发明名称 热交换装置中形成通道之装置及方法
摘要 本案系揭露一种制造循环一冷却材料于热交换器中之装置之方法。该装置包含一支管层及介面层,该介面层包含一或多个窄沟道。该支管层包含复数个孔隙,每一配置在一窄沟道之一侧。在作业中,冷却材料传输至一孔隙,通过由窄沟道及支管层底表面定义之通道,及排出一孔隙,因此,可冷却耦合至介面层底表面之生热装置。该方法包含在介面层中形成一窄沟道,该沟道展现各向异性蚀刻,将介面层蚀刻以形成具有斜侧壁之一沟道。此方法尚包含耦合介面层至支管层。
申请公布号 TWI296040 申请公布日期 2008.04.21
申请号 TW093106099 申请日期 2004.03.08
申请人 固利吉股份有限公司 发明人 汤玛斯威廉肯尼二世;马克麦克马斯特;詹姆斯洛维特
分类号 F28F7/00(2006.01) 主分类号 F28F7/00(2006.01)
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中山区中山北路3段27号13楼
主权项 1.一种形成一热交换器之方法,包含: a.形成一定义复数个孔隙之支管层; b.形成含一或多个窄沟道之介面层,每一孔隙位于 窄沟道之一侧,藉以定义一自一第一孔隙通过一窄 沟道及至一第二孔隙的路径;及 c.耦合一中间层,该中间层具有位于该复数个孔隙 的复数个开口。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中该介面层包含 一展现各向异性蚀刻之材料。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中该材料包含一 <110>方向之矽基板。 4.如申请专利范围第3项之方法,其中形成一介面层 包含在蚀刻剂中蚀刻<110>方向之矽基板,以产生定 义一窄沟道之斜壁之<111>方向之表面。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中该蚀刻剂包含 氢氧化钾(KOH)。 6.如申请专利范围第4项之方法,其中该蚀刻剂包含 四甲基氢氧化氨(TMAH)。 7.如申请专利范围第1项之方法,其中该一或多个窄 沟道系由机器方法形成,方法选自包含磨制、锯制 、钻制、冲压、EDM、线EDM、铸制、模铸造及共熔 容合铸造之一群组。 8.如申请专利范围第1项之方法,其中该一或多个窄 沟道系由选自包含电镀、金属注入模制、LIGA方法 及铸造之一群组方法所形成。 9.如申请专利范围第1项之方法,其中该支管层及介 面层系由单块装置所形成。 10.如申请专利范围第1项之方法,进一步包含耦合 支管层至介面层。 11.如申请专利范围第10项之方法,其中耦合支管层 至介面层包含黏接接合支管层于介面层上。 12.如申请专利范围第10项之方法,其中耦合支管层 至介面层包含热熔合支管层于介面层。 13.如申请专利范围第10项之方法,其中耦合支管层 至介面层包含阳极接合支管层于介面层。 14.如申请专利范围第10项之方法,其中耦合支管层 至介面层包含共熔接合支管层于介面层。 15.如申请专利范围第1项之方法,其中该支管层包 含一材料选自含塑料、玻璃、金属及半导体之一 群组。 16.如申请专利范第1项之方法,其中形成该支管层 包含形成第一复数个互联空心手指部,及第二复数 个互联空心手指部,第一复数个互联空心手指部提 供流动路径至该一或多个第一孔隙,及第二复数个 互联空心手指部提供流动路径自该一或多个第二 孔隙。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中该第一复数 个互联空心手指部及该第二复数个互联空心手指 部实质上位于一单一平面中。 18.如申请专利范围第16项之方法,进一步包含耦合 一帮浦至第一复数个互联空心手指部。 19.如申请专利范围第1项之方法,进一步包含耦合 一生热源至一介面层。 20.如申请专利范围第19项之方法,其中该介面层之 底表面与生热源一体统合形成。 21.如申请专利范围第19项之方法,其中该生热源包 含一半导体微处理器。 22.如申请专利范围第18项之方法,进一步包含将冷 却材料导入该帮浦,使得帮浦可沿该第一复数个互 联空心手指部循环该冷却材料至该一或多个第一 孔隙,沿复数个窄沟道至该一或多个第二孔隙,及 至该第二复数个互联空心手指部,藉以将生热源冷 却。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中该冷却材料 包含一液体。 24.如申请专利范围第23项之方法,其中该液体包含 水。 25.如申请专利范围第22项之方法,其中该冷却材料 包含一液体/蒸气混合物。 26.如申请专利范围第1项之方法,其中该每一孔隙 实质上位于一单一平面,该平面与介面层之下表面 平行。 27.如申请专利范围第1项之方法,其中该支管层包 含一表面向每一窄沟道延伸进入,及实质上与每一 窄沟道之轮廓相符。 28.如申请专利范围第1项之方法,其中一窄沟道有 一深度:宽度之长宽比至少为10:1。 29.如申请专利范围第1项之方法,其中该一或多沟 道的各沟道的一底表面为一平面。 30.一种热交换器包含: a.一定义复数个孔隙之支管层; b.一介面层,包含复数个窄沟道,每一孔隙位于一窄 沟道之一侧,藉以定义一自一第一孔隙,通过一窄 沟道及至一第二孔隙的路径;及 c,一中间层,其具有位于该复数个孔隙的复数个开 口,该孔隙位于该支管层与该介面层之间。 31.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该介面 层包含一展现各向异性蚀刻之材料。 32.如申请专利范围第31项之热交换器,其中该展现 各向异性蚀刻之材料包含一<110>方向之矽基板。 33.如申请专利范围第32项之热交换器,其中该介面 层系由在蚀刻剂中蚀刻<110>方向之矽基板,以产生< 111>方向之表面以定义窄沟道之斜壁。 34.如申请专利范围第33项之热交换器,其中该蚀刻 剂包含一氢氧化钾(KOH)。 35.如申请专利范围第33项之热交换器,其中该蚀刻 剂包含一四甲基氢氧化氨(TMAH)。 36.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该窄沟 道系由选自包含磨制、锯制、钻制、冲压、EDM、 线EDM、铸造、模铸造、及共熔铸造之机器方法所 形成。 37.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该窄沟 道系由选自包含电镀、金属注入模制、 LIGA方法及铸造之一群组所形成。 38.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该支管 层及介面层为一单块装置形成。 39.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该支管 层耦合至介面层。 40.如申请专利范围第39项之热交换器,其中该支管 层由黏胶接合而耦合至介面层。 41.如申请专利范围第39项之热交换器,其中该支管 层由热熔合耦合至介面层。 42.如申请专利范围第39项之热交换器,其中该支管 层由阳极接合耦合至介面层。 43.如申请专利范围第39项之热交换器,其中该支管 层由共熔接合耦合至介面层。 44.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该支管 层包括一材料选自包含塑料、玻璃、金属及半导 体之一群组。 45.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该支管 层包含一第一复数个互联空心手指部及一第二复 数个互联空心手指部,该第一复数个互联空心手指 部提供流动路径至该一或多个第一孔隙,该第二复 数个互联空心手指部自该一或多个第二孔隙提供 流动路径。 46.如申请专利范围第45项之热交换器,其中该第一 复数个互联空心手指部与第二复数个互联空心手 指部实质上在一单一平面中。 47.如申请专利范围第45项之热交换器,进一步包含 一帮浦耦合至第一复数个互联空心手指部。 48.如申请专利范围第30项之热交换器,进一步包含 耦合至该介面层之一生热源。 49.如申请专利范围第48项之热交换器,其中该生热 源包含一半导体微处理器。 50.如申请专利范围第48项之热交换器,其中该生热 源与介面层之底表面一体统合形成。 51.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该每一 孔隙实质上位于一平面中,其与介面层之下表面平 行。 52.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该支管 层包含一平面,延伸进入每一窄沟道并与每一窄沟 道之轮廓相符。 53.如申请专利范围第30项之热交换器,其中至少一 复数个窄沟道之深度:宽度长宽比至少10:1。 54.如申请专利范围第30项之热交换器,其中该一或 多沟道的各沟道的一底表面为一平面。 55.一种形成一热交换器之方法,包含: a.形成一定义复数个孔隙之支管层; b.形成含一或多个窄沟道之介面层,每一孔隙位于 一窄沟道之一侧,藉以定义一自第一孔隙通过一窄 沟道及至一第二孔隙的路径;及 c.耦合一中间层于该支管层与该介面层之间,该中 间层具有复数个位于该复数个孔隙上的开口,藉此 控制一冷却材料于该路径的流动。 56.一种热交换器包含: a.一定义复数个孔隙之支管层; b.一介面层,其包含复数个窄沟道,每一孔隙位于一 窄沟道之一侧,藉以定义一自一第一孔隙通过一窄 沟道及至一第二孔隙的路径;及 c,一中间层,位于该支管层与该介面层之间,该中间 层包括复数个位于该复数个孔隙的开口,藉此控制 一冷却材料于该路径的流动。 图式简单说明: 图1A为耦合至生热源之一介面层及一支管层之一 部分之侧剖面图,其构成本发明之热交换器。 图1B为图1A之热交换器及生热源之一侧剖面图,显 示冷却材料之传输路径。 图2为耦合至生热源之介面层及支管层之一部分之 侧剖面图,二者构成本发明之热交换器,支管层具 有底表面延伸进入构成介面层之复数个沟道中。 图3为耦合至生热源之介面层与支管层之一部分之 侧剖面图,共同构成本发明之热交换器,其中之支 管层具有块状曲线底表面延伸进入构成介面层之 复数个沟道中。 图4为图1A之支管层及介面层之透视图。 图5为图4之支管层之透视图。 图6A为图4之支管层及介面层之顶部面图,显示介面 层之窄沟道与手指部对齐及支管层之部分。 图6B为图6A之支管层及介面层之顶部剖面图,显示 冷却材料之流动路径。 图7为图6B支管层及介面层之透视图,显示流动路径 。 图8为图4之支管层之透视图,及图4一中间层及介面 层共同构成本发明之热交换器。 图9为图8之热交换器之侧剖面图显示数个流动路 径。 图10为图4之支管层之透视图,图4之支管层及介面 层共同构成本发明之热交换器。 图11为图10之热交换器之侧面图,显示一流动路径 。 图12A为本发明一实施例之介面层之顶部剖面图。 图12B为图12A之介面层之顶部剖面图,及本发明一与 介面层对齐之支管层。 图12C为12A之介面层之细节顶视图。 图13A-D显示本发明之用以形成介面层之步骤。
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