 3 。請參閱第九 圖所示,其係為另一種具有六角形斷面積之熱分散器9 0 1 ,而所形成之六個腔室係具有正三角形之斷面積。其具 有一熱範圍9 0 3 a及,腔室9 0 3其係具有兩個分別與 腔室903兩端面909及911平行設置之電磁泵90 5及9 0 7。該等電磁泵9 0 5及9 0 7係用於使得液態 金屬能於腔室9 0 3内形成循環運作。依照上述之說明, 液態金屬在其它腔室内係以循環方式運作,以使得均勻的 熱能通過該熱分散器9 0 1 。且,在每個腔室内使用一個
電磁泵也能夠使得液態金屬形成循環運作,並使得均勻的 熱能通過該熱分散器9 0 1 。 請參閱第十圖所示,其係為本發明之另一實施例。熱 分散器6 0 1係具有四個熱電產生器(1 0 0 1 、1 0 0 3、1005及1007)。該熱電產生器1001之一 端係在熱範圍6 0 5 a與熱液態金屬接觸,而另一端係在
第13頁 200522313 五、發明說明(ίο) 冷範圍6 0 5 b與冷液態金屬接觸。因此在該熱電產生器 1001兩端係具有一溫度差,而該熱電產生器1〇〇1 係利用此溫度差來產生電力,而該電力係作為電磁泵6 1 5及6 1 7之動力來源。
該熱電產生器1 0 0 1係利用『席貝克效應』 (seebeck effect)來轉換位於熱分散器之熱範圍6 0 5 a及冷範圍605b間之溫度差,而成為電能。藉由熱電 產生器1 0 0 1所產生的電壓係依據熱範圍6 0 5 a及6 0 5 b間之溫度差。鉍(Bi )、石帝(Te )、銻(Sb )及硒 (Se )合金係為製造熱電產生器1 〇 〇 1之半導體構件的 材料。 在熱分散器中使用熱電產生器係用於趨動電磁泵運轉 。熱電產生器之性能係數為·· η = ε( ΔΤ/Τη) 其中熱流進熱端之電能比忽略不計,而ε係為熱力轉 換係數,ΛΤ係為冷熱端之溫度差,以及Th係為熱端之溫 度。慣用性的“/313/丁6/36及?13/丁6/36合金材料之£值係 為0. 1,而典型的冷熱端之溫度差大約為1 5 - 4 0 K。假設△
T二3 0 K,Th = 3 5 8 K,則熱電產生器之性能係數為0· 0 0 84 。如果高功率密度設備能供給1 0 0W,則熱電產生器所產生 之電能係為0 . 84 W,其係用於供給電磁泵而使之運轉。 本發明係應用液態金屬於熱分散器内產生循環,其係 有下列之優點: 第一,當液態金屬為熱的良導體時,液態金屬於熱分
第14頁 200522313 五、發明說明(11) 散器内循環係具有熱傳導及熱對流之優越性,這與習知由 銅或鋁所製之熱分散器只運用熱傳導不同。而使用本發明 之液態金屬亦優於習知使用水來進行之熱對流。 第二,本發明使用液態金屬,因此最大之傳熱性不會 像習知熱分散器一樣受限於蒸汽/液體之集結特性的影響 ,亦不會受像習知介於金屬表面與液體層,和介於金屬表 面與蒸汽間之界面阻力的影響。
第三,液態金屬係利用電磁泵來進行趨動,而不須依 靠外界之設備,因此具有無噪音、無振動及佔用體積小之 優點。 第四,熱電產生器係可用於趨動電磁泵來運轉,因此 不須借助外界的能源來趨動電磁泵。 綜上所述,本發明實已符合發明專利之要件,依法提 出申請。惟以上所揭露者,僅為本發明較佳實施例而已, 自不能以此限定本發明之權利範圍,因此依本發明申請範 圍所做之均等變化或修飾,仍屬本發明所涵蓋之範圍。尚 請審查委員撥冗細審,並盼早曰准予專利以勵發明,實感 德便。
第15頁 200522313 圖式簡單說明 [ 圖 式 簡 單 說 明 第 圖 係 習 知 -j-n. 置 於 功 率 密 度 設 備 上 之散熱 鰭 片 結 構 之 組 合 圖 〇 第 二 A 圖 係 〇 習 知 散 熱 鰭 片 結 構 之 溫 度 分 部不均 勻 之 示 意 圖 第 B 圖 係 習 知 散 熱 鰭 片 結 構 之 溫 度 分 部均勻 之 示 意 圖 〇 第 二 A 圖 係 習 知 功 率 密 度 ^rfL 5又 備 ^-rt δ又 置 於 嵌固板 上 且 散 敎 鰭 片 結 構 係 接 觸 於 功 率 密 度 設備之 組 合 圖 〇 第 二 B 圖 係 習 知 数 分 散 器 δ又 置 於 功 率 密度設 備 及 散 熱 鰭 片 結 構 之 間 之 組 合 圖 〇 第 四 圖 係 習 知 以 蒸 汽 腔 體 為 底 座 之 孰 分 散器之 示 意 圖 〇 第 五 圖 係 本發 明 散 埶 裝 置 及 其 熱 分 散 器 應用在 南 功 率 密 度 設 備 之 組 合 圖 〇 第 六 圖 係 本 發 明 軌 i 分 散 器 之 最 佳 實 施 例 之府視 圖 〇 第 七 圖 係 本 發 明 電 磁 泵 運 作 原 理 之 示 意 圖。 第 八 圖 係 本發 明 之 另 一 實 施 例 之 府 視 圖 〇 第 九 圖 係 本 發 明 之 另 二 實 施 例 之 府 視 圖 〇 第 十 圖 係 本 發 明 之 另 三 實 施 例 之 府 視 圖 〇 [ 圖 式 中 之 參 昭 號 數 ] 散 执 鰭 片 結 構 1 0 1 功 率 密 度設備 1 0 3 散 埶 Φ 鰭 片 結 構 2 0 1 散 執 鰭 片 結構 2 〇 5 高 功 率 密 度 設 備 3 0 1 傲 固 板 3 0 3 散 孰 鰭 片 結 構 3 0 5 数 分 散 器 3 0 7 献 ο、、 分 散 器 4 0 1 1¾ 功 率 密 度設備 4 0 3
第16頁
200522313 圖式簡單說明 散 鰭 片 結 構 4 表 面 4 内 襯 4 散 献 裝 置 5 南 功 率 密 度 設 備 5 腔 室 5 熱 分 散 器 6 腔 室 6 埶 範 圍 6 0 5 a 冷 車巳 圍 6 0 5 b 電 磁 泵 6 電 極 板 7 管 路 7 散 分 散 器 8 腔 室 8 孰 範 圍 8 0 3 a 孰 分 散 器 9 献 i 靶 圍 9 端 面 9 電 磁 泵 9 敎 電 產 生 器 1 0 0 1 0 5 0 7 、4 0 9 1 1 0 0 熱分散器 0 3 散熱鰭片結構 0 7 電磁栗 0 1 05、607、609 、607a、609a 、607 b、609b 1 5、6 1 7 0 5 永久性磁鐵 0 9 電磁阻擋罩 0 1 03、805、807 、805a、807a 0 1 腔室 0 3a 0 9、9 1 1 0 5、9 0 7 、1 0 0 3 、1 0 0 5 5 0 1 5 0 5
6 11a 6 11b 7 0 7 7 10 8 0 9 8 0 9 a 9 0 3 10 0 7
第17頁

Claims (1)

  1. 200522313 六、申請專利範圍 1 、一種熱分散器,其係用於將高功率密度設備所產生的 熱均勻地散開,該熱分散器包括有·· 至少一内含液態金屬之冷卻腔體,該液態金屬係循環 於該冷卻腔體内,並藉著該循環使得從高功率密度設備所 產生的熱得以散開而均勻地遍及該熱分散器。 2、 如申請專利範圍第1項所述之熱分散器,其中該 位於冷卻腔體内之液態金屬係為鎵和銦的合金。 3、 如申請專利範圍第1項所述之熱分散器,其中該 位於冷卻腔體内之液態金屬係為鎵、銦、水銀、鉍錫合金
    、铁錯合金、以及鈉斜共炼合金之任一選擇性組合。 4、 如申請專利範圍第1項所述之熱分散器,其中該 熱分散器進一步包括有安置於該冷卻腔體内之電磁泵,其 係用於使該液態金屬在該冷卻腔體内產生循環流動。 5、 如申請專利範圍第1項所述之熱分散器,其中該 其中該熱分散器進一步包括有數個安置於該冷卻腔體内之 電磁泵,其係用於使該液態金屬在該冷卻腔體内產生循環 流動。 6、 一種散熱裝置,其係用於將高功率密度設備所產 生的熱均勻地散開,該散熱裝置包括有:
    熱分散器,其係鄰近設置於該高功率密度設備上,該 熱分散器包括有: 數個内含液態金屬之冷卻腔體;以及 數個電磁泵,其係分別設置於該冷卻腔體内,用 以使得該液態金屬在冷卻腔體内產生循環;以及
    第18頁 200522313 六、申請專利範圍 散熱鰭片結構,其係與該熱分散器結合,用以將熱傳 遞至大氣中。 7、 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置,其中該 散熱裝置進一步包括有電磁阻擋罩,其係用以防止該高功 率密度設備受到電磁輕射之影響。 8、 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置,其中該 散熱裝置進一步包括有熱電產生器,其係用以趨動該電磁 泵運轉。
    9、 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置,其中該 熱分散器之斷面形狀係為圓形、矩形或六角形。 1 0、如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置,其中 該熱分散器係具有四個冷卻腔體。 1 1 、如申請專利範圍第1 0項所述之散熱裝置,其 中該熱分散器係具有八個環繞該熱分散器中央且倆倆對稱 之電磁粟。 1 2、一種散熱裝置,其係用於將高功率密度設備所 產生的熱均勻地散開,該散熱裝置包括有: 熱分散器,其係鄰近設置於該高功率密度設備上,該 熱分散器包括有:
    至少一内含液態金屬之冷卻腔體; 至少一電磁泵,其係設置於該冷卻腔體内,用以 使得該液態金屬在冷卻腔體内產生循環;以及 熱電產生器,其係用以趨動該電磁泵運轉;以及 散熱鰭片結構,其係與該熱分散器結合,用以將熱傳
    第19頁 200522313 六、申請專利範圍 遞至大氣中。 1 3 、如申請專利範圍第1 2項所述之散熱裝置,其 中該熱分散器之斷面形狀係為圓形、矩形或六角形。 1 4、如申請專利範圍第1 2項所述之散熱裝置,其 中該熱分散器係具有四個冷卻腔體。 1 5 、如申請專利範圍第1 2項所述之散熱裝置,其 中該熱分散器係具有八個環繞該熱分散器中央且倆倆對稱 之電磁豕。
    第20頁
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI685931B (zh) * 2015-06-04 2020-02-21 美商瑞西恩公司 用於積體電路和裝置層級冷卻的微管

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003096387A2 (en) * 2002-05-08 2003-11-20 Phoseon Technology, Inc. High efficiency solid-state light source and methods of use and manufacture
WO2005061972A1 (en) * 2002-12-06 2005-07-07 Nanocoolers, Inc. Cooling of electronics by electrically conducting fluids
US20040234379A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Nanocoolers, Inc. Direct current magnetohydrodynamic pump configurations
US20040234392A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Nanocoolers Inc. Magnetohydrodynamic pumps for non-conductive fluids
TWI229583B (en) * 2003-08-03 2005-03-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Liquid-cooled heat sink device
US7082031B2 (en) * 2003-09-30 2006-07-25 Intel Corporation Heatsink device and method
WO2005043954A2 (en) * 2003-10-31 2005-05-12 Phoseon Technology, Inc. Series wiring of highly reliable light sources
US7819550B2 (en) * 2003-10-31 2010-10-26 Phoseon Technology, Inc. Collection optics for led array with offset hemispherical or faceted surfaces
US7116555B2 (en) * 2003-12-29 2006-10-03 International Business Machines Corporation Acoustic and thermal energy management system
US20050150536A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Nanocoolers, Inc. Method for forming a monolithic thin-film thermoelectric device including complementary thermoelectric materials
US20050150539A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Nanocoolers, Inc. Monolithic thin-film thermoelectric device including complementary thermoelectric materials
US20050150537A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Nanocoolers Inc. Thermoelectric devices
US20050160752A1 (en) * 2004-01-23 2005-07-28 Nanocoolers, Inc. Apparatus and methodology for cooling of high power density devices by electrically conducting fluids
US20050189089A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Nanocoolers Inc. Fluidic apparatus and method for cooling a non-uniformly heated power device
EP1754259B1 (en) * 2004-03-18 2019-07-17 Phoseon Technology, Inc. Direct and indirect cooling of leds
WO2005091392A1 (en) 2004-03-18 2005-09-29 Phoseon Technology, Inc. Micro-reflectors on a substrate for high-density led array
EP1743384B1 (en) * 2004-03-30 2015-08-05 Phoseon Technology, Inc. Led array having array-based led detectors
EP1756876B1 (en) * 2004-04-12 2011-03-30 Phoseon Technology, Inc. High density led array
WO2005100961A2 (en) * 2004-04-19 2005-10-27 Phoseon Technology, Inc. Imaging semiconductor strucutures using solid state illumination
WO2005109613A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Negenco Aps An electromagnetic pump and use thereof
US7348665B2 (en) * 2004-08-13 2008-03-25 Intel Corporation Liquid metal thermal interface for an integrated circuit device
US20060045755A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Dell Products L.P. Information handling system including AC electromagnetic pump cooling apparatus
US7342787B1 (en) 2004-09-15 2008-03-11 Sun Microsystems, Inc. Integrated circuit cooling apparatus and method
US20060073023A1 (en) * 2004-09-17 2006-04-06 Nanocoolers, Inc. Integrated electromagnetic pump and power supply module
US20060073024A1 (en) * 2004-09-17 2006-04-06 Nanocoolers, Inc. Series gated secondary loop power supply configuration for electromagnetic pump and integral combination thereof
US20060076046A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Nanocoolers, Inc. Thermoelectric device structure and apparatus incorporating same
US7293416B2 (en) * 2004-12-23 2007-11-13 Nanocoolers, Inc. Counterflow thermoelectric configuration employing thermal transfer fluid in closed cycle
US7296417B2 (en) * 2004-12-23 2007-11-20 Nanocoolers, Inc. Thermoelectric configuration employing thermal transfer fluid flow(s) with recuperator
US7475551B2 (en) 2004-12-23 2009-01-13 Nanocoolers, Inc. System employing temporal integration of thermoelectric action
KR101288758B1 (ko) * 2004-12-30 2013-07-23 포세온 테크날러지 인코퍼레이티드 산업 공정에서 광원을 사용하는 시스템 및 방법
US7614445B2 (en) * 2005-12-21 2009-11-10 Sun Microsystems, Inc. Enhanced heat pipe cooling with MHD fluid flow
US7245495B2 (en) * 2005-12-21 2007-07-17 Sun Microsystems, Inc. Feedback controlled magneto-hydrodynamic heat sink
US7642527B2 (en) * 2005-12-30 2010-01-05 Phoseon Technology, Inc. Multi-attribute light effects for use in curing and other applications involving photoreactions and processing
US7870893B2 (en) * 2006-04-06 2011-01-18 Oracle America, Inc. Multichannel cooling system with magnetohydrodynamic pump
US8232091B2 (en) 2006-05-17 2012-07-31 California Institute Of Technology Thermal cycling system
US20080029244A1 (en) * 2006-08-02 2008-02-07 Gilliland Don A Heat sinks for dissipating a thermal load
US7915527B1 (en) 2006-08-23 2011-03-29 Rockwell Collins, Inc. Hermetic seal and hermetic connector reinforcement and repair with low temperature glass coatings
US8617913B2 (en) 2006-08-23 2013-12-31 Rockwell Collins, Inc. Alkali silicate glass based coating and method for applying
US8637980B1 (en) 2007-12-18 2014-01-28 Rockwell Collins, Inc. Adhesive applications using alkali silicate glass for electronics
US8166645B2 (en) * 2006-08-23 2012-05-01 Rockwell Collins, Inc. Method for providing near-hermetically coated, thermally protected integrated circuit assemblies
US8084855B2 (en) * 2006-08-23 2011-12-27 Rockwell Collins, Inc. Integrated circuit tampering protection and reverse engineering prevention coatings and methods
US8174830B2 (en) * 2008-05-06 2012-05-08 Rockwell Collins, Inc. System and method for a substrate with internal pumped liquid metal for thermal spreading and cooling
US8581108B1 (en) 2006-08-23 2013-11-12 Rockwell Collins, Inc. Method for providing near-hermetically coated integrated circuit assemblies
US8076185B1 (en) 2006-08-23 2011-12-13 Rockwell Collins, Inc. Integrated circuit protection and ruggedization coatings and methods
US7408778B2 (en) * 2006-09-11 2008-08-05 International Business Machines Corporation Heat sinks for dissipating a thermal load
US7672129B1 (en) 2006-09-19 2010-03-02 Sun Microsystems, Inc. Intelligent microchannel cooling
US7436059B1 (en) 2006-11-17 2008-10-14 Sun Microsystems, Inc. Thermoelectric cooling device arrays
WO2009058269A1 (en) * 2007-10-29 2009-05-07 Jan Vetrovec Heat transfer device
US8363189B2 (en) * 2007-12-18 2013-01-29 Rockwell Collins, Inc. Alkali silicate glass for displays
US8616266B2 (en) * 2008-09-12 2013-12-31 Rockwell Collins, Inc. Mechanically compliant thermal spreader with an embedded cooling loop for containing and circulating electrically-conductive liquid
US8650886B2 (en) 2008-09-12 2014-02-18 Rockwell Collins, Inc. Thermal spreader assembly with flexible liquid cooling loop having rigid tubing sections and flexible tubing sections
US8017872B2 (en) * 2008-05-06 2011-09-13 Rockwell Collins, Inc. System and method for proportional cooling with liquid metal
US8205337B2 (en) * 2008-09-12 2012-06-26 Rockwell Collins, Inc. Fabrication process for a flexible, thin thermal spreader
US8221089B2 (en) * 2008-09-12 2012-07-17 Rockwell Collins, Inc. Thin, solid-state mechanism for pumping electrically conductive liquids in a flexible thermal spreader
US10012375B1 (en) 2008-05-20 2018-07-03 Nader Salessi Modular LED lamp
US8230690B1 (en) * 2008-05-20 2012-07-31 Nader Salessi Modular LED lamp
US8522570B2 (en) * 2008-06-13 2013-09-03 Oracle America, Inc. Integrated circuit chip cooling using magnetohydrodynamics and recycled power
DE102008040281A1 (de) * 2008-07-09 2010-01-14 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung von Bauteilen
US20100071883A1 (en) * 2008-09-08 2010-03-25 Jan Vetrovec Heat transfer device
US8119040B2 (en) 2008-09-29 2012-02-21 Rockwell Collins, Inc. Glass thick film embedded passive material
US8910706B2 (en) * 2009-02-05 2014-12-16 International Business Machines Corporation Heat sink apparatus with extendable pin fins
CN202830041U (zh) * 2009-04-03 2013-03-27 Illumina公司 用于加热生物样本的设备
US8987685B2 (en) * 2009-09-09 2015-03-24 Pcr Max Limited Optical system for multiple reactions
FR2984074B1 (fr) * 2011-12-13 2014-11-28 Hispano Suiza Sa Dispositif electronique avec refroidissement par spreader a metal liquide
KR101367021B1 (ko) * 2012-05-23 2014-02-24 삼성전기주식회사 전력 모듈용 방열 시스템
US9435915B1 (en) 2012-09-28 2016-09-06 Rockwell Collins, Inc. Antiglare treatment for glass
CN104427090A (zh) * 2013-08-21 2015-03-18 中兴通讯股份有限公司 一种移动终端设备及其液态金属散热方法
US9894802B2 (en) * 2014-05-29 2018-02-13 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Passive system of powering and cooling with liquid metal and method thereof
US20170321966A1 (en) * 2014-12-03 2017-11-09 Ge Intelligent Platforms, Inc. Combined energy dissipation apparatus and method
US10231364B2 (en) 2016-10-24 2019-03-12 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fluidly cooled power electronics assemblies having a thermo-electric generator
CN108133918B (zh) * 2018-02-11 2024-04-26 中国科学院工程热物理研究所 微槽群散热器
US10431524B1 (en) * 2018-04-23 2019-10-01 Asia Vital Components Co., Ltd. Water cooling module
US10866038B2 (en) * 2018-10-25 2020-12-15 United Arab Emirates University Heat sinks with vibration enhanced heat transfer for non-liquid heat sources
CN109742060A (zh) * 2019-01-18 2019-05-10 天津城建大学 一种组合低熔点合金的相变散热结构

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5184211A (en) * 1988-03-01 1993-02-02 Digital Equipment Corporation Apparatus for packaging and cooling integrated circuit chips
US5943211A (en) * 1997-04-18 1999-08-24 Raytheon Company Heat spreader system for cooling heat generating components
US6021844A (en) * 1998-06-03 2000-02-08 Batchelder; John Samuel Heat exchange apparatus
US6175495B1 (en) * 1998-09-15 2001-01-16 John Samuel Batchelder Heat transfer apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI685931B (zh) * 2015-06-04 2020-02-21 美商瑞西恩公司 用於積體電路和裝置層級冷卻的微管

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