(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却のためのシステムであって、
少なくとも底部および側面を含むマイクロチャネルであり、前記底部と前記側面が、少なくとも流入開口の一部、および流出開口を少なくとも形成するように構成され、前記マイクロチャネルの断面積が流入開口から流出開口に徐々に増加しているマイクロチャネル、および、
ガスであり、第１の圧力と第２の圧力との間の圧力差の作用によって前記マイクロチャネルを通って前記ガスの流れが引き起こされ、前記流入開口に近位での前記ガスの前記第１の圧力が大気圧であり、かつ前記流出開口に近位での前記ガスの前記第２の圧力が大気圧未満であるガス、
を含み、
前記マイクロチャネルが、前記流入開口から前記流出開口へ、前記マイクロチャネルの断面に実質的に垂直な第１の方向のみに前記ガスのフローを提供するように構成され、
前記底部が、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、銅シート金属、グラフェンおよびパイロリティックグラファイトからなる底部材料の１組から選択され、
前記側面が、アルミ箔、銅箔、グラフェンおよびパイロリティックグラファイトからなる側面材料の１組から選択され、かつ、
前記側面が、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有し、かつ、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを備えた前記マイクロチャネルが、部分的には前記底部の上に前記側面を提供することによって形成される、
システム。
【請求項２】
前記ガスが空気を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流入開口が、約０．５×１０−１２ｍ２〜約２０×１０−５ｍ２の断面積範囲の流入断面積値を有し、かつ、前記流出開口が、約０．５×１０−１２ｍ２〜約２０×１０−５ｍ２の前記断面積範囲の流出断面積値を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記流入開口と前記流出開口との間の、前記マイクロチャネルの長さに沿う線形距離が、約０．０１ｍｍ〜約１０ｍの第２の範囲での値を有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
第２の流入開口および第２の流出開口を備えた少なくとも１つの付加的な整列したマイクロチャネルであって、前記第２の流入開口が前記流入開口と整列させられ、かつ、前記第２の流出開口が前記流出開口と整列させられるマイクロチャネルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
冷却のための方法であって、
少なくとも底部および側面を含むマイクロチャネルを提供する工程であり、前記底部と前記側面が、少なくとも流入開口の一部、および流出開口を少なくとも形成するように構成され、前記マイクロチャネルの断面積が流入開口から流出開口に徐々に増加している工程、
ガスを提供する工程、
第１の圧力と第２の圧力との間の圧力差の作用によって、前記マイクロチャネルの断面に実質的に垂直な第１の方向のみに前記流入開口から前記流出開口へ前記ガスのフローを引き起こす工程であり、前記流入開口に近位での前記ガスの前記第１の圧力が大気圧であり、前記流出開口に近位での前記ガスの前記第２の圧力が大気圧未満である工程、
を含み、
前記底部が、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、銅シート金属、グラフェンおよびパイロリティックグラファイトからなる底部材料の１組から選択され、
前記側面が、アルミ箔、銅箔、グラフェンおよびパイロリティックグラファイトからなる側面材料の１組から選択され、かつ、
前記側面が、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有し、かつ、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを備えた前記マイクロチャネルが、部分的には前記底部の上に前記側面を提供することによって形成されることを特徴とする、方法。
【請求項７】
前記ガスが空気を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記流入開口が、約０．５×１０−１２ｍ２〜約２０×１０−５ｍ２の断面積範囲の流入断面積値を有し、かつ、前記流出開口が、約０．５×１０−１２ｍ２〜約２０×１０−５ｍ２の前記断面積範囲の流出断面積値を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記流入開口と前記流出開口との間の、前記マイクロチャネルの長さに沿う線形距離が、約０．０１ｍｍ〜約１０ｍの第２の範囲での値を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第２の流入開口および第２の流出開口を備えた少なくとも１つの付加的な整列したマイクロチャネルを提供する工程であって、前記第２の流入開口が前記流入開口と整列させられ、かつ、前記第２の流出開口が前記流出開口と整列させられる工程、をさらに含む請求項６の方法。
【請求項１１】
冷却のためのシステムであって、
高くした側面を備える底部を少なくとも含むマイクロチャネルであり、前記底部と前記高くした側面が、少なくとも流入開口の一部、および流出開口を少なくとも形成するように構成され、前記マイクロチャネルの断面積が流入開口から流出開口に徐々に増加しているマイクロチャネル、および
ガスであり、第１の圧力と第２の圧力との間の圧力差の作用によって前記マイクロチャネルを通って前記ガスの流れが引き起こされ、前記流入開口に近位での前記ガスの前記第１の圧力が大気圧であり、かつ前記流出開口に近位での前記ガスの前記第２の圧力が大気圧未満であるガス、
を含み、
前記マイクロチャネルが、前記流入開口から前記流出開口へ、前記マイクロチャネルの断面に実質的に垂直な第１の方向のみに前記ガスのフローを提供するように構成され、
前記底部が、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、銅シート金属、グラフェンおよびパイロリティックグラファイトからなる底部材料の１組から選択され、かつ、
前記高くした側面が、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有し、かつ、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを備えた前記マイクロチャネルが、部分的には、押し出し、浮き彫り、鋳造、型押し、打抜加工、穿孔、および微細な打抜加工による切断の組の少なくとも１つによって、前記底部から形成される、
システム。
【請求項１２】
前記ガスが空気を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記流入開口が、約０．５×１０−１２ｍ２〜約２０×１０−５ｍ２の断面積範囲の流入断面積値を有し、かつ、前記流出開口が、約０．５×１０−１２ｍ２〜約２０×１０−５ｍ２の前記断面積範囲の流出断面積値を有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記流入開口と前記流出開口との間の、前記マイクロチャネルの長さに沿う線形距離が、約０．０１ｍｍ〜約１０ｍの第２の範囲での値を有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
第２の流入開口および第２の流出開口を備えた少なくとも１つの付加的な整列したマイクロチャネルであって、前記第２の流入開口が前記流入開口と整列させられ、かつ、前記第２の流出開口が前記流出開口と整列させられるマイクロチャネルをさらに含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
冷却のための方法であって、
高くした側面を備える底部を少なくとも含むマイクロチャネルを提供する工程であり、前記底部と前記高くした側面が、少なくとも流入開口の一部、および流出開口を少なくとも形成するように構成され、前記マイクロチャネルの断面積が流入開口から流出開口に徐々に増加している工程、
ガスを提供する工程、
第１の圧力と第２の圧力との間の圧力差の作用によって、前記マイクロチャネルの断面に実質的に垂直な第１の方向のみに前記流入開口から前記流出開口へ前記ガスのフローを引き起こす工程であり、前記流入開口に近位での前記ガスの前記第１の圧力が大気圧であり、前記流出開口に近位での前記ガスの前記第２の圧力が大気圧未満である工程、
を含み、
前記底部が、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、銅シート金属、グラフェンおよびパイロリティックグラファイトからなる底部材料の１組から選択され、かつ、
前記高くした側面が、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有し、かつ、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを備えた前記マイクロチャネルが、前記底部から、部分的には押し出し、浮き彫り、鋳造、型押し、打抜加工、穿孔、および微細な打抜加工による切断の組の少なくとも１つによって形成されることを特徴とする、方法。
【請求項１７】
前記ガスが空気を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記流入開口が、約０．５×１０−１２ｍ２〜約２０×１０−５ｍ２の断面積範囲の流入断面積値を有し、かつ、前記流出開口が、約０．５×１０−１２ｍ２〜約２０×１０−５ｍ２の前記断面積範囲の流出断面積値を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記流入開口と前記流出開口との間の、前記マイクロチャネルの長さに沿う線形距離が、約０．０１ｍｍ〜約１０ｍの第２の範囲での値を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第２の流入開口および第２の流出開口を備えた少なくとも１つの付加的な整列したマイクロチャネルを提供する工程であって、前記第２の流入開口が前記流入開口と整列させられ、かつ、前記第２の流出開口が前記流出開口と整列させられる工程、をさらに含む請求項１６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年１０月１日に出願の米国仮特許出願第６１／７０８，６１９号明細書の優先権を主張し、その全内容を参照により本明細書に組込む。本出願は、２００９年９月３０日に出願の同時係属中の米国特許出願第１２／５８５，９８１号明細書に関連し、その内容を参照により本明細書に組込み、またその明細書自体は、２００８年９月３０日に出願の米国仮特許出願第６１／１０１，２２７号明細書の利益を主張する。本出願は、２０１１年５月２０日に出願の同時係属中の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１１／３７３６９号パンフレットとも関連し、その内容を参照により本明細書に組込み、またその明細書自体は、２０１０年５月２３日に出願の米国仮特許出願第６１／３４７，４４６号明細書の利益を主張する。
【０００２】
本開示と一致する材料、構成要素および方法は、ガスのマイクロスケール（微小規模）チャネルの製造および使用を対象とし、マイクロスケールチャネルはガスの温度を制御するように構成される。
【背景技術】
【０００３】
空気などの流体の体積は、温度と圧力によって特徴づけることができる。例えば酸素および窒素の分子を含む構成粒子の集合と考えるとき、所与の温度における流体の体積は、構成粒子速度の分布として理解できる。この分布は、ガスの温度と関係を有し得る平均速度によって一般に特徴づけることができる。
【０００４】
構成粒子の内部の原子的および分子的な構造、これはある範囲の利用可能な内部エネルギー状態を提供することができるものであるが、ガスの温度分布に影響を及ぼすこともできる。原子または分子に関連した利用可能な内部エネルギー状態の範囲は、今度は、その環境の形状および特性によって影響される場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様において、冷却のためのシステムは、マイクロチャネルを通ってガスのフローを提供するように構成することができる。そのシステムはマイクロチャネルを含み得て、そのマイクロチャネルは少なくとも底部および側面を含み得て、この底部と側面は、少なくとも流入開口の一部、および流出開口を形成するように構成することができる。ガスは構成粒子を含み得て、ここで第１の圧力と第２の圧力との間の圧力差の作用によってマイクロチャネルを通ってガスのフローを引き起こすことができ、流入開口に近位でのガスの第１の圧力は大気圧であり、また流出開口に近位でのガスの第２の圧力は大気圧未満である。さらに、マイクロチャネルは、流入開口から流出開口へ、マイクロチャネルの断面に実質的に垂直な第１の方向にガスのフローを提供するように構成することができる。さらに、底部は、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、グラフェン、パイロリティックグラファイトおよび銅シート金属からなる底部の材料の１組から選択することができ、また、側面は、グラフェン、パイロリティックグラファイト、アルミ箔および銅箔からなる側面の材料の１組から選択することができる。さらに、側面は、約０．５μｍと約５００μｍとの間の範囲の厚さを有することができ、ここで約０．５μｍと約５００μｍとの間の範囲の厚さを備えたマイクロチャネルが、部分的には底部の上に側面を提供することによって形成される。
【０００６】
他の態様において、冷却する方法は少なくとも底部および側面を含むマイクロチャネルを提供する工程を含むことができ、この底部と側面は、少なくとも流入開口の一部、および流出開口を形成するように構成することができる。冷却する方法は、さらに構成粒子を含むガスを提供する工程、および、第１の圧力と第２の圧力との間の圧力差の作用によって、マイクロチャネルの断面に実質的に垂直な第１の方向に流入開口から流出開口へガスのフローを引き起こす工程を含むことができ、流入開口に近位でのガスの第１の圧力は大気圧であり、流出開口に近位でのガスの第２の圧力は大気圧未満である。さらに、底部は、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、グラフェン、パイロリティックグラファイトおよび銅シート金属からなる底部の材料の１組から選択することができ、また、側面は、グラフェン、パイロリティックグラファイト、アルミ箔および銅箔からなる側面の材料の１組から選択することができる。さらに、側面は、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有することができ、ここで約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを備えたマイクロチャネルが、部分的には底部の上に側面を提供することによって形成される。
【０００７】
他の態様において、冷却のためのシステムは、マイクロチャネルを通ってガスのフローを提供するように構成することができる。そのシステムはマイクロチャネルを含み得て、そのマイクロチャネルは少なくとも高くした側面を備えた底部を含み得て、この底部と高くした側面は、少なくとも流入開口の一部、および流出開口を形成するように構成することができる。ガスは構成粒子を含み得て、ここで第１の圧力と第２の圧力との間の圧力差の作用によってマイクロチャネルを通ってガスのフローを引き起こすことができ、流入開口に近位でのガスの第１の圧力は大気圧であり、また流出開口に近位でのガスの第２の圧力は大気圧未満である。さらに、マイクロチャネルは、流入開口から流出開口へ、マイクロチャネルの断面に実質的に垂直な第１の方向にガスのフローを提供するように構成することができる。さらに、底部は、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、グラフェン、パイロリティックグラファイトおよび銅シート金属からなる底部の材料の１組から選択することができる。さらに、高くした側面は、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有することができ、ここで約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを備えたマイクロチャネルが底部から、部分的には押し出し、浮き彫り、鋳造、型押し、打抜加工、穿孔、および微細な打抜加工による切断の組の少なくとも１つによって形成される。
【０００８】
他の態様において、冷却する方法は少なくとも底部および高くした側面を含むマイクロチャネルを提供する工程を含むことができ、この底部と高くした側面は、少なくとも流入開口の一部、および流出開口を形成するように構成することができる。冷却する方法は、さらに構成粒子を含むガスを提供する工程、および、第１の圧力と第２の圧力との間の圧力差の作用によって、マイクロチャネルの断面に実質的に垂直な第１の方向に流入開口から流出開口へガスのフローを引き起こす工程を含むことができ、流入開口に近位でのガスの第１の圧力は大気圧であり、流出開口に近位でのガスの第２の圧力は大気圧未満である。さらに、底部は、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、グラフェン、パイロリティックグラファイトおよび銅シート金属からなる底部の材料の１組から選択することができる。さらに、高くした側面は、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有することができ、ここで約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを備えたマイクロチャネルが底部から、部分的には押し出し、浮き彫り、鋳造、型押し、打抜加工、穿孔、および微細な打抜加工による切断の組の少なくとも１つによって形成される。
【０００９】
本開示のさらなる目的および利点は、後続する記述で部分的に示され、部分的には記述から明らかになり、または、本開示と一致する実施形態の実行によって学び得る。本発明の目的および利点は、添付の特許請求の範囲で具体的に示した要素および組合せによって実現および達成されるであろう。
【００１０】
前述の一般的な記述および以下の詳細な記述の両方は単なる例示および説明であり、特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示と一致する例示のマイクロチャネルの１組を形成するための底部および側面の配置に関する２つの図を示す。
【図２】図１の底部および側面の２つの図を示すが、本開示と一致する例示のマイクロチャネルの１組を形成するために配置された付加的な底部を備えている。
【図３】本開示と一致する例示のマイクロチャネルの１組を形成するための、高くした側面を備えた底部の２つの図を示す。
【図４】図３の底部および配置された側面の２つの図を示すが、本開示と一致する例示のマイクロチャネルの１組を形成するために配置された付加的な底部を備えている。
【図５】本開示と一致するガスのフローを提供するように構成されたマイクロチャネルの側面図を示し、マイクロチャネルを通るフローを引き起こすための装置を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここでは本開示の本実施形態（例示の実施形態）に詳細に言及し、その特徴は添付の図面に図示する。可能な限り同じ参考番号を図面全体にわたって使用して、同じまたは同様の部分を指す。
【００１３】
図１は、本開示と一致する例示のマイクロチャネルの１組を形成するための底部１１０および側面１２０の配置に関する２つの図を示す。図１の下方部は、底部１１０上の側面１２０の配置についての「上面」図を示し、また、図１の上方部は、底部１１０上の側面１２０の配置についての「側面」図を示す。基準として、軸線１４５は、上方部の図に「ｘ」方向および「ｚ」方向を割り当て、また、軸線１５５は、下方部の図に「ｘ」方向および「ｙ」方向を割り当てる。底部１１０の材料は、アルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、グラフェン、パイロリティックグラファイト、銅シート金属、および／または、比較的平滑で平坦である任意の他の熱伝導性材料を含むことができる。側面１２０の材料は、アルミ箔、銅箔、他の金属箔、グラフェン、パイロリティックグラファイト、および比較的平滑で平坦な任意の他の熱伝導性材料を含むことができる。図１に示す「ｚ」方向において、側面１２０は、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有することができる。
【００１４】
図１に図示したように、側面１２０の形状は、ガスが（例えば）「ｙ」のマイナス方向に動くにつれて、断面積が徐々に増加するマイクロチャネルを形成するように選択することができる。しかしながら、示された形状は限定するものではない。マイクロチャネルの全体的な断面は、「ｘ」方向では巨視的な長さ規模（すなわちメートル）、また「ｚ」方向ではより小さな長さ規模（すなわち０．５〜５００μｍ）を示すように構成することができる。図１に示す上方部の図での全体像から、視点に「最も近い」エッジと示されたマイクロチャネルの断面積は、視点のエッジから最も遠ざかるマイクロチャネルの断面積より大きなものとして示されている。側面１２０の「ｚ」寸法の厚さは、約１５μｍであり得るが、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲のいかなる値でもあり得る。図１の配置された側面１２０の間の「ｘ」方向の流入幅１２５（すなわち図１の変数「ｗ＜」）は、１０ｍｍであり得るが、約１μｍから数センチメートルまでの範囲のいかなる値でもあり得る。図１の配置された側面１２０の間の「ｘ」方向の流出幅１１５（すなわち図１の変数「ｗ＞」）は、２０ｍｍであり得るが、約１μｍから数センチメートルまでの範囲のいかなる値でもあり得る。「ｙ」方向の、底部１１０および側面１２０の長さは、１ｍｍからメートルの規模の長さまでの範囲のいかなる値でもあり得る。しかしながら、「ｙ」方向において、約数百ミリメートルおよびそれ以上の長さでは、マイクロチャネルの支持物が、０．５μｍ〜５００μｍのマイクロチャネル開口厚さを保持するために必要とされる場合がある（流入開口としても、または流出開口としても）。さらに、流入から流出までの「ｚ」方向のマイクロチャネルの寸法は、一定の高さのままである必要はなく、「ｙ」軸線方向および「ｘ」軸線方向の両方に沿って本開示と一致する約０．５μｍ〜約５００μｍで変わることができる。（図１および図２〜図５のすべての図が必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではないことに注意されたい。）
【００１５】
図２に図示したように、流入幅１２５（変数「ｗ＜」）および流出幅１１５（変数「ｗ＞」）を備えたマイクロチャネルの１組を形成するために、付加的な底部２１０を図１に描かれた配置の上に置くことができる。「ｚ」方向の側面１２０の寸法により、マイクロチャネルの１組は、約１５μｍの「ｚ」方向の寸法を有するが、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲のいかなる値でもあり得る。形成されるマイクロチャネルは、「ｘ」軸線方向の長さに沿って同一の、近似の、「ｚ」軸線寸法を保持することができ、または、「ｚ」軸線寸法は、本開示と一致する「ｘ」軸線方向および「ｙ」軸線方向の両方に沿って約０．５μｍ〜約５００μｍで変わることができる。「ｘ」軸線方向での全体のデバイス２００の全幅は、４０ｍｍ〜１００ｍｍであり得て、または、その全幅は約１ｍｍ未満から多数のメートルまでであり得て、そのうえ用途に応じて必要とされればキロメートルまでさらに延長することができよう。すなわち、当業者は、「ｘ」軸線のデバイスの規模が用途によって変わり得ることを理解するべきである。半導体パッケージの内部で適合するように意図される代表的なデバイス幅は、半導体パッケージの「ｘ」軸線によって決定することができる（ミリメートルなど）。しかしながら、コンピューターサーバーのラックは、ラックに合わされたデバイスを使用することができる。商用空気調節デバイスのようなより大きな用途は、「ｘ」軸線に沿って何十メートルの規模になり得る。
【００１６】
底部２１０は、デバイス２００を形成するためにエポキシの、および／または、他の化学的な接着剤を使用して底部１１０に固定することができる。当業者は、エポキシの、および／または、化学的な接着剤の適用が、「ｚ」方向のマイクロチャネルの大きさに悪影響を及ぼさないように遂行することができることを認識するべきである。例えば、エポキシの、および／または、化学的な接着剤は、薄膜として適用することができる。底部２１０および底部１１０の表面が十分に平滑で平坦であり、かつ、エアギャップの熱抵抗が付加されることなく熱の通路を提供するために適切な圧力が部品に加えられる場合、溶接、ろう付けおよび金属ボンディングも底部１１０に底部２１０を固定するために使用することができる。さらに、ピン、リベット、ねじ、およびボルトなどの留め具も使用することができる。
【００１７】
さらなる実施形態と一致して、図３は、本開示と一致する例示のマイクロチャネル３３０の１組を形成するための底部３１０および高くした側面の配置に関する２つの図を示す。図３の下方部は、底部３１０の上の高くした側面の配置についての「上面」図を描き、図３の上方部は、底部３１０の上の高くした側面の配置についての「側面」図を描く。基準として、軸線３４５は、上方部の図に「ｘ」方向および「ｚ」方向を割り当て、また、軸線３５５は、下方部の図に「ｘ」方向および「ｙ」方向を割り当てる。底部３１０の材料はアルミシート金属、陽極酸化アルミニウム、テフロン加工のアルミニウム、塗装されたアルミニウム、グラフェン、パイロリティックグラファイト、銅シート金属、または比較的平滑で、平坦な任意の他の熱伝導性材料を含むことができる。底部３１０の材料は、熱伝導性の金属、グラフェン、パイロリティックグラファイト、カーボンナノチューブ、ポリマー、または他の熱伝導性材料から作られた細管の押し出しを含むこともできる。底部３１０の材料が細管を含む場合には、細管は、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲の内径を有することができる。概して言えば（すなわち、細管においてもまたは他の場合においても）、マイクロチャネルの特徴の完全性を保持するために、高くした側面の材料は、底部３１０と同じ材料であり得て、マイクロチャネル３３０が押し出し、浮き彫り、鋳造、型押し、押抜き、および／または穿孔によって形成されたものであり、および／または、高くした側面の材料は微細な打抜加工により切断され得る。
【００１８】
図３に図示したように、マイクロチャネル３３０の形状は、ガスが（例えば）「ｙ」のマイナス方向に動くにつれて断面積が段階的に増加していくように選択することができる。しかしながら、示された形状は限定するものではない。マイクロチャネルの全体的な断面は巨視的な規模のものであるように構成することができ、例えば、１ｍｍより大きい「ｘ」軸線方向の幅を示し、「ｚ」軸線の高さは約０．５μｍ〜約５００μｍを備える（デバイスの全体的な「ｘ」軸線長さはメートルの規模である）。図３に示す上方部の図での全体像から、視点に「最も近い」エッジと示されたマイクロチャネルの断面積は、視点のエッジから最も遠ざかるマイクロチャネルの断面積より大きなものとして示されている。マイクロチャネル３３０の「ｚ」寸法の厚さは、約１５μｍであり得るが、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲のいかなる値でもあり得る。図３の高くした側面間の「ｘ」方向の流入幅３２５（すなわち図３の可変「ｗ＜」）は、１０ｍｍであり得るが、約１ｍｍから数百ミリメートルまでの範囲のいかなる値でもあり得る。個々のマイクロチャネルは、０．５μｍ〜５００μｍのマイクロチャネル開口厚さを保持するためにマイクロチャネルの支持物が必要とされるより前に、数百ミリメートルの「ｙ」軸線長さを有することができる。さらに、マイクロチャネルの開口は一定の「ｚ」軸線高さのままである必要がなく、ｘ軸線およびｙ軸線の両方に沿って本開示と一致する０．５μｍ〜５００μｍで変わってもよい。上述のように、「ｘ」軸線長さは用途に対して拡大縮小することができる。ミリメートル規模の「ｘ」軸線長さを示すことがあるデバイスの例として、半導体パッケージの内部に適合するように構成されたデバイスが挙げられ、またメートル規模の長さを示すことがあるデバイスの例として、工業規模空調装置の熱交換器のために構成されたデバイスが挙げられる。図３の高くした側面間の「ｘ」方向の流出幅３１５（すなわち図３の可変「ｗ＞」）は、２０ｍｍであり得るが、約１ｍｍから何百ｍｍまでの範囲のいかなる値でもあり得る。
【００１９】
図４に図示したように、流入幅３２５（変数「ｗ＜」）および流出幅３１５（変数「ｗ＞」）を備えたマイクロチャネル３３０の１組を形成するために付加的な底部４１０を図３に描かれた配置の上に置くことができる。マイクロチャネル３３０の組は、約１５μｍの「ｚ」方向の寸法を有し得るが、約０．５μｍ〜約５００μｍの範囲のいかなる値でもあり得る。「ｘ」方向での全体のデバイス４００の全幅は、４０ｍｍ〜１００ｍｍ、または、約１ｍｍからメートルの規模まで、もしくはそれを超える（キロメートルなど）規模までのものが用途に応じてあり得る。すなわち、全体的なデバイスの「ｘ」軸線長さは用途に応じて拡大縮小することができる。例えば、ミリメートルの規模の長さを示すデバイスは、半導体パッケージと共に使用することができ、また、メートルの規模の長さを示すデバイスは、工業規模空調装置の熱交換器と共に使用することができる。
【００２０】
底部４１０は、デバイス４００を形成するためにエポキシの、および／または、他の化学的な接着剤を使用して底部３１０に固定することができる。当業者は、エポキシの、および／または、化学的な接着剤の適用が、「ｚ」方向のマイクロチャネルの大きさに悪影響を及ぼさないように遂行することができることを認識するべきである。例えば、エポキシの、および／または、化学的な接着剤は、薄膜として適用することができる。底部４１０および底部３１０の表面が十分に平滑で平坦であり、かつ、エアギャップの熱抵抗が付加されることなく熱の通路を提供するために適切な圧力が部品に加えられる場合、溶接、ろう付けおよび金属ボンディングが底部３１０に底部４１０を固定するために使用することができる。さらに、ピン、リベット、ねじ、およびボルトなどの留め具も同様に使用することができる。
【００２１】
図５は、本開示に一致して構築されたマイクロチャネル５３０（またはマイクロチャネルの１組）を備えるデバイス５００を示す。さらに図５には、ガス５４０、およびデバイス５００の冷却を生成するフロー５２０の方向を示す。デバイス５６０は、マイクロチャネル５３０の流入開口５３１とマイクロチャネル５３０の流出開口５３２との間のフローを引き起こすことができる任意の装置である。
【００２２】
デバイス５６０は、マイクロファン、ブロワ、マイクロポンプを含むポンプ、大気中に起こる風および熱による空気流などの自然の源泉、ベロー、および圧力差を生成するために用いられる任意の他のデバイスを含むファンを含むことができる。
【００２３】
他の実施形態は、本明細書および本明細書に開示された実施形態の実施を考察すると当業者に明らかになろう。例えば、本開示と一致して、図１〜図５に示される、マイクロチャネルの全体的な形状、ならびに流入開口および流出開口の相対的な幅は、単に例示であり、限定するものではない。本開示と一致して、本開示と一致するマイクロチャネルは、様々な断面形状を示し得て、マイクロチャネルの長さに沿った断面形状の変化を含み、さらに流出開口と流入開口との様々な相対的な比率を示す。２００９年９月３０日に出願の同時係属中の米国特許出願第１２／５８５，９８１号明細書は、その内容を参照によって組込むが、本開示と一致する断面形状、流入開口および流出開口における例示的な変形を開示する。さらに、本開示と一致するマイクロチャネル（またはマイクロチャネルの組）は、２０１１年５月２０日に出願の同時係属中の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１１／３７３６９号パンフレットで開示され、参照によりその内容が組込まれる例示の巨視的な形状などの巨視的な特徴を示すことができる。さらに、本開示と一致するシステムは、複数のデバイス層を示し、各デバイス層は、例えば、図１〜図５に示された１つまたは複数のマイクロチャネルを備えたデバイスに対応するように構成され得る。さらに詳しく言えば、複数のデバイス層を備えたシステムは、一般に、積み重ねられた複数のデバイス２００および／またはデバイス４００に対応し得る。本明細書および実施例は、単に例示として見なされ、本発明の真の範囲および精神は以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。
【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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