用于碳纳米管芯结构的方法、设备和系统技术方案

描述了一种用于碳纳米管芯结构的方法、设备和系统。该系统可以包括框架和设备。该设备可以包括热交换器、具有冷板内体积的冷板和冷板内体积中的热管。在一些实施例中，热管包括形成热管的内尺度的导热壁材料、沉积在壁材料上的催化剂层、形成于催化剂层上的碳纳米管阵列和一定体积的工作流体。可以介绍其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一些实施例总体涉及冷却系统。更具体而言， 一些实施例涉及碳纳米管芯(nanotube wick)结构在冷却系统中的应用。
技术介绍
热管和其他部件一起被用来除去来自诸如集成电路(IC)的结构的热。 常把IC管芯制造成诸如处理器的微电子器件。处理器不断升高的功耗造成 在现场使用处理器时针对热方案设计的热预算更加严格。因此，常常需要热方案或冷却方案来使热管更高效地传导来自ic的热量。已经采用各种技术来从ic移除热量。这些技术包括无源和有源构造。一种无源构造涉及与ic热接触的传导材料。附图说明通过阅读如下说明书和所附权利要求并参考以下附图，本领域的普通技术人员将明了本专利技术实施例的各种优点，在附图中图1为根据系统的一些实施例的热管的截面； 图2为根据本专利技术的一些实施例的热管的截面； 图3为根据本专利技术的一些实施例的碳纳米管形成工艺的示意图； 图4为根据本专利技术的一些实施例的设备的示意图； 图5包括根据本专利技术的一些实施例的计算机系统的示意图； 图6包括根据本专利技术的一些实施例的计算机系统的示意图；以及 图7包括根据本专利技术的一些实施例的用于在热管或蒸汽室中形成碳纳 米管芯结构的工艺的流程图。具体实施例方式参考本专利技术的一些实施例，附图中示出了其范例。尽管将结合实施例描述本专利技术，但要理解的是它们不是意图将本专利技术限制到这些实施例。相 反，本专利技术旨在涵盖可以包括在如所附权利要求所限定的专利技术精神和范围 之内的替换、修改和等价物。此外，在本专利技术以下的详细描述中，给出了 很多具体细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，可以不用这些特定 细节实施本专利技术。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、流程、部件 和电路，以免不必要地使本专利技术的各方面变得模糊不清。在本专利技术的说明书中提到一个实施例或一些实施例表示结合 该实施例描述的特定特征、结构或特点被包括在本专利技术的至少一些实施例 中。于是，在整个说明书的各处出现的短语在一些实施例中或根据 一些实施例未必全指相同的实施例。在一些实施例中，热管或蒸汽室包括碳纳米管芯结构以辅助传导热能。可以将该热管实现在具有热交换器的设备和具有冷板内体积(volume)的 冷板中。在一些实施例中，该热管可以位于冷板内体积之内。在一些实施 例中，热管包括形成热管的内尺度的导热壁材料、沉积在壁材料上的催化 剂层、形成于催化剂层上的碳纳米管阵列和一定体积的工作流体。根据一些实施例，可以将该设备实施于计算系统之内。该系统可以包 括框架、 一个或多个电子部件和该设备，可以将该设备实现为冷却一个或 多个电子部件。图1为根据该系统的一些实施例的热管的截面。该热管100可以将单 个或多个壁碳原子的纳米管用作热管中的芯材料。在一些实施例中，可以 将热管视为蒸汽室。热管100可以包括壁材料102/108,以包含热管的部件。 在一些实施例中，壁材料102/108可以包括例如但不限于铜的金属或硅。 在一些实施例中，壁材料102/108的厚度可以大于或小于一毫米。热管100还可以包括芯结构106，在一些实施例中该芯结构可以大约为 一毫米厚。在一些实施例中，该芯结构可以由碳纳米管形成。由于纳米管 的热学性质，它们是有用的，本领域的普通技术人员至少基于本文提供的 教导可以理解这一点。这样一来，纳米管可以具有每米开尔文大约3000瓦 范围的热导率。本领域的普通技术人员将认识到，基于纳米管的成分、布 置和应用可以实现其他热导率。热管100还可以包括蒸汽空间104，在一些实施例中该蒸汽空间可以大约为一毫米厚。在一些实施例中，该蒸汽空间可以部分填充有工作流体， 例如但不限于水或乙醇。在一些实施例中，可以将壁材料102/108设置成与热界面材料(TIM) 112以及管芯或IC114热接触。在一些实施例中，该热管可以包括顶部(A) 或底部(B)上的一个或多个导热翼片110。图2为根据本专利技术一些实施例的热管200的截面。该热管可以包括一 个或多个与壁材料102热接触的翼片110。催化剂层202可以形成于上壁材 料102上。在一些实施例中，可以通过金属将碳纳米管阵列的芯结构(单 壁或多壁的)固定到催化剂层202上。在一些实施例中，该金属可以是铜 或硅。于是，在一些实施例中，由于可以在催化剂层202上直接生长纳米 管204，且纳米管204可以不附着于任何其他衬底，因此可以减少接触热阻 (contact resistance)的问题。图3为根据本专利技术的一些实施例的碳纳米管形成工艺的示意图。在300 处，根据一些实施例，可以将热管壁302置于等离子体或热碳气相沉积(CVD) 室中。在320处，根据本专利技术的一些实施例，可以将多个碳纳米管324生 长到壁材料302上。在一些实施例中，可以沿相对竖直的取向，或沿较自 由的取向从壁材料302生长纳米管。在340处，可以添加壁材料346以形 成包封纳米管324的用于热管的腔室。在一些实施例中，当在真空下引入 工作流体并密封热管时，纳米管324可以形成芯结构。此外，本领域的普通技术人员至少基于本文提供的教导可以认识到， 可以将纳米管形成为利用等离子体CVD、光刻图案或金属化壁生长的直纳米 管的阵列。例如，在一些实施例中，可以利用等离子体CVD工艺或热CVD来生长 纳米管。也可以通过选择性地沉积一层或多层诸如但不限于镍、铁或钴的 催化剂而将它们生长成阵列或束。图4为根据本专利技术的一些实施例的设备400的示意图。该设备400可 以包括热交换器406、具有冷板内体积的冷板404和冷板内体积中的热管 402。在一些实施例中，热管包括形成热管的内尺度的导热壁材料、沉积在 壁材料上的催化剂层、形成于催化剂层上的碳纳米管芯和一定体积的工作 流体。在一些实施例中，可以将管道导管(图5所示)耦合到冷板和热交换 器。此外，可以将泵(图5所示)耦合到导管，其中泵可以使冷却流体通 过管道在冷板和热交换器之间循环。在一些实施例中，冷板404可以包括歧管板(manifold plate)，其中 该歧管板含有热管402。图5包括根据本专利技术的一些实施例的计算机系统500的示意图。计算 机系统500可以包括框架501。在一些实施例中，框架501可以是移动计算 机、台式计算机、服务器计算机或手持计算机的框架。在一些实施例中， 框架501可以与电子部件504热接触。根据一些实施例，电子部件504可 以包括中央处理单元、存储控制器、图形控制器、芯片组、存储器、电源、 电源适配器、显示器或显示器图形加速器。该设备400可以整体集成到框架501中，于是，框架501可以包括热 交换器510、具有冷板内体积的冷板(或歧管板)502和冷板内体积中的热 管516。在一些实施例中，热管516可以包括形成热管的内尺度的导热壁材 料、沉积在壁材料上的催化剂层、形成于催化剂层上的碳纳米管芯和一定 体积的工作流体。在一些实施例中，可以将管道导管506耦合到冷板502和热交换器510。 在一些实施例中，可以将泵508耦合到导管506，其中泵508可以使冷却流 体通过导管506在冷板502和热交换器510之间循环。在本专利技术的一些实施例中，框架部件512可以包括在计算机系统500 中。框架部件512可以从热交换器510接收热能。该系统500还可以包括 吹风器514，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有碳纳米管芯结构的热管，包括：　形成所述热管的内尺度的导热壁材料；　沉积到所述壁材料上的催化剂层；　形成于所述催化剂层上的碳纳米管芯；以及　一定体积的工作流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-5-31 11/444,7391、一种具有碳纳米管芯结构的热管，包括形成所述热管的内尺度的导热壁材料；沉积到所述壁材料上的催化剂层；形成于所述催化剂层上的碳纳米管芯；以及一定体积的工作流体。2、 根据权利要求l所述的热管，其中所述壁材料包括铜或硅。3、 根据权利要求l所述的热管，其中所述催化剂层包括金属。4、 根据权利要求l所述的热管，其中所述碳纳米管是利用构图技术或 蒸发技术形成的。5、 根据权利要求1所述的热管，其中所述工作流体为水或乙醇。6、 根据权利要求1所述的热管，其中使用一种或多种载气来辅助形成 所述碳纳米管。7、 根据权利要求6所述的热管，其中所述一种或多种载气为甲烷或乙烯。8、 一种具有碳纳米管芯结构的设备，包括 热交换器；具有冷板内体积的冷板；以及所述冷板内体积中的热管，其中所述热管包括形成所述热管的内尺度 的导热壁材料、沉积在所述壁材料上的催化剂层、形成于所述催化剂层上 的碳纳米管芯和一定体积的工作流体。9、 根据权利要求8所述的设备，还包括 耦合到所述冷板和所述热交换器的管道导管；耦合到所述导管的泵，其中所述泵使冷却流体通过所述管道在所述冷 板和所述热交换器之间循环。10、 根据权利要求8所述的设备，其中所述碳纳米管是利用构图技术 或蒸发技术形成的。11、 根据权利要求8所述的设备，其中使用一种或多种载气来辅助形 成...

【专利技术属性】
技术研发人员：U瓦达坎马鲁韦杜，G克莱斯勒，R普拉舍，H波哈尔纳，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]