(57)【要約】  マイクロ熱交換器及び集積回路は、逆フロー方向に基づいて向きが決定される。この向きを決定するために、集積回路の温度勾配を判定する。そして、この温度勾配を用いて、好ましくは、集積回路の熱い部分から冷たい部分までの方向を向く温度ベクトルを判定する。マイクロ熱交換器は、集積回路から熱を受け取る冷却用流体を循環させる。そして、この冷却用液体のフローの方向を判定する。フローの方向は、マイクロ熱交換器のインレットからアウトレットまでの方向ベクトルとして定義される。逆フロー方向は、温度ベクトルの向きの反対の方向と定義される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ熱交換器を用いて集積回路を冷却する冷却方法において、
ａ．上記集積回路に関連する温度勾配を測定する工程と、
ｂ．上記温度勾配の熱い部分から開始され、該温度勾配の冷たい部分で終了する第１のベクトルを判定する工程と、
ｃ．上記マイクロ熱交換器内で流体のフロー方向を判定する工程と、
ｄ．上記集積回路の第１のベクトルがマイクロ熱交換器のフローの方向と反対方向を向く逆フロー構成が形成されるように、上記集積回路に対して、上記マイクロ熱交換器の向きを定める工程と、
ｅ．上記逆フロー構成に基づいて、上記集積回路に上記マイクロ熱交換器を連結する工程とを有する冷却方法。
【請求項２】
上記フローの方向は、上記マイクロ熱交換器の流入ポートから該マイクロ熱交換器の排出ポートへの流体のフローに対応していることを特徴とする請求項１記載の冷却方法。
【請求項３】
上記フローの方向は、上記マイクロ熱交換器の上記流入ポートから開始され、上記排出ポートで終了する第２のベクトルに対応していることを特徴とする請求項２記載の冷却方法。
【請求項４】
上記流入ポートにおける流体の温度は、上記排出ポートにおける流体の温度より低いことを特徴とする請求項２記載の冷却方法。
【請求項５】
上記流入ポートは、上記集積回路の冷たい部分に対応する位置に配設され、上記排出ポートは、集積回路の熱い部分に対応する位置に配設されることを特徴とする請求項４記載の冷却方法。
【請求項６】
上記マイクロ熱交換器の所定の点において上記流体が実際に流れる方向は、フローの方向とは異なることを特徴とする請求項１記載の冷却方法。
【請求項７】
上記熱い部分は、上記温度勾配において、最も高い温度に対応していることを特徴とする請求項１記載の冷却方法。
【請求項８】
上記冷たい部分は、上記温度勾配において、最も低い温度に対応していることを特徴とする請求項１記載の冷却方法。
【請求項９】
マイクロ熱交換器を用いて集積回路を冷却する冷却方法において、
ａ．上記集積回路における熱い部分から冷たい部分への温度勾配を判定する工程と、
ｂ．上記温度勾配の熱い部分から開始され、該温度勾配の冷たい部分で終了する第１のベクトルを判定する工程と、
ｃ．上記マイクロ熱交換器内におけるインレットからアウトレットへの流体のフローの方向に対応する第２のベクトルを判定する工程と、
ｄ．上記集積回路の第１のベクトルが上記マイクロ熱交換器の第２のベクトルに垂直になるように上記集積回路にマイクロ熱交換器を連結する工程とを有する冷却方法。
【請求項１０】
上記インレットに流入する流体の温度は、上記アウトレットから排出される流体の温度より低いことを特徴とする請求項９記載の冷却方法。
【請求項１１】
上記マイクロ熱交換器の所定の点において上記流体が実際に流れる方向は、上記第２のベクトルとは異なることを特徴とする請求項９記載の冷却方法。
【請求項１２】
上記熱い部分は、上記温度勾配において、最も高い温度に対応していることを特徴とする請求項９記載の冷却方法。
【請求項１３】
上記冷たい部分は、上記温度勾配において、最も低い温度に対応していることを特徴とする請求項９記載の冷却方法。
【請求項１４】
ａ．温度勾配を有し、該温度勾配の熱い部分から開始され、該温度勾配の冷たい部分で終了する第１のベクトルを含む集積回路チップと、
ｂ．上記集積回路チップに連結され、流体が流入する流入ポートと、流体を排出する排出ポートとを有し、該流入ポートから開始され、該排出ポートで終了する第２のベクトルを有するマイクロ熱交換器とを備え、
上記マイクロ熱交換器及び上記集積回路は、上記集積回路の第１のベクトルが上記マイクロ熱交換器の第２のベクトルと逆向きになるように互いに方向付けされている組立体。
【請求項１５】
上記第２のベクトルは、流体のフローの方向を定義することを特徴とする請求項１４記載の組立体。
【請求項１６】
上記流入ポートにおける流体の温度は、上記排出ポートにおける流体の温度より低いことを特徴とする請求項１４記載の組立体。
【請求項１７】
上記流入ポートは、上記集積回路の冷たい部分に対応する位置に配設され、上記排出ポートは、上記集積回路の熱い部分に対応する位置に配設されることを特徴とする請求項１６記載の組立体。
【請求項１８】
上記マイクロ熱交換器の所定の点において上記流体が実際に流れる方向は、上記第２のベクトルとは異なることを特徴とする請求項１４記載の組立体。
【請求項１９】
上記熱い部分は、上記温度勾配において、最も高い温度に対応していることを特徴とする請求項１４記載の組立体。
【請求項２０】
上記冷たい部分は、上記温度勾配において、最も低い温度に対応していることを特徴とする請求項１４記載の組立体。
【請求項２１】
マイクロ熱交換器を用いて集積回路を冷却する冷却方法において、
ａ．上記集積回路における熱い部分から冷たい部分への温度勾配を判定する工程と、
ｂ．上記温度勾配の熱い部分から開始され、該温度勾配の冷たい部分で終了する第１のベクトルを判定する工程と、
ｃ．上記マイクロ熱交換器内におけるインレットからアウトレットへの流体のフローの方向に対応する第２のベクトルを判定する工程と、
ｄ．上記集積回路の第１のベクトルと上記マイクロ熱交換器の第２のベクトルとが揃うように上記集積回路にマイクロ熱交換器を連結する工程とを有する冷却方法。
【請求項２２】
上記インレットに流入する流体の温度は、上記アウトレットから排出される流体の温度より低いことを特徴とする請求項２１記載の冷却方法。
【請求項２３】
上記インレットは、上記集積回路の熱い部分に対応する位置に配設され、上記アウトレットは、上記集積回路の冷たい部分に対応する位置に配設されることを特徴とする請求項２２記載の冷却方法。
【請求項２４】
上記マイクロ熱交換器の所定の点において上記流体が実際に流れる方向は、フローの方向とは異なることを特徴とする請求項２１記載の冷却方法。
【請求項２５】
上記熱い部分は、上記温度勾配において、最も高い温度に対応していることを特徴とする請求項２１記載の冷却方法。
【請求項２６】
上記冷たい部分は、上記温度勾配において、最も低い温度に対応していることを特徴とする請求項２１記載の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
この特許出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、２００４年６月４日に出願された係属中の米国仮特許出願第６０／５７７，２６２号、発明の名称「マルチプル冷却技術（MULTIPLE COOLING TECHNIQUES）」の優先権を主張する。２００４年６月４日に出願された係属中の米国仮特許出願第６０／５７７，２６２号、発明の名称「マルチプル冷却技術」は、引用により本願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、熱源を冷却するための冷却方法及び組立体に関する。詳しくは、本発明は、集積回路を最適に冷却するための逆フローを用いるマイクロ熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路の複雑性、性能及び密度が高くなると、これらの集積回路から発生する熱量も多くなる。このように増え続ける熱を放熱又は他の手法によって取り除くことは、集積回路の更なる進化にとって重要である。
【０００４】
熱交換器は、集積回路等の熱源から流体等の他の媒体に熱を輸送するために用いられる。熱源から熱交換器への熱輸送の効率を向上させる様々な手法が開発されている。このような手法の具体例としては、熱交換器内のマイクロチャネル又はフィンの形状及び／又は構成を最適化すること及び同様の熱伝導率を有する表面材料を用いて熱源と熱交換器との間のサーマルインタフェース（熱接触面）を改善することが含まれる。また、熱交換器の性能は、例えば、熱交換器内で用いられる冷却用液体の流量、熱交換器内の特定の領域に冷却用液体を供給するために用いられるマニホルド構成等の他の複数の要素にも依存している。
【０００５】
熱交換器の具体例については、２００３年５月１６日に出願された係属中の米国特許出願第１０／４３９，６３５号、発明の名称「マイクロチャネルヒートシンクによる高適応型流体輸送及びホットスポット冷却方法（METHODS FOR FLEXIBLE FLUID DELIVERY AND HOTSPOT COOLING BY MICROCHANNEL HEATSINKS）」、２００３年５月１６日に出願された係属中の米国特許出願第１０／４３９，９１２号、発明の名称、「マイクロチャネル熱交換器での圧力降下減少のための互いに絡み合うマニホルド（INTERWOVEN MANIFOLDS FOR PRESSURE DROP REDUCTION IN MICROCHANNEL HEAT EXCHANGERS）」、２００４年６月２９日に出願された係属中の米国特許出願第１０／８８１，９８０号、発明の名称「マイクロチャネル熱交換器での圧力降下減少のための互いに絡み合うマニホルド（INTERWOVEN MANIFOLDS FOR PRESSURE DROP REDUCTION IN MICROCHANNEL HEAT EXCHANGERS）」、２００４年６月２９日に出願された係属中の米国特許出願第１０／８８２，１４２号、発明の名称「マイクロチャネルヒートシンクによる高適応型流体輸送及びホットスポット冷却方法（METHODS FOR FLEXIBLE FLUID DELIVERY AND HOTSPOT COOLING BY MICROCHANNEL HEATSINKS）」、＿に出願された係属中の米国特許出願（代理人整理番号Ｃｏｏｌ００３０５号）、発明の名称「発熱デバイスを冷却するための効率的な垂直流体輸送のための装置（APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE）」、２００３年１０月６日に出願された係属中の米国特許出願第１０／６８０，５８４号、発明の名称「発熱デバイスを冷却するための効率的な垂直流体輸送の方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE）」、２００３年１０月３０日に出願された係属中の米国特許出願第１０／６９８，１７９号、発明の名称「発熱デバイスを冷却するための効率的な垂直流体輸送の方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE）」、２００４年６月２９日に出願された係属中の米国特許出願第１０／８８２，１３２号、発明の名称「発熱デバイスを冷却するための効率的な垂直流体輸送の方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE）」に開示されており、これらの文献は、引用により本願に援用される。
【０００６】
集積回路の進歩に伴い、集積回路から発生する熱量も多くなっているため、熱源から熱を効率的に輸送する改善された手法の実現が望まれている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面として、本発明は、マイクロ熱交換器を用いて集積回路を冷却する冷却方法を提供する。この冷却方法は、集積回路に関連する温度勾配を測定する工程と、温度勾配の熱い部分から開始され、温度勾配の冷たい部分で終了する第１のベクトルを判定する工程と、マイクロ熱交換器内で流体のフロー方向を判定する工程と、集積回路の第１のベクトルがマイクロ熱交換器のフローの方向と反対方向を向く逆フロー構成が形成されるように、集積回路に対して、マイクロ熱交換器の向きを定める工程と、逆フロー構成に基づいて、集積回路にマイクロ熱交換器を連結する工程とを有する。図３は、このような構成の具体例を示している。フローの方向は、マイクロ熱交換器の流入ポートからマイクロ熱交換器の排出ポートへの流体のフローに対応していてもよい。フローの方向は、マイクロ熱交換器の流入ポートから開始され、排出ポートで終了する第２のベクトルに対応していてもよい。流入ポートにおける流体の温度は、排出ポートにおける流体の温度より低くてもよい。流入ポートは、集積回路の冷たい部分に対応する位置に配設され、排出ポートは、集積回路の熱い部分に対応する位置に配設してもよい。マイクロ熱交換器の所定の点において流体が実際に流れる方向は、フローの方向とは異なっていてもよい。熱い部分は、温度勾配において、最も高い温度に対応していてもよい。冷たい部分は、温度勾配において、最も低い温度に対応していてもよい。
【０００８】
本発明の他の側面として、本発明は、マイクロ熱交換器を用いて集積回路を冷却する冷却方法を提供する。この冷却方法は、集積回路における熱い部分から冷たい部分への温度勾配を判定する工程と、温度勾配の熱い部分から開始され、温度勾配の冷たい部分で終了する第１のベクトルを判定する工程と、マイクロ熱交換器内におけるインレットからアウトレットへの流体のフローの方向に対応する第２のベクトルを判定する工程と、集積回路の第１のベクトルがマイクロ熱交換器の第２のベクトルに垂直になるように集積回路にマイクロ熱交換器を連結する工程とを有する。図５及び６は、このような構成の具体例を示している。インレットに流入する流体の温度は、アウトレットから排出される流体の温度より低くてもよい。マイクロ熱交換器の所定の点において流体が実際に流れる方向は、第２のベクトルとは異なっていてもよい。熱い部分は、温度勾配において、最も高い温度に対応していてもよい。冷たい部分は、温度勾配において、最も低い温度に対応していてもよい。
【０００９】
本発明の更に他の側面として示す組立体は、温度勾配を有し、温度勾配の熱い部分から開始され、温度勾配の冷たい部分で終了する第１のベクトルを含む集積回路チップと、集積回路チップに連結され、流体が流入する流入ポートと、流体を排出する排出ポートとを有し、流入ポートから開始され、排出ポートで終了する第２のベクトルを有するマイクロ熱交換器とを備え、マイクロ熱交換器及び集積回路は、集積回路の第１のベクトルがマイクロ熱交換器の第２のベクトルと逆向きになるように互いに方向付けされている。第２のベクトルは、好ましくは、流体のフローの方向を定義する。流入ポートにおける流体の温度は、排出ポートにおける流体の温度より低くてもよい。流入ポートは、集積回路の冷たい部分に対応する位置に配設され、排出ポートは、集積回路の熱い部分に対応する位置に配設されていてもよい。マイクロ熱交換器の所定の点において流体が実際に流れる方向は、第２のベクトルとは異なっていてもよい。熱い部分は、温度勾配において、最も高い温度に対応していてもよい。冷たい部分は、温度勾配において、最も低い温度に対応していてもよい。
【００１０】
本発明の更に他の側面として、本発明は、マイクロ熱交換器を用いて集積回路を冷却する冷却方法を提供する。この冷却方法は、集積回路における熱い部分から冷たい部分への温度勾配を判定する工程と、温度勾配の熱い部分から開始され、温度勾配の冷たい部分で終了する第１のベクトルを判定する工程と、マイクロ熱交換器内におけるインレットからアウトレットへの流体のフローの方向に対応する第２のベクトルを判定する工程と、集積回路の第１のベクトルとマイクロ熱交換器の第２のベクトルとが揃うように集積回路にマイクロ熱交換器を連結する工程とを有する。図４は、このような構成の具体例を示している。インレットに流入する流体の温度は、アウトレットから排出される流体の温度より低くてもよい。インレットは、集積回路の熱い部分に対応する位置に配設され、アウトレットは、集積回路の冷たい部分に対応する位置に配設されていてもよい。マイクロ熱交換器の所定の点において流体が実際に流れる方向は、フローの方向とは異なっていてもよい。熱い部分は、温度勾配において、最も高い温度に対応していてもよい。冷たい部分は、温度勾配において、最も低い温度に対応していてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態は、マイクロ熱交換器及び／又は冷却板の熱性能を改善する。熱性能は、例えば、マイクロ熱交換器を介する冷却用流体の流量、マイクロ熱交換器内の熱伝導要素の寸法、熱伝導要素に流体を供給するマニホルドの構成等の幾つかの要素に依存している。なお、マイクロ熱交換器の熱性能に貢献する因子は他にもある。
【００１２】
本発明の実施の形態では、好ましくは、マイクロ熱交換器を用いて、例えば、マイクロプロセッサ等の集積回路から熱を取り除く。なお、マイクロ熱交換器を用いて、他の種類の熱源から熱を取り除くこともできる。集積回路の熱流束が不均等な場合、集積回路の温度勾配を判定する。このような場合、集積回路の一部又は一方の側は、集積回路の他の部分又は側より熱い。温度勾配とは、集積回路に亘る温度の変化の測定値である。温度は、好ましくは、マイクロ熱交換器に接触する集積回路の表面である集積回路の上面において測定する。集積回路の温度勾配は、集積回路の冷たい部分から熱い部分への上昇、熱い部分から冷たい部分への下降のいずれによっても表すことができる。なお、本明細書では、「熱い」及び「冷たい」という用語は、相対的な意味で用いている。すなわち集積回路の「熱い」部分とは、集積回路の他の部分より温度が高い部分である。一方、集積回路の「冷たい」部分とは、集積回路の他の部分より温度が低い部分である。「冷たい」は、「温い部分」又は「それほど熱くない」部分と言うこともできる。「冷たい」という用語を相対的に用いる場合、集積回路の「熱い」部分に比べて、集積回路のある部分の温度が低いことを表す。
【００１３】
集積回路の温度勾配を判定した後、温度ベクトルを判定する。温度ベクトルは、集積回路に亘る包括的な熱の「フロー」の測定値を表す。好ましい実施の形態では、温度ベクトルは、集積回路の熱い部分から集積回路の冷たい部分を指す方向ベクトルとして測定される。なお、集積回路に亘って、複数のホットスポットが分散している場合もある。多くの場合、集積回路に亘る全ての温度分散をまとめることによって、包括的な温度ベクトルが算出される。すなわち集積回路の全体に亘って温度勾配が測定されると、熱流束が不均等な場合であっても、集積回路の１つの部分が、集積回路の他の部分より熱いことが検出される。温度ベクトルは、好ましくは、集積回路の熱い部分から冷たい部分を指す方向ベクトルである。
【００１４】
そして、集積回路の温度ベクトルに基づき、集積回路上で、マイクロ熱交換器を適切な向きに向ける。適切な向きを判定するために、マイクロ熱交換器を介する流体のフローの方向を判定する。好適なマイクロ熱交換器では、冷却用流体は、１つのインレット又は複数のインレットを介してマイクロ熱交換器に流入する。また、冷却用流体は、１つのアウトレット又は複数のアウトレットを介して、マイクロ熱交換器から排出される。冷却用流体は、マイクロ熱交換器内で様々な方向を流れることができるが、フローの方向は、好ましくは、通常、インレットからアウトレットを指す方向ベクトル又は１つ以上のインレットから１つ以上のアウトレットまでの結合ベクトルとして定義される。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態では、マイクロ熱交換器を集積回路の上面に連結する際、流体のフローの方向ベクトルが集積回路の温度ベクトルの反対になるように、マイクロ熱交換器を向ける。換言すればマイクロ熱交換器のインレットを集積回路の冷たい部分の近傍に配置し、マイクロ熱交換器のアウトレットを集積回路の熱い部分の近傍に配置する。この好ましい方向を逆フロー方向（counter flow orientation）と呼ぶ。集積回路の熱流束が不均等な場合、マイクロ熱交換器の熱性能は、マイクロ熱交換器を介する流体のフローを逆フロー方向に向けることによって改善される。すなわち、マイクロ熱交換器のインレット及びアウトレットは、集積回路上の熱流束について、温度勾配（熱い部分から冷たい部分）の逆の方向に配置する。
【００１６】
図１は、例示的なマイクロ熱交換器１０に連結された例示的な集積回路２０の側断面図を示している。集積回路２０及びマイクロ熱交換器１０は、接触し、熱接触面を形成する。流体は、マイクロ熱交換器１０を介してインレット１２からアウトレット１４に流れる。マイクロ熱交換器１０を介する流路は、通常、方向及び／又は高さが様々に変化する。マイクロ熱交換器１０における流体の総合的なフローの方向は、インレット１２からアウトレット１４までの方向又はベクトルとして定義される。なお、熱交換器内において、総合的なフローの方向の反対方向を含むあらゆる方向のフローが存在する離散的な領域があることもある。マイクロ熱交換器１０は、能動的に液体冷却を行う周知の如何なる種類の熱交換器であってもよい。マイクロ熱交換器１０は、好ましくは、２００３年５月１６日に出願された係属中の米国特許出願第１０／４３９，６３５号、発明の名称「マイクロチャネルヒートシンクによる高適応型流体輸送及びホットスポット冷却方法（METHODS FOR FLEXIBLE FLUID DELIVERY AND HOTSPOT COOLING BY MICROCHANNEL HEATSINKS）」、２００３年５月１６日に出願された係属中の米国特許出願第１０／４３９，９１２号、発明の名称、「マイクロチャネル熱交換器での圧力降下減少のための互いに絡み合うマニホルド（INTERWOVEN MANIFOLDS FOR PRESSURE DROP REDUCTION IN MICROCHANNEL HEAT EXCHANGERS）」、２００４年６月２９日に出願された係属中の米国特許出願第１０／８８１，９８０号、発明の名称「マイクロチャネル熱交換器での圧力降下減少のための互いに絡み合うマニホルド（INTERWOVEN MANIFOLDS FOR PRESSURE DROP REDUCTION IN MICROCHANNEL HEAT EXCHANGERS）」、２００４年６月２９日に出願された係属中の米国特許出願第１０／８８２，１４２号、発明の名称「マイクロチャネルヒートシンクによる高適応型流体輸送及びホットスポット冷却方法（METHODS FOR FLEXIBLE FLUID DELIVERY AND HOTSPOT COOLING BY MICROCHANNEL HEATSINKS）」、＿＿に出願された係属中の米国特許出願（代理人整理番号Ｃｏｏｌ００３０５号）、発明の名称「発熱デバイスを冷却するための効率的な垂直流体輸送のための装置（APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE）」、２００３年１０月６日に出願された係属中の米国特許出願第１０／６８０，５８４号、発明の名称「発熱デバイスを冷却するための効率的な垂直流体輸送の方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE）」、２００３年１０月３０日に出願された係属中の米国特許出願第１０／６９８，１７９号、発明の名称「発熱デバイスを冷却するための効率的な垂直流体輸送の方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE）」、２００４年６月２９日に出願された係属中の米国特許出願第１０／８８２，１３２号、発明の名称「発熱デバイスを冷却するための効率的な垂直流体輸送の方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT VERTICAL FLUID DELIVERY FOR COOLING A HEAT PRODUCING DEVICE）」に開示されているマイクロ熱交換器であり、これらの文献は引用によって本願に援用されるものとする。流体がマイクロ熱交換器１０を介して流れると、集積回路２０から流体に熱が伝わる。加熱された流体は、アウトレット１４を介してマイクロ熱交換器１０から排出される。インレット１２から流入する流体は、好ましくは、アウトレット１４から排出される流体より冷たい。
【００１７】
図２は、例示的な集積回路３０の平面図である。殆どの集積回路は、不均等な熱流束を有している。図２に示す集積回路３０は、２つのホットスポット、すなわちホットスポット３２及びホットスポット３４を有している。通常、集積回路３０は、ホットスポット３２、３４を含む熱い部分３６と、冷たい部分３８とによって特徴付けることができる。上述したように、「熱い」及び「冷たい」という用語は、互いに相対的な意味で用いている。温度勾配は、集積回路、この場合、集積回路３０に亘る温度の変化として定義される。温度ベクトルは、好ましくは、集積回路３０の熱い部分３６から集積回路３０の冷たい部分３８に向かうベクトルとして定義される。
【００１８】
図３は、例示的な集積回路５０の上に重ねられた例示的なマイクロ熱交換器４０の平面図であり、ここでは、マイクロ熱交換器４０及び集積回路５０は、互いに好適な逆フロー方向に基づいて構成されている。図３に示すように、マイクロ熱交換器４０を介する流体のフローの方向は、左から右、すなわち、マイクロ熱交換器４０のインレットからアウトレットへの方向である。一方、集積回路５０の温度ベクトルは、左から右、すなわち集積回路５０の熱い部分から冷たい部分への方向である。好適な逆フロー方向では、流体のフローの方向は、集積回路の温度ベクトルに実質的に平行であるが、向きが反対である。
【００１９】
図４は、例示的な集積回路７０に重ねられた例示的なマイクロ熱交換器６０の平面図であり、ここでは、マイクロ熱交換器６０及び集積回路７０は、第１の代替の向きに基づいて構成されている。図４に示すように、マイクロ熱交換器６０を介する流体のフローの方向は、左から右、すなわちマイクロ熱交換器６０のインレットからアウトレットへの方向である。集積回路７０の温度ベクトルは、左から右、すなわち集積回路７０の熱い部分から冷たい部分への方向である。この第１の代替の向きでは、流体のフローの方向は、集積回路７０の温度ベクトルに実質的に平行であり、同じ方向を向いている。集積回路７０に対するマイクロ熱交換器６０のこの第１の代替の向きを、平行フロー方向と呼ぶ。
【００２０】
図５は、例示的な集積回路９０に重ねられた例示的なマイクロ熱交換器８０の平面図であり、ここでは、マイクロ熱交換器８０及び集積回路９０は、第２の代替の向きに基づいて構成されている。図５に示すように、マイクロ熱交換器８０を介する流体のフローの方向は、左から右、すなわちマイクロ熱交換器８０のインレットからアウトレットへの方向である。集積回路９０の温度ベクトルは、上から下、すなわち集積回路９０の熱い部分から冷たい部分への方向である。この第２の代替の向きでは、流体のフローの方向は、集積回路９０の温度ベクトルに実質的に垂直である。集積回路９０に対するマイクロ熱交換器８０のこの第２の代替の向きを、交差フロー方向と呼ぶ。
【００２１】
図６は、例示的な集積回路１１０に重ねられた例示的なマイクロ熱交換器１００の平面図であり、ここでは、マイクロ熱交換器１００及び集積回路１１０は、第３の代替の向きに基づいて構成されている。図５に示すように、マイクロ熱交換器１００を介する流体のフローの方向は、左から右、すなわちマイクロ熱交換器１００のインレットからアウトレットへの方向である。集積回路９０の温度ベクトルは、下から上、すなわち集積回路９０の熱い部分から冷たい部分への方向である。この第３の代替の向きでは、流体のフローの方向は、集積回路１１０の温度ベクトルに実質的に垂直である。集積回路１１０に対するマイクロ熱交換器１００のこの第３の代替の向きも、交差フロー方向と呼ぶ。
【００２２】
マイクロ熱交換器を集積回路に対して好適な方向に向けるために、本発明の好ましい実施の形態では、集積回路の温度勾配を判定する。そして、この温度勾配を用いて、好ましくは、集積回路の熱い部分から冷たい部分までの方向を向く温度ベクトルを判定する。マイクロ熱交換器は、好ましくは、集積回路から熱を受け取る冷却用流体を循環させる。そして、この冷却用液体のフローの方向を判定する。フローの方向は、好ましくは、マイクロ熱交換器のインレットからアウトレットまでの方向ベクトルとして定義される。集積回路の温度ベクトル及びマイクロ熱交換器のフローの方向が決まると、好ましくは、逆フロー方向に基づいてマイクロ熱交換器及び集積回路の向きを定める。逆フロー方向は、温度ベクトルの向きの反対の方向と定義される。換言すれば、マイクロ熱交換器及び集積回路は、冷却用液体が、実質的に集積回路の冷たい部分上の点からマイクロ熱交換器に入り、冷却用液体が、実質的に集積回路の熱い部分上の点からマイクロ熱交換器を出るように構成される。
【００２３】
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例を用いて本発明を説明した。このような特定の実施例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例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】
【００２４】
【図１】例示的なマイクロ熱交換器に連結された例示的な集積回路の側断面図である。
【図２】例示的な集積回路の平面図である。
【図３】互いに好適な逆フロー方向に基づいて構成された、例示的な集積回路の上に重ねられた例示的なマイクロ熱交換器の平面図である
【図４】第１の代替の向きに基づいて構成された例示的な集積回路に重ねられた例示的なマイクロ熱交換器の平面図である。
【図５】第２の代替の向きに基づいて構成された例示的な集積回路に重ねられた例示的なマイクロ熱交換器の平面図である。
【図６】第３の代替の向きに基づいて構成された例示的な集積回路に重ねられた例示的なマイクロ熱交換器の平面図である。
【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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