(57)【要約】  熱源と熱交換器との間の効率的な熱輸送のために金属ＴＩＭを用いる熱交換システムを提供する。熱源は、好ましくは、回路板に連結された集積回路である。金属ＴＩＭは、好ましくは、インジウムを含む。金属ＴＩＭは、独立した金属ＴＩＭ箔又は金属材料の堆積層である。金属ＴＩＭ箔は、クランピングによって、十分な圧力を加えることによって熱交換器の第１の表面及び集積回路の第１の表面に機械的に接合される。分解は、熱交換器、金属ＴＩＭ箔及び集積回路のクランプを解除することによって行われる。一旦、分解されると、熱交換器及び金属ＴＩＭ箔は、再び使用することができる。金属ＴＩＭが熱交換器に堆積されている場合、分解によって、熱交換サブアセンブリを再使用することができる。
2009525616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．熱交換器と、
ｂ．熱源と、
ｃ．上記熱交換器と、上記熱源との間に熱伝導可能に連結された金属熱接触層材料とを備え、
上記金属熱接触層材料は、上記熱交換器に機械的に接合されることを特徴とする熱交換システム。
【請求項２】
上記熱交換器は、銅を含むことを特徴とする請求項１記載の熱交換システム。
【請求項３】
上記熱交換器は、熱伝導性の熱拡散板であることを特徴とする請求項１記載の熱交換システム。
【請求項４】
上記熱交換器は、液体ベースの熱交換器であることを特徴とする請求項１記載の熱交換システム。
【請求項５】
上記液体ベースの熱交換器から液体が供給され、及び該液体ベースの熱交換器に液体を供給する除熱器を更に備える請求項４記載の熱交換システム。
【請求項６】
当該熱交換システムを介して液体をポンピングするポンプを更に備える請求項５記載の熱交換システム。
【請求項７】
上記ポンプは、機械ポンプを含むことを特徴とする請求項６記載の熱交換システム。
【請求項８】
上記ポンプは、電気浸透流ポンプを含むことを特徴とする請求項６記載の熱交換システム。
【請求項９】
上記熱源は、集積回路を含むことを特徴とする請求項１記載の熱交換システム。
【請求項１０】
上記金属熱接触層材料は、上記熱交換器の第１の表面に堆積又はメッキされた金属層を含むことを特徴とする請求項１記載の熱交換システム。
【請求項１１】
上記堆積又はメッキされた金属層は、インジウムを含むことを特徴とする請求項１０記載の熱交換システム。
【請求項１２】
上記堆積又はメッキされた金属層は、約２μｍから１００μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１０記載の熱交換システム。
【請求項１３】
上記堆積又はメッキされた金属層は、約１０μｍから３０μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１０記載の熱交換システム。
【請求項１４】
上記金属熱接触層材料は、熱接触層材料箔を含むことを特徴とする請求項１記載の熱交換システム。
【請求項１５】
上記熱接触層材料箔は、上記熱交換器に機械的に接合されていることを特徴とする請求項１４記載の熱交換システム。
【請求項１６】
上記熱接触層材料箔は、インジウムを含むことを特徴とする請求項１４記載の熱交換システム。
【請求項１７】
上記熱接触層材料箔は、約１０μｍから約２ｍｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１４記載の熱交換システム。
【請求項１８】
上記熱接触層材料箔は、約２０μｍから約１ｍｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１４記載の熱交換システム。
【請求項１９】
上記金属熱接触層材料を上記熱源に機械的に接合するクランプを更に備える請求項１記載の熱交換システム。
【請求項２０】
ａ．熱交換器と、
ｂ．熱源と、
ｃ．上記熱交換器と、上記熱源との間に熱伝導可能に連結された金属熱接触層材料とを備え、
上記金属熱接触層材料は、ぬれ層を用いることなく、上記熱源に接合されることを特徴とする熱交換システム。
【請求項２１】
上記金属熱接触層材料は、上記熱交換器の第１の表面に堆積又はメッキされた金属層を含むことを特徴とする請求項２０記載の熱交換システム。
【請求項２２】
上記堆積又はメッキされた金属層は、インジウムを含むことを特徴とする請求項２１記載の熱交換システム。
【請求項２３】
上記堆積又はメッキされた金属層は、約２μｍから１００μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項２１記載の熱交換システム。
【請求項２４】
上記堆積又はメッキされた金属層は、約１０μｍから３０μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項２１記載の熱交換システム。
【請求項２５】
上記熱交換器及び上記堆積した金属層は、該堆積した金属層が上記熱源に熱伝導可能に連結されるように、該熱源に機械的に接合されていることを特徴とする請求項２１記載の熱交換システム。
【請求項２６】
上記金属熱接触層材料は、熱接触層材料箔を含むことを特徴とする請求項２０記載の熱交換システム。
【請求項２７】
上記熱接触層材料箔は、上記熱交換器及び上記熱源に機械的に接合されていることを特徴とする請求項２６記載の熱交換システム。
【請求項２８】
上記熱接触層材料箔は、インジウムを含むことを特徴とする請求項２６記載の熱交換システム。
【請求項２９】
上記熱接触層材料箔は、約１０μｍから約２ｍｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項２６記載の熱交換システム。
【請求項３０】
上記熱接触層材料箔は、約２０μｍから約１ｍｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項２６記載の熱交換システム。
【請求項３１】
上記金属熱接触層材料を上記熱源に機械的に接合するクランプを更に備える請求項２０記載の熱交換システム。
【請求項３２】
ａ．熱交換器と、
ｂ．熱源と、
ｃ．上記熱交換器の第１の表面に熱伝導可能に連結される第１の表面と、上記熱源の第１の表面に熱伝導可能に連結される第２の表面とを有する金属熱接触層材料と、
ｄ．上記熱交換器を上記金属熱接触層材料に機械的に接合するとともに、上記熱源を該金属熱接触層材料に機械的に接合するクランプとを備える熱交換システム。
【請求項３３】
上記金属熱接触層材料は、熱接触層材料箔を含むことを特徴とする請求項３２記載の熱交換システム。
【請求項３４】
上記熱接触層材料箔は、インジウムを含むことを特徴とする請求項３３記載の熱交換システム。
【請求項３５】
上記熱接触層材料箔は、約１０μｍから約２ｍｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項３３記載の熱交換システム。
【請求項３６】
上記熱接触層材料箔は、約２０μｍから約１ｍｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項３３記載の熱交換システム。
【請求項３７】
ａ．熱交換器と、
ｂ．熱源と、
ｃ．上記熱交換器の第１の表面に堆積又はメッキされ、上記熱源の第１の表面に熱伝導可能に連結される第１の表面を有する金属熱接触層材料と、
ｄ．上記金属熱接触層材料の第１の表面を上記熱源の第１の表面に機械的に接合するクランプ手段とを備える熱交換システム。
【請求項３８】
上記金属熱接触層材料は、インジウムを含むことを特徴とする請求項３７記載の熱交換システム。
【請求項３９】
熱交換システムを組み立てる熱交換システム組立方法において、
ａ．熱交換器、金属熱接触層材料箔及び熱源を３個の独立した部品として準備する工程と、
ｂ．上記熱交換器と上記熱源との間に上記金属熱接触層材料箔を配置する工程と、
ｃ．上記熱交換器、上記金属熱接触層材料箔及び上記熱源を機械的に接合し、該熱交換器と該金属熱接触層材料箔との間に第１の熱接触層を形成し、該金属熱接触層材料箔と該熱源との間に第２の熱接触層を形成する工程とを有する熱交換システム組立方法。
【請求項４０】
上記機械的に接合する工程は、上記熱交換器、上記金属熱接触層材料箔及び上記熱源を一緒にクランプする工程を有することを特徴とする請求項３９記載の熱交換システム組立方法。
【請求項４１】
上記熱交換器、上記金属熱接触層材料箔と上記熱源のクランプを解除し、該熱交換器、該金属熱接触層材料箔及び該熱源を独立した部品にする工程を更に有する請求項４０記載の熱交換システム組立方法。
【請求項４２】
上記熱交換器及び上記金属熱接触層材料箔の一方又は両方を再使用し、他の熱交換システムを組み立てる工程を更に有する請求項４１記載の熱交換システム組立方法。
【請求項４３】
上記第１の熱接触層及び上記第２の熱接触層を形成する工程は、ぬれ層を用いないことを特徴とする請求項３９記載の熱交換システム組立方法。
【請求項４４】
上記第１の熱接触層及び上記第２の熱接触層を形成する工程は、室温で実行されることを特徴とする請求項３９記載の熱交換システム組立方法。
【請求項４５】
熱交換システムを組み立てる熱交換システム組立方法において、
ａ．熱交換器及び熱源を独立した部品として準備する工程と、
ｂ．上記熱交換器の第１の表面に金属熱接触層材料の層を堆積し、熱交換サブアセンブリを形成する工程と、
ｃ．上記熱交換サブアセンブリを上記熱源上に配置する工程と、
ｄ．上記熱交換サブアセンブリを上記熱源に機械的に接合し、上記堆積された金属熱接触層材料との間に熱接触層を形成する工程とを有する熱交換システム組立方法。
【請求項４６】
上記機械的に接合する工程は、上記熱交換サブアセンブリ及び上記熱源を一緒にクランプする工程を有することを特徴とする請求項４５記載の熱交換システム組立方法。
【請求項４７】
上記熱交換サブアセンブリと上記熱源のクランプを解除し、該熱交換サブアセンブリ及び該熱源を独立した部品にする工程を更に有する請求項４６記載の熱交換システム組立方法。
【請求項４８】
上記熱交換サブアセンブリを再使用し、他の熱交換システムを組み立てる工程を更に有する請求項４７記載の熱交換システム組立方法。
【請求項４９】
上記熱接触層を形成する工程は、ぬれ層を用いないことを特徴とする請求項４５記載の熱交換システム組立方法。
【請求項５０】
上記熱接触層を形成する工程は、室温で実行されることを特徴とする請求項４５記載の熱交換システム組立方法。
【請求項５１】
熱交換システムを組み立てる熱交換システム組立方法において、
ａ．熱交換器、インジウム箔及び半導体ダイを３個の独立した部品として準備する工程と、
ｂ．上記半導体ダイ及び上記インジウム箔を、１０％のＨＣｌ溶液で洗浄する工程と、
ｃ．上記半導体ダイ及び上記インジウム箔を、脱イオン水ですすぐ工程と、
ｄ．上記半導体ダイ及び上記インジウム箔を、アセトンで乾燥する工程と、
ｅ．上記半導体ダイ上に上記インジウム箔を配置する工程と、
ｆ．上記熱交換器をアセトンで洗浄する工程と、
ｇ．上記インジウム箔上に熱交換器を配置する工程と、
ｈ．上記熱交換器、上記インジウム箔及び上記半導体ダイを一緒にクランプする工程とを有する熱交換システム組立方法。
【請求項５２】
熱交換システムを組み立てる熱交換システム組立方法において、
ａ．熱交換器及び半導体ダイを独立した部品として準備する工程と、
ｂ．上記熱交換器の第１の表面にインジウム膜を電気メッキし、熱交換サブアセンブリを形成する工程と、
ｃ．上記メッキされたインジウムを、１０％のＨＣｌ溶液で洗浄する工程と、
ｄ．上記メッキされたインジウムを、脱イオン水ですすぐ工程と、
ｅ．上記メッキされたインジウムを、アセトンで乾燥する工程と、
ｆ．上記半導体ダイを、１０％のＨＣＬ溶液で洗浄する工程と、
ｇ．上記半導体ダイを、脱イオン水ですすぐ工程と、
ｈ．上記半導体ダイを、アセトンで乾燥する工程と、
ｇ．上記半導体ダイ上に上記メッキされたインジウムを配置する工程と、
ｈ．上記熱交換サブアセンブリ及び上記半導体ダイを一緒にクランプする工程とを有する熱交換システム組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱デバイスを冷却する熱交換システム及びこの熱交換システムの組立方法に関する。詳しくは、本発明は、効率的な熱交換のための再使用可能な金属ＴＩＭに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路は、動作時に熱を発生させる。集積回路の処理能力が高い程、発生する熱の量も多い。現在のマイクロプロセッサアセンブリでは、集積回路から発生する熱を取り除くために、集積回路又はダイは、熱交換器に熱伝導可能に連結される。熱交換器は、通常、ダイの上に配置される。１つの方法では、熱交換器は、熱伝導性のグリース等のポリマ放熱材料（thermal interface material：ＴＩＭ）によって、ダイに熱伝導可能に連結される。しかしながら、ポリマＴＩＭの熱伝導率は、比較的低く、この結果、ダイから熱交換器への熱輸送にとって、大きな障壁となっている。
【０００３】
他の方法として、はんだ付け技術も用いられており、この方法は、はんだ材料によるダイ及び熱交換器の両方の上に形成されたぬれ層との熱リフローを含む。米国特許番号第６，５０４，２４２号は、このような方法を開示している。この米国特許番号第６，５０４，２４２号は、銅製の第１の熱拡散板と、この銅製の第１の熱拡散板上にメッキされた薄いニッケル層とを備える熱拡散板組立部品を開示している。熱拡散板組立部品は、インジウムブロックと、熱拡散板組立部品及び半導体パッケージ組立部品の両方の上に形成された個別のぬれ層とを用いて、半導体パッケージ組立部品に熱伝導可能に連結される。詳しくは、米国特許番号第６，５０４，２４２号では、熱拡散板組立部品の底面に金層をメッキしている。金層は、後のリフロープロセスの間、インジウムブロックのぬれ層として機能する。更に、半導体パッケージ組立部品の上面には、複数の層からなる積層構造の各層が連続して堆積される。この積層構造は、チタニウムと、ニッケルバナジウム合金と、金層とを含み、金層は、後のリフロー工程の間、インジウムブロックのためのぬれ層として機能する。
【０００４】
例えば米国特許番号第６，５０４，２４２号に開示されているようなはんだ付け技術を用いる１つの短所は、各熱交換器又は熱拡散板及び集積回路が、ＴＩＭとの接合のためにぬれ面（wet surface）を必要とするという点である。このような要求により、処理工程が多くなる。他の短所として、リフロー工程は、ＴＩＭの加熱及び冷却を必要とし、ゆえに、集積回路の更なる処理工程が必要となるだけでなく、集積回路又は周囲の組立部品に損傷が生じる虞がある。また、これらの幾つかの工程には、複雑な真空処理も含まれる。更なる短所として、一旦、リフロー工程が実行されると、このプロセスは、不可逆であり、ＴＩＭは、再使用できない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施の形態は、熱源と熱交換器との間の効率的な熱輸送のために金属ＴＩＭを用いる熱交換システムを提供する。熱源は、好ましくは、回路板に連結された集積回路である。金属ＴＩＭは、好ましくは、熱伝導性を有し、比較的「柔らかい」材料であるインジウムを含む。第１の実施の形態では、集積回路と熱交換器との間に薄い金属ＴＩＭ箔が配設される。金属ＴＩＭ箔は、クランピングによって、十分な圧力を加えることによって熱交換器の第１の表面及び集積回路の第１の表面に機械的に接合される。熱交換器を集積回路にクランプするために、周知の如何なるクランプ手段を用いてもよい。このようなクランプ手段は、当分野では周知である。第１の実施の形態に基づく熱交換システムの組立は、室温組立工程として実行される。分解は、熱交換器、金属ＴＩＭ箔及び集積回路のクランプを解除（un-clamping）することによって行われる。一旦、分解されると、熱交換器及び金属ＴＩＭ箔は、再び使用することができる。
【０００６】
第２の実施の形態では、熱交換器の第１の表面に金属ＴＩＭを堆積し、熱交換サブアセンブリを形成する。金属ＴＩＭは、以下に限定されるわけではないが、電気メッキ又は電子ビーム蒸着を始めとして、従来の如何なる方法を用いて堆積させてもよい。第１の実施の形態と同様に、熱交換サブアセンブリ上の金属ＴＩＭは、周知の何らかのクランプ手段を用いて、集積回路の第１の表面に機械的に接合される。金属ＴＩＭの熱交換器への電気メッキ又は電子ビーム蒸着を例外とすれば、第２の実施の形態に基づく熱交換システムの組立工程は、室温組立工程である。熱交換サブアセンブリと集積回路のクランプを解除することによって、熱交換システムを分解することができる。この分解によって、熱交換サブアセンブリを再使用することができる。
【０００７】
本発明の熱交換システムは、多くの利点を有する。１つの利点として、金属ＴＩＭによって、効率的な熱交換を実現することができる。第２の利点として、組立工程を単純化でき、室温で行うことができる。第３の利点として、組立工程は、再実行可能であり、すなわち、熱交換器、金属ＴＩＭ箔及び熱交換サブアセンブリを再使用することができる。第４の利点として、金属ＴＩＭは、そのコンプライアンス性によって、ストレスを吸収するクッションとして機能し、熱交換器から集積回路に伝えられるストレスを最小化する。
【０００８】
これらの及び他の利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面に基づく熱交換システムの実施の形態によって明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に基づく熱交換システム１０の部品を示している。図１は、熱交換システム１０が組み立てられる前の部品を示している。熱交換システム１０は、熱交換器２０、金属ＴＩＭ箔３０及び熱源４０を含む。熱交換システム１０は、如何なる熱発生デバイスを冷却するために用いてもよいが、熱源４０は、好ましくは、集積回路である。集積回路４０は、好ましくは、プリント基板（図示せず）に連結される。金属ＴＩＭ箔３０は、好ましくは、インジウムを含む。インジウムは、比較的コンプライアンス性が高い、すなわち柔軟な材料である。したがって、金属ＴＩＭ箔３０は、集積回路４０と接触するように押圧されると、クッションとして機能する。このようにして、少なくとも２つの異なる方法で、集積回路４０に加えられるストレスが最小化される。第１に、金属ＴＩＭ箔３０及び熱交換器２０の重みによって集積回路４０に加えられるストレスは、インジウムのコンプライアンス性のために実質的に吸収される。第２に、熱交換システム１０の部品を所定の位置に押圧するクランピング圧力によって生じるストレスも最小化される。金属ＴＩＭ箔３０の有効性を最大にするために、好適な厚さのインジウム材料が使用される。金属ＴＩＭ箔３０が薄すぎると、インジウム材料は、ストレスを実質的に吸収するための十分なコンプライアンス性を提供しない。金属ＴＩＭ箔３０が厚すぎると、インジウム材料の熱伝導性が不十分になる。金属ＴＩＭ箔３０の厚さの範囲は、好ましくは、約１０マイクロメートル（μｍ）〜約２ミリメートル（ｍｍ）である。金属ＴＩＭ箔３０の厚さは、約２５μｍから約１ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００１０】
熱交換器２０は、好ましくは、液体ベースの冷却装置である。これに代えて、熱交換器２０は、熱伝導可能に連結された他のデバイスから、共通の接触面を介して熱を受け取る従来の如何なる熱交換デバイスであってもよい。熱交換器２０は、好ましくは、銅を材料とする。これに代えて、熱交換器２０は、如何なる熱導電材料を材料としてもよい。図１に示すように、熱交換器２０を金属ＴＩＭ箔３０に連結し、又は集積回路４０を金属ＴＩＭ箔３０に連結するために、如何なるぬれ層も使用していない。
【００１１】
熱交換システムの第２の実施の形態では、金属ＴＩＭ箔を金属ＴＩＭ１３０の堆積層（以下、金属ＴＩＭ層１３０という。）に置き換える。図２は、第２の実施の形態に基づく熱交換システム１１０の部品を示している。図１と同様に、図２は、熱交換システム１１０が組み立てられる前の部品を示している。熱交換システム１１０は、熱交換サブアセンブリ１５０及び集積回路４０を含む。熱交換サブアセンブリ１５０は、熱交換器１２０を備え、熱交換器１２０上には、金属ＴＩＭ層１３０が堆積されている。金属ＴＩＭ層１３０は、好ましくは、熱交換器１２０の底面に堆積される。これに代えて、集積回路の表面に金属ＴＩＭ層を堆積させてもよい。インジウムは、シリコンに直接堆積させることができないので、この代替的な方法では、シリコン上に、インジウム層を堆積させる前に、金属層、例えば、Ｔｉ／Ｃｕを堆積させることが必要である。熱交換器１２０は、好ましくは、熱交換器２０（図１）と同様に機能する。金属ＴＩＭ層１３０は、好ましくは、インジウムを含む。金属ＴＩＭ層１３０は、好ましくは、メッキ蒸着又は電子ビーム蒸着される。これに代えて、金属ＴＩＭ層１３０は、周知の如何なる方法を用いて堆積させてもよい。金属ＴＩＭ層１３０の厚さの範囲は、好ましくは、約２μｍ〜１００μｍである。より好ましくは、金属ＴＩＭ層１３０の厚さの範囲は、約１０μｍ〜３０μｍである。
【００１２】
図３は、組み立てられた熱交換システム１０、１１０を示している。金属ＴＩＭ３０、１３０は、集積回路４０の上面に押圧される。これによって、金属ＴＩＭ３０、１３０は、集積回路４０に機械的に接合される。金属ＴＩＭ３０、１３０は、物理的には、集積回路４０に接着されない。第１の実施の形態では、金属ＴＩＭ箔３０は、熱交換器２０に機械的に接合される。
【００１３】
各部品は、金属ＴＩＭ３０、１３０を挟んで、熱交換器２０、１２０を集積回路４０にクランプすることによって、機械的に接合される。この場合、周知の如何なるクランプ器具を用いてもよい。例えば、クランプ又はばねで付勢されたクランプを用いて、集積回路４０が接続されている回路板に熱交換器２０、１２０を押しつけてもよい。他の具体例としてねじを用いて熱交換器２０、１２０を回路板に固定してもよい。この場合、金属ＴＩＭ３０、１３０と集積回路４０との間に熱接触層が形成されるように、十分なクランピング圧力が印加される。金属ＴＩＭ箔３０が熱交換器２０から独立した部品である第１の実施の形態の場合、金属ＴＩＭ箔３０と熱交換器２０との間にも熱接触層が形成されるように、十分な圧力が印加される。
【００１４】
個別の部品を機械的に接合する構成では、部品を分解して、再使用することができる。第１の実施の形態では、熱交換器２０、金属ＴＩＭ箔３０及び集積回路４０のクランプが解除され、熱交換器２０及び金属ＴＩＭ箔３０を個別に再使用できる。第２の実施の形態では、熱交換サブアセンブリ１５０と集積回路４０のクランプが解除され、熱交換サブアセンブリ１５０を再使用できる。
【００１５】
図４は、熱交換システムを組み立てる第１の手順を示している。ステップ２０５において、発熱デバイス、例えば集積回路４０（図１）及び金属ＴＩＭ箔、例えば金属ＴＩＭ箔３０（図１）を洗浄する。発熱デバイス及び金属ＴＩＭ箔は、好ましくは、１０％のＨＣｌ溶液で洗浄する。次に、ステップ２１０において、好ましくは、脱イオン水で、発熱デバイス及び金属ＴＩＭ箔をすすぐ。ステップ２１５では、好ましくは、アセトンで、発熱デバイス及び金属ＴＩＭ箔を乾燥させる。ステップ２０５〜ステップ２１５では、発熱デバイス及び金属ＴＩＭ箔を同時に洗浄し、すすぎ、乾燥させるように説明しているが、発熱デバイス及び金属ＴＩＭ箔は、個別に洗浄し、すすぎ、乾燥させてもよい。
【００１６】
ステップ２２０では、金属ＴＩＭ箔を発熱デバイスの上に配置する。金属ＴＩＭ箔は、好ましくは、金属ＴＩＭ箔の底面が発熱デバイスの上面に接触するように配置される。ステップ２２５では、例えば、好ましくは、アセトンで、熱交換器、例えば熱交換器２０（図１）を洗浄する。発熱デバイス上に金属ＴＩＭ箔を配置する前に熱交換器を洗浄してもよい（ステップ２２０）。また、熱交換器の洗浄は、アセトンで、発熱デバイス及び金属ＴＩＭ箔の乾燥と並行して行ってもよい（ステップ２１５）。ステップ２３０では、好ましくは、脱イオン水で、熱交換器をすすぐ。ステップ２３５では、好ましくは、アセトンで、熱交換器を乾燥させる。
【００１７】
ステップ２４０では、熱交換器を金属ＴＩＭ箔上に配置する。好ましくは、熱交換器は、熱交換器の底面が、金属ＴＩＭ箔の上面に接触するように配置される。ステップ２４５では、熱交換器、金属ＴＩＭ箔及び発熱デバイスを一緒にクランプし、熱交換システム、例えば、熱交換システム１０（図３）を形成する。これらの部品を一緒にクランプすると、熱交換器は、金属ＴＩＭ箔に機械的に接合され、ここに第１の熱接触層が形成され、金属ＴＩＭ箔は、発熱デバイスに機械的に接合され、ここに第２の熱接触層が形成される。これらの第１及び第２の熱接触層を介して、発熱デバイス４０から金属ＴＩＭ箔３０に、そして熱交換器２０に熱が輸送される。
【００１８】
図５は、組み立てられた熱交換システムの部品を再使用する第１の手順を示している。第１の手順は、熱交換器、例えば、熱交換器２０（図１）と、金属ＴＩＭ箔、例えば、金属ＴＩＭ箔３０（図１）と、発熱デバイス、例えば集積回路４０とが互いにクランプされた熱交換システム、例えば、熱交換システム１０（図３）に対応している。図５に開示する部品を再使用する手順は、好ましくは、図４に示す手順を用いて組み立てられた熱交換システムを分解するために用いられる。これに代えて、部品を再使用するための第１の手順は、熱交換器、金属ＴＩＭ箔及び発熱デバイスを互いにクランプすることによって組み立てられた如何なる熱交換システムを分解するために用いてもよい。
【００１９】
部品を再使用する第１の手順は、ステップ２５０から開始され、ここで、熱交換器２０、金属ＴＩＭ箔３０及び発熱デバイス４０のクランプを解除する。ステップ２５５では、熱交換器２０、金属ＴＩＭ箔３０及び発熱デバイス４０を互いに分離する。ステップ２６０では、分離された熱交換器２０、分離された金属ＴＩＭ箔３０のどちらか又はこれらの両方を、他の熱交換システムのアセンブリで再使用する。
【００２０】
図６は、熱交換システムを組み立てる第２の手順を示している。ステップ３０５では、熱交換器、例えば、熱交換器１２０（図２）に金属層を堆積させる。金属層は、好ましくは、熱交換器の底面に堆積される。堆積される金属、例えばメッキされたＴＩＭ層１３０（図２）及び熱交換器は、熱交換サブアセンブリ、例えば、熱交換サブアセンブリ１５０（図２）を構成する。堆積された金属層は、好ましくは、インジウムを含む。ステップ３１０では、発熱デバイス、例えば、集積回路４０（図２）及び堆積された金属層を洗浄する。発熱デバイス及び堆積された金属層は、好ましくは、１０％のＨＣｌ溶液で洗浄する。次に、ステップ３１５において、好ましくは、脱イオン水で、発熱デバイス及び堆積された金属層をすすぐ。ステップ３２０では、好ましくは、アセトンで、発熱デバイス及び堆積された金属層を乾燥させる。ステップ３１０〜３２０では、発熱デバイス及び堆積された金属層を同時に洗浄し、すすぎ、乾燥させるように説明しているが、発熱デバイス及び堆積された金属層は、個別に洗浄し、すすぎ、乾燥させてもよい。
【００２１】
ステップ３２５では、熱交換サブアセンブリを発熱デバイスの上に配置する。熱交換サブアセンブリの堆積された金属層は、好ましくは、堆積された金属層の底面が発熱デバイスの上面に接触するように配置される。ステップ３３０では、熱交換サブアセンブリ及び発熱デバイスを一緒にクランプし、熱交換システム、例えば熱交換システム１１０（図３）を形成する。これらの部品を一緒にクランプすると、熱交換サブアセンブリの堆積された金属層は、発熱デバイスに機械的に接合され、ここに熱接触層が形成される。この熱接触層を介して、発熱デバイスから堆積された金属層に、そして熱交換器に熱が輸送される。
【００２２】
図７は、組み立てられた熱交換システムの部品を再使用する第２の手順を示している。第２の手順は、熱交換サブアセンブリ、例えば熱交換サブアセンブリ１５０（図２）と、発熱デバイス、例えば集積回路４０とが互いにクランプされた熱交換システム、例えば熱交換システム１１０（図３）に対応している。図７に開示する部品を再使用する手順は、好ましくは、図６に示す手順を用いて組み立てられた熱交換システムを分解するために用いられる。これに代えて、部品を再使用する第２の手順は、堆積された金属ＴＩＭ層を含む熱交換サブアセンブリと、発熱デバイスとを一緒にクランプすることによって組み立てられた、如何なる熱交換システムを分解するために用いてもよい。
【００２３】
部品を再使用する第２の手順は、ステップ３３５から開始され、ここで、熱交換サブアセンブリと発熱デバイスのクランプを解除する。ステップ３４０では、熱交換サブアセンブリ及び発熱デバイスを互いに分離する。ステップ３４５では、他の熱交換システムのアセンブリにおいて、熱交換サブアセンブリを再使用する。
【００２４】
実際の動作では、集積回路４０は、熱を発生し、この熱は、伝導又は対流によって、金属ＴＩＭ３０、１３０を介して、熱交換器２０、１２０に輸送される。熱交換器２０、１２０が液体ベースの熱交換器の好ましい実施の形態では、熱は、集積回路４０から、熱交換器２０、１２０内の液体に輸送される。そして、加熱された液体は、熱交換器２０、１２０から除熱器又は加熱された液体を冷却するための他の装置にポンプで送られる。熱交換器２０、１２０が液体ベースでない場合、例えば、熱交換器２０、１２０が熱拡散板である場合、熱交換器２０、１２０に伝達された熱は、熱交換器２０、１２０を介して、外部に拡散され、熱交換器２０、１２０の外表面から伝導又は対流される。なお、熱交換器２０、１２０から熱を取り除くために他の周知の如何なる方法を用いてもよい。
【００２５】
本発明の構成及び動作原理を明瞭に説明するために、様々な詳細を含む特定の実施の形態を用いて本発明を説明した。このような特定の実施の形態の説明及びその詳細は、特許請求の範囲を制限するものではない。本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、例示的に選択された実施の形態を変更できることは、当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に基づく熱交換システムの部品を示す図である。
【図２】第２の実施の形態に基づく熱交換システムの部品を示す図である。
【図３】組み立てられた熱交換システムを示す図である。
【図４】第１の実施の形態の熱交換システムを組み立てる手順を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態の組み立てられた熱交換システムの部品を再使用する手順を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態の熱交換システムを組み立てる手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態の組み立てられた熱交換システムの部品を再使用する手順を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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