集成薄膜蒸發熱分散器和平面熱管散熱器的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種為發熱體提供熱分散和冷卻的熱消散裝置和方法。與發熱體熱連通的薄膜蒸發器使用工作流體從發熱體去除熱。與薄膜蒸發器集成并且從薄膜蒸發器延伸的熱管將由薄膜蒸發器去除的熱消散到熱消散裝置的外部環境。泵送元件執行以下功能中的至少一個：1)將工作流體泵送到薄膜蒸發器；和2)增加工作流體向薄膜蒸發器的傳遞。
【專利說明】集成薄膜蒸發熱分散器和平面熱管散熱器
【技術領域】
[0001]本申請總體上涉及熱管理。它特別地結合冷卻發熱體、例如集成電路得到應用，并且將特別地參考其進行描述。然而，將領會本申請也適用于其它類似的應用。
【背景技術】
[0002]隨著高功率密度和三維(3D)集成電路(IC)架構的需求增加，用于電子封裝的熱管理是活躍的研究領域。參考圖1，顯示用于3D IC的典型電子封裝。可以看到，電子封裝依賴被動散熱器用于熱管理。
[0003]用于電子氣態工作流體熱管理的多數方法集中于背面熱管理。這樣的方法的一個例子在Mok等人的美國專利申請公開說明書第2005 / 0280162號中描述，該專利申請描述IC的背面上的集成蒸汽室熱插入器。然而，越來越多地，3D架構(例如，熱通量接近100瓦每平方厘米(W / cm2))使該方法顯得不足。
[0004]3D管芯堆疊具有每個層上有熱點的若干問題。分散該熱是主要問題，原因是焊球、(相對)低導熱性填充物和銅填充硅過孔(TSVs)的典型組合不提供充分導熱路徑。此外，分散熱僅僅部分地解決問題，原因是熱仍然需要消散到環境。
[0005]在SR1-JAYANTHA等人的美國專利申請公開說明書第2010 / 0044856號中描述一種建議的解決方案。SR1-JAYANTHA等人修改有源側或橫向熱路徑以使用集成熱插入器改善遠離3D IC的熱傳遞，所述集成熱插入器使用背面上的附加分散層或很復雜的微通道冷卻器。
[0006]前一種實現方式表現出相當有限的熱改善，而后一種實現方式在流體密封和泵送方面必然相當復雜。
[0007]另一建議解決方案是使用熱電式熱泵，在圖1中顯示熱電式熱泵的例子。然而，熱電式熱泵具有熱電材料的典型缺陷:效率差和成本高。
[0008]又一建議解決方案是薄膜蒸發。它使用相變過程、例如沸騰，但是消除沸騰的一些公知缺陷。具體地，薄膜蒸發減小啟動蒸發所需的過熱的量、沸騰成核位置的不可預測性、沸騰之后的組合蒸汽-液體流動的處理(在流動系統中)和在熱通量太高時熱表面干透的臨界熱通量(CHF)。
[0009]上述內容在Ohadi 等人的“Ultra-Thin Film Evaporation (UTF) -Application toEmerging Technologies in Cooling of Microelectronics，，,Microscale Heat TransferFundamentals and Applications 第 321—338(2005)中描述:
[0010]超薄膜(UTF)蒸發可能是從高熱通量表面去除熱的最有效方法之一，有以下若干原因:
[0011]1.需要少量流體來通過在流體的薄層的表面處蒸發去除熱，
[0012]2.很高熱傳遞效率由流體薄層兩側的最小化熱阻產生，
[0013]3.只要提供足以濕潤表面的流體量，表面經歷高于工作流體的飽和溫度的很小溫度上升，[0014]4.由于沒有薄膜蒸發器兩側的壓降，因此需要少量能量來循環工作流體，
[0015]5.不同于復雜的參數集確定系統的穩定性的成核沸騰，UTF實質上跨過很薄的膜傳導，
[0016]6.冷卻性能的上限將由均勻成核溫度和/或自由表面處的蒸汽形成的動力學、而不是由較低CHF限制。
[0017]第二原因可以使用傳遞的熱、熱阻和溫度下降之間的關系和熱傳遞系數的定義闡明。熱傳遞系數R可以由Q*R=DT限定，其中Q是以瓦(W)計的傳遞的熱，R以攝氏度每瓦(C / W)計并且DT是以攝氏度(C)計的溫度下降。高熱阻表示較少的熱被傳遞并且橫越感興趣的材料存在大溫度梯度。熱阻和熱傳遞系數R由傳導關系R=L / (kA)關聯，其中L是傳導路徑長度，A是熱傳遞面積，并且k是熱導率。
[0018]由于蒸發引起的附加熱消散是使薄膜蒸發特別引人注目的原因。可以在蒸汽-液體界面處去除的熱量Q為Q=Hi(AHv)，其中m是蒸發液體的質量流量并且(AHv)是制冷劑的蒸發的潛熱。取作為典型集成電路封裝的2厘米(cm) X 2cm管芯和25W / cm2的熱密度，傳遞的熱為100W。使用水作為熱傳遞流體，潛熱為2260焦耳每克(J / g)，因此質量通量的大小為25 / 2260=0.01克每秒(g / s)或10微升每秒(μ L / s)的流體必須被蒸發以消散該大量熱。
[0019]鑒于此，顯然大的熱傳遞面積A和小的傳導路徑長度L提供通過薄膜的小傳導阻力，這增加傳遞到相變界面的熱量。薄膜蒸發器設計的挑戰是將足夠的材料供應薄膜以匹配高熱通量的蒸發率。一個解決方案是使用電流體動力學(EHD)極化泵送，來沿著熱表面吸引介電液體的薄膜。然而，該解決方案遇到取向依賴的問題并且由此產生的膜不太薄。雖然如此，該解決方案已顯示能夠傳遞達到40W / cm2的熱通量。
[0020]在熱管系統中眾所周知熱管的蒸發器部段中的熱傳遞的相當大部分發生在薄膜區域中，其中傳導損失低并且蒸發率最高。因而，使用芯吸結構來最大化薄膜區域是重要工作。這樣的工作的實現組合主動泵送微通道冷卻器的應用和用于蒸發的多孔膜。蒸發率隨著空氣射流撞擊增加以進一步改善熱傳遞。該實現方式證明能夠消散500W / cm2的熱通量。然而，該實現方式需要用于泵送的外部基礎結構和較大薄膜。大約85%的熱傳遞是由于微通道中的強制對流。
[0021]本申請提供克服上述挑戰的新型和改進方法和系統。
【發明內容】
[0022]根據本申請的一個方面，提供一種提供發熱體的熱分散和冷卻的熱消散裝置。與所述發熱體熱連通的薄膜蒸發器使用工作流體從所述發熱體去除熱。與所述薄膜蒸發器集成并且從所述薄膜蒸發器延伸的熱管將由所述薄膜蒸發器去除的熱消散到所述熱消散裝置的外部環境。泵送元件執行以下功能中的至少一個:1)將工作流體泵送到所述薄膜蒸發器；和2)增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞。
[0023]根據本申請的另一方面，提供一種為發熱體提供熱分散和冷卻的熱消散方法。通過與所述發熱體熱連通的薄膜蒸發器，使用工作流體從所述發熱體去除熱。通過與所述薄膜蒸發器集成并且從所述薄膜蒸發器延伸的熱管，將由所述薄膜蒸發器去除的熱消散到所述熱消散裝置的外部環境。通過泵送元件，執行以下功能中的至少一個:1)將工作流體泵送到所述薄膜蒸發器；和2)增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞。
[0024]根據本申請的另一方面，提供一種為發熱體提供熱分散和冷卻的熱消散裝置。密封外殼包括處于液相的工作流體的流體容器和蒸汽室，所述發熱體熱耦合到所述密封外殼的外表面。薄膜蒸發器在所述密封外殼內并且與鄰近所述外表面的所述密封外殼的內表面熱連通。所述薄膜蒸發器接收來自所述流體容器的處于液相的工作流體并且使用來自所述發熱裝置的熱將接收的工作流體蒸發為處于氣相的工作流體。密封外殼內的熱管將處于氣相的工作流體傳遞離開所述薄膜蒸發器、將處于氣相的工作流體冷凝為液相并且將冷凝的工作流體返回到所述流體容器。泵送元件執行以下功能中的至少一個:1)將工作流體泵送到所述薄膜蒸發器；和2)增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1示出依賴于被動冷卻的電子封裝；
[0026]圖2示出根據本申請的方面的熱消散裝置的實施例；
[0027]圖3A示出圖2的熱消散裝置的橫截面圖；
[0028]圖3B示出圖2的熱消散裝置的替代橫截面圖；
[0029]圖4示出根據本申請的方面的返回芯；以及
[0030]圖5示出根據本申請的方面的熱消散裝置的另一實施例；
[0031]圖6示出根據本申請的方面的使用脈動熱管技術的熱消散裝置的另一實施例；
[0032]圖7示出根據圖6的熱消散裝置的另一視圖。
【具體實施方式】
[0033]本申請組合用于分散熱的主動驅動薄膜蒸發器和用于散熱的集成平面熱管延伸表面。薄膜蒸發器允許去除熱點的高熱去除率，并且集成平面熱管將來自薄膜蒸發器的熱傳遞到延伸表面以便消散到環境或散發到插入層。
[0034]參考圖2，提供本申請的熱消散裝置10的透視圖。熱消散裝置10為關聯的發熱體12、例如集成電路(IC)封裝(示出)提供熱分散和冷卻。典型地，但非必要地，IC封裝是三維的(3D)。將看到，熱消散裝置10能夠管理10到1000瓦每平方厘米(W / cm2)或更高、例如IOOff / cm2的熱通量。
[0035]熱消散裝置10包括由導熱材料構造的密封外殼14。導熱材料例如可以包括銅、銅箔、銅合金、鋁、鋁合金、聚酰亞胺、金屬等中的一種或多種。密封外殼14可以是撓性的并且密封工作流體16 (圖3A和B)以便將熱傳遞離開發熱裝置12，如下文所述。有利地，當密封外殼14為撓性時,密封外殼14可以在制造之后當為發熱體12安裝熱消散裝置10時成形。
[0036]密封外殼14的接口部分20的外表面熱接觸發熱體12。例如，外表面18可以直接地接觸發熱體12。作為另一例子，外表面18可以通過發熱體12靠置在上面的襯底或在發熱體12和外表面18中間的熱界面材料間接地接觸發熱體12。典型地，接口部分20由銅、銅箔、銅合金、鋁或鋁合金形成，但是可以預料到其它材料。
[0037]遠離接口部分20延伸，密封外殼14還包括一個或多個延伸部分或翼片22(示出兩個)。如下文所述，延伸部分22用于典型地通過對流將熱傳送到外部環境中，或者將熱散發到插入層。延伸部分22典型地由撓性聚酰亞胺或金屬襯底形成以允許延伸部分22在制造后成形為期望的形狀因素，但是可以預料到其它材料。
[0038]參考圖3A和3B，在密封外殼14內，熱消散裝置10包括蒸汽室24和流體容器26。蒸汽室24包括鄰近接口部分20的外部分18的接口部分20的內表面28。此外，蒸汽室24延伸到密封外殼14的延伸部分22的每一個中，典型地延伸到延伸部分22的遠端30。流體容器26典型地布置在密封外殼14的接口部分20中，在延伸部分22的中心。
[0039]流體容器26將工作流體16保持在液相(即，液態工作流體32)，并且蒸汽室24將工作流體16保持在氣相(即，由蒸汽室24中的箭頭顯示的氣態工作流體34)。工作流體16例如可以包括水、氟利昂、丙酮、酒精等。如下文所述，工作流體16被用來利用薄膜蒸發將熱通過密封外殼14傳遞離開發熱體12，其中延伸部分22用作熱管。以該方式，可以管理10到1000瓦每平方厘米(W / cm2)或更多的熱通量。
[0040]熱消散裝置10包括用來自發熱體12的熱將來自流體容器26的液態工作流體32蒸發為氣態工作流體34的薄膜蒸發器36。典型地，薄膜蒸發器36被主動驅動以保證工作流體16的充分傳遞從而冷卻發熱體12，如上所述，但是它也可以是被動的。例如，當發熱體12產生超過預定閾值的熱時可以主動地驅動薄膜蒸發器36，并且當發熱體12產生小于預定閾值的熱時可以被動地驅動薄膜蒸發器。
[0041]薄膜蒸發器36包括與密封外殼14的接口部分20的內表面28熱接觸并且在蒸汽室24內的蒸發器芯38。典型地，與內表面28接觸的蒸發器芯38的表面積大約(即，+ / -5%)等于或大于與外表面18接觸的發熱裝置12的表面積。蒸發器芯38接收來自流體容器26的液態工作流體32并且在密封外殼14的接口部分20的內表面28上大致均勻地分配液態工作流體32以形成液態工作流體32的薄層40。合適地，蒸發器芯38被工程設計成最大化毛細芯吸的范圍和薄層40的面積。
[0042]熱消散裝置10、特別是與發熱體12的熱耦合被設計成允許熱充分傳遞到液態工作流體32的薄層40以冷卻發熱體12。從發熱體12傳遞到液態工作流體32的薄層40的熱由用于傳導的熱傳遞系數R決定，其中R=L / (kA)，L是傳導路徑長度，A是熱傳遞面積，并且k是熱導率。熱傳遞系數R越大，熱傳遞越小。因此，液態工作流體32的薄層40的面積和在發熱體12和液態工作流體32的薄層40中間的材料的熱導率越大，熱傳遞越大。類似地，傳導路徑長度越小，熱傳遞越大。
[0043]密封外殼14的饋送管道42在流體容器26和蒸發器芯38之間延伸以將液態工作流體32從流體容器26提供給蒸發器芯38。蒸發器芯38使用毛細作用通過饋送管道42從流體容器26吸取液態工作流體32。該毛細作用也用于將液態工作流體32分散到密封外殼14的接口部分20的內表面28上。液態工作流體32的分散越大，從發熱體12的熱傳遞越大。附加饋送通道也可以被預料到以改善液態工作流體32向蒸發器芯38的傳遞。
[0044]密封外殼14內的一個或多個合成噴射器44(示出兩個)可以用于通過從蒸汽室24去除氣態工作流體34并且冷卻蒸發器芯38以在蒸發之前允許液態工作流體32的更大分散而改善液態工作流體32轉變成氣態工作流體34。典型地，合成噴射器44包括以網格或其它二維布置進行布置的多個合成噴射器以冷卻和/或從整個蒸發器芯38去除氣態工作流體34。電力通過相應的線46和電源48提供給合成噴射器44。
[0045]合成噴射器44使用相應的孔50和相應的振蕩致動器52在蒸汽室24中產生氣態工作流體34的一系列渦流環。渦流環的軸線適當地垂直于內表面28。適當地，振蕩致動器52是壓電致動器(示出)，但是可以預料其它振蕩致動器。盡管可預料到合成噴射器44的任何配置，但是合成噴射器44的振蕩致動器52典型地沿著渦流環的軸線振動相應的隔膜。振蕩致動器52可以是隔膜(例如，壓電隔膜)，如圖所示，或者僅僅振蕩相應的隔膜。
[0046]孔50典型地包括相應的敞開端54，渦流環通過所述敞開端從孔50進入蒸汽室24。振蕩致動器52例如可以定位在孔50內以將孔50內的蒸汽推出敞開端54。孔50還可以包括與敞開端54相對的附加相應敞開端56，渦流環通過所述附加相應敞開端從孔50進入蒸汽室24。振蕩致動器52然后例如可以定位在附加敞開端54處以例如使用跨越附加敞開端54的隔膜產生渦流環。
[0047]振蕩致動器52也可以用于通過饋送管道42將液態工作流體32泵送到蒸發器芯38以保證足夠的液態工作流體32提供給蒸發器芯38，從而防止液態工作流體32的薄層40的干透。典型地，振蕩致動器52是平面外的(S卩，垂直于液態工作流體32的方向流振蕩)。在這樣的情況下，重要的是保證液態工作流體32只能在饋送管道42的方向上流動。也可以使用泵送液態工作流體32的其它方法。
[0048]使用振蕩致動器52泵送液態工作流體32的一種方法是使用具有振蕩致動器52的相應隔膜。如上所述，振蕩致動器52可以是隔膜(示出)或者僅僅振蕩相應的隔膜。在這樣的方法中，隔膜部分地限定流體容器26的壁并且在流體容器26內外振蕩。典型地，振蕩垂直于薄膜蒸發器36和液態工作流體32的流動。當隔膜移動進入流體容器26時，隔膜泵送液態工作流體32。當隔膜移動離開流體容器26時，隔膜產生上述渦輪環。
[0049]具體地參考圖3B，作為使用饋送管道42將液態工作流體32提供給蒸發器芯38的附加或替代，合成噴射器44可以將來自流體容器26的液態工作流體32或某種其它流體大致均勻地噴射到蒸發器芯38上。如圖3B中所示，合成噴射器44接收來自相應的饋送芯或管道58的液態工作流體32，所述饋送芯或管道控制從流體容器26向孔50的液態工作流體32的流動。這可以有助于在密封外殼14的接口部分20的內表面28上分散液態工作流體32以形成液態工作流體32的薄層40。
[0050]盡管薄膜蒸發器36使用蒸發器芯38來接收和分配液態工作流體32，但是用于接收和分配液態工作流體32的其它方法可以被使用。例如，無芯方法或電流體動力學(EHD)極化泵送與導電芯的結合可以被使用。作為另一例子，合成噴射器44可以在沒有蒸發器芯38的情況下如上所述將液態工作流體32噴射到內表面28上以產生液態工作流體32的薄層40。作為另一例子，薄膜蒸發器36可以在沒有合成噴射器44的情況下工作，但是可選地具有泵送液態工作流體32的振蕩致動器52，如上所述。
[0051]薄膜蒸發器36和/或合成噴射器44需要設計成傳遞和分散足夠量的液態工作流體32以去除由發熱體12傳遞到液態工作流體32的薄層40的熱。在液態工作流體32的薄層40處可以去除的熱量Q為Q=m( Λ Hv)，其中m是液態工作流體32的流量并且(Λ Hv)是工作流體16的蒸發的潛熱。因此，薄膜蒸發器36和合成噴射器44圍繞該方程設計。
[0052]當液態工作流體32的薄層40蒸發時，氣態工作流體34通過蒸汽室24傳輸到延伸部分22，典型地傳輸到延伸部分22的遠端30。合成噴射器44通過將氣態工作流體34推動到延伸部分22促進氣態工作流體34傳輸到延伸部分22。在延伸部分22內，氣態工作流體34消散并且冷凝回到液態工作流體32。
[0053]鄰近蒸汽室24，每個延伸部分22包括至少從相應的遠端30延伸到流體容器26并且典型地內襯延伸部分22的返回芯60。當工作流體冷凝回到液體時返回芯60俘獲工作流體16并且典型地使用毛細作用將它返回到流體容器26。
[0054]返回芯60的設計對于熱消散裝置10的成功操作是重要的。工作流體16流動通過返回芯60必須足以完成工作流體再循環回路(由箭頭顯示)。返回芯60是多層芯，具有工程設計疏水冷凝表面和將液態工作流體32返回到流體容器26的饋送通道的子層。參考圖4，氣態工作流體34在流動到饋送通道中以便輸送回到流體容器26中之前在饋送通道66之一的頂點64處冷凝為球62。此外，以不同的放大倍數(對應于圖像A至D)提供了返回芯60的例子。
[0055]也可以使用將液態工作流體32返回到流體容器26的不同方法。例如，無芯方法或電流體動力學(EHD)極化泵送與導電芯的結合可以被使用。
[0056]如上所述將熱管耦合到薄膜蒸發器將與常規熱封裝布置形成對比，在常規熱封裝布置中散熱器通過熱界面材料連接到分散器(參見圖1)。這些附加層的每一個引入熱阻并且增加熱點的可能性。在有源側，甚至不太直接消散掉熱。本申請通過將延伸部分或翼片耦合到熱路徑中糾正該問題。這些延伸部分可以被看作具有傳導芯內襯的平面熱管。
[0057]參考圖5，示出熱消散裝置10的另一實施例。圖5顯示熱消散裝置10的剖視圖，重點是延伸部分22。而且，延伸部分22不像圖2、3A和3B中那樣向上彎曲。如上所述，熱消散裝置10可以在制造之后根據需要成形。該實施例的熱消散裝置10如結合圖2的實施例所述起作用。因此，與圖2的熱消散裝置10的實施例的論述類似的元件相同地進行標示。
[0058]如圖所示，蒸發器芯38使用毛細作用和/或合成噴射器44接收來自流體容器26的液態工作流體32。使用該液態工作流體32，蒸發器芯38在密封外殼14的接口部分20的內表面28 (未在圖5中顯示)上產生液態工作流體32的薄層40 (未在圖5中顯示)。由薄層40中的液態工作流體32的蒸發生成的氣態工作流體34(未在圖5中顯示)然后通過蒸汽室24行進到密封外殼14的延伸部分22。合成噴射器44可以用于將氣態工作流體34移動到延伸部分22。
[0059]在延伸部分22內，氣態工作流體34冷卻并且冷凝回到液態工作流體32。該液態工作流體32可以收集在延伸部分22的遠端30處的相應捕獲容器68處和/或由返回芯60收集。返回芯60典型地使用毛細作用將由此和/或從俘獲容器68收集的液態工作流體32返回到流體容器26。以該方式，工作流體34遵循由箭頭顯示的流體再循環回路。
[0060]在一些實施例中，用于從接口部分去除氣態工作流體的附加或替代方法可以被使用。例如可以使用撞擊射流。此外，在一些實施例中，在延伸部分22中分散熱的附加或替代方法可以被使用。例如，盡管不如優選實現方式高效，延伸部分22可以包括脈動熱管(PHPs)。使用脈動熱管的這樣的實施例將由PHPs和蒸汽室之間的傳導接觸面積限制。
[0061 ] 參考圖6和7，示出使用本領域中已知的PHP技術的熱消散裝置IO的另一實施例。為了易于例示，僅僅單個延伸部分22或翼片被描述并且它不像圖2、3A和3B中那樣向上彎曲。然而，如上所述，熱消散裝置10可以在制造之后根據需要成形。但是對于PHP技術的使用，該實施例的熱消散裝置10如結合圖2的實施例所述起作用。因此，與圖2的熱消散裝置10的實施例的論述類似的元件相同地進行標示。
[0062]參考圖6，示出熱消散裝置10的俯視圖。當然，未顯示接口部分20的所有細節。延伸部分22的每一個包括一個或多個PHPs80和熱交換器82。替代地，延伸部分22可以共用共同的PHP。熱交換器82典型地鄰近接口部分20定位在相應延伸部分22的基部處。此外，PHPs80典型地從相應延伸部分22的遠端30延伸到相應熱交換器82中。
[0063]熱交換器82接收來自蒸汽室24的氣態工作流體34。在熱交換器82內，來自氣態工作流體34的熱由PHPs80吸收，所述PHPs將吸收熱傳遞到延伸部分22的遠端30以便消散到外部環境。當熱由PHPs80吸收時，氣態工作流體34冷凝回到液態工作流體32并且返回到流體容器26。
[0064]參考圖7，示出熱交換器82的局部透視圖。熱交換器82的每一個包括冷凝工作流體32收集在其中的俘獲容器84。俘獲容器84典型地定位在延伸到熱交換器82中的PHPs80的部分之下。此外，盡管PHPs80的該取向，但是本領域的技術人員將領會其它取向是可行的。
[0065]“滴狀冷凝”是通常期望的，原因是它提供更高的熱通量。這通過用疏水材料86涂覆和/或包封延伸到熱交換器82中的PHPsSO的部分而被促進。例如，在不粘烹鍋上出現的聚四氟乙烯(PTFE)的薄層可以涂覆PHPs80的這些部分。如圖所示，PHPs80包封在疏水材料86中并且導致液態工作流體32的液滴88形成并且落入俘獲容器82中。
[0066]為了將冷凝工作流體32返回到流體容器26，延伸部分22的每一個包括從相應俘獲容器84延伸到流體容器26的返回芯90。返回芯90使用如上所述的毛細作用來將液態工作流體32傳遞到俘獲容器中。
【權利要求】
1.一種為發熱體提供熱分散和冷卻的熱消散裝置，所述熱消散裝置包括: 薄膜蒸發器，所述薄膜蒸發器與所述發熱體熱連通以使用工作流體從所述發熱體去除執.熱管，所述熱管與所述薄膜蒸發器集成，并且從所述薄膜蒸發器延伸，從而將由所述薄膜蒸發器去除的熱消散到所述熱消散裝置的外部環境；以及 泵送元件，所述泵送元件執行以下功能中的至少一個:1)將工作流體泵送到所述薄膜蒸發器；和2)增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞。
2.根據權利要求1所述的熱消散裝置，其中所述泵送元件包括振蕩致動器，所述振蕩致動器執行以下功能中的至少一個:1)將工作流體泵送到所述薄膜蒸發器；和2)增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞。
3.根據權利要求1所述的熱消散裝置，其中所述泵送元件與所述薄膜蒸發器和所述熱管一起集成在密封外殼中。
4.根據權利要求1所述的熱消散裝置，其中所述泵送元件包括增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞的合成噴射器。
5.根據權利要求1所述的熱消散裝置，其中所述薄膜蒸發器接收來自流體容器的處于液相的工作流體并且使用來自所述發熱體的熱將處于液相的接收工作流體轉變為氣相，并且其中所述熱管將處于氣相的工作流體冷卻和冷凝為處于液相的工作流體并且將處于液相的冷凝工作流體返回到所述流體容器。
6.根據權利要求1所述的熱消散裝置，其中所述熱消散裝置包括: 密封外殼，所述密封外殼包括: 用于處于液相的工作流體的流體容器；和 從所述薄膜蒸發器延伸到所述熱管的蒸汽室； 其中所述薄膜蒸發器接收來自所述流體容器的處于液相的工作流體并且將處于液相的接收的工作流體蒸發為處于氣相的工作流體，處于氣相的工作流體通過所述蒸汽室傳遞到所述熱管。
7.一種為發熱體提供熱分散和冷卻的熱消散方法，所述熱消散方法包括: 通過與所述發熱體熱連通的薄膜蒸發器，使用工作流體從所述發熱體去除熱； 通過與所述薄膜蒸發器集成并且從所述薄膜蒸發器延伸的熱管，將由所述薄膜蒸發器去除的熱消散到所述熱消散裝置的外部環境；以及 通過泵送元件，執行以下功能中的至少一個:1)將工作流體泵送到所述薄膜蒸發器；和2)增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞。
8.根據權利要求7所述的熱消散方法，其還包括: 通過所述泵送元件的振蕩致動器，執行以下功能中的至少一個:1)將工作流體泵送到所述薄膜蒸發器；和2)增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞。
9.根據權利要求7所述的熱消散方法，其還包括通過所述泵送元件的合成噴射器增加工作流體向所述薄膜蒸發器的傳遞。
10.根據權利要求7所述的熱消散方法，其還包括: 通過所述薄膜蒸發器: 接收來自流體容器的處于液相的工作流體；和使用來自所述發熱體的熱將處于液相的接收的工作流體轉變為氣相；以及通過所述熱管:將處于氣相的工作流體冷卻和冷凝為處于液相的工作流體；和將處于液相的冷凝 工作流體返回到所述流體容器。
【文檔編號】H01L23/427GK103943576SQ201410020047
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2013年1月22日
【發明者】J·S·帕施科維茨 申請人:帕洛阿爾托研究中心公司