TWI239438B - System including power conditioning modules - Google Patents

Description

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五、發明說明Ο) 〔發明領域〕 3明係有關於-種電功率調整及 統的方法及裝置，特別是，本發 4巴&埋糸 電功率調整技術及熱捕捉、移‘技術：二關 矽、鍺、砷化鎵）的内部或上方。 、土& (堵如· 〔習知技藝〕 隨著半導體裝置（舉例來 的急速增加，電子及電力裝置 力口。另外，由於這個持續增加 對於功率調整及熱拒絕能力的 隨著微處理器速度及電晶體數 消耗增加）調整的需求係持續 能的整合到微處理器中（舉例 點處理器及視訊或圖像處理哭 必須能夠及時地滿足或因應魚 間位準。再者’隨著微處理器 及愈來愈多功能的整合到這個 生熱能的捕捉及移除亦已然成 功率供應器乃是用來滿足 應器與這個消耗裝置卻常常相 個裝置間的有限線長會具有電 這個消耗裝置的需求變動而導 前所述，功率消耗（舉例來說 說··微處理器）上電晶體數目 對於額外功率的需求亦持續增 的需求，支援這類裝置的系統 需求亦持續增加。舉例來說， 目的增加’電功率（平均功率 乓=。另外，隨著愈來愈多功 ^說：這些功能通常是利用浮 完成）’這個功率調整系統亦 速變動的功率消耗的時態及空 速度及電晶體數目的增加、以 微處理器中，這類微處理器所 為另一個急速增加的需求。 功率，求，然而，這個功率供 隔二疋距離。這個供應器及這 容器及電感器，其可能會因為 致功率傳輸的時間延遲。如先 ••微處理器中）的時態變動會 1239438 五、發明說明（2) 隨：處理^逮度的增加、以及隨著愈來愈多功能的 個處理器中而增加。有鑑於此，功率調整電力或ς:到这 設置便會愈來愈靠近這個消耗裝置。將這些功 敕系：的 (諸如：電屢調整器、電容器、直流直流（dc〜正= )放置在适個消耗裝置旁邊，這些功率 , 以滿足。 而A的考置便可 y 第1圖係表示這個工力率調整系、統的—種傳 系統通常會包括分離的電容器、I壓調整哭二構。迢個 (AC—DC)或直流直流（Dc—DC)轉換器了簡==直= 的電容器通常會設置在這個積體電路裝置的 "兄，分離 個積體電路裝置電性連接。如此，這個裝置在摔作 發需求便可以經由這個電容器的儲存， ” #功間的犬 供應器滿足這個增加需求的必要時門 =/ ’藉以在這個 入電壓。這類電容器通常會稱為” / /、、夺一相對常數的輸 並且是類比電路設計、數位電路設計、功= aSS)電容器”’ 常見元件。 率裝置電路設計的 入

，调整器乃疋用來接收高電壓（舉例來 —功率、並且輸出相對穩定的低電壓（舉w 輸出功率。電壓調整器傾向提供的這個低電壓4對至二) 向電壓位準的變動或这個消耗裝置的電流變動，通常合1 大幅增加的抗擾性（im㈣nity )。調整器通常會用在比 數位電子功率調整系統的設計中，並且更加可能會放置 有快速時間變動功率需求的裝置附近。 交流直流（AC -扒）及直流直流（DC—κ)轉換器乃

1239438 五、發明說明（3) 用來將某便利來源的特定供庙^ 以，、/媪 征與η十 > 、上乂 仏應電壓轉換至適當型態，耢以权 供，舉例來况，14個積辦雪％ ^ , 念 續故合接徂时 裝置消耗。在許多例子中 、、死功率電路會&供單個相斜古 々、 11nv ，拉+平^相對阿電壓（舉例來說：48V DC戒 9 ’廷個積體電路裝置便可以要求非常不同 的供應電壓（舉例來說：丨至叭n衣、置便」乂要 > 井赭換 笼你π、&认^ 1至5V DC )。在這種情況下，轉狹 ‘便可以轉換這個功率、甘担 冷獻。 公“，糸統中/轉換器乃是盡可能設置於這個消耗裝置旁 、精::f :個I置所生的功率消耗變動期間提供穩定的電 ^ 明芩妝，舉例來說，美國專利號碼US59 0 1 040 ; US6191945 及US6285550 。） 一除了功率官理考量外，這些裝置的功率消耗增加亦會對 於这個熱能管理系統（亦即：捕捉及/或拒絕熱能的系統） 邊成頟外負擔。有鑑於此，熱能管理系統便會利用諸如散熱 装置（heat sink )、鼓風機（fan )、利用冷卻水的冷卻板 (cold plates )系統、及/或上述組合組合的習知技藝， 藉以完成來自，舉例來說，積體電路裝置的熱捕捉、移除、 及拒纟巴。這類習知的熱能管理設計乃是將這些熱捕捉及拒絕 元件&置於這個積體電路裝置包裝的上方或附近。（請參 照’舉例來說，美國專利號碼⑽“ 9 1 945 &US6 2855 5 0。） 舉例來說’請參考第1圖，散熱裝置通常會包括具有直 尾翅的金屬板’藉以利用自然對流將熱能由這個消耗裝置傳 送至周圍氣體。散熱裝置通常會直接設置或放置在這個積體 電路裝置包裝的上方。散熱裝置乃是用來增加這個裝置及周 圍氣體的接觸面積，藉以降低給定功率的溫度上升。

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加 乃是共 馬達驅 裝置内 散熱裝 習 乃是降 術通常 間的層 專利號 強系個散熱裝 I _ ^ _ 同利用-個鼓風機（典型地奴：2熱傳輪的-種技術 動）及一個散熱裝置。鼓風機^轉莱片乃是利用電子 部、利用比自然對流更快的速度；^氣體在這個散熱 置及其周圍氣體間的熱傳輪。X机、，精以加強某個 知系統用來加強這個熱能管理 低這個消耗裝置及這個散埶妒置;二匕f的另-種技術 會牵涉到這個裝置、這個裝、的；，這種技 碼US6 1 9 1 945 及US6285550 積數目及層積厚度縮減。（請炎；個散熱裝置 、明參照，舉例來說，美國 總而言之’習知系統乃是 捉、拒絕元件盡可能地設置於 滿足功率調整及熱能管理的需 所示之典型、習知佈局。請參 一個積體電路裝置。這個熱能 耗裝置的散熱裝置。在部分實 (經由這個散熱裝置）係相對 =時將這些功率調整及熱捕 這個積體電路裝置附近，藉以 求。這種做法會導致如第1圖 f第1圖，這個消耗裝置乃是 官理元件乃是一個接觸這個消 施例中’熱捕捉、移除及拒絕 為T%。 、交流 玫置於 電路裝 砵足部 習知技 $消耗 再者，這個功率調整電路（電容器、電壓調整器 直流（AC - DC )及直流直流（DC - DC )轉換器）則是 這個消耗裝置旁邊，藉以降低這個供應器及這個積體 置間的線長。 雖然這類習知功率調整及熱能管理技術確實能夠 分現有裝置的功率消耗及熱捕捉、拒絕需求，然而， 術亦可能無法同時滿足其他現有裝置及未來裝置的功

第11頁 1239438 五、發明說明（5) 及熱捕捉、移除、拒絕的預期增加。 的便是提出-種新穎的功率調整技術：本毛明的-個目 耗及熱捕捉、移除、及/或的；”時適綱 另外，本發明的一個目的乃:2預期增加。 及埶能瞢理枯術—7 n +乃疋k七、一種改良的功率調整 及…此s理技術，猎以同時適應現有及 及熱捕捉、移除、拒絕需求的增加 的功率4耗 的乃县裎很一括并ώ , 曰刀 冉者，本發明的一個目 的2疋k供-種改良的功率調整及熱能管 可貫施於空間限制應用裝置（舉 $何精乂用在 裝置。魷舲而山 ,^ π 牛例木祝，可攜式電腦）中的 敎捕捉’、拒，二杜f 一個目的乃是將這些功率調整及 滿足功率消耗及熱捕捉、移;;積中、並且同時 另外，本發明的一個Ϊ:乃；；；求：預期增加。 及埶插妇 tow# 的乃疋^供一種改良的功率調整 …捕捉、拒、、、巴技術，藉以將這些功敕 元件與這個消耗裝置（舉例來二正及”、、捕捉、拒、、，巴 :於二傳遞延遲所生的功率調整缺陷、降低 田於物理为隔及額外介面所生、由這

:熱阻抗。如此’這個系統的 ：;‘力、J 體效率便可以同時提升。 千门正及熱此官理旎力的整 另外’本發明的一個目的 架構堆疊的熱捕捉、拒絕元：乃；=率調整及利用緊密 且加強：二壯 信號傳遞延遲所生的功率調整缺陷、並 加強足個包裝裝置的熱屬性。 褒置再U:這類習知功率調整技術可能適用於部分應用 裝置“明的一個目的乃是提供一種功率調整技術，藉以

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五、發明說明（6) 滿足所有應用裝置中功率消耗的預期辦 明的一個g的乃是提供一種改良的功‘"敕二例來，，本發 可實施於空間限制應用裝置中的裝署 二正術’藉以用在 一個目的乃是提供改良的功率調餐枯 、 本务明的 的預期增加及具有嚴厲空間需求的應用筆^ 、應功率消耗 〔發明 因 整模組 個積體 基底， 於第二 孔，用 第一介 面上的 第二介 面上的 概述〕 應本發明 ，其固定 電路裝置 其具有第 介面。另 以提供電 面上的第 對應介面 面上的第 對應介面 的第一個主要特徵，本發明乃 積體電路襄置 的：率。這個功率調整模組： -介面及第二介面，其中，第 外，足個功率調整模組 性連接於第_人I &共有 一组恆I "面及第二介面 *組¥墊’且這些焊墊分別合 焊Γ卜’ $個功率調“ 塾’且這些焊塾會分別 是一個 整欲施 有一個 一介面 複數個 間，以 連接至 組亦具 連接至 功率調 加至這 半導體 係相對 介面穿 及置於 第一介 有置於 第二介 其置於一個半導 裝置的功率。這 上、或同時置於 一個電壓調整器 另外，這個功率調整模組更具 體基底内，用以調整欲#路 個電路可以置於第一介 積體電 兩個介面上。另抓丄 力夕卜’ 11個電路争且古 及至少一個電容器。 更八有至 因應本發明這個特禮 亦具有置於第二介面上备 =個實施例，這個功率調整模組 少一個功率焊墊及置於這個半導

1239438 五、發明說明（7) 體基底中的至少一個功率穿孔。這個功率穿孔係電性連接這 個功率焊塾，用以提供電性連接於第二介面及這些電壓調整 器及電谷器之至少一者間。另外，這個功率穿孔亦 < 以電性 連接至置於這個半導體基底中的一個功率導管。這個功率焊 墊、牙孔、‘管的組合乃是用來提供電性連接於第二^介面及 這些電壓調整器及電容器之至少一者間。 在另一個貝；5也例中’這個功率調整模組亦可以異有至少 一個輸出功率導管，其耦接至這個電路，用以提供調整功率 至這個積體電路裝置。這個輸出功率導管可以連接置於第一 介面上的一個輸入功率。並且，這個輸入功率乃是對應於這 個積體電路裝置的一個輸入。 因應本發明的這個特徵，這個功率調整模組亦町以具有 一個電流感應器，其置於這個半導體基底中，'用以提供表示 這個積體電路裝置及/或這個電路的電流消耗的資訊。另 外，一個控制器，其耦接這個電流感應器，亦可以接收這個 資訊，並藉以調整這個積體電路裝置及/或這個功率調整模 另外，這個功率調整模組 其置於這個半導體基底中，用 近區域的溫度的資訊。另外， 感應器，亦可以接收這個資訊 置及/或這個功率調整模組的 亦可以具有一個溫度感應器， 以提供表示這個溫度感應器附 一個，制器，其耦接這個溫度 ，亚藉以調整這個積體電路f 冷卻。 衣 因應本發明的第 整及熱能管理模組， 一個主要特徵，本發明乃是一 用以耗接一個積體電路裂置。 個功率調 個功率

1239438 五、發明說明（8) 調整，熱能管理模組具有一個功率一 面及第二介面，其中，第-介面係：：：it ’其具有第-介 這個功率調整元件亦具有-個半導體ΐ於弟ΐ介面。另外 孔，其置於這個半導體基底中，以ς底，禝數個介面穿 至這個積體電路裝置的功率。這個=路，帛以調整欲施加 整器及至少一個電容器。另外 J具有至少-個電壓調 率調整元件的第一介面上、入電路亦可以置於這個功 介面上。 —"面上、或同時置於這兩個 口應本發明的這個特徵，這 更可以具有一個埶能管理元#1 ^旱凋正及熱能官理模組 面，盆中，第ζΓΓ 其具有第一介面及第二介 件，；：作工：介面？：對於第二介面。這個熱能管理‘ 另外，这個埶处—乃疋用—個具有液相的流體捕捉埶能。 係具有置於其中的一個微通、f h基纟#中’這個基底 流體經過。 通遏的至少-部分、並架構以允許 另外，這個熱能管理模組亦可以具有 用以提供電性連接於這個埶炉其棰-放t，要文個"面牙孔’ 咬伐孓坆個熱此官理兀件的第一介面及第—人

S 。外，這個熱能管理元件的複數個介面穿孔 W 連接至這個功率調整元件的對應介面穿孔，用二2「別 接於這個功率調整元件Μ帛 ^ ^ /、笔性連 -入品叫Γ 仵的弟一介面及廷個熱能管理元件的楚 -，，面間。就此而言，這個熱能管理 的第 理連結5這個,力率調整元件的第二介面。的弟…以物 另外，迠個功率調整及熱能管理模組亦可以且 微通道結構。這個電路乃e罟於_加/、有電路及一個 、们冤路乃疋置於廷個半導體 第15頁 1239438 五、發明說明（9) 整欲施加至這個積體電路裝置的功率。這個電路可以置於第 一介面上、置於第二介面上、或同時置於這兩個介面上。另 外，這個電路具有至少一個電壓調整器及至少一個電容器。 這個微通道結構具有至少一個微通道，其置於這個半導體其 底中，用以捕捉熱能。 土 因應本發明的這個特徵， 亦可以具有一個電流感應器、 器。這些電流感應器、溫度感 個功率調整及熱能管理模組中 流感應器及/或溫度感應器， 訊，並藉以利用這個微通道結 言’這個控制器可以調整這個 個哪筒輸出的流體流率。 這個功率調整及熱能管理模組 一個溫度感應器、及一個控制 應器及/或控制器可以置於這 。這個控制器可以耦接這些電 用以接收電流或溫度指示資 構调整熱能捕捉速率。就此而 微通道中的流體流動及/或這 —因應本發明這個特徵的一個實施例 能管理模組會具有置於笛- 少-個功率穿孔!J弟一，1面上的至少一個功率焊墊及 孔，用功率焊塾係電性連接至這個功率穿 器之至少一者門。連妾於弟二"面及這些電壓調整器及電 導官，其置於這個丰邋触甘—丄 , ^ ^ 個功 連接於這個功率^基底中。這個功率導管係'提供電 間。 于塾及這些電壓調整器及電容器之至少一 在另一個實施例中，這 有至少一個輸出功率導管 整功率至這個積體電路i置 個功率δ周整及熱能管理模組會具 其Μ接至這個電路，用以提供調 。這個輸出功率導管可以連接至

第16頁 1239438 五、發明說明（10) —個輸入功率焊墊，其置於這個功率 _ 上。另外，廷個輪入功率焊墊可以對應=件的第一介面 的功率輸出。 ％ ;見個積體電路裝還 〔較佳實施例的詳細說明〕 本發明乃是有關於一種調整消耗 積體電路裝置）欲施加功率的技術及x 牛例來說，一個 術及系統乃是藉著堆疊這個功率調整雷敗二士發明的這種技 上方或下方，藉以對這個消耗裝置的轸二，個消耗電路的 :最佳化或加強。本發明的幾個實施；係γ的功率調整進 :=裝置中’諸如：可攜式或手持式應用5置於f間限制的 這些實施例便可以提供應。藉此， 攻益的功率調整系統。 Μ *縮減體積）、成 率，22Ϊ明亦是有關於一種調整消耗裝置欲施加功 電路^ J消耗裝置熱捕捉、移除及/或拒絕及功率調 應用壯支術^系統。本發明的這種技術及系統乃是因應這 =衣置的環境限制（舉例來說）及這個消耗裝置及系統 :_ ’對功率調整及熱能管理能力進行最佳化或加強。就 而° ’在幾個實施例中，本發明的這種技術及系統亦可以 用於空間限制的應用裝置，1 會需要高度熱捕捉、. 巴能力。另外，這些實：二㈣及系統亦可格 哼:合功率調整電路及熱能管理元件於相同的基底中、具 a以足跡（footprint )的基底中、及/或這個消耗裝置的 1239438

整及熱能管理系統便可 调整及熱能管理技術 元件的實施例，其具有 來說，溫度、壓力或产 筒的流體流動、或調^ 微通道結構中的流體流 五、發明說明（11) 基底中。藉此，這些 以提供有效、緊密、 本發明亦具有利 一個控制器以接收參 動）的回授信號，並 一個熱捕捉、移除及 動。 另外’本發明亦 ’肖耗裝_置及/或這個 控制器。這個控制器 置及/或功率調整電 元件的熱捕捉、移除 筒提供工作流體以捕 整這個唧筒的的流體 動’藉以滿足這個消 率消耗變動所生的預 為進一步降低這 跡’這些熱能管理元 用基底或結構。就此 微通道結構以捕捉及 電路的熱能。 另外，本發明乃 多句設置或排列以依據 功率調整能力加強或 實施例的功率調 成本效益的功率 用一個熱能管理 數感應器（舉例 據以調整一個π即 /或拒絕元件的 可以利 功率調可以， 路的熱及/或 捉及移 流動、 耗裝置 期熱能 個功率 件可以 而言， 移除這 用一個電 整電路的 因應這個 產生變動 拒絕能力 除熱能時 或調整這 及/或這 管理。 調整及熱 與這個功 這些熱能 個消耗裝 流感應器提供表示這個 電流消耗的資訊至一個 資訊，預期這個消耗裝 、亚調整這些熱能管理 。舉例來說，當利用唧 ，這個控制器便可以調 些微通道中的流體流 個功率調整元件因應功 旎管理系統呈現的足 率調整模組整合至一共 管理元件可以利用一個 置及/或這個功率調整 t 是提供一種功率及熱能管理模組，豆 ，個系統的需要或需求，有效地將這： 取佳化。另外，本發明這個功率及熱能

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五、發明說明（12) =里^組的設置或排列可以將這個系統的熱捕捉、 ^巨=能力加強或最佳化。就此而言，這些功率 _、 ‘、、、能管理元件的彼此或與這個消耗 :正兀 j以將這個熱能管理元件及功4= 二==置: ::情況下’本發明可以實施多於—個的熱能管理： 以進一步加熱捕捉及拒絕能力，直可以牛 件精 ‘舉例來說’這個功率管理模組及這個消耗。統 請參考第2、3及4圖，在一個實施例 個功率調整模組100，其可以置於裝置_ (舉例來:乃疋一- ，體電路裝置，諸如：—個微處理器）及印刷電路板糊 (如第3圖所示）之間、或置於穿詈2 ί如筮4闰％ - λ日日乂直於裝置200及熱能管理模組300 (士第4圖所不）之間。功率調整模組1〇〇，相對於 200&及熱能管理模組30 0，的位置可以因應系統1〇〇:率、、 熱此及空間考量加以選定。 入而功率調整模組1〇0係包括一個半導體基底100、 二1 )=至104h、介面焊墊106an〇6p、功率及地點穿 孔108a及108b、功率及地點焊墊11〇a&11〇b、及 k個半，體基底102具有第-介面，用以與裝置2⑽匹配或介 面二及第二介面，用以與基底或電路板4 〇 〇 (舉例來說，一 個系統印刷電路板，諸如··一個主機或子機板）匹配或介 面。 〆 這個半導體基底1〇2可以利用數種已知材料製作，舉 來說：矽或鍺。在特定情況中，吾等使用的材料最好能夠與 第19頁 1239438 五、發明說明（13) 装置200的基底相同、或能夠具有類似的特性（舉例 熱擴展）。這種架構可以提供加強的操作可靠性，° ’ 調整模組100及裝置200的類似熱擴展特性可以將功率調 ，〇〇及裝置200間的電性連接缺陷的電位最小化， =操作期間、因為熱擴展係數的差異而產生。另外疋 =材料亦可以具有相同製作技術及設施/設備的 /目 而潛在地降低製造成本。 处進 這些介面穿孔10“至10411乃是用來提供裝置2〇〇利用 二=的電性連接’ 4旦是卻不會提供給功率調整模組⑽ 丄進行日調整裝置2G0的功率調整。就此而，，功率調整模J 士乃^用來提供裝置200利用的其他信號的電性互連，諸 器。梦及位址信號。舉例來說，當裝置2〇〇是-個微處理 1〇〇在日I個介Λ穿孔mail〇4h可以，、經由功率調整模組 (Dram個试處理盗及，舉例來說，動態隨機存取記憶體 -個電跋或Ϊ態隨機存取記憶體（SRAM )記憶體裝置間提供 情體（πρ路徑。如此，系統1 〇 (舉例來說，動態隨機存取吃 的C或靜態隨機存取記憶體（關）記憶體裝置） 經由玄號便可以利用印刷電路板400上的信號執跡， 至裝U整模組⑽，利用介面穿孔⑽“1。4行進至傳遞 作。Z :"面穿孔1〇“至10411可以利用習知處理技術加以製 利用置2〇〇上行進或傳遞的信號數目很大時，吾等最好 徑中=非等向性蝕刻在基底102中形成窄路徑，並在這些路 /L積（舉例來說，利用化學氣相沈積法（VCD )或低 1239438 、發明說明（14) 化學氣相沈積法（LPCVD)技術）一個高導電性材料（ 如：金、銅、鋁）或高摻質複晶矽，藉以製作一高導電性互 連。 接者，請繼續參考第2圖，這個實施例的功率 更可以包括介面焊墊10仏至10613，藉以在功 1〇〇及裝置200或電路板40〇間促進更大的導電性。=、，且 言’這些介面焊塾106aM〇6p可以在匹配或介面功而 組1〇〇與電路板40 0及/或裝置200時提供更大的容忍度。正拉 些介面烊墊1G6U1()6p可以利用習知技術，經由高^ ϋ:ΐ如金、銅、鋁）完成製作。在-個較佳實施例中， 二：：孔，至104h及介面焊墊106a至1061)最好能夠利用相 枓。事實上，焊墊106&至106]3可以利用球格陣 才 2晶片尺規包裝（CSP)纟置所利用的相同或類似方\ 材枓完成製作。這個術語"焊墊"，如中 格陵而丨,DP Λ、 « 1 ^ 々疋利用球 利、,尺規包裝（CSP) '及諸如此類裝置所 〜用的球形（b a 1 1 )連接技術。 請繼續參考第2圖’㈣調整模組⑽亦可以包括 古地點穿孔108a及108b，藉以提供一個供應電壓、供應帝 =參考電壓、及/或地點（供應）電壓至電路nV# 2 =點穿孔l〇8a及10813可以利用與介面穿孔ι〇 1〇让 相冋的方法加以設計及製作。 應該注意的是，雖然本發明僅介紹兩個功率及 匕功：是熟習此技藝者當能夠視需要及其他條件而增加額外 力率及地點穿孔。另外’應該注意的是，功率及地點穿孔

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l〇8a及108b亦可以提供電路112需要的其他電壓 ^ 以報及文中所述的功能或其他想要的功能。 机，猎 這個功率調整模組i 〇 〇亦可以具有功率及地點帛塾】i 〇 a 及100b，藉以加強功率調整模組100及印刷電路板400 電性。這些功率及地點焊墊11〇3及1113 ’與介面焊墊1〇仏至 106p相同，乃是在匹配或介面功率調整模組1〇〇及電路板4〇〇 牯提供更大的容忍度或不匹配。另外，這些功率及地點焊墊 11〇3及11〇1)亦可以利用與介面焊墊1063至1〇613相同方 以設計及製作。 這個功率調整模組100亦可以包括電路112。這個電路 112乃是用來將調整功率傳送至裝置2〇〇。特別是，電路η 2 可以提供裝置2 0 0所需要的電壓參數（舉例來說，供應電壓 及地點）及電流參數（舉例來說，供應、峰值及典型操作電 流）的適當調整，藉以使裝置2 〇 〇可利用的電壓及電流能夠 在’ f例來說，正常操作、啟動及/或關閉期間，落於適當 及可靠操作所需要的範圍及容忍度。這個電路丨1 2亦可以具 有電壓調整器、旁路電容器、直流直流（DC —DC )轉換器、 及/或父流直流（A C — D C )轉換器，其可以利用習知技術及 設計（舉例來說，習知的互補式金氧半電晶體（CMOS )或雙 極性電晶體（BJT )設計及製作技術）加以排列、架構、設 計及互連。這些元件的簡界概述已在發明背景中介紹，並因 簡易考量而不再予以重述。 重要的是，藉著設置電路112，諸如：裝置2〇〇旁邊的電壓調 整為、旁路電容器、亞鐵焊珠、直流直流（D〆p C )轉換

1239438 五、發明說明（16) =、及/或交流直洁L (AC—DC)轉換器，與功率調整的上述 ^便可以滿足。另外，電路i i 2消耗的水平及垂直間隙， =較於第1圖及美國專利號碼US628 5550所示的習知 ΐ右相當程度地降低。另外，將功率調整模組1。〇設、 ^在熱此管理模組300上方或附近亦可以促進功率調整模組 中、電路11 2所生熱能的有效捕捉及拒絕。 第2圖所示的電路112乃是置於基底102的第一介面上 二，個實施例亦可以促進與電力功率及裝置2〇〇的地點輸 所的=。然巾’應該注意的是，電路112亦可以置於第4圖 於：上方。這種架構可以，舉例來說，加強相對 以^率 杈 〇的電路的熱能捕捉及拒絕能力、並且可 性。口強裝置2J0及印刷電路板4〇〇上信號執跡間的信號導電 兩另外第4圖所不的這種架構亦可以適應裝置2 〇 〇的包裝 :/六撿亚ΐ可以降低功率調整模組100及消耗裝置2〇〇間的熱 11 pW弟4圖的實施例亦可以適應功調整模組10〇的電路 11Z的製造限制。 ^ 另外，這個電路112亦可以同時置於第一 加以U裝置200的功率調整需求可以考量功率調整模組100 的η ’ Ϊ是應該注意的是，&了功率調整模組100執行 以利ί 、: ί供濾波功能的額外分離電力功率調整元件亦可 下，：率類似習知系統的方法加以放置。在這種情況 正板組100亚不會執行系統10的全部功率調整功

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五、發明說明（17) ΐ件：率模組100僅會配 來勃> 士 ^ 正功此。迫些分離電力功率調整元件可以用 土 ：：電壓及電流的啟始及/或附力餐功能。舉例來說用 糸、、先可以利用一個主要功率供應

Ik後，則會對裝置2 00的功率提供區域性的功率調敕 中，這個主要功率供應可以提供這個系統Ϊ、 裝置的啟始Λ 圖）在内的複數個 便仍ί b，功率調整模組1〇°的許多優點 卻可能合心敫體;、：的：f額外的分離電力功率調整元件 月b s s力正體糸統的功率調整足跡。 電路112利用的這些參考電壓及電流可以利用多 提供給或繞線至電路1 1 2的A - 74* / 圖，在-個實施例中，這個電例來言兒，請參考第5 點穿孔108a及l〇8b延伸、‘.並二=及11413乃是，功^及地 特定功率調整電路設計所規$ 1 2 ’誠如貫施的 ^ 1 n« ^ 1 nou 斤規疋。在廷個貫施例中，功率及地 (I笛2圖所-、$需要延伸至半導體基底102的整個長度 美广〇iw二，因為功率及地點導管114&及1141)可以在 的連接。這些功率及地點導管ιι“及 二料（舉例來說，金、銅、銘、或高摻 ::例來〜兒H 、亚且利用習知的半導體處理或製作技 # (舉例h 1知的微影、餘刻、及沈積處理）進行沈 1239438

請參考第6圖，功率及地點導管U4a&n4b的形成亦可 以更加面向半導體基底102的介面（但是仍然位於基底1〇2内 部）。在這個實施例中，功率及地面穿孔1〇8a及1〇讣亦可以 延伸至半導體基底1〇2的整個或幾乎整個長度，由於功率及 地點導管114 a及1 14b會連接至更靠近基底1〇2的介面表面的 電路112。第6圖的這些功率及地點導管丨14a及丨14b可以由功 率及地點穿孔108a及108b延伸（未示於第6圖中）、並且連 接至電路丨12，其亦是製作於基底102的介面附近。這些功率 及地點導管11 4a及11 4b可以利用習知的處理及製作技術、利 用導電材料（舉例來說，金、銅、鋁、或高摻質複晶矽 以製作。 第4及7圖係表示對電路112供應功率及地點的另一種方 法:在這些實施例中，功率及地點乃是利用習知的繞線連結 技術提供給電路1 1 2，其乃是利用第4圖所示的習知繞線丨j 2 及連結焊墊1 2 2。熟習此技藝者當瞭解，經由電路板4 〇 〇 (或 功率供應，圖中未示）對電路丨丨2供應功率及地點的方法還 可以利用許多其他技術。在電路丨丨2上提供功率及地點連接 的所有技術，無論是已知的或是未來發展得到的，均應該屬 於本發明的範圍内。 〜^ 如先前所述，電路11 2乃是利用習知方法調整功率、並 將這個需要功率傳送至裝置2〇〇。這個電路11 2 (舉例來說， 電壓調整器、旁路電容器、直流直流（DC — DC )轉換器、及 /或交流直流（AC — DC )轉換器）亦可以利用習知技術及設

第25頁 1239438 五、發明說明（19) 計（舉例來說，完成必要χ# 電晶體（CMOU q 车凋正功能的習知互補式金氧半 二= 電路設計)加 準備、及關閉期間，將適當的電、以及在啟動 似於對電路112提供電路板40ϋ也2可以利用類 未調整功率及地點的技術，夢2f =，圖中未示）的 此而言，請參考第5圖，在一;固上九\繞線/裝置200。就

^ f ilea ^ ^ ^ "J 及輸出地點穿孔11 8b，藉以供、應含周效=1 ίς牙孔11 8a、 2〇〇。隨後μ言號路徑便可以提;：正：率及/或地點至裝置 及U6b間的電路連接至穿置二功率及地點導管— 受展置200的功率及輸入。 iieaiueb^續i考第5圖’輸出功率及輸出地點導管 以接繞線至基底1〇2的介面上方、匹配或 =於!%=的二率及地點輸入的特定悍塾。在這個實施 導管il6u116b會在沒有立略，因為輸出功率及地點 200的適當功率及地點/即連接的情況下，被繞線至裝置 這個輸出功率乃/輪入。舉例來說，功率調整模組100的 至裝置2〇〇。’ S 土點亦可以利用第6圖所示的方法繞線 乃θ = ί第^圖，輪出功率及地點導管116a、116b及116c f :的Λ I t衣作技術形成於基底1 〇 2内部、並且至對應於 :置的=或，輸出的一個預定焊塾i〇6X、i〇6y、及 、個Λ細例中’輸出功率及地點穿孔並不是必需

1239438 五、發明說明（20) 的，因為輸出功率及地點導管丨丨以及丨丨⑼乃是直接繞線至基 底102的介面上方、匹配或對應於裝置2〇〇的功率及地點輸入 的指定焊墊106x M06y、及1062。這些功率及地點導管丨丨以 及11 6b可以經由導電材料（舉例來說，金、銅、铭、或高推 質複晶矽）加以製作。 另外功率凋玉模組1 〇 〇的輸出功率及地點亦可以利用 第7圖所示的方法繞線至裝置2〇〇。在這個實施例中，輸出功 =及地點乃是利用習知繞線連結技術提供給裝置2 0 0。簡而 言之，習知繞線120 (及連接焊墊，圖中未示）乃是用來將 功率調整模組100的輸出互連至裝置2〇〇的適當輸入。 應该注意的是，功率調整模組丨〇 〇可以利用一個兩階段 處理加以製作，其中，穿孔1〇4及1〇8 (及其他元件，舉例來 說，功率及地點導管114及116)係首先形成，然後，利用習 知互補式金氧半電晶體（CM〇s )或雙極性電晶體)處 理的電路112再接著形成。事實上，應該瞭解的是，製作功 整模組100的任何製作技術（及其中利用的材料），無 娜疋已知的或是未來發展出來的，均應該屬於本發明的 内。 再者，應該注意的，參考說明書内的所有實施例，熟習 ^技藝者亦應該能夠明白及瞭解：仍有其他許多技術能夠將 笔路112的調整或輸出功率及地點提供至裝置2〇〇。事實上， 應該瞭解的是，設計及製作焊塾、穿孔、導管、電路、及繞 線連結的任何技術，無論是現在已知的或是未來發展的，均 D亥該屬於本發明的範圍内；另外，應該瞭解的是，這些基

1239438 五、發明說明（21) " " " -------- =、焊，:牙孔、導管、電路、及繞線連結中利用的任何材 广一無娜疋現在已知的或是未來發展的，亦應該屬於本發明 的範圍内。 士本發明係特別有適合用於空間限制的環境中。就此而 :，將功率調整元件設置成與積體電路裝置基本上相同的基 足=以讓積㈣路裝置四周的間隙能夠提供其他用途: 二：：Ξ降：Ϊ靜態或動態記憶體可以設置為更接近微處理 ⑼1=;;::與記憶體通信的移動時間。這亦可以獲致 400 pf個/力調整模組1 00亦可以設置於裝置200及電路板 二圖所，。在這個實施例中，第2圖所示的功率 外，这此〜丨廿架構乃是較為適當的，因為除了別的以 t , 牙亦可以促進裝置200所利用（但不為功率4周敕 ^二所(I用AM):號的電性連接’舉例來說，動態隨機； 置的㈣…立址^靜態隨機存取記憶體(SRAM)記憶體震 理模門功率模組100亦可以設置於裝置2°°及熱能管 主動電性/(兴例^7圖所示。有鑑於功率調整模組100的 切电r玍增C舉例來說，電路J丨2 )乃是盥帝 ::在=電性層及電路板4〇〇間形成分離； 分離’ ^如先前所述，這可以制繞線連結12g (如第4更= 点不、，、或其他現在已知的或未來發展的互連技術力 θ ，亚且，這些均應該屬於本發明的範圍内。u σ ^凡 在特定情況下’熱能管理元件⑽最好能夠設置為遠離

第28頁 1239438 —------ 五、發明說明（22) _一 系統ίο的其他元件。就此而言，熱能 個能夠讓氣體在系統1。的元件上方行進的可以是- ;組1。。及裝置200所生的熱能。這種架=促=去除 空間限制環境中的利用， =y =促進系統10在 的功率調整功能。在這個；；足夠 存裝置）的其他系統需求下彳主π，说要+屺丨思肢或貧料儲 in Μ. ^ ^ ^ ^ Cm 月况放置在裝置200附近、一 有足夠體積（用以放置風扇）㈣域中。 組300另可外能會在較4例中，實施-個更緊密的熱能管理模 舉例來說如接第下: 熱捕捉元件捕捉及移：；=，及利/用广有微恤^ 會更為有利。隨後^=°°及，或電路112所生的熱能亦 其相對於裝置2GG可以θ F、，^可以利用—個熱能拒絕元件， 上，應該瞭解的是，的或遠離的’加以拒絕。事實 術，無論是現在已知的裝置或f系統的任何技 範圍内。 一 毛展的，均應该屬於本發明的 最後，在特定愔、 要的。舉例來說，力0 ，冷卻、日能管理模組300亦可以是不必 的Crusoe處理p，便^Γ、 曰日 ，諸如.Transmeta公司 可以由於其微二足跳呈現低熱能曲線。如是，系統1〇便 可攜式或手持式裝置）^靶於空間限制的環境（舉例來說， 熱能力及空間考量。 並且不在乎熱能管理模組3 0 0的 因應本發明的另一 荷欲，本發明乃是一個整合的功率 第29頁 1239438 ^-___ 五、發明說日------ $ $此官理模組，其可以將這個功率調整元件（亦即：功率 或f ^及這個熱能管理元件（亦即：熱能捕捉、移除、及/ 蜿）的功能加入至單一個結構中。相對地，在先前討論 組貝苑例中，這些功率調整及熱能捕捉、移除、及拒絕的模 二糸利用各種架構進行推疊的分離結構，與裝置2〇〇分離， 形成一個三層結構。因應本發明的這個特徵，這個功率 I，元件f這個熱能管理元件乃是加入在單一個結構中。如 j、除先前所述的好處外，吾等亦可以得到額外好處，舉例 喟i r f幅降低整體佔用體積，且這個消耗裝置、這個功率 二=杈、，且及廷個熱能管理模組、間的直接物理接觸亦可以 ::以促進功率調整結構及/或消耗裝置的熱能捕捉及拒絕 另外，本發明的這個特徵亦 及=忐官理模組的獨一無二包裝架構—消耗裝置 ：： 的是’由於這個消耗裝置及這個功率調整模二 楗供這個整合功率調整及熱能管理模組的熱能管理：用 此頜外的熱能捕捉及拒絕元件亦將可以省略。 ^ a 的特徵，因為在部分例子中，這個功率調整桓=:: 可以會達成裝置20 0的操作溫度。 、、的知作& 另外，使這個熱能管理模組”微型化，，亦可 率調整及熱能管理模組在高空間限制環境中的每，進，a 100的熱能管理元件的熱能捕捉及熱能拒絕〜：。當模 以使這些熱能捕捉功能能夠與這些功率調整功離’ ^ 個結構中時，這個單一姓嫌r 月b正ΰ在單 I '结構（亦即：第8圖所示的功率調;

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五、發明說明（24) 及熱能管理模組1 0 0 0 )將可以 裝内部（請參照，舉例來說， 可以利用置於這個裝置/包裝 處的一個熱槽加以完成。 2施在一個積體電路裝置的包 第11圖）°這些熱能拒絕功能 表面、或是置於裝置/包裝遠 請參考第8及9圖，功率調整及熱能管理模組1〇〇〇可以具 有功率調整元件1 1 0 0。這個功率調整元件丨i 〇 〇可以大體上類 似於第2至7圖所示的功率調整模組1 0 〇、並且可以具有，舉、 例來說，先前所述的穿孔、焊墊、及電路。為方便說明，功 率調整元件11 〇 〇的細節及功能將不再這裡重覆。 這個功率調整及熱能管理模組】0 0 0亦可以包括熱能管理元件 1200。熱能管理元件12〇〇乃是用來捕捉及移除裝置2〇〇及/ 或功率調整模組1 1 〇 〇所生的熱能，藉以使裝置2 〇 〇及/或功 率調整模組11 00的溫度不會超過一個給定溫度。這個熱能管 理元件1 2 00亦可以用來拒絕這個熱能。如此，在操作中，熱 月匕&理元件1 2 0 0便可以捕捉裝置2 〇 〇及功率調整模組丨丨〇 〇所 生的熱能、並且移除這個熱能，藉以使其能夠透過對流或一 個熱能拒絕元件（舉例來說，一個習知熱槽）散播至鄰近環 境。 功率調整及熱能管理模組1 0 0 0亦可以具有基底1〇2&，其 中形成功率調整模組1 〇 0 0的一個主要部分，以及基底丨〇 2 b， 其中形成熱能管理元件1 2 0 0的一個部分。這兩個基底可以利 用’舉例來說，玻璃及半導體結構的陽極（an〇dic )或熔解 (f usion )連結、共熔（eutect ic )連結、或黏著劑 (adhe s i ve )連結，加以連結。另外，利用金屬結構亦可以

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，用熔接（welding)、焊接（s〇ldering)、共熔連結 (entectlc bondmg)、或黏著劑（adhesive)加以 合基底1〇23及祕便可以形成功率調整及熱能管；模 在沒種架構中，在印刷電路板4〇〇及裝置2〇〇輸入/ 的：號路徑間提供電性連接的彳面穿m利用兩個步驟加 以衣作。百先，一個分離組合的介面穿孔會形成在功率調 元件1100及熱能管理元件1200的各個基底中。隨後，當這兩 個基底連結時，基底丨02a中的一個介面穿孔會匹配於基底 10 2b中的對應介面穿孔，藉以形成模組1〇〇〇的介面穿孔。一 士為加強基底1〇2a及102b中、這些介面穿孔間的電性連 續，中間介面焊墊可以置於基底1〇2a及1〇21}中、各個匹配介 面的表面。各個匹配介面上的焊墊，在這兩個基底連結後， =會接觸另一匹配介面的對應焊墊。這種架構可以在匹配及 介面功率調整元件11〇〇及熱能管理元件1200時提供更大的容 忍度’且如此，可以加強功率調整及熱能管理模組丨〇 〇 〇，在 連結基底未能完美對齊時，的曝露介面間的電性連續。 另外，在利用功率及地點穿孔將外部功率提供給功率調 整模組11 0的那些例子中，吾等可以利用先前所述的製作技 術’藉以形成這些功率及地點穿孔。然而，在利用繞線連結 蔣外部功率提供給功率調整模組丨丨〇 〇的那些例子中，功率及 地點穿孔則不見得必要。 請繼續參考第8及9圖，在一個實施例中，熱能管理模組 1 2 0 0可以具有一個微通道熱能交換器丨2丨〇，其具有複數個微

第32頁 1239438 五、發明說明（26) 通道1 220。這個微通道熱能交換器121〇亦可以包括唧筒 1 230、流體入口 1 240、流體出口125〇、及管道126〇，摔 供流體至微通道1 220。 徒

請參考第10A及10B圖，微通道熱能交換器121〇可以是， 牛例來w兒，一個祕製作的半導體基底、機械製作的金屬基 底、或機械製作的玻璃基底。第10A及1〇B圖乃是分別用^介 紹一個範例微通道結構1 220的俯視及剖面圖。熱管理元件 1200的基底可以具有钱刻於介面中的一個微通道km—1及 1 22 0 — 2的圖案。這些微通道1 220 —丨及122〇 — 2亦可以因應 功率調整元件1 1 〇 〇特定區域的熱能移除需求，排列在熱能u管 理元件1 2 0 0的介面上方。微通道結構丨22〇的密度可以在^二 於預測或量測的超額熱能來源區域增加，或者，微通道丨22= —1及1 220 — 2的繞線亦可以設計，藉以將微通道熱能交換哭 1210、由入口至出口的溫度梯度降低及/或最小化。這些ς 通道1 2 2 0 — 1及1 2 2 0 — 2的寬度、深度、及形狀亦可以設計及 製作，藉以改善裝置的溫度一致性或滿足裝置2〇〇及或功 率調整元件11 〇〇上方的熱點。事實上，微通道結構122〇/的"形 成及排列亦可以經由美國專利申請案（Kenny等人於2〇〇2年^ 月1 9日提申的”電滲性微通道冷卻系統”申請案）所述的熱能 模型工具進行輔助設計或決定。另外，微通道熱能交換=% 1210及微通道1220 —1及1220 —2的許多不同類型排列、'佈 局、及架構則會在Kenny等人於2 002年1月19曰提申的美國專 利申請案中進行說明及介紹。 X

Kenny等人於2002年1月19曰提申的美國專利申請案（發

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明名稱為”電滲性微通道冷卻系統"申請 " ^ 號。這個Kenny等人提申的美國專利巾^^、）尚未取得申請序 中，將稱VKenny專利申請案” ’在本說明書 案，總體觀之，亦會提供本說明書參考。a個Kenny專利申請 應該注意的是，微通道丨2 2 〇亦可以 11 00的介面内部。另外，微通道結構丨2 ^伸至功率調整元件 熱管理模組1 20 0的第一及第一匹配介面亦可以=時，成在 中，微通道熱能交換器1 21 〇可以更有六+ 方在這個貝知例 2 0 0及功率調整元件丨丨00所生的熱能，装立捕捉及移除裝置 熱能交換器1210與裝置200及功率調整因乃是這個 物理接觸。 牛11 〇 〇間的更親密 =個微通迢熱能交換器1210亦可以，利用微通道1 220 一 1及1 220 - 2，具有至少一個流體路徑，如第1〇A圖所示。這 些獨立路徑可以因應這個應用裝置的需求及/或設計，連接 至不同唧筒1 2 3 0及/或不同熱能拒絕元件丨4丨〇。如先前所 述’微通道熱能交換器1210及微通道122〇_1及122〇一2的許 多不同類型的排列、佈局、及架構均已在£611117專利申請案 中加以說明及介紹，其可以進一步參考。 這個唧筒1 2 3 0可以是任何類型的唧筒裝置，其可以提供 捕捉裝置2 0 0及/或功率調整元件丨丨〇 〇產生熱能所需要的流 動及壓力。就此而言，唧筒可以是一個電滲性類型的唧筒裝 置’誠如Kenny專利申請案所說明及介紹。這種電滲性類型 的唧筒裝置並不在此詳細說明，其對應討論將可以參考 Kenny專利申請案。

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五、發明說明（28) 第8及9圖的這個功率調整及熱能管理模組1〇〇〇可以促 =率調整元件11 00在裝置2〇〇附近的有效包裝，並提供熱能 管理元件1 20 0捕捉及移除功率調整元件11〇〇及/或裝置2〇 = 所生熱能的額外好處。另外，藉著將這些功率調整1埶能总 理元件放置於裝置20 0下方的單一個模組内，裝置2〇(^的一二 表面（舉例來說，上表面）便可以提供做為其他模式的存取 (諸如：光學或射頻電信）及/或記憶體裝置的放置。這個 放置步驟亦可以讓裝置20 0的表面能夠用於其他功能，包 括，、舉例來說，額外的熱能管理元件（如第3圖所=的熱槽 )或第二熱能管理元件（如第17A及17B圖所示）。 ·曰 、另外，第8及9圖的功率調整及熱能管理模組亦可以促進 做為一個分離裝置的有效包裝。就此而言，請參考第11及 12A圖，模組1 0 0 0可以加入至一個具有接腳13〇〇的典型電子 包裝1 30 0中，其可以調整適應熱能管理元件12〇〇 體0 第11圖實施例所示的這個裝置20 0可以利用一種習知的 面向下方、球狀連結的固定架構至一個電性互連陣列。另 外，這個裝置20 0亦可以利用類似於先前所述的方法（請參 考第2至7圖所示的實施例），固^於功率調整及熱能管理模 11 0 0 0。在裝置2 〇 0中利用一個面向下方、球狀連結的固定 架構可以提供幾個額外的好處，包括：提供裝置2及熱管 理，件1 20 0 (及填滿流體的微通道122〇)熱能捕捉能力間的 親密接觸，·以及提供裝置2〇〇的背面存取，藉以用於其他功 能，如先前所述。

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五、發明說明（29) 弟1 2 A圖實施例所+、 向上方、繞線連接的固：：置200亦可以利用-種習知的面 置200及包裝1 30 0間的連疋木構’其中’繞線連結可以提供裝 孔可以是不必要的的Λ 在這個實施例中，這些互連穿 連結至裝置2GG。“ 的繞線連結技術可以提供電性 處，包括，舉例來:兒；?玄貫施例亦會提供幾個重大好 ^來呪，將功率調整及熱能捕捉元件加入至包 2外、f以讓功率調整元件1100與裝置2 0 0保持接近。 ?οπ貫施例亦可以得到另一個好處，即··提供裝置 —\率凋整兀件1 1 0 0及熱能管理元件1 2 0 0間的親密接 、，藉以使裝置2 0 0及/或功率調整元件1 1 0 0產生的熱能可 、有效^也捕捉（利用微通道1 2 2 〇中的流體）、並由包裝1 3 〇 〇 移除[第12Α圖實施例的另一個好處是，裝置2〇〇的操作表面 f可以進行光學存取，其可以適用於其他的裝置，舉例來 說，光電裝置（諸如：調變器）、顯示裝置、光學成像裝置 (諸如：CCD )、及/或光學開關。 在想在粗糙環境中實施裝置2 0 0的情況下，密封包裝 1300可能是較為有利的選擇。如第12B圖所示，包裝13〇〇上 可以連接一個遮蓋1 320，藉以提供一個密封環境，其中，模 組1 0 00的整合功率調整及熱能管理能力係與裝置2〇〇親密接 觸。這個遮蓋1 320可以不透明（如光電裝置常見），或者， 這個遮蓋1 3 2 0亦可能在紅外線或可見光譜中透明（如顯示裝 置或成像裝置常見）。將功率調整及熱能管理功能整合在這 個包裝中可以讓熱感應裝置發揮最佳操作，如成像陣列。 在裝置2 0 0直接固定在基底（舉例來說，印刷電路板4 〇 〇

第36頁 1239438 五、發明說明（30) )上方的情況下，利用 網1動作流體供應至熱能 擇。請參考第13圖，這 成的通道或管道1260、 方提供給微通道熱能交 接（solder )、及 / 或 或内嵌管道1 260直接固 口 （圖中未示）及流體 以促進模組1 0 0 0在晶片 實施。 應該注意的是，將 行技術有很多種，舉例 口 ’藉以讓管道片段及 並連接至定位。這些連 以利用焊接（s〇lder ) 亦可以在模組1 0 00的頂 孔連接管道，藉以將一 兩個表面。事實上，將 能交換器1210流體入口 的或是未來發展的，均 第13圖的内欲通道 整及熱能管理模組1 〇 〇 〇 情況中。如第1 3圖所示 置的基底中、内嵌或形 通道或 來說， /或其 結可以 或黏著 面或底 個配件 内嵌通 及輸出 應該屬 架構亦 被包裝 ，這個 成的通 口疋模組1000的基底中的製作通道， 管理元件1 2 0 0可能是較為有利的選 個動作流體乃是利用基底中内嵌或形 由功率§周整及熱能管理模組1 〇 〇 〇的下 換器 1210。壓合（press fit)、焊 ，著劑（adhesive)可以將這些通道 定至微通道熱能交換器丨2丨〇的流體入 出口 （圖中未示）。苐13圖的架構可 移載（pick—place)構件處理中的 S道1 2 6 0連結至模組1 〇 〇 〇的可 吾等可以在模組1 〇 〇 〇中形成開 他聯結器能夠插入模組1 000、 是壓合（press fit)、或可 劑（adhesive)。或者，吾等 面形成開口 ，並且利用一個開 連結至這些開口上方的一個或 道或管道1260固定至微通道熱 的所有技術，無論是現在已知 於本發明的範圍内。 可以適用於消耗裝置與功率調 、且這個包裝被固定在基底的 動作流體可以利用固定消耗裝 道或管道，提供給功率調整及

第37頁 1239438 五、發明說明（31) 熱能管理模組的微通道熱能交 些通道（或内嵌管道）直接固 流體入口及出口、或是這個包 通道（或内散管道）連接至這 子中，在這個包裝中形成或内 中這些通道（或管道）及微通 間的互連。 另外，這個功率調整及熱 供模組1 0 〇 〇插作茶數資訊的電 更及時的冷卻及功率調整。請 率居整及熱能管理模組1 Q 〇 〇可 來說’溫度、壓力、及流動感 應器1270乃是用來提供表示裝 資訊（舉例來說，操作溫度） 便會繞線至控制器128〇，藉以 1 0 0 0功能的封閉迴路控制。 特別是，當感應器1 270具 制為1 2 8 0係可以利用這個溫度 正熱能管理元件12〇〇、功率調 的操作。在這些情況下，功率 操作於熱能控制模式，其中， 或更多個溫度感應器所量測到 制器1 280的回授信號。這個控 提供的資訊，藉以決定，舉^ 換器。這些配件可以用來將這 定在這個微通道熱能交換器的 裝的流體入口及出口。在這些 個包裝的流體入口及出口的例 嵌的管道及通道可以提供基底 道熱能交換器流體入口及出口 能管理模組1 0 0 0亦可以具有提 路或裝置，用以達成更有效及 參考第1 4及1 5圖，本發明的功 以額外具有感應器1 2 7 0 (舉例 應器）及控制器1 280。這些感 置20 0及模組1 0 0 0操作條件的 。感應器1 2 7 0的信號，隨後， 提供功率調整及熱能管理模組 有一個溫度量測感應器時，控 感應器提供的資料來變動或調 整元件1100、及/或裝置2〇〇 調整及熱能管理模組1 〇 〇 〇乃是 散佈在整個模組1 0 0 0中、一個 的溫度變動便可以提供做為控 制器1 2 8 0可以利用感應器1 2 7 〇 來說，模組1 〇 〇 〇及/或裝置

1239438 五、發明說明（32) 2 0 0的平均溫度及相對於模組1〇〇〇及/或裝置2〇〇的溫度空間 。，應這些資訊，控制器1 28 0便可以調整通過微通道熱 旎父換裔1 2 1 0的微通道丨2 2 〇的流體流率。另外，這個控制器 1 2亦可以控制唧筒丨23〇的操作、或調整經過微通道熱能交 換器的不同通道形式的流體分佈，藉以調整微通道122〇中的 流體流率。 >另外’控制器1 2 8 0，在決定一個溫度靈敏狀態後，亦可 以警，裝置2 0 0可能會超過（或已經超過）其額定操作溫 度。。藉此，裝置20 0便可以啟動一個低功率模式，藉以降低 /、操作/JDL度及功率消耗。再者、，消耗較少的功率亦會使裝置 20 0及功率調整元件丨丨〇〇產生的熱能降低。這個裝置2〇〇，因 應與其操作溫度有關的資訊，便可以進入一個關閉程序，藉 乂做為保濃性的措施。因應溫度變動的其他動作係說明於 Kenny專利申請案中，其亦可以提供進一步的參考。 哭感應器1 270 (舉例來說，溫度、壓力、及/或流動感應 : 在基底102&及l〇2b内部的放置或位置可以基於數個考量 因素。舉例來說，將溫度感應器，相對於這些微通道122〇及 電路112及/或裝置2 0 0的預測或量測熱源，橫向放置可能是 相當有利的選擇。另外，將溫度感應器放置在基底l〇2a及 102b的不同深度（垂直位置）亦可能是相當有利的選擇。第 1一〇 a 1 0 b、1 4及1 5圖係表示在功率調整元件丨丨〇 〇及熱能管理 元, 1200中、置於各種位置的感應器127〇。這些感應器aw 乃是用來提供表示裝置2〇〇及模組1〇〇〇在特定區域的操作條 件（舉例來說，溫度）至控制器128〇。

第39頁 1239438 1 ' 五、發明說明（33) 感應器1 270的詳細討論、操作、及其放置或位置的各種 考量係說明於Kenny專利申請案中，其亦可以提供進一步的 參考。 咏應該注意的是，雖然第9及15圖的實施例僅介紹一個唧 :(亦即.唧洵1 230 ) ’但是功率調整及熱能管理模組1〇〇〇 ^可以具有多於一個的唧筒機構。額外的唧筒機構亦可以實 ^勤^在模組⑽0的特定區域中提供更即時且直接的流體 。這在裝置200及，或功率調整元件有預期 =情況中格外重要。舉例來說，多於—個㈣筒可以實 熱能J換器121°具有分離且獨立的微通道122。路 Si::二^圖所示。另外，利用多於，筒機 以提供ϋ::;明於Κ，專利申請案中，其亦可 ΗοΠί;來說’第15圖的功率調整及熱能管理模組 來提供裝置2(30的功率調整功、以及將裝置200

At 1 =率调整70件1100維持於可接受溫度範圍内的冷卻功 貞:。二整：熱能管理模組_操作⑽ :执ί:1變動可能會導因於裝置2〇〇所利用皂率變動。i 用流體唧筒的抻制疒味± p月匕力（舉例來說，利 的-产雜f 制仏號來增加流體流率），藉以將裝置2〇〇 的狐度維持在可接受的溫度範圍内。 ^置/〇〇 a威二1卜，這個功率調整及熱能管理模組1 0 0 0亦可以罝有雷 抓感—'，藉以谓測裝置20 0的電流消耗。請參考第16、圖有電 第40頁 1239438 五、發明說明（34) 電流感應器1 290可以内嵌於半導體基底1〇2内部，藉以提供 表不裝置2 0 0及/或電路11 2電流消耗的資訊至控制哭丨2 8 〇。 隨後，，個控制器mo便可以利用這個偵測的電流^耗來調 整熱能官理兀件1 2 0 0的操作。舉例來說，因應電流感應器 1 2 9 0偵測的電流需求變動，控制器丨28〇便可以增加或減少 同1 2 3 0的流體流動，藉以調整熱能管理元件丨2 〇 〇的流體冷卻 能力。在這個實施例中，藉著偵測及分析裝置2〇〇的電流 求變動，控制器1 280便可以預期裝置2〇〇及/或 件1100的溫度變動。 /及力羊e周整兀 請繼續參考第1 6圖，電流感應器丨29〇亦可以偵測經過功 率调整το件11〇〇 (舉例來說，電壓調整裝置）的電路1 ^流。這個經過電路112的電流可以表示裝置2〇〇的電流及、 或功率消耗及需求。這個控制器亦可以利用感應哭1 採取的適當動作，藉以增加或降低因“ 另：！ f調整：件1100的電流消耗變動所生的溫度變動。 延固控制态亦可以利用這個資訊以決定法 變動所生的熱能捕捉及拒絕需求。 為電机湞耗 —基於經過這些電壓調整裝置的電流量測，吾 疋，壓調整器的功率消耗及裝置20 0的功率消耗，、:“ 制益1 280能夠決定整體功率消耗並據以調整 曰·1彳控 器1210的熱能捕捉及移除能力。 ^广交換 能捕捉及移除能力亦可以藉著改變微；道;;二，10的熱 流：(舉例來，’調整哪筒123。的輸出流率）而體 正 控制益1 280亦可以，在捕捉及移除裝置2〇〇及模

第41頁 1239438 五、發明說明（35) _ 組1 000的熱能後，調整熱能拒絕能力 器1 2 1 0埶能插招芬教Μ ▲ f 又做通運熱能交換 專利申請案中，其亦可以提供進—步的參考平〜明於Kenny 在第1 6圖的實施例中，感應器〗29〇乃是 =的電壓調整器整合在一起。應該注意的是，= :可以由裝置2。0在操作期間的功率消 工:： =:/或消耗。隨後，這個控制器i 2:=以置： 通道動作，舉例來說，調整這個微 能拒絕能力，如先前所述。. 此刀“個糸統的熱 另外，應該注意的是，控制器1 280執行 可以實施在裝置20。内㉝。在這種情況 ==亦 用，舉例來說，感應器127〇 (舉例來 、置00乃疋利 )及/或電流感應器1 290的資訊、$ θ # π + 力机動 電路）電性活動的資訊，藉以決及類比電流輸出 2 0 0便可以調整功率調整元年11〇疋的、功率消耗。藉此，裝置 這個裝置2。。亦可以調整的：率傳送能力。另外， 除、及/或拒絕能力。利用Λ 牛1 200的熱能捕捉、移 的部分或全部功能/操作可 丁控制扣1 280執仃 說，時脈速率）的利用、以 ^置可供應資訊（舉例來 用。 及衣置20〇中既存運算資源的利 另外，對於執行重覆或可 可以預測裝置的功率消耗變動、*功能的裝置而言，吾等亦 並利用整個系統的動態模型 第42頁 1239438

五、發明說明（36) 產生熱能捕捉及拒絕管理的是彳土 2 0 0内部的溫度時態或空間變動/加強策略，藉以將裝置 控制器1 280亦可以實施複雜的控取:化二這個裝置2〇〇及/或 及/或控制器1 280可以決定熱法，精以讓裝置2〇〇 響應，使裝置2〇〇及/或功率、1二//凡件1 2 0 0的適當動作或 捉、拒絕的操作程序，藉 ：：以用末發展-個熱能捕 動及熱能範圍内的操作 運异硬雜性、及，或較佳流 另外，裝置200及/或控制器128〇亦可以利用 200操作的資訊來預測裝置2〇〇内部的功率消^ 、門、八裝置 舉例來說，倘若裝置2 〇 〇是一個料卢裡的 t 工3刀佈 哭的功鱼、、占釭甘τ处么個被處理益，則這個浮點處理 ^ ，八可此_佔據這個微處理器的小部分表面， ::暫時超過這個微處理器其他部分的功率消耗。在J類例 :：個微處理器的子系統溫度將會快速上升至超過建議 $作溫度的水準。如此，裝置200及/或控制器128〇最好能 夠預測裝置20 0的密集功率消耗、並藉以提供必要的埶能捕 捉能力，其對於裝置200的密集功率消耗區域係呈現動態。 因應本發明的另一個特徵，本發明乃是一個封閉迴路的 功率調整及熱能管理系統。請參考第丨7A圖，在一個實施例 中，封閉迴路的功率調整及熱能管理系統2〇〇〇係具有功率調 ^及熱能管理模組1 〇〇〇，如先前所述，並搭配熱能捕捉及拒 系巴模組1 4 0 0。在這個實施例中，功率調整及熱能管理模組

第43頁 1239438 五、發明說明（37) 1000乃是置於印刷電路板400表面、裝置200乃是置於功率調 整及熱能管理模組1 〇 〇 〇表面、且熱能捕捉及拒絕模組丨4 〇 〇乃 是置於裝置200表面。在這種架構中，功率調整及熱能管理 模組的功率調整元件1 1〇〇乃是置於裝置2〇〇附近，藉以提供 先前所述的功率調整好處。另外，微通道熱能交換器丨2丨〇乃 是置於功率調整元件11 〇 〇的附近，藉以促進加強的熱能捕 捉、移除、及拒絕，藉以將功率調整元件1丨〇 〇的溫度維持在 一個可接受的範圍内。隨後，熱能管理元件丨2 〇 〇捕捉的熱能 便會提供（經由流體流動）給熱能捕捉及拒絕模組丨4〇〇的熱 能拒絕元件1410。 ^ 這個熱能捕捉及拒絕模組1 400乃是利用熱能拒絕元件141〇 (如具有直尾翅的熱槽所示）及熱能捕捉元件142〇拒絕熱能 管理元件1 2 〇 0所生的熱能。這個熱能拒絕元件1 4 1 〇可以利用 許多不同類型的熱能拒絕技術，包括··在高表面積結構（諸 如·直尾翅中的流體通道）上具有流體流動路徑的設計，如 Kenny專利申請案所說明及介紹。Kenny專利申請案所說明及 介紹的全部熱能捕捉、移除及拒絕技術亦可以提供進一步的 參考。 熱能捕捉元件1 4 2 0具有一個微通道熱能交換器1 4 3 〇，其 可以促進裝置2 0 0所生熱能的區域化熱能捕捉、移除、及拒 絶（搭配熱能拒絕元件1 4 1 0 )。這個微通道熱能交換器1 4 3 〇 具有複數個微通道1 440 (其操作中具有流體），藉以完成裝 置的有效熱能捕捉。這個微通道熱能交換器丨43〇，包括微通 道1 440，可以利用與微通道熱能交換器121〇及微通道122〇相

第44頁 1239438 五、發明說明（38) 同的方法及材料加以製作。

# 一，2 Μ = ί ^通逼熱能交換器1 430亦可以因應裝置20Q 捉移除需求，藉以，舉例來言兒，安排在熱能捕 捉兀件1 4 2 0的介面。料捅、蓄彳^ / Λ ^ — 1囬 U通運1 440的密度可以在對應預期或量 二:i二區域内增加。另外，微通道1 440的繞線亦可以 =δ又什’藉以將微通道熱能交換器1 420人d及出σ的溫度 :又降低f/或最小化。微通道1 4 4 0的寬度、深度、及形狀 ’、可以進二設計及製作，藉以改善裝置2〇〇中的裝置溫度一 ，性。事貫上，微通道144〇的形狀及佈局亦可以透過Lnny …利申晴案所述的熱能模型工具進行輔助設計。另外，微通 迢熱^交換器1 420及微通道144〇的許多不同類型排列、佈 局、架構及設計技術亦說明及介紹於Kenny專利申請案中， 其亦可以提供進一步的參考。 類似於先前對於熱能管理模組i 2 〇 〇所述，微通道熱能交換器 1420的微通道亦可以同時置於熱能捕捉元件142〇的兩個介面 ^ ’藉以加以熱能產生裝置的熱能捕捉、移除、及/或拒 系巴。另外’應該注意的是，微通道熱能交換器丨43〇亦可以架 構為一個微通道柱子的陣列。就此而言，一個垂直通道陣列 係橫向互連於熱能捕捉元件142〇的一個介面（或兩個介面） 亡方。這種架構更可以加強裝置2〇〇及/或功率調整及熱能 官理模組1 0 0 0所生熱能的熱能捕捉、移除、及/或拒絕。 晴繼續參考第1 7 A圖，在這個實施例中，π即筒1 2 3 0係置 於熱能捕捉及拒絕模組1 40 0及熱能拒絕元件14 1〇間。這個，即 筒1 230可以是一個電滲性唧筒裝置，如Kenny專利申請案所

第45頁 1239438 五、發明說明（39) 述。另外，唧同1 23 0的許多不同類型架構及設計亦可以接 受，其包括Kenny專利申請案所述的那些架構及設計，且亦 可以提供進一步的參考。 應该’主心的疋’系統2 〇 〇 〇亦可以利用複數個唧筒及/或 獨立的流體冷卻迴路，藉以對模組1〇〇〇内部、不同位置的熱 能捕捉能力提供獨立的控制。這個特徵亦在Kenny專利申請 案中詳細說明，且亦可以提供進一步的參考。 請參考第17B圖，在特定情況下，將熱能拒絕元件141〇 設置於遠離系統20 0 0的其他元件可以是相當有利的選擇。這 類采構可以促進系統2000在空間限制環境中的利用，並且能 夠在微小足跡中提供足夠的功率調整及熱能管理。當埶能拒 絕元件1410係遠離地設置時，管道126〇便可以提供裝置2〇〇 及功率調整元件1 21 0加熱流體的流體路徑至熱能拒絕元件 1410。在這個實施例中，這個遠離設置的熱能拒絕元件i4i〇 可以放置在具有足夠體積（用以放置直尾翅陣陣，其可以具 有一個風扇）的區域中，並且不會干擾到裝置2〇〇附近的周、 邊系統（諸如：記憶體或資料儲存裝置）的其他系统需求。 事實上，如先前所述，在特定情況下，熱能拒絕功能： 不是必要的。 第8至17B圖的功率調整及熱能管理模組1〇〇〇乃 紹置於熱能管理元件表面的功率調整元件。在 例中，熱能管理元件1100乃是置於功率調整元件ΐ2〇θ〇的二 實η施例二熱能管理元件_可以更有效地捕捉 及移除裝置200所生的熱能，因為微通道與褒置咖的鄰近。 1239438 五、發明說明（40) 另外，功率調整元件11〇〇的電路112的熱能捕捉及移除亦可 以維持相對不變。如此，熱能管理元件丨2〇〇便可以更有效地 捕捉裝置20 0及功率調整元件11〇〇所生熱能的捕捉及移除。 因此，在這個實施例中，吾等便可以因為熱能管理元件丨丨⑽ 所執行的熱能捕捉及移除功能，而不需要加入一個熱能 元件（舉例來說，一個熱槽，圖中未示）。 斤應该注意的是，如同第8圖所示的實施例，微通道丨2 2 〇 (第1 8圖所示）亦可以延伸至功率調整元件丨丨〇 〇的介面中。 另=，微通道結構1 22 0亦可以同時形成在熱能管理模組12〇〇 =第一及第二匹配介面上。在這種情況下，微通道熱能交換 器1210甚至可以更有效地捕捉及移除裝置2〇〇及功率調整元 件11 0 0的熱月b，其部分原因為這個微通道熱能交換器1 2 1 〇與 裝置20 0及功率調整元件1100的更親密物理接觸。 ” 除了熱能考量以外，功率調整元件的電路仍然會緊鄰這 個裝置’藉以提供先前所述的全部功率調整好處。 第1 8圖的這個功率調整及熱能管理模組丨〇 〇 〇亦可以利用 第8圖所示功率調整及熱能管理模組1〇〇〇的相同方法加以製 作及實施。另外，第18圖的功率調整及熱能管理模組1〇〇〇亦 可以具有第8至17B圖所示功率調整及熱能管理模組丨〇〇〇的全 部特定、附加物、屬性、及實施例。就此而言，第丨8圖的功 率調整及熱能管理模組1 〇〇〇可以具有，舉例來說，一個控制 器、量測或偵測裝置200及/或功率調整元件丨1〇〇操作條件 的參數感應器（舉例來說，溫度、壓力、及流動）、及監控 I置2 0 0及/或功率調整元件1 1 〇 〇消耗電流的電流感應器。

第47頁 1239438 五、發明說明（41)" " "' ------ 另外，第18圖的功率調整及熱能管理模組1〇〇〇亦可以呈 筒，藉以提供動作流體至這些微通道（包括，舉例來〔兒，具 有微小足跡的電滲性唧筒），藉以協助在空間限制環境力: 入這個杈組。另外，第18圖的這個功率調整及熱能管理模組 1000亦可以具有複數個獨立微通道，藉以允許裝置2〇〇及/ 或功率調整元件丨丨00指定區域的獨立熱能捕捉及移除。 另外，第1 8圖的功率調整及熱能管理模組丨〇 〇 〇亦可以實 施成第11、12A及12B圖的包裝架構，其大體上與第8圖實施K 例相同。事實上，第8至17Β圖所示功率調整及熱能管理模組 1 0 0 0的全部特色及屬性，如先前所述，均會同等地應用於第 1 8圖的功率調整及熱能管理模組中。為精簡目的，這些實施 例的特色及屬性將不再加以重覆。 灵& 請繼續參考第18圖，功率調整及熱能管理模組1〇〇〇亦可 以利用第2至1 7B圖所述的全部相同技術在裝置2 〇 〇上進行信 號繞線。另外，功率及地點亦可以利用相同技術，在電路 112及裝置2 0 0上繞線。舉例來說，第18圖的實施例可以利用 第6圖所述的繞線技術，其中，輸出功率及地點導管係利用 習知製作技術形成在基底中、並繞線至對應裝置2 〇 〇的功率 及地點輸入的預定焊墊。在這種情況下，輸出功率及地點導 管係直接繞線至裝置2 0 0的功率及地點輸入。 在另一個實施例中，這個功率調整元件及這個熱能管理 元件的微通道結構乃是形成在相同的基底中一而不是形成在 兩個基底10 2a及10 2 b中，如先前所述及第8及18圖所示。請 芩考第1 9 A圖，微通道結構1 2 2 0及功率調整元件11 〇 〇係製作

第48頁 1239438 五、發明說明（42) 於相同基底中。在這個實施例 — 調整元件不需要在介面這個消耗 、施官理元件及功率 說，一個印刷電路板）旨，由兩個分離(舉例來 組合的成本可以降低。另外，因 土底、，且& ，因此這個 耗裝置表面的熱能產生電路道鄰近於置於這個消 相對於第9圖的實施例，亦可以力裝置的熱能捕捉及移除’ 的電路112的熱能捕捉及“：约功：調整元件 個實施例便可以不需要，舉例n夠，且猎此，這 移除、捕捉、及拒絕能力。"兄，熱槽或風扇的額外熱能 請繼續參考第19A圖，在這個 1 200的微通道結構1 220亦可以利用 1中熱此官理元件 /或Kenny專利申請案所述的A °的试通這製作技術及 提供進-步的參考。隨後，的功率 ^技/加^製作’其亦可以 可以利用習知的互補式金氧半 00的電路112便 些介面、功率、及地點穿孔亦可以、 中以 形成後加以製作。連接這個穿孔的焊塾工構 路11 2及微通道1 220的製作後加以製作。 另」則了以在电 應該注意的是，具有複數基底（亦即：1〇2&及1〇計）的 功率調整及熱能管理模組1 0 0 0的全部特色、屬性、扶代方 案、及實施例亦完全適用於第19Α圖的實施例中。就曰此而 言’第19Α圖的功率調整及熱能管理模組1〇〇〇可以具有，舉 例來說’參數感應器（舉例來說’溫度、壓力、流動）及電 流感應器。另外’第19Α圖的功率調整及熱能管理模組1〇〇() 第49頁 1239438 五、發明說明" · ' '~~"' 亦可以具有哪筒及複數個獨立的微通道，藉以達成裝置2〇〇 及/或功率調整元件1100指定區域的獨立熱能捕捉及移除。 另外，第18A圖的功率調整及熱能管理模組1〇〇〇亦可以 實施成第11、12A、12B圖的包裝架構。事實上，第8至18圖 所示功率調整及熱能管理模組1 0 0 0，如先前所述，的全部特 色及屬性’亦會同等適用於第1 9 A圖的功率調整及熱能管理 模組。 請繼續參考第19A圖，功率調整及熱能管理模組1〇〇〇可 以利用先前所述的任何繞線技術，在裝置2〇〇上進行信號繞 線。另外，功率及地點亦可以利用相同技術（包括第6圖所 不及先前所述的技術），在電路112及裝置200上進行繞線。 應該注意的是，在功率調整元件丨丨〇 〇電路丨丨2能夠不產 生損害地進行微通道處理的那些情況下，電路丨丨2亦可以在 微通這結構的製作前加以製作。如此，這些介面、功率、地 點穿孔便可以在微通道結構的形成前或形成後加以製作。連 接些穿孔的焊塾（若有）係可以在功率調整及熱能管理模 組1 0 0 0的其他元件完成後加以製作。 在第1 9 A圖的實施例中，功率調整元件丨丨〇 〇及熱能管理 =件1 2 0 〇的微通道結構乃是製作於一個基底中。在另一個實 $例中’整個微通道結構（或這個結構的部分）可以製作於 装置20 0的背側。請參考第19B及19C圖，微通道結構的微通 逼1 220可以完整地製作於裝置2〇〇中（第19B圖）、或部分地 ，作於裝置200及功率調整元件11〇〇中（第19C圖）。另外， 第19A圖的相關討論亦可以完整及等同地適用於第19B及19〇

第50頁 1239438 五、發明說明（44) 圖所述的功率調整及熱能箐 將不再加以重覆。…里拉組。為簡便起見’這些討論 元件一 =徵乃是利用這個模組及/或先前所述 m 調整元件1100、熱能捕捉及拒絕模組 二二；：：70件1410、及熱能捕捉元件142。）做為系統 = 有ϊ域性的功率調整功能及熱能捕：、移 除及/或拒、、，巴 '力。舉例來說’請參考第2〇圖，在一個實施 例中’裝置20 0係置於印刷電路板4〇〇上，且 1 420係置於裝置200表面，藉以侣推_ ¥9λ/、、、 福從兀仵 精以促進裝置20 0所生區域熱能的 捕捉。這個功率調整及熱能管理模組1〇〇〇係置於熱能捕捉元 人牛1 420表面。在這個實施例中，將功率調整元件ιι〇〇設置 於熱能捕捉元件1 420及熱能管理元件12〇〇乃是相當有利的選 擇，其可以加強功率調整元件1 i 00所生熱能的捕捉。再者， 熱能拒絕元件1410 (舉例來說，具有直尾翅的熱槽）亦可以 置於熱能管理元件1 2 0 0表面，藉以得到熱能管理元件12〇〇及 熱能捕捉元件1420 (主要疋由裝置2〇〇產生）捕捉熱能（主 要是由功率調整元件11 〇〇產生）的加強拒絕功能。^ 在第20圖所示的實施例中，功率調整元件 ^t42〇0 〇 先前所述的繞線連結架構加以完成（請參照，舉例來說，第 4及7圖）。 請繼續參考第20圖，這個唧筒（圖中未示）可以是一個 電滲性類型的17即筒’其設置於熱能管理模組丨2〇〇及/或熱能 捕捉元件1 420中。另外’這個唧筒並不見得要設置於熱能^

1239438 五、發明說明（45) '" 理模組1 20 0或熱能捕捉元件1 420中，而可以是一個獨立 (stand—alone)裝置。如先前所述，這個。即筒亦可以具有 複數個唧筒機構，其包括··具有以㈣乂專利申請案所述架構 的機構。 第2 1圖係表示利用模組及/或元件為設計元件的另一個 例子。請參考第2 1圖，在這個實施例中，功率調整及熱能管 理模組1 0 0 0係置於裝置2 〇 〇表面，且熱能捕捉元件丨4 2 〇係置 於功率調整及熱能管理模組丨0 0 0的功率調整元件11〇〇表面。 2者，熱能拒絕元件1410係置於熱能捕捉元件142〇的表面， ，以加強熱能管理元件12〇〇 (主要是由裝置2〇〇產生）及熱 月b捕捉元件1 4 2 0 (主要是由功率調整元件丨丨〇 〇產生）所捕捉 熱能的拒絕能力。 、另外，這些功率調整及熱能管理功能亦可以加入（全部 或部分）至其他的模組或元件中，甚至是加入消耗裝置本 身。就此而言，這些功能可以與消耗裝置組合，藉以促進更 緊密且成本效率的系統。請參考第22圖，在本發明的這個實 鈀例中’功率調整及熱能管理模組丨0 0 0係置於裝置2 〇 〇中， ，，能捕捉元件1 420亦可以置於裝置2〇〇表面，藉以加強熱 能管理元件1 20 0所捕捉熱能（由裝置2〇()及功率調整元件 11 〇 〇產生）的拒絕能力。另外，中於熱能拒絕元件丨4丨〇及裝 f 2 0 〇的鄰近關係，熱能拒絕元件丨4丨〇亦可以直接捕捉及拒 絶裝置2 0 0所生的熱能。然而，在熱能拒絕元件丨4丨〇提供額 外熱忐捕捉及拒絕能力並非必需的情況下，則熱能拒絕元件 1 41 〇亦可以省略。

第52頁 1239438 五、發明說明（46) 應該注意的是，功率調整及熱能管理模組i 〇 〇 〇亦可以置 於裝置2 0 0或功率調整元件1 1 〇 〇的背側及/或熱能管理元件 1 2 0 〇亦可以同時置於裝置2 〇 〇的前側及背側。再者，功率調 整元件1 1 0 0亦可以置於裝置2 0 0的前側，且熱能管理元件 1 2 0 〇亦可以置於裝置2 〇 〇的背側。 ^請參考第23圖，在本發明的另一個實施例中，系統2 0 00 係具有置於裝置2 0 0中的功率調整模組丨〇 〇，且熱能捕捉及拒 絕模組1 400係可以置於裝置20 0表面，藉以提供裝置及功率 凋產元件11 0 0的熱旎管理。如第2 2圖所示的實施例，第2 3圖 的功率調整模組1 0 0可以置於裝置2 〇 〇的背側或置於裝置2 〇 〇 的前側。另外，功率調整模組丨〇〇亦可以同時置於裝置2〇()的 前側及背側。 應邊注意的是，在第2 0至2 3圖所示的全部實施例中，這 二元件及模組，以及具有功率調整及/或熱能管理功能/元 件的消耗裝置，亦可以具有第2至19圖所示對應元件及模組 的種種特色、屬性、替代方案、及好處，如先前所述。為簡 便起見，這些特色、屬性、及好處將不再予以重覆。 另外，在熱能拒絕元件1410提供熱能捕捉及拒絕能力並 非必要的情況下，熱能拒絕元件丨4 1 〇亦可加以省略。 本發明的另一個特徵乃是一種具有複數個消耗裝置的系統， 其中’各個消耗裝置分別具有一個功率調整及熱能管理模 t ’用以接收主要功率供應的功率及流體唧筒機構的動作流 ，。請參考第24圖，在這個實施例中，主要功率供應31〇〇 = 疋用來挺供外部功率來源（圖中未示）的啟始功率調整。主

1239438 五、發明說明（47) -----〜 ，力率供應3100的輸出乃是用來分別提供給功率調整及熱能 1理模組100(^至1 0 0 0。的各個功率調整元件11〇〇&至11〇〇二此 k些功率調整元件丨100a至丨100c乃是用來分別提供消耗裝置 2〇〇a至2 0 0c的區域性功率調整。這些功率調整元件11〇(^至 11 〇 〇 C JT以是第8至丨9圖所示及先前所述實施例的任何一種。 ^這個主要功率供應3100乃是利用功率匯流排31 10，藉以 提供啟始調整功率給各個功率調整元件11〇〇asU〇〇c。這個 功率匯流排31 10可以並聯繞線至各個熱能管理元件12〇〇& 1 20 0C 〇 這個主要功率供應3100可以具有分離的元成（類似於第 1圖所示）、或可以是一個功率調整模組丨丨〇〇 (如第2圖所示 )。另外，主要功率供應3 1 0 0亦可以具有額外的功率供應電 路’其分別放置於裝置200a至200c的鄰近區域。這些額外的 功率供應電路可以在供應功率調整元件11〇(^至11〇〇(：前，用 來提供額外的啟始功率調整。 請繼續參考第24圖，流體唧筒機構32〇〇可以分別提供動 作流體至各個功率調整及熱能管理模組1〇〇〇a至1〇〇〇(：的熱能 管理兀件1200a至1200c。這些熱能管理元件12〇〇a至1200c可 以捕捉及移除裝置200a至200c及/或功率調整元件ii〇〇a至 1100c所生的熱能。這些熱能管理元件12〇〇3至12〇〇(；:可以是 先七所述或弟8至19圖所不的任何一個實施例。另外，第2 4 圖的系統3 0 0 〇亦可以具有區域的熱能拒絕元件（圖中未示 )’其係置於裝置200a至200c表面或附近。另外，系統3〇〇〇 亦可以、或選擇性地具有一個全域熱能拒絕元件（圖中未示

第54頁 1239438 五、發明說明（48) )，用以拒絕一個或更多個熱能管理元件1 2 0 0 a至1 2 0 0 c的熱 能。另外，這些熱能拒絕元件亦可以具有第2至1 9圖所示及 先前所述熱能拒絕元件及熱能拒絕模組的全部特色。 這個流體唧筒機構乃是利用流體匯流排3 2 1 0，用來交換 動作流體及各個熱能管理元件1 2 0 0 a至1 2 0 0 c。亦即，哪筒機 構320 0乃是利用流體匯流排3210，提供冷卻流體至各個熱能 管理元件1 20 0a至1 20 0c ;且流體匯流排3210乃是用來提供熱 月t*管理元件1 2 0 0 a至1 2 0 0 c的加熱流體的路控給流體η即筒機構 320 0。這個流體匯流排321〇亦可以並聯或串聯地繞線至各個 熱能管理元件1 2 0 0a至1 200c。 應該注意的是，第2 4圖的系統3 0 0 0可以利用第2至7圖所 示及先前所述的功率調整模組丨〇〇加以實施例。在這種情"況 下這些熱此管理操作或功能便可以利用各種方法執行，勹 括先前所述及第2至7、20及21圖所示的方法。如此，因應= 用的熱能管理技術類型，流體唧筒機構32〇〇及流體匯浐2 3 2 1 0便可不再必要。 ^發明的各種實施例已說明如上。熟習此技藝者 —^而，在不達为本發明範圍及精神的情況下，孰習此太 發明進行各種變動、調整及變更，因i 整特色及熱能管理特色的系統。就此而ΐ利 見’且因此，應該落在本發明的牛：圍亦應該可以預

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^置（包括第22及23圖所示及先前所述的消耗裝置）的其他 另外，這些功率调整及熱能管理特色亦可以組合於這個 核、、且元件、或裝置中。利用這種方法加入特色亦應該可以 =^ :且應該落在本發明的範圍内。另外，Kenny專利申請 槿的耸ί關微通道熱能交換器、微通道、感應器、及°即筒機 該可^二不同類型排列、佈局、架構、設計、及技術，亦應 均應傲盔f進一步的參考。事實上，Kenny專利申請案全文 〜馬本案的參考。

第56頁 1239438 圖式簡單說明 第1圖係一種積體電 ㈣及熱捕捉/拒絕的衣傳 ^舉/=兒’微處理器）的功率 第2圖係根據本發明的—個又一塊圖。 的剖面圖。 特斂、一種分離式功率調整模組 第3圖係加入至一個 ，的-個實施例的方 應用裝置中、第2圖功率調^ 第5圖係根據本 ^括功率及接地導—種分離式功率調整模組 俯視圖的方塊圖。 寺徵、沒個功率調整模組介面的 第7圖係加入至一伽拉躺 ^ Ο p, - , . ^ …、月匕官理模組的方塊圖。 弟8圖係根據本發明的一個特徵 口 模組的剖面圖。 力率凋正及熱能管理 第9圖係加入至一個籍雜 熱能管理模組的方塊積圖體電路應用裝置中、第8圖功率調整及 第10A圖係根據本發明的—個特徵、 個微通道架構的俯視圖。 …此S理兀件的 第圖係第10A圖所示的一 、 架構沿著AA切線的剖面圖。 兀仟τ t個被通逼 第11圖係加入至一個雔綠r H · 方“ace-d〇wn)積體電^岸⑽用^^^包裝〜面向下 貝1^电路應用裝置中另一個實施例的方塊 第57頁 1239438 圖式簡單說明 > 圖。 第12A圖係加入？ _ 上方（bee—d〇Winl 線 UUal 一 η—lin〇 包裝、面向 塊圖。 ）積體電路應用裝置中另一個實施例的方 第1 2 B圖係搭配一個 (dual — in〜Hne個包裝遮蓋加入至弟12A圖的一個雙線 路應用裝置中i包裝、面向上方（faCe ~down )積體電 例的方塊圖。 在一個印刷電路^^個功率調整及熱能管理模組（固定 第14圖係根；=)、的/-個實施例的剖面圖。 個實施例的剖面圖。這個功率调整及熱能管理模組的另一 第1 5圖係加入至一個 及熱能管理模組的H電路應用裝置中、第12圖功率調整 第Η圖係根據本發明個；η方塊圖。 個實施例的剖面圖。、功率调整及熱能管理模組的另一 Γ:::/加入至—個積體電路應用裝置中、养… 第17Β圖係加入至—個的^固/施例的方塊圖及剖面圖。 ^ μ ^ - 個積體電路應用裝置中、奴 式…、捕捉7L件一個實施例 . 袼配一個分離 第18圖係根據本發明的方龙圖及。面圖。 理模組的剖面圖。 一個功率調整及熱能管 第19A、19B及19C圖係加入至一 個功率調整及熱能管個積體電路應用裝置中、這 ㈣圖係根據本發明、」;=方塊圖。 封閉迴路功率調整及熱能管理 第58頁 1239438

統的一個實施例的 第21圖係根據本發Γ圖； & 統的另一個實施 廷個封閉迴路功率調整及熱能管理系 第22圖係根據本發明方？圖。 統的另一個實施你 ^個封閉迴路功率調整及熱能管理系 第23圖係根據本二方塊圖。> ’、 方塊圖。 绝個功率調整系統的另一個實施例的 第2 4圖係根據本發 及熱能管理+统~缸一個特徵、一個封閉迴路功率調整 系、、先（包括功率及熱藤流排）的方塊圖。 元件符號說明 2 直尾翅 4 熱能散佈裝置 6 裝置 10 ， 3000 系統 102 ’ 102a，l〇2b 基底 106a—l〇6p介面焊墊 l〇8a ， ll〇a ， 114a 功率 11 0 b接地焊墊 11 4 b接地導管 及接地導管 11 8 b輸出接地穿孔 122連結焊塾 1 旁路電容器 3 電壓整流體 5 電性連接 7 印刷繞線基底 1 0 0功率調整模組 1 04a--1 〇4h介面穿孔 106x，106y，106z 預定焊墊 108b接地穿孔 1 1 2電路 116a，116b ，116c 輸出功率 118a輸出功率穿孔 1 2 0習知繞線

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一…私且 路板 300 ’1000 ’l〇〇〇a--l〇〇〇c 熱能管理模組 1100功率調整元件 1260管道 1200，1200a--1200c熱能管理元件 1280控制器 1300包裝 1 2 1 0，1 4 3 0微通道熱能交換器 1 220，1 220 — 1，1 220 — 2，1 440 微通道

1 2 3 0唧筒 1 2 4 0流體入D 1250流體出口 1320遮蓋 1 2 7 0 ’ 1 2 9 0感應器 1 4 1 0熱能拒絕元件 1 400熱能捕捉及拒絕模組 1 42 0熱能捕捉元件 3 1 0 0主要功率供應 3 11 0功率匯流排 3 2 0 0流體唧筒機構 3 2 1 0流體匯流排

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 广，模組之該電路 3.如申請專利範圍笛1s亥弟—介面上。 調整模組更包括：弟1項所述之系統，其中，該第—功率 面上；以：率蛘墊’置於該第-功率調整模組之該第二介 率焊塾，電=接該功率穿孔係電性連接至該功 -部分。叔供電性連接於該第二介面及該電路之至 4 ·如申請專利範圍第丨項 之 係電性連接於—功率管，〃於’第、中’/亥功率穿孔 二= 且其中，該功率導管係提供電性連I 二J率牙孔及4第一功率調整模組之該電路之至少一部> 5 ·如申請專利範圍第1 述之系統， 調整模組更包括： 違第一功率 至少一功率焊墊，置於該第一功率調整模組之 面上； w弟二介 至少一功率穿孔，其中，該功率穿孔係電性連接於上 二介面及該第一功率調整模組之該電路之至少一 乂 4第 及 。勺；以 至少一輸出功率導管，耦接該第一功率調整模組之兮^ 路，用以提供調整功率i該第/積體電路裝置。、^電 6·如申請專利範圍第5項所述之系統，其中，該輪出功 導管係連接至一輸入功率焊蛰，其置於該第一功率調敕 J ^ 模 1239438 六、申請專利範圍 電路裝置，該第一功率調整及熱能管理模組係具有一第 一 介面及一第二介面，該第一功率調整'及熱能管理模組 係包 括： 一半導體基底； 複數介面穿孔，用以提供電性連接於該第一介面及該第 二介面間；以及 電路，置於該半導體基底中，用以調整欲施加至該第一 積體電路裝置的功率；

   一微通道結構，具有置於該半導體基底中之至少一微通 道，用以捕捉熱能，其中，該微通道結構係架構以允許 一 流體流動經過； 一第二功率調整及熱能管理模組，其耦接於該第二積體 電路裝置，該第二功率調整及熱能管理模組係具有一第 一 介面及一第二介面，該第二功率調整及熱能管理模組 係包 括： 一半導體基底； 複數介面穿孔，用以提供電性連接於該第一介面及該第 二介面間；以及

   電路，置於該半導體基底中，用以調整欲施加至該第一 積體電路裝置的功率； 一微通道結構，具有置於該半導體基底中之至少一微通 道，用以捕捉熱能，其中，該微通道結構係架構以允許 一 流體流動經過； 一流體唧筒機構，耦接該等第一及第二功率調整及熱能

   第64頁 1239438 六、申請專利範圍 官理模組，用以提供該流體I該 熱能管理模組。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述之 率調整及熱能管理模組更包栝： # n ^ ^ ^ _ ngn ^ γ地嫌及該第一功率凋整及熱月匕 即同，置於該流體哪筒機稱 管理模組之該微通道結構間。1 6 ·如申請專利範圍第丨5項所述之系統’、μ弟功 率調整及熱能管理模組更包括：^ gf 一 -電流感應器，置於該半導體基底巾用以棱供表不一 電流消耗之資訊；以及 &丨；r主- 一批在,ι 口口 ,, 』龍51 ，用以接收表不該電流消 ’耦接該電流感應二 流體流率。 耗之该資訊、並據此調整該唧肉輸立誃1 7，如申請專利範圍第1 5項所述之糸、^ ^ 率調整及熱能管理模組更包括：β @埶自，瞢μ ρ , —^ I# rV' r- ua " A率調整及熱月匕S理杈組 皿度感應器，置於該第〆功十、中，用以提供表示一溫度之資訊，以作& > - γ 控制為，耦接該溫度感應為〃 胡敫蛑筐一人參 含女咨4 营机’纟周正邊弟 功率 〜貝訊、並因應表示該溫度之3員 ^ Ώ -k, >. ,处嫌中之4〉爪體〉爪動。 正及熱能管理模組之該微通道結構Τ 18 4fn ^ ^ 、+，j^系統’其中’ 5玄控制 L如申晴專利範圍第丨7項所述之 哭，m # 士- , /f系調整邊即同輸出之一 口口 因應表示該溫度之該資訊 ’ 體流率。 1 Q J* rb rfc }，少系統，其中’该溫度感 9·如申睛專利範圍第17項所述之’ m ^ ΊΖ ^ A參調整及熱能官理核組 應态及該控制器係置於該第〆功+

   及第二功率調整 该第一功 調 流 之

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   該半導體基底中。 該第一功 功率調整 该第一功 及 2〇·如申請專利範圍第14項所述之系統，其中 率調整及熱能管理模組之該電路係置於該第一 熱能官理模組之該第二介面上。 2 1 ·如申請專利範圍第2〇項所述之系統，其中 率調整及熱能管理模組更包括： 至少一功率導管，置於該半導體基底中；以及 埶一功率焊塾’置於該第二介面上’其中，該功率焊 墊係電性連接該功率導管，用以提供電性連接於誃 人 面及該第一功率調整及熱能管理模組之該電路之至少一 ^ 22·如申請專利範圍第20項所述之系統，其中，該第一劝 率調整及熱能管理模組更包括： Χ 至少一輸出功率焊墊，置於該第一介面上；以及 二：輸出功率穿孔’其t，該輪出功率穿孔係耦接該 弟一功率調整及熱能管理模組之該電路及該輸出功率焊 23.如申請專利範圍第22項所述之系統，其中，該輸出功 率焊墊係對應於該第一積體電路裝置之一輸入。 2 4 ·如申請專利範圍第1 4項所述之系統，其中，該第一功 率調整及熱能管理模組之該電路係置於該第一功率調整及 熱能管理模組之該第一介面上。 2 5·如申請專利範圍第24項所述之系統，其中，該第一功 率調整及熱能管理模組更包括：

   1239438 六、申請專利範圍 至少一功率焊墊’置於該第— 之該第二介面上；以及 刀率调整及熱能管理模組 至少一功率穿孔，其中，# 穿孔，用以提供電性連接於該第二：：：：性連接該功率 路之至少一部分間。力丰肩整及熱能管理模組《該電 請專利範圍第25項所述之系統，”，，… j電性連接一功率導管’置於該率、中该功率穿 核組之該半導體基底中，且其中 及熱能管理 連接於該功率烊塾及該第一功率調電性 電路之至少一部分間。 ^及熱-官理帛組之該 如申請專利範圍第26項所述之系統，其中， ::周整及熱能管理模組更包括至少-輸出功率導：J 该第一功率調整及熱能管理模組之該 =楛 ^ 整功率至該第一 。 帛^供調 專利範圍第27項所述之系，統，其中，該輸出功 埶处If接至一輸入功率焊墊，置於該第-功率調整及 ，、、、此S理模組之該第一介面上，其中，該輸入功率 對應該第一積體電路裝置之該功率輸入。 丁 2 9.如申請專利範圍第1 4項所述之系統’其中，該第一功 率調整及熱能管理模組及該第一積體電路裝置係包括在且 有一電性介面之一包裝中。 ” 30·如申請專利範圍第29項所述之系統，其中，該包裝係 具有一光學介面。 1239438 六、申請專利範圍 3 1.如申請專利範圍第1 4項所述之系統，其中，該第一積 體電路裝置係具有一光學介面。 3 2. —種熱能管理系統，用以捕捉第一及第二積體電路裝 置所生之熱能，該系統包括·· 一第一熱能管理元件，耦接該第一積體電路裝置，用以 捕捉該第一積體電路裝置所生之熱能，其中，該第一熱 能 管理元件，在操作期間，係利用具有液相之一流體捕 捉該 第一積體電路裝置所生之熱能； 一第二熱能管理元件，耦接該第二積體電路裝置，用以 捕捉該第二積體電路裝置所生'之熱能，其中，該第二熱 能 管理元件，在操作期間，係利用具有液相之一流體捕 捉該 第二積體電路裝置所生之熱能；以及 一流體唧筒機構，耦接該等第一及第二熱能管理元件， 用以提供該流體至該等第一及第二熱能管理元件。 3 3.如申請專利範圍第32項所述之系統，更包括一流體匯 流排，其中，該流體匯流排係連接該流體唧筒機構至該 等 第一及第二熱能管理元件。 3 4.如申請專利範圍第3 3項所述之系統，其中，該等第一 及第二熱能管理元件係並聯於該流體唧筒機構。 3 5.如申請專利範圍第33項所述之系統，其中，該等第一 及第二熱能管理元件係串聯於該流體唧筒機構。 3 6.如申請專利範圍第3 3項所述之系統，其中，該第一熱 能管理元件係包括： 一基底，其中，該基底係具有置於其中之一微通道之至

   第68頁 1239438 紗，體之一流動經過；以及 道，用以產該微通道中、該流體 六、申請專利範圍 少一部分，且架構以允許該亦 一哪筒，連接至該微通 之該流動 3 7.如申請專利範圍第3 6項所述之系統，其中，該第 熱 熱 能管理元件之該唧筒係一電滲性類型之唧筒 該弟 〇 該流體唧 3 8 ·如申請專利範圍第3 6項所述之系統，其中， 能官理元件之該唧筒係連接i該流體唧筒機構 33·如申請專利範圍第38項所述之系統，其中， 阂機構係具有一電滲性類裂之0即筒。 4 0 ·如申請專利範圍第3 2項所述之系統，更包括： 第一功率調整元件，揭接於該第一積體電路裝置，該 第一功率調整元件係具有一第一介面及一第二介面，該 一功率調整元件係包括： 一半導體基底； 複數介面穿孔以提供該第一介面與該第二介面間之電 連接； 曰 弟複數焊墊，置於該第一介面上，各個該第一複數 知墊係連接至該第一介面上、該等介面穿孔之一對應介 穿孔；以及 電路’置於該半導體基底中，用以調整欲施加至該第一 積體電路裝置之功率，其中，該電路係具有至少一電壓 整器及至少一電容器。 4 1 ·如申請專利範圍第4 0項所述之系統，其中，該第一功 率調整元件及該第一積體電路裝置係包括在具有一電性

   1239438 六、申請專利範圍 面之一包裝中。 4 2.如申請專利範圍第41項所述之系統，其中，該包裝係 具有一光學介面。 4 3.如申請專利範圍第32項所述之系統，其中，該第一積 體電裝置係具有一光學介面。

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