TWI405531B - 散熱片、兩相微通道散熱片、電子裝置、用於提供散熱片之方法、及用於散熱至少一個電子裝置之方法 - Google Patents

散熱片、兩相微通道散熱片、電子裝置、用於提供散熱片之方法、及用於散熱至少一個電子裝置之方法 Download PDF

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Description

散熱片、兩相微通道散熱片、電子裝置、用於提供散熱片之方法、及用於散熱至少一個電子裝置之方法 相關申請案之交互對照
本案係主張西元2007年11月30日所申請且案號為第61/004821號和題目為“用於高熱通量商業和防禦電子裝置之熱管理之兩相交連的微通道散熱片(Two Phase Cross-Connected Micro-Channel Heat Sink for Thermal Management of High-Heat Flux Commercial and Defense Electronic Devices)”之共同申請臨時申請案之優先權。
本發明係關於一種提供散熱片之方法和系統，且尤係關於一種提供改良的散熱片以用於與微通道散熱片連接方法和系統。
由於不斷追求電子裝置之改良並同時縮減重量與體積，已找到對於日增之散逸廢熱密度(dissipative waste heat density)之有效散熱設計改良。目前和接近未來的高效能商業/防禦電子裝置需要把每平方公分100瓦特之等級的熱通量消散。因為電子產品的可靠性和產品壽命均會受溫度強烈影響，需要發展高效的冷卻技術以減小維持成本和增加高功率密度電子裝置之使用壽命。
兩相微通道散熱片可能提供從高功率密度裝置中移除廢熱之解決方案。習知之兩相微通道散熱片利用微尺度的平行通道作為沸騰液態冷卻劑之流動的冷卻劑流動通路。此種兩相微通道散熱片具有數個潛在優點。然而，使用此種兩相微通道散熱片存在有顯著的阻礙。尤其，習知之兩相微通道散熱片已經顯示出明顯偏離預料的性能。例如：習知之兩相微通道散熱片受到溫度和壓力之流動不穩定性。如此的不穩定性可能導致流動中之震盪。嚴重的流動不穩定性防礙習知之兩相微通道散熱片的安全操作和可預測之冷卻性能。
因此，需要改良的散熱片而可以用於與微通道散熱片連接。
本發明描述一種提供散熱片之方法和系統。該散熱片包含至少一個入口、至少一個出口、複數個流動微通道以及至少一個交連通道。該複數個流動微通道係由複數個通道壁所定義，將該入口與該出口予以連接，並且在該至少一個入口和該至少一個出口之間容納冷卻劑之流動。該至少一個交連通道係組構為連接該複數個流動微通道之至少一部份。該交連通道也至少部分地平衡壓力場，以使該冷卻劑之沸騰穿過該複數個流動微通道的該部份。
根據在此所揭露的方法和系統，該散熱片可以提供沒有嚴重流動震盪的冷卻效率。因此，可維持改良的冷卻效率，譬如可以達到包含對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量和流速需求以及沿著流動方向之相對一致的溫度分佈。
本方法和系統涉及散熱片。提出以下描述以使本領域具通常知識者可以製造和使用本發明，並且在一專利申請案及其必要條件的背景下提供該等描述。對本領域具通常知識者而言，對於在此處所描述的對實施例和一般原理與特徵的各種修飾將變得顯而易見。因此，本方法及系統並非企圖限制所顯示的實施例，而是要符合與此處所描述原則和特徵一致之最寬廣範圍。
該方法和系統主要為依據在特定實施中的特定系統所描述。然而，本領域具通常知識者將體會到此方法和系統會在其他實施中有效運作。該方法和系統也會在具有某些步驟的特定方法之背景下予以描述。然而，該方法和系統有效運作於具有不同及/或不會與該方法和系統不一致之額外步驟的其他方法。
本發明描述一種用以提供散熱片之方法和系統，該散熱片具有至少一個入口、至少一個出口、複數個流動微通道以及至少一個交連通道。該複數個流動微通道係由複數個通道壁所定義，將該入口與該出口連接，並且在該至少一個入口和該至少一個出口之間容納冷卻劑之流動。該至少一個交連通道係組構為連接該複數個流動微通道之至少一部份。該交連通道也至少部分地平衡壓力場，以使該冷卻劑之沸騰穿過該複數個流動微通道的該部份。
第1圖繪示兩相微通道散熱片100之例示性實施例的平面圖。第2圖繪示兩相微通道散熱片100之該例示性實施例的一部份之透視、側視和平面圖。注意第1和2圖並未以等比例繪製。參考第1圖和第2圖，該散熱片100包含流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110。該散熱片100也可以包含繪示在第2圖之一部分的平板112。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道102、交連通道104以及通道壁106。再者，可以使用另一數目之流動微通道102及/或另一數目之交連通道104。
該散熱片100的基部之基材通常由一種或多種高熱傳導固態材料所製成，像是銅或矽。該流動微通道102和該交連通道104可以利用如微切削(micro-machining)技術形成在該基材中。然而，該流動微通道102、交連通道104和通道壁106可以另外方式形成。在運作期間，該散熱片100係貼附至像是電子裝置之散熱裝置(未圖示)。由該裝置所產生的熱可以傳遞到該散熱片100，接著傳遞到流動通過該散熱片的冷卻劑(未圖示)。該冷卻劑通常從該入口108流動到該出口110。冷卻劑流動通過該散熱片100可以從該散熱片100消散熱且因此使該裝置冷卻。
該微通道散熱片100為兩相散熱片。雖然命名為兩相散熱片，然而該微通道散熱片100可以在單相或兩相模式中運作。對相對高之冷卻劑流速及/或相對低之散熱通量而言，流經該散熱片之該冷卻劑可以於遍及該散熱片100中維持其液態單相狀態。在此種狀況中，該微通道散熱片100做為單相散熱片而運作。如果冷卻劑流速夠低及/或將被散失之熱通量夠大，則在該液態冷卻劑仍流經該散熱片100時，該液態冷卻劑可能會達到其沸點，從而發生流動沸騰。這導致該散熱片100做為兩相散熱片而運作。在此種兩相模式之運作期間，與冷卻劑從液態到氣態的轉變相關聯之潛在熱交換可以更有效地將熱從該兩相微通道散熱片中移除。
在所顯示的實施例中，該流動微通道102為形成於基部中的一連串之平行、對稱之矩形剖面微凹槽或凹部。該流動微通道102具有寬度且由具有寬度和高度之通道壁106所定義。該流動微通道102可以不大於微尺度類型(microscale regime)。例如：對某些實施例而言，流動微通道之範圍可以為從10至1000微米之寬度，也可能為更小的寬度。該通道壁106之厚度可以為100微米的範圍、高度為數百微米的範圍。然而，對該流動微通道102而言，也可能為其他通道剖面、寬度、高度、通道方向。在一些實施例中，該流動微通道可以不為平行、線形、對稱及/或矩形。類似地，於一些實施例中，該流動微通道可以具有各種寬度。例如：特定的流動微通道可以順著該流動微通道的長度而變化寬度。此外，一個流動微通道102可能不具有與另一個流動微通道102相同之寬度。可以使用蓋板112蓋上該流動微通道102。該入口108和出口110相當於在該兩相微通道散熱片100於入口和出口端處之氣室(plenum)。該入口108和出口110分別用於將冷卻劑導入該流動微通道102及將冷卻劑從該流動微通道102排出。因此，冷卻劑順著該流動微通道102從該入口108流動至該出口110。換言之，該流動微通道102組構成在該入口108和出口110之間承載存在於單相或兩相的該冷卻劑。
該兩相微通道散熱片100也包含交連通道104。在所顯示的實施例中，該交連通道104為微通道。在此種實施例中，該交連通道104可以不大於微尺度類型。例如：在某些實施例中，該交連通道之範圍可以為10至1000微米之寬度，也可能為更小的寬度。對於該交連通道104而言，雖然所顯示者為具有相同寬度和為矩形剖面，但也有可能為其他通道剖面、寬度、高度和通道方向。在一些實施例中，該交連通道可以不為平行、線形、對稱及/或矩形。類似地，於一些實施例中，該交連通道104可以具有各種寬度。例如：特定的交連通道可以順著該交連通道的長度而變化寬度。此外，一個交連通道104可能不具有與另一個交連通道104相同之寬度。可以使用蓋板112蓋上該交連通道104。
該冷卻劑一般從該入口108流動到該出口110。在所顯示之實施例中，該交連通道104為實質上垂直於該流動方向，而這是與該流動微通道102相反。該交連通道104因此實質延伸橫切於該流動方向以及所顯示之實施例的該流動微通道102之方向。一些交連通道104(像是通道104A)並未延伸橫跨該兩相微通道散熱片100之全部寬度W1。其他的交連通道104(像是通道104B)可以延伸穿過該兩相微通道散熱片100之寬度。在某些實施例中，所有的交連通道104可延伸穿過該兩相微通道散熱片之全部寬度。在其他實施例中，沒有交連通道可延伸穿過該兩相微通道散熱片之寬度。在所顯示之實施例中，該交連通道以規律間隔出現。因此，該交連通道104為沿著該流動方向而一致隔開。例如：在一個實施例中，該交連通道104以一毫米(millimeter)間隔出現。然而，在另一實施例中，該交連通道104不需要一致隔開及/或可以在其他不同距離之間隔處出現。
該交連通道104可以用在至少部份地平衡壓力場以沸騰穿過該複數個流動微通道之該部份的冷卻劑。該交連通道104允許在流動微通道102之間的氣態及/或液態傳遞。當該兩相微通道散熱片100在兩相模式下運作時，該沸騰之冷卻劑之壓力可以順著每一交連通道104的長度而平衡。換言之，壓力可以順著每一交連通道104而一致。結果，該冷卻劑流經該流動微通道102的壓力係穿過該兩相微通道散熱片100之寬度W1的至少一部份而達到平衡。對於像是該通道104A之交連通道而言，該沸騰冷卻劑之壓力為僅平衡穿過該兩相微通道散熱片100之寬度之一部份。因此，在通道壁106之另一側的交連通道104可以具有不同壓力。例如：該交連通道104A可以具有一壓力，而在該交連通道104A中的該通道壁106A之另一側的該通道(未標示)可以具有不同壓力。對於像是該通道104B之交連通道104而言，該沸騰冷卻劑之壓力可以穿過該兩相微通道散熱片100的全部寬度而平衡。於是，該交連通道104相當於穿過多個流動微通道104之一致壓力的區域。因此，橫跨該流動微通道102之冷卻劑壓力可以在該入口108和該出口110之間更一致地變化。於是，可以降低壓力震盪。
如上所述，該交連通道104可以各種間隔出現且用以沿著其長度平衡壓力。該交連通道104的位置、長度和其他特徵可以根據實施而變化。在一些實施例中，只要交連通道104夠緊密而使得在散熱片100的運作範圍中的嚴重的壓力震盪得以減小或消除，則該交連通道104可位在較大間隔處。在其他實施例中，該交連通道104可以更緊密地隔開。然而，在此種的實施例中，期望將該交連通道104分隔得夠遠而可維持通過該流動微通道102之冷卻劑之良好流動。
該兩相微通道散熱片100可以用於達成各種好處。因為液轉氣態相轉換之潛在熱可以用在提供增強之熱傳遞，因而可以達到高效冷卻。再者，該流動微通道102和交連通道104之組合會容許降低之壓力震盪和該沸騰液態冷卻劑之穩定流動。這些特質可使該兩相微通道散熱片100穩定且重複地消散高熱通量，尤其是小區域。該兩相微通道散熱片100也可以具有對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求。也可以達到朝該流動方向之更一致之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片100可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理，其高功率密度電子裝置包含但不限於如高效能微處理器、雷射二極體陣列、雷達系統中之高功率元件、功率電子之切換元件、X射線單能器晶體、航空電子學功率模組以及太空船功率元件之裝置。
第3圖繪示兩相微通道散熱片100’之另一例示性實施例之一部分之平面圖。為了清楚，第3圖並未依比例描繪。該兩相微通道散熱片100’類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片100’係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片100’因此包括流動微通道102’、交連通道104’、通道壁106’、入口108’和出口110’，分別相當於流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110。該流動微通道102’、交連通道104’、通道壁106’、入口108’和出口110’也分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片100’可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道102’、交連通道104’以及通道壁106’。該散熱片100’也可包含平板(未圖示)用以覆蓋該通道102’和104’。再者，可以使用另一數目之流動微通道102’及/或另一數目之交連通道104’。
該流動微通道102’為平行、對稱的矩型剖面且由通道壁106’所定義，該通道壁106’也具有寬度和高度。然而，該流動微通道102’也有可能為其他的通道剖面、寬度、高度和通道方向。在一些實施例中，該流動微通道102’可以不為平行、線形、對稱及/或矩形。類似地，於一些實施例中，該流動微通道102’可具有各種寬度。此外，一個流動微通道102’可以不具有與另一流動微通道102’相同之寬度。
該兩相微通道散熱片100’包括交連通道104’可以順著其長度平衡沸騰冷卻劑之壓力。該交連通道104’延伸穿過該兩相微通道散熱片100’的全部寬度W1’且以規律間隔出現。因此在所有的該流動微通道102’之間提供流體傳遞。此容許在橫跨該兩相微通道散熱片100’之全部寬度W1’之所有該流動微通道102’之間之壓力得以平衡。該交連通道104’可以因此在該入口108’和該出口110’之間提供等壓線(isobar)。在所顯示的實施例中，該交連通道104’為微通道。在此種實施例中，該交連通道104’可以不大於微尺度類型。該交連通道104’也夠為緊密以在該散熱片100’的運作範圍內減小或消除嚴重的壓力震盪。因為該交連通道104’延伸穿過該兩相微通道散熱片100’的全部寬度，故預期到用於減小或削除嚴重的壓力震盪的能力會得以提升。再者，該交連通道104’被分隔得夠遠以維持通過該流動微通道102’的冷卻劑之有效流動。
該兩相微通道散熱片100’可享有該兩相微通道散熱片100的好處。例如：高效冷卻、降低的壓力震盪和沸騰液態冷卻劑之穩定流動以及穩定和重複地消散高熱通量(尤其是小區域)。該兩相微通道散熱片100’也可具有對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更一致之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片100’可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第4圖繪示兩相微通道散熱片150之另一例示性實施例之一部份的平面圖。為了清楚，第4圖並未依比例描繪。該兩相微通道散熱片150類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片150係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片150因此包括流動微通道152、交連通道154、通道壁156、入口158和出口160，分別相當於流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110。於是，該流動微通道152、交連通道154、通道壁156、入口158和出口160也分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110類似之運作。該流動微通道152、交連通道154、通道壁156、入口158和出口160也可分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片150可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並非標示出所有的流動微通道152、交連通道154以及通道壁156。該散熱片150也可包含平板(未圖示)用以覆蓋該通道152和154。再者，可以使用另一數目之流動微通道152及/或另一數目之交連通道154。
該流動微通道152為平行、對稱的矩型剖面且由通道壁156所定義，該通道壁156也具有寬度和高度。然而，該流動微通道152也有可能為其他的通道剖面、寬度、高度和通道方向。在一些實施例中，該流動微通道152可以不為平行、線形、對稱及/或矩形。類似地，於一些實施例中，該流動微通道152可具有各種寬度。此外，一個流動微通道152可以不具有與另一流動微通道152相同之寬度。
該兩相微通道散熱片150包括交連通道154可以順著其長度平衡沸騰冷卻劑之壓力。該交連通道154延伸穿過該兩相微通道散熱片150的全部寬度W2。然而，在另一實施例中，至少一些該交連通道154可不延伸穿過該兩相微通道散熱片150的全部寬度W2。該交連通道154提供在該流動微通道152之間之傳遞，容許每一交連通道154穿越的流動微通道152之間的壓力得以平衡。在所顯示的實施例中，該交連通道154為微通道。在此種實施例中，該交連通道154可以不大於微尺度類型。再者，該交連通道154也可顯示具有不同寬度。然而，在其他實施例中，該交連通道154可以具有相同寬度。所顯示的該交連通道154具有不同的間距。例如：間距L1和L2係用於某些交連通道154。該交連通道154仍為充分緊密以在該散熱片150的運作範圍內減小或消除嚴重的壓力震盪。再者，該交連通道154被分隔得夠遠以維持通過該流動微通道152的冷卻劑之充分流動。
該兩相微通道散熱片150可享有該兩相微通道散熱片100的好處。例如：高效冷卻、降低的壓力震盪和沸騰液態冷卻劑之穩定流動以及穩定和重複地消散高熱通量(尤其是小區域)。該兩相微通道散熱片150也可具有對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更一致之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片150可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第5圖繪示兩相微通道散熱片200之另一例示性實施例之一部份的平面圖。為了清楚，第5圖並未依比例描繪而僅顯示該兩相微通道散熱片200的一小部份。此外，為了精簡，並未顯示入口和出口。該兩相微通道散熱片200係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片200係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片200因此包括流動微通道202、交連通道204和通道壁206，分別相當於流動微通道102、交連通道104和通道壁106。於是，該流動微通道202、交連通道204和通道壁206也分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之運作。該流動微通道202、交連通道204和通道壁206也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片200可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道202、交連通道204以及通道壁206。該散熱片200也可包含平板(未圖示)用以覆蓋該通道202和204。再者，可以使用另一數目之流動微通道202及/或另一數目之交連通道204。
該流動微通道202為具有寬度和高度且由通道壁206所定義，該通道壁206也具有寬度和高度。該流動微通道202也可具有矩形剖面。然而，該流動微通道202也有可能為其他的通道剖面、寬度、高度和通道方向。在一些實施例中，該流動微通道可以不為平行、線形、對稱及/或矩形。類似地，於一些實施例中，一個流動微通道202可具有不同寬度。此外，一個流動微通道202可以具有不與另一個流動微通道202相同之寬度。再者，該流動微通道202為彎曲而非為線形。因此，以如第5圖所顯示者，可以使用各種形狀的該流動微通道202。
該兩相微通道散熱片200包括交連通道204可以順著其長度平衡沸騰冷卻劑之壓力且提供流動微通道202之間的傳遞。某些該交連通道204(像是交連通道204A)不會延伸穿過該兩相微通道散熱片200之全部寬度。然而，在另一實施例中，所有或沒有該交連通道204可以延伸穿過兩相微通道散熱片200之全部寬度。在所顯示的實施例中，該交連通道204為微通道。在此種實施例中，該交連通道204可以不大於微尺度類型。再者，該交連通道204也顯示為具有不同寬度。然而，在其他實施例中，該交連通道204可以具有相同寬度。所顯示之該交連通道204為具有不同的間距。該交連通道204仍為充分緊密且夠長以在該散熱片200的運作範圍中減小或消除嚴重的壓力震盪。再者，該交連通道204也被分隔得夠遠且夠薄以也維持通過該流動微通道202的冷卻劑之充分流動。
該兩相微通道散熱片200可享有該兩相微通道散熱片100和150的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更一致之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片200可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第6圖繪示兩相微通道散熱片250之另一例示性實施例之一部份的平面圖。為了清楚，第6圖並未依比例描繪而僅顯示該兩相微通道散熱片250的一小部份。此外，為了精簡，並未顯示入口和出口。該兩相微通道散熱片250係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片250係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片250因此包括流動微通道252、交連通道254和通道壁256，分別相當於流動微通道102、交連通道104和通道壁106。於是，該流動微通道252、交連通道254和通道壁256也分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之運作。該流動微通道252、交連通道254和通道壁256也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片250可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道252、交連通道254以及通道壁256。該散熱片250也可包含平板(未圖示)用以覆蓋該通道252和254。再者，可以使用另一數目之流動微通道252及/或另一數目之交連通道254。
該流動微通道252為具有高度和不同寬度且由通道壁256所定義，該通道壁也具有寬度和高度。該流動微通道252也可具有矩形剖面。然而，該流動微通道252也有可能為其他的通道剖面、寬度、高度和通道方向。在所顯示之實施例中，該流動微通道252具有不同寬度，但除此之外實質上平行。在一些實施例中，該流動微通道252可以不為平行、線形、對稱及/或可以具有其他剖面。因此，如第6圖所顯示者，可以使用各種形狀的該流動微通道252。
該兩相微通道散熱片250包括交連通道254可以順著其長度平衡沸騰冷卻劑之壓力。再者，該交連通道254提供流動微通道252之間的傳遞。某些該交連通道254(像是交連通道254A)不會延伸穿過該兩相微通道散熱片250之全部寬度。然而，在另一實施例中，所有或沒有該交連通道254可以延伸穿過兩相微通道散熱片250之全部寬度。在所顯示的實施例中，該交連通道254為微通道。在此種實施例中，該交連通道254可以不大於微尺度類型。再者，該交連通道254也顯示實質上為相同寬度。然而，在其他實施例中，該交連通道254可以具有不同寬度。所顯示之該交連通道254為具有一致的間距。該交連通道254仍為充分緊密且夠長以在該散熱片250的運作範圍中減小或消除嚴重的壓力震盪。再者，該交連通道254也分隔得夠遠且夠薄以也維持通過該流動微通道252的冷卻劑之充分流動。
該兩相微通道散熱片250可享有該兩相微通道散熱片100、150和200的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更一致之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片250可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第7圖繪示兩相微通道散熱片300之另一例示性實施例之一部份的平面圖。為了清楚，第7圖並未依比例描繪而僅顯示該兩相微通道散熱片300的一小部份。此外，為了精簡，並未顯示入口和出口。該兩相微通道散熱片300係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片300係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片300因此包括流動微通道302、交連通道304和通道壁306，分別相當於流動微通道102、交連通道104和通道壁106。於是，該流動微通道302、交連通道304和通道壁306也分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之運作。該流動微通道302、交連通道304和通道壁306也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片300可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道302、交連通道304以及通道壁306。該散熱片300也可包含平板(未圖示)用以覆蓋該通道302和304。再者，可以使用另一數目之流動微通道302及/或另一數目之交連通道304。
該流動微通道302為具有高度和寬度且由通道壁306所定義，該通道壁306也具有寬度和高度。該流動微通道302也可具有矩形剖面。然而，該流動微通道302有可能為其他的通道剖面、寬度、高度和通道方向。在所顯示之實施例中，該流動微通道302為實質上平行。在一些實施例中，該流動微通道252可以不為平行、線形、對稱及/或可以具有其他剖面。因此，可以使用各種形狀的該流動微通道302。
該兩相微通道散熱片300包括交連通道304。該交連通道304提供流動微通道302之間的傳遞且用於順著該交連通道304之長度而平衡沸騰冷卻劑之壓力。一些該交連通道304(像是交連通道304A)不會延伸穿過該兩相微通道散熱片300之全部寬度。然而，在另一實施例中，所有或沒有該交連通道304可以延伸穿過兩相微通道散熱片300之全部寬度。在所顯示的實施例中，該交連通道304為微通道。在此種實施例中，該交連通道304可以不大於微尺度類型。再者，該交連通道304也顯示具有不同寬度。然而，在其他實施例中，該交連通道304可以具有一致寬度。所顯示之該交連通道304為具有不同的間距。在另一實施例中，該交連通道304可為一致隔開。該交連通道304仍為充分緊密且夠長以在該散熱片300的運作範圍中減小或消除嚴重的壓力震盪。再者，該交連通道304也被分隔得夠遠且夠薄以也維持通過該流動微通道302的冷卻劑之充分流動。
該兩相微通道散熱片300可享有該兩相微通道散熱片100、150、200和250的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更一致之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片300可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第8圖繪示兩相微通道散熱片350之另一例示性實施例之一部份的平面圖。為了清楚，第8圖並未依比例描繪而僅顯示該兩相微通道散熱片350的一小部份。此外，為了精簡，並未顯示入口和出口。該兩相微通道散熱片350係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片350係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片350因此包括流動微通道352、交連通道354和通道壁356，分別相當於流動微通道102、交連通道104和通道壁106。於是，該流動微通道352、交連通道354和通道壁356分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之運作。該流動微通道352、交連通道354和通道壁356也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片350可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道352、交連通道354以及通道壁356。該散熱片350也可包含平板362用以覆蓋該通道352和354。再者，可以使用另一數目之流動微通道352及/或另一數目之交連通道354。
該流動微通道352為具有高度和寬度且由通道壁356所定義，該通道壁356也具有寬度和高度。該流動微通道352也可具有矩形剖面。然而，該流動微通道352也有可能為其他的通道剖面、寬度、高度和通道方向。在所顯示之實施例中，該流動微通道352為實質平行且具有相同寬度和高度。在一些實施例中，該流動微通道352可以不為平行、線形、對稱及/或可以具有其他剖面。因此，可以使用各種形狀的該流動微通道352。
該兩相微通道散熱片350包括交連通道354。該交連通道354提供流動微通道352之間的傳遞以及順著每一個交連通道354之長度提供一致的壓力。一些該交連通道354(像是交連通道354A)不會延伸穿過該兩相微通道散熱片350之全部寬度。然而，在另一實施例中，所有或沒有該交連通道354可以延伸穿過兩相微通道散熱片350之全部寬度。在所顯示的實施例中，該交連通道354為微通道。在此種實施例中，該交連通道354可以不大於微尺度類型。再者，該交連通道354也顯示具有一致寬度。然而，在其他實施例中，該交連通道354之寬度可以不同。所顯示之該交連通道354為具有一致的間距。在另一實施例中，在該交連通道354間之間距可以不同。該交連通道354仍為充分緊密且夠長以在該散熱片350的運作範圍中減小或消除嚴重的壓力震盪。再者，該交連通道354也被分隔得夠遠且夠薄以也維持通過該流動微通道352的冷卻劑之充分流動。
此外，該流動微通道352和該交連通道354之深度為不同。該流動微通道352具有深度d1，而該交連通道354具有小於d1之深度d2。在一個實施例中，該深度d2為不超過三分之一的該深度d1。然而，該深度d2為足以允許在經由該交連通道354所連接之流動微通道352之間的傳遞。該交連通道354因此具有足以允許沸騰冷卻劑之壓力沿著該交連通道354之長度而平衡之深度。於是，仍可以降低壓力震盪。雖然所顯示為具有一致深度，然該交連通道354可以具有不同的深度。再者，該流動微通道352也可具有不同的深度。
該兩相微通道散熱片350可享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250和300的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片350可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第9圖繪示兩相微通道散熱片400之另一例示性實施例之一部份的平面圖。為了清楚，第9圖並未依比例描繪而僅顯示該兩相微通道散熱片400的一小部份。此外，為了精簡，並未顯示入口和出口。該兩相微通道散熱片400係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片400係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片400因此包括流動微通道402、交連通道404和通道壁406分別相當於流動微通道102、交連通道104和通道壁106。於是，該流動微通道402、交連通道404和通道壁406，分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之運作。該流動微通道402、交連通道404和通道壁406也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片400可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道402、交連通道404以及通道壁406。該散熱片400也可包含平板412用以覆蓋該通道402和404。再者，可以使用另一數目之流動微通道402及/或另一數目之交連通道404。
該流動微通道402為具有高度和寬度且由通道壁406所定義，該通道壁406也具有寬度和高度。該流動微通道402也可具有矩形剖面。然而，該流動微通道402也有可能為其他的通道剖面、寬度、高度和通道方向。在所顯示之實施例中，該流動微通道402為實質平行且具有相同寬度和高度。在一些實施例中，該流動微通道402可以不為平行、線形、對稱、類似的寬度和高度及/或可以具有其他剖面。因此，可以使用各種形狀和方向的該流動微通道402。再者，雖然顯示為凹槽(或凹部)，但該流動微通道402可以形成為孔隙(aperture)。
該兩相微通道散熱片400包括交連通道404。該交連通道404提供流動微通道402之間的傳遞以及順著每一個交連通道404之長度提供一致的壓力。某些該交連通道404不會延伸穿過該兩相微通道散熱片400之全部寬度。然而，在另一實施例中，所有或沒有該交連通道354可以延伸穿過兩相微通道散熱片400之全部寬度。然而，在另一實施例中，所有或沒有該交連通道404可以延伸該兩相微通道散熱片400之全部寬度。在所顯示的實施例中，該交連通道404為微通道。在此種實施例中，該交連通道404可以不大於微尺度類型。該交連通道404也顯示具有一致的寬度。然而，在其他實施例中，該交連通道404之寬度可以不同。所顯示之該交連通道404為具有一致的間距。在另一實施例中，在該交連通道404間之間距可以不同。該交連通道404仍為充分緊密且夠長以在該散熱片400的運作範圍中減小或消除嚴重的壓力震盪。再者，該交連通道404也被分隔得夠遠且夠薄以也維持通過該流動微通道402的冷卻劑之充分流動。
此外，該流動微通道402和該交連通道404為不同。在所顯示之實施例中，該流動微通道402形成為凹槽，而該交連通道404為形成在該通道壁406中之孔隙。該交連通道之孔隙尺寸為夠大以允許在經由該交連通道404所連接之流動微通道402之間的傳遞。該交連通道404因此具有足以允許沸騰冷卻劑之壓力沿著該交連通道404之長度而平衡之深度。於是，仍可以降低壓力震盪。雖然所顯示為具有一致深度，然該交連通道404可以具有不同的深度。再者，該流動微通道402也可具有不同的深度。
該兩相微通道散熱片400可享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300和350的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片400可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第10圖繪示兩相微通道散熱片450之另一例示性實施例之一部份的平面圖。為了清楚，第10圖並未依比例描繪。該兩相微通道散熱片450係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片450係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片450因此包括流動微通道452、交連通道454、通道壁456、入口458和出口460，分別相當於流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110。於是，該流動微通道452、交連通道454、通道壁456、入口458和出口460分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110類似之運作。該流動微通道452、交連通道454、通道壁456、入口458和出口460也可分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片450可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道452、交連通道454以及通道壁456。該散熱片450也可包含平板(未圖示)用以覆蓋該通道452和454。再者，可以使用另一數目之流動微通道452及/或另一數目之交連通道454。
除了該流動微通道452、交連通道454和通道壁456之外，該兩相微通道散熱片450包含一個或多個儲藏部464。該儲藏部464可以僅以擴大交連通道454之一部份或是以其他方式而形成。該儲藏部464的深度可以(但不需)與該流動微通道452之深度及/或該交連通道454之深度相同。此外，該儲藏部為夠小而也可維持通過該流動微通道452之冷卻劑的充分流動且仍可沿著該交連通道454而平衡壓力。因此，仍可降低壓力震盪。該儲藏器464之存在因此不會防礙該兩相微通道散熱片450的運作。
該兩相微通道散熱片450可以享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350和400的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片450可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第11圖繪示兩相微通道散熱片500之另一例示性實施例之一部份的平面圖。為了清楚，第11圖並未依比例描繪。該兩相微通道散熱片500係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片500係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片500因此包括流動微通道502、交連通道504、通道壁506、入口508和出口510，分別相當於流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110。於是，該流動微通道502、交連通道504、通道壁506、入口508和出口510分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110類似之運作。該流動微通道502、交連通道504、通道壁506、入口508和出口510也可分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106、入口108和出口110類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片500可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道502、交連通道504以及通道壁506。該散熱片500也可包含平板(未圖示)用以覆蓋該通道502和504。再者，可以使用另一數目之流動微通道502及/或另一數目之交連通道504。
除了該流動微通道502、交連通道504和通道壁506之外，該兩相微通道散熱片500具有緣溝(moat)514。該緣溝514可視為與該散熱片450之儲藏部464類似。雖然其顯示為環繞於通道502和504，但該緣溝514可以僅位在該兩相微通道散熱片500之邊緣的一部份。該緣溝514可以僅以擴大交連通道504及/或流動微通道502之一部份或是以其他方式而形成。該緣溝514的深度可以(但不需)與該流動微通道502之深度及/或該交連通道504之深度相同。此外，該緣溝514為夠小而也可維持通過該流動微通道502之冷卻劑的充分流動且仍可沿著該交連通道504而平衡壓力。因此，仍可降低壓力震盪。該緣溝514之存在因此不會防礙該兩相微通道散熱片500的運作。
該兩相微通道散熱片500可以享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400和450的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片500可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第12圖繪示兩相微通道散熱片550之另一例示性實施例之一部份的平面和端視圖。為了清楚，第12圖並未依比例描繪。此外，為了簡潔，該兩相微通道散熱片550繪示為僅包含少數的流動微通道。然而，可以使用另一數目之流動微通道。該兩相微通道散熱片550係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片550係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片550因此包括流動微通道552、交連通道554、通道壁556和平板562，分別相當於流動微通道102、交連通道104、通道壁106和平板112。於是，該流動微通道552、交連通道554、通道壁556和平板562，分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106和平板112類似之運作。該流動微通道552、交連通道554、通道壁556和平板562也可分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106和平板112類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片550可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道552、交連通道554以及通道壁556。再者，可以使用另一數目之流動微通道552及/或另一數目之交連通道554。
在所顯示的實施例中，該兩相微通道散片550可以包括交連通道554以朝該流動方向流過該散熱片550之全部長度。雖然所繪示者為延伸穿過該散熱片550之全部長度(橫切於該流動方向)，但該交連通道554可以僅延伸穿過該散熱片550之寬度的一部份。再者，可以使用多重交連通道554。在所顯示的實施例中，該交連通道554佔住於該通道壁556和該平板562之間的空間。因此，該交連通道554可以用於沿著整個兩相微通道散熱片550而提供更一致之壓力場。
該兩相微通道散熱片550可以享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400、450和500的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片550可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。然而，因為使用的是單一、較大的交連通道554，故預期到該兩相微通道散熱片550的效能可能較該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400、450和500為低效率。
第13圖繪示兩相微通道散熱片550’之另一例示性實施例之部份的平面和端視圖。為了清楚，第12圖並未依比例描繪。此外，為了簡潔，該兩相微通道散熱片550’繪示為僅包含少數的流動微通道。然而，可以使用另一數目之流動微通道。該兩相微通道散熱片550’係類似於該兩相微通道散熱片550，因此也類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片550’係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片550’因此包括流動微通道552’、交連通道554’、通道壁556’和平板562’，分別相當於流動微通道102’、交連通道104’、通道壁106’和平板112’。於是，該流動微通道552’、交連通道554’、通道壁556’和平板562’，分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106和平板112類似之運作。該流動微通道552’、交連通道554’和通道壁556’也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片550’可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道552’、交連通道554’以及通道壁556’。再者，可以使用另一數目之流動微通道552’及/或另一數目之交連通道554’。
在所顯示的實施例中，該兩相微通道散片550’可以包括交連通道554’以朝該流動方向流過該散熱片550之全部長度。或者，可以使用多重交連通道554。雖然以與該交連通道554之類似方式運作，但可以藉著在該平板562’中提供凹部或凹槽而形成該交連通道554’。因此該交連通道554’可以較簡單地製造。
該兩相微通道散熱片550’可以享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400、450、500和550的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片550’可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。然而，因為使用的是單一、較大的交連通道554’，故預期到該兩相微通道散熱片550’的效能可能較該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400、450和500為低效率。
第14圖繪示兩相微通道散熱片600之另一例示性實施例之一部份的透視圖。為了清楚，第14圖並未依比例描繪。此外，為了簡潔，該兩相微通道散熱片600繪示為僅包含少數的流動微通道。然而，可以使用另一數目之流動微通道。該兩相微通道散熱片600係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片600係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片600因此包括流動微通道602、交連通道604、通道壁606和平板612，分別相當於流動微通道102、交連通道104、通道壁106和平板112。於是，該流動微通道602、交連通道604、通道壁606和平板612分別具有與流動微通道102、交連通道104、通道壁106和平板112類似之運作。該流動微通道602、交連通道604和通道壁606也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片600可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。為了清楚，並未標示出所有的流動微通道602、交連通道604以及通道壁606。再者，可以使用另一數目之流動微通道602及/或另一數目之交連通道604。
在所顯示的實施例中，該兩相微通道散片600在該平板612中提供交連通道604，而非在包含該流動微通道602之該部份中。因此，該交連通道604佔住於該通道壁606和該平板612之間的空間。所提供的該交連通道604能夠與任何該交連通道104、154、204、254、304、354、404、454和504類似。因此，該交連通道604可以沿著整個兩相微通道散熱片600提供更一致的壓力場。
該兩相微通道散熱片600可以享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400、450和500的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片600可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。然而，因為可能在該流動微通道602之間提供降低的傳遞，故預期到該兩相微通道散熱片600的效能可能較該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400、450和500為低效率。
第15圖繪示兩相微通道散熱片650之另一例示性實施例之一部份。為了清楚，第15圖並未依比例描繪。此外，為了簡潔，該兩相微通道散熱片650繪示為僅包含少數的流動微通道/交連通道。然而，可以使用另一數目之流動微通道/交連通道。該兩相微通道散熱片650係類似於該兩相微通道散熱片100。於是，部分的該兩相微通道散熱片650係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片650因此包括流動微通道652、交連通道654和通道壁656，分別相當於流動微通道102、交連通道104和通道壁106。所顯示的視圖能夠為一組流動微通道652及/或一組交連通道654。該流動微通道652、交連通道654和通道壁656分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之運作。該流動微通道652、交連通道654和通道壁656也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片650可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。再者，可以使用另一數目之流動微通道652及/或另一數目之交連通道654。
在所顯示的實施例中，該兩相微通道散片650利用具有不為矩形外觀的微通道652及/或交連通道654。因此，該通道壁656可能是或不是垂直。不管其形狀，該流動微通道652應仍於該入口和出口之間承載冷卻劑。類似地，該交連通道654可以沿著整個兩相微通道散熱片650提供更一致的壓力場。
該兩相微通道散熱片650可以享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400、450和500的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片650可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第16圖繪示兩相微通道散熱片650’之另一例示性實施例之一部份。為了清楚，第16圖並未依比例描繪。此外，為了簡潔，該兩相微通道散熱片650’繪示為僅包含少數的流動微通道。然而，可以使用另一數目之流動微通道。該兩相微通道散熱片650’係類似於該兩相微通道散熱片100和650。於是，部分的該兩相微通道散熱片650’係類似地予以標示。該兩相微通道散熱片650’因此包括流動微通道652’、交連通道654’和通道壁656’，分別相當於流動微通道102/652、交連通道104/654和通道壁106/656。所顯示的視圖能夠為一組流動微通道652’及/或一組交連通道654’。該流動微通道652’、交連通道654’和通道壁656’分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之運作。該流動微通道652’、交連通道654’和通道壁656’也可分別具有與流動微通道102、交連通道104和通道壁106類似之結構及/或尺寸。此外，該兩相微通道散熱片650’可以用與該兩相微通道散熱片100之相同材料製得、使用相同技術製造以及以類似方法運作。再者，可以使用另一數目之流動微通道652’及/或另一數目之交連通道654’。
在所顯示的實施例中，該兩相微通道散片650’利用具有包含線形和彎曲部份的對稱外觀的微通道652’及/或交連通道654’。因此，該通道壁656可能是或不是垂直。不管其形狀，該流動微通道652’將仍於該入口和出口之間承載冷卻劑。類似地，該交連通道654可以用在流動微通道間提供傳遞，且因此沿著整個兩相微通道散熱片650’朝流動方向提供更一致的壓力場。因此，該交連通道654’及/或流動微通道652’的特定外觀可不妨礙該散熱片650’運作為兩相穩定的散熱片。
該兩相微通道散熱片650’可以享有該兩相微通道散熱片100、150、200、250、300、350、400、450、500和650的好處。例如：可以達到高效冷卻、降低的壓力震盪、沸騰液態冷卻劑之穩定流動、高熱通量之穩定和重複消散、對散熱的低熱阻、大的表面積-體積比、小的散熱片重量和體積、小的液態冷卻劑存量以及較小的流速需求，也可以達到在該流動方向之更均勻之溫度變化和較高的對流熱傳遞係數。於是，該兩相微通道散熱片650’可以適用在高功率密度電子裝置之熱管理。
第17圖繪示用以提供和使用兩相微通道散熱片之例示性實施例的高階流程圖。為了簡潔，步驟可以省略或是與其他步驟結合。方法700係以該散熱片100為背景而予以描述。然而，本領域具有通常知識者將領會到，該方法700可以用在提供包含(但不限於)該散熱片150、200、250、300、350、400、450、500、550、550’、600、650和650’之另一散熱片。再者，雖然是在提供單一散熱片或其元件的背景下予以描述，但可以實質上同時提供多重散熱片及/或元件。
經由步驟702，提供複數個流動微通道102。在一個實施例中，步驟702包含微削切高傳導性材料。例如：凹槽可以在高傳導性材料的基材區塊中形成。這些凹槽是用作為該流動微通道102。
經由步驟707，提供一個或多個交連通道。該交連通道104通常橫切於該流動方向而形成，因此，該交連通道104可以實質上垂直於該流動微通道。步驟704可以包含在該基材區塊中微削切凹槽及/或孔隙。或者，該平板112可以形成以在其中包含該交連通道104。
經由步驟706，提供至少一個入口，步驟706可以藉由製造入口氣室以及將該氣室耦接至該基材區塊而執行。經由步驟708，提供至少一個出口，步驟708可以藉由製造出口氣室以及將該氣室耦接至該基材區塊而執行。該兩相微通道散熱片100的任何額外製造可以接著完成。例如：該平板112可以添加於該基材區塊。經由步驟710，該兩相微通道散熱片可以熱耦接到期望將熱消散之裝置。此外，步驟710可以包含將該散熱片100與該產熱裝置(如電子裝置)機械性地耦接。
使用該方法700，可以提供和使用像是該散熱片150、200、250、300、350、400、450、500、550、550’、600、650及/或650’的兩相微通道散熱片。因此，可以達到該散熱片150、200、250、300、350、400、450、500、550、550’、600、650及/或650’的好處。
已經揭露一種用以提供兩相交連微通道散熱片之方法和系統。雖然各種實施例已經強調特定的特徵，但本領域具有通常知識者將瞭解到各種特徵可以合併在其他實施例中。該方法和系統也已根據所顯示的實施例而描述。然而，本領域具有通常知識者將立刻了解到能夠對實施例變化，且任何變化會在本發明的精神與範圍之內。因此，可以由在不違反所附申請專利範圍的精神和範圍之下，本領域具有通常知識者實施許多修飾。
100、100’、150、200、250、300、350、400、450、500、550、550’、600、650、650’．．．兩相微通道散熱片、散熱片
102、102’、152、202、252、302、352、402、452、502、552、552’、602’、652、652’．．．流動微通道
104、104’、154、204、204A、254、254A、304、304A、354、354A、404、454、504、554、554’、604、654、654’．．．交連通道
104A、104B．．．通道
106、106A、156、206、256、306、356、406、456、506、556、556’、606、656、656’．．．通道壁
108、158、458、508．．．出口
110、160、460、510．．．入口
112、362、412、562、562’、612．．．平板
464．．．儲藏部
512．．．緣溝
700．．．方法
702、704、706、708、710．．．步驟
d1、d2．．．深度
L1、L2．．．間距
W1、W1’、W2．．．全部寬度
第1圖係繪示兩相微通道散熱片的例示性實施例之平面圖。
第2圖係繪示兩相微通道散熱片的例示性實施例之一部份的透視、側視以及平面圖。
第3圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面圖。
第4圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面圖。
第5圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面圖。
第6圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面圖。
第7圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面圖。
第8圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面圖。
第9圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的透視和側視圖。
第10圖係繪示具有儲藏部之兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面圖。
第11圖係繪示具有儲藏部之兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之部份的平面圖。
第12圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面和端視圖。
第13圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的平面圖和端視圖。
第14圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的透視圖。
第15圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的視圖。
第16圖係繪示兩相微通道散熱片的另一例示性實施例之一部份的視圖。
第17圖係繪示提供和使用兩相微通道散熱片之方法的例示性實施例之高階流程圖。
100．．．兩相微通道散熱片
104A、104B．．．通道
102．．．流動微通道
106、106A．．．通道壁
104．．．交連通道
112．．．平板

Claims (27)

  1. 一種散熱片，包括：至少一個入口；至少一個出口；複數個流動微通道，係由複數個通道壁所定義，其中，該複數個流動微通道將該至少一個入口與該至少一個出口流體耦接，並且從而組構以在該至少一個入口和該至少一個出口之間容納冷卻劑的流動；以及至少一個交連通道，由該複數個通道壁的一個或多個完全地個別定義的一個或多個對應孔隙定義各個該至少一個交連通道，以使該至少一個交連通道的高度小於該複數個通道壁的個別一個或多個的高度，其中，該至少一個交連通道的每一個係組構為流體耦接該複數個流動微通道的一個至該複數個流動微通道的另一個，並且從而組構至少部分地平衡該流體耦接的流動微通道之間或其間的壓力場，以使冷卻劑沸騰流動，並且抑制該複數個流動微通道之間或其間的不穩定流動震盪。
  2. 如申請專利範圍第1項之散熱片，復包括至少一個儲藏部耦接於該複數個流動微通道的至少一個。
  3. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個流動微通道的該至少一個交連通道將該複數個流動微通道彼此流體耦接。
  4. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該至少一個交 連通道包含複數個流動微通道。
  5. 如申請專利範圍第4項之散熱片，其中，該複數個交連微通道係在該至少一個入口和該至少一個出口之間的規律間隔處。
  6. 如申請專利範圍第4項之散熱片，其中，該複數個交連微通道係在該至少一個入口和該至少一個出口之間不一致地隔開。
  7. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個流動微通道為平行。
  8. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，僅該複數個流動微通道的第一部份為平行。
  9. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個流動微通道的第一部份為不平行。
  10. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個流動微通道為實質對稱。
  11. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個通道壁為實質垂直。
  12. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個流動微通道的每一個係具有不大於1000微米的寬度。
  13. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個流動微通道係具有複數個寬度。
  14. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個流動微通道的至少第一部份的每一個係具有不同的寬度。
  15. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該至少一個交 連通道包含具有複數個寬度的複數個交連微通道。
  16. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，該複數個流動微通道的至少第一部份的每一個係具有不同的寬度。
  17. 如申請專利範圍第1項之散熱片，其中，至少一個交連通道實質地垂直延伸至該複數個流動微通道。
  18. 一種電子裝置，包括：至少一個散熱裝置；以及散熱片，係與該散熱裝置熱耦接，該散熱片包含至少一個入口、至少一個出口、複數個流動微通道和至少一個交連通道，該複數個流動微通道係由複數個通道壁所定義，由該複數個通道壁的一個或多個完全地個別定義的一個或多個對應孔隙定義各個該至少一個交連通道，以使該至少一個交連通道的高度小於該複數個通道壁的個別一個或多個的高度，其中，該複數個流動微通道將該至少一個入口與該至少一個出口流體耦接，並且在該至少一個入口和該至少一個出口之間容納冷卻劑的流動，該至少一個交連通道係組構為將該複數個流動微通道的至少二個彼此流動耦接，並且從而組構以至少部分地平衡該流體耦接的流動微通道之間或其間的壓力場，以使冷卻劑沸騰流動，並且抑制該複數個流動微通道之間或其間的不穩定流動震盪。
  19. 一種用於提供散熱片之方法，包括：提供至少一個入口；提供至少一個出口； 以複數個通道壁定義複數個流動微通道，該複數個流動微通道將該至少一個入口與該至少一個出口連接，並且在該至少一個入口和該至少一個出口之間容納冷卻劑的流動；以及提供至少一個交連通道，由該複數個通道壁的一個或多個完全地定義的孔隙定義各個該至少一個交連通道，以使該至少一個交連通道的高度小於該複數個通道壁的一個或多個的高度，其中，該至少一個交連通道的每一個係組構為將該複數個流動微通道的至少二個彼此流體耦接，並且從而組構以至少部分地平衡該流體耦接的流動微通道之間或其間的壓力場，以使冷卻劑沸騰流動，並且抑制該複數個流動微通道之間或其間的不穩定流動震盪。
  20. 一種用於散熱至少一個電子裝置之方法，包括：將散熱片熱耦接至該至少一個電子裝置，該散熱片係包含至少一個入口、至少一個出口、複數個流動微通道和至少一個交連通道，該複數個流動微通道係由複數個通道壁所定義，該複數個流動微通道將該至少一個入口與該至少一個出口流動耦接，並且在該至少一個入口和該至少一個出口之間傳送冷卻劑的沸騰流動，該至少一個交連通道係組構將該複數個流動微通道的至少二個彼此流動耦接，並且從而至少部分地平衡該流體耦接的流動微通道之間或其間的壓力場，以使冷卻劑沸騰流動，並且抑制該複數個流動微通道之間或其間的不穩定 流動震盪，該至少一個交連通道的各個具有孔隙，該孔隙是由該複數個通道壁的一個或多個所定義，以使該至少一個交連通道的高度小於該複數個通道壁的一個或多個的高度。
  21. 一種兩相微通道散熱片，包括：入口；出口；複數個並列通道壁，其定義對應複數個流動微通道，該複數個流動微通道在鄰近該入口的近端與鄰近該出口的遠端之間縱向延伸，其中，各個該流動微通道組構以在該入口與該出口之間容納冷卻劑的流動；以及基材，其定義沸騰區域，該沸騰區域用來容納該冷卻劑的流動沸騰，並且熱耦接至該複數個並列通道壁，其中，該冷卻劑的該流動沸騰產生兩相流動的冷卻劑，其中，至少一個交連通道將該流動微通道的至少二個彼此流動耦接，並且組構以在該複數個流動微通道之間或其間促使該兩相流動的冷卻劑中的壓力平衡，並且抑制該流動微通道之間的不穩定流動震盪。
  22. 如申請專利範圍第21項之兩相微通道散熱片，其中，該至少一個交連通道在該至少一個入口與該至少一個出口之間實質延伸，並且，該複數個流動微通道的該部分包含各個該複數個流動微通道。
  23. 如申請專利範圍第21項之兩相微通道散熱片，復包括耦接至該複數個通道壁之平板，該複數個流動微通道及 該至少一個交連通道位在該複數個通道壁與該平板之間。
  24. 如申請專利範圍第23項之兩相微通道散熱片，其中，該至少一個交連通道在該至少一個入口和該至少一個出口之間以及該複數個通道壁和該平板之間實質延伸。
  25. 如申請專利範圍第21項之兩相微通道散熱片，其中，該至少一個交連通道橫向延伸通過該複數個並列通道壁的至少一個。
  26. 如申請專利範圍第21項之兩相微通道散熱片，其中，該至少一個交連通道包括複數個交連通道。
  27. 如申請專利範圍第21項之兩相微通道散熱片，復包括與該通道壁間隔的平板，用來定義位於該平板與該通道壁之間的間隙，其中，該間隙至少部分地定義該至少一個交連通道。
TW097145624A 2007-11-30 2008-11-26 散熱片、兩相微通道散熱片、電子裝置、用於提供散熱片之方法、及用於散熱至少一個電子裝置之方法 TWI405531B (zh)

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