JP2002241783A - Heat conduction element and hydraulic fluid containing nonfreezable additive - Google Patents

Heat conduction element and hydraulic fluid containing nonfreezable additive

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JP2002241783A JP2002009607A JP2002009607A JP2002241783A JP 2002241783 A JP2002241783 A JP 2002241783A JP 2002009607 A JP2002009607 A JP 2002009607A JP 2002009607 A JP2002009607 A JP 2002009607A JP 2002241783 A JP2002241783 A JP 2002241783A
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リャン ユエ
Hajime Noda
一 野田
Jun Niekawa
潤 贄川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vapor chamber in which a hydraulic fluid composed of a nonfreezable additive for controlling formation of water and crystal of ice is used. SOLUTION: A heat conduction element comprises the vapor chamber which has an evaporation part and a condensation part and is closed in vacuum and a hydraulic fluid which is sealed in the vapor chamber and is composed of water and the nonfreezable additive in an effective amount to kinetically control formation of nucleus of ice and growth of crystal of ice in the hydraulic fluid when a temperature is below 0 deg.C. The heat conduction element comprises the nonfreezable additive substantially consisting of a water-soluble polymer. The heat conduction element comprises the water-soluble polymer in an amount of about 0.01 to about 1.5 wt.% based on the total of a liquid.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱伝導装置に使用
する、水をベースにした作動液に関する。即ち、本発明
の作動液は、特に、輸送や保管中において大きな温度変
動がおきるベーパチャンバ型ヒートシンクにおける使用
に適している。この点に関して、この水ベースの作動液
は、低温環境下において、氷の核の生成および/または
氷の結晶の成長を抑制する不凍添加物を含んでおり、機
器の損傷を防ぐことができる。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to water-based hydraulic fluids for use in heat transfer devices. That is, the hydraulic fluid of the present invention is particularly suitable for use in a vapor chamber type heat sink in which a large temperature fluctuation occurs during transportation or storage. In this regard, the water-based hydraulic fluid may include an antifreeze additive that inhibits ice nucleation and / or ice crystal growth in a cold environment to prevent equipment damage. .

【0002】[0002]

【従来の技術】ベーパチャンバ型ヒートシンクは、熱伝
導技術分野において広く知られている。ベーパチャンバ
は、少量の二相作動液の封入された、真空に密閉された
空間またはチャンバからなっている。通常、水は、安価
で、良好な熱的特性を備え、そして、幅広い使用温度範
囲において良好な熱的特性や有効な機能を有するので、
作動液として使われる。ベーパチャンバの製作は、少量
の作動液を液体の状態で、チャンバ内に入れ、次いで、
チャンバを真空状態で密閉する。その結果、平衡状態の
水が内部に封入された密閉チャンバが得られる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Vapor chamber heat sinks are widely known in the heat transfer art. The vapor chamber consists of a vacuum-tight space or chamber filled with a small amount of a two-phase working fluid. Usually, water is inexpensive, has good thermal properties, and has good thermal properties and effective functions over a wide operating temperature range,
Used as hydraulic fluid. The fabrication of the vapor chamber involves placing a small amount of hydraulic fluid in a liquid state into the chamber, and then
The chamber is sealed under vacuum. As a result, a closed chamber in which water in an equilibrium state is enclosed is obtained.

【0003】使用中においては、液体状態の水は、すば
やく周囲から熱を吸収し、相を変化させ、(例えば、蒸
気の状態に変化し)チャンバの内部を蒸気粒子がすばや
く運動することにより、熱を移動する。ベーパチャンバ
の蒸発部にある液体状態の水は、ベーパチャンバの下に
設置された熱源から熱を吸収する。熱源により加熱され
た水は沸騰して蒸気状態となり、上昇してベーパチャン
バの凝縮部へ拡散し、ベーパチャンバ上面へ放熱する。
水蒸気がベーパチャンバの上面へ放熱するとき、チャン
バーの上面で凝縮し、ウイック材の表面張力によりベー
パチャンバの蒸発部へ戻る。
[0003] In use, water in the liquid state quickly absorbs heat from the surroundings, changes phase, and causes the vapor particles to move rapidly within the chamber (eg, change to a vapor state), Transfer heat. The liquid water in the evaporator of the vapor chamber absorbs heat from a heat source located below the vapor chamber. Water heated by the heat source boils and turns into a vapor state, rises and diffuses into the condensing portion of the vapor chamber, and radiates heat to the upper surface of the vapor chamber.
When the water vapor radiates heat to the upper surface of the vapor chamber, it condenses on the upper surface of the chamber and returns to the evaporating section of the vapor chamber due to the surface tension of the wick material.

【0004】ベーパチャンバは、半導体マイクロプロセ
ッサ電子機器に対して、高い温度コントロール性能を発
揮するものとして、従来技術において使用されてきた。
通常の温度では、ほとんどすべてのパソナルコンピュー
タにおいて、従来型のフィン付ヒートシンクが、熱源
(例えば、CPUパッケージ)に熱的に直接接続されて
いる。CPUから発生した熱は、まずヒートシンクによ
って吸収され、直接、熱伝導によってフィンへ伝えら
れ、更に、フィンの表面へ冷却空気を吹き付けることに
より、フィンから大気へ放熱される。上記に示したよう
な、より高温の機器においては、ベーパチャンバがCP
Uとヒートシンクの間に配置されて、高効率のヒートス
プレッダとして機能する。
[0004] Vapor chambers have been used in the prior art for providing high temperature control performance to semiconductor microprocessor electronics.
At normal temperatures, in almost all personal computers, a conventional finned heat sink is thermally connected directly to a heat source (eg, a CPU package). The heat generated by the CPU is first absorbed by the heat sink, transmitted directly to the fins by heat conduction, and further radiated from the fins to the atmosphere by blowing cooling air to the surface of the fins. In higher temperature equipment, such as those shown above, the vapor chamber may have a CP
It is arranged between U and a heat sink and functions as a high-efficiency heat spreader.

【0005】従って、ベーパチャンバはCPUと直接接
触して、CPUから直接熱を吸収する。次いで、熱はベ
ーパチャンバを通ってヒートシンンクへ放熱され、更
に、大気中へ放熱される。ベーパチャンバは、より効率
の高い熱伝導装置であるので、熱はCPUからより速く
伝えられ、CPUの温度上昇は抑えられ、より長時間、
より良い性能が得られる。それに従って、ベーパチャン
バとヒートシンクとの併用によって、ヒートシンク単独
よりも、CPUからの放熱において高い熱的性能を得る
ことができ、高性能機器へのより高効率な解決方法を提
供することができる。
Accordingly, the vapor chamber comes into direct contact with the CPU and absorbs heat directly from the CPU. Next, the heat is radiated to the heat sink through the vapor chamber and further radiated to the atmosphere. Since the vapor chamber is a more efficient heat transfer device, heat is transferred faster from the CPU, the temperature rise of the CPU is suppressed, and the
Better performance is obtained. Accordingly, the combined use of the vapor chamber and the heat sink can achieve higher thermal performance in heat radiation from the CPU than the heat sink alone, and can provide a more efficient solution to high-performance equipment.

【0006】[0006]

【発明が解決しょうとする課題】上述したように、ベー
パチャンバは、従来、高度の熱コントロールを要する特
別高速なマイクロプロセッサへの適用にのみ使用されて
きた。しかしながら、パーソナルコンピュータやネット
ワクサーバに一般に使用されている半導体マイクロプロ
セッサは処理速度が増加し続けており、ベーパチャンバ
型ヒートシンクを、より幅広い種類の多量の汎用半導体
製品に適用することに、近年、関心が示されてきた。こ
のようにベーパチャンバ技術を広く適用するためには、
特殊な高性能コンピュータではなく、パーソナルコンピ
ュータが遭遇する標準的な、様々な環境条件に適したベ
ーパチャンバが要求される。従って、日々、製造され、
輸送され、保管される電子機器が遭遇する環境条件に耐
えられる堅固で、非常に安定性の高いベーパチャンバ
が、産業界において広く要請されている。
As mentioned above, vapor chambers have heretofore been used only for very high speed microprocessor applications requiring a high degree of thermal control. However, the processing speed of semiconductor microprocessors generally used in personal computers and network servers continues to increase, and in recent years, there has been an interest in applying a vapor chamber type heat sink to a wider variety of general-purpose semiconductor products. Has been shown. In order to widely apply the vapor chamber technology as described above,
Rather than special high-performance computers, there is a need for a vapor chamber suitable for the standard and various environmental conditions encountered by personal computers. Therefore, it is manufactured every day,
There is a widespread demand in the industry for a robust, highly stable vapor chamber that can withstand the environmental conditions encountered by transported and stored electronics.

【0007】標準的なオフィス環境下で通常に使用され
るコンピュータは、摂氏20度から70度の間の範囲の
温度に耐えることができる。この範囲であれば、水ベー
スの作動液は、適切に機能する。しかしながら、コンピ
ュータの輸送や保管においては、温度は摂氏マイナス4
0度からプラス70度の範囲になることがある。高温側
の範囲には問題はないが、低温側の範囲は、ベーパチャ
ンバ内に作動液として水を使う場合、根本的な問題を引
き起こす。
Computers commonly used in standard office environments can withstand temperatures in the range between 20 and 70 degrees Celsius. Within this range, the water-based hydraulic fluid will function properly. However, when transporting and storing computers, the temperature can be as low as -4 degrees Celsius.
It may be in the range of 0 degrees to plus 70 degrees. There is no problem in the high temperature range, but the low temperature range causes a fundamental problem when using water as a working fluid in the vapor chamber.

【0008】一度、気温が凍結温度(摂氏0度)を下回
れば、水は氷の結晶を生成し、膨張する。従来から広く
知られているように、密閉されたコンテナの中で水が膨
張すれば、少なくとも、コンテナは物理的に変形し、最
悪の場合、コンテナの壁部を破裂させる。平衡状態にあ
る水が封入された密封コンテナでも、同様の事が起き
る。ベーパチャンバ内の水が膨張し、ベーパチャンバの
壁をはげしく物理的に変形させ、ついには、ベーパチャ
ンバが接続されている半導体機器を損傷する恐れがあ
る。
Once the temperature falls below the freezing temperature (0 degrees Celsius), the water forms ice crystals and expands. As is well known in the art, if water expands in a closed container, at least the container is physically deformed and, at worst, ruptures the container wall. A similar situation occurs with a sealed container filled with water in equilibrium. The water in the vapor chamber may expand, causing the walls of the vapor chamber to vigorously and physically deform, and eventually damage semiconductor devices to which the vapor chamber is connected.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロプロ
セッサ機器が輸送中に低温にさらされることによる問題
を解決するものである。本発明は、ヒートパイプ型やベ
ーパチャンバ型ヒートシンクといった熱伝導素子に、水
と、水の添加剤として加えられた動力学的不凍添加物か
らなる作動液を適用することにより、凍結問題を解決す
るものである。不凍添加物は、作動液として水の毛管力
や熱的性能に影響を与えないように、水に非常に少量の
添加が可能な水溶性ポリマーからなっていることが好ま
しい。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention addresses the problem of exposing microprocessor equipment to low temperatures during transportation. The present invention solves the freezing problem by applying a working fluid consisting of water and a kinetic antifreeze additive added as a water additive to a heat conducting element such as a heat pipe type or a vapor chamber type heat sink. Is what you do. The antifreeze additive is preferably made of a water-soluble polymer that can be added in a very small amount to water so as not to affect the capillary force and thermal performance of water as a working fluid.

【0010】上記に示したように、作動液の好ましい適
用方法として考えられるのは、ヒートパイプ型やベーパ
チャンバ型ヒートシンク等の熱伝導素子における使用で
ある。この点に関して、本発明の好ましい実施態様の1
つは、蒸発部と凝縮部を有する真空に密閉されたベーパ
チャンバ、ウイック材、および、ベーパチャンバ内に封
入された作動液からなるベーパチャンバ型ヒートシンク
である。上述したように、作動液は、水と、前記作動液
が摂氏0度未満の温度であるときに、前記作動液の中の
氷の核の生成や結晶の成長を抑制するのに効果的な量の
不凍添加物とからなっている。
As described above, a preferred method of applying the working fluid is to use it in a heat conducting element such as a heat pipe type or a vapor chamber type heat sink. In this regard, one of the preferred embodiments of the present invention
One is a vapor chamber type heat sink composed of a vapor chamber having an evaporating section and a condensing section, which is sealed in a vacuum, a wick material, and a working fluid sealed in the vapor chamber. As described above, the working fluid is effective for suppressing water nucleation and crystal growth of ice in the working fluid when the working fluid is at a temperature of less than 0 degrees Celsius. It consists of a quantity of antifreeze additives.

【0011】不凍添加物は、好ましくは、上述したよう
な水溶性ポリマーからなっている。好ましい適用として
は、ベーパチャンバの蒸発部は、半導体素子と熱的に接
続されて、半導体素子から熱を奪う。ベーパチャンバか
ら熱を取り除くために、フィン付ヒートシンク構造をベ
ーパチャンバの上部に搭載することができる。
[0011] The antifreeze additive preferably comprises a water-soluble polymer as described above. In a preferred application, the evaporator of the vapor chamber is thermally connected to the semiconductor device to remove heat from the semiconductor device. A finned heat sink structure can be mounted on top of the vapor chamber to remove heat from the vapor chamber.

【0012】従って、本発明の目的は、水と、水の中の
氷の核の生成と結晶の成長を抑制する不凍添加物からな
る作動液;水溶性ポリマー化合物からなる不凍添加物;
一般消費財の輸送や保管時に遭遇する厳しい環境や温度
変化に絶えうる構造のベーパチャンバ(コンテナとウイ
ック部材);氷の結晶の生成を抑制する作動液が封入さ
れたベーパチャンバ;明細書に記述する作動液が封入さ
れたベーパチャンバを提供することにある。本発明の他
の目的、特長および利点は、添付図面を参照して考察す
ることによって、明らかになる。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a hydraulic fluid comprising water and an antifreeze additive which suppresses ice nucleation and crystal growth in the water; an antifreeze additive comprising a water-soluble polymer compound;
Vapor chamber (container and wick member) structured to withstand severe environmental and temperature changes encountered during transportation and storage of general consumer goods; vapor chamber filled with hydraulic fluid that suppresses the formation of ice crystals; described in the specification It is an object of the present invention to provide a vapor chamber in which a working fluid is filled. Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from consideration of the accompanying drawings.

【0013】この発明の作動液の第1の態様は、下記か
らなる、熱伝導素子に使用される作動液である:水;お
よび前記作動液が摂氏0度未満の温度であるときに、前
記水の中の氷の核の生成および氷の結晶の成長を動力学
的に抑制するために有効な量の不凍添加物。
A first aspect of the working fluid of the present invention is a working fluid used for a heat conducting element, comprising: water; and when the working fluid has a temperature of less than 0 degree Celsius, An antifreeze additive in an amount effective to kinetically inhibit ice nucleation and ice crystal growth in water.

【0014】この発明の作動液の第2の態様は、前記不
凍添加物が、実質的に水溶性ポリマーからなっている作
動液である。
A second aspect of the working fluid of the present invention is a working fluid in which the antifreeze additive is substantially composed of a water-soluble polymer.

【0015】この発明の作動液の第3の態様は、液体の
全重量に対して、約0.01〜約1.5wt.%の範囲
内の量の前記ポリマーが含まれている作動液である。
[0015] In a third aspect of the working fluid of the present invention, from about 0.01 to about 1.5 wt. % Of the polymer in an amount in the range of%.

【0016】この発明の作動液の第4の態様は、前記ポ
リマーが下記の分子式を有し、R1がポリマーバックボー
ンに接したアミド基(N−C=O)を有するペンダント
基であり、nは1よりも大きい任意の数である作動液で
ある。
According to a fourth aspect of the working fluid of the present invention, the polymer has the following molecular formula, R1 is a pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and n is Any number of hydraulic fluids greater than one.

【数4】 (Equation 4)

【0017】この発明の作動液の第5の態様は、前記ペ
ンダント基がラクタム環である作動液である。
A fifth aspect of the working fluid of the present invention is a working fluid wherein the pendant group is a lactam ring.

【0018】この発明の作動液の第6の態様は、前記ポ
リマーが下記の分子式を有するコポリマーであり、R1が
ポリマーバックボーンに接したアミド基(N−C=O)
を有する第一ペンダント基であり、R2がポリマーバッ
クボーンに接したアミド基(N−C=O)を有する第二
ペンダント基であり、xおよびyは1よりも大きい任意
の数である作動液である。
In a sixth aspect of the working fluid of the present invention, the polymer is a copolymer having the following molecular formula, wherein R1 is an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone.
Wherein R2 is a second pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and x and y are any number greater than 1 is there.

【数5】 (Equation 5)

【0019】この発明の作動液の第7の態様は、前記ポ
リマーが下記の分子式を有するターポリマーであり、R1
がポリマーバックボーンに接したアミド基(N−C=
O)を有する第一ペンダント基であり、R2がポリマー
バックボーンに接したアミド基(N−C=O)を有する
第二ペンダント基であり、R3がポリマーバックボーン
に接したアミド基(N−C=O)を有する第三ペンダン
ト基であり、x、yおよびzは1よりも大きい任意の数
である、作動液である。
According to a seventh aspect of the working fluid of the present invention, the polymer is a terpolymer having the following molecular formula:
Is an amide group in contact with the polymer backbone (NC =
R2 is a second pendant group having an amide group (N—C) O) in contact with the polymer backbone, and R3 is a first pendant group having an amide group (N—C = O) in contact with the polymer backbone. O) is a third pendant group with x, y and z being any number greater than one.

【数6】 (Equation 6)

【0020】この発明の作動液の第8の態様は、前記ポ
リマーが、ポリビニルカプロラクタム(PVCAP)お
よびポリビニルピロリドン(PVP)のポリマー、コポ
リマー、および、ターポリマーからなる群から選択され
る作動液である。
In an eighth aspect of the working fluid of the present invention, the polymer is a working fluid selected from the group consisting of polyvinylcaprolactam (PVCAP) and polyvinylpyrrolidone (PVP) polymers, copolymers and terpolymers. .

【0021】この発明の作動液の第9の態様は、前記ポ
リマーが、ポリビニールピロリドン(PVP)、ポリビ
ニルカプロラクタム(PVCAP)、ポリ(ビニルピロ
リドン-ビニルカプロラクタム)(VP/VC)、およ
び、ポリ(ビニルピロリドン-ビニルカプロラクタム-ジ
メチルアミノエチル)(VC−713)からなる群から
選択される作動液である。
According to a ninth aspect of the working fluid of the present invention, the polymer is polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PVCAP), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP / VC), and poly ( It is a working fluid selected from the group consisting of vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl) (VC-713).

【0022】この発明の熱伝導素子の第1の態様は、下
記からなる熱伝導素子である:蒸発部および凝縮部を有
する真空密閉されたベーパチャンバ;および前記ベーパ
チャンバ内に封入され、水と、摂氏0度未満の温度のと
きに、前記作動液の中の氷の核の生成および氷の結晶の
成長を動力学的に抑制するために有効な量の不凍添加物
からなる作動液。
A first aspect of the heat conduction element of the present invention is a heat conduction element comprising: a vacuum-sealed vapor chamber having an evaporator and a condenser; and water sealed in the vapor chamber. A hydraulic fluid comprising an amount of an antifreeze additive effective to kinetically inhibit ice nucleation and ice crystal growth in said hydraulic fluid at a temperature below 0 degrees Celsius.

【0023】この発明の半導体アッセンブリの第1の態
様は、下記からなる半導体アッセンブリである:半導体
素子;前記半導体素子と熱的に接続される蒸発部および
凝縮部を有する、真空に密閉されたベーパチャンバを有
するベーパチャンバ型ヒートシンク;および前記ベーパ
チャンバ内に封入され、水と、摂氏0度未満の温度のと
きに、前記作動液の中の氷の核の生成および氷の結晶の
成長を動力学的に抑制するために有効な量の不凍添加物
からなる作動液。
A first aspect of the semiconductor assembly of the present invention is a semiconductor assembly comprising: a semiconductor element; a vacuum-sealed vapor having an evaporation section and a condensation section thermally connected to the semiconductor element. A vapor chamber-type heat sink having a chamber; and kinetics of water nucleation and ice crystal growth in the working fluid at a temperature of less than 0 degrees Celsius enclosed within the vapor chamber. Hydraulic fluid consisting of an effective amount of antifreeze additive to effectively control.

【0024】この発明の方法の第1の態様は、熱伝導素
子に使用される水ベースの作動液の中の氷の核の生成お
よび氷の結晶の成長を防止する方法であって、前記方法
は、実質的に水溶性ポリマーからなる不凍添加物を用い
て前記作動液を処理することからなっている。
A first aspect of the method of the present invention is a method of preventing ice nucleation and ice crystal growth in a water-based hydraulic fluid used in a heat transfer element, said method comprising: Comprises treating the working fluid with an antifreeze additive consisting essentially of a water-soluble polymer.

【0025】この発明の作動液の第10の態様は、下記
からなる、熱伝導素子に使用される作動液である:約9
8.5〜約99.9wt.%の範囲内の水;および前記
作動液が摂氏0度未満の温度のときに、前記作動液の中
の氷の核の生成および氷の結晶の成長を動力学的に抑制
するために有効な、約0.1〜約1.5wt.%の範囲
内の量の、ポリビニールピロリドン(PVP)、ポリビ
ニルカプロラクタム(PVCAP)、ポリ(ビニルピロ
リドン-ビニルカプロラクタム)(VP/VC)、ポリ
(ビニルピロリドン-ビニルカプロラクタム-ジメチルア
ミノエチル)(VC−713)からなる群から選択され
る実質的に水溶性ポリマーからなる不凍添加物。
A tenth aspect of the working fluid of the present invention is a working fluid used for a heat conducting element, comprising:
8.5 to about 99.9 wt. % Water; and when the working fluid is at a temperature of less than 0 degrees Celsius, effective to kinetically inhibit ice nucleation and ice crystal growth in the working fluid. About 0.1 to about 1.5 wt. % Of polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PVCAP), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP / VC), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl) (VC- 713) An antifreeze additive consisting essentially of a water-soluble polymer selected from the group consisting of:

【0026】この発明の作動液のその他の態様は、液体
の全重量に対して、約0.5〜約1.0wt.%の範囲
内の量の前記ポリマーが含まれている作動液である。こ
の発明の作動液のその他の態様は、前記不凍添加物が実
質的に水溶性ポリマーからなっている作動液である。こ
の発明の作動液のその他の態様は、液体の全重量に対し
て、約0.01〜約1.5wt.%の範囲内の量の前記
ポリマーが含まれている作動液である。この発明の作動
液のその他の態様は、液体の全重量に対して、約0.5
〜約1.0wt.%の範囲内の量の前記ポリマーが含ま
れている作動液である。
Another aspect of the working fluid of the present invention is that the working fluid has a weight of about 0.5 to about 1.0 wt. % Of the polymer in an amount in the range of%. Another embodiment of the working fluid of the present invention is a working fluid in which the antifreeze additive is substantially composed of a water-soluble polymer. Another embodiment of the hydraulic fluid of the present invention comprises from about 0.01 to about 1.5 wt. % Of the polymer in an amount in the range of%. Another aspect of the hydraulic fluid of the present invention is that the hydraulic fluid has a weight of about 0.5
~ 1.0 wt. % Of the polymer in an amount in the range of%.

【0027】この発明の熱伝導素子のその他の態様は、
前記ポリマーが下記の分子式を有し、R1がポリマーバッ
クボーンに接したアミド基(N−C=O)を有するペン
ダント基であり、nは1よりも大きい任意の数である熱
伝導素子である。
[0027] Other aspects of the heat conduction element of the present invention include:
The heat conductive element wherein the polymer has the following molecular formula, R1 is a pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and n is any number greater than 1.

【数7】 この発明の熱伝導素子のその他の態様は、前記ペンダン
ト基がラクタム環である熱伝導素子である。この発明の
熱伝導素子のその他の態様は、前記ポリマーが下記の分
子式を有するコポリマーであり、R1がポリマーバックボ
ーンに接したアミド基(N−C=O)を有する第一ペン
ダント基であり、R2がポリマーバックボーンに接した
アミド基(N−C=O)を有する第二ペンダント基であ
り、xおよびyは1よりも大きい任意の数である熱伝導
素子である。
(Equation 7) Another embodiment of the heat conductive element of the present invention is a heat conductive element in which the pendant group is a lactam ring. In another embodiment of the heat conductive element of the present invention, the polymer is a copolymer having the following molecular formula, R1 is a first pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and R2 is Is a second pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and x and y are any number greater than one.

【数8】 (Equation 8)

【0028】この発明の熱伝導素子のその他の態様は、
前記ポリマーが下記の分子式を有するターポリマーであ
り、R1がポリマーバックボーンに接したアミド基(N−
C=O)を有する第一ペンダント基であり、R2がポリ
マーバックボーンに接したアミド基(N−C=O)を有
する第二ペンダント基であり、R3がポリマーバックボ
ーンに接したアミド基(N−C=O)を有する第三ペン
ダント基であり、x、yおよびzは1よりも大きい任意
の数である熱伝導素子である。
Another aspect of the heat conduction element of the present invention is as follows.
The polymer is a terpolymer having the following molecular formula, wherein R1 is an amide group (N-
C = O), R2 is a second pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and R3 is an amide group (N- A third pendant group having C = O), wherein x, y and z are any number greater than one.

【数9】 (Equation 9)

【0029】この発明の熱伝導素子のその他の態様は、
前記ポリマーが、ポリビニルカプロラクタム(PVCA
P)およびポリビニルピロリドン(PVP)のポリマ
ー、コポリマー、および、ターポリマーからなる群から
選択される熱伝導素子である。この発明の熱伝導素子の
その他の態様は、前記ポリマーが、ポリビニールピロリ
ドン(PVP)、ポリビニルカプロラクタム(PVCA
P)、ポリ(ビニルピロリドン-ビニルカプロラクタ
ム)(VP/VC)、および、ポリ(ビニルピロリドン
-ビニルカプロラクタム-ジメチルアミノエチル)(VC
−713)からなる群から選択される熱伝導素子であ
る。
Another aspect of the heat conduction element of the present invention is as follows.
The polymer is polyvinylcaprolactam (PVCA)
P) and a polyvinylpyrrolidone (PVP) polymer, a copolymer, and a terpolymer. In another aspect of the heat conducting element of the present invention, the polymer is polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PVCA).
P), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP / VC), and poly (vinylpyrrolidone)
-Vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl) (VC
-713) is a heat conductive element selected from the group consisting of:

【0030】この発明の半導体アッセンブリのその他の
態様は、前記不凍添加物が実質的に水溶性ポリマーから
なっている半導体アッセンブリである。この発明の半導
体アッセンブリのその他の態様は、液体の全重量に対し
て、約0.01〜約1.5wt.%の範囲内の量の前記
ポリマーが含まれている半導体アッセンブリである。こ
の発明の半導体アッセンブリのその他の態様は、液体の
全重量に対して、約0.5〜約1.0wt.%の範囲内
の量の前記ポリマーが含まれている半導体アッセンブリ
である。
Another embodiment of the semiconductor assembly according to the present invention is a semiconductor assembly in which the antifreeze additive substantially comprises a water-soluble polymer. Another aspect of the semiconductor assembly of the present invention is that the semiconductor assembly has a weight of about 0.01 to about 1.5 wt. A semiconductor assembly comprising an amount of the polymer in the range of%. Another aspect of the semiconductor assembly of the present invention is that the semiconductor assembly has a total weight of about 0.5 to about 1.0 wt. A semiconductor assembly comprising an amount of the polymer in the range of%.

【0031】この発明の半導体アッセンブリのその他の
態様は、前記ポリマーが下記の分子式を有し、R1がポリ
マーバックボーンに接したアミド基(N−C=O)を有
するペンダント基であり、nは1よりも大きい任意の数
である半導体アッセンブリである。
In another embodiment of the semiconductor assembly of the present invention, the polymer has the following molecular formula, R1 is a pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and n is 1 Any number greater than or equal to the semiconductor assembly.

【数10】 この発明の半導体アッセンブリのその他の態様は、前記
ペンダント基がラクタム環である半導体アッセンブリで
ある。
(Equation 10) Another embodiment of the semiconductor assembly of the present invention is a semiconductor assembly in which the pendant group is a lactam ring.

【0032】この発明の半導体アッセンブリのその他の
態様は、前記ポリマーが下記の分子式を有するコポリマ
ーであり、R1がポリマーバックボーンに接したアミド基
(N−C=O)を有する第一ペンダント基であり、R2
がポリマーバックボーンに接したアミド基(N−C=
O)を有する第二ペンダント基であり、xおよびyは1
よりも大きい任意の数である半導体アッセンブリであ
る。
Another embodiment of the semiconductor assembly according to the present invention is that the polymer is a copolymer having the following molecular formula, and R1 is a first pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone. , R2
Is an amide group in contact with the polymer backbone (NC =
O) is a second pendant group having x and y are 1
Any number greater than or equal to the semiconductor assembly.

【数11】 [Equation 11]

【0033】この発明の半導体アッセンブリのその他の
態様は、前記ポリマーが下記の分子式を有するターポリ
マーであり、R1がポリマーバックボーンに接したアミド
基(N−C=O)を有する第一ペンダント基であり、R
2がポリマーバックボーンに接したアミド基(N−C=
O)を有する第二ペンダント基であり、R3がポリマー
バックボーンに接したアミド基(N−C=O)を有する
第三ペンダント基であり、x、yおよびzは1よりも大
きい任意の数である半導体アッセンブリである。
Another aspect of the semiconductor assembly of the present invention is that the polymer is a terpolymer having the following molecular formula, wherein R1 is a first pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone. Yes, R
2 is an amide group in contact with the polymer backbone (NC =
O), a second pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, wherein x, y and z are any number greater than 1 A semiconductor assembly.

【数12】 (Equation 12)

【0034】この発明の半導体アッセンブリのその他の
態様は、前記ポリマーが、ポリビニルカプロラクタム
(PVCAP)およびポリビニルピロリドン(PVP)
のポリマー、コポリマー、および、ターポリマーからな
る群から選択される半導体アッセンブリである。この発
明の半導体アッセンブリのその他の態様は、前記ポリマ
ーが、ポリビニールピロリドン(PVP)、ポリビニル
カプロラクタム(PVCAP)、ポリ(ビニルピロリド
ン-ビニルカプロラクタム)(VP/VC)、および、
ポリ(ビニルピロリドン-ビニルカプロラクタム-ジメチ
ルアミノエチル)(VC−713)からなる群から選択
される半導体アッセンブリである。
[0034] In another embodiment of the semiconductor assembly of the present invention, the polymer is polyvinylcaprolactam (PVCAP) and polyvinylpyrrolidone (PVP).
Semiconductor assembly selected from the group consisting of polymers, copolymers, and terpolymers. In another embodiment of the semiconductor assembly of the present invention, the polymer is polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PVCAP), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP / VC), and
A semiconductor assembly selected from the group consisting of poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl) (VC-713).

【0035】この発明の方法のその他の態様は、液体の
全重量に対して、約0.01〜約1.5wt.%の範囲
内の量の前記ポリマーが含まれている方法である。この
発明の方法のその他の態様は、液体の全重量に対して、
約0.5〜約1.0wt.%の範囲内の量の前記ポリマ
ーが含まれている方法である。この発明の方法のその他
の態様は、前記ポリマーが下記の分子式を有し、R1がポ
リマーバックボーンに接したアミド基(N−C=O)を
有するペンダント基であり、nは1よりも大きい任意の
数である方法である。
Another embodiment of the method of the present invention is that the method comprises from about 0.01 to about 1.5 wt. % Of the polymer. Another aspect of the method of the invention is that, based on the total weight of the liquid,
About 0.5 to about 1.0 wt. % Of the polymer. Another embodiment of the method of the present invention is that the polymer has the following molecular formula: wherein R1 is a pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone; Is the method that is the number of

【数13】 (Equation 13)

【0036】この発明の方法のその他の態様は、前記ペ
ンダント基がラクタム環である方法である。この発明の
方法のその他の態様は、前記ポリマーが下記の分子式を
有するコポリマーであり、R1がポリマーバックボーンに
接したアミド基(N−C=O)を有する第一ペンダント
基であり、R2がポリマーバックボーンに接したアミド
基(N−C=O)を有する第二ペンダント基であり、x
およびyは1よりも大きい任意の数である方法である。
Another embodiment of the method of the present invention is a method wherein the pendant group is a lactam ring. Another embodiment of the method of the present invention is that the polymer is a copolymer having the following molecular formula: wherein R1 is a first pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone; A second pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the backbone;
And where y is any number greater than one.

【数14】 [Equation 14]

【0037】この発明の方法のその他の態様は、前記ポ
リマーが下記の分子式を有するターポリマーであり、R1
がポリマーバックボーンに接したアミド基(N−C=
O)を有する第一ペンダント基であり、R2がポリマー
バックボーンに接したアミド基(N−C=O)を有する
第二ペンダント基であり、R3がポリマーバックボーン
に接したアミド基(N−C=O)を有する第三ペンダン
ト基であり、x、yおよびzは1よりも大きい任意の数
である方法である。
In another embodiment of the method of the present invention, wherein said polymer is a terpolymer having the following molecular formula:
Is an amide group in contact with the polymer backbone (NC =
R2 is a second pendant group having an amide group (N—C) O) in contact with the polymer backbone, and R3 is a first pendant group having an amide group (N—C = O) in contact with the polymer backbone. O) is a third pendant group having X), wherein x, y and z are any numbers greater than 1.

【数15】 (Equation 15)

【0038】この発明の方法のその他の態様は、前記ポ
リマーが、ポリビニルカプロラクタム(PVCAP)お
よびポリビニルピロリドン(PVP)のポリマー、コポ
リマー、および、ターポリマーからなる群から選択され
る方法。この発明の方法のその他の態様は、前記ポリマ
ーが、ポリビニールピロリドン(PVP)、ポリビニル
カプロラクタム(PVCAP)、ポリ(ビニルピロリド
ン-ビニルカプロラクタム)(VP/VC)、および、
ポリ(ビニルピロリドン-ビニルカプロラクタム-ジメチ
ルアミノエチル)(VC−713)からなる群から選択
される方法である。
Another embodiment of the method of the present invention is the method wherein the polymer is selected from the group consisting of polyvinylcaprolactam (PVCAP) and polyvinylpyrrolidone (PVP) polymers, copolymers and terpolymers. Another embodiment of the method of the present invention is that the polymer is polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PVCAP), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP / VC), and
This is a method selected from the group consisting of poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl) (VC-713).

【0039】この発明の作動液のその他の態様は、液体
の全重量に対して、約0.5〜約1.0wt.%の範囲
内の量の前記ポリマーが含まれている作動液である。こ
の発明の熱伝導素子のその他の態様は、下記からなる熱
伝導素子である:蒸発部および凝縮部を有する真空に密
閉されたベーパチャンバ;および約98.5〜約99.
9wt.%の範囲内の水、および前記作動液が摂氏0度
未満の温度のときに、前記作動液の中の氷の核の生成お
よび氷の結晶の成長を動力学的に抑制するために有効
な、約0.1〜約1.5wt.%の範囲内の量の、ポリ
ビニールピロリドン(PVP)、ポリビニルカプロラク
タム(PVCAP)、ポリ(ビニルピロリドン-ビニル
カプロラクタム)(VP/VC)、ポリ(ビニルピロリ
ドン-ビニルカプロラクタム-ジメチルアミノエチル)
(VC−713)からなる群から選択される、実質的に
水溶性ポリマーからなる不凍添加物からなる作動液。
Another aspect of the working fluid of the present invention is that the working fluid has a weight of about 0.5 to about 1.0 wt. % Of the polymer in an amount in the range of%. Another embodiment of the heat conducting element of the present invention is a heat conducting element comprising: a vacuum-sealed vapor chamber having an evaporating part and a condensing part; and about 98.5 to about 99.
9 wt. % Water, and when the working fluid is at a temperature below 0 degrees Celsius, is effective to kinetically inhibit ice nucleation and ice crystal growth in the working fluid. About 0.1 to about 1.5 wt. % Of polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PVCAP), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP / VC), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl)
A working fluid comprising an antifreeze additive consisting essentially of a water-soluble polymer, selected from the group consisting of (VC-713).

【0040】この発明の熱伝導素子のその他の態様は、
液体の全重量に対して、約0.5〜約1.0wt.%の
範囲内の量の前記ポリマーが含まれている熱伝導素子で
ある。この発明の熱伝導素子のその他の態様は、前記ベ
ーパチャンバの前記凝縮部に熱的に接続されたフィン付
ヒートシンク構造を有する熱伝導素子である。この発明
の熱伝導素子のその他の態様は、前記ベーパチャンバの
全体容積に比べ、容積比で約5%〜約25%の範囲内の
量の前記作動液が入っている熱伝導素子。
Another aspect of the heat conduction element of the present invention is as follows.
About 0.5 to about 1.0 wt. % Of said polymer in an amount in the range of%. Another embodiment of the heat conductive element of the present invention is a heat conductive element having a finned heat sink structure thermally connected to the condensing part of the vapor chamber. Another embodiment of the heat conducting element according to the present invention is a heat conducting element containing the working fluid in an amount within a range of about 5% to about 25% by volume relative to the entire volume of the vapor chamber.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】図面を参照しながら本発明を説明
する。本発明の作動液を備えた熱伝導素子は、図1、2
において符号番号10で一般的に示される。下記にさら
に詳しく説明するが、熱伝導素子10は、氷の核の生成
を抑制し、氷の成長パターンを変化させる不凍添加物を
含む作動液12を備えており、作動液の凍結を効果的に
抑制したり、遅らせたりする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to the drawings. The heat conducting element provided with the working fluid of the present invention is shown in FIGS.
Is generally indicated by reference numeral 10. As will be described in more detail below, the heat conducting element 10 includes a hydraulic fluid 12 containing an antifreeze additive that suppresses the formation of ice nuclei and changes the ice growth pattern. Control or delay.

【0042】ここに記述する熱伝導素子10の好ましい
実施態様においては、熱伝導素子10は、べーパチャン
バまたはヒートパイプリッドとして知られるヒートパイ
プの特殊な形態からなっている。一般的に、ヒートパイ
プは、1つの次元(例えば、パイプの長手方向)に、熱
を伝導する熱伝導素子の一種である。ベーパチャンバ
は、さらに大きな平な表面を有する特殊なヒートパイプ
である。チャンバーのより大きな表面によって、熱は2
次元的に広がり、高い熱伝導機能を発揮する。
In the preferred embodiment of the heat conducting element 10 described herein, the heat conducting element 10 is in the special form of a heat pipe known as a vapor chamber or heat pipe lid. Generally, a heat pipe is a type of heat conducting element that conducts heat in one dimension (for example, in the longitudinal direction of the pipe). The vapor chamber is a special heat pipe with a larger flat surface. Due to the larger surface of the chamber, the heat is 2
It expands dimensionally and exhibits a high heat conduction function.

【0043】本発明のために、「熱伝導素子」という用
語は、記述された好ましい実施態様に限定するものでは
なく、広く解釈すべきで、ヒートパイプに限らず、ヒー
トパイプリッド、ヒートスプレッダアッセンブリ、ヒー
トシンクアッセンブリ、ベーパチャンバ、ベーパチャン
バアッセンブリ、および、作動液をアッセンブリの一部
として使用または備えた、関連する熱伝導素子のその他
すべてのタイプが含まれると解釈する。
For the purposes of the present invention, the term "heat conducting element" is not limited to the preferred embodiment described, but should be interpreted broadly, not limited to heat pipes, but also to heat pipe lids, heat spreader assemblies, It is intended to include heat sink assemblies, vapor chambers, vapor chamber assemblies, and all other types of associated heat conducting elements that use or include hydraulic fluid as part of the assembly.

【0044】即ち、ベーパチャンバ(熱伝導素子10)
は、真空に密閉された連続した外壁構造14を備えてお
り、作動液12が封入された内部ベーパチャンバ16が
形成される。ベーバチャンバ10は、符号番号20で表
され、プリント回路22に搭載された、半導体デバイス
等の、少なくとも1つの熱源と熱的に接続された、符号
番号18で表される蒸発部を有する。図示した実施態様
においては、プリント回路22は、CPU等の半導体デ
バイス20を備えている。蒸発部18は、半導体デバイ
ス20の上面に熱的に接続されて搭載されている。半導
体デバイス20の上面と蒸発部の下面18との間の熱的
接続を強化するために、符号番号28で示されるサーマ
ルグリースや熱伝導粘着シート等のサーマルインタフェ
ス材料が使用される。
That is, the vapor chamber (heat conduction element 10)
Has a continuous outer wall structure 14 sealed in a vacuum, and forms an internal vapor chamber 16 in which the working fluid 12 is sealed. The baber chamber 10 has an evaporator, designated by reference numeral 18, thermally connected to at least one heat source, such as a semiconductor device, mounted on the printed circuit 22. In the illustrated embodiment, the printed circuit 22 includes a semiconductor device 20 such as a CPU. The evaporator 18 is mounted on the upper surface of the semiconductor device 20 while being thermally connected thereto. In order to strengthen the thermal connection between the upper surface of the semiconductor device 20 and the lower surface 18 of the evaporator, a thermal interface material such as a thermal grease or a heat conductive adhesive sheet indicated by reference numeral 28 is used.

【0045】サーマルインターフェース材料は、従来か
ら公知のもので、異なる制作メーカのものが入手可能で
ある。ベーパチャンバアッセンブリ10は、更にフィン
付ヒートシンク32と熱的に接続する上面30を備えて
いる。ベーパチャンバ10の上面とヒートシンク32の
下面との間の熱的接続を強化するために、上述したサー
マルグリースや熱伝導粘着シート等のサーマルインタフ
ェス材料が使用される。ヒートシンク32とベーパチャ
ンバ10とは、図示された態様においては、別個の部品
であることに留意する必要がある。しかしながら、この
ことによって、部品のアッセンブリや組み合わせを、何
ら限定して解釈してはならない。ベーパチャンバおよび
ヒートシンクの他の形態も、本発明の範囲内であると考
えるべきである。
The thermal interface material is conventionally known and is available from different manufacturers. The vapor chamber assembly 10 further includes an upper surface 30 that is thermally connected to a finned heat sink 32. In order to enhance the thermal connection between the upper surface of the vapor chamber 10 and the lower surface of the heat sink 32, a thermal interface material such as the above-described thermal grease or a heat conductive adhesive sheet is used. It should be noted that the heat sink 32 and the vapor chamber 10 are separate parts in the illustrated embodiment. However, this should not be construed as limiting in any way the assembly or combination of parts. Other configurations of the vapor chamber and heat sink should also be considered within the scope of the present invention.

【0046】少量の作動液12がベーパチャンバ16に
封入されている。この点に関して、ベーパチャンバ内に
封入される作動液12の量は、好ましくは、ベーパチャ
ンバの全容積の5%から25%の体積で、より好ましく
は、15%から20%の体積である。更に、符号番号2
4で示されるウイック部材がベーパチャンバ内に備えら
れている。ウイック部材24は、凝縮した水蒸気26
が、ベーパチャンバの内表面に沿った表面張力によって
蒸発部18へ還流するのを容易にする。ここで考えられ
ているタイプのウイック部材は、従来の熱伝導技術分野
において公知であり、これ以上は詳述しない。
A small amount of the working fluid 12 is sealed in the vapor chamber 16. In this regard, the amount of hydraulic fluid 12 enclosed within the vapor chamber is preferably between 5% and 25% of the total volume of the vapor chamber, more preferably between 15% and 20%. Further, code number 2
A wick member indicated by 4 is provided in the vapor chamber. The wick member 24 includes the condensed steam 26
Facilitates reflux to the evaporator 18 due to surface tension along the inner surface of the vapor chamber. Wicking members of the type contemplated here are known in the conventional heat transfer art and will not be described in further detail.

【0047】作動液12は、チャンバ16の蒸発部18
内に、上述したように表面張力によって、液体状態で存
在する。蒸発部18では、作動液12は直ちに熱を吸収
し、沸騰して蒸気の状態になる。水蒸気(図2の大矢印
36参照)は上昇し、ベーパチャンバ16の凝縮部40
へ広がり、チャンバの上面へ熱を伝達する。水蒸気36
は、温度の低いベーパチャンバ上部において放熱し、蒸
気はチャンバの上表面で凝縮し(図2の小矢印38参
照)、ウイック部材24の助けを借りて、表面張力によ
り、ベーパチャンバ16の蒸発部18へ還流する。作動
液12の詳細な動作特性は、上述したように、従来技術
として公知であり、本発明に関して、これ以上は記述し
ない。
The working fluid 12 is supplied to the evaporating section 18 of the chamber 16.
In a liquid state due to surface tension as described above. In the evaporating section 18, the working fluid 12 immediately absorbs heat and boils into a vapor state. The water vapor (see the large arrow 36 in FIG. 2) rises and the condensing section 40 of the vapor chamber 16
And transfers heat to the upper surface of the chamber. Steam 36
Dissipates heat in the upper part of the lower temperature vapor chamber, the vapor condenses on the upper surface of the chamber (see small arrow 38 in FIG. 2), and with the help of the wick member 24, due to surface tension, the evaporator of the vapor chamber 16 Reflux to 18. The detailed operating characteristics of the hydraulic fluid 12, as described above, are known in the prior art and will not be described further with respect to the present invention.

【0048】作動液12は、好ましくは水からなってお
り、凍結温度よりも低い温度のときに、氷の核の生成お
よび氷の結晶の生成を動力学的に抑制するのに有効な量
の動力学的不凍添加物を含んでいる。
The working fluid 12 is preferably made of water, and has an effective amount at a temperature lower than the freezing temperature to effectively suppress the formation of ice nuclei and the formation of ice crystals. Contains kinetic antifreeze additives.

【0049】動力学的不凍添加物は、氷の形成が抑制さ
れる点において、熱力学不凍添加物とは区別される。熱
力学的不凍添加物は、二つの大きなカテゴリーに分類さ
れる。即ち、1)アルコールまたはグリコール(高蒸気
圧)、および、2)塩化合物(低蒸気圧)である。これ
らのカテゴリーの不凍添加物は、水と混合されて、水の
実際の凍結温度を非常に低くシフトすることができる。
ある場合においては、マイナス40度が、グリコール添
加で可能である。
[0049] Kinetic antifreeze additives are distinguished from thermodynamic antifreeze additives in that ice formation is suppressed. Thermodynamic antifreeze additives fall into two broad categories. That is, 1) alcohol or glycol (high vapor pressure), and 2) salt compound (low vapor pressure). These categories of antifreeze additives can be mixed with water to shift the actual freezing temperature of water very low.
In some cases, minus 40 degrees is possible with glycol addition.

【0050】しかしながら、これらの化合物を電子機器
に使う場合には、別の不都合が生じる。アルコールおよ
びグリコールの場合は、水の全量に対して、非常に高い
割合(30%〜50%)の量が必要である。この高い割
合により、高温におけるベーパチャンバ内の蒸気圧は、
劇的に上昇し、ベーパチャンバの熱的性能に大きな影響
を及ぼす。対照的に、塩化合物は高温で、過飽和とな
る。更に、アルコール、グリコールおよび塩は、ベーパ
チャンバの内部やウイック部材に使われる銅(Cu)と、逆
反応を起こして、銅を腐食させることがある。
However, when these compounds are used in electronic equipment, another disadvantage occurs. In the case of alcohols and glycols, very high proportions (30% to 50%) of the total amount of water are required. Due to this high rate, the vapor pressure in the vapor chamber at high temperatures is
It rises dramatically and greatly affects the thermal performance of the vapor chamber. In contrast, salt compounds become supersaturated at elevated temperatures. Further, alcohol, glycol and salt may cause a reverse reaction with copper (Cu) used in the inside of the vapor chamber and the wick member to corrode copper.

【0051】動力学的不凍添加物は、物理的に水分子お
よび氷の結晶と作用し、氷の結晶の成長を防げる。摂氏
0度未満の温度で、動力学的不凍添加物は、氷の結晶の
表面にからみつき、または包み込んで、氷の結晶の成長
を止め、小さな氷の結晶がより大きな結晶類になること
を防ぐ。従って、不凍添加物は、氷の結晶が小さい状態
のまま維持し、より大きいステージに成長することを防
止する。換言すれば、動力学的不凍添加物により、氷の
結晶の成長は劇的に遅くなり、または、ときには停止す
る。
The kinetic antifreeze additive physically interacts with water molecules and ice crystals and prevents the growth of ice crystals. At temperatures less than 0 degrees Celsius, the kinetic antifreeze additive entangles or envelops the surface of the ice crystals, stopping the growth of the ice crystals and causing the small ice crystals to become larger crystals. prevent. Thus, the antifreeze additive keeps the ice crystals small and prevents them from growing to a larger stage. In other words, the kinetic antifreeze additive drastically slows or sometimes stops ice crystal growth.

【0052】本発明の好ましい動力学的不凍添加物は、
ラクタム環のような、ポリマーバックボーンに接した各
々のペンダント環の頭にアミド基(−N−C=O)を含
む少なくともひとつのペンダント基を有する水溶性ポリ
マー、コポリマー、および、テルポリマーのグループに
属する化合物からなっている。本発明の範囲内のポリマ
ーのもう一つのバリエーションは、環を有さないペンダ
ント基としてアミド基を含んでいる。これらのポリマー
は一般的に、下記に示され、R1はポリマーバックボーン
に接したアミド基(N-C=O)を有するペンダント基で、nは
1より大きい任意の数値である。
The preferred kinetic antifreeze additives of the present invention are:
Water-soluble polymers, copolymers and terpolymers having at least one pendant group containing an amide group (-NC = O) at the head of each pendant ring in contact with the polymer backbone, such as a lactam ring Consists of compounds belonging to Another variation of the polymers within the scope of the present invention includes an amide group as a pendant group without a ring. These polymers are generally shown below, where R1 is a pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and n is
Any number greater than 1.

【0053】[0053]

【数16】 (Equation 16)

【0054】本発明において考慮しているタイプのコポ
リマーは、下記に示され、R1は、ポリマーバックボー
ンに接するアミド基(N−C=O)を有する第一ペンダ
ント基であり、R2は、ポリマーバックボーンに接する
アミド基(N−C=O)を有する第二ペンダント基であ
り、xおよびyは1より大きい任意の数である。
The types of copolymers considered in the present invention are shown below, where R1 is the first pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and R2 is the polymer backbone. Is a second pendant group having an amide group (NC = O) in contact with x and y are any numbers greater than 1.

【0055】[0055]

【数17】 [Equation 17]

【0056】本発明において考慮されるタイプのターポ
リマーは、下記に示され、R1は、ポリマーバックボー
ンに接するアミド基(N−C=O)を持つ第一ペンダン
ト基であり、R2は、ポリマーバックボーンに接するア
ミド基(N−C=O)を持つ第二ペンダント基であり、
R3は、ポリマーバックボーンに接するアミド基(N
−C=O)を持つ第三ペンダント基であり、x、yおよ
びzは、1より大きい任意の数である。
Terpolymers of the type contemplated in the present invention are shown below, where R1 is the first pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and R2 is the polymer backbone. Is a second pendant group having an amide group (NC = O) in contact with
R3 represents an amide group (N
-C = O), where x, y and z are any number greater than 1.

【0057】[0057]

【数18】 (Equation 18)

【0058】ここで取り上げたポリマーの構成は、様々
なチェーンの長さを持ったポリマーからなっているこ
と、および、上図の(n)、(x)、(y)および
(z)は、化合物の繰り返し単位の平均的な数を表して
いることは、当業者にとって、充分理解できることであ
る。
The structure of the polymer taken up here is that it consists of polymers with various chain lengths, and (n), (x), (y) and (z) in the above figure are: It is well understood by those skilled in the art that it represents the average number of repeating units of a compound.

【0059】本発明の範囲を限定するということではな
く、本発明を具体的に説明する目的で、ポリビニールピ
ロリドン(PVP)、ポリビニルカプロラクタム(PV
CAP)、ポリ(ビニルピロリドン-ビニルカプロラク
タム)(VP/VC)、および、ポリ(ビニルピロリド
ン-ビニルカプロラクタム-ジメチルアミノエチル)(V
C−713)を含む、様々な水溶性ポリマー不凍添加物
を評価した。これらの構造を、下記に示す。
For the purpose of concretely explaining the present invention without limiting the scope of the present invention, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PV)
CAP), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP / VC), and poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl) (V
Various water soluble polymer antifreeze additives were evaluated, including C-713). These structures are shown below.

【0060】ポリビニルカプロラクタム:Polyvinyl caprolactam:

【数19】 [Equation 19]

【0061】ポリビニールピロリドン:Polyvinyl pyrrolidone:

【数20】 (Equation 20)

【0062】ポリビニルピロリドン/ポリビニルカプロ
ラクタム コポリマー:
Polyvinyl pyrrolidone / polyvinyl caprolactam copolymer:

【数21】 (Equation 21)

【0063】ポリビニルピロリドン/ポリビニルカプロ
ラクタム/ポリジメチルアミノエチルテルポリマー(VC-
713):
Polyvinylpyrrolidone / polyvinylcaprolactam / polydimethylaminoethyl terpolymer (VC-
713):

【数22】 (Equation 22)

【0064】上記のポリマーおよびコポリマーは、様々
な化学メーカから市場で入手可能である。従って、これ
らの合成に関しては、ここでは記述しない。従来技術で
は、熱力学的不凍添加物を多量に必要としたのと対照的
に、本発明において考慮されるタイプの動力学的不凍添
加では、重量比で水に対し約0.1%から約1.5%の
範囲内の量を水に加えることが望ましく、そして、重量
比で約0.5%から1.0%の範囲内の量で、より高い
効果が得られることが判明している。
The above polymers and copolymers are commercially available from various chemical manufacturers. Therefore, their synthesis is not described here. In contrast to the prior art which required large amounts of thermodynamic antifreeze additives, kinetic antifreeze additions of the type considered in the present invention have about 0.1% by weight of water relative to water. It is desirable to add to the water an amount in the range of from about 1.5% to about 1.5%, and it has been found that an amount in the range of from about 0.5% to 1.0% by weight provides higher effects. are doing.

【0065】実験1 本発明の範囲を限定することなく、本発明を具体的に説
明する目的で、作動液として、様々なポリマー不凍添加
物を、グリコールおよび純水と比較し、評価、試験をお
こなった。全部で60の異なるサンプルを試験し、試験
の結果を表1(図5)に示す。
Experiment 1 For the purpose of specifically explaining the present invention without limiting the scope of the present invention, various polymer antifreeze additives were compared with glycol and pure water as working fluids, and evaluated and tested. Was done. A total of 60 different samples were tested and the results of the tests are shown in Table 1 (FIG. 5).

【0066】実験1の目的は、ポリマー添加物が作動液
の凍結に及ぼす影響を調査し、そして、ヒートパイプお
よびベーパチャンバにおける動力学的凍結防止のコンセ
プトを検証することである。
The purpose of Experiment 1 was to investigate the effect of polymer additives on the freezing of the working fluid and to verify the concept of kinetic deicing in heat pipes and vapor chambers.

【0067】実験使用材 ポリマー材 1)VC-713 2)Inhibex 501 ISP 3)Inhibex 101 ISP 4)PVCAP 5)VP/VC 6)EP-1[0067] Experiments using matrix polymer material 1) VC-713 2) Inhibex 501 ISP 3) Inhibex 101 ISP 4) PVCAP 5) VP / VC 6) EP-1

【0068】比較材 7)エチレングリコール 8)水[0068] comparative materials 7) Ethylene glycol 8) Water

【0069】ポリマー添加物の濃度 この実験では2種類の濃度の作動液を使用した。濃度は
0.5%および1%で、エチレングリコールの30%お
よび50%(熱力学的凍結防止法)に比べ薄い。
Concentration of Polymer Additives Two concentrations of hydraulic fluid were used in this experiment. The concentrations are 0.5% and 1%, which is lower than 30% and 50% of ethylene glycol (thermodynamic deicing method).

【0070】実験機器 実験調査としては高価なので、ベーパチャンバを使用す
る代わりに、口径4mm(肉厚0.5mm)の管(チュ
ーブ)および口径6mm(肉厚0.6mm)のチューブ
を、この発明の考え方を検証するために使用する。実験
中に水が漏れないように、且つ、蒸発するのを防止する
ために、チューブをかしめた。
[0070] Because expensive as laboratory equipment experimental investigations, instead of using the vapor chamber, the tubes of diameter 4mm tube (wall thickness 0.5 mm) (tubes) and diameter 6 mm (thickness 0.6 mm), the present invention Used to verify the concept of. The tubes were crimped to prevent water leakage during the experiment and to prevent evaporation.

【0071】作動液の量 添加物の凍結に及ぼす影響を明確に確認するために、本
実験で使われた量は、通常のヒートパイプの使用量より
も約5倍多い。
The amount used in the experiment was about five times greater than the amount used in a normal heat pipe to clearly confirm the effect of the additive on freezing.

【0072】実験機器の向き チューブは、実験では、最も失敗しやすい厳しい方向で
ある立て向き(垂直位置)に設置された。
[0072] orientation tube experiments equipment, experiments were set up in vertical orientation is the most failure prone severe direction (vertical position).

【0073】実験の結果 実験の間に、管の径が変化した。実験では、2箇所の径
が測定された。表2のスケッチを参照。
Experimental Results During the experiment, the tube diameter changed. In the experiment, two diameters were measured. See the sketch in Table 2.

【0074】作動液量の変化 凍結の影響およびサンプルの損傷を調べるため、漏れの
状態を頻繁に確認した。
Changes in Working Fluid Volume In order to examine the effects of freezing and damage to the samples, the state of leakage was frequently checked.

【0075】実験方法 凍結防止実験は、特別な温度サイクルテスト機器を使っ
て行われた。温度サイクルは、摂氏マイナス40度からプ
ラス60度である。表2のスケッチ参照。0サイクル、5
サイクル、および、10サイクルの時の実験結果を、マ
イクロメータとウエイトバランスを使って、測定した。
Experimental Method The freeze prevention experiment was performed using a special temperature cycle test equipment. The temperature cycle is from minus 40 degrees Celsius to plus 60 degrees Celsius. See sketch in Table 2. 0 cycle, 5
The cycle and the experimental result at the time of 10 cycles were measured using a micrometer and a weight balance.

【0076】実験結果の要約(実験1) a) VC713 5サイクル後、最大重量変化は、2.2%で、最大直径
変化は、2.82%である。すべてのサンプルで、膨れ
はなかった。
Summary of Experimental Results (Experiment 1) a) After 5 cycles of VC713, the maximum weight change is 2.2% and the maximum diameter change is 2.82%. All samples did not swell.

【0077】濃度の影響 (1)直径4mmにおける15mmの位置Influence of density (1) Position of 15 mm in 4 mm diameter

【数23】 (2)直径6mmにおける15mmの位置(Equation 23) (2) 15mm position at 6mm diameter

【数24】 結果から、濃度が高いほど、管の膨張は少ないことがわ
かる。チューブ直径への影響 (1) 0.5% 濃度における15mmの位置
(Equation 24) The results show that the higher the concentration, the less the swelling of the tube. Effect on tube diameter (1) 15mm position at 0.5% concentration

【数25】 (2) 1% 濃度における15mmの位置(Equation 25) (2) 15mm position at 1% concentration

【数26】 (Equation 26)

【0078】一般的に言って、管(チューブ)の直径が
大きくなると、膨張の可能性が増す。10サイクルの
後、最大の重量変化は10.43%(これにはウエイト
バランスの誤差と、かしめ方が悪かったチューブが含ま
れていると思われる。)で、直径の変化の最大は1.3
5%である。ここでも、どのサンプルにも膨らみは起こ
らなかった。最大の直径の変化は、0.5%の作動液を
加えた6mm管に起こった。
Generally speaking, the larger the diameter of the tube, the greater the possibility of inflation. After 10 cycles, the maximum weight change was 10.43% (which may include weight balance errors and poorly swaged tubes) with a maximum change in diameter of 1. 3
5%. Again, no swelling occurred in any of the samples. The largest diameter change occurred in a 6 mm tube with 0.5% working fluid added.

【0079】b) Inhibex 501 5サイクル後、たった1つの4mmチューブ(1%濃
度)が残り、他のすべてのサンプルは壊れた。10サイク
ル後には、残った1サンプルも壊れた。 c)Inhibex 101 5サイクル後、8サンプル中、5サンプルが残った。しか
しながら、残ったチューブの膨張は非常に大きい(1.
39%から3.72%)。10サイクル後、すべてのサ
ンプルが壊れた。
B) Inhibex 501 After 5 cycles, only one 4 mm tube (1% strength) remained and all other samples were broken. After 10 cycles, the remaining sample broke. c) After 5 cycles of Inhibex 101, 5 out of 8 samples remained. However, the expansion of the remaining tube is very large (1.
39% to 3.72%). After 10 cycles, all samples broke.

【0080】d)PVP Inhibex 101と殆ど同一結果である。 e) PVCAP 5サイクル後、5サンプルが残った。そのうち2サンプ
ルが10サイクル後に残った。残ったサンプルは非常に
優れた形状であった。 f)EP-1 5サイクル後に、サンプルほとんどすべて壊れた。
D) PVP The result is almost the same as that of Inhibex 101. e) After 5 cycles of PVCAP, 5 samples remained. Two of them remained after 10 cycles. The remaining sample had a very good shape. f) Almost all samples were broken after 5 cycles of EP-1.

【0081】g)エチレングリコール 30%濃度も50%濃度の液体もほとんど変わりはなか
った。この情報は新しい添加剤の開発にフィードバック
されるであろう。 h) 水 5サイクル後、2個の6mm管が壊れた。10サイクル後、
2個の4mm管には膨らみはなかったが、膨張はかなり
大きかった。
G) Ethylene glycol Both the 30% concentration and the 50% concentration liquid hardly changed. This information will be fed back into the development of new additives. h) Water After 5 cycles, two 6 mm tubes were broken. After 10 cycles
The two 4 mm tubes did not bulge, but the swelling was significant.

【0082】結論 VC-713は試験の中で、すべてにおいて最高の性能を発揮
した。さらに、実験1から、動力学的凍結防止法によ
り、氷の結晶が成長するまでの時間を延ばすことができ
ることが理解された。この種の適用においては、時間
は、大変重要な事項である。しかしながら、ポリマーま
たは他の添加物の適切な組み合わせを見つければ、すべ
てのの適用において、チューブを破壊させるような氷の
結晶の成長を防止することができる。
Conclusion VC-713 performed best in all of the tests. Furthermore, it was understood from Experiment 1 that the time required for ice crystals to grow can be extended by the kinetic deicing method. In this type of application, time is a very important matter. However, finding the right combination of polymers or other additives can prevent the growth of ice crystals that would break the tube in all applications.

【0083】実験2 実験1の結果をもとに、サンプルを選択し更に試験を行
い、動力学的凍結防止のメカニズムを調べ、そして、時
間による温度変化の様子をグラフ化した。実験2の結果
は、図3および図4にグラフ化して示す。試験サンプル
は下記の通りである: 1) FTE−01−0.5(VC−713 0.5
%濃度) 2) FTE−01−1.0(VC−713 1.0
%濃度) 3) FTE−07−50(グリコール50%濃度) 4) FTE−08(純水) 5) 大気温度
Experiment 2 Based on the results of Experiment 1, samples were selected and further tested to examine the mechanism of dynamic freezing prevention, and to graph the temperature change over time. The results of Experiment 2 are shown graphically in FIGS. The test samples are as follows: 1) FTE-01-0.5 (VC-713 0.5
%) 2) FTE-01-1.0 (VC-713 1.0
%) 3) FTE-07-50 (glycol 50% concentration) 4) FTE-08 (pure water) 5) Atmospheric temperature

【0084】作動液は、開放されたビーカに入れられ、
室温の摂氏プラス25度から摂氏マイナス40度までの範囲
内の温度に曝し(2時間維持)、次いで、摂氏マイナス
40度からプラス40度の範囲内の温度に曝した(2時間維
持)。サンプルは一回だけの温度サイクルに曝した。K
タイプの熱電対を各々のビーカへ入れて温度を測定し
た。実験結果は、時間ごとの温度測定値であり、その結
果、図3示す温度下降側のグラフ、および、図4に示す
温度上昇側のグラフが得られた。
The working fluid is placed in an open beaker,
Expose to room temperature in the range of plus 25 degrees Celsius to minus 40 degrees Celsius (maintain for 2 hours), then
Exposure to temperatures in the range of 40 degrees to plus 40 degrees (maintained for 2 hours). The samples were subjected to only one temperature cycle. K
A thermocouple of each type was placed in each beaker and the temperature was measured. The experimental results are temperature measurement values for each time, and as a result, a graph on the temperature decreasing side shown in FIG. 3 and a graph on the temperature increasing side shown in FIG. 4 were obtained.

【0085】実験2の結果から、添加剤VC−713
(ポリマー)は、純水に比べ、氷の生成過程を遅らせる
のに効果があると結論づけることができる。図3および
図4のカーブ1とカーブ2を比較することにより、濃度
が高いと、より効果が大きいということも結論づけるこ
とができる。カーブ3(グリコール)では、温度変化が
なだらかであり、これは、凍結点が全体的に移動したこ
とを意味する。図4(温度上昇側変化)では、カーブ3
の温度変化が非常に急であり、これは熱的性能としては
良くないことに留意している。更に図4で言えること
は、カーブ1(VC−713)とカーブ4(純水)は非
常に類似しており、これは、VC−713を添加剤とし
た作動液は、純水と類似した熱的性能を有することを意
味する。
From the results of Experiment 2, it was found that the additive VC-713 was used.
It can be concluded that (polymer) is more effective in delaying the ice formation process than pure water. By comparing curves 1 and 2 in FIGS. 3 and 4, it can also be concluded that higher concentrations are more effective. In curve 3 (glycol), the temperature change is gentle, which means that the freezing point has moved as a whole. In FIG. 4 (temperature rise side change), curve 3
Note that the temperature change is very steep, which is not good for thermal performance. Further, it can be said in FIG. 4 that Curve 1 (VC-713) and Curve 4 (pure water) are very similar, and that the working fluid with VC-713 as an additive is similar to pure water. It has thermal performance.

【0086】従って、本発明によると、ヒートパイプ型
やベーパチャンバ型ヒートシンク等の低温下での使用に
特に適した熱伝導機器を提供することができることがわ
かる。少量の動力学的ポリマー不凍添加物を水に加え作
動液として使用すると、氷結晶の核生成を効果的に抑制
し、さらに氷の結晶が成長し大きな形状になることを防
止する。水に加えられた不凍添加剤の効果は、氷の結晶
が生成される時間を著しく遅らせることにある。
Therefore, according to the present invention, it can be seen that a heat conducting device particularly suitable for use at a low temperature such as a heat pipe type or a vapor chamber type heat sink can be provided. The use of a small amount of a kinetic polymer antifreeze additive in water as a working fluid effectively suppresses ice crystal nucleation and further prevents ice crystals from growing and becoming large. The effect of the antifreeze additive added to the water is to significantly delay the time that ice crystals form.

【0087】ポリマー不凍添加剤は、非常に少量だけ水
に加えられるので、作動液の熱的性能、および、ウイッ
クの働きに(表面張力に対して)影響を及ぼすとは考え
られない。特に、水溶性ラクタム基ポリマーを不凍添加
物として使う場合には、従来の熱力学的不凍添加物に代
わり、作動液の性能や効果を大きく損なうことなく、特
有の効果的を発揮する。以上の理由により、本発明は、
同技術分野において、著しく進展し、実質的な商業意的
メリットを有するものである。
Since the polymer antifreeze additive is added to the water in very small amounts, it is not expected to affect the thermal performance of the hydraulic fluid and the wick function (relative to surface tension). In particular, when a water-soluble lactam-based polymer is used as an antifreeze additive, a specific effect is exhibited without significantly impairing the performance and effect of the working fluid, instead of the conventional thermodynamic antifreeze additive. For the above reasons, the present invention
It has made significant progress in the art and has substantial commercial benefits.

【0088】本発明では、半導体電子機器の分野におけ
る熱伝導機器に関して記述されているが、ここに述べた
作動液は、自動車、エアコンディショナー、冷却を必要
とするその他の適用といった、他の産業分野への適用が
可能である。この点に関して、「熱伝導機器」の用語
は、ベーパチャンバを含む、作動液が中に封入されたあ
らゆるタイプの機器という意味である。この用語は、こ
こに開示した半導体への適用および/または、ヒートパ
イプまたはベーパチャンバ型ヒートシンクに限られるも
のではない。
Although the present invention is described with reference to heat conducting equipment in the field of semiconductor electronics, the hydraulic fluids described herein may be used in other industrial fields such as automobiles, air conditioners, and other applications requiring cooling. It can be applied to In this regard, the term "heat transfer device" means any type of device, including a vapor chamber, with a working fluid encapsulated therein. This term is not limited to the semiconductor applications disclosed herein and / or to heat pipes or vapor chamber type heat sinks.

【0089】発明を示すある特定の態様について記述し
ているが、本発明の精神やコンセプトから逸脱すること
なく部分の様々な改造および再編集をすることができ、
また、クレームされた請求範囲を除いて、ここに記述さ
れた特定の形式に限られないことは、当業者にとって明
白である。
Although a particular embodiment of the invention has been described, various modifications and alterations of the part may be made without departing from the spirit and concept of the invention.
It should also be apparent to one of ordinary skill in the art that the invention is not limited to the specific form described herein, except as claimed.

【0090】[0090]

【発明の効果】この発明によると、水と、水の中の氷の
核の生成と結晶の成長を抑制する不凍添加物からなる作
動液、および、氷の結晶の生成を抑制する作動液が封入
されたベーパチャンバを提供することができる。
According to the present invention, a hydraulic fluid comprising water, an antifreeze additive which suppresses the formation of ice nuclei in water and the growth of crystals, and a hydraulic fluid which suppresses the formation of ice crystals Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明によるベーパチャンバ型ヒート
シンク構造を備えた、半導体/ベーパチャンバ型ヒート
シンクアッセンブリの立面図である。
FIG. 1 is an elevational view of a semiconductor / vapor chamber heat sink assembly with a vapor chamber heat sink structure according to the present invention.

【図2】図2はベーパチャンバの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a vapor chamber.

【図3】図3は、摂氏プラス25度からマイナス40度
への温度単サイクル(温度下降)における様々なサンプ
ルの、温度変化と経過時間のグラフである。
FIG. 3 is a graph of temperature change and elapsed time for various samples in a single temperature cycle (temperature drop) from plus 25 degrees Celsius to minus 40 degrees Celsius.

【図4】図4は、摂氏マイナス40度からプラス40度
までの温度単サイクル(温度上昇)における図3と同一
サンプルの、温度変化と経過時間のグラフである。
FIG. 4 is a graph of temperature change and elapsed time of the same sample as in FIG. 3 in a single cycle of temperature (temperature rise) from -40 degrees Celsius to +40 degrees Celsius.

【図5】図5は、明細書中に記載した実験1の結果を表
1(一部)として示した表である。
FIG. 5 is a table showing the results of Experiment 1 described in the specification as Table 1 (part).

【図6】図6は、明細書中に記載した実験1の結果を表
1(残り)として示した表である。
FIG. 6 is a table showing the results of Experiment 1 described in the specification as Table 1 (remaining).

【図7】図7は、表2を示す。FIG. 7 shows Table 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10M 149/06 C10M 149/06 149/10 149/10 F28D 15/02 104 F28D 15/02 104A // C10N 20:00 C10N 20:00 Z 30:08 30:08 40:08 40:08 (71)出願人 502021327 PERRYVILLE CORPORAT E PARK,PERRYVILLE I II,CLINTON,NJ 08809,U NITED STATES OF AME RICA (72)発明者 野田 一 東京都品川区二葉2−8−17 古河二葉寮 (72)発明者 贄川 潤 神奈川県横浜市保土ヶ谷区桜ヶ丘1−17− 17 Fターム(参考) 4H104 AA01Z CE03A CE03C CE05A CE05C EA17A EA17C LA04 PA05 QA05 4J100 AG24R AQ06Q AQ08P BA11Q BA31R CA01 CA04 CA05 DA38 JA15 JA43 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C10M 149/06 C10M 149/06 149/10 149/10 F28D 15/02 104 F28D 15/02 104A // C10N 20:00 C10N 20:00 Z 30:08 30:08 40:08 40:08 (71) Applicant 502021327 PERRYVILLE CORPORATE E PARK, PERRYVILLE II, CLITON, NJ 08809, UNITED STATES OF AME RICA (72) Invention Person Kazu Noda 2-8-17 Futaba, Shinagawa-ku, Tokyo (72) Inventor Jun Jun Sakagawa 1-17-17 Sakuragaoka, Hodogaya-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 4H104 AA01Z CE03A CE03C CE05A CE05C EA17A EA17C LA04 PA05 QA05 4J100 AG24R AQ06Q AQ08P BA11Q BA31R CA01 CA04 CA05 DA38 JA 15 JA43

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記からなる、熱伝導素子に使用される作
動液:水;および前記作動液が摂氏0度未満の温度であ
るときに、前記水の中の氷の核の生成および氷の結晶の
成長を動力学的に抑制するために有効な量の不凍添加
物。
1. A hydraulic fluid for use in a heat transfer element, comprising: water; and, when the hydraulic fluid is at a temperature of less than 0 degrees Celsius, the formation of ice nuclei and the formation of ice in the water. An effective amount of antifreeze additive to kinetically inhibit crystal growth.
【請求項2】前記不凍添加物が、実質的に水溶性ポリマ
ーからなっている、請求項1に記載の作動液。
2. The hydraulic fluid according to claim 1, wherein said antifreeze additive consists essentially of a water-soluble polymer.
【請求項3】液体の全重量に対して、約0.01〜約
1.5wt.%の範囲内の量の前記ポリマーが含まれて
いる請求項2に記載の作動液。
3. The method of claim 1, wherein the weight of the liquid is from about 0.01 to about 1.5 wt. 3. The hydraulic fluid of claim 2, comprising an amount of said polymer in the range of%.
【請求項4】前記ポリマーが下記の分子式を有し、R1が
ポリマーバックボーンに接したアミド基(N−C=O)
を有するペンダント基であり、nは1よりも大きい任意
の数である、請求項2に記載の作動液。 【数1】
4. An amide group wherein the polymer has the following molecular formula and R1 is in contact with the polymer backbone (NC = O).
3. The hydraulic fluid according to claim 2, wherein the pendant group has the formula: wherein n is any number greater than 1. 4. (Equation 1)
【請求項5】前記ペンダント基がラクタム環である、請
求項5に記載の作動液。
5. The working fluid according to claim 5, wherein said pendant group is a lactam ring.
【請求項6】前記ポリマーが下記の分子式を有するコポ
リマーであり、R1がポリマーバックボーンに接したアミ
ド基(N−C=O)を有する第一ペンダント基であり、
R2がポリマーバックボーンに接したアミド基(N−C
=O)を有する第二ペンダント基であり、xおよびyは
1よりも大きい任意の数である、請求項2に記載の作動
液。 【数2】
6. The polymer of claim 1 wherein said polymer is a copolymer having the following formula: wherein R 1 is a first pendant group having an amide group (NC—O) in contact with the polymer backbone;
An amide group in which R2 is in contact with the polymer backbone (NC
The hydraulic fluid of claim 2, wherein the hydraulic fluid is a second pendant group having = 0) and x and y are any numbers greater than 1. (Equation 2)
【請求項7】前記ポリマーが下記の分子式を有するター
ポリマーであり、R1がポリマーバックボーンに接したア
ミド基(N−C=O)を有する第一ペンダント基であ
り、R2がポリマーバックボーンに接したアミド基(N
−C=O)を有する第二ペンダント基であり、R3がポ
リマーバックボーンに接したアミド基(N−C=O)を
有する第三ペンダント基であり、x、yおよびzは1よ
りも大きい任意の数である、請求項2に記載の作動液。 【数3】
7. The polymer according to claim 1, wherein the polymer is a terpolymer having the following molecular formula, R1 is a first pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, and R2 is in contact with the polymer backbone. Amide group (N
-C = O), wherein R3 is a third pendant group having an amide group (NC = O) in contact with the polymer backbone, wherein x, y and z are any greater than 1 3. The hydraulic fluid according to claim 2, wherein (Equation 3)
【請求項8】前記ポリマーが、ポリビニルカプロラクタ
ム(PVCAP)およびポリビニルピロリドン(PV
P)のポリマー、コポリマー、および、ターポリマーか
らなる群から選択される、請求項2に記載の作動液。
8. The polymer according to claim 1, wherein said polymer is polyvinylcaprolactam (PVCAP) and polyvinylpyrrolidone (PV
The hydraulic fluid according to claim 2, which is selected from the group consisting of polymers, copolymers and terpolymers of P).
【請求項9】前記ポリマーが、ポリビニールピロリドン
(PVP)、ポリビニルカプロラクタム(PVCA
P)、ポリ(ビニルピロリドン-ビニルカプロラクタ
ム)(VP/VC)、および、ポリ(ビニルピロリドン
-ビニルカプロラクタム-ジメチルアミノエチル)(VC
−713)からなる群から選択される、請求項2に記載
の作動液。
9. The polymer according to claim 1, wherein said polymer is polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PVCA).
P), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP / VC), and poly (vinylpyrrolidone)
-Vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl) (VC
The hydraulic fluid according to claim 2, which is selected from the group consisting of -713).
【請求項10】下記からなる熱伝導素子:蒸発部および
凝縮部を有する真空密閉されたベーパチャンバ;および
前記ベーパチャンバ内に封入され、水と、摂氏0度未満
の温度のときに、前記作動液の中の氷の核の生成および
氷の結晶の成長を動力学的に抑制するために有効な量の
不凍添加物からなる作動液。
10. A heat conducting element comprising: a vacuum-sealed vapor chamber having an evaporating part and a condensing part; and said operation when water and a temperature of less than 0 degrees Celsius are enclosed in said vapor chamber. A hydraulic fluid comprising an effective amount of an antifreeze additive to kinetically inhibit ice nucleation and ice crystal growth in the liquid.
【請求項11】下記からなる半導体アッセンブリ:半導
体素子;前記半導体素子と熱的に接続される蒸発部およ
び凝縮部を有する、真空に密閉されたベーパチャンバを
有するベーパチャンバ型ヒートシンク;および前記ベー
パチャンバ内に封入され、水と、摂氏0度未満の温度の
ときに、前記作動液の中の氷の核の生成および氷の結晶
の成長を動力学的に抑制するために有効な量の不凍添加
物からなる作動液。
11. A semiconductor assembly comprising: a semiconductor element; a vapor chamber type heat sink having a vapor chamber sealed in a vacuum, having a vapor chamber and a condenser section thermally connected to the semiconductor element; and the vapor chamber. And an amount of antifreeze effective to kinetically inhibit ice nucleation and ice crystal growth in the working fluid at a temperature below 0 degrees Celsius with water. Hydraulic fluid consisting of additives.
【請求項12】熱伝導素子に使用される水ベースの作動
液の中の氷の核の生成および氷の結晶の成長を防止する
方法であって、前記方法は、実質的に水溶性ポリマーか
らなる不凍添加物を用いて前記作動液を処理することか
らなっている。
12. A method for preventing ice nucleation and ice crystal growth in a water-based hydraulic fluid used in a heat conducting element, said method comprising substantially converting a water soluble polymer from a water soluble polymer. Treating the working fluid with an antifreeze additive.
【請求項13】下記からなる、熱伝導素子に使用される
作動液:約98.5〜約99.9wt.%の範囲内の
水;および前記作動液が摂氏0度未満の温度のときに、
前記作動液の中の氷の核の生成および氷の結晶の成長を
動力学的に抑制するために有効な、約0.1〜約1.5
wt.%の範囲内の量の、ポリビニールピロリドン(P
VP)、ポリビニルカプロラクタム(PVCAP)、ポ
リ(ビニルピロリドン-ビニルカプロラクタム)(VP
/VC)、ポリ(ビニルピロリドン-ビニルカプロラク
タム-ジメチルアミノエチル)(VC−713)からな
る群から選択される実質的に水溶性ポリマーからなる不
凍添加物。
13. A working fluid used for a heat conducting element, comprising: about 98.5 to about 99.9 wt. % Water; and when the hydraulic fluid is at a temperature of less than 0 degrees Celsius,
About 0.1 to about 1.5 effective to kinetically inhibit ice nucleation and ice crystal growth in the working fluid.
wt. % Of polyvinylpyrrolidone (P
VP), polyvinylcaprolactam (PVCAP), poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam) (VP
/ VC), an antifreeze additive consisting essentially of a water-soluble polymer selected from the group consisting of poly (vinylpyrrolidone-vinylcaprolactam-dimethylaminoethyl) (VC-713).
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