TW202407925A - 用於電腦處理器及處理器組件之主動冷卻散熱蓋 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於自附接至印刷電路板、處理器組件及其他電子裝置之生熱裝置移除過多熱的主動冷卻散熱蓋，該主動冷卻散熱蓋包含：一第一板，其經組態以置於與一生熱裝置熱連通；一凸起側壁，其用以促進將該主動冷卻散熱蓋緊固至該印刷電路板或處理器組件，且藉此界定供該印刷電路板上之該等生熱裝置駐留的一裝置腔室。一第二凸起側壁自該第一板之相對表面延伸以與該第一板之一間隔關係與一第二板接合，其中該第一板之該相對表面、該第二凸起側壁及該第二板共同界定鄰近於該裝置腔室之一流體腔室，該流體腔室經組態以防止流經其之任何冷卻流體進入鄰近的該裝置腔室。與該流體腔室流體連通之一入口導管經組態以接納來自一經加壓源之冷卻劑流體以傳遞至該流體腔室中以吸收來自與該生熱裝置熱連通之該第一板之第二表面的熱。與該流體腔室流體連通之一出口導管經組態以讓升溫冷卻劑流體流出該流體腔室並流入一封閉迴路流體冷卻系統中，其中該冷卻劑流體接著在經由該入口導管泵浦回至該流體腔室中之前經再冷卻。

Description

用於電腦處理器及處理器組件之主動冷卻散熱蓋

熱管理系統用於高功率、高效能電腦處理器、處理器組件及電子裝置，且更特定言之熱管理系統涉及液體冷卻系統及方法。

用於高效能計算應用（諸如超級計算、人工智慧、網路連接及其他處理密集應用）之現代電腦處理器（例如，CPU、GPU、FPGA、ASIC等）及處理器組件典型地包括以愈來愈密集型式配置及附接至印刷電路板的非常大量極小半導體晶粒。由於此等小及密集封裝半導體晶粒中之各者包括一或多個生熱裝置，因此包含此類密集封裝半導體晶粒的電子裝置中之處理組件可在操作期間產生巨量熱。額外熱可升高處理組件之內部溫度。若處理組件之內部溫度超出某一最大安全操作溫度，則過多熱可損害該處理組件且藉此顯著降低該處理組件之操作壽命，或在一些情況下，可引起處理組件之致命性故障。

因此，隨著半導體晶粒持續變小，且用於電子裝置之處理組件持續經設計及製造以固持愈來愈大數目個密集封裝半導體晶粒，對於用於自電子裝置之處理組件移除熱的更佳及更高效方法的需求將繼續上升。

移除由許多極小密集封裝半導體晶粒產生之過多熱在技術上具有挑戰性，此係由於小半導體晶粒具有可用於經由熱傳導之冷卻的非常有限的表面區域。解決此問題的嘗試已包括在處理器組件中置放與半導體晶粒熱連通之整合式熱散播器（IHS），有時被稱作「蓋」。蓋典型地由熱傳導材料形成，且當置於與經加熱之表面熱連通時趨向於自經加熱之表面抽取熱並將熱散播至具有較高散熱率的較大區域中。此降低處理器組件之溫度並使得更易於使處理器組件保持冷的。然而，值得注意的是，此類習知整合式熱散播器或蓋之操作係完全被動的。

此外，在蓋附接至半導體晶粒之後，散熱片典型地附接至蓋以促進諸如運用空氣或流體冷卻劑之對流冷卻。典型地，熱介面材料（TIM）必須安置於蓋與散熱片之間，以避免在微觀粗糙蓋與散熱片配對表面之間形成隔熱毯的氣隙。然而，不幸的是，TIM創建散熱片必須克服的額外阻抗層，其降低熱轉移效率，且因此限制散熱並降低處理器效能。此外，在蓋上安裝散熱片及其熱介面材料傳統上為實質上手動程序，其增加製造時間，以及產生具有充分冷卻性能之處理組件所需的手動勞動量。

圖1展示包含傳統蓋100之先前技術處理組件100之實例。如圖1中所展示，諸如半導體晶粒之生熱裝置102安置於印刷電路板101上。典型地由熱傳導金屬形成之被動蓋104經由緊固件105（常常為黏著劑）安置於印刷電路板101上。被動蓋104經由一第一熱介面材料103（所屬技術領域中具有通常知識者稱為TIM1）而置於與生熱裝置102熱連通，從而允許熱自具有小區域佔據區之生熱裝置102散播至被動蓋104之較大區域佔據區中。第一熱介面材料103除了提供熱連通以外常常還提供蓋104與生熱裝置102之間的結構結合，但不必在所有情況下如此進行。散熱片107接著經由第二熱介面材料106（所屬技術領域中具有通常知識者稱為TIM2）而置於與被動蓋104熱連通。第二熱介面材料106典型地不提供散熱片107與被動蓋104之間的結構結合，但常常包括緊固件（圖中未示）以進行結合。散熱片107典型地由熱傳導金屬形成，且經由第二熱介面材料106自被動蓋104傳輸熱以待經由流體腔室110中之流動冷卻劑111帶走。流動冷卻劑111經由入口導管108進入散熱片107，傳遞通過流體腔室110以自散熱片107移除在傳遞通過TIM1 103、蓋104、TIM2 106及散熱片107之任何隙間孔隙之前源於生熱裝置102的熱。

不幸的是，存在與使用圖1中所示之處理組件以將來自生熱裝置102之熱傳輸至流動冷卻劑111中相關聯的多個低效率。首先，多個熱介面材料103及106之存在引入針對自生熱裝置102至流動冷卻劑111之所要熱流的額外阻抗。隨著生熱裝置之功率位準增加，額外阻抗問題加劇。此外，儘管被動蓋104及散熱片107兩者典型地由熱傳導金屬形成，被動蓋104及散熱片107***至處理組件中引入裝置必須克服的源生熱裝置102與目的地流動冷卻劑111之間的額外介面。

因此，在電腦及電子裝置行業中相當需要對於解決及克服與使用傳統被動蓋相關聯之問題及限制的更佳且更高效的解決方案，以增加功率密集半導體晶粒與用於移除來自處理組件之過多熱的冷卻劑之間的熱轉移。

本發明之具體實例藉由提供主動冷卻散熱蓋用於移除來自附接至印刷電路板、處理器組件及其他電子裝置之生熱裝置的過多熱而解決前述問題及需要。主動冷卻散熱蓋包含一第一板，其經組態以置於與一生熱裝置熱連通；一凸起側壁，其用以促進將該主動冷卻散熱蓋緊固至該印刷電路板或處理器組件，藉此界定供該印刷電路板上之該等生熱裝置駐留的一裝置腔室。一第二凸起側壁自該第一板之相對表面延伸以與該第一板之一間隔關係與一第二板接合。該第一板之該相對表面、該第二凸起側壁及該第二板共同界定鄰近於該裝置腔室之一流體腔室。該流體腔室流體地獨立於鄰近裝置腔室以防止流經該流體腔室之任何冷卻流體進入該鄰近裝置腔室。

與該流體腔室流體連通之一入口導管經組態以接納來自一經加壓源之冷卻劑流體以傳遞至該流體腔室中以吸收來自與該生熱裝置熱連通之該第一板之該第二表面的熱。與該流體腔室流體連通之一出口導管經組態以讓藉由與該第一板之該第二表面接觸升溫之冷卻劑流體流出流體腔室並流入封閉迴路流體冷卻系統，其中該冷卻劑流體接著在經由該入口導管泵浦回至該流體腔室中之前經再冷卻。

因此，本發明的具體實例使得能夠更高效移除由在電腦處理器、印刷電路板及處理器組件上的生熱裝置產生之過多熱，此為支援較高效能高功率處理器所必需。

圖2展示根據本發明之一個具體實例的裝備有散熱蓋210之處理器組件200之實例。散熱蓋210安裝於印刷電路板或處理器載體201上以便為諸如半導體晶粒之生熱裝置202（其安置於印刷電路板或處理器載體201之頂部上）提供更高效冷卻。在此具體實例中，散熱蓋210包含一第一板211、在該第一板211上之一第一表面212、一第一凸起側壁214、一第二凸起側壁215、一第二板216、在該第一板211上之一第二表面213、一入口導管217、一出口導管218、一裝置腔室221及一流體腔室222。

如圖2中所展示，熱介面材料（TIM）203置放於生熱裝置202之頂部上。接著，散熱蓋210附接至印刷電路板或處理器載體201以使得散熱蓋210之第一板211之第一表面212與TIM 203直接接觸。在生熱裝置202之頂部上之TIM 203與第一板211之第一表面212之間的直接接觸經由TIM 203使第一板211有效地置於與在印刷電路板或處理器載體201上之生熱裝置202熱連通。第一凸起側壁214遠離第一板211之第一表面212垂直地延伸。第一凸起側壁可或可不跨越第一板211之整個周邊。

散熱蓋210典型地經安裝以使得第一凸起側壁214之至少一部分鄰接印刷電路板或處理器載體201以使得第一凸起側壁214、第一板211之第一表面212及生熱裝置202之附近壁協作以界定裝置腔室221，其圍封並環繞生熱裝置202及/或TIM 203。此裝置腔室221亦提供對半導體裝置之各種保護，例如機械、防潮、化學及/或靜電保護以免於周圍環境之影響。如前所述，第一凸起側壁214不必跨越第一板211之完整周邊。換言之，在第一凸起側壁214中可存在通孔或間隙（圖2中未展示），使得裝置腔室221不完全由第一凸起側壁214圍封。在一些具體實例中，緊固件231（包含例如環氧樹脂、黏著劑或其他合適材料）可用以將散熱蓋210實體地附接至印刷電路板或處理器載體201。

第一板211之第二表面213位於第一板211之相對側上，亦即與第一板211之第一表面212相對。第二凸起側壁215自第二表面213垂直地延伸。第二板216安置於與第一板211之第二表面213相對的第二凸起側壁215之末端上，以使得第二凸起側壁215、第一板211之第二表面213及第二板216界定經組態以准許冷卻劑230流經其的流體腔室222之邊界。入口導管217（其經安置以與流體腔室222流體連通）經組態以接納經加壓冷卻劑，且出口導管218（其亦經安置以與流體腔室222流體連通）經組態以自流體腔室222排放經加熱冷卻劑。入口導管217及出口導管218兩者均連接至封閉迴路流體冷卻系統（圖2中未展示）。

在操作中，生熱裝置202產生熱，熱藉助於鄰近於第一表面212之熱介面材料（TIM）203流入第一板211中。熱接著流經第一板211至第二表面213。散熱蓋210經由其入口導管217自經加壓源接收流動冷卻劑230至其流體腔室222中。當流動冷卻劑230接觸第一板之第二表面213時，流動冷卻劑230經由對流在第二表面213處將熱吸收並攜載遠離第一板211。經加熱冷卻劑接著經由出口導管218自流體腔室222排放至封閉迴路流體冷卻系統（圖中未示）中。自此處，冷卻劑係由封閉迴路流體冷卻系統中之單獨熱交換器（例如冷卻器、冷卻塔、熱虹吸等）冷卻並經再泵浦以返回至散熱蓋210。

第一板211較佳地由熱傳導材料構成，以便最小化經由第一板211之溫度損失，同時亦提供將熱散播至第一板211之較大區域（相較於生熱裝置202的頂部上之相對較小表面區域）中用於改良冷卻的方式。此類材料通常可包括金屬，諸如銅或鋁。在此等情況下，為了較佳耐蝕性、黏著、色彩、侵蝕保護或類似者，鍍層可包括於金屬上。在一些具體實例中，鎳鍍層可在金屬表面上以最小化電流腐蝕，尤其是在相異金屬之系統中。材料亦可包括諸如矽、碳化矽、金剛石或其他之半導體材料，以較佳匹配生熱裝置202之熱膨脹係數，以允許在同一半導體製造廠製造，以產生更緊密的熱接觸，或出於其他原因的其他結果。第一板之第一表面可或可不包含經組態以在第一板與生熱裝置之間提供額外或規定間隔的凹口或突出部。

生熱裝置202可採用各種形式。常見形式可包含一半導體晶粒或複數個半導體晶粒。複數個半導體晶粒可垂直地堆疊（3D整合）、並排置放（2D整合）或其某一混合（2.5D整合）。晶粒通常可由矽製成，但亦可由諸如碳化矽、氮化鎵、砷化鎵、金剛石或其他之任何合適的半導體製成。晶粒可均一地或非均一地產生熱。生熱裝置202亦可經封裝（不論有無經曝光矽），諸如特殊應用積體電路（ASIC）、單體式微波積體電路（MMIC）或類似者可係此情況。

TIM 203可採用多種形式，主要目標係填充表面之間的氣隙以用於最佳可能的熱傳輸。一般而言，TIM旨在在熱導率方面儘可能高，同時維持合適之結構特性（例如，彈性模數、黏著力）以用於適當整合至處理器組件中。TIM可包含膏狀物、滑脂、凝膠、環氧樹脂、黏著劑、襯墊、焊料、帶、相變材料或任何其他合適之熱介面材料。諸如滑脂或襯墊之形狀因數可不提供連接之結構剛性，而焊料或黏著劑可提供更多結構剛性。TIM可或可不提供生熱裝置202與第一板211之間的剛性結構連接；結合緊固件231之結構性質及/或所預期整合序列設計TIM之結構要求。TIM連接之更多剛性可在需要任何維護時使重工更困難。

緊固件231可採用任何適當形式。在圖2之情況下，緊固件安置於第一凸起側壁214之末端上以提供至電路板201之結構連接及/或保護生熱裝置202免遭灰塵或污染物影響，但其他組態係可能的（參見圖9）。緊固件可包含黏著劑、焊料、化學鍵、螺釘或螺栓、墊圈、發泡體或其他柔性構件，或其他合適緊固件。緊固件較佳地將不創建完全氣密密封以便避免裝置腔室221中之濕度堆積或加壓。此可運用各種技術實現，將結合圖8論述各種技術。

入口導管217及出口導管218可採用多種形式。有螺紋埠可經形成於蓋210中以適應多種不同有螺紋流體配件。有螺紋埠可係筆直或平行螺紋。配件可包括但不限於推接式配件、帶倒鉤配件、壓縮配件、螺旋配件或其他類型之配件。配件亦可永久地或半永久地附接，無論是藉助於熱鉚固、焊接（例如，超音波焊接、摩擦攪拌焊接等）、化學鍵合抑或其他附接方法。儘管圖2展示入口導管217及出口導管218與第二板216之壁相交，但應理解，入口導管217及出口導管218以及流體腔室222可替代地經組態以使得入口導管217及出口導管218改為與第二凸起側壁215相交（或與第二側壁215及第二板216兩者相交）而沒有功能性損失。

第一凸起側壁214可採用不同形式。如圖2中所展示，第一凸起側壁可一直延伸至印刷電路板或處理器載體201，且其可運用緊固件231附接至印刷電路板或處理器載體201。凸起側壁214之高度可經選擇以使得第一板211之第一表面212與印刷電路板或處理器載體201之間的距離與生熱裝置202之厚度及TIM 203之所要厚度良好匹配。在一些具體實例中，第一凸起側壁214可朝向印刷電路板或處理器載體201僅僅部分地延伸，此時第一表面212將經由所施加力（潛在地經由螺釘或類似緊固件）壓縮至TIM上、至印刷電路板或處理器載體201上之現有散熱片緊固件位置中，如所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解。第一凸起側壁214可環繞蓋210之周邊連續或接近於連續，或可具有用於附接（諸如在其拐角處或與印刷電路板或處理器載體201上之緊固件位置對準）之相異區段或支腳。第一凸起側壁214可含有允許緊固件通過其之通孔（如圖9中所描繪及下文更詳細地描述）。

冷卻劑可採用多種形式。較佳實施方案可涉及單相流體冷卻劑；但亦可包含氣態冷卻劑或多相冷卻劑。冷卻劑可包含例如水、具有添加劑（腐蝕抑制劑、殺生物劑、防凍劑混合物等）之水、具有預定百分比的二醇（例如，丙二醇或乙二醇）之水（例如，75/25水二醇或50/50水二醇混合物）、油冷卻劑（例如，介電質礦物油、介電質合成油）、含氟化合物、氨、氮氣、空氣或其他合適物質。

相較於圖1中所示的先前技術處理器組件100，圖2中展示之處理組件200更加有效地將來自生熱裝置之熱轉移至冷卻劑中。在圖1之先前技術處理器組件中，存在在到達流動冷卻劑111之前熱必須傳遞通過的兩個熱介面材料103及106、被動蓋104及散熱片107。在圖2之處理器組件200中，熱僅僅必須傳遞通過一個熱介面材料203及一個傳導性主體、第一板211以到達流動冷卻劑230。由於第一板211由具有高熱導率之材料形成，因此熱散播以增加冷卻區域之優點保持可用。

此外，此組態亦可提供可撓性且自整合觀點來看係有利的。在一個組態中，蓋可在外購半導體組裝及測試（OSAT）位置處組裝並藉由使用以傳統蓋普及之公認的組裝技術最小化系統整合器上之安裝負擔。替代地，OSAT可選擇使處理器單元處於未鎖定狀態，以使得系統整合器可選擇並使用其自身公認組裝技術（如典型地運用傳統散熱片進行）安裝散熱蓋210、TIM及緊固件。

對流熱轉移隨與流經根據本發明之一些具體實例結構化的散熱蓋之流體腔室的冷卻劑流體直接接觸的經加熱之表面上的表面區域之量的增加而成正比例增加。因此，添加結構特徵至流體腔室之內部以增加曝露於冷卻流體之流動的經加熱之表面區域的量將增加流體腔室中之熱轉移之速率，且因此增加用於生熱裝置之冷卻速率。熱轉移速率及冷卻速率之增加通常准許生熱裝置在不過熱的情況下在較高功率下操作；且較高功率等於較快處理能力及較高計算產出量。

圖3展示根據本發明之第二具體實例的裝備有散熱蓋310之處理器組件300之實例。除在圖3中所示之具體實例中第一板311之第二表面313具有沿其長度安置的複數個針狀鰭片（pin fins）340以外，用於圖3中展示之散熱蓋310的結構及操作原理與用於圖2中展示之散熱蓋210的結構及操作原理實質上相同，其中複數個針狀鰭片340部分地延伸至流體腔室322中。如圖3中所展示，複數個針狀鰭片340中之各針狀鰭片經塑形為結構上多層面（亦即，包含多個以不同方式定向之面、側或外觀），以使得當流動冷卻劑330傳遞通過流體腔室322時，流動冷卻劑322將與更多經加熱之表面區域（相較於當流動冷卻劑330傳遞通過不具有針狀鰭片340之流體腔室時接觸到表面區域）直接接觸並流經該等經加熱之表面區域且藉此能夠吸收並移除來自第二表面之更多熱。儘管圖3描繪其中表面區域增強特徵包含複數個實質上長方體針狀鰭片340的具體實例，但所屬技術領域中具有通常知識者將認識到並瞭解，多種其他類型之表面區域增強特徵可用以增加曝露於冷卻劑流體的經加熱之表面區域的量，包括（但不限於）表面粗糙化、切削鰭片（skived fins）、圓形柱或其他此類特徵。此等特徵亦可用以引導流動以確保流動橫穿流體腔室322之所要部分。舉例而言，該等特徵可較佳地引導流動至原本將停滯的區域，藉此若不存在流動操縱特徵，則將到達較低的熱轉移性質。

根據圖3中所展示的具體實例，諸如半導體晶粒之生熱裝置302安置於印刷電路板或處理器載體301上。散熱蓋310包含具有第一表面312之第一板311。第一板311之第一表面312經由熱介面材料（TIM）303而置於與裝置302熱連通。第一凸起側壁314遠離第一板311之第一表面312垂直地延伸以鄰接印刷電路板或處理器載體301之頂部。此第一凸起側壁314界定環繞並圍封生熱裝置302及/或TIM 303的裝置腔室321之一個壁。緊固件331可用以將散熱蓋310附連至印刷電路板或處理器載體301。

存在位於第一板311之相對側（亦即與包含第一表面312之側相對）上的第二表面313。第二凸起側壁315自第二表面313垂直地延伸以幫助界定流體腔室322之周邊壁。第二板316安置於第二凸起側壁315之末端（與第二表面313相對）上，以使得第二表面313、第二凸起側壁315及第二板316協作界定經組態以准許流動冷卻劑330通過其的流體腔室322。與流體腔室322流體連通之入口導管317經組態以接納經加壓冷卻劑。出口導管318（其亦與流體腔室322流體連通）經組態以將經加熱冷卻劑自流體腔室322排放至開放或封閉迴路流體冷卻系統（圖3中未展示）。

圖4展示裝備有根據本發明之再一具體實例結構化之散熱蓋410的處理組件400。在此具體實例中，第一板411之第二表面413包含一或多個流道440。由於對流熱轉移隨著流道特性長度尺度降低而改良，因此提供流體可流動通過的一或多個較小流道改良冷卻通量。在某些情況下，一或多個流道440亦可增加冷卻流體430接觸的經加熱之表面區域的量，從而改良如上文結合圖3所描述的熱轉移。一或多個流道440可嵌入於第一板411之第二表面413下方（如在圖4中描繪）。然而，一或多個流道440亦可在第二表面413上方突出，如可適用於所選擇製造技術或所要流動剖面。此等流道440可採用任何適當形式，且流道440之各種設計及幾何結構可例如基於可用壓降及所需之熱轉移速率而改變通道之數目、過道液壓直徑、過道長度等。值得注意的是，一或多個流道440亦可由切削、蝕刻、傳統機械加工或任何其他合適之製造技術形成。

如圖4中所展示，諸如半導體晶粒之生熱裝置402安置於印刷電路板或處理器載體401上。散熱蓋410包含第一板411。第一板411經由熱介面材料（TIM）403而置於與裝置402熱連通。第一凸起側壁414遠離第一板411之第一表面412垂直地延伸。第一凸起側壁414至第一表面412之連接界定具有供裝置402及/或TIM 403駐留之足夠空間的裝置腔室421。可存在將散熱蓋410連接至電路板或處理器載體401之緊固件431。存在與第一表面412相對定位的第一板411之第二表面413。第二凸起側壁415自第二表面413垂直地延伸以形成流體腔室422。第二板416安置於第二凸起側壁415之末端上以創建經組態以防止流動冷卻劑430中之任一者進入裝置腔室421的不透流體之流體腔室。入口導管417經安置以與經組態以接納經加壓冷卻劑的流體腔室422流體連通。出口導管418亦經安置以與流體腔室422流體連通且經組態以將經加熱冷卻劑自流體腔室排放至封閉迴路流體冷卻系統。

圖5展示裝備有散熱蓋500之又一具體實例的處理器組件500。在此具體實例中，除流體腔室522經劃分成由具有經組態以在流動冷卻劑530流出第一儲集器並流入第二儲集器中時加速流動冷卻劑530之流動速率的複數個噴嘴543之第三板540分隔開的兩個單獨儲集器以外，散熱蓋510與分別在圖2及圖3中展示之散熱蓋210及310在結構上實質上相同。

更特定言之，第三板540安置於第一板511與第二板516之間並與第一板511及第二板516兩者隔開，以使得第三板540將流體腔室522有效地劃分成兩個流體儲集器，亦即流體分配儲集器541及流體收集儲集器542。第一板511之第二表面513界定流體收集儲集器542之邊界（亦即，壁）。複數個噴嘴543經安置於第三板540中。此等噴嘴543充當流體導管以准許冷卻劑流體流出流體分配儲集器541並流入流體收集儲集器542中。噴嘴543經設定大小且經組態以增加流動冷卻劑530之速度並引導流動冷卻劑530撞擊（碰撞）流體收集儲集器內部的第一板511之經加熱第二表面513。流動冷卻劑530之較高速度流動及在流體收集儲集器542中之經加熱第二表面513上的碰撞增加經加熱第二表面513之冷卻速率。較佳地，噴嘴543根據其至生熱裝置502之接近度而經適當配置以使得最高冷卻通量出現在第一板511之經加熱第二表面513上的最熱區域處。舉例而言，噴嘴可在空間上定位以使得其與半導體裝置上之特定電路或熱點對準。

如圖5中所展示，諸如半導體晶粒之生熱裝置502安置於印刷電路板或處理器載體501上。散熱蓋510包含第一板511。第一板511經由熱介面材料（TIM）503而置於與裝置502熱連通。第一凸起側壁514遠離第一板511之第一表面512垂直地延伸。第一凸起側壁514至第一表面512之連接界定具有供裝置502及/或TIM 503駐留之足夠空間的裝置腔室521。可存在將散熱蓋510連接至電路板或處理器載體501之緊固件531。存在與第一表面512相對定位的第一板511之第二表面513。第二凸起側壁515自第二表面513垂直地延伸以形成流體腔室522。側壁515藉此可經組態以規定流體收集儲集器542之某一高度。第二板516安置於第二凸起側壁515之末端上以創建經組態以防止流動冷卻劑530中之任一者進入裝置腔室521的不透流體之流體腔室。入口導管517經安置以與經組態以接納經加壓冷卻劑的流體腔室522流體連通。出口導管518亦經安置以與流體腔室522流體連通且經組態以將經加熱冷卻劑自流體腔室排放至封閉迴路流體冷卻系統。

在操作中，生熱裝置502產生熱，熱藉助於在第一表面512處之熱介面材料203流入第一板511中，傳導至第二表面513以待藉由流動冷卻劑530之流動而移除。散熱蓋510經由其入口導管517自經加壓源接納流動冷卻劑530進入其流體腔室522之流體分配儲集器541中。流動冷卻劑530傳遞通過第三板540之噴嘴543並進入流體收集儲集器542中以經由對流自第一板511之第二表面513移除熱。現在經加熱流動冷卻劑530接著經由流體腔室522之出口導管518流出流體收集儲集器542以傳遞至封閉迴路流體冷卻系統中。自此處，流動冷卻劑530可由單獨熱交換器（例如，冷卻器、冷卻塔、熱虹吸等）（圖5中未展示）冷卻且接著經由入口導管517返回至散熱蓋510。

噴嘴543可以多種不同形式及設計而實施，包括具有加速流動冷卻劑530以有效地創建碰撞至第一板511之經加熱第二表面513上的冷卻劑「射流」之效應的任何適合之形式或設計。因此，噴嘴543可使用任何合適之橫截面形狀實施，該形狀可為圓形、三角形、正方形、槽形或任何其他合適之形狀。儘管圖5中所示之實例將蓋510描繪為在第三板540中具有複數個噴嘴543，但將認識到及瞭解，不同具體實例可具有穿過第三板540且在流動冷卻劑530自流體分配儲集器541傳遞至流體收集儲集器542時在充分加速流動冷卻劑530下仍然有效的僅僅單一噴嘴。當存在複數個噴嘴543時，其可以陣列方式均一地配置，或其可更密集封裝於跨越第三板540之長度及寬度的某些區中。此配置可在相對較高熱產生之冷卻熱點或區域處更有效，此係由於噴嘴543之較高集中度可遞送較多冷卻劑，且藉此增加彼等熱點中之冷卻通量。各噴嘴可為與各其他噴嘴相同或不同的直徑、形狀或間隔。

複數個噴嘴543可在其整個長度中具有均一剖面，如圖5中所描繪。替代地，如圖6A及圖6B中所展示，一些或全部噴嘴可在其整個長度中具有非均一剖面（例如，非均一直徑）。舉例而言，圖6A展示可能安置於在圖5中展示的散熱蓋510之流體腔室522內部的例示性第三板640之等角視圖。如圖6A中所展示，第三板640含有噴嘴643之陣列。圖6B展示圖6A之第三板640的橫截面圖，其中橫截面「切口」係沿著圖6A中之第三板640之線6B-6B獲得，藉此二等分噴嘴643之陣列之一列中的全部噴嘴。切口顯露經二等分噴嘴中之各者具有在第三板640之流體分配儲集器側645上之一第一直徑644，及在第三板640之流體收集儲集器側647上之一第二直徑646，其中該第一直徑644大於該第二直徑646。此組態典型地在流動冷卻劑530傳遞通過第三板640時減少原本將出現的壓降，而不明顯地影響熱效能。在第三板640之面向入口側645處的第一直徑644可以多種不同剖面適當實施，包括（但不限於）簡單楔形物、倒角、圓形邊緣或其類似者。

圖7A展示裝備有根據本發明之又一具體實例建構之散熱蓋710的處理器組件之等角視圖。圖7B展示圖7B之處理器組件700之分解圖，藉此顯露處理器組件700之內部部件中之一些。如圖7B中最佳展示，處理器組件700包含經安置於印刷電路板701上的初級生熱裝置750及一對次級生熱裝置751。如將在圖7C中以較佳清晰度看到，初級生熱裝置750比次級生熱裝置751厚，且因此比次級生熱裝置751具有相對較高高度（如自印刷電路板701之平面量測）。安置於初級生熱裝置750及次級生熱裝置751上的係用以提供熱連通至散熱蓋710的熱介面材料層703。

緊固件731在此視圖中經安置於印刷電路板701上，但在實施時亦可安置於散熱蓋710上。在此具體實例中，緊固件731可為用於將散熱蓋710附連至印刷電路板701上的黏著層。在緊固件731中存在間隙732以提供至初級生熱裝置750及次級生熱裝置751靜置於其中的腔室中之排出口，以便當裝置接通時避免例如來自可出現在熱介面材料703中之任何釋氣的濕度堆積或加壓。為處理器載體共用的對齊特徵733與散熱蓋710上之對應對齊特徵734對準，以允許散熱蓋710在緊固至印刷電路板701時之適當定向，尤其是在運用非對稱生熱裝置佈局的情況下。存在安置於未置於與散熱蓋710熱連通的印刷電路板701上的其他部件752（參見圖7C）。典型地，此等其他部件753為低功率部件，諸如電容器，例如其熱經由傳導至電路板701中而經充分處理，且因此不需要散熱蓋710之主動冷卻。

圖7C展示沿著圖7A之線7C-7C切割的處理組件700之等角橫截面圖。如圖7C中所展示，散熱蓋710包含第一板711。第一板711經由熱介面材料（TIM）703而置於與初級生熱裝置750及次級生熱裝置751熱連通。第一板711具有與TIM 703直接接觸的平坦第一表面712。由於初級生熱裝置750比次級生熱裝置751高，因此位於初級生熱裝置750與第一板711之間的TIM 703之層比位於次級生熱裝置751與第一板711之間的TIM 703之層薄。預期只要恰當地施加TIM 703之層，初級生熱裝置750將更有效地轉移熱至第一板711中，此係因為傳導損耗在通過較厚TIM時出現。然而，初級生熱裝置750及次級生熱裝置751兩者經由TIM 703與第一板711熱連通以用於經由傳遞通過散熱蓋710之流動冷卻劑進行熱移除。

如圖7C中所最佳展示，第一凸起側壁714遠離第一板711之第一表面712垂直地延伸。此第一凸起側壁714與第一表面712組合有助於創建初級生熱裝置750及次級生熱裝置751及/或TIM 703駐留於其中的裝置腔室721。緊固件731可經提供於第一凸起側壁714與電路板701之間以將散熱蓋710固定至電路板701。第一板711之第二表面713位於第一板之相對側（與第一表面712相對之側）上。第二凸起側壁715自第二表面713垂直地延伸。第二板716安置於第二凸起側壁715之末端上。第二表面713、第二凸起側壁715及第二板716之結構及組態界定不准許流經流體腔室722之任何冷卻流體到達裝置腔室721或其中之生熱裝置中之任一者的不透流體之流體腔室722。與流體腔室722流體連通之入口導管717經組態以接納經加壓冷卻劑至流體腔室722中。出口導管718亦與流體腔室722流體連通，且其經組態以准許經加熱冷卻劑流出流體腔室722並流入封閉迴路流體冷卻系統（圖中未示），其將典型地包括用以冷卻經加熱冷卻劑流體之某一類型的熱交換器。典型地但不必需，入口導管717位於流體腔室722之一個末端處，而出口導管718係在流體腔室722之相對末端處，此趨向於促進冷卻劑流體經由其之平滑及高效流動。

圖7C中之散熱蓋710進一步包含第三板740，其用以將流體腔室722劃分成兩個流體儲集器，亦即流體分配儲集器741及流體收集儲集器742。複數個噴嘴743經安置於第三板740中以提供流體分配儲集器741與流體收集儲集器742之間的流體連通。此等噴嘴743產生提昇流動冷卻劑730之速度，同時引導流動冷卻劑730撞擊（碰撞）第一板711之經加熱第二表面713。提昇之速度流動及引導碰撞在冷卻劑撞擊及流過經加熱第二表面713時增強冷卻劑之冷卻速率。

由於處理器組件700具有多個生熱裝置750及751，因此噴嘴743經配置成兩個陣列744及745以定向於經由散熱蓋710之第一板711的最大熱傳輸之區域。包含流動加速噴嘴743之陣列744及745可以任何合適型式及間隔配置，且此類型式及間隔可能在兩個陣列744與745之間係相同或不同的。在一個實例中，若初級生熱裝置750比次級生熱裝置751在功率或功率密度方面更高，則陣列744可在初級生熱裝置750附近含有較大數目個及/或更密集封裝噴嘴。在其他情況下，陣列745可含有較大數目個噴嘴，及/或更密集封裝噴嘴，以提供較佳冷卻通量，以適應次級生熱裝置751之較大TIM厚度703，次級生熱裝置751將比初級生熱裝置750產生更多熱，全部其他相等事物。其他電氣部件752不置於與散熱蓋710熱連通，且可經由電路板701耗散其過多產生之熱。

圖8A及圖8B展示裝備有根據本發明之又一具體實例建構之散熱蓋810的處理器組件800之等角視圖。圖8A展示安置於印刷電路板801上的散熱蓋810之頂部等角視圖。圖8B展示不具有印刷電路板801的散熱蓋810的底部等角視圖，其顯露散熱蓋810之底部表面812的替代結構。

如圖8A中所指示，緊固件831可施加至印刷電路板801、散熱蓋810之側壁，或二者，以將散熱蓋810附連至印刷電路板801。緊固件831可包含例如黏著劑層。在替代具體實例中，緊固件831可包含環氧樹脂、一或多個螺釘、銷或螺栓，或如在此項技術中所已知的任何其他合適之緊固件，以用於將蓋（或熱散播器）附接至電路板。在此具體實例中，及如圖8A及圖8B所展示，在散熱蓋810之側壁中之一或多者中存在凹口833，各凹口833具有在緊固件831中之對應間隙832。總之，凹口833及間隙832提供至生熱裝置靜置於其中的裝置腔室中之排出口，以便例如當裝置接通時避免來自可出現在熱介面材料中之任何釋氣的裝置腔室中之濕度堆積或加壓。

如圖8B中所展示，台階836將散熱蓋810之第一板811的底部表面812分成不均勻高度之兩個子表面834及835。相較於平坦表面之高度（參見例如在圖7中展示之第一表面712），子表面834及835之不均勻高度幫助維持用於可具有不同高度的生熱裝置之更均一或較佳熱介面材料厚度。在圖8C中更詳細地展示散熱蓋810之第一板811的底部表面812之子表面834及835。

圖8C展示散熱蓋810之等角橫截面，其中區段之「切口」係沿著圖8A中之線8C-8C獲得。初級生熱裝置850及次級生熱裝置851經安置於印刷電路板或處理器載體801上。散熱蓋810包含第一板811。第一板811經由熱介面材料（TIM）803而置於與初級生熱裝置850及次級生熱裝置851熱連通。在此具體實例中，如圖8B中所展示，第一板811具有與TIM 803接觸之不平坦第一表面812。第一表面812中之台階836創建在印刷電路板801上方處於不同高度的兩個子表面834及835。因此，即使初級生熱裝置850比次級生熱裝置851高，鄰近於初級生熱裝置850之TIM 803仍具有與鄰近於次級生熱裝置851之TIM 803實質上相同的厚度。在此情況下，由初級生熱裝置850經由TIM 803將熱轉移至第一板811中可具有與由次級生熱裝置851經由TIM 803在第一板811中之熱轉移實質上相同的轉移效率。初級生熱裝置850及次級生熱裝置851使其熱經由流動冷卻劑傳遞通過散熱蓋810而移除。子表面之數目可不僅限於二，此係由於取決於被冷卻的半導體裝置之構造，多個子表面可係有益的。

圖8C中之散熱蓋810進一步包含第三板840，其用以將流體腔室822劃分成兩個流體儲集器，亦即流體分配儲集器841及流體收集儲集器842。複數個流動加速噴嘴843經安置於第三板840中以促進經由第二表面813通過第一板811的熱轉移。此等噴嘴843經組態以產生直接朝向第一板811之第二表面813的經提昇速度流動以增強冷卻劑針對第一板811之經加熱第二表面813的冷卻速率。噴嘴843經配置成兩個陣列844及845以定向於經由散熱蓋810之第一板811的最大熱傳輸之區域。包含噴嘴843之陣列844及845可以任何適當型式或間隔配置以實現定向冷卻。舉例而言，若初級生熱裝置850比次級生熱裝置851在功率或功率密度方面更高，則相比於陣列845，陣列844可包含較大數目個噴嘴843，及/或更密集封裝流動加速噴嘴843，或反之亦然。在TIM 803厚度在初級生熱裝置850與次級生熱裝置851之間實質上相同的情況下，陣列844及845以及噴嘴843可不需要個別客製化。若由其他電氣部件852產生之熱可經由電路板801充分耗散，則彼等其他電氣部件852可不需要經置於與散熱蓋810熱連通。

台階836之高度，或換言之為第一表面812之子表面834及835距PCB 801的高度差，可具有任何適當尺寸。在一些情況下，包含堆疊DRAM晶片之生熱裝置高度可比包含小晶片或I/O晶粒之生熱裝置實質上更大。舉例而言，高度差可為0.1至0.5 mm，或甚至高達1.0 mm。TIM 803（即使經設計以標稱地併有生熱裝置850及851之高度差）可歸因於散熱蓋810製造之變化及/或晶粒或裝置附接至電路板801之方式的差異而為不相同厚度。然而，在具有約0.01至0.1 mm之常見TIM厚度情況下，例如添加台階836可對TIM 803之厚度具有實質影響且藉由維持通過介接材料之較薄傳導路徑極大地增加熱轉移效率。

圖5至圖8描繪包含流動加速噴嘴之本發明的具體實例，其用於實現射流碰撞冷卻之形式。射流碰撞冷卻根據使冷卻劑流體傳遞通過小噴嘴以加速冷卻之流動且藉此在集中方向上產生冷卻劑流體之連續「射流」的原理而操作。因此，例如相較於例如在傳遞通過噴嘴之前在0.1 m/s至2.5 m/s之範圍內的速率，在傳遞通過噴嘴之後，冷卻劑流體可以在1 m/s至25 m/s之範圍內的速率流動。當碰撞在經加熱表面上時，尤其在實質上垂直的定向上，冷卻劑之此等集中射流用以提供增強型對流熱轉移。此係由於被稱作邊界層抑制之現象而發生，其中經加速冷卻劑之動量使得經冷卻冷卻劑流體緊密接觸經加熱表面，此對應於高熱移除能力。邊界層抑制允許可滿足或超出更複雜多相流體冷卻方法之熱轉移的單相熱轉移。

在運用射流碰撞冷卻之其他具體實例中，可存在安置於碰撞表面上以進一步增加熱轉移的特徵（例如，如圖3中所描繪，針狀鰭片340）。此類熱轉移增強特徵可直接安置於噴嘴下方，以在最高對流冷卻通量之點處產生用於對流之額外區域。替代地，熱轉移增強特徵可經安置於碰撞區帶（亦即直接在噴嘴下方之區域）外部，以在冷卻流體射流碰撞經加熱之表面並向外轉向開始其至出口導管之排放流動路徑之後產生用於對流的額外區域。熱轉移增強特徵可部分延伸至流體腔室中。在一些具體實例中，熱轉移增強特徵可一直延伸直至包含噴嘴之板（亦即噴嘴板）。在熱轉移增強特徵延伸直至噴嘴板的情況下，該等特徵可提供多個功能，諸如用於歸因於流體傳遞通過噴嘴經歷的壓降而增加熱轉移及提供噴嘴板之結構完整性。舉例而言，流體分配儲集器與流體收集儲集器之間的流體壓力可產生具有不良效應的第三板840之變形。延伸直至噴嘴板（或第三板）之熱轉移增強特徵可用以向噴嘴板提供結構支撐並保持流體收集儲集器之所要高度。

圖9展示裝備有包含作為緊固件之螺釘932的散熱蓋910之處理器組件900。如圖9中所展示，諸如半導體晶粒之生熱裝置902安置於印刷電路板或處理器載體901上。散熱蓋910包含第一板911。第一板911經由熱介面材料（TIM）903而置於與生熱裝置902熱連通。第一凸起側壁914遠離第一板911之第一表面912垂直地延伸。第一表面912及第一凸起側壁914之結構及定向界定具有供生熱裝置902及/或TIM 903駐留之足夠空間的裝置腔室921。存在與第一表面912相對定位的第一板911之第二表面913。第二凸起側壁915自第二表面913垂直地延伸，以使得第二凸起側壁915及第二表面913共同界定流體腔室922。第二板916安置於第二凸起側壁915之末端上以創建防止流經流體腔室922之冷卻劑進入裝置腔室921的不透流體之組件。

在此具體實例中，存在安置於凸起側壁914之末端上的凸緣930。螺釘932穿過凸緣以將散熱蓋910緊固至電路板901。可存在置放於凸緣930與板901之間的襯墊931。不同於使用基於黏著劑之緊固件的具體實例，使用螺釘932在散熱蓋910與電路板901之間提供機械連接，且可因此充當更可逆的附接機構，此係由於螺釘可經鬆開以移除蓋910，而基於黏著劑之緊固件可使連接實質上永久。

螺釘932可使彈簧附接至其，以控制力施加（例如，避免過緊）。凸緣930可環繞整個散熱蓋910或可僅僅在鄰近於電路板901上之緊固件位置之區域中突出以提供穩定及可靠附接點，同時使用較小構造材料量。襯墊931（其可包含彈性材料）可提供多種不同用途，包括（但不限於）填充由製造可變性所引起之過多空間、控制施加之力、提供絕緣以避免短路、適應或解決部件高度差，或其任何組合。襯墊931可在其中可在凸緣930及/或凸起側壁914與印刷板901之間存在間隙的某些具體實例中係不必要的。墊圈或其他類似硬體可結合螺釘932及/或襯墊931使用。

圖10展示裝備有根據本發明之又一具體實例建構之散熱蓋1010的處理器組件1000。在此具體實例中，及如將在下文更詳細地描述，與由單件構造材料形成相反，散熱蓋1010藉由如本文中所描述將多件構造材料接合在一起而形成。

如圖10中所展示，諸如半導體晶粒之生熱裝置1002安置於印刷電路板或處理器載體1001上。散熱蓋1010包含第一板1011。第一板1011經由熱介面材料（TIM）1003而置於與生熱裝置1002熱連通。第一凸起側壁1014遠離第一板1011之第一表面1012垂直地延伸。第一凸起側壁1014至第一表面1012之連接界定具有供生熱裝置1002及/或TIM 1003駐留之足夠空間的裝置腔室1021。可存在將散熱蓋1010連接至電路板或處理器載體1001之緊固件1031。存在與第一表面1012相對定位的第一板1011之第二表面1013。第二凸起側壁1015自第二表面1013垂直地延伸以形成流體腔室1022。第二板1016安置於第二凸起側壁1015之末端上以創建經組態以防止流動冷卻劑1030中之任一者進入裝置腔室1021的不透流體之流體腔室。入口導管1017經安置以與經組態以接納經加壓冷卻劑的流體腔室1022流體連通。出口導管1018亦經安置以與流體腔室1022流體連通且經組態以將經加熱冷卻劑自流體腔室排放至封閉迴路流體冷卻系統。

在此具體實例中，具有第一凸起側壁1014之第一板1011、第二板1016及第二凸起側壁1015由不同部件形成並接合在一起。第一板1011與第二凸起側壁1015之間的附接係由連接接合部1032展示。第二凸起側壁1015與第二板1016之間的附接係由連接接合部1033展示。在其他具體實例中，接合部1032可不存在，其中凸起側壁1015及第一板1011及凸起側壁1014由單式結構形成。類似地，在另一具體實例中，連接接合部1033可不存在，以使得凸起側壁1015及第二板1016由單式結構形成。其他組態係可能的；形成散熱蓋1010之部件之數目例如基於可用製造及組裝技術、所要成本、可接受風險剖面及所需系統規範的考慮。

一般而言，具有單式結構之散熱蓋（諸如圖2中所展示之散熱蓋210）可具有可形成其所用的更多有限技術集合（例如，積層製造、犧牲製造、包覆模製、吹塑或類似者）。然而，若散熱蓋由多個結構構成（如在圖10中所展示之散熱蓋1010），則可採用各種各樣額外大批量或小批量生產技術，諸如研磨、車削、機械加工、壓印、澆鑄、金屬或塑膠射出成形、EDM或其他，以及對於單式結構所提及之彼等技術。

任何合適的緊固件可用以創建多個材料之間的實體接合部。緊固件可為實質上永久的，諸如當緊固件為焊接（例如，摩擦攪拌、超音波等）、硬焊、化學鍵、黏著劑、環氧樹脂、融合結合、共晶會接或其他此類永久緊固件時將係此情況。緊固件亦可為實質上可移除的，諸如在使用焊料、螺釘及墊圈、搭扣配合或其他此類可移除緊固件之情況下。歸因於材料相容性、製造技術、材料可用性、接合部強度要求、接合部氣密性要求、冷卻劑相容性、清潔度或其他因素之問題，同一組件中之不同接合部可利用不同類型的緊固件。

由接合部1032及1033連接之不同部件可由相同或不同材料形成，其中均一材料或多材料組件係可能的。任何合適的材料可經選擇用於多個部件，包括（但不限於）金屬、塑膠、半導體或其他。在許多情況下，歸因於熱必須經由與流動冷卻劑熱連通之熱介面材料1003自生熱裝置1002傳輸的要求，包含第一板1011之部件可由高熱導率材料（諸如鋁、銅、矽、碳化矽或其他）形成。經選擇及用於第二板1016的材料可或可不經選擇為非熱傳導性，實際上非顯著熱提取路徑。相較於使用熱傳導材料，包含第二板1016之部件可由聚合物構造，以便例如降低成本並改良材料相容性。在一些情況下，可特殊考慮不同部件（尤其是可與流體腔室1022接觸的部件）之間的相容性，以避免與吸收、電流腐蝕、侵蝕、壓力圍阻相關聯之問題或其他問題。

儘管在圖10中所示之實例展示位於板1011之第二表面1013與第二側壁1015之間的接合部1032，且亦展示位於第二側壁1015與第二板1016之間的接合部1033，但將瞭解，任何數目個接合部位置及其組合在不脫離本發明之範疇情況下係可能的。舉例而言，可不存在接合部1033，其中蓋1010可由兩個部分而不是三個部分形成，其中僅僅一接合部存在於接合部1032處。類似地，可不存在接合部1032，其中蓋1010可由兩個部分而不是三個部分形成，但唯一由存在接合部1032且不存在接合部1033的一組件形成。不同製造程序之部件、接合技術、接合位置及材料的任何組合係可能的。

另外或替代地，可在第一板1011之第一表面1012與第一凸起側壁1014之間存在接合部。如先前所論述，第一凸起側壁1014可設定電路板1001與第一表面1012之間的距離。在此情境中之可移除接合部可有利於容易地適應具有不同高度之生熱裝置的板組件。亦即，含有凸起側壁1014之部件的一第一版本可附接至一第一高度之生熱裝置的印刷電路板1001，且含有具有不同凸起側壁高度之凸起側壁1014的部件之第二（不同）版本可經附接用於第二高度之生熱裝置。此可促進跨越多種產品家族的薄TIM厚度而無需實質客製化。此外，此接合部可無需為不透流體，其中為了容易模組化可製作可移除接合部。永久接合部亦係可能的。

圖11展示涉及散熱蓋1110的封閉迴路流體系統1100之系統層級方塊圖實施方案。泵1101創建致使流體流經封閉迴路流體系統之壓力差。流體傳遞至散熱蓋1110中，自生熱裝置（圖中未示）移除熱，且與其進入散熱蓋1110相比在較低壓力及較高溫度下被排出。加熱流體接著傳遞至熱交換器1102中以自循環冷卻劑移除熱。各種部件經由流體輸送元件1103（諸如管、管路、集管、速斷或類似者）連接。

泵1101可使用提供壓力以驅動流體流動的離心力、軸向流動、正移位或任何其他合適之構件來實施。泵可由多種材料製成，無論是熱傳導金屬、塑膠、高強度金屬抑或其他適當材料。儘管泵1101僅僅展示為單一部件，但可存在串聯或並聯置放以產生液體冷卻劑通過液體流體循環組件之流動的多個泵。

熱交換器1102可採用任何適合之形式。其可為一液體空氣熱交換器，其可涉及用以驅動流以自循環冷卻劑移除熱的風扇。其可為一液體-液體熱交換器，其可與一設施冷卻系統介接。在某些情況下，設施冷卻劑可直接用於散熱蓋1110。

系統可以不同形狀因數實施。在托架中，舉例而言，具有液體空氣熱交換之閉環系統可出現在給定伺服器內，不論在1托架單元（1U）形狀因數，或甚至2U或4U，或其部分中。在此情況下，各伺服器可具有其自身泵及熱交換器。其可為CDU循環之部分，不論在托架中抑或在列中，包含單一集中式泵及熱交換器。

亦可包括其他流體系統部件。舉例而言，本發明之一些具體實例可在其中使用的系統可包括過濾器、閥、集管、旁路迴路、感測器（例如，壓力、流動速率、溫度）、速斷配件或類似裝置。

本發明之範疇不受本文所描述之特定具體實例限制。實際上，本發明之其他各種具體實例及對本發明之修改除本文中所描述之具體實例及修改之外自前述描述及附圖對於所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見。因此，此類其他具體實例及修改意欲屬於申請專利範圍之範疇內。此外，儘管本發明已經出於特定目的在特定實施方案之上下文中及/或在特定環境之上下文中在本文中描述本發明，但所屬技術領域中具有通常知識者將認識到，其有效性不限於此且本發明之具體實例可出於任何數目之目的有益地實施於任何數目之環境下。因此，下文闡述之申請專利範圍應鑒於如本文中所描述之本發明之全部範圍及精神來解釋。

無

為了更好地理解本發明，參考隨附圖式，其中： [圖1]展示包含傳統蓋之先前技術處理組件之實例。 [圖2]展示根據本發明之一個具體實例的裝備有散熱蓋之處理器組件之實例。 [圖3]展示根據本發明之第二具體實例的裝備有散熱蓋之處理器組件之實例，其中第一板之第二表面包含沿其長度安置的複數個針狀鰭片。 [圖4]展示裝備有根據本發明之再一具體實例結構化之散熱蓋的處理組件，其中第一位置之第二表面包括一或多個流道。 [圖5]展示裝備有散熱蓋之又一具體實例的處理器組件，其中流體腔室經劃分成由具有經組態以在流動冷卻劑流出第一儲集器並流入第二儲集器中時加速其之流速的複數個噴嘴之第三板分隔開的兩個單獨儲集器。 [圖6A]展示可能安置於在圖5中展示的散熱蓋之流體腔室內部的例示性第三板之等角視圖。 [圖6B]展示圖6A之第三板的橫截面圖，其中橫截面「切口」係沿著圖6A中之第三板之線6B-6B獲得，藉此二等分噴嘴陣列之一列中的全部噴嘴。 [圖7A]展示裝備有根據本發明之又一具體實例建構之散熱蓋710的處理器組件之等角視圖。 [圖7B]展示圖7A中展示之處理器組件之分解圖，藉此顯露處理器組件之內部部件中之一些。 [圖7C]展示沿著圖7A之線7C-7C切割的處理組件之等角橫截面圖。 [圖8A]展示安置於印刷電路板上的散熱蓋之一個具體實例之頂部等角視圖。 [圖8B]展示不具有印刷電路板的圖8A中之散熱蓋的底部等角視圖，其顯露根據一個具體實例之散熱蓋之底部表面的替代結構。 [圖8C]展示散熱蓋之等角橫截面，其中區段之「切口」係沿著圖8A中之線8C-8C獲得。 [圖9]展示裝備有包含作為緊固件之螺釘的散熱蓋之處理器組件。 [圖10]展示裝備有根據本發明之又一具體實例建構之散熱蓋的處理器組件，其中與由單件構造材料形成相反，散熱蓋藉由將多件構造材料接合在一起而形成。 [圖11]展示封閉迴路流體系統之系統層級方塊圖實施方案，該封閉迴路流體系統包括根據本發明之一個具體實例的散熱蓋。

Claims (26)

1. 一種散熱蓋，其包含： 一第一板，其由一熱傳導材料形成，該第一板具有經組態以置於與附連至一印刷電路板或處理器載體之一生熱裝置熱連通的一第一表面，及位於該第一板之與該第一表面相對之一側的一第二表面； 一第一凸起側壁，其自該第一板之該第一表面延伸，該第一凸起側壁經組態以用於在該第一表面與該印刷電路板或處理器載體隔開的情況下將該散熱蓋緊固至該印刷電路板或處理器載體，使得該第一凸起側壁、該第一板之該第一表面及該印刷電路板或處理器載體共同界定一裝置腔室，在該散熱蓋緊固至該印刷電路板或處理器載體之後，該生熱裝置將駐留於該裝置腔室內； 一第二凸起側壁，其自該第一板之該第二表面延伸； 一第二板，其連接至與該第一板之該第二表面相對的該第二凸起側壁，該第二板與該第一板隔開以使得該第二凸起側壁、該第二板及該第一板之該第二表面共同界定一流體腔室，一冷卻流體可在該流體腔室內流動，該流體腔室經組態以防止該冷卻流體進入該裝置腔室； 一入口導管，其與該流體腔室流體連通，該入口導管經組態以接納該冷卻劑流體至該流體腔室中；及 一出口導管，其與該流體腔室流體連通，該出口導管經組態以讓該冷卻劑流體傳遞出該流體腔室； 藉此經由該入口導管接納至該流體腔室中之該冷卻劑流體可在經由該出口導管傳遞出該流體腔室之前直接接觸與該生熱裝置熱連通的該第一板之該第二表面並吸收來自該第二表面之熱。
2. 如請求項1之散熱蓋，其中該第一板之該第二表面包含一表面區域增強特徵，其經組態以增加當該冷卻劑流體流經該流體腔室時將曝露於該冷卻劑流體的該第二表面上之經加熱表面區域之一量。
3. 如請求項2之散熱蓋，其中該表面區域增強特徵包含： 複數個針狀鰭片；或 複數個切削鰭片；或 一或多個流道； 複數個凹槽；或 一表面粗糙化；或 一或多個蝕刻；或 以上列舉的表面區域增強特徵中之兩者或多於兩者的一組合。
4. 如請求項1之散熱蓋，其進一步包含經組態以將該散熱蓋附連至該印刷電路板或處理器載體之一緊固件。
5. 如請求項4之散熱蓋，其中該緊固件包含： 一黏著劑；或 一焊料；或 一螺栓；或 一螺釘； 或其中兩者或多於兩者之一組合。
6. 如請求項1之散熱蓋，其進一步包含： 一第三板，其安置於該第一板與該第二板之間，且與該第一板及該第二板兩者隔開以使得該第三板將該流體腔室劃分成一第一儲集器及一第二儲集器，其中該第一板之該第二表面包含該流體腔室之該第二儲集器的一邊界；及 複數個噴嘴，其流體連接該流體腔室之該第一儲集器及該流體腔室之該第二儲集器，該複數個噴嘴經組態以（i）加速冷卻劑流體傳遞出該流體腔室之該第一儲集器並進入該流體腔室之該第二儲集器中，及（ii）引導該冷卻劑流體流入該第二儲集器中以撞擊該第一板之該第二表面。
7. 如請求項6之熱分配蓋，其中： 該入口導管流體連接至該流體腔室之該第一儲集器；且 該出口導管流體連接至該流體腔室之該第二儲集器。
8. 如請求項6之散熱蓋，其中該複數個噴嘴中之至少一些噴嘴經配置以形成噴嘴之一陣列，其經組態以加速在該第二表面之一特定區附近之該冷卻劑流體。
9. 如請求項8之散熱蓋，其中該第二表面包含位於該特定區內的一表面區域增強特徵，以增加將曝露於流經該第二儲集器之該冷卻劑流體的該第二表面上之經加熱表面區域的一量。
10. 如請求項8之散熱蓋，其中該第二表面包含位於該特定區外部的一表面區域增強特徵，以增加將曝露於流經該第二儲集器之該冷卻劑流體的該第二表面上之經加熱表面區域的一量。
11. 如請求項10之散熱蓋，其中位於該特定區外部的該等表面區域增強特徵朝向該第三板延伸但不接觸該第三板。
12. 如請求項10之散熱蓋，其中位於該特定區外部的該等表面區域增強特徵朝向該第三板延伸且接觸該第三板。
13. 如請求項6之散熱蓋，其中該複數個噴嘴中之至少一些噴嘴經配置以形成噴嘴之一第二陣列，噴嘴之該第二陣列與噴嘴之該第一陣列隔開且經組態以加速在該第二表面之一第二特定區附近之冷卻劑流體，該第二特定區與該第二表面之該第一特定區隔開。
14. 如請求項6之散熱蓋，其中該第三板中之該複數個噴嘴中之各噴嘴包含一倒角或一楔形物以在該冷卻劑流體經由該各噴嘴自該流體腔室之該第一儲集器流動至該流體腔室之該第二儲集器時降低該冷卻劑流體之一壓降。
15. 如請求項6之散熱蓋，其中該複數個噴嘴中之各噴嘴具有在該第三板之流體分配儲集器側上之一第一直徑，及在該第三板之流體收集儲集器側上之一第二直徑，其中該第一直徑大於該第二直徑。
16. 如請求項1之散熱蓋，其中該入口導管及該出口導管中之至少一者穿過該第二板。
17. 如請求項1之散熱蓋，其中該入口導管及該出口導管中之至少一者穿過該第二凸起側壁。
18. 如請求項1之散熱蓋，其中該散熱蓋為一單式結構。
19. 如請求項1之散熱蓋，其中該散熱蓋包含由至少一個緊固件接合在一起的多個部件。
20. 如請求項19之散熱蓋，其中該多個部件由相同構造材料形成。
21. 如請求項19之散熱蓋，其中該多個部件不由相同構造材料形成。
22. 如請求項21之散熱蓋，其中該多個部件由具有不同熱導率之構造材料形成。
23. 如請求項1之散熱蓋，其中該第一板之該第一表面包含不同高度之至少兩個子表面。
24. 如請求項1之散熱蓋，其中該第一板之該第一表面包含經組態以在該第一板與一生熱裝置之間提供額外間隔的凹口或突出部。
25. 如請求項1之散熱蓋，其進一步包含安置於該第一凸起側壁上的一凸緣，該凸緣經組態以接納穿過該凸緣以將該散熱蓋緊固至該印刷電路板或處理器載體的一螺釘。
26. 如請求項25之散熱蓋，其進一步包含位於該凸緣與該印刷電路板或處理器載體之間的一襯墊或一間隔物。