(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108281401 A(43)申请公布日 2018.07.13
(21)申请号 201710006786.1(22)申请日 2017.01.05
(71)申请人 研能科技股份有限公司
地址 中国台湾新竹市科学园区研发二路28
号1楼(72)发明人 莫立邦 陈世昌 黄启峰 韩永隆 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公
司 31100
代理人 喻学兵(51)Int.Cl.
H01L 23/46(2006.01)
权利要求书3页 说明书11页 附图19页
(54)发明名称
三维芯片集成电路冷却系统
(57)摘要
本案提供一种三维芯片集成电路冷却系统，用以对三维芯片集成电路进行散热。三维芯片集成电路是由主芯片层与多个中间芯片层相互堆叠而成，并具有多个流体微通道。三维芯片集成电路冷却系统包含载体以及流体泵。载体对应设置于三维芯片集成电路的一侧，具有导入端开口、排出端开口及流体通道。流体泵固设于载体上，并封闭导入端开口。借由驱动流体泵，以将流体由导入端开口导入，通过流体通道由排出端开口排出，并使排出端开口排出的流体流入三维芯片集成电路的流体微通道，与中间芯片层或主机片层进行热交换。CN 108281401 ACN 108281401 A
权 利 要 求 书
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1.一种三维芯片集成电路冷却系统，用以对一三维芯片集成电路进行散热，其特征在于，该三维芯片集成电路由一主芯片层与多个中间芯片层相互堆叠而成，每一相邻的该中间芯片层之间以及该主机片层与该中间芯片层之间以多个接点引线电性连通，并使每一相邻的该中间芯片层之间以及该主机片层与该中间芯片层之间形成一流体微通道，该三维芯片集成电路冷却系统包含：
一载体，对应设置于该三维芯片集成电路的一侧，具有一导入端开口、一排出端开口及一流体通道；以及
一流体泵，固设于该载体上，并封闭该导入端开口，其中借由驱动该流体泵，以将流体由该导入端开口导入，通过该流体通道由该排出端开口排出，并使该排出端开口排出的流体流入该三维芯片集成电路的每一该流体微通道，与该中间芯片层以及该主机片层进行热交换。
2.如权利要求1所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该载体包括多个隔板组接以定义形成该流体通道、该导入端开口及该排出端开口。
3.如权利要求1所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该流体泵为一压电致动流体泵。
4.如权利要求3所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该压电致动流体泵包括：
一导流板，具有至少一导流孔、至少一汇流排孔及构成一汇流腔室的一中心凹部，其中该至少一导流孔供导入流体，该汇流排孔对应该导流孔，且引导该导流孔的流体汇流至该中心凹部所构成的该汇流腔室；
一共振片，具有一中空孔对应于该汇流腔室，且该中空孔的周围为一可动部；以及一压电致动器，与该共振片相对应设置；其中，该共振片与该压电致动器之间具有一间隙形成一腔室，以使该压电致动器受驱动时，使流体由该导流板的该至少一导流孔导入，经该至少一汇流排孔汇集至该中心凹部，再流经该共振片的该中空孔，以进入该腔室内，由该压电致动器与该共振片的可动部产生共振传输流体。
5.如权利要求4所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该压电致动器包含：一悬浮板，具有一第一表面及一第二表面，且可弯曲振动；一外框，环绕设置于该悬浮板之外侧；至少一支架，连接于该悬浮板与该外框之间，以提供弹性支撑；以及一压电片，具有一边长，该边长小于或等于该悬浮板的一边长，且该压电片贴附于该悬浮板的一第一表面上，用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动。
6.如权利要求5所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该悬浮板为一正方形悬浮板，并具有一凸部。
7.如权利要求4所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该压电致动流体泵包括一导电片、二绝缘片，其中该导流板、该共振片、该压电致动器、该绝缘片、该导电片及另一该绝缘片是依序堆叠设置。
8.如权利要求1所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该三维芯片集成电路冷却系统还包括一控制系统，该控制系统包括：
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权 利 要 求 书
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一控制单元，电连接于该流体泵，以控制该流体泵运作；以及一温度传感器，电连接于该控制单元且邻设于该三维芯片集成电路，以感测该三维芯片集成电路的一温度以输出一感测信号至该控制单元；
其中，当该控制单元于接收到该感测信号，并判断该三维芯片集成电路的该温度大于一温度门槛值时，该三维芯片集成电路使该流体泵致能，以驱动流体流动，以及当该控制单元于接收到该感测信号，并判断该三维芯片集成电路的该温度低于该温度门槛值时，该控制单元使该流体泵停止运作。
9.如权利要求8所述三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该控制单元可以控制该流体泵的输入电压维持一特定电压，使该流体泵输出最大压力。
10.如权利要求8所述三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该控制模块可控制该流体泵加速驱动或减速驱动。
11.一种三维芯片集成电路冷却系统，用以对一三维芯片集成电路进行散热，该三维芯片集成电路由一主芯片层与多个中间芯片层相互堆叠而成，每一相邻的该中间芯片层之间以及该主机片层与该中间芯片层之间以多个接点引线电性连通，并使每一相邻的该中间芯片层之间以及该主机片层与该中间芯片层之间形成一流体微通道，该三维芯片集成电路冷却系统包含：
一载体，邻设于该三维芯片集成电路的一侧，具有一导入端开口、一排出端开口及一流体通道；
一壳体胶模，包含一流入开口、一流出开口及一容置空间，该壳体胶模罩盖封闭该三维芯片集成电路，使三维芯片集成电路设置于该容置空间，其中该流入开口对应设置并连通于该排出端开口；以及
一流体泵，固设于该载体上，并封闭该导入端开口，其中借由驱动该流体泵，以将流体由该导入端开口导入，通过该流体通道由该排出端开口及该流入开口流入该壳体胶模的该容置空间，接着使流体由该三维芯片集成电路的每一该流体微通道流入，与该中间芯片层以及该主机片层进行热交换，并使进行热交换后的流体经由该多个流体微通道流出，由该壳体胶模的该流出开口排出至该三维芯片集成电路之外部。
12.如权利要求11所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该三维芯片集成电路冷却系统包含一过滤系统，该过滤系统包含一壳体、一连通管及一过滤器，该壳体封闭并连通设置于该流体泵上，并定义一内部空间，该连通管是连通于该过滤器及该壳体之间，该过滤器用以对流体进行过滤，其中流体经由该过滤器进行过滤，过滤后的流体经由该连通管流入该壳体的该内部空间内，再借由该流体泵将过滤后的流体由该内部空间导入该导入端开口。
13.如权利要求12所述的三维芯片集成电路冷却系统，其特征在于，该过滤系统包含一过滤网，封闭设置于该流出开口。
14.一种三维芯片集成电路冷却系统，用以对一三维芯片集成电路进行散热，其特征在于，该三维芯片集成电路是由一主芯片层与多个中间芯片层相互堆叠而成，每一相邻的该中间芯片层以及该主机片层与该中间芯片层之间以多个接点引线电性连通，并使每一相邻的该中间芯片层之间以及该主机片层与该中间芯片层之间形成一流体微通道，该三维芯片集成电路冷却系统包含：
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权 利 要 求 书
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一载体，邻设于该三维芯片集成电路的一侧，具有一导入端开口、一排出端开口及一流体通道，其中该排出端开口对应设置并连通于该壳体胶模的该流入开口；
一壳体胶模，包含一流入开口及一容置空间，该壳体胶模罩盖封闭该三维芯片集成电路，使三维芯片集成电路设置于该容置空间，其中该流入开口对应设置并连通于该排出端开口；
一流体泵，固设于该载体上，并封闭该导入端开口；以及一流体储存装置，封闭并连通于该流体泵，用以储存流体；其中，借由驱动该流体泵，以将流体由该流体储存装置导入该导入端开口，通过该流体通道由该排出端开口流入该壳体胶模的该流入开口，接着使流体由该三维芯片集成电路的每一该流体微通道流入，与该中间芯片层以及该主机片层进行热交换，借由该流体泵停止运作，使进行热交换后的流体回流至流体储存装置中。
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说 明 书
三维芯片集成电路冷却系统
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【技术领域】
[0001]本案关于一种三维芯片集成电路冷却系统，尤指一种利用流体泵提供驱动流体流动以进行散热的三维芯片集成电路冷却系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，各种电子设备例如可携式电脑、平板电脑、工业电脑、可携式通讯装置、影音播放器等已朝向轻薄化、可携式及高效能的趋势发展，这些电子设备于其有限内部空间中必须配置各种高积集度或高功率的电子元件，为了使电子设备的运算速度更快和功能更强大，电子设备内部的电子元件于运作时将产生更多的热能，并导致高温。此外，这些电子设备大部分皆设计为轻薄、扁平且具紧凑外型，且没有额外的内部空间用于散热冷却，故电子设备中的电子元件易受到热能、高温的影响，进而导致干扰或受损等问题。[0003]近年以来，三维芯片集成电路(3D IC)已经被广泛地利用于智能手机或平板电脑等可携式电子产品中。三维芯片集成电路是为多个二维芯片所组成，其是利用引线接合技术进行接合，例如：晶圆级封装层叠(WAFER-LEVEL PACKAGING，WLP)、堆叠式封装层叠(PAKAGE ON PACKAGE，POP)等技术，将多个引线接合于每一二维芯片之间，再透过多个芯片层层堆叠所构成。三维芯片集成电路的尺寸极小，且具有薄型化、重量轻、成本低、性能高、电池消耗低及速度快等优点。
[0004]传统的三维芯片集成电路散热方式是透过设置导热材料于三维芯片集成电路上进行散热，例如：石墨片、金属片、热管或其他导热材料等等。然而，前述的散热方式是属于被动式的散热，仅利用热传导及自然对流以达到散热效果，其散热效率较差，无法满足应用需求。
[0005]有鉴于此，实有必要发展一种三维芯片集成电路冷却系统，以解决现有技术所面临的问题。
【发明内容】
[0006]本案的目的在于提供一种三维芯片集成电路冷却系统，其可应用于各种电子设备，以对电子设备内部的三维芯片集成电路进行散热，俾提升散热效能，降低噪音，且使电子设备内部三维芯片集成电路的性能稳定并延长使用寿命。[0007]为达上述目的，本案的一较广义实施样态为提供一种三维芯片集成电路冷却系统，用以对三维芯片集成电路进行散热，三维芯片集成电路是由主芯片层与多个中间芯片层相互堆叠而成，每一相邻的中间芯片层之间以及主机片层与中间芯片层之间以多个接点引线电性连通，并使每一相邻的中间芯片层之间以及主机片层与中间芯片层之间形成流体微通道，三维芯片集成电路冷却系统包含：载体，对应设置于三维芯片集成电路的一侧，具有导入端开口、排出端开口及流体通道；以及流体泵，固设于载体上，并封闭导入端开口，其中借由驱动流体泵，以将流体由导入端开口导入，通过流体通道由排出端开口排出，并使排出端开口排出的流体流入三维芯片集成电路的每一流体微通道，与中间芯片层及主机片层
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说 明 书
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进行热交换。
[0008]为达上述目的，本案的另一较广义实施样态为提供一种三维芯片集成电路冷却系统，用以对三维芯片集成电路进行散热，三维芯片集成电路是由主芯片层与多个中间芯片层相互堆叠而成，每一相邻的中间芯片层之间以及主机片层与中间芯片层之间以多个接点引线电性连通，并使每一相邻的中间芯片层之间以及主机片层与中间芯片层之间形成流体微通道，三维芯片集成电路冷却系统包含：载体，邻设于三维芯片集成电路的一侧，具有导入端开口、排出端开口及流体通道；壳体胶模，包含流入开口、流出开口及容置空间，壳体胶模罩盖封闭三维芯片集成电路，使三维芯片集成电路设置于容置空间，其中流入开口对应设置并连通于排出端开口；以及流体泵，固设于载体上，并封闭导入端开口，其中借由驱动流体泵，以将流体由导入端开口导入，通过流体通道由排出端开口及流入开口流入壳体胶模的容置空间，接着使流体由三维芯片集成电路的每一流体微通道流入，与中间芯片层及主机片层进行热交换，并使进行热交换后的流体经由多个流体微通道流出，由壳体胶模的流出开口排出至三维芯片集成电路之外部。[0009]为达上述目的，本案的再一较广义实施样态为提供一种三维芯片集成电路冷却系统，用以对三维芯片集成电路进行散热，三维芯片集成电路是由主芯片层与多个中间芯片层相互堆叠而成，每一相邻的中间芯片层之间以及主机片层与中间芯片层之间以多个接点引线电性连通，并使每一相邻的中间芯片层之间以及主机片层与中间芯片层之间形成流体微通道，三维芯片集成电路冷却系统包含：载体，邻设于三维芯片集成电路的一侧，具有导入端开口、排出端开口及流体通道，其中排出端开口对应设置并连通于壳体胶模的流入开口；壳体胶模，包含流入开口及容置空间，壳体胶模罩盖封闭三维芯片集成电路，使三维芯片集成电路设置于容置空间，其中流入开口对应设置并连通于排出端开口；流体泵，固设于载体上，并封闭导入端开口；以及流体储存装置，封闭并连通于流体泵上，用以储存流体；其中，借由驱动流体泵，以将流体由流体储存装置导入导入端开口，通过流体通道由排出端开口流入壳体胶模的流入开口，接着使流体由三维芯片集成电路的每一流体微通道流入，与中间芯片层及主机片层进行热交换，借由流体泵停止运作，使进行热交换后的流体回流至流体储存装置中。
【附图说明】
[0010]图1A为本案第一较佳实施例的三维芯片集成电路冷却系统的结构示意图。
图1B为图1A所示的三维芯片集成电路冷却系统的剖面结构示意图。
图2A及2B分别为本案第一较佳实施例的流体泵于不同视角的分解结构示意图。图3为图2A及2B所示的压电致动器的剖面结构示意图。图4为图2A及2B所示的流体泵的剖面结构示意图。
图5A至5E为图2A及2B所示的流体泵作动的流程结构图。
图6为本案第一较佳实施例的三维芯片集成电路冷却系统的控制系统的架构示意图。图7为本案第一较佳实施例的三维芯片集成电路冷却系统的结构示意图。图8A为本案第二实施例的三维芯片集成电路冷却系统的结构示意图。图8B为图8A所示的三维芯片集成电路冷却系统的剖面结构示意图。
图8C为本案第二实施例的三维芯片集成电路冷却系统的控制系统的架构示意图。
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图9A为本案第三实施例的三维芯片集成电路冷却系统的结构示意图。图9B为图9A所示的三维芯片集成电路冷却系统的剖面结构示意图。
图9C为本案第三实施例的三维芯片集成电路冷却系统的控制系统的架构示意图。【具体实施方式】
[0011]体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非架构于限制本案。[0012]请参阅图1A及图1B，图1A为本案第一较佳实施例的三维芯片集成电路冷却系统的结构示意图，以及图1B为图1A所示的三维芯片集成电路冷却系统的剖面结构示意图。如图1A及1B所示，本案的三维芯片集成电路冷却系统1可应用于一电子设备，例如但不限于可携式电脑、平板电脑、工业电脑、可携式通讯装置、影音播放器，以对电子设备内待散热的三维芯片集成电路2进行散热。图1B是为图1A的AA截面的剖面示意图。三维芯片集成电路2是设置于基板3上，并邻设于三维芯片集成电路冷却系统1。三维芯片集成电路2是由主芯片层20与多个中间芯片层21相互堆叠而成，每一相邻的中间芯片层21之间及主机片层20与一中间芯片层21之间以多个接点引线22电性连通，并使每一相邻的中间芯片层21之间及主机片层20与一中间芯片层21之间形成流体微通道23。本案的三维芯片集成电路冷却系统1包含载体11以及流体泵12，其中载体11包含导入端开口13、排出端开口14及流体通道15。流体泵12是固设于载体11上，且组装定位于导入端开口13，并且封闭该导入端开口13。其中借由驱动流体泵12，以将流体由导入端开口13导入，通过流体通道15由排出端开口14排出，并使排出端开口14排出的流体流入三维芯片集成电路2的每一流体微通道23，与多个中间芯片层21以及一主机片层21进行热交换，俾实现对三维芯片集成电路2的散热。[0013]于本实施例中，载体11是由该多个隔板16相组接而形成，且多个隔板16定义形成导入端开口13、排出端开口14及流体通道15。流体泵12是固设于载体11的隔板16上。载体11是相邻设置于三维芯片集成电路2的一侧，并且排出端开口14与三维芯片集成电路2对应设置。于本实施例中，用以进行冷却的流体是为一气体，但不以此为限，可依据所需求的散热效果进行调整。
[0014]于本实施例中，流体泵12是为一压电致动流体泵，用以驱动流体流动，以将流体由三维芯片集成电路冷却系统1之外部经由导入端开口13导入流体通道15中。当流体泵12将流体导入流体通道15时，推动流体通道15中的流体快速流动，并经由排出端开口14排出，所排出流体流入邻设的三维芯片集成电路2的流体微通道23，与多个中间芯片层21以及一主机片层20进行热交换，并促使热交换后的流体由流体微通道23排至三维芯片集成电路2之外部。由于流体泵12是连续地作动以导入流体，使三维芯片集成电路2可连续地与流体进行热交换，同时使热交换后的流体由流体微通道23排出，借此可实现对三维芯片集成电路2的散热，且可提高散热效能，进而增加三维芯片集成电路2的性能稳定度及寿命。[0015]请同时参阅图2A至图4，图2A及2B分别为本案第一较佳实施例的流体泵于不同视角的分解结构示意图，图3为图2A及2B所示的压电致动器的剖面结构示意图，以及图4为图2A及2B所示的流体泵的剖面结构示意图。如第2A、2B、3及4图所示，流体泵12是为一压电致动流体泵，且包括一导流板121、一共振片122、一压电致动器123、两绝缘片124a、124b及一
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导电片125等结构，其中压电致动器123是对应于共振片122而设置，并使导流板121、共振片122、压电致动器123、绝缘片124a、导电片125及另一绝缘片124b等依序堆叠设置，其组装完成的剖面图是如图4所示。[0016]于本实施例中，导流板121具有至少一导流孔121a，其中导流孔121a的数量以4个为较佳，但不以此为限。导流孔121a是贯穿导流板121，用以供流体自装置外经由该至少一导流孔121a流入流体泵12的中。导流板121上具有至少一汇流排孔121b，用以与导流板121另一表面的该至少一导流孔121a对应设置。于汇流排孔121b的中心交流处是具有中心凹部121c，且中心凹部121c是与汇流排孔121b相连通，借此可将自该至少一导流孔121a进入汇流排孔121b的流体引导并汇流集中至中心凹部121c，以实现流体传递。于本实施例中，导流板121具有一体成型的导流孔121a、汇流排孔121b及中心凹部121c，且于中心凹部121c处即对应形成一汇流流体的汇流腔室，以供流体暂存。于一些实施例中，导流板121的材质可为例如但不限于不锈钢材质所构成。于另一些实施例中，由该中心凹部121c处所构成的汇流腔室的深度与汇流排孔121b的深度相同，但不以此为限。共振片122是由一可挠性材质所构成，但不以此为限，且于共振片122上具有一中空孔洞122c，是对应于导流板121的中心凹部121c而设置，以使流体流通。于另一些实施例中，共振片122是可由一铜材质所构成，但不以此为限。
[0017]压电致动器123是由一悬浮板1231、一外框1232、至少一支架1233以及一压电片1234所共同组装而成，其中，该压电片1234贴附于悬浮板1231的第一表面1231c，用以施加电压产生形变以驱动该悬浮板1231弯曲振动，以及该至少一支架1233是连接于悬浮板1231以及外框1232之间，于本实施例中，该支架1233是连接设置于悬浮板1231与外框1232之间，其两端点是分别连接于外框1232、悬浮板1231，以提供弹性支撑，且于支架1233、悬浮板1231及外框1232之间更具有至少一空隙1235，该至少一空隙1235是与导入端开口13相连通，用以供流体流通。应强调的是，悬浮板1231、外框1232以及支架1233的型态及数量不以前述实施例为限，且可依实际应用需求变化。另外，外框1232是环绕设置于悬浮板1231之外侧，且具有一向外凸设的导电接脚1232c，用以供电连接的用，但不以此为限。[0018]悬浮板1231是为一阶梯面的结构(如图3所示)，意即于悬浮板1231的第二表面1231b更具有一凸部1231a，该凸部1231a可为但不限为一圆形凸起结构。悬浮板1231的凸部1231a是与外框1232的第二表面1232a共平面，且悬浮板1231的第二表面1231b及支架1233的第二表面2233a亦为共平面，且该悬浮板1231的凸部1231a及外框1232的第二表面1232a与悬浮板1231的第二表面1231b及支架1233的第二表面1233a之间是具有一特定深度。悬浮板1231的第一表面1231c，其与外框1232的第一表面1232b及支架1233的第一表面1233b为平整的共平面结构，而压电片1234则贴附于此平整的悬浮板1231的第一表面1231c处。于另一些实施例中，悬浮板1231的型态亦可为一双面平整的板状正方形结构，并不以此为限，可依照实际施作情形而任施变化。于一些实施例中，悬浮板1231、支架1233以及外框1232是可为一体成型的结构，且可由一金属板所构成，例如但不限于不锈钢材质所构成。又于另一些实施例中，压电片1234的边长是小于该悬浮板1231的边长。再于另一些实施例中，压电片1234的边长是等于悬浮板1231的边长，且同样设计为与悬浮板1231相对应的正方形板状结构，但并不以此为限。
[0019]流体泵12的绝缘片124a、导电片125及另一绝缘片124b是依序对应设置于压电致
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动器123之下，且其形态大致上对应于压电致动器123之外框1232的形态。于一些实施例中，绝缘片124a、124b是由绝缘材质所构成，例如但不限于塑胶，俾提供绝缘功能。于另一些实施例中，导电片125可由导电材质所构成，例如但不限于金属材质，以提供电导通功能。于本实施例中，导电片125上亦可设置一导电接脚125a，以实现电导通功能。[0020]于本实施例中，流体泵12是依序由导流板121、共振片122、压电致动器123、绝缘片124a、导电片125及另一绝缘片124b等堆叠而成，且于共振片122与压电致动器123之间是具有一间隙h，于本实施例中，是于共振片122及压电致动器123之外框1232周缘之间的间隙h中填入一填充材质，例如但不限于导电胶，以使共振片122与压电致动器123的悬浮板1231的凸部1231a之间可维持该间隙h的深度，进而可导引流体更迅速地流动，且因悬浮板1231的凸部1231a与共振片122保持适当距离使彼此接触干涉减少，促使噪音产生可被降低。于另一些实施例中，亦可借由加高压电致动器123之外框1232的高度，以使其与共振片122组装时增加一间隙，但不以此为限。[0021]于本实施例中，当导流板121、共振片122与压电致动器123依序对应组装后，于共振片122具有一可动部122a及一固定部122b，可动部122a处可与其上的导流板121共同形成一汇流流体的腔室，且在共振片122与压电致动器123之间更形成一第一腔室120，用以暂存流体，且第一腔室120是透过共振片122的中空孔洞122c而与导流板121的中心凹部121c处的腔室相连通，且第一腔室120的两侧则由压电致动器123的支架1233之间的空隙1235而与设置于其下的导入端开口13相连通。
[0022]图5A至5E为图2A及2B所示的流体泵作动的流程结构图。请参阅图4、图5A至图5E，本案的流体泵的作动流程简述如下。当流体泵12进行作动时，压电致动器123受电压致动而以支架1233为支点，进行垂直方向的往复式振动。如图5A所示，当压电致动器123受电压致动而向下振动时，由于共振片122是为轻、薄的片状结构，是以当压电致动器123振动时，共振片122亦会随的共振而进行垂直的往复式振动，即为共振片122对应中心凹部121c的部分亦会随的弯曲振动形变，即该对应中心凹部121c的部分是为共振片122的可动部122a，是以当压电致动器123向下弯曲振动时，此时共振片122对应中心凹部121c的可动部122a会因流体的带入及推压以及压电致动器123振动的带动，而随着压电致动器123向下弯曲振动形变，则流体由导流板121上的至少一导流孔121a进入，并透过至少一汇流排孔121b以汇集到中央的中心凹部121c处，再经由共振片122上与中心凹部121c对应设置的中空孔洞122c向下流入至第一腔室120中。其后，由于受压电致动器123振动的带动，共振片122亦会随的共振而进行垂直的往复式振动，如图5B所示，此时共振片122的可动部122a亦随的向下振动，并贴附抵触于压电致动器123的悬浮板1231的凸部1231a上，使悬浮板1231的凸部1231a以外的区域与共振片122两侧的固定部122b之间的汇流腔室的间距不会变小，并借由此共振片122的形变，以压缩第一腔室120的体积，并关闭第一腔室120中间流通空间，促使其内的流体推挤向两侧流动，进而经过压电致动器123的支架1233之间的空隙1235而向下穿越流动。之后，如图5C所示，共振片122的可动部122a向上弯曲振动形变，而回复至初始位置，且压电致动器123受电压驱动以向上振动，如此同样挤压第一腔室120的体积，惟此时由于压电致动器123是向上抬升，因而使得第一腔室120内的流体会朝两侧流动，而流体持续地自导流板121上的至少一导流孔121a进入，再流入中心凹部121c所形成的腔室中。之后，如图5D所示，该共振片122受压电致动器123向上抬升的振动而共振向上，此时共振片122的可动
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部122a亦随的向上振动，进而减缓流体持续地自导流板121上的至少一导流孔121a进入，再流入中心凹部121c所形成的腔室中。最后，如图5E所示，共振片122的可动部122a亦回复至初始位置，由此实施态样可知，当共振片122进行垂直的往复式振动时，是可由其与压电致动器123之间的间隙h以增加其垂直位移的最大距离，换句话说，于该两结构之间设置间隙h可使共振片122于共振时可产生更大幅度的上下位移。是以，在经此流体泵12的流道设计中产生压力梯度，使流体高速流动，并透过流道进出方向的阻抗差异，将流体由吸入端传输至排出端，以完成流体输送作业，即使在排出端有压力的状态下，仍有能力持续将流体推入流体通道15，并可达到静音的效果，如此重复图5A至5E的流体泵12作动，即可使流体泵12产生一由外向内的流体传输。[0023]承上所述，透过上述流体泵12的作动，将流体导入流体通道15并经由排出端开口14将流体导出，使所导出的流体流入三维芯片集成电路2的流体微通道23进行热交换，并促使热交换后的流体将热能快速排出三维芯片集成电路冷却系统1之外部，借此以提高散热冷却的效率，进而增加三维芯片集成电路2的性能稳定度及寿命。[0024]请同时参阅图6及图7，图6为本案第一较佳实施例的三维芯片集成电路冷却系统的控制系统的架构示意图，图7为本案第一较佳实施例的三维芯片集成电路冷却系统的结构示意图。如图6所示，于另一些实施例中，三维芯片集成电路冷却系统1更具有温控功能，意即其更可包括控制系统10，但不以此为限。控制系统10包含控制单元101及温度传感器102，其中控制单元101是与流体泵12电连接，以控制流体泵12的运作。温度传感器102是可邻近设置于三维芯片集成电路2的周围(即如图7所示的位置)，又或者是可直接贴附于三维芯片集成电路2的主机片层20或中间芯片层21上感测三维芯片集成电路2的温度，其设置方式均不以此为限。温度传感器102是电连接于控制单元101，感测三维芯片集成电路2的温度，并将感测信号传输至控制单元101。控制单元101依据温度传感器102的感测信号，判断三维芯片集成电路2的温度是否高于一温度门槛值，当控制单元101判断该三维芯片集成电路2的温度高于该温度门槛值时，发出一控制信号至流体泵12，以致能流体泵12运作，借此使流体泵12驱动流体流动以对三维芯片集成电路2进行散热冷却，俾使三维芯片集成电路2散热冷却并降低温度。当控制单元101判断该三维芯片集成电路2的温度低于该温度门槛值时，发出一控制信号至流体泵12，以停止流体泵12运作，借此可避免流体泵12持续运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损。是以，透过控制系统10的设置，使三维芯片集成电路冷却系统1的流体泵12于三维芯片集成电路2温度过热时可进行散热冷却，并于三维芯片集成电路2温度降低后停止运作，借此可避免流体泵12持续运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损，亦可使三维芯片集成电路2于一较佳温度环境下运作，提高三维芯片集成电路2的稳定度。[0025]又，于一些实施例中，控制系统10的控制单元101是可控制流体泵12的输入电压维持一特定电压，使流体泵12输出最大压力，俾达到最佳散热效率；或者，控制系统10的控制单元101亦可控制流体泵12加速驱动或减速驱动，使流体泵12依据散热的需求进行驱动，借此控制系统10的系统温度检测与控制，而可避免流体泵12持续高速运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损，亦可使三维芯片集成电路2于一较佳温度环境下运作，提高三维芯片集成电路2的稳定度。
[0026]请参阅图8A及图8B，图8A为本案第二实施例的三维芯片集成电路冷却系统的结构
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示意图，以及图8B为图8A所示的三维芯片集成电路冷却系统的剖面结构示意图。如图8A及图8B所示，图8B为图8A的AA截面的剖面示意图，本实施例的三维芯片集成电路冷却系统4亦用以对三维芯片集成电路2进行散热。三维芯片集成电路冷却系统4包含载体41、流体泵42及壳体胶模47。载体41是邻设于该三维芯片集成电路2的一侧，其具有导入端开口43、排出端开口44及流体通道45，其中载体41是由多个隔板46组接而成，并定义出导入端开口43、排出端开口44及流体通道45。流体泵42是固设于载体41上，并封闭导入端开口43，其中该流体泵42是为压电致动流体泵，用以将流体导入导入端开口43中。由于本实施例的载体41及流体泵42的结构、元件与功能与本案第一实施例的载体及流体泵相同，故于此不再赘述。惟于本实施例中，三维芯片集成电路冷却系统4更包含壳体胶模47，壳体胶膜47是用以罩盖封闭该三维芯片集成电路2。壳体胶膜47包含流入开口47a、流出开口47b及容置空间47c，其中流入开口47a对应设置并连通于载体41的排出端开口44。借由驱动流体泵42，以将流体由导入端开口43导入，通过流体通道45由排出端开口44及流入开口47a流入壳体胶模47的容置空间47c，并使流体流入三维芯片集成电路2的每一流体微通道23，与多个中间芯片层21以及一主机片层21进行热交换，并使热交换后的流体经由壳体胶模47的流出开口47b排出三维芯片集成电路冷却系统4之外，俾实现对三维芯片集成电路2的散热。[0027]此外，于本实施例中，三维芯片集成电路冷却系统4更可包含过滤系统48，过滤系统48包含过滤器48a、连通管48b及壳体48c。壳体48c照盖封闭于流体泵42上，并且定义出一内部空间48d，壳体48c之内部空间48d与流体泵42相连通。连通管48b是为但不限为一中空管状的连通结构，连通于过滤器48a及壳体48c之内部空间48d之间。过滤器48a是为但不限为一气压过滤器，用以对流体进行过滤。其中流体经由过滤器48a进行过滤后，使过滤后的流体经由连通管48b流入壳体48c之内部空间48d内，再借由流体泵42将过滤后的流体由内部空间48d导入导入端开口43中，俾使过滤后的流体对三维芯片集成电路2进行散热。借由设置过滤系统48，使流体于对三维芯片集成电路2进行散热前先进行过滤，以避免灰尘或悬浮微粒堆积于三维芯片集成电路2或流体泵42中，俾提升散热效能及元件使用寿命。于本实施例中，用以进行冷却的流体是为一气体，但不以此为限，可依据所需求的散热效果进行调整。
[0028]于另一些实施例中，过滤系统48更包含过滤网49。过滤网49是可为但不限为一不锈钢过滤网，用以封闭设置于壳体胶膜47的流出开口47b，用以对流体进行过滤。于进行散热冷却的过程中，壳体胶膜47的容置空间47c会产生的压力变化，易导致未经过滤的流体由流出开口47b逆流至壳体胶膜47的容置空间47c中。故借由进一步封闭设置过滤网49于流出开口47b上，可避免未经过滤的流体由流出开口47b逆流至壳体胶膜47的容置空间47c中，俾提升散热效能及元件使用寿命。[0029]请同时参阅图8A至图8C，图8C为本案第二实施例的三维芯片集成电路冷却系统的控制系统的架构示意图。如图所示，于一些实施例中，三维芯片集成电路冷却系统4亦具有温控功能，并包含一控制系统40，该控制系统40包含控制单元401及温度传感器402，其中控制单元401是与流体泵42电连接，以控制流体泵42的运作。温度传感器402是设置于壳体胶膜47的容置空间47c，并相邻于三维芯片集成电路2的周围而设置，或者直接贴附于三维芯片集成电路2的主机片层20或中间芯片层21上感测三维芯片集成电路2的温度。温度传感器402是电连接于控制单元401，感测三维芯片集成电路2的温度，并将感测信号传输至控制单
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元401。控制单元401依据温度传感器402的感测信号，判断三维芯片集成电路2的温度是否高于一温度门槛值，当控制单元401判断该三维芯片集成电路2的温度高于该温度门槛值时，发出一控制信号至流体泵42，以致能流体泵42运作，借此使流体泵42驱动流体流动以对三维芯片集成电路2进行散热冷却，俾使三维芯片集成电路2散热冷却并降低温度。当控制单元401判断该三维芯片集成电路2的温度低于该温度门槛值时，发出一控制信号至流体泵42，以停止流体泵42运作，借此可避免流体泵42持续运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损。是以，透过控制系统40的设置，使三维芯片集成电路冷却系统1的流体泵42于三维芯片集成电路2温度过热时可进行散热冷却，并于三维芯片集成电路2温度降低后停止运作，借此可避免流体泵42持续运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损，亦可使三维芯片集成电路2于一较佳温度环境下运作，提高三维芯片集成电路2的稳定度。[0030]同样地，控制单元401亦与过滤系统48电性连接。当流体泵42开始运作时，控制单元401发送一控制信号至流过滤系统48，并驱动流过滤系统48的过滤器48a运作，使流体先经由流过滤系统48过滤之后，再透过流体泵42导入导入端开口43；当流体泵42停止运作时，控制单元401发送一控制信号至流过滤系统48，并使流过滤系统48的过滤器48a停止运作。借此以避免流过滤系统48因连续运作而导致寿命减短，亦可达到最佳散热冷却效率。[0031]以及，控制系统40的控制单元401亦可控制流体泵42的输入电压维持一特定电压，使流体泵42输出最大压力，俾达到最佳散热效率；或者，控制系统40的控制单元401亦可控制流体泵42加速驱动或减速驱动，使流体泵42依据散热的需求进行驱动，借此控制系统40的系统温度检测与控制，而可避免流体泵42持续高速运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损，亦可使三维芯片集成电路2于一较佳温度环境下运作，提高三维芯片集成电路2的稳定度。
[0032]请参阅图9A及图9B，图9A为本案第三实施例的三维芯片集成电路冷却系统的结构示意图，以及图9B为图9A所示的三维芯片集成电路冷却系统的剖面结构示意图。如图9A及图9B所示，图9B为图9A于AA截面的剖面示意图，本实施例的三维芯片集成电路冷却系统5亦用以对该三维芯片集成电路2进行散热。三维芯片集成电路冷却系统5包含载体51、流体泵52、壳体胶模57及流体储存装置59。载体51是邻设于三维芯片集成电路2的一侧，其具有导入端开口53、排出端开口54及流体通道55，载体51是由多个隔板56所组接而成，以进一步定义出导入端开口53、排出端开口54及流体通道55。流体泵52是固设于载体51上，并封闭导入端开口53，其中该流体泵52是为压电致动流体泵，用以将流体导入导入端开口53中。由于本实施例的载体51及流体泵52的结构、元件与功能亦与本案第一实施例的载体及流体泵相同，故于此不再赘述。惟于本实施例中，三维芯片集成电路冷却系统5更包含壳体胶模57及流体储存装置59。壳体胶模57包含流入开口57a及容置空间57c，壳体胶模57罩盖封闭三维芯片集成电路2，使三维芯片集成电路2设置于容置空间57c，其中流入开口57a对应设置并连通于排出端开口54。流体储存装置59封闭并连通于流体泵52。流体储存装置59更包含储存槽59a、连通管59b及壳体59c。壳体59c罩盖接合于流体泵52，并定义出一内部空间59d，且内部空间59d与流体泵52相连通。连通管59b是为但不限为一中空管状的连通结构，连通于储存槽59a及壳体59c之内部空间59d之间。储存槽59a是可为但不限为一密闭的中空槽状容置结构，用以储存流体。其中借由驱动流体泵52，以将容置于储存槽59a的流体经由连通管59b及内部空间59c导入导入端开口53，通过流体通道55由排出端开口54流入壳体胶模57的
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流入开口57a，接着使流体由三维芯片集成电路2的每一流体微通道23流入，与每一中间芯片层21或主机片层20进行热交换。并借由流体泵52停止运作，使进行热交换后的流体回流至流体储存装置59中，俾实现对三维芯片集成电路2的散热。于本实施例中，用以进行冷却的流体是为一气体冷却剂，例如：气态冷媒、空气、氢气、二氧化碳或惰性气体等等；或者，用以进行冷却的流体是为一液体冷却剂，例如：液态氯氟烃(CFCs)或其他液态冷媒等等，但不以此为限，可依据所需求的散热效果进行调整。[0033]请参阅图9C，图9C为本案第三实施例的三维芯片集成电路冷却系统的控制系统的架构示意图。于一些实施例中，三维芯片集成电路冷却系统5亦同样具有温控功能，并包含一控制系统50，该控制系统50包含控制单元501及温度传感器502，其中控制单元501是与流体泵52电连接，以控制流体泵52的运作。温度传感器502是设置于壳体胶膜57的容置空间57c，并相邻于三维芯片集成电路2的周围而设置，或者直接贴附于三维芯片集成电路2的主机片层20或中间芯片层21上感测三维芯片集成电路2的温度。温度传感器502是电连接于控制单元501，感测三维芯片集成电路2的温度，并将感测信号传输至控制单元501。控制单元501依据温度传感器502的感测信号，判断三维芯片集成电路2的温度是否高于一温度门槛值，当控制单元501判断该三维芯片集成电路2的温度高于该温度门槛值时，发出一控制信号至流体泵52，以致能流体泵52运作，借此使流体泵52驱动流体流动以对三维芯片集成电路2进行散热冷却，俾使三维芯片集成电路2散热冷却并降低温度。当控制单元501判断该三维芯片集成电路2的温度低于该温度门槛值时，发出一控制信号至流体泵52，以停止流体泵52运作，借此可避免流体泵52持续运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损，且使流体回流至流体储存装置59中。是以，透过控制系统50的设置，使三维芯片集成电路冷却系统1的流体泵52于三维芯片集成电路2温度过热时可进行散热冷却，并于三维芯片集成电路2温度降低后停止运作，借此可避免流体泵52持续运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损，亦可使三维芯片集成电路2于一较佳温度环境下运作，提高三维芯片集成电路2的稳定度。
[0034]于一些实施例中，控制系统50的控制单元501亦可以控制流体泵52的输入电压维持一特定电压，使流体泵52输出最大压力，俾达到最佳散热效率；或者，控制系统50的控制单元501亦可控制流体泵52加速驱动或减速驱动，使流体泵52依据散热的需求进行驱动，借此可避免流体泵52持续高速运作而导致寿命减短，降低额外的能量的耗损，亦可使三维芯片集成电路2于一较佳温度环境下运作，提高三维芯片集成电路2的稳定度。[0035]综上所述，本案提供一种三维芯片集成电路冷却系统，其可应用于各种三维芯片集成电路以对其内部的中间芯片层或主机片层散热，俾提升散热效能、降低噪音，且使三维芯片集成电路的性能稳定并延长使用寿命。此外，本案的三维芯片集成电路冷却系统，其具有温控功能，可依据三维芯片集成电路之内部温度变化，控制流体泵的运作，俾提升散热效能，以及延长散热装置的使用寿命。
[0036]本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
【符号说明】[0037]1：三维芯片集成电路冷却系统
10：控制系统
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101：控制单元102：温度传感器11：载体12：流体泵120：第一腔室121：导流板121a：导流孔121b：汇流排孔121c：中心凹部122：共振片122a：可动部122b：固定部122c：中空孔洞123：压电致动器1231：悬浮板1231a：凸部1231b：第二表面1231c：第一表面1232：外框1232a：第二表面1232b：第一表面1232c：导电接脚1233：支架1233a：第二表面1233b：第一表面1234：压电片1235：空隙124a、124b：绝缘片125：导电片125a：导电接脚13：导入端开口14：排出端开口15：流体通道16：隔板2：三维芯片集成电路21：中间芯片层22：接点引线23：流体微通道3：基板
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4：三维芯片集成电路冷却系统40：控制系统401：控制单元402：温度传感器41：载体42：流体泵43：导入端开口44：排出端开口45：流体通道46：隔板47：壳体胶膜47a：流入开口47b：流出开口47c：容置空间48：过滤系统48a：过滤器48b：连通管48c：壳体48d：内部空间49：过滤网5：三维芯片集成电路冷却系统50：控制系统501：控制单元502：温度传感器51：载体52：流体泵53：导入端开口54：排出端开口55：流体通道56：隔板57：壳体胶膜57a：流入开口57c：容置空间59：流体储存装置59a：储存槽59b：连通管59c：壳体59d：内部空间
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