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DE69031651T2 - Verdampfer mit durch geätzte Faser gebildeten Kernbildungsstellen und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Verdampfer mit durch geätzte Faser gebildeten Kernbildungsstellen und Verfahren zu dessen Herstellung

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DE69031651T2
DE69031651T2 DE69031651T DE69031651T DE69031651T2 DE 69031651 T2 DE69031651 T2 DE 69031651T2 DE 69031651 T DE69031651 T DE 69031651T DE 69031651 T DE69031651 T DE 69031651T DE 69031651 T2 DE69031651 T2 DE 69031651T2
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DE
Germany
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heat
graphite
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heat pipe
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William R Hamburgen
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Digital Equipment Corp
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Description

    Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Wärmeleitrohre und Wärmeleitrohr-Verdampfer. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Vergrößerung des Oberflächeninhalts eines Verdampfers und gleichzeitig die Vergrößerung der Anzahl von Kernbildungsstellen auf der Oberfläche eines Verdampfers. Weiterhin verwendet die vorliegende Erfindung einen Graphitverbundstoff, um das obige zu erreichen.
  • Abriß des Standes der Technik
  • Im Stand der Technik gibt es einige Vorrichtungen zur Kühlung von integrierten Schaltungen mit hoher Leistung. Sie umfassen einfache Methoden wie Lüfter und kompliziertere Methoden mit ausgefeilten Wärmeleitrohren.
  • Es wird auf Figur 1 Bezug genommen, die eine Anordnung aus einem Standard- Wärmeleitrohr und einer integrierten Schaltung nach dem Stand der Technik zeigt. Das Wärmeleitrohr 10 weist grundsätzlich zwei Bereiche auf: einen Kondensator 18 und einen Verdampfer 17. Der Verdampferbereich 17 besteht normalerweise aus einem Reservoir, das ein Fluid 16 enthält, und einer verdampfenden Oberfläche. Das Fluid 16 wird im Kühlprozeß der integrierten Schaltung 12 zum Sieden gebracht, und die abgegebenen Dämpfe bewegen sich durch das Wärmerohr des Wärmeleitrohres 10 zum Kondensator. Der Kondensatorbereich 18 ist normalerweise durch das Vorhandensein von Wärmeleitrohr-Rippen 19 definiert.
  • Ein Wärmeleitrohr 10 kann einen Docht haben oder nicht. Ein Docht ist ein Vlies oder ein Bündel aus Fasern oder eine Anordnung von Rillen oder Poren, die vom Verdampferbereich 17 zum Kondensatorbereich 18 verläuft. Der Docht sammelt Kondensat und schickt es durch Kapillarwirkung zum Verdampfer 17 zurück. Der Vorteil eines Wärmeleitrohres mit einem Docht ist, daß es beliebig angeordnet werden kann, ohne Rücksicht auf die Schwerkraft. Ein dochtloses Wärmeleitrohr oder ein Thermosiphon andererseits muß aufrecht gesetzt werden, so daß kondensiertes Fluid in den Verdampferbereich 17 zurückfließt.
  • Wie in der Querschnittsansicht von Figur 1 gezeigt, ist die verdampfende Oberfläche allgemein flach. Dies führt zu einem minimalen Oberflächeninhalt und einer minimalen Fluidmenge, die mit der verdampfenden Oberfläche in Kontakt kommt. Man erkennt im Stand der Technik, daß die im Kontakt mit der verdampfenden Oberfläche befindliche Fluidmenge vergrößert wird und dementsprechend die Kühlgeschwindigkeit vergrößert wird, wenn der Oberflächeninhalt vergrößert wird.
  • Zusätzlich zur Vergrößerung des Oberflächeninhalts ist es jedoch wünschenswert, eine Fülle von Kernbildungsstellen zu haben, mikroskopischen hinterschnittenen Hohlräumen, die kleine Gasblasen in der Oberfläche zurückhalten, um das Sieden bei geringen Wandüberhitzungen einzuleiten. Gegenwärtige Techniken zur Vergrößerung des Oberflächeninhalts umfassen, Schnitte durch das Material zu machen, das ein Metall ist, häufig Kupfer, oder das Kupfer zu formen, so daß es eine multiple Oberfläche aufweist. Je ausgedehnter die Konturen auf der Verdampferoberfläche, um so schwieriger ist jedoch die Arbeit auf der Oberfläche, um Kernbildungsstellen zu erzeugen. Beispielsweise hat man Laser verwendet, um die Verdampferoberflächen aufzurauhen. Werden aber Nuten in den Verdampfer geschnitten, um den Oberflächeninhalt zu vergrößern, so ist es ausgesprochen schwierig, einen Laser in eine Position zum Kerben der Wände der geschnittenen Nuten zu manövrieren. Soweit ausreichendes Kerben möglich ist, ist es außerdem ein langsamer Prozeß, der häufig nur an einer Vorrichtung auf einmal durchgeführt werden kann, was zu Massenproduktion in einem Gegensatz steht.
  • Die DE-341 0767 erörtert allgemein eine Anzahl von verschiedenen Typen von verbesserten Blasensiedeoberfächen für integrierte Schaltungen. Beispiele umfassen einen offenzelligen netzartigen organischen Schaumstoff, der mit Graphit beschichtet oder getränkt ist, und mit auf den Graphit plattiertem Kupfer. Dieser wird zu einem Bandmaterial laminiert, um ein verbessertes Blasensiedeoberflächen-Band herzustellen.
  • Man hat eine neue Faser entwickelt, die interessante Eigenschaften hat, unter anderem daß sie axial die doppelte Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer hat. Diese Fasern bestehen aus Graphit.
  • Abriß der Erfindung
  • Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdampfer zu schaffen, der die axiale Wärmeleitfähigkeit von Graphitfasern ausnutzt, um Wärme schnell von einer integrierten Schaltung abzuleiten.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verdampfer zu schaffen, der einen vergrößerten Oberflächeninhalt hat.
  • Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verdampfer mit einer Vielzahl von in einem ausgedehnten Oberflächeninhalt erzeugten Kernbildungsstellen zu schaffen, insbesondere durch Ausnutzung der physikalischen Eigenschaften von Graphit zur Herstellung der Kernbildungsstellen.
  • Diese und verwandte Aufgaben können durch Verwendung des neuen Verdampfers wie im Anspruch 1 angegeben gelöst werden. Ein Verdampfer gemäß der Erfindung enthält einen Graphit-Metall-Verbundstoff, der zu einer Vielzahl von Kühlstiften geformt ist. Die vielen Kühlstifte dienen zur Vergrößerung des Oberflächeninhalts des Verdampfers. Der Oberflächeninhalt des Verdampfers wird so behandelt, daß es eine Vielzahl von Kernbildungsstellen darauf gibt. Der Verdampfer kann direkt mit dem Gehäuse einer integrierten Schaltung verbunden werden oder in einem Wärmeleitrohr verwendet werden.
  • Die vorhergehenden und verwandte Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann noch deutlicher aus der folgenden detaillierteren Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen, in denen:
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Figur 1 ist eine Querschnittsansicht einer Wärmeleitrohr-Anordnung des Standes der Technik.
  • Figur 2a ist eine Seitenansicht des Verdampfers der bevorzugten Ausführungsform.
  • Figur 2b ist eine Draufsicht auf den Verdampfer der bevorzugten Ausführungsform.
  • Figur 3 ist eine Querschnittsansicht eines für den Einbau der vorliegenden Erfindung geeigneten Aufbaus.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Es wird auf Figur 1 Bezug genommen, die eine Querschnittsansicht des Wärmeleitrohres nach dem Stand der Technik zeigt. Das Wärmeleitrohr 10 wird zum Abtransport der von einer integrierten Schaltung 12 (nachfolgend "Chip 12") erzeugten Wärme verwendet. Zwischen den Chip 12 und das Wärmeleitrohr 10 ist ein Wärmeverteiler 15 gelegt. Der Wärmeverteiler 15 hat die Aufgabe, die vom Chip 12 erzeugte Wärme auf einen größeren Oberflächeninhalt als den des Chips 12 allein zu verteilen. Die Wärme breitet sich durch den Wärmeverteiler 15 aus, bis sie mit der Unterseite des Wärmeleitrohres 10 in Kontakt kommt. Das Fluid 16 im Wärmeleitrohr 10 wird dann erwärmt und in Dampf verwandelt, der die Wärme das Wärmeleitrohr 10 hinauf transportiert. Für die Kühlung ist der Phasenübergang von Fluid in Dampf verantwortlich. Der Dampf kondensiert im Kondensator 18 und läuft in den Verdampferbereich 17 hinab zurück (der in der bevorzugten Ausführungsform den Verdampfer 30 von Figur 2 enthält).
  • Zur Verbindung eines Chips 12 mit einer (nicht gezeigten) Leiterplatte dient ein Gehäuse 13, das Gehäusestifte 14 aufweist. Der Chip 12 wird im Gehäuse 13 befestigt. Danach wird oben auf dem Chip 12 und dem Gehäuse 13 ein Wärmeverteiler 15 befestigt. Dies kann mittels einer von mehreren bekannten Verbindungstechniken geschehen, einschließlich Kleben, Löten oder Hartlöten. Der Wärmeverteiler 15 wird häufig aus Kupfer (Cu) hergestellt, das für seine Wärmeleiteigenschaften bekannt ist. Das Wärmeleitrohr 10 wird dann mit dem Wärmeverteiler 15 verbunden. Zur Herstellung der Verbindung werden häufig Löten und Hartlöten verwendet. Zur Befestigung des Wärmeleitrohres 10 am Chip 12 (oder dem Gehäuse 13) sind somit zwei Verbindungen nötig. Die erste ist die Verbindung des Chips 12 (oder des Gehäuses 13) mit dem Wärmeverteiler 15, und die zweite ist die Verbindung zwischen dem Wärmeverteiler 15 und dem Wärmeleitrohr 10.
  • An der Unterseite des Wärmeleitrohres 10 ist ein Verdampferbereich 17 gebildet. In diesem Bereich 17 verdampft das Fluid 16 im Wärmeleitrohr 10 zu Dampf und fördert dadurch die Kühlung. Es gibt zwei wesentliche physikalische Phänomene, die in diesem Bereich berücksichtigt werden müssen. Das erste ist der Oberflächeninhalt. Das zweite ist die Erzeugung von Kernbildungsstellen, mit anderen Worten, Überhitzung zu minimieren.
  • In bezug auf den Oberflächeninhalt gilt, daß, je größer der Oberflächeninhalt, um so größer die Menge Fluid 16, welche die verdampfende Oberfläche berührt, und folglich um so größer die von der verdampfenden Oberfläche auf das Fluid 16 übertragene Wärmemenge. Die Vergrößerung der nutzbaren Oberfläche wird nur durch das Nachschubvermögen des Fluids, das die verdampfende Oberfläche für korrekten Betrieb benetzen muß, und durch die endliche Wärmeleitfähigkeit der Feststoffe beschränkt, aus denen die Oberfläche besteht.
  • Ein zweiter wichtiger Gesichtspunkt ist Überhitzung. Überhitzung bezieht sich auf das Phänomen, daß ein bestimmtes Fluid über einen Bereich von Temperaturen sieden kann. Eine primäre Bedingung, welche die Siedetemperatur beeinflußt, ist die Dichte von Kernbildungsstellen. Eine Kernbildungsstelle ist ein mikroskopisch kleiner hinterschnittener Hohlraum (hinterschnitten bedeutet, daß die Öffnung kleiner als das Innere des Hohlraums ist), der kleine Gasblasen in der Oberfläche zurückhält, um das Sieden bei geringen Wandüberhitzungen einzuleiten. In der Technik ist es bekannt, daß eine große Zahl von Kernbildungsstellen einen niedrigeren Siedepunkt eines Fluids fördert.
  • Im Gegensatz dazu gibt es auf einer glatten Siedeoberfläche wenige Stellen, an denen sich Gasmoleküle anhäufen können. Folglich bilden sich wenig große Blasen, die zur Erzeugung von Turbuenzen im Fluid nicht ausreichen. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, daß die Fluidtemperatur vor einer tatsächlichen Phasenänderung von Fluid in Dampf über ihren Siedepunkt steigt. Ist zum Beispiel das Fluid 16 Wasser auf normalem Atmosphärendruck, kann das Wasser eine Temperatur von 102 ºC (215 ºF) oder sogar 105,5 ºC (220 ºF) erreichen, ehe es siedet.
  • Bei der Kühlung eines Chips 12 ist es wünschenswert, den Siedepunkt so niedrig wie möglich zu halten. Je größer der Überhitzungsbetrag, um so heißer die Temperatur, auf der der Chip 12 arbeitet. Durch Vergrößerung der Anzahl von Kernbildungsstellen wird daher die Gesamt-Betriebstemperatur des Chips 12 vermindert.
  • Es wird auf Figuren 2a und 2b Bezug genommen, die eine Seitenansicht des Verdampfers 30 der bevorzugten Ausführungsform bzw. eine Draufsicht darauf zeigen. Ein Schlüsselmerkmal der bevorzugten Ausführungsform ist die Verwendung von Graphitfasern in einem Verdampfer. Diese Graphitfasern gibt es erst seit kurzem. Sie haben eine außerordentliche axiale Wärmeleitfähigkeit und niedrige (tatsächlich negative) axiale Wärmeausdehnungskoeffizienten (Graphit ist ein anisotropes Material). Ein kommerzielles Beispiel ist das Material Amoco P-120, dessen Wärmeleitfähigkeit ungefähr doppelt so hoch wie die von Kupfer ist. Diese Fasern werden verwendet, um Metallmatrix-Verbundstoffe (typischerweise Al oder Cu) mit niedrigen planaren Ausdehnungskoeffizienten und hoher Wärmeleitfähigkeit herzustellen. Diese Eigenschaften machen solche Verbundstoffe zu idealen Substratmaterialien zur Befestigung an großen integrierten Schaltungen mit hoher Leistung.
  • Die bevorzugte Ausführungsform besteht im wesentlichen aus einem Stapel 31.
  • Der Stapel 31 besteht aus einem Verbundstoff aus Graphitfasern und Cu. Ähnliche Metalle wie Aluminium (Al) können zwar ebenfalls verwendet werden, man beachte aber, daß Al nur mit bestimmten Arbeitsfluida wie Ammoniak und Freon verwendet werden kann. In erster Linie gibt es zwei Verfahren zur Herstellung eines Stapels 31. Bei dem ersten Verfahren wird ein Graphitvlies (eine aus Graphitfasern gewebte Matrix) vorgesehen, auf die eine dünne Cu-Schicht gelegt wird. Auf diese Anordnung wird ein weiteres Vlies aus Graphit, dann eine weitere dünne Schicht Cu und so weiter gelegt, bis ein Stapel aus abwechselnden Schichten Graphit und Cu gebildet ist. Der Stapel wird dann unter hoher Temperatur und hohem Druck zusammengepreßt. Das Ergebnis ist ein fester Aufbau, in dem die einzelnen Schichten nicht mehr voneinander unterscheidbar sind. Bei dem zweiten Verfahren werden die einzelnen Graphitfasern mit Cu beschichtet und dann zu einem Vlies gewoben. Diese Vliesschichten werden dann unter hoher Temperatur und hohem Druck zusammengepreßt, um den Stapel 31 zu bilden. Diese Technik wird von der Fa. American Cyanamid praktiziert.
  • Aus der Verwendung dieser Vliese ergeben sich mehrere Vorteile. Ein erster Vorteil ist, daß bei Verwendung einer Graphit-Cu-Verbundmatrix die Mischung von Cu und Graphit gesteuert werden kann, um die Gesamt-Wärmeausdehnung des Materials zu steuern. Zum Beispiel ist die Verwendung eines Graphit-Cu-Verbundstoffes gegenüber reinem Cu vorzuziehen, da eine verbesserte Anpassung des Ausdehnungskoeffizienten an die integrierte Siliziumschaltung hergestellt werden kann. Dies ermöglicht es, eine zuverlässige Chipverbindung herzustellen. Ein zweiter Vorteil ist die Verbesserung der planaren Wärmeleitfähigkeit.
  • Unabhängig von dem zur Erzeugung des Stapels 31 verwendeten Verfahrens wird der Stapel 31 dann auf eine solche Weise geschnitten, daß der Oberflächeninhalt des Verdampfers 30 stark vergrößert wird. in einer bevorzugten Ausführungsform wird der Stapel maschinell bearbeitet oder beschnitten, um eine Anordnung von Kühlstiften 33 zu bilden. Im allgemeinen ist es wichtig, daß der Stapel so bearbeitet wird, daß er einen vergrößerten Oberflächeninhalt aufweist.
  • Die neugebildete Oberfläche wird dann behandelt, um Kernbildungsstellen zu erzeugen. Der geschnittene Graphit-Cu-Stapel 31 wird geätzt oder auf andere Weise behandelt, um einen Teil der Graphitfasern bis zu einer Tiefe zu entfernen, die zur Bildung von einleitenden Kernbildungsstellen ausreicht. Dies kann mittels einer Kombination von gasförmigen und/oder flüssigen Ätzmitteln durchgeführt werden. Ein bevorzugtes Verfahren, bekannt als "Schwabbeln" der Vorrichtung, besteht darin, den Graphit bei einer minimalen Ofentemperatur von 400-500 ºC mit Luft oder Sauerstoff wegzubrennen. Zur Beschleunigung des Ätzprozesses kann Ultraschall nützlich sein. Man beachte, daß die geätzten Hohlräume hinterschnitten werden sollten. Dies kann als Teil des Ätzprozesses durch ein Ätzmittel erfolgen, das die passivierte Schicht unterschneidet. Alternativ kann dies durch Plattieren oder Tropfenblasen durchgeführt werden, um die Größe der Öffnung zu verkleinern.
  • Ziel und Ergebnis des Schneidprozesses ist, daß viele zerbrochene Fasern freigelegt werden, die dann zurückgeätzt werden, um Kernbildungsstellen zu erzeugen. Alternative Ätztechniken können mechanische, chemische (insbesondere Oxidation und Plasmaätzen, das Oxidation ähnlich ist) und Ultraschall-Techniken umfassen. Man beachte, daß Graphit und Cu sehr verschiedene Eigenschaften haben. Es kann mehrere Verfahren geben, um den Graphit selektiv anzugreifen. Das gewünschte Ergebnis ist, die Faser zurückzuätzen und Kupfer zurückzubehalten, so daß eine Fülle von mikroskopischen Löchern in der Oberfläche gebildet werden.
  • Die Verwendung der oben beschrieben Anordnung nutzt daher die Wärmeleiteigenschaften von Graphit aus, um Wärme von einer integrierten Schaltung wegzutransportieren. Zusätzlich befördert diese Anordnung die Wärme zu einer Verdampferoberfläche, die einen großen Oberflächeninhalt und eine Vielzahl von Kernbildungsstellen aufweist. Whisker- oder Schnittfaserverstärkung könnte sich ebenfalls als günstig erweisen. Eine Variante könnte die Verwendung von Mikroballonen in der Metallmatrix sein; wenn ein Schneidwerkzeug die Mikroballone trifft, würden sie eine leicht hergestellte Höhlung freilegen.
  • In Figur 3, auf die Bezug genommen wird, ist ein Aufbau gezeigt, in dem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. In Figur 1, auf die noch einmal Bezug genommen wird, ist der Aufbau eines Wärmeleitrohres 10 nach dem Stand der Technik gezeigt. Zwischen dem Wärmeleitrohr 10 und dem Chip 12 liegt ein Wärmeverteiler 15. Wie der Name impliziert, verteilt der Wärmeverteiler 15 Wärme vom Chip 12 auf eine größere Fläche des Wärmeleitrohres 10. Der Wärmeverteiler 15 besteht häufig aus Metall, zum Beispiel Cu oder Cu-W (Kupfer-Wolfram), und enthält einen begrenzten Bereich, über den er Wärme transportieren kann. Als allgemeine Regel kann eine Wärmesenke größere Wärmemengen aufnehmen, wenn die Wärme schnell von der Quelle (dem Chip 12) entfernt werden kann. Dies ist das Wesen der Verwendung von Verdampfern, wobei die Verwandlung der Wärme in Fluid zu Wärme in Gas einen schnelleren Wärmetransport ermöglicht.
  • Ein Hauptaspekt der Anordnung von Figur 3 ist, daß eine zusätzliche Verbindung zwischen dem Gehäuse 13 (oder Chip 12) und dem Verdampfer 51 entfällt. Wie man sich erinnert, erfordert im Stand der Technik die Befestigung des Gehäuses 13 am Verdampfer 10 eine Verbindung zwischen dem Gehäuse 13 und dem Wärmeverteiler 15 und eine weitere zwischen dem Wärmeverteiler 15 und dem Verdampfer 10. Jede Verbindung benötigt mehrere Schritte im Herstellungsprozeß und gibt daher Gelegenheit zur Einbringung von Defekten wie Lücken oder Verunreinigungen. Diese Defekte können die Wärmeübertragung unmittelbar beeinträchtigen oder zu einer schadhaften Verbindung führen. Eine zerbrochene Verbindung kann falsche Kühlung und Zerstörung des Chips 12 zur Folge haben. Dadurch, daß eine der beiden Verbindungen entfällt, vermindert der Aufbau von Figur 3 die Wahrscheinlichkeit eines verbindungsbezogenen Problems um 50%.
  • Wie aus Figur 3 deutlich wird, wird der Wärmeverteiler 15 (von Figur 1) nicht verwendet und wird das Wärmeleitrohr 51 direkt mit der Oberseite des Gehäuses 13 der integrierten Schaltung verbunden. Das Gehäuse kann einen Anpaßkörper 53 enthalten oder nicht. Anpaßkörper 53 werden in manchen Gehäusen verwendet, um die Wärmeableitung vom Chip 12 zu verbessern. Auf diese Weise wird die Wärme direkt dem Fluid zugeführt, wo sie in Dampf umgeformt wird, und das Wärmeleitrohr 51 hinauf transportiert und durch die Rippen 52 abgeleitet. Diese Anordnung in ihrer einfachsten Form ermöglicht jedoch keinen optimierten Verdampferaufbau. Mögliche Verbesserungen sind, vor der Kondensatormontage eine ausgedehnte Oberfläche in der Mitte des Anpaßkörpers 53 maschinell zu bearbeiten oder einen Docht bzw. eine ausgedehnte Oberflächenstruktur auf die Mitte des Anpaßkörpers 53 zu löten.
  • Ein Gesichtspunkt ist, daß die Oberfläche des Gehäuses 13 möglicherweise nicht als Verdampfer gestaltet wird und möglicherweise keine sehr große Zahl von Kernbildungsstellen aufweist. Die Gehäuseoberfläche kann im Einklang mit den obigen Lehren als wirksamer Verdampfer gehandhabt werden. Zusätzlich müssen Kompromisse zwischen der Verdampferleistung und dem zusätzlichen Grenzflächenwiderstand an einer zu verwendenden zusätzlichen Verbindung eingegangen werden, wie im Stand der Technik. Ferner muß der Montageprozeß sicherstellen, daß die Funktion des Chips 12 nicht beeinträchtigt wird.
  • Zur Verbesserung der Kühlung kann der Verdampfer 30 (von Figur 2) in dem Aufbau von Figur 3 verwendet werden, indem der Verdampfer 30 an Stelle des Anpaßkörpers 53 direkt auf dem Gehäuse 13 befestigt wird (oder oben auf dem Anpaßkörper 53, je nach der Gestaltung des Gehäuses, wie es vom Händler empfangen wird). Die Verbindung zwischen dem Verdampfer 30 und dem Gehäuse 13 sollte hermetisch sein, extreme Temperaturen überstehen können und durch eine Technik gebildet werden, die keines der Teile beschädigt. Die Wärme vom Chip 12 breitet sich dann direkt zum Verdampfer 30 und in das Fluid aus. Auf diese Weise werden der Wärmeverteiler 15 und die Unzulänglichkeiten der Wärmezufuhr aufgrund der Verbindung zwischen dem Wärmeverteiler und dem Verdampfer beseitigt. Ferner können alle oben aufgelisteten nützlichen Eigenschaften des Verdampfers 30 ausgenutzt werden.
  • Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfolgte zwecks Veranschaulichung und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die exakt offenbarten Formen einschränken. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern, um den Fachmann in die Lage zu versetzen, den besten Nutzen aus der Erfindung zu ziehen. Der Schutzbereich der Erfindung soll durch die beigefügten Patentansprüche definiert sein.

Claims (5)

1. Verdampfervorrichtung zur Wärmeableitung, mit einem Behälter (17), der ein Fluid (16) enthält und eine Oberfläche aufweist, und mit einer Vielzahl von Graphit- Metall-Verbund-Kühlstiften (33), die von der Oberfläche in dem Behälter nach außen hervorstehen, wobei sich auf den Kühlstiften jeweils eine Vielzahl von Kernbildungsstellen befinden und wobei die Kühlstifte Graphitfasern aufweisen, die in Längsrichtung der Kühlstifte angeordnet sind.
2. Verdampfervorrichtung zur Wärmeableitung nach Anspruch 1, bei der die Verbund-Kühlstifte in erster Linie aus einem Verbundstoff hergestellt sind, der axial ausgerichtete Graphitfaser und entweder Kupfer oder Aluminium enthält.
3. Verdampfervorrichtung zur Wärmeableitung nach Anspruch 2, zur Verwendung in einem Wärmeleitrohr zur Kühlung einer integrierten Schaltung (12).
4. Verfahren zur Herstellung einer Verdampfervorrichtung zur Wärmeableitung von einem wärmeerzeugenden Bauteil, mit den Verfahrensschritten,
Zusammenpressen einer Vielzahl von Schichten aus einem Material, das axial ausgerichtete Graphitfasern und entweder Kupfer oder Aluminium enthält, Bearbeiten der zusammengepreßten Schichten, um deren Oberfläche zu vergrößern, und
Ätzen der Graphitfasern in den bearbeiteten zusammengepreßten Schichten, um Kernbildungsstellen zu erzeugen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, das weiterhin den Verfahrensschritt umfaßt, das Kupfer oder Aluminium zu passivieren, um es zu schützen, bevor der Ätzschritt durchgeführt wird, die Graphitfasern zu ätzen, um die Kernbildungsstellen zu erzeugen.
DE69031651T 1989-12-29 1990-11-30 Verdampfer mit durch geätzte Faser gebildeten Kernbildungsstellen und Verfahren zu dessen Herstellung Expired - Fee Related DE69031651T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/458,909 US4995451A (en) 1989-12-29 1989-12-29 Evaporator having etched fiber nucleation sites and method of fabricating same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69031651D1 DE69031651D1 (de) 1997-12-04
DE69031651T2 true DE69031651T2 (de) 1998-04-09

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ID=23822576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69031651T Expired - Fee Related DE69031651T2 (de) 1989-12-29 1990-11-30 Verdampfer mit durch geätzte Faser gebildeten Kernbildungsstellen und Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4995451A (de)
EP (1) EP0435473B1 (de)
JP (1) JPH07112031B2 (de)
KR (1) KR100193331B1 (de)
DE (1) DE69031651T2 (de)

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