专利名称：高表面容积比结构及其与微型热交换器的结合的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热交换器的领域。更特别是，本发明涉及一种由液体冷却系统的微型构造化的热交换器装置中以便有效的热吸收。
技术背景在液体冷却系统中有效的热传导需要流动液体尽可能与热连接 表面区域接触以便从冷却装置中吸收热量。高表面容积比材料(HSV詣)结构的可靠和有效的制造因此对于开发有效的微型热交换 器来说非常重要。使用硅微型通道是本发明的受让人早期提出的液 体冷却系统中的一种热量收集器结构。例如，参考2003年8月18 日提交的题为"APPARATUS AND METHOD OF FORMING CHANNELS IN A HEAT-EXCHANGING DEVICE"的 一 同审查中的美国专利申请序列号 10/643684。高的纵橫比通道通过硅的各向异性蚀刻来制造，已经发现这种方 法被广泛用于微加工和MEMS中。但是，硅相对于许多其它材料、特别 是相对于真金属具有低的热传导性。虽然现有技术中存在由较高传导 性材料制造和设计微型热交换器的方法，这些方法使用昂贵的制造技 术或者指定的复杂结构，而没有明确经济可行的制造方法。例如，授予K. W. Kelly等人的美国专利NO. 6415860描述在交叉流 动微型热交换器中所有LIGA形成的微型通道。结合于此作为参考的 Kelley专利中描述的方法使用LIGA, —种现有技术公知的高纵横比微 加工(MRM)。 LIGA是多步骤工艺，其包括光刻、电镀和形成HSVRM 结构的微型模制，但是由于使用外界材料并需要同步加速辐射而成本 高。授予J.A.Matthews的美国专利NO. 5274920的方法描述一种通过将多个板与凹入区域层压在一起来制造微型交换器的工艺。这种方 法形成包括多个微观细槽的微型结构。虽然完整地描述了每个板的结 构，结合于此作为参考的Matthews专利没有描述用于制造该板的经济并可升级的方法。授予J. Schulz-Harder等人的美国专利NO. 6014312描述一种通 过各自包括开口的一组层来构造的散热片。该层逐一叠置，形成流路。 结合于此作为参考的所述专利描述多边形环结构开口 ，但是没有描述 制造这种层的方法。发明内容热交换器循环例如流体的冷却材料，该材料从热产生源吸收热量 并将热量承载离开热产生源，由此冷却热产生源。热交换器可因此用 来冷却多种热源，例如半导体器件、电池、马达、加工腔室壁以及产 生热量的任何来源。按照本发明，提过一种制造包括微型结构的热交换器的方法。在 一个实施例中，该方法包括使用材料去除工艺来形成多个窗口层从而 穿过多个热传导层形成多个微型开口的步骤；以及将多个窗口层连接 在一起以便形成合成微型结构的步骤。在本发明的优选实施例中，热传导层包括铜，并且由热传导层形 成的多个窗口层通过铜焊工艺连接在一起。铜焊最好在真空或例如合 成气体或纯氢气的还原气氛中在炉子内进行。最好是铜焊通过包括银 的铜焊材料来实现。使用银，炉子最好加热到大约850TC,在该温度下， 银扩散到铜内，形成Cu-Ag-金属复杂合金，该合金熔化，由此提供出 色的热和机械粘接性。由于形成在热传导层内的开口的微观长度比例，仔细控制铜焊工 艺，使得铜焊材料不完全或部分堵塞开口。最好是，在铜焊之前，银 镀覆在热传导层上，对于大约150微米厚的热传导层来说，银厚度在 大约0. 25和大约2微米之间变化。制造热交换器的方法最好还包括在 将多个窗口层连接在一起之前在多个窗口层的每个层中对准开口的步 骤。这种对准确保来自于多个热传导层的组合的合成微型结构具有所 需特性。例如，如果形成微型通道结构，对准确保其纵横比主要取决 于粘接在一起的热传导层的数量。本发明考虑到用于形成窗口层的多种工艺，包括基于材料去除的 工艺以及基于材料沉积的工艺。示例性工艺包括(但不局限于)激光 钻销、激光加工、湿蚀刻、LIGA、光刻、离子束蚀刻、化学气相沉积 (CVD)、物理气相沉积(PVD)、溅射沉积、蒸发沉积、分子束外延生长、无电镀覆和电解镀覆。虽然其中许多是HARM工艺，本发明不需要 HARM工艺。最好是，微观开口通过湿蚀刻工艺形成。优选的湿蚀刻工艺是各 向同性湿蚀刻工艺。在其中热传导层包括铜的优选实施例中，形成微 观开口的工艺可以是贯通掩膜化学蚀刻(还公知为光化学加工或 PCM)、贯通掩膜电子化学蚀刻(还公知为电蚀刻或电化学微加工)或 者某些其它适当的湿蚀刻工艺。通过将多个热传导层连接在一起形成的合成微型结构包括微型网 格、多个微型通道或者某些其它高表面容积比材料结构。在本发明中， 微型结构通过穿过多个热传导层的每个层形成的微观开口构成，最好 是使用包括在每个热传导层的第一侧形成第一微型图案以及在每个热 传导层的第二侧形成第二微型图案。以此方式，第一和第二微型图案 互补，以便在热传导层内形成连续的微型通道。作为选择，第一和第 二微型图案设计成在热传导层内形成重叠的微型网格。多个热传导层最好具有大约50和大约250微米之间的厚度。另 外，形成在热传导层内的微观开口最好具有大约50和大约300微米之 间的尺寸。在本发明的另一方面，提供一种制造微型热交换器的方法，该热 交换器包括热传导、高表面容积比材料(HSVRM)结构。该方法包括如 下步骤提供由第一材料制成的盖结构、连接由第二材料制成并构造 成从盖结构分配冷却流体的歧管结构、使用材料去除工艺穿过包括热 传导材料的多个热传导层形成多个微观开口以便形成多个窗口层。该 方法还包括将多个窗口层连接在一起，以便形成包括热传导材料的合 成HSVRM结构，其中形成在多个热传导层的每个层内的特定微观开口 结构设计成在热传导层连接在一起时形成合成HSVRM结构。该方法还 包括将合成HSVRM结构与歧管结构以及盖结构连接，使得歧管层构造 成将流体递送到HSVRM结构，并且将包括第三材料的平底座结构与合 成HSVRM结构、歧管结构以及盖结构连接在一起，以便形成微型热交 换器。在此方面，HSVRM结构最好按照所述的方法来形成，其中热传导 层最好是铜，并且它们最好通过铜焊工艺连接在一起。另外，盖、歧 管和平底座结构最好使用银基铜焊材料通过铜焊工艺与HSVRM结构连接在一起。银最好镀覆在盖、歧管和底座结构上，其厚度在大约1和大约10微米之间。最好是，包括HSVRM结构的热传导层镀覆大约l微 米的银，并且歧管、盖和底座结构镀覆大约4微米的银。在铜焊工艺 的其它实施例中，歧管镀覆大约4微米的银，并且热传导HSVRM结构 镀覆l微米的银，而盖和平底座结构保持未镀覆。最好是，在微型热交换器组装之后，平底座结构被研磨成精细光 洁度。另外，除了最好形成在盖或歧管结构内以便使得流体从外部流 体网络中流出的多个孔口之外，组装的微型热交换器为流体辅助的热 交换器提供液密结构。在本发明的优选实施例中，包括合成HSVRM结构的多个热传导层 的数量和厚度被选择成优化微型热交换器的压力降和热阻性能。在本发明的另一方面中，微型结构化的热交换器包括多个热传导 层，每个热传导层具有穿过其中形成的多个细长微观开口，其中多个 细长微观开口对准并且多个热传导层连接在一起以便形成HSVRM结 构，其中第一热传导层内的每个细长开口与至少一个相邻的热传导层 的三个以上的细长开口连通。微型结构化的热交换器最好包括具有铜并通过铜焊工艺连接在一 起的热传导层。另外，虽然它们可经由多种可选择工艺形成，如本发 明的前面描述的实施例那样，微观开口最好通过各向同性湿蚀刻工艺 形成。另外，多个热传导层的数量和厚度最好被选择成优化微型结构 化的热交换器的压力降和热阻性能。在本发明的又一方面，微型结构化的热交换器包括多个热传导 层，每个热传导层包括穿过其中形成的多个细长微观开口，其中多个 细长微观开口对准并且多个热传导层连接在一起以便形成HSVRM结 构，其中第一热传导层内的每个细长开口与任何相邻的热传导层的唯 --个细长开口连通。多个细长微观开口最好在多个热传导层的每个热传导层内是相同 的。再者，微观开口最好通过在包括铜的多个热传导层上进行的各向 同性湿蚀刻工艺形成，随后使用包括银的铜焊材料通过铜焊工艺结合 在一起。最好是，多个热传导层的数量和厚度最好被选择成优化微型 结构化的热交换器的压力降和热阻性能。在本发明的可选择实施例中，多个窗口层通过例如CVD、 PVD、分子束外延生长、溅射沉积、蒸发沉积或镀覆的材料沉积方法形成，并 且以所述的方式连接在一起。本发明可用来形成多种热交换结构。例如，本发明包括经由以上 措施形成的构造，以及下面更加详细描述的此专利申请中教导的热交换结构。这些结构包括2003年5月15日提交的题为"METHODS FOR FLEXIBLE FLUID DELIVERY AND HOTSPOT COOLING OF MICROCHANNEL HEATSINS"的一同审查中的美国专利申请序列号10/439635中教导的 热交换结构、2003年5月16日提交的题为"INTERWO濯MANIFOLDS FOR PRESSURE DROP REDUCTION IN MICROCHANNEL HEAT EXCHANGERS"的 一同审查中的美国专利申请序列号10/439912中教导的热交换结构、 2003年10月6日提交的题为"METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE" 的一同审查中的美国专利申请序列号10/680584中教导的热交换结构 以及2003年7月1日提交的题为，LTI-LEVEL MICROCHANNEL HEAT EXCHANGERS"的一同审查中的美国专利申请序列号10/612241中教导 的热交换结构。
图IA表示按照本发明的实施例使用两个微型图案形成的两个热传 导层的局部截面图；图IB表示按照本发明的实施例使用两个微型图案形成的热传导层 的透视图；图IC表示按照本发明的实施例由多个热传导层形成的HSVRM结构 的透视图；图2A表示按照本发明实施例的微型热交换器的分解视图； 图2B表示按照本发明实施例的组装微型热交换器的透视图； 图3A表示按照本发明的热交换器的可选择歧管层的顶视图； 图3B表示按照本发明具有可选择歧管层的可选择热交换器的分解 视图；图4表示按照本发明的交织歧管层的透视图；图5表示按照本发明具有界面层的交织歧管层的顶视图；图6A表示沿着线A-A的本发明具有界面层的交织歧管层的截面图；图6B表示沿着线B-B的本发明具有界面层的交织歧管层的截面图；图6C表示沿着线C-C的本发明具有界面层的交织歧管层的截面图；图7A表示本发明的具有界面层的交织歧管层的分解视图； 图7B表示本发明的界面层的可选择实施例的透视图； 图8A表示按照本发明的可选择歧管层的顶视图 图8B表示按照本发明的界面层的顶视图； 图8C表示按照本发明的界面层的顶视图；图9A表示按照本发明的三层热交换器的可选择实施例的侧视图； 图9B表示按照本发明的两层热交换器的可选择实施例的侧视图； 图10A-10E表示按照本发明具有不同微型销阵列的界面层的透视图；图11表示按照本发明的可选择热交换器的剖视透视图； 图12A表示按照本发明的热交换器的分解视图； 图12B表示按照本发明的可选择热交换器的分解视图； 图12C表示按照本发明的可选择循环层的透视图； 图12D表示按照本发明的入口层的下侧的透视图； 图12E表示按照本发明的可选择入口层的下側的透视图； 图12F表示按照本发明的出口层的下侧的透视图； 图12G表示按照本发明的可选择出口层的下侧的透视图； 图12H表示按照本发明的热交换器的截面图； 图121表示按照本发明的可选择热交换器的截面图； 图13表示按照本发明具有用于单相流体流的入口和出口配置的循 环层的顶视图；图14表示按照本发明具有用于两相流体流的入口和出口配置的循 环层的顶视图。
具体实施方式
本发明描述一种形成传导层以及将多个层连接在一起以便形成三 维微型结构化区域的方法。按照本发明，微型结构化区域包括微型网 格、微型通道或者某些其它微型结构。图1A表示微型网格区域的第一 实施例，图2A表示微型网格区域的第二实施例。图1C表示按照本发明的实施例形成并连接在一起以便形成微型通道的多个层。图1A表示按照本发明由两个热传导层形成的两个窗口层100、 150。最好是，两个热传导层使用湿蚀刻工艺形成，其中使用照相工具 来确定窗口层100、 150的微观开口 120、 170的位置和图案。两个窗 口层包括形成微观开口 120、 170的多个厚实心杆110、 160以及薄实 心杆130、 180。在图1所示的实施例中，窗口层IOO的微观开口 12 0和窗口层150 的微观开口 170构造成相互重叠，使得窗口层150内的每个开口 120 与窗口层150的三个以上的开口 170连通。在此实施例中，窗口层100 使用第一微型图案形成，并且窗口层150使用第二微型图案形成。笫 一和笫二微型图案设计成在层IOO和150连接在一起时形成图1A所示 的重叠微型网格结构。图1B表示按照本发明由热传导层形成的单个窗口层200。层200 包括形成微观开口 220的微观厚实心杆210和薄实心杆230的第一子 层以及形成微观开口 250的微观厚实心杆260和薄实心杆240的第二 子层。在图1B所示的实施例中，微观开口 220和微观开口 250是细长 的，并且形成为相互重叠，使得每个开口 220与三个以上的开口 250 连通。在此实施例中，使用第一微型图案将开口 220形成在热传导层 的第一侧上，并且使用第二微型图案将开口 250形成在形成有窗口层 200的热传导层的第二侧上。在窗口层200的形成过程中，所使用的第 一和笫二微型图案设计成在单个窗口层200内形成图1B所示的重叠微 型网格结构。图1C表示包括连接在一起以便形成多个高纵横比微型通道320的 多个窗口层310的微型结构化的材料结构300。每个窗口层310包括 微型结构化的区域，该区域包括厚实心杆330和薄实心杆340。在窗口 层310组装成结构300时，杆330和340形成微型通道320。按照本 发明，每个窗口层310内的微型通道在将多个窗口层310连接在一起 之前对准。这种对准确保由多个热传导层组合而成的合成微型结构具 有所需性能。由于对准，微型通道结构320具有主要取决于粘接在一 起的窗口层310的数量的纵横比。在本发明的优选实施例中，窗口层310包括铜，并且通过铜焊工艺连接在一起。铜焊最好在真空或例如合成气体或纯氢气的还原气氛 中在炉子内进行。最好是铜焊通过包括银的铜焊材料实现。使用银，炉子最好被加热到大约850TC，在此温度下，银扩散到铜内，形成 Cu-Ag-金属复杂合金，该合金熔化，由此提供出色的热和机械粘接性。由于形成在热传导层内的开口的微观长度比例，仔细控制铜焊工 艺，使得铜焊材料不完全或部分堵塞开口。最好是，在铜焊之前，银 镀覆在热传导层上，对于大约150微米厚的热传导层来说，银厚度在 大约0. 25和大约2微米之间变化。图2A表示按照本发明包括热传导(HSVRM)的微型热交换器400 的分解视图。微型交换器400包括与歧管结构420连接的盖结构410、 多个窗口层430以及平底座结构440。歧管层420构造成分配冷却流 体。最好是，微型热交换器400的所有部件通过铜焊连接在一起。多 个窗口层430各自包括微观开口区域435。在多个窗口层430连接在 一起时，它们形成包括形成窗口层430的热传导材料的合成HSVRM结 构。盖结构410、歧管结构420和平底座结构440最好与通过使用银 基铜焊材料经由铜焊工艺将窗口层430连接而形成的HSVRM结构连 接。银镀覆在盖结构410、歧管结构420以及平底座结构440上，其 厚度在大约1和大约IO微米之间。更优选的是，包括HSVRM结构的热 传导层430镀覆大约1微米的银，并且歧管结构420、盖结构410以 及底座结构440镀覆大约4微米的银。在某些其它的实施例中，歧管 结构420镀覆大约4微米的银，而盖结构410和平底座结构440未镀 覆。最好是，在微型热交换器400组装之后，平底座结构440被研磨 到精细光洁度。另外，除了最好形成在盖结构410内以便使得流体流 入歧管结构420的特征425并随后流入HSVRM结构的多个孔口 415之 外，组装的微型热交换器400为流体辅助的热交换器提供液密结构。 最好是，流体从外部流体网络流出。在本发明的优选实施例中，包括合成HSVRM结构的多个窗口层430 的数量和厚度被选择成优化微型热交换器400的压力降和热阻性能。图2B是按照本发明的微型热交换器500的透视图。微型热交换器 500包括盖结构510、歧管结构520、底座结构540以及多个热传导层530,每个热传导层具有穿过其中形成的多个细长微观开口。多个细长 微观开口对准，并且多个热传导层连接在一起，以便形成HSVRM结构。 另外，盖结构510包括多个流体孔口 560、 570，使得流体流过歧管结 构520和HSVRM结构。在本发明的实施例中，图1A-2B所示的窗口层最好通过湿蚀刻工 艺形成。最好是，所使用的湿蚀刻工艺是各向同性湿蚀刻工艺。在其 中热传导层包括铜的优选实施例中，形成微观开口的工艺可以是贯通 掩膜化学蚀刻(还公知为光化学加工或PCM)、贯通掩膜电子化学蚀刻 (还公知为电蚀刻或电化学微加工)或者某些其它适当的湿蚀刻工 艺。同样按照本发明，图1A-2B所示的窗口层最好具有大约50和大约 250微米的厚度。另夕卜，形成在热传导层内以便形成窗口层的微观开口 最好具有大约50和大约300微米之间的尺寸。将理解到界面层和歧管层可以按照本发明以其它方式形成和组 合。例如，窗口层可以经由包括基于材料沉积的工艺、基于材料去除 的工艺以及基于材料变形的工艺的多种工艺的任何一种来形成。虽然 可以使用HARM工艺，即使每个层不经由HARM工艺形成，本发明可以 使得高纵横比结构由窗口层形成。示例性工艺包括但不局限于激光钻 销、激光加工、湿蚀刻、LIGA、光刻、离子束蚀刻、化学气相沉积、 物理气相沉积、溅射沉积、蒸气沉积、分子束外延生长、无电镀覆和 电解镀覆。同样，可以使用冲压。作为选择，这些结构可使用金属注 射模制(MIM)、塑料注射模制、其它形式的模制或通过其它方式形成。按照本发明的热交换器提供其中流过冷却材料的平滑流路以及高 度分支的流动图案。这种结构减小了经由热交换器泵送冷却材料的泵 上的负载。按照本发明的实施例制造热交换器的方法相对廉价。湿蚀 刻是化学蚀刻工艺，最好是使用是化学品，以便形成最终形成流路的 沟槽。与其它的器件制造工艺相比，湿化学品使用成本低并且快速。本发明可因此用来廉价地制造用来冷却例如半导体加工装置、马达、 发光装置、电池、加工腔室壁、MEMS以及任何产生热量的装置的多种 装置的热交换器。多种形式的冷却材料可以传送通过热交换器，包括 但不局限于例如水的液体、空气、其它气体、蒸气、例如氟利昂的制 冷剂或者可以有效吸收和传送热量的任何材料或材料组合。14图3B表示按照本发明具有可选择歧管层的可选择三层热交换器 IOO的分解视图。图3B所示的可选择实施例是包括界面层102、至少 一个中间层104和至少一个歧管层106的三层热交换器100。作为选 择，如下面描述那样，热交换器100是包括界面层102和歧管层106 的两层设备。图3A表示本发明的可选择歧管层106的顶视图。特别是，如图3B 所示，歧管层106包括四个侧部以及顶表面130和底表面132。但是， 顶表面130在图3A中被去除以便充分表示和说明歧管层106的工作。 如3A所示，歧管层106具有一系列通道或通路116、 118、 120、 122 以及形成其中的孔口 108、 109。指形件118、 120在Z方向上如图3B 所示完全延伸通过歧管层106的主体。作为选择，指形件118和120 在Z方向上部分延伸通过歧管层106，并且具有图3A所示的开口。另 外，通道116和122部分延伸通过歧管层106。入口和出口通道116、 120之间的剩余区域(标示为107)从顶表面130延伸到底表面132， 并且形成歧管层106的主体。如图3A所示，流体经由入口孔口 108进入歧管层106并沿着入口 通道116流动到从通道116在X和/或Y方向上分支的多个指形件 118，以便将流体施加在界面层102内的所选区域。指形件118配置在 不同的预定方向上，以便将流体递送到界面层102内的热源内的热点 处或附近的区域相对应的位置上。界面层102内的这些位置此后称为 界面热点区域。指形件构造成固定以及临时冷却变化的界面热点区 域。如图3A所示，通道116、 122以及指形件118、 120在歧管层106 内布置在X和/或Y方向上。因此，通道116、 122和指形件118和120 的变化方向可以递送流体，以便冷却热源99内的热点和/或减小热交 换器100内的压力降。作为选择，通道116、 122和指形件118、 120 周期性地布置在歧管层106内，并且具有如图5所示实例那样的一种 图案。指形件118和120的配置以及尺寸考虑到需要被冷却的热源99内 的热点来确定。热点的位置以及靠近或在每个热点处产生的热量大小 用来构造歧管层106,使得指形件118、 120在界面层102内放置在界 面热点区域之上或附近。歧管层106最好使得单相和/或两相流体循环 到界面层102，而不使得热交换器100内出现显著的压力降。递送到界面热点区域的流体在界面热点区域处以及靠近界面热点区域的热源内 的区域内形成均匀的温度。通道116和指形件118的尺寸和数量取决于多种因素。在一个实 施例中，入口和出口指形件118、 120具有相同的宽度尺寸。作为选择， 入口和出口指形件118、 120具有不同的宽度尺寸。指形件118、 120 的宽度尺寸位于包括0. 25-0. 50毫米的范围内。在一个实施例中，入 口和出口指形件118、 12 0具有相同的长度和深度尺寸。作为选择，入 口和出口指形件118、 120具有不同的长度和深度尺寸。在另一实施例 中，入口和出口指形件118、 120沿着指形件的长度具有变化的宽度尺 寸。入口和出口指形件118、 120的长度尺寸在包括0. 5毫米到热源长 度的尺寸三倍的范围内。另外，指形件118、 120具有包括0. 25-0. 5 毫米的范围内的高度或深度尺寸。另外，每分米小于10或大于30的 指形件交替地布置在歧管层106上。但是，本领域普通技术人员将理 解到在歧管层内可以考虑到每分米10和3 0个之间的指形件。在本发明的范围内可以考虑到将指形件118、 UO和通道116、 122 的几何形状改变成非周期性的配置，以有助于优化热源热点的冷却。 为了在热源99上实现均匀温度，热量传递到流体的空间分布与热量产 生的空间分布匹配。在流体沿着界面层经由微型通道110流动时，其 温度增加，并且由此在两相状态下它开始转换成蒸气。因此，流体进 行显著的膨胀，由此造成速度大幅增加。通常，对于高速度流动来说， 改善了从界面层传递到流体的热量效率。因此，可以通过调节热交换 器100内的流体递送和去除指形件118、 120和通道116、 122的截面尺寸来调节热量传递到流体的效率。例如，特定的指形件可设计用于靠近入口处热量产生较高的热 源。另外，有利的是对于指形件118、 120和通道116、 122内的流体 和蒸气出现混合的区域设计较大截面。虽然未示出，指形件可设计成 在出口处以小截面面积开始，以便造成流体的高速流动。特殊指形件 或通道还可构造成在下游出口处膨胀到较大截面，以造成较低速度流 动。指形件或通道的这种构造使得热交换器在由于在两相流动中从液 体转换成蒸气而造成流体的容积、加速和速度增加的区域内减小压力 降，并优化热点冷却。另外，指形件118、 120和通道116、 122可设计成沿着其长度加宽并变窄，以便在微型通道热交换器100内的不同位置处增加流体速度。作为选择，适当的是将指形件和通道尺寸从大变小，并且多次再次变回来，以便按照热源99上的所需热量散发分布调节热传递效率。 应该理解到指形件和通道的变化尺寸的以上描述同样适用于所述的其 它实施例，并且不局限于此实施例。作为选择，如图3A所示，歧管层106包括位于入口指形件118内 的一个或多个开口 119。在三层热交换器100中，沿着指形件118流 动的流体沿着开口 119流动到中间层104。作为选择，在两层热交换器 100中，沿着指形件118流动的流体沿着开口 119直接流到界面层 102。另外，如图3A所示，歧管层106包括位于出口指形件120内的 开口 121。在三层热交换器100中，从中间层104流出的流体沿着开 口 121向上流到出口指形件120。作为选择，在两层热交换器100中， 从界面层102流出的流体沿着开口 121向上直接流入出口指形件120。在可选择实施例中，入口和出口指形件118、 120是不具有开口的 开口通道。歧管层106的底表面103在三层交换器100中邻靠中间层 104的顶表面或者在两层交换器中邻靠界面层102。因此，在三层热交 换器100中，流体自由来往于中间层104和歧管层106。流体通过导 管105和中间层104来往于适当的界面热点区域。本领域普通技术人 员理解到导管105如下面描述那样与指形件直接对准，或者在三层系统定位在其它位置上。虽然图3B表示具有可选择歧管层的可选择三层热交换器100，热 交换器IOO可选择的是两层结构，其中包括歧管层106和界面层102， 由此流体直接在歧管层106和界面层102之间流过，而不经过界面层 104。本领域普通技术人员将理解到歧管、中间和界面层的构造作为说 明目的表示，并且不局限于所示的构造。如图3B所示，中间层104包括延伸穿过其中的多个导管105。流 入导管105将从歧管层106进入的流体引导到界面层102的指定界面 热点区域。类似地，开口 105还将流体从界面层102引导到排出流体 孔口 109。因此，中间层104还提供从界面层102递送到排出流体孔 口 109的流体，其中排出流体孔口 108与歧管层106连通。根据包括但不局限于界面热点区域的位置、为了充分冷却热源99 在界面热点区域内所需流体流量以及流体温度的多种因素，导管105以预定图案定位在界面层104内。尽管可以考虑到多达几个毫米的其 它宽度尺寸，导管具有IOO微米的宽度尺寸。另外，根据至少一个所 述的因素，导管105具有其它的尺寸。本领域普通技术人员将理解到 中间层104内的每个导管105具有相同的形状和/或尺寸，虽然这不是 必须的。例如，类似于所示的指形件，导管可作为选择地具有变化长 度和/或宽度尺寸。另外，导管105具有穿过中间层104的恒定深度或 高度尺寸。作为选择，导管105具有穿过中间层104的变化深度尺寸， 例如梯形或喷嘴形状。虽然导管105的水平形状在图2C内表示成矩 形，导管105可另外具有任何其它形状，包括但不局限于圆形(图3A)、 弯曲、椭圆形。作为选择， 一个或多个导管105成形并具有所述的一 个或多个指形件的一部分或全部的轮廓。中间层104水平定位在热交换器100内，其中导管105垂直定位。 作为选择，中间层104在热交换器100内定位在任何其它方向上，包 括但不局限于对角线和弯曲形式。作为选择，导管105在中间层104 内定位在水平、对角线、弯曲或任何其它方向上。另外，中间层104 沿着热交换器100的整个长度水平延伸，由此中间层104将界面层102 与歧管层106完全分离，以便将流体引导通过导管105。作为选择，热 交换器100的一部分不包括歧管层106和界面层102之间的中间层 104，由此流体在其之间自由流动。另外，中间层104作为选择可在歧 管层106和界面层102之间垂直延伸，以便形成分离的独特中间层区 域。作为选择，中间层104不完全从歧管层106延伸到界面层102。图3B表示按照本发明的界面层102的另一实施例的透视图。如图 3B所示，界面层102包括底表面103和多个微型通道壁110，由此微 型通道壁110之间的区域将流体沿着流体流路引导或导引。底表面103 是平的，并且具有高热传导性，使得热量从热源99中充分传导。作为 选择，底表面103包括设计成从特定位置收集或排除流体的沟槽和/或 峰顶。微型通道壁IIO构造成平行构造，如图3B所示，由此流体在微 型通道壁IIO之间沿着流路流动。本领域普通技术人员将理解到微型通道壁110作为选择根据以上 描述的因素以任何其它适当构造构成。例如，界面层102作为选择在 微型通道壁110的区段之间具有凹槽，如图8C所示。另外，微型通道 壁110具有减小界面层102内的压力降或差的尺寸。还理解到除了微型通道壁110之外，还可考虑任何其它特征，包括但不局限于沟槽表面和微型多孔结构，例如烧结金属和硅泡沫体。但是，出于说明目的，图3B所示的平行微型通道壁110用来描述本发明的界面层102。作为 选择，微型通道壁110具有不平行的构造。微型通道壁110使得流体沿着界面热点区域的所选热点位置进行 热交换，以便在该位置处冷却热源99。根据热源99的功率以及热点尺 寸和来自于热源的热通量密度，微型通道壁110具有在20-300微米范围的宽度尺寸以及在100微米到1毫米范围内的高度尺寸。作为选择， 可以考虑任何其它的微型通道壁尺寸。虽然可以考虑任何其它的分离 尺寸范围，根据热源99的功率，微型通道壁110隔开50-500微米的 分离尺寸范围。回来参考图3B的组件，歧管层106的顶表面被剖去以便表示歧管 层106主体内的通道116、 122和指形件118、 120。产生更多热量的 热源99内的位置这里指的是热点，由此热源99内产生较少热量的位 置这里指的是温点。如图3B所示，热源99表示成在位置A处具有热 点区域，并且在位置B处具有温点区域。邻接热点和温点的界面层102 的区域相应地指的是界面热点区域。如图3B所示，界面层102包括定 位在位置A之上的界面热点区域A以及定位在位置B之上的界面热点 区域B。如图3A和3B所示，流体开始经由一个入口孔口 108进入热交换 器IOO。流体接着流到一个入口通道116。作为选择，热交换器100包 括一个以上的入口通道116。如图3A和3B所示，沿着入口通道116 从入口孔口 108流动的流体开始分支到指形件118D。另外，沿着入口 通道116的其它部分继续的流体流到单独的指形件118B和118C等。在图3B中，路条通过流动到指形件118A供应到界面热点区域A， 由此流体向下流过指形件118A到中间层104。流体接着流过定位在指 形件118A之下的入口通道105A到界面层102，由此流体与热源99进 行热交换。如上所述，界面层102内的微型通道可在任何方向上构造。 因此，界面区域A内的微型通道111垂直于界面层102内的其它微型 通道110定位。因此，虽然流体沿着界面层102的其它区域在其它方 向上流动，来自于导管105A的流体沿着微型通道111流动，如图3B 所示。被加热的流体接着向上流过导管105B到出口指形件120A。类似地，流体在Z方向上向下流过指形件118E和118F到中间层 104。流体接着在Z方向上向下流过入口通道105C到界面层102。被 加热的流体接着在Z方向上向上从界面层102流过出口导管105D到出 口指形件120E和120F。热交换器100经由出口指形件120去除中间 层106内的被加热流体，由此出口指形件120与出口通道122连通。 出口通道122使得流体经由一个出口孔口 109从热交换器流出。最好是流入和流出导管105同样直接或几乎直接定位在适当界面 热点区域之上，以便将流体直接施加在热源99内的热点上。另外，对 于特定界面热点区域来说，每个出口指形件120构造成最靠近各自入 口指形件118定位，以便减小其中的压力降。因此，在离开界面层102 到出口指形件120A之前，流体经由入口指形件118A进入界面层102 并沿着界面层102的底表面103流过最小的距离。应该理解到流体沿 着底表面103运行的所述一段距离足以去除热源99产生的热量，而不 产生不所需量的压力降。另外，如图3A和3B所示，指形件118、 120 内的拐角弯曲以便减小流体沿着指形件118流动的压力降。本领域普通技术人员将理解到图3A和3B所示的歧管层106的构 造只是示例性的。歧管层106内的通道116和指形件118的构造取决 于多种因素，包括但不局限于界面热点区域的位置、来往于界面热点 区域的流动量以及界面热点区域内热源产生的热量。例如，歧管层106 的一种可能的构造包括沿着歧管层的宽度交替布置的平行入口和出口 指形件的整体图案，如图4-7A所示并如下描述。另外，可以考虑通道 116和指形件118的任何其它构造。图4表示按照本发明的热交换器的可选择歧管层406的透视图。 图4中的歧管层406包括多个交织或交联的平行流体指形件411、412， 这些指形件使得单相和/或两相流体循环到界面层402,而不使得热交 换器400内出现显著的压力降。如图8所示，入口指形件411与出口 指形件412交替配置。但是，本领域普通技术人员将理解到一定数量 的入口或出口指形件可相互靠近定位，并且由此不局限于图4所示的 交替构造。另外，指形件可作为选择设计成使得平行指形件从另一平 行指形件分支或连接其上。因此，可以使得入口指形件多于出口指形 件，并且反之亦然。入口指形件或通路411将进入热交换器的流体供应到界面层402，并且出口指形件或通路412从界面层402去除流体，流体接着离 开热交换器400。歧管层406的所示构造使得流体进入界面层402并 在进入出口通路412之前，在界面层402内运行非常短的距离。流体 沿着界面层402运行的长度的显著减小使得热交换器400内的压力降 显著减小。如图4-5所示，作为选择的歧管层406包括与两个入口通路411 连通并为其提供流体的通路414。如图8-9所示，歧管层406包括与 通路418连通的三个出口通路412。歧管层4 06内的通路414具有将 流体引导到指形件411、 412的平底表面。作为选择，通路414具有有 助于将流体引导到所选流体通路411的略微斜度。作为选择，入口通 道414包括位于其底表面内的一个或多个开口，使得流体的一部分向 下流动到界面层402。类似地，歧管层内的通路418具有包括流体并将 流体引导到孔口 408的平底表面。作为选择，通路418具有有助于将 流体引导到所选出口孔口 408的略微斜度。另外，虽然可以选择地考 虑任何其它的宽度尺寸，通路411、 418具有大约2毫米的宽度尺寸。通路411、 418与孔口 408、 409连通，由此孔口连接到冷却系统 内的流体管线上。歧管层406包括水平构造的流体孔口 408、 409。作 为选择，歧管层406包括垂直和/或对角线构造的流体孔口 408、 409， 如下面描述，虽然在图4-7中未示出。作为选择，歧管层406不包括 通路414。因此，流体直接从孔口 408供应到指形件418。再者，歧管 层411作为选择不包括通路418，由此指形件412内的流体经由孔口 408直接流出热交换器400。明显的是虽然两个孔口 408表示成与通路 414、 418连通，作为选择，可以利用任何数量的孔口。入口通路411具有使得流体运行到界面层的尺寸，而不沿着通路 411产生大压力降。虽然作为选择可以考虑到任何其它宽度尺寸，入口 通路411具有包括0. 25-5毫米范围的尺寸。另外，入口通路411具有 包括O. 5毫米到热源长度的三倍尺寸的范围内的长度尺寸。作为选择， 可以考虑其它的长度尺寸。另外，入口通路411向下延伸或者略微在 微型通道411的高度之上，使得流体直接引导到微型通道410。入口通 道411具有包括0. 25-0. 5毫米的范围内的高度尺寸。本领域普通技术 人员将理解到通路411不向下延伸到微型通道410，并且作为选择可以 考虑任何其它的高度尺寸。本领域普通技术人员将理解到虽然入口通路411具有相同的尺寸，可以考虑到入口通路411作为选择具有不同 的尺寸。另外，入口通路411作为选择可具有变化的宽度、截面尺寸 和/或相邻指形件之间的距离。特别是，通路411具有较大的宽度或深 度，以及沿其长度具有较窄宽度和深度的区域。变化的尺寸使得更多 流体经由较宽部分递送到界面层402内的预定界面热点区域，同时限 制经由窄小部分流动到温点界面热点区域。另外，出口通路412具有使得流体运行到界面层而不沿着通路412 产生大压力降的尺寸。虽然作为选择可以考虑到任何其它宽度尺寸， 出口通路412包括0. 25-5毫米范围的尺寸。另外，出口通路412具有 包括0. 5毫米到热源长度的尺寸三倍的范围内的长度尺寸。另外，出 口通路412向下延伸到微型通道410的高度，在沿着微型通道410水 平流动之后，使得流体容易在出口通道412内向上流动。虽然作为选 择可以考虑任何其它的高度，入口通道411具有包括0. 25-5. 0毫米的 范围内的高度尺寸。本领域普通技术人员理解到虽然出口通路412具 有相同的尺寸，可以考虑到作为选择出口通路"2具有不同的尺寸。 再者，入口通道412作为选择可具有变化宽度、截面尺寸和/或相邻指 形件之间的距离。入口和出口通路411、 412被分断并相互分开，如图4和5所示， 由此通路中的流体不混合在一起。特别是，如图8所示，两个出口通 路沿着歧管层406的外边缘定位，并且一个出口通路412位于歧管层 406的中间。另外，两个入口通路411构造成位于中间出口通路412 的相邻侧上。此特定构造造成进入界面层402的流体在经由出口通路 412流出界面层402之前在界面层402内运行一个短距离。但是，本 领域普通技术人员将理解到入口通路和出口通路以任何其它适当构造 定位，并且由此不局限于此披露中所示和描述的构造。入口和出口指 形件411、 412的数量在歧管层406内大于三个，并且在歧管层406上 小于每分米10个。本领域普通技术人员还理解到可以使用其它数量的 入口通路和出口通路，并且由此不局限于此披露中描述和表示的数 量。歧管层406连接在中间层(未示出)上，由此中间层(未示出) 连接在界面层402上，以便形成三层热交换器400。这里描述的中间层 在图3B所示的实施例中参考。中间层406作为选择连接在界面层402上并定位在界面层402之上，以便形成两层热交换器400，如图7A所 示。图6A-6C表示在两层热交换器中连接在界面层402上的可选择歧 管层406的截面示意图。特别是，图6A表示沿着图5的线A-A截取的 热交换器400的截面图。另外，图6B表示沿着线B-B截取的热交换器 400的截面图，并且图6C表示沿着图5的线C-C截取的热交换器400 的截面图。如上所述，入口和出口通路411、 412从歧管层406的顶表 面延伸到底表面。在歧管层406和界面层402相互连接时，入口和出 口通路411和412在界面层402内位于微型通道410的高度处或略微 以上的位置上。此构造造成流体来自于入口通路411的流体容易从通 路411流过微型通路410。另外，此构造造成流过微型通道的流体在流 过微型通道410之后容易向上流过入口通路412。在可选择实施例中，虽然未在附图中示出，中间层104(图3B) 定位在歧管层406和界面层402之间。中间层104 (图3B)将流体引 导到界面层402内的指定界面热点区域。另外，中间层104(图3B) 可以用来提供进入界面层402的均匀流体流动。同样，中间层104用 来将流体提供给界面层402中的界面热点区域，以便充分冷却热点， 并且在热源99中形成温度均匀性。入口和出口通路411和412在热源 99内靠近热点或在热点之上定位，以便充分冷却热点，虽然这不是必 须的。图7A表示具有本发明的可选择界面层102的可选择歧管层406的 分解视图。界面层102包括微型通道壁IIO的连续配置，如图3B所示。 在总体操作中，类似于图3B所示的歧管层106，流体在流体孔口 408 处进入歧管层406，并且经过通路414并朝着流体指形件或通路411 运行。流体进入入口指形件411的开口并且在X方向上如箭头所示流 过指形件411的长度。另外，流体向下在Z方向上流动到定位在歧管 层406之下的界面层402。如图7A所示，界面层402内的流体沿着底 表面在界面层402的X和Y方向上运行，并且与热源99进行热交换。 通过在Z方向上经由出口指形件412向上流动，故加热的流体离开界 面层402，由此出口指形件412将被加热的流体在X方向上引导到歧管 层406内的通路418。流体接着沿着通路418流动并通过流出孔口 409 而离开热交换器。界面层如图7A所示包括布置在多组微型通道410之间的一 系列凹槽416，有助于引导流体来往于通路411、 412。特别是，凹槽416A直 接位于交替歧管层406的入口通路411之下，由此经由入口通路411 进入界面层402的流体直接引导到靠近凹槽416A的微型通道。因此， 凹槽416A使得流体从入口通路411直接引导到特定指定流路，如图5 所示。类似地，界面层402包括在Z方向上直接定位在出口通路412 之下的凹槽416B。因此，沿着微型通道410朝着出口通路水平流动的 流体被水平引导到凹槽416B并且被垂直引导到凹槽416B之上的出口 通路412。图6A表示具有歧管层406和界面层402的热交换器400的截面 图。特别是，图6A表示与出口通路412交织的入口通路411,由此流 体沿着入口通路411向下并沿着出口通路412向上流动。另外，如图 6A所示，流体水平流过布置在入口通路和出口通路之间并通过凹槽 416A和146B分开的微型通道壁410。作为选择，微型通道壁是连续的 (图3B)，并且不通过微型通道410分开。如图6A所示，入口和出口 通路411和412之一或两者在靠近凹槽416的位置处在其端部处具有 弯曲表面420。弯曲表面420将沿着通路411向下流动的流体朝着靠 近通路411的微型通道410流动。因此，进入界面层102的流体更容 易朝着微型通道410引导，而不是直接流到凹槽416A。类似地，出口 通路412内的弯曲表面420有助于将流体从微型通道410引导到出口 通路412。在可选择的实施例中，如图7B所示，界面层402，包括参考歧管层 406描述的入口通路411，和出口通路412，(图8-9)。在可选择的实施 例中，流体直接从孔口 408，供应到界面层402，。流体沿着通路414，朝 着入口通路411，流动。流体接着沿着成组微型通道"0，横向穿过，并 且与热源(未示出)进行热交换，并且流到出口通路412，。流体接着 沿着出口通路412，流到通路418，，由此流体经由孔口 409，离开界面层 402，。孔口 408，、 409，构造在界面层4t)2，内，并且可选择地构造成歧 管层406内(图7A)。本领域普通技术人员将理解到虽然本发明的所有的热交换器表示 成水平操作，热交换器可选择地在垂直位置上操作。虽然在垂直位置上操作，热交换器可选择地构造，使得每个入口通路定位在相邻出口 通路之上。因此，流体经由入口通路进入界面层并且自然地引导到出口通路。同样理解到歧管层和界面层的任何其它构造可以有选择地用 来使得热交换器在垂直位置上操作。图8A-8C表示按照本发明的热交换器的另一可选择实施例的顶视 图。特别是，图8A表示按照本发明的可选择歧管层206的顶视图。图 8B和8C表示中间层204和界面层202的顶视图。另外，图9A表示利 用可选择歧管层206的三层热交换器，而9B表示利用可选择歧管层206 的两层热交换器。如图8A和9A所示，歧管层206包括水平和垂直构造的多个流体 孔口 208。作为选择，流体孔口 208相对于歧管层206对角线定位或 者以任何其它的方向定位。流体孔口 208在歧管层206内放置在所选 位置上，以便有效地将流体递送到热交换器200内的预定界面热点区 域。多个流体孔口 208提供显著的优点，这是由于流体可直接从流体 孔口递送到特定界面热点区域，而不将压力降显著增加到热交换器200 上。另外，流体孔口 208也定位在歧管层206内，使得界面热点区域 内的流体运行最少的距离到排出孔口 208，使得流体实现温度均匀性， 同时在入口和出口孔口 208之间保持最小压力降。另外，使用歧管层 206有助于在热交换器200内稳定两相流动，以及界面层202上均匀 分布的一致性流动。应该注意到一个以上的歧管层206可选择地包括 在热交换器200内，由此一个歧管层206引导流体来往于热交换器 200，并且另一歧管层(未示出)控制流体循环到热交换器200的速度。 作为选择，多个歧管层206都将流体循环到界面层202内的所选相应 的界面热点区域。可选择的歧管层206具有与界面层202的尺寸紧密匹配的横向尺 寸。另外，歧管层206具有与热源99相同的尺寸。作为选择，歧管层 206大于热源99。歧管层206的垂直尺寸在0. 1和10毫米的范围内。 另外，歧管层206内的接收流体孔口 2 08的开口在1毫米和热源99的整个宽度或长度的范围内。图IOA表示按照本发明的界面层302的实施例的透视图。如图10A 所示，界面层302包括从界面层302的底表面301向上延伸的一系列 立柱303。另外，图IOA表示布置在界面层302的底表面上的微型多 孔结构301。将理解到界面层302可只包括微型多孔结构301以及具 有任何其它界面层特征(例如微型通道、立柱等)的微型多孔结构的组合。界面层302包括立柱303而不是微型通道，这是由于来自于入口 开口的流体流到歧管层302内的环绕的出口开口 (图12A)。将在下面 更加详细描述，流体经由一系列入口开口向下流到界面层302，由此流 体接着经由与入口开口隔开最佳距离的一系列出口开口离开界面层 302。换言之，流体朝着最靠近的出口开口离开每个入口开口。在此实 施例中，每个入口开口通过出口开口包围。因此，进入界面层302的 流体将在朝着环绕的出口开口的方向上流动。因此，界面层302内的 立柱303容纳传递到流体的足够热量，并且使得流体经受最少的压力 降，同时从入口开口流到出口开口。界面层302包括从底表面301垂直延伸并与歧管层的底表面接触 的高而窄的立柱303的密集阵列。作为选择，立柱303不接触歧管层 的底表面。另外，至少一个立柱303可选择地相对于界面层302的底 表面301以一个角度延伸。立柱303还可沿着界面层302相互等距离 隔开，使得界面层302的热传导能力在其底表面301上是均匀的。作 为选择，立柱303如图10B所示不等距离隔开，其中界面层203中间 的立柱303比边缘的立柱303间隔更远。立柱303根据热源99的尺寸、 流体的流动阻力以及热点的尺寸和位置和来自于热源99的热通量密度 来隔开。例如，较低密度的立柱303将为流动提供较小的阻力，但是 同样用于界面层302与流体的热传导的表面面积较小。应该注意到图 10B实施例所示的非周期性隔开的立柱303的构造不局限于此，并且可 根据热源的情况以及冷却系统的所需操作来以任何其它配置构造。另外，立柱303最好是圆形柱，如图10A所示，使得流体从入口 开口以最小阻力流到出口开口。但是，立柱303作为选择可具有包括 但不局限于方形303B (图IOB)、菱形、椭圓形303C (图IOC)、六边 形303D (图10D)或任何其它形状的的形状。另外，界面层302作为 选择可沿着底表面301具有不同成形的立柱的组合。例如，如图IOE所示，界面层302包括在其各组内相互径向布置 的多组矩形翅片303E。另外，界面层302包括布置在成组矩形翅片303E 之间的多个立柱303B。在一个实施例中，径向布置的矩形翅片303E 内的开放圆形区域放置在每个入口开口之下，由此翅片303E有助于将 流体引导到出口开口。因此，径向分布的翅片303E有助于减小压力降，同时使得冷却流体在界面层302上几乎均匀分布。根据入口和出口开 口的尺寸和相对位置，具有立柱和/或翅片的许多可能构造，界面层302 的最佳配置的选择取决于流体是否是单相流动或两相流动情况。本领 域普通技术人员将理解到多种销303的构造可与这里描述的任何实施 例及其变型相结合。图11表示具有按照本发明的可选择歧管层200的三层热交换器 200的剖视透视图。如图11所示，根据沿着热源99的主体产生的热量， 热交换器200分成分离的区域。分割的区域通过垂直中间层204和/或 界面层202内的微型通道壁结构210分开。但是，本领域普通技术人 员将理解到图11所示的组件不局限于所示的构造，并且是出于说明目 的。热交换器2 00连接到一个或多个泵上，由此一个泵连接到入口 2 08A 上，并且另一泵连接到入口 208B上。如图3所示，热源99是位置A内的热点以及位置B内的温点，由 此位置A内的热点比位置B内的温点产生更多热量。应该理解到热源 99作为选择在任何给定时间具有一个以上的热点和温点。在该实例 中，由于位置A是热点，并且位置A内的更多热量传递到位置A (图 11中作为界面热点区域A)之上的界面层202，更多流体和/或较高速 度的液体流提供给热交换器200内的界面热点区域A，以便充分冷却位 置A。应该理解到虽然界面热点区域B表示为大于界面热点区域A，界 面热点区域A和B以及热交换器200内的任何其它界面热点区域可以 相互之间具有任何尺寸和/或构造。作为选择，如图ll所示，经由流体孔口 208A进入热交换器的流 体通过沿着中间层204流动到流入导管205A而引导到界面热点区域 A。流体接着沿着流入导管205A在Z方向上向下流动到界面层202的 界面热点区域A内。流体在微型通道210A之间流动，由此来自于位置 A的热量通过与界面层202的传导而传递到流体上。被加热的流体在界 面热点区域A内沿着界面层202朝着流体离开热交换器200的排出孔 口 209A流动。本领域普通技术人员将理解到任何数量的入口孔口 208 和排出孔口 209可用于特定界面热点区域或一组界面热点区域。另夕卜， 虽然排出孔口 209A表示成靠近界面层202A,排出孔口 209A作为选择 可垂直定位在任何其它位置上，包括但不局限于歧管层209B上。类似地，在图11所示的实例中，热源99在产生少于热源99的位置A热量的位置B处具有温点。进入孔口 208B的流体通过沿着中间层 204B流动到流入管道205B而引导到界面热点区域B。流体接着沿着流 入导管205B在Z方向上向下流动到界面层202的界面热点区域B。流 体在X和Y方向上在微型通道210之间流动，由此通过热源在位置B 产生的热量传递到流体。被加热的流体在界面热点区域B内沿着整个 界面层202B在Z方向上经由中间层204内的流出导管205B向上流动 到排出孔口 209B，由此流体离开热交换器200。作为选择，如图9A所示，热交换器200作为选择可包括定位在界 面层202之上的可透过蒸气的薄膜214。可透过蒸气的薄膜214与热 交换器200的内侧壁密封接触。薄膜构造成具有多个小开口，使得沿 着界面层202产生的蒸气经过其中到孔口 209。薄膜214还构造成疏 水性的，以便防止液体流体沿着界面层202流过薄膜214的开口。可 透过蒸气的薄膜114的更多细节在2003年2月12日提交的题为"VAPOR ESCAPE MICROCHANNEL HEAT EXCHANGER"的一同审查中的美国申请序 列号NO. 10/366128中描述，该专利结合于此作为参考。图12A表示按照本发明的热交换器300的分解视图。图12B表示 按照本发明的可选择热交换器300，的分解视图。如图12A和12B所示， 热交换器300、 300，包括界面层302、 302，以及连接其上的歧管层306、 306，。如上所述，热交换器300、 300，连接到热源(未示出)上，或者 作为选择完全结合在热源内(例如嵌置在微型处理器内)。本领域普通 技术人员将理解到界面层302、 302，大致是被封闭的，并且只出于说明 目的，在图12A中表示成暴露。最好是界面层302、 302，包括沿着底表 面301布置的多个立柱303。另外，立柱303作为选择具有如参考图 10A-10E描述那样的任何形状和/或径向分布的翅片303E。再者，界面 层302作为选择具有如上所述的任何其它的特征(例如微型通道、粗 糙表面)。界面层302以及层302内的结构还最好具有如上所述的相同 热传导性能，并且不再进行描述。虽然界面层302表示成比歧管层306 较小，本领域普通技术人员将理解到界面层302和歧管层306相互之 间并相对于热源99可以是任何其它尺寸。界面层302、 302，的其它特 征具有与如上所述的界面层相同的性能，并且将不更加详细描述。通常，使用歧管层306内的递送通道322，热交换器300减小热 交换器内的压力降。递送通道322垂直定位在歧管层306内，并且将流体垂直提供给界面层302，以便减小热交换器300内的压力降。如上 所述，由于流体沿着界面层在X和Y方向上流动长达显著的时间和/或 距离，压力降在热交换器300内形成或增加。经由多个递送通道322 通过将流体垂直压迫到界面层302，歧管层306减小X和Y方向上的流 动。换言之，流体的多个单独射流从上方直接施加在界面层302上。 递送通道322定位在相互隔开的最佳距离上，使得流体在X和Y方向 上并向上垂直流动离开界面层302。因此，离开最佳定位的通道322 的单独流路的力自然造成流体在向上流路内流动离开界面层302。另 外，单独通道322使得界面层302内的多个通道322内的流体流动分 化最大化，由此减小热交换器300内的压力降，同时有效地冷却热源 99。另外，热交换器300的构造使得热交换器300比其它热交换器具 有更小的尺寸，这是由于流体不需要在X和Y方向上流动大距离以便 充分冷却热源99。图12A所示的歧管层306包括两个单独的层。特别是，歧管层306 包括层308和层312。层308连接在界面层302和层312上。虽然图 12表示层312定位在层308之上，本领域普通技术人员将理解到层308 可选择地定位在层312之上。同样本领域普通技术人员将理解到按照 本发明可有选择地采用任何数量的层。图12B所示的可选择的歧管层306，包括三个单独层。特别是，歧 管层306，包括循环层304，、层308，和层312，。循环层304，连接在界面 层302，以及层308，上。层308，连接在循环层304，和层312，上。虽然图 12B表示层312，定位在层308，之上，本领域普通技术人员将理解到层 308，可选择地定位在层312，上。同样本领域普通技术人员将理解到按 照本发明可选择地采用任何数量的层。图12C表示按照本发明的循环层304，的透视图。循环层304，包括 顶表面304A，和底表面304B，。如图12B和12C所示，循环层3t)4，包括 延伸穿过其中的多个开口 322，。在一个实施例中，开口 322，的开口与 底表面340B，平齐。作为选择，开口 322，延伸超过底表面304B，，以便 将流体更加靠近地施加到界面层302，上。另外，循环层304，包括从顶 表面304A，延伸到底表面304B，以及如同圆柱形突出部在Z方向上垂直 伸出预定距离的多个开口 324，。本领域普通技术人员将理解到开口 322，、 324，可有选择地以一个角度延伸通过循环层，并且不需要完全垂直。如上所述，在一个实施例中，界面层302，(图12B)连接在循环 层304，的底表面304B，上。因此，流体进入界面层320，通过只在Z方 向上流过开口 322，进入界面层302，，并且通过只在Z方向上流过开口 324，而离开界面层302，。如下面描述那样，经由开口 322，进入界面层 302，的流体保持与通过循环层304，经由开口 324，离开界面层302，的流 体分离。如图12C所示，开口 324，的一部分最好具有从循环层304，在Z 方向上从底表面304A，延伸的圆柱形构件，使得流体流过开口 324，直接 到层312，内的走廊326，(图12F和12G)。最好是，圃柱形突出部如图 12C所示是圆形的，但是作为选择可具有其它的形状。但是沿着界面层 302，，流体从每个开口 322，在横向和垂直方向上流到相邻开口 324，。 最好是开口 322，和开口 324，相互隔热使得来自于经由歧管层306，离开 界面层302，的被加热流体的热量不扩散到经由歧管层306，流到界面层 302，上的冷却的流体中。图12D表示按照本发明的层308的实施例。如图12D所示，层308 包括顶表面308A和底表面308B。最好是，层308的底表面308B直接 连接到界面层302上，如图12A所示。层308包括具有多个流体递送 通道322的凹入走廊320，通道322最好将流体递送到界面层302。凹 入走廊320与界面层302密封接触，其中离开界面层302的流体围绕 走廊320内的通道302并在通道302之间流动，并且经由孔口 314离 开。应该注意到离开界面层302的流体不进入递送通道322。图12E表示按照本发明的层308，的可选择实施例的下侧的透视 图。层308，包括顶表面308A，和底表面308B，，由此层308B，的底表面 直接连接在循环层304，上(图12C)。层308，最好包括孔口 314，、走廊 320，以及在底表面308B，内的多个开口 3"，、 324，。本领域普通技术人 员将理解到层308，包括任何数量的孔口和走廊。图12E内的开口 322，、 324，构造成面向循环层304，。特别是，如图12E所示，开口 322，将进 入走廊320，的流体引导流入界面层302，，而开口 324，将流体从界面层 引导到层312'。开口 324，完全延伸通过层308，内的走廊320'。开口 324， 是单独和分开的，使得流过开口 324，的流体不与流过与开口 324，的柱 相关的流体混合或接触。开口 324，也可独立，以便确保流过每个开口 324，的流体沿着通过开口 324，提供的流路流动。最好是，开口 324，垂直构造。因此，流体被垂直引导经过歧管层306，的大部分。应该理解 到这适用于开口 322，，特别是在层定位在界面层和该层之间的情况 下。虽然开口或孔322表示成具有相同尺寸，开口 322可沿着长度具 有不同或变化的直径。例如，更靠近孔口 314的孔322可具有较小直 径，以便限制流过其中的流体。较小的孔322因此压迫流体沿着更加 远离孔口 314的开口 322向下流动。孑L 322的这种直径变化使得进入 界面层302的流体更加均勻分布。本领域普通技术人员将理解到孔322 的直径作为选择可以变化，以便在界面层302的公知界面热点区域内 进行冷却。本领域普通技术人员将理解到以上描述适用于开口 324，， 由此开口 324，的尺寸变化或改变，以便适用于来自于界面层302的均 匀；危出物。在一个实施例中，孔口 314将流体提供给层308以及界面层302。 图12D内的孔口 314最好经由层308的主体的一部分从顶表面308A延 伸到走廊320。作为选择，孔口 314从层308的侧面或底部延伸到走 廊320。最好是孔口 314连接到层312内的孔口 315上(图12A-12B)。 孔口 314通向走廊320，走廊如图12C所示封闭，或者如图12D所示 凹入。走廊320最好用来将流体从界面层302引导到孔口 314。作为 选择，走廊320将流体从孔口 314引导到界面层302。如图12F和12G所示，层312内的孔口 315最好与孔口 314对准 并连通。相对于图12A来说，流体最好经由孔口 316进入热交换器300， 并且流过走廊328向下到层308内的递送通道322，逐渐到界面层 302。相对于图12B来说，流体可作为选择地进入热交换器300，，经由 孔口 315，进入，并流过层308，内的孔口 314，，并且逐渐到界面层302，。 图12F内的孔口 315最好从顶表面312A延伸经过层312的主体。作为 选择，孔口 315从层312 —侧延伸。作为选择，层312不包括孔口 315， 由此流体经由孔口 314进入热交换器300 ( 12D和12E)。另外，层312 包括最好将流体引导到走廊328，的孔口 316。本领域普通技术人员将 理解到层包括任何数量的孔口和走廊。走廊328最好将流体引导到递 送通道322并逐渐到界面层302。图12G表示按照本发明的层312，的可选择实施例的透视下側视 图。层312，最好在图12E中连接在层308，上。如图12F所示，层312，在主体内包括沿着底表面312B暴露的凹入走廊区域328，。凹入走廊 328，与孔口 316，连通，由此流体直接从凹入走廊328，流到孔口 316，。 凹入走廊328，定位在层308，的顶表面308A，之上，使得流体从开口 324， 自由向上流到走廊328，。凹入走廊320，的周边和底表面312B，贴靠层 312，的顶表面308A，密封，使得来自于开口 324，的所有流体经由走廊 328，流到孔口 316。底表面312B，内的每个开口 330，与层308，内的相应 开口 321，对准并连通(图12E)，由此开口 330，与层308，的顶表面308A， 平齐定位(图12E)。作为选择，开口 330具有略微大于相应开口 324， 的直径的直径，由此开口 324，延伸通过开口 330，进入走廊328，。图12H表示按照本发明沿着线H-H截取的图12A的热交换器的截 面图。如图12H所示，界面层302连接在热源99上。如上所述，热交 换器300作为选择地与热源99整体形成单个部件。界面层302连接在 层308的底表面308B上。另外，层312最好连接在层308上，由此层 308的顶表面贴靠层312的底表面312B密封。层308的走廊320的周 边与界面层302连通。另外，层312内的走廊328与层308内的开口 322连通。层312的底表面312B贴靠层308的顶表面308A密封，使 得流体不在两个层308、 312之间泄漏。图121表示按照本发明沿着线I-I截取的图12B的可选择热交换 器的截面图。如图121所示，界面层302，连接在热源99，上。界面层 302，连接在循环层304，的底表面304B，上。同样，循环层304连接在层 308，上，由此循环层304，的顶表面304A，贴靠层208，的底表面308，密 封。另外层312，最好连接在层308，上，由此层308，的顶表面308A，贴 靠层312的底表面312B，密封。层308，的走廊320，的周边与循环层304， 的顶表面304A，的开口连通，使得流体不在两个层之间泄漏。另外，层 312，内的走廊328，的周边与循环层308，的顶表面308A，内的开口连 通，使得流体不在两个层之间泄漏。在操作中，如图12A和12H箭头所示，被冷却的流体经由层312， 内的孔口 316进入热交换器300。被冷却的流体沿着孔口 316向下流 动到走廊328，并且经由递送通道322向下流动到界面层302。走廊 320内的被冷却流体不与离开热交换器300的任何被加热流体混合或 接触。进入界面层302的流体与热源99内产生的热量进行热交换器并 吸收该热量。开口 322最佳配置成使得流体在界面层302内在X和Y方向上流过最小量的距离，以便减小热交换器300内的压力降，同时 有效冷却热源99。被加热流体接着在Z方向上从界面层302向上流动 到层308内的走廊320。离开歧管层306的被加热流体不与进入歧管 层306的任何被冷却流体混合或接触。被加热流体在进入走廊320时 流到孔口 314和315，并离开热交换器300。本领域普通技术人员将理 解到流体作为选择与图12A和12H的方式相反地流动，而不偏离本发 明的范围。在可选择的操作中，如图12B和121的箭头所示，被冷却的流体 经由层312，内的孔口 316，进入热交换器300，。被冷却流体沿着孔口 315，向下流到层308，内的孔口 314，。流体接着流入走廊320，，并且经 由循环层304，内的开口 322，向下流到界面层302，。但是，走廊320， 内的被冷却流体不与离开热交换器300，的任何被加热流体混合或接 触。进入界面层302，的流体与热源99内产生的热量进行热交换并吸收 该热量。如下面描述那样，开口 322，和开口 324，配置成使得流体沿着 界面层302，从每个开口 322，流过最佳的最近距离到相邻开口 324，，以 便减小其中的压力降，同时有效地冷却热源99。被加热流体接着在Z 方向上从界面层302，向上经由多个开口 324，流过层308，到层312，内 的走廊328，。在沿着开口 324，向上流动时，被加热流体不与进入歧管 层306，的任何被冷却流体混合或接触。被加热流体在进入层312，内的 走廊328，时流到孔口 316，并离开热交换器300，。本领域普通技术人员 将理解到流体可作为选择与图12B和121的方式相反地流动，而不偏 离本发明的范围。在歧管层306中，开口 322配置成使得流体在界面层302内流动 的距离最小，同时充分冷却热源99。在可选择的歧管层306，中，开口 322，和324，配置成使得流体在界面层302，内流动的距离最小，同时充 分冷却热源99。特别是，所示的开口 322，、 324，提供大致垂直流路， 使得流动在热交换器300，内在X和Y横向上最小。因此，热交换器300、 300，大大减小流体必须流动以便充分冷却热源99的距离，继而大大减 小热交换器300、 300，内产生的压力降。开口 322和/或开口 324的特定的配置和截面尺寸取决于多种因 素，包括但不局限于流动状态、温度、通过热源99产生的热量以及流 体流速。应该注意到虽然下面的描述涉及开口 322和324，应该理解到这些描述同样适用于单独的开口 322或开口 324。开口 322、 324相互隔开最佳距离，由此在热源99充分冷却到所 需温度时压力降最小。在此实施例中，通过改变各自开口的尺寸和位 置，开口 322和/或开口 324的配置和最佳距离使得开口 322、 324以 及通常穿过界面层302的流路单独优化。另外，此实施例中开口的配 置还显著增加了进入界面层的总流动的划分，以及通过进入每个开口 322的流体冷却的区域数量。在一个实施例中，开口 322、 324以交替构造或"棋盘，，图案布置 在歧管层306内，如图13和14所示。每个开口 322、 324隔开流体在 棋盘图案中流过的最少量的距离。但是，开口 322、 324必须相互分开 足够大的距离，以便将冷却流体提供给界面层302长达足够的时间。 如图13和14所示，最好是一个或多个开口 322靠近相应数量的开口 布置或反之亦然，使得进入界面层302的流体在离开界面层302之前 沿着界面层302流过最小量的距离。因此，如图所示，最好是开口 322、 324相互围绕径向分布，以有助于从任何开口 322流动最小量的距离到 最近的开口 324。例如，如图13所示，经由一个特定开口 322的进入 界面层302的流体经过最小阻力的路径到相邻开口 324。另外，虽然开 口可具有任何其它形状，开口 322、 324最好是圆形形状。另外，如上所述，虽然开口 324在附图中表示成作为圆柱形构件 从循环层304或层308、 312伸出，该开口可作为选择不从歧管层306 内的任何层伸出。同样最好是歧管层306围绕流体改变方向的区域具 有倒圆表面，以有助于减小热交换器300内的压力降。开口 322、 324的最佳距离构造以及尺寸取决于流体沿着界面层 302暴露之下的温度大小。同样重要的是用于开口 322、 324内的流路 的截面尺寸足够大，以便减小热交换器300内的压力降。对于流体沿 着界面层302只进行单相流动的情况，每个开口 322最好通过多个相 邻开口 324以对称六边形配置围绕，如图13所示。另外，对于单相流 动来说，最好是开口的数量在循环层304内大致相等。另外，对于单 相流动来说，开口 322、 324最好是相同直径。本领域普通技术人员将 理解到作为选择可以考虑其它配置以及开口 322、 324的任何比例。对于流体沿着界面层302进行两相流动的情况来说，开口 322、 324的非对称配置最好用来适应两相流体的加速。但是，对于两相流动34也可考虑开口 322、 324的对称配置。例如，开口 322、 324可以对称 布置在循环层304内，由此开口 324具有比开口 322大的开口。作为 选择，对于两相流动来说，在循环层304内使用图13所示的六边形对 称配置，由此与开口 322相比，更多开口 324位于循环层304内。应该注意到循环层内的开口 322、 324可作为选择地配置成冷却热 源99内的热点。因此，例如两个开口 322可选择地相互靠近定位在循 环层304内，由此两个开口 322靠近界面热点区域或在其之上定位。 应该理解到适当数量的开口 324靠近两个开口 322定位以便减小界面 层302内的压力降。因此，两个开口 322将冷却流体供应到界面热点 区域，以便如上所述迫使界面热点区域形成均匀的大致相同的温度。如上所述，热交换器300相对于其它热交换器具有显著的优点。 由于减小了垂直流路造成的压力降，作为选择，热交换器300的构造 可利用中等性能的泵。另外，热交换器300的构造使得入口和流路沿 着界面层302单独优化。另外，分离的层形成定制设计的基础，从而 优化热传导的均匀性、减小压力降以及单独部件的尺寸。热交换器300 的构造还减小了其中流体进行两相流动的系统中的压力降，并由此可 用于单相和两相系统。另外，如下面描述那样，热交换器适应许多不同的制造方法，并出于容差的目的，可以调节部件的几何形状。下面将描述如何制造和生产热交换器100以及热交换器100内的 单独层的细节。虽然图3B的热交换器IOO和其中的单独层出于简明目 的而筒单描述，下面描述适用于本发明的热交换器。本领域普通技术 人员将理解到虽然相对于本发明描述了制造/生产的细节，制造和生产 的细节作为选择还适用于传统热交换器以及如图1A-1C所示的利用一 个流体入口孔口和一个流体孔口的两层和三层热交换器。最好是，界面层具有大致等于热源99的热膨胀系数(CTE)。因此， 界面层最好与热源99相对应地膨胀和收缩。作为选择，界面层302的 材料具有不同于热源材料的CTE的CTE。由例如硅的材料制成的界面层 302具有与热源99匹配的CTE，并且具有足够的热传导性，以便从热 源99将热量充分地传递到流体。但是，作为选择，其它材料可用于具 有与热源99匹配的CTE的界面层302。界面层最好具有高的热传导性，使得热源99和沿着界面层302流 动的流体之间进行充分传导，使得热源99不过热。界面层最好由具有100W/m-K的高的热传导性的材料制成。但是，本领域普通技术人员将 理解到界面层302具有大于或小于100W/m-K的热传导性，并且不局限 于此。为了实现优选的热传导性，界面层最好由铜制成。作为选择，界 面层由任何其它材料制成，该材料包括但不局限于单晶介电材料、金 属、铝、镍、半导体衬底、例如硅、科瓦铁镍钴合金、金刚石、合成 物或任何适当的合金。界面层302的可选择的材料是形成图案或模制 的有机网格。结合细节，对于特定实施例描述本发明，以有助于理解本发明的 构造和操作原理。因此，这里对于特定实施例及其细节的参考不打算 限制所附的权利要求的范围。本领域普通技术人员将理解到可以对所 选实施例进行变型，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种制造具有微型通道的热交换器的方法，该方法包括a.使用材料去除工艺形成穿过多个热传导层的多个微观开口以便形成多个窗口层；以及b.将多个窗口层连接在一起以便形成合成微观结构。
2. 如权利要求l所述的制造热交换器的方法，其特征在于，热传 导层包括铜。
3. 如权利要求l所述的制造热交换器的方法，其特征在于，多个 窗口层通过铜焊连接在一起。
4. 如权利要求3所述的制造热交换器的方法，其特征在于，铜焊 通过包括银的铜焊材料完成。
5. 如权利要求3所述的制造热交换器的方法，其特征在于， 一个 或多个层在铜焊之前镀覆铜焊材料。
6. 如权利要求1所述的制造热交换器的方法，其特征在于，还包 括在将多个窗口层连接在一起之前在多个窗口层的每个层内对准开口 的步骤。
7. 如权利要求l所述的制造热交换器的方法，其特征在于，材料 去除工艺是各向同性湿蚀刻工艺。
8. 如权利要求7所述的制造热交换器的方法，其特征在于，各向 同性湿蚀刻工艺选自包括光化学加工、贯穿掩模化学蚀刻、贯穿掩模 电化学蚀刻、电子蚀刻以及电子化学微型加工的组中。
9. 如权利要求1所述的制造热交换器的方法，其特征在于，合成 微型结构包括微型网格。
10. 如权利要求1所述的制造热交换器的方法，其特征在于，使 用材料去除工艺形成穿过多个热传导层的每个层的微观开口的步骤包 括在每个热传导层的第一侧内形成第一微型图案，并且在热传导层的 第二侧内形成第二微型图案。
11. 如权利要求10所述的制造热交换器的方法，其特征在于，第 一和第二微型图案是互补的，以便在热传导层内形成连续的微型通 道。
12. 如权利要求IO所述的制造热交换器的方法，其特征在于，第 一和笫二微型图案设计成在热传导层内形成重叠的微型网格结构。
13. 如权利要求1所述的制造热交换器的方法，其特征在于，合 成微型结构包括多个微型通道。
14. 如权利要求1所述的制造热交换器的方法，其特征在于，热 传导层具有大约50和大约250微米之间的厚度。
15. 如权利要求1所述的制造热交换器的方法，其特征在于，形 成在热传导层内的微观开口具有大约50和大约300微米之间的尺寸。
16. —种制造包括热传导的高表面容积比材料(HSVRM)结构的微 型热交换器的方法，该方法包括a. 提供由第一材料制成的盖结构；b. 将歧管结构与盖结构连接，其中歧管结构由第二材料制成，并 且构造成分配冷却流体；c. 使用材料去除工艺，形成穿过包括热传导材料的多个热传导层 的多个微观开口，以便形成多个窗口层；d. 将多个窗口层连接在一起以便形成包括热传导材料的合成 HSVRM结构，其中形成在多个热传导层的每个层内的HSVRM结构设计 成在热传导层连接在一起时形成合成HSVRM结构；e. 将合成HSVRM结构与歧管结构和盖结构连接在一起，使得歧管 层构造成将流体递送到HSVRM结构；以及f. 将包括笫三材料的平底座结构与合成HSVRM结构、歧管结构和 盖结构连接在一起以便形成微型热交换器。
17. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，热传导层包括铜。
18. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，盖结构、歧管结构、多个窗口层以及平底座结构都通过铜焊连接 在一起。
19. 如权利要求18所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，铜焊通过包括银的铜焊材料完成。
20. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，还包括在将多个窗口层连接在一起之前在多个窗口层的每个层内 对准开口的步骤。
21. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，微观开口通过各向同性湿蚀刻工艺形成在热传导层内。
22. 如权利要求21所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，各向同性湿蚀刻工艺选自包括光化学加工、贯穿掩模化学蚀刻、 贯穿掩模电化学蚀刻、电子蚀刻以及电子化学微型加工的组中。
23. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，合成HSVRM结构包括微型网格。
24. 如权利要求23所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，通过材料去除工艺形成穿过多个热传导层的每个层的微观开口的 步骤包括在每个热传导层的笫一侧内形成第一微型图案，并且在热传 导层的第二侧内形成第二微型图案。
25. 如权利要求24所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，笫一和第二微型图案是互补的，以便在热传导层内形成连续的微 型通道。
26. 如权利要求24所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，第一和第二微型图案设计成在热传导层内形成重叠的微型网格结 构。
27. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，合成HSVRM结构包括多个微型通道。
28. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，还包括平底座结构的精加工。
29. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，还包括在盖结构内形成多个流体孔口。
30. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，包括合成HSVRM结构的多个热传导层的数量和厚度被选择成优化 微型热交换器的压力降和热阻性能。
31. 如权利要求16所述的制造热交换器的方法，其特征在于，热 传导层具有大约50和大约250微米之间的厚度。
32. 如权利要求16所述的制造微型热交换器的方法，其特征在 于，形成在热传导层内的微观开口具有大约50和大约300微米之间的 尺寸。
33. —种包括多个热传导层的微型结构化的热交换器，每个热传 导层具有通过材料去除而形成的多个细长微观开口，其中多个细长微 观开口对准，并且多个热传导层连接在一起以便形成HSVRM结构，其中笫一热传导层内的每个细长开口与至少一个相邻的热传导层的三个 以上的细长开口连通。
34. 如权利要求33所述的微型结构化的热交换器，其特征在于， 多个窗口层通过铜焊连接在一起。
35. 如权利要求33所述的微型结构化的热交换器，其特征在于， 铜焊通过包括银的铜焊材料完成。
36. 如权利要求33所述的微型结构化的热交换器，其特征在于， 材料去除是各向同性的。
37. 如权利要求33所述的微型结构化的热交换器，其特征在于，多个热传导层的数量和厚度被选择成优化微型结构化的热交换器的压 力降和热阻性能。
38. —种包括多个热传导层的微型结构化的热交换器，每个热传 导层具有通过材料去除而形成的多个细长微观开口，其中多个细长微 观开口对准，并且多个热传导层连接在一起以便形成HSVRM结构，其 中第一热传导层内的每个细长开口与任何相邻的热传导层的唯——个 细长开口连通。
39. 如权利要求38所述的微型结构化的热交换器，其特征在于， 多个细长微观开口在多个热传导层的每个层内是相同的。
40. 如权利要求38所述的微型结构化的热交换器，其特征在于， 材料去除是各向同性的。
41. 如权利要求38所述的微型结构化的热交换器，其特征在于， 窗口层通过铜焊连接在一起。
42. 如权利要求38所述的微型结构化的热交换器，其特征在于， 多个热传导层的数量和厚度被选择成优化微型结构化的热交换器的压 力降和热阻性能。
43. —种制造具有微型通道的热交换器的方法，该方法包括a. 使用材料沉积工艺形成多个窗口层，窗口层包括热传导材料并 包括多个微7见开口；以及b. 将多个窗口层连接在一起以便形成合成微观结构。
全文摘要
披露一种制造用于热交换器的微型结构的结构和方法。热交换器包括歧管层和微型结构化区域。歧管层包括将流体递送到微型结构化区域的结构。微型结构化区域由多个窗口层形成，窗口层由热传导层形成，通过湿蚀刻工艺，多个微观开口穿过热传导层形成。多个窗口层接着连接在一起以便形成合成微观结构。
文档编号B23P15/26GK101248327SQ200680007455
公开日2008年8月20日 申请日期2006年1月6日 优先权日2005年1月7日
发明者G·乌帕达亚, M·蒙奇, M·达塔, M·麦马斯特, P·周, P·曹, R·布鲁尔 申请人:库利吉公司