DE112004002172T5

DE112004002172T5 - Mikropin-Wärmetauscher

Info

Publication number: DE112004002172T5
Application number: DE112004002172T
Authority: DE
Inventors: Ravi Phoenix Prasher
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-09-14
Also published as: CN1879214A; TW200520675A; CN100477181C; US7365980B2; TWI301744B; KR20060085956A; KR100830253B1; HK1098877A1; US7498672B2; US20050105272A1; WO2005050737A1; US20050104200A1

Abstract

Vorrichtung mit:
– einem Substrat; und
– einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über dem Substrat angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Kühlen von elektronischen Vorrichtungen und Systemen und insbesondere, aber nicht ausschließlich auf eine Mikrokühltechnik.
Hintergrundinformationen
Wenn elektronische Einrichtungen leistungsvoller und kleiner (d.h. dichter gepackt werden), kann die durch diese elektronischen Einrichtungen verbrauchte Energie eine große Menge von erzeugter Wärme ergeben. Die durch diese elektronischen Einrichtungen erzeugte Wärme kann nachteilig für die Funktion der elektronischen Einrichtungen sein. Demgemäß besteht ein allgemeines Bedürfnis in Verbindung mit elektronischen Einrichtungen in einer Wärmeabfuhr.
Beispielsweise kann eine elektronische Einrichtungen ein integriertes Schaltungs(IC)-Plättchen enthalten. Eine thermische Lösung kann thermisch mit dem IC-Plättchen verbunden sein, um eine Abfuhr von Wärme vom IC-Plättchen zu erleichtern. Im Allgemeinen kann die thermische Lösung in der Gestalt einer Wärmesenke mit einer Anzahl von Rippen oder Kanälen sein (d.h. eine passive Lösung). Wenn Luft die Rippen oder Kanäle passiert, kann Wärme vom IC-Plättchen über die Rippen oder Kanäle zur Umgebungsluft übertragen werden. Alternativ kann eine aktive Lösung in der Form eines Zwangsflusses über die Rippen oder Kanäle sein. Jedoch ergibt eine Verwendung von Rippen oder Kanälen aufgrund von verschiedenen Effekten, wie beispielsweise, Schwankungen in einer Wärmeerzeugung von verschiedenen Bereichen auf dem IC-Plättchen, aber nicht darauf beschränkt, keine wirkungsvolle und einheitliche Abfuhr von Wärme vom IC-Plättchen.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung werden beispielhaft und nicht einschränkend in den Figuren der Zeichnung veranschaulicht, in denen dieselben Bezugszeichen ähnliche Elemente anzeigen. Es zeigen:
1a bis 1b eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein Verfahren zur Herstellung von Mikropins gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
4 eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
5 eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
6a bis 6b eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß verschiedene Ausführungsbeispielen; und
7a bis 7b eine thermische Mikropinlösung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Genaue Beschreibung
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche Ausführungsbeispiele beschrieben. Jedoch wird der Fachmann erkennen, daß die zahlreichen Ausführungsbeispiele ohne eine oder mehrere bestimmte Einzelheiten oder mit anderen Verfahren, Materialien, Komponenten, usw. angewendet werden können. In anderen Beispielen sind wohlbekannte Strukturen, Materialien oder Funktionen nicht genau gezeigt oder beschrieben, um ein Unklarmachen von Gesichtspunkten zahlreicher Ausführungsbeispiele der Erfindung zu vermeiden. Ähnlich sind zum Zweck der Erklärung bestimmte Zahlen, Materialien und Konfigurationen dargelegt, um ein tiefes Verständnis der Erfindung zu schaffen. Nichtsdestotrotz kann die Erfindung ohne die bestimmten Einzelheiten verwirklicht werden. In anderen Beispielen sind wohlbekannte Merkmale weggelassen oder vereinfacht, um die Erfindung nicht unklar zu machen. Weiterhin ist verständlich, daß die in den Figuren gezeigten zahlreichen Ausführungsbeispiele veranschaulichende Darstellungen und nicht notwendigerweise im Maßstab gezeichnet sind.
In der Beschreibung bedeutet ein Bezug auf „ein (Zahl) Ausführungsbeispiel" oder „ein (unbestimmtes) Ausführungsbeispiel", daß ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur, ein Material oder eine Eigenschaft, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, in zumindest einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten ist. Somit bezieht sich das Erscheinen der Ausdrücke „in einem (Zahl) Ausführungsbeispiel" oder „in einem (unbestimmten) Ausführungsbeispiel an zahlreichen Orten in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise auf dasselbe Ausführungsbeispiel der Erfindung. Weiterhin können die bestimmten Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften auf irgendeine geeignete Weise in einem oder mehreren Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
Es werden zahlreiche Funktionen als eine Vielzahl diskreter Funktionen nacheinander auf eine Weise beschrieben, die für das Verständnis der Erfindung am hilfreichsten ist. Jedoch sollte die Reihenfolge der Beschreibung nicht interpretiert werden, zu unterstellen, daß diese Funktionen notwendigerweise reihenfolgeabhängig sind. Insbesondere müssen diese Funktionen nicht in der Reihenfolge der Darstellung durchgeführt werden.
Die 1a bis 1b veranschaulichen eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 1a ist eine seitliche Ansicht der Vorrichtung 100 veranschaulicht. In 1a enthält die Vorrichtung 100 ein Substrat 102 und eine Anzahl von Mikropins 104. 1b veranschaulicht eine Draufsicht der Vorrichtung 100. Demgemäß sind, wie in 1 b gezeigt, die Mikropins gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat 102 angeordnet.
Gemäß 1b können die Mikropins 104 angeordnet sein, einen vorbestimmten Raum zwischen den Mikropins 104 auszubilden. Wie genauer beschrieben, kann der vor bestimmte Raum zumindest teilweise auf dem Material basieren, das durch den Raum fließt, wie beispielsweise Wasser in flüssiger Form, aber nicht darauf beschränkt. Weiter vereinfachen die in dem in 1b gezeigten pixelähnlichen Muster angeordneten Mikropins 104 einen Fluß von Material in allen Richtungen, wie beispielsweise in zumindest zwei Richtungen (z.B. die x-Richtung und die y-Richtung), wie in 1b gezeigt, aber nicht darauf beschränkt.
In dem in 1a gezeigten, veranschaulichten Ausführungsbeispiel können die Mikropins 104 aus dem Substrat 102 gebildet sein. Das heißt, es können verschiedene Ätzverfahren verwendet werden, um die Mikropins 104 aus dem Substrat 102 zu bilden, wie beispielsweise tiefes reaktives Ionenätzen (DRIE), Nassätzen, Feinstzerspanung, und dergleichen, aber nicht darauf beschränkt. Demgemäß können die Mikropins 104 aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein, wie beispielsweise Silizium, aber nicht darauf beschränkt. Alternativ können die Mikropins 104 auf dem Substrat 102 gebildet und angeordnet sein. Das heißt, die Mikropins 104 können aus einer Vielzahl von Materialien und Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise Metalle (z.B. Kupfer) und Feinstzerspanungsverfahren, aber nicht darauf beschränkt, und nachfolgend auf das Substrat aufgebracht werden. Zusätzlich kann das Substrat 102 ein integriertes Schaltungs(IC)-Plättchen sein. Alternativ kann das Substrat 102 thermisch mit einem IC-Plättchen verbunden sein.
Die thermische Energie (d.h. Wärme) von dem Substrat kann zu den Mikropins übertragen werden. Da in einem Ausführungsbeispiel die Mikropins 104 auf dem Substrat 102 gebildet sind, können die Mikropins 104 thermisch mit dem IC-Plättchen verbunden sein, und die Mikropins 104 wiederum erleichtern eine Übertragung von Wärme zum Material in erheblichem Kontakt mit den Mikropins 104. Alternativ können die Mikropins 104 thermisch mit dem Substrat verbunden sein, das wiederum thermisch mit einem IC-Plättchen verbunden sein kann. Das heißt, effektiv sind die Mikropins 104 thermisch mit dem IC-Plättchen verbunden.
2 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung von Mikropins gemäß einem Ausführungsbeispiel. In 2 ist eine Seitenansicht eines Substrats 202 gezeigt. Das Substrat 202 kann aus einem geeigneten Material hergestellt sein, um eine Wärmeübertragung zu erleichtern, wie beispielsweise siliziumbasiertes Material und ein metallbasiertes Material (z.B. Silizium, Kupfer, usw.), aber nicht darauf beschränkt. Es können verschiedene Ätzverfahren auf das Substrat 202 angewendet werden, wie beispielsweise DRIE, Nassätzen, Feinstzerspanung, und so weiter, aber nicht darauf beschränkt. Als ein Ergebnis des Ätzvorgangs kann eine Anzahl von Mikropins 204 aus dem Substrat 202 gebildet sein.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel kann zusammen mit den Mikropins 204 eine Seitenwand 206 gebildet sein. Wie genauer beschrieben werden wird, vereinfacht in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Seitenwand 206 ein wesentliches Einschließen der Mikropins 204 innerhalb eine Einrichtung, um eine Wärmeabfuhr von einem integrierten Schaltungs(IC)-Plättchen zu erleichtern, und eine Bedeckung kann weiterhin das Einschließen der Mikropins 204 vereinfachen.
3 veranschaulicht eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. In 3 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung 300 veranschaulicht. Die Vorrichtung 300 enthält ein Substrat 302 und eine Anzahl von Mikropins 304 ähnlich der in 1a bis 1b gezeigten Vorrichtung. Jedoch enthält, wie in 3 veranschaulicht, die Vorrichtung 300 eine zwischen den Mikropins 304 und dem Substrat 302 angeordnete Schnittstellenschicht 306.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schnittstellenschicht 306 aus einem Material sein, um eine strukturelle Unterstützung für die Mikropins 304 zu bilden und eine thermische Verbindung zu erleichtern, wie beispielsweise einer Diamantschicht, aber nicht darauf beschränkt. Wie vorhergehend beschrieben, können die Mikropins 304 aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein und demgemäß kann die Schnittstellenschicht eine strukturelle Unterstützung für die Mikropins 304 ausbilden und eine thermische Verbindung (z.B. Wärmeübertragung) vom Substrat 302 zu den Mikropins 304 zu erleichtern. Hier kann das Substrat wieder ein IC-Plättchen oder ein Substrat sein, das thermisch mit einem IC-Plättchen verbunden sein kann.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Schnittstellenschicht 306 aus einem lötbaren Material mit verschiedenen thermischen Eigenschaften hergestellt sein, wie beispielsweise Kupfer (Cu), Gold (Au), Nickel (Ni), Aluminium (Al), Titan (Ti), Tantal (Ta), Silber (Ag), Platin (Pt) und irgendeiner Kombination daraus, aber nicht darauf beschränkt. Demgemäß können in einem Ausführungsbeispiel die Mikropins 304 aus einem Metallmaterial hergestellt sein, wie beispielsweise Kupfer, aber nicht darauf beschränkt.
Weiterhin Bezug nehmend auf 3 sollte für den Fachmann erkennbar sein, daß zusätzlich zum Schnittstellenmaterial 306 verschiedene anhaftende Materialien (nicht gezeigt) zwischen den Mikropins 304 und dem Substrat 302 verwendet werden können.
4 veranschaulicht eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. In 4 ist eine Querschnittansicht der Vorrichtung mit einer Einrichtung 400 veranschaulicht. Die Einrichtung 400 enthält ein Substrat 402 und eine Anzahl von Mikropins 404. Wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, bildet das Substrat 402 eine Unterseite der Einrichtung 400. Zusätzlich enthält die Einrichtung 400 eine Wand 406, die die Mikropins 404 im Wesentlichen umgibt. Weiter ergibt eine über den Mikropins 404 angeordnete Bedeckung 408, daß die Mikropins 404 im Wesentlichen in der Einrichtung 400 eingeschlossen sind.
Die Mikropins 404 und die Seitenwand 406 können beide aus dem Substrat 402 gebildet sein, wie vorhergehend in 2 beschrieben. Die Bedeckung 408 kann an den Mikropins 404 mittels verschiedener Befestigungsverfahren befestigt sein, wie beispielsweise Löten, Kleben, anodisches Kleben, thermisches Druckkleben, und so weiter, aber nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann die Bedeckung aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise acrylbasiertem Material (z.B. Plexiglas^® von Rohm & Haas Corporation of Philadelphia, PA), aber nicht darauf beschränkt.
Die Einrichtung 400 besitzt einen Einlaß 410 und einen Auslaß 412. Wie genau beschrieben wird, erleichtern der Einlaß 410 und der Auslaß 412 einen Fluß von Material durch die Mikropins 404. Zusätzlich ist in 4 eine Schnittstellenschicht 414 zwischen der Bedeckung 406 und den Mikropins 404 gezeigt. Die Schnittstellenschicht 414 kann irgendeine Art von Schicht sein, die eine Abdichtung zwischen der Bedeckung 406 und den Mikropins 404 erleichtern kann. Demgemäß kann die Schnittstellenschicht 414 aus einem lötbaren Material, anhaftenden Material oder einer Kombination daraus sein.
5 veranschaulicht eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. In 5 ist eine Querschnittansicht einer Vorrichtung mit einer Einrichtung 500 veranschaulicht. Die Einrichtung 500 enthält ein Substrat 502 und eine Anzahl von Mikropins 504. Wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, bildet das Substrat 502 eine Unterseite der Einrichtung 500. Zusätzlich enthält die Einrichtung 500 eine Wand 506, die die Mikropins 504 im Wesentlichen umgibt, ähnlich der in 4 gezeigten Einrichtung. Jedoch besitzt in dem in 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine Bedeckung 508 die auf der Bedeckung 508 gebildeten Mikropins 504. Hier sind wieder die Mikropins 504 im Wesentlichen in der Einrichtung 500 eingeschlossen.
Die Einrichtung 500 besitzt einen Einlaß 510 und einen Auslaß 512. Wie genau beschrieben wird, vereinfachen der Einlaß 510 und der Auslaß 512 einen Fluß von Material durch die Mikropins 504. Zusätzlich ist eine Schnittstellenschicht 514 zwischen den Mikropins 504 und dem Substrat 502 gezeigt. Die Schnittstellenschicht 514 kann irgendeine Art von Schicht sein, die eine Abdichtung zwischen den Mikropins 504 und dem Substrat 502 erleichtert. Demgemäß kann die Schnittstellenschicht 514 aus einem lötbaren Material, anhaftenden Material oder einer Kombination daraus sein.
Wie vorhergehend erwähnt, kann die Bedeckung 508 mit den Mikropins 504 aus irgendeinem Material sein, wie beispielsweise Silizium und Metall, aber nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel die Bedeckung 508 mit den Mikropins 504 wie in 2 beschrieben ausgebildet werden (d.h. verschiedene Ätzverfahren).
In den 1 bis 5 kann die Anzahl von Mikropins in dem pixelährilichen Muster angeordnet sein, wie in 1b gezeigt. Zusätzlich kann, wie vorhergehend beschrieben, das Substrat ein IC-Plättchen sein. Alternativ kann das Substrat ein Substrat sein, das thermisch mit einem IC-Plättchen verbunden ist. Es sollte für den Fachmann erkennbar sein, daß das Substrat und die Mikropins thermisch über verschiedene thermische Schnittstellenmaterialien (TIMs) verbunden sein können.
In einem Ausführungsbeispiel kann jeder der Mikropins die folgenden ungefähren Gesamtausmaße besitzen: 50 Mikrometer breit, 50 Mikrometer dick und 300 Mikrometer hoch. Gemäß 1b kann in einer beispielhaften Anordnung der Abstand ungefähr 50 Mikrometer betragen und das Substrat kann ungefähre Ausmaße von 1 Zentimeter mal 1 Zentimeter besitzen. Demgemäß kann in der beispielhaften Anordnung die Anzahl von Pins ungefähr 10000 Mikropins betragen.
Verschiedene thermische und mechanische Erwägungen können einen Auswirkung auf das für die Schnittstellenschicht und/oder die anhaftende Schicht (nicht gezeigt) verwendete Material haben. Beispielsweise können thermische Erwägungen Erwägungen des thermischen Ausdehnungskoeffizienten(CTE), der thermischen Leitfähigkeit und dergleichen enthalten. Einige mechanische Erwägungen können Belastbarkeit, Stärke und dergleichen enthalten. Weiter können die Mikropins 104 in verschiedenen Ausführungsbeispielen irgendeine Art von Form besitzen, wie beispielsweise eine einfache geometrische Form und eine komplexe geometrische Form, aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Mikropins 104 zylindrisch, rechteckig, usw. sein, einschließlich Formen ohne Symmetrie.
Die 6a bis 6b veranschaulichen eine Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. In 6a ist eine Querschnittansicht eine elektronischen Systems 600 mit Vorrichtungen veranschaulicht, die repräsentativ für die in den 1 bis 5 gezeigten Vorrichtungen mit Mikropins 602 sein können. Das elektronische System 600 ist mit direkt auf der Oberseite eines IC-Plättchens 604 angeordneten Mikropins gezeigt (d.h. die Mikropins 602 sind thermisch mit dem IC-Plättchen 604 verbunden). Das IC-Plättchen 604 kann über eine Anzahl von Lothöckern 608 mit einem Substrat 606 elektrisch verbunden sein. Das Substrat 606 kann über Lotkugeln 612 mit einer Verdrahtungsleiterplatte 610 elektrisch verbunden werden. Demgemäß kann durch das IC-Plättchen 604 erzeugte Wärme zu den Mikropins 602 übertragen werden.
Nun zu 6b zukehrend, ist in 6b eine Querschnittansicht eines elektronischen Systems 620 mit einer Vorrichtung 620 gezeigt, die repräsentative für die in den 1 bis 5 gezeigten Vorrichtungen mit Mikropins 602 ist. In 6b sind die Mikropins 602 thermisch mit einem Substrat 622 verbunden gezeigt, das wiederum thermisch mit einem IC-Plättchen 624 verbunden ist. Wie in 6 gezeigt, kann eine Schnittstellenschicht 626 zwischen dem Substrat 622 und dem IC-Plättchen 624 angeordnet sein. Wie vorstehend erwähnt, kann die Schnittstellenschicht 626 eine TIM sein, die eine thermische Verbindung des Substrats 622 mit dem IC-Plättchen 626 erleichtert, wodurch eine Wärmeübertragung vom IC-Plättchen 626 zu den Mikropins 602 erleichtert ist.
Weiterhin auf 6b bezugnehmend ist die Vorrichtung 620 thermisch mit dem IC-Plättchen 622 verbunden gezeigt. Das IC-Plättchen kann über Lothöcker 608 mit dem Substrat 606 elektrisch verbunden sein. Das Substrat 606 kann über Lotkugeln 612 elektrisch mit der Verdrahtungsleiterplatte 610 verbunden sein. Hier kann wieder die durch das IC-Plättchen 622 erzeugte Wärme zu den Mikropins 602 übertragen werden, da effektiv die Mikropins 602 mit dem IC-Plättchen 622 thermisch verbunden sein können.
Wie in den 6a bis 6b gezeigt, sind die Mikropins 602 im Wesentlichen in der Einrichtung 600 & 620 eingeschlossen. Wie jedoch vorhergehend beschrieben, müssen die Mikropins 602 nicht im Wesentlichen eingeschlossen sein (siehe 1 bis 3). Zusätzlich kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Verdrahtungsleiterplatte 610 verschiedene mit ihr elektrisch verbundene Einrichtungen besitzen, wie beispielsweise eine Speichereinrichtung (z.B. eine Flash-Speichereinrichtung), aber nicht aus diese beschränkt.
Die 7a bis 7b veranschaulichen eine thermische Mikropinlösung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. In 7a ist eine Draufsicht einer Vorrichtung 700 gezeigt, die repräsentativ für die in den 4 bis 6 gezeigten Vorrichtungen ist. Demgemäß besitzt die Vorrichtung die Anzahl von Mikropins 404 & 504, die im Wesentlichen in der Einrichtung 400 & 500 eingeschlossen sind. Zusätzlich besitzt die Einrichtung 400 & 500 den Einlaß 410 & 510 und den Auslaß 412 & 512. Wie gezeigt, sind die Mikropins 404 & 504 in dem pixelähnlichen Muster angeordnet, wie vorstehend beschrieben.
Nun bezugnehmend auf 7b kann die Vorrichtung 700 in einem Wärmetauschersystem enthalten sein. In 7b ist eine vereinfachte Ansicht eines Wärmetauschersystems 720 gezeigt. Das Wärmetauschersystem 720 enthält die Vorrichtung 700, eine Pumpe 722 und einen Wärmetauscher 724.
Wie vorhergehend beschrieben, besitzt die Vorrichtung 700 den Einlaß 410 & 510 und den Auslaß 412 & 512. Die Pumpe 722 besitzt einen Einlaß 726 und einen Auslaß 728. Der Wärmetauscher 724 besitzt einen Einlaß 730 und einen Auslaß 732. Wie in 7 gezeigt, kann der Auslaß der Pumpe 728 mit dem Einlaß 410 & 510 der Vorrichtung 700 (d.h. der Einrichtung) verbunden sein, um eine Übertragung von Material zu erleichtern (d.h. materialübertragbar verbunden). Der Einlaß 726 der Pumpe 728 kann materialübertragbar mit dem Auslaß 732 des Wärmetauschers 724 verbunden sein. Der Auslaß 412 & 512 kann materialübertragbar mit dem Einlaß 730 des Wärmetauschers 724 verbunden sein.
Wie in 7b gezeigt, kann ein Material, wie beispielsweise flüssiges Wasser, aber nicht darauf beschränkt, zu der Vorrichtung 700 gepumpt werden. Die thermisch mit einem IC-Plättchen verbundenen Mikropins erleichtern eine Wärmeübertragung zum flüssigen Wasser. Wenn mehr Wärme zum flüssigen Wasser übertragen wird, kann das flüssige Wasser Dampf werden. Weiter erleichtert, da verschiedene Bereiche des IC-Plättchens verschiedene Mengen von Wärme erzeugen, eine Verwendung von Mikropins und die Weise, in die die Mikropins angeordnet sind, eine einheitliche Kühlung des IC-Plättchens.
Die Pumpe 722 und der Wärmetauscher 724 können irgendeine Art Pumpe und Wärmetauscher sein, wie beispielsweise eine elektroosmotische Pumpe, aber nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann das für das Wärmetauschersystem 720 verwendete Material irgendein Material, wie beispielsweise Flüssigkeit, Gas oder Nanapartikel sein, aber ist nicht darauf beschränkt.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel gemäß 7b führt die Pumpe 722 Material zur Vorrichtung 700 zu. Die Vorrichtung erleichtert eine Abfuhr von Wärme von einem IC-Plättchen, wie vorstehend beschrieben. Der Wärmetauscher 724 empfängt das erwärmte Material und entfernt die Wärme zu einer anderen (nicht gezeigten) Wärmesenke. Es ist erkennbar, daß verschiedene Komponenten des Wärmetauschersystems 720 nicht gezeigt sind, um die Ausführungsbeispiele der Erfindung nicht unklar zu machen. Beispielsweise gibt es verschiedene Ventile, Abdichtungen, und so weiter.
Nachdem die Prinzipien der Erfindung unter Bezugnahme auf die veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschrieben und veranschaulicht wurden, ist erkennbar, daß die veranschaulichten Ausführungsbeispiele in der Anordnung und Einzelheiten modifiziert werden können, ohne von derartigen Prinzipien abzuweichen. Obwohl die vorstehenden Diskussion sich auf bestimmte Ausführungsbeispiele fokussierte, werden andere Konfigurationen in Erwägung gezogen. Insbesondere, auch, wenn hier Ausdrücke wie „in einem Ausführungsbeispiel", „in einem anderen Ausführungsbeispiel" oder dergleichen verwendet werden, bedeuten diese Ausdrücke einen allgemeinen Bezug auf Ausführungsbeispielkonfigurationen und sind nicht als Einschränkung der Erfindung auf bestimmte Ausführungsbeispielkonfigurationen beabsichtigt. In der Verwendung hier können sich diese Begriffe auf dieselben oder verschiedene Ausführungsbeispiele beziehen, die in anderen Ausführungsbeispielen kombinierbar sind.
Somit kann aus der vorstehenden Beschreibung ersehen werden, daß eine neue Vorrichtung mit einer thermischen Mikropinlösung beschrieben wurde.
Die vorstehende Beschreibung veranschaulichter Ausführungsbeispiele der Erfindung einschließlich der Zusammenfassung soll nicht vollständig oder zur Einschränkung der Erfindung auf bestimmte offenbarte Formen sein. Während bestimmte Ausführungsbeispiele und Beispiele für die Erfindung hier zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben sind, sind verschiedene äquivalente Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich, wie der Fachmann erkennen wird. Somit ist die Beschreibung als veranschaulichend und nicht die Erfindung beschränkend zu betrachten.
Demzufolge soll angesichts der bereiten Auswahl an Abwandlungen für hier beschriebene Ausführungsbeispiele diese genaue Beschreibung nur veranschaulichend sein und nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend genommen werden. Was als die Erfindung beansprucht ist, sind daher alle derartigen Modifikationen, die in den Schutzumfang und Gedanken der folgenden Ansprüche und Äquivalente dazu fallen.
Zusammenfassung:
Es ist eine Vorrichtung einschließlich einer thermischen Mikropinlösung beschrieben. Die Vorrichtung umfaßt ein Substrat und eine Anzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins. Die Mikropins sind in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat angeordnet.

Claims

Vorrichtung mit: – einem Substrat; und – einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über dem Substrat angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von aus dem Substrat gebildeten Mikropins umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein integriertes Schaltungs(IC)-Plättchen umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von mit einer Schnittstellenschicht verbundenen Mikropins umfaßt, wobei die Schnittstellenschicht thermisch mit dem Substrat verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Schnittstellenschicht eine Diamantschicht umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Schnittstellenschicht eine lötbare Schicht umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die lötbare Schicht eine aus zumindest einem von Kupfer (Cu), Gold (Au), Nickel (Ni), Aluminium (Al), Titan (Ti), Tantal (Ta), Silber (Ag) und Platin (Pt) gebildete lötbare Schicht umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Einrichtung eingeschlossenen Mikropins umfaßt, wobei die Einrichtung eine über der Vielzahl von Mikropins angeordnete Bedeckung besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung weiterhin einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin mit einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von im Wesentlichen in der Einrichtung eingeschlossenen Mikropins umfaßt, wobei die Einrichtung eine Bedeckung mit der darauf gebildeten Vielzahl von Mikropins enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung weiterhin einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, weiterhin mit einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Vielzahl von Mikropins einen Mikropin mit einer primitiven geometrischen Form umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Vielzahl von Mikropins einen Mikropin mit einer komplexen geometrischen Form umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von Mikropins umfaßt, die zur Erleichterung eines Materialflusses über die Vielzahl von Mikropins in zumindest zwei Richtungen angeordnet sind.
Wärmetauschersystem mit: – einer Einrichtung mit einem Einlaß und einem Auslaß, mit: * einem Substrat, und * einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen und in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat angeordneten Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins zur Vereinfachung eines Materialflusses über die Vielzahl von Mikropins in zumindest zwei Richtungen angeordnet ist; – einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß der Pumpe materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist; und – einem Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei der Einlaß des Wärmetauschers materialübertragbar mit dem Auslaß der Einrichtung verbunden ist und der Auslaß des Wärmetauschers materialübertragbar mit dem Einlaß der Pumpe verbunden ist.
Wärmetauschersystem nach Anspruch 17, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von aus dem Substrat gebildeten Mikropins umfaßt.
Wärmetauschersystem nach Anspruch 17, weiterhin mit einem mit der Vielzahl von Mikropins thermisch verbundenen integrierten Schaltungs(IC)-Plättchen.
Wärmetauschersystem nach Anspruch 17, wobei die Einrichtung eine die Vielzahl von Mikropins im Wesentlichen einschließende Einrichtung umfaßt, wobei die Einrichtung eine über der Vielzahl von Mikropins angeordnete Bedeckung besitzt.
Wärmetauschersystem nach Anspruch 17, wobei die Einrichtung eine die Vielzahl von Mikropins im Wesentlichen einschließende Einrichtung umfaßt, wobei die Einrichtung eine Bedeckung mit der darauf gebildeten Vielzahl von Mikropins enthält.
Elektronisches System mit: – einem Substrat, wobei das Substrat thermisch mit einem integrierten Schaltungs(IC)-Plättchen verbunden ist; – einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat angeordnet ist; – einer elektrisch mit dem IC-Plättchen verbundenen Verdrahtungsleiterplatte; und – einer elektrisch mit der Verdrahtungsleiterplatte verbundenen Speichereinrichtung.
Elektronisches System nach Anspruch 22, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von aus dem Substrat gebildeten Mikropins umfaßt.
Elektronisches System nach Anspruch 22, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Einrichtung eingeschlossenen Mikropins umfaßt, wobei die Einrichtung eine über der Vielzahl von Mikropins angeordnete Abdeckung besitzt.
Elektronisches System nach Anspruch 24, wobei die Einrichtung weiterhin einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt.
Elektronisches System nach Anspruch 25, weiterhin mit einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist.
Elektronisches System nach Anspruch 22, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Einrichtung eingeschlossenen Mikropins umfaßt, wobei die Einrichtung eine Abdeckung mit der Vielzahl von darauf gebildeten Mikropins enthält.
Elektronisches System nach Anspruch 27, wobei die Einrichtung weiterhin einen Einlaß und einen Auslaß umfaßt.
Elektronisches System nach Anspruch 28, weiterhin mit einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist.
Elektronisches System nach Anspruch 22, wobei die Speichereinrichtung eine Flash-Speichereinrichtung umfaßt.
Elektronisches System mit: – einem Substrat, wobei das Substrat thermisch mit einem integrierten Schaltungs(IC)-Plättchen verbunden ist; – einer Vielzahl von thermisch mit dem Substrat verbundenen und im Wesentlichen in einer Einrichtung eingeschlossenen Mikropins, wobei die Vielzahl von Mikropins zur Vereinfachung eines Materialflusses über die Vielzahl von Mikropins in einem pixelähnlichen Muster über das Substrat angeordnet ist, wobei die Einrichtung einen Einlaß und einen Auslaß besitzt. – einer Pumpe, wobei die Pumpe einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei der Auslaß der Pumpe materialübertragbar mit dem Einlaß der Einrichtung verbunden ist; – einem Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei der Einlaß des Wärmetauschers materialübertragbar mit dem Auslaß der Einrichtung verbunden ist, und der Auslaß des Wärmetauschers materialübertragbar mit dem Einlaß der Pumpe verbunden ist. – einer elektrisch mit dem Substrat verbundenen Verdrahtungsleiterplatte; und – einer mit der Verdrahtungsleiterplatte elektrisch verbundenen Speichereinrichtung.
Elektronisches System nach Anspruch 31, wobei die Vielzahl von Mikropins eine Vielzahl von aus dem Substrat gebildeten Mikropins umfaßt.
Elektronisches System nach Anspruch 31, wobei die Einrichtung eine Einrichtung mit einer über der Vielzahl von Mikropins angeordneten Bedeckung umfaßt.
Elektronisches System nach Anspruch 31, wobei die Einrichtung eine Einrichtung mit einer Bedeckung umfaßt, wobei die Bedeckung die Vielzahl von Mikropins darauf gebildet besitzt.
Elektronisches System nach Anspruch 31, wobei die Speichereinrichtung eine Flash-Speichereinrichtung umfaßt.