JP6041801B2 - Flexible heat exchanger - Google Patents

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Description

本発明は、全般的に、プリント回路基板(PCB:printed circuit board)デバイスまたはその他の半導体デバイスもしくはコンポーネントを冷却する液体流通式(LFT:liquid flow through)熱交換器に関する。より具体的には、本発明は、フレキシブルであり、高さその他の寸法が多様な半導体デバイスでの使用に容易に適応できる、上記タイプの熱交換器に関する。   The present invention generally relates to a liquid flow through (LFT) heat exchanger that cools a printed circuit board (PCB) device or other semiconductor device or component. More specifically, the present invention relates to a heat exchanger of the above type that is flexible and easily adaptable for use in semiconductor devices of various heights and other dimensions.

高性能なコンピューティング・システムは、かつてないほど大量の電力を高い電力密度で使用している。このため、システムの冷却の要件がより厳しくなっており、液体冷却を用いる解決策を検討することが不可欠である。現在利用可能な液体冷却の手法としては、ヒート・パイプ法、蒸気チャンバ法、および液体流通式(LFT)法が挙げられる。一方、これらの解決策は、相当に費用がかかる傾向にある。   High performance computing systems use unprecedented amounts of power at high power densities. For this reason, the requirements for cooling the system have become more stringent and it is essential to consider solutions using liquid cooling. Currently available liquid cooling techniques include the heat pipe method, the vapor chamber method, and the liquid flow (LFT) method. On the other hand, these solutions tend to be quite expensive.

液体冷却を使用するシステムでは、熱を除去するコンポーネントを、PCBアセンブリなどの上にある半導体デバイスと物理的に接触させて設置することも必要であろう。ところが、隣接する半導体デバイスのサイズが異なっている場合がある。しかも、同じタイプの2つの半導体デバイスが、それぞれ許容された公差内の寸法であっても、実際には、一つ一つ異なる寸法を有している場合もある。このため、このような異なるデバイスによって生じるサイズ要求に合わせて、ほぼ適応することができる熱交換器コンポーネントを用意することは難しいと言える。一般には、ギャップを充填する機能を果たせるように熱界面材料(TIM:thermal interface material)が当業者らによって使用されている(例えば、ジェル、グリース、および放熱パテなど)。しかし、これは熱伝達効率を抑えてしまう。従って、当技術分野の現在の状況には改善が必要である。   In systems that use liquid cooling, it may also be necessary to place components that remove heat in physical contact with an overlying semiconductor device, such as a PCB assembly. However, the sizes of adjacent semiconductor devices may be different. Moreover, two semiconductor devices of the same type may actually have different dimensions one by one, even though the dimensions are within acceptable tolerances. For this reason, it can be difficult to provide a heat exchanger component that can be substantially adapted to the size requirements created by such different devices. In general, thermal interface materials (TIM) are used by those skilled in the art to perform the function of filling the gap (eg, gels, greases, heat dissipation putty, etc.). However, this reduces heat transfer efficiency. Thus, improvements are needed in the current state of the art.

本発明の一態様によれば、1つ以上の半導体コンポーネントを冷却する熱交換器を構築する方法が提供される。本方法は、所定の熱伝導性金属箔の第1平面シートおよび第2平面シートを準備するステップを含み、シートは各々、外面と内面とを有している。本方法はさらに、1つ以上の熱接触ノード(TCN:thermal contact node)を第1シートに形成するステップを含み、各TCNは、第1シートの外面から外側へ迫り出していて、平面接触部材と1つ以上の側面部とを含んでいる。側面部は、TCNの接触部材が第1シートの外面に近づいたり離れたりすることを共同で可能にする弾性コンポーネント群をそれぞれ含むとよく、TCNの側面部と接触部材とは、共同で冷却材チャンバを形成する。各TCNを様々な幾何学的形状で形成することが可能であり、各TCNは実質的に独立して機械的に機能するので、かくして形成された複数のTCNであれば、様々なデバイス高さに対応することができる。第1シートもしくは第2シートまたはその両方の内面に沿って導管セグメントが構成され、各導管セグメントは、選択的に、2つのTCNの冷却材チャンバの間、あるいはTCNの冷却材チャンバと入力ポートまたは出力ポートとの間に延びる。本方法はさらに、各導管セグメントを包含し各TCNの冷却材チャンバに冷却液が出入りできるようにする密閉型流路を形成するために、第2シートの内面を第1シートの内面に接合するステップを含む。本方法はさらに、冷却材流を本発明につなげたり本発明から切り離したりするコネクタ手段を含む。   According to one aspect of the invention, a method is provided for constructing a heat exchanger that cools one or more semiconductor components. The method includes providing a first planar sheet and a second planar sheet of a predetermined thermally conductive metal foil, each sheet having an outer surface and an inner surface. The method further includes forming one or more thermal contact nodes (TCNs) on the first sheet, each TCN protruding outward from the outer surface of the first sheet, the planar contact member And one or more side portions. The side portions may each include a group of elastic components that jointly allow the contact member of the TCN to move toward and away from the outer surface of the first sheet, and the side portion of the TCN and the contact member jointly include a coolant. Forming a chamber; Each TCN can be formed with a variety of geometric shapes, and each TCN functions substantially independently and mechanically, so multiple TCNs thus formed can have different device heights. It can correspond to. Conduit segments are configured along the inner surface of the first sheet and / or the second sheet, each conduit segment being selectively between two TCN coolant chambers or between the TCN coolant chamber and input port or It extends between the output ports. The method further joins the inner surface of the second sheet to the inner surface of the first sheet to form a closed flow path that includes each conduit segment and allows coolant to enter and exit the coolant chamber of each TCN. Includes steps. The method further includes connector means for connecting or disconnecting the coolant stream to or from the present invention.

本発明の別の態様によれば、1つ以上の半導体コンポーネントを冷却する熱交換装置が提供され、この装置は以下を含む:外面および内面を有する、所定の熱伝導性金属箔の第1平面シートであって、この第1シートには1つ以上の熱接触ノード(TCN)が形成され、各TCNは、第1シートの外面から外側へ迫り出していて、平面接触部材と1つ以上の側面部とを含み、側面部は、TCNの接触部材が第1シートの外面に近づいたり離れたりすることを共同で可能にする弾性コンポーネント群をそれぞれ含み、TCNの側面部と接触部材とは、共同で冷却材チャンバを形成し、さらに第1シートの内面に沿って導管セグメントが構成され、各導管セグメントは、選択的に、2つ以上のTCNの冷却材チャンバの間、あるいはTCNの冷却材チャンバと入力ポートまたは出力ポートとの間に延びる、第1平面シート;外面および内面を有する、上述した所定の熱伝導性金属箔の第2平面シート;および、各導管セグメントを包含し各TCNの冷却材チャンバに冷却液が出入りできるようにする密閉型流路を形成するために、第2シートの内面を第1シートの内面に接合する手段。   In accordance with another aspect of the present invention, a heat exchange apparatus is provided for cooling one or more semiconductor components, the apparatus comprising: a first plane of a predetermined thermally conductive metal foil having an outer surface and an inner surface. One or more thermal contact nodes (TCN) are formed in the first sheet, each TCN protruding outward from the outer surface of the first sheet, and the planar contact member and one or more Each of which includes a resilient component group that jointly enables the contact member of the TCN to move toward and away from the outer surface of the first sheet, the side portion of the TCN and the contact member, Together, a coolant chamber is formed, and a conduit segment is configured along the inner surface of the first sheet, each conduit segment being selectively between two or more TCN coolant chambers or cooling the TCN. A first planar sheet extending between the chamber and the input or output port; a second planar sheet of a predetermined thermally conductive metal foil as described above having an outer surface and an inner surface; and each conduit segment including each conduit segment Means for joining the inner surface of the second sheet to the inner surface of the first sheet to form a closed flow path that allows the coolant to enter and exit the coolant chamber;

以下、単なる例示として、本発明の実施形態を添付の図面に関連して説明する。   Embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings.

ほぼ同じ寸法である2枚の金属箔シートを含む本発明の一実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one Embodiment of this invention containing two metal foil sheets which are substantially the same dimension. 図1に示されたシートのうち1枚の反対側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other side of 1 sheet | seat among the sheets shown by FIG. 図2の3−3線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2. 半導体デバイスから熱を除去するべくそれぞれの半導体デバイスに係合している、図1の実施形態のTCNを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the TCN of the embodiment of FIG. 1 engaging each semiconductor device to remove heat from the semiconductor device. 図1の実施形態の変更を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a modification of the embodiment of FIG. 1. 図1の実施形態のさらなる変更を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a further modification of the embodiment of FIG. 1.

当業者には当然のことながら、本発明は、システムまたは方法として具現化され得る。従って本発明は、完全にハードウェアの実施形態の形をとることも、完全にプロセスの実施形態(設計、製造、組み立ておよび使用の各ステップなどを含む)の形をとることも、あるいは方法の態様とハードウェアの態様とを組み合わせた実施形態の形をとることもあり、その全てが本明細書において「プロセス」または「アセンブリ」または「システム」と一般的に称される場合がある。   As will be appreciated by one skilled in the art, the present invention may be embodied as a system or method. Accordingly, the present invention may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely process embodiment (including design, manufacture, assembly and use steps, etc.) or a method It may take the form of an embodiment combining aspects with hardware aspects, all of which may be generally referred to herein as “processes” or “assemblies” or “systems”.

本発明の諸実施形態は、例えば単一モジュールあるいは完全なPCBアセンブリ上にあるような半導体デバイスまたはコンポーネントから熱を除去する方法および装置を提供する。諸実施形態は、簡略化を推進しコストを削減するものであり、相互に隣接しているがサイズまたは寸法が相互に異なる複数の半導体コンポーネントでの使用に容易に適応できるものである。本発明の諸実施形態はさらに、同一タイプの半導体デバイスの間で生じ得る、高さまたは他の重要な寸法のばらつきに適応することもできる。   Embodiments of the present invention provide methods and apparatus for removing heat from a semiconductor device or component, such as on a single module or complete PCB assembly. Embodiments promote simplification and reduce costs and are easily adaptable for use with multiple semiconductor components that are adjacent to each other but of different sizes or dimensions. Embodiments of the present invention can also accommodate height or other important dimensional variations that can occur between semiconductor devices of the same type.

図1を参照すると、複数の半導体デバイスまたはコンポーネントから熱を除去する液体流通式(LFT)熱交換器を含む、本発明の一実施形態の分解斜視図が示されている。この熱交換器は、相互に隣接しているがサイズが相違するデバイスでの使用に容易に適応することができる。図1は、実質的に平面の金属箔シート10および12の2つの長方形を示し、これらは有用なように同じ寸法となっている。故に、シート10の長さおよび断面は、シート12の長さおよび断面にそれぞれ等しい。金属箔シート10および12は、銅、黄銅合金、ベリリウム銅(BeCu)、アルミニウム、アルミニウム合金、またはステンレス鋼などといった熱伝導性の高い材料から形成される。一方、本発明はそれらに限定される訳ではない。   Referring to FIG. 1, there is shown an exploded perspective view of an embodiment of the present invention that includes a liquid flow (LFT) heat exchanger that removes heat from a plurality of semiconductor devices or components. This heat exchanger can be easily adapted for use in devices that are adjacent to each other but of different sizes. FIG. 1 shows two rectangles of substantially planar metal foil sheets 10 and 12, which are the same dimensions as useful. Therefore, the length and cross section of the sheet 10 are equal to the length and cross section of the sheet 12, respectively. Metal foil sheets 10 and 12 are formed of a material having high thermal conductivity such as copper, brass alloy, beryllium copper (BeCu), aluminum, aluminum alloy, or stainless steel. On the other hand, the present invention is not limited to them.

シート10および12は各々、例えばシート12の内面12aのように、内面を有している。シート10の内面10aは、図2に示されている。各シートは、例えばシート10の外面10bのように、外面も有している。図1の熱交換器を製造するにあたり、シート10および12は、内面10aと12aとが互いに密に接した関係に保たれるように接合される。図1に示すように、2枚のシートを、対応するそれぞれの角が互いに揃うように接合することも有用である。一方、シートの接合ができるようになる前に、少なくとも一方のシートの材料に、或る特定の構造的特徴または3次元的特徴を形成することが必要である。こうした構造的特徴は、熱を除去するために図1の熱交換器が使われる半導体デバイス群の特定形状によって決まる。   Each of the sheets 10 and 12 has an inner surface, such as the inner surface 12 a of the sheet 12. The inner surface 10a of the sheet 10 is shown in FIG. Each sheet also has an outer surface, such as the outer surface 10b of the sheet 10, for example. In manufacturing the heat exchanger of FIG. 1, the sheets 10 and 12 are joined so that the inner surfaces 10a and 12a are kept in close contact with each other. As shown in FIG. 1, it is also useful to join two sheets so that the corresponding corners are aligned with each other. On the other hand, it is necessary to form certain structural or three-dimensional features in the material of at least one of the sheets before the sheets can be joined. Such structural features depend on the particular shape of the semiconductor device group in which the heat exchanger of FIG. 1 is used to remove heat.

さらに図1を参照すると、限定ではなく例示として、金属箔シート10内にそれぞれ形成され故に熱伝導性である熱接触ノード(TCN)14および16が示されている。TCN14は平面接触部材14aを有し、TCN16は平面接触部材16aを有する。部材16aは、外面10bから外側へある程度の間隔をもって迫り出しており、接触部材16aの四辺に沿ってそれぞれ配置された側面部16b乃至16eによって外面10bに対して支持されている。本明細書にて以下にさらに詳しく述べるように、各側面部は、剛性コンポーネントと弾性コンポーネントとを含む。剛性コンポーネントは、シート10の外面10bにしっかりと接合されている。弾性コンポーネントは、剛性コンポーネントと部材16aとの間に配置されており、部材16aが外面10bに近づいたり離れたりして動くことまたは曲がること、言い換えれば、Z軸に沿って動くことを可能にしている。   Still referring to FIG. 1, by way of example and not limitation, thermal contact nodes (TCNs) 14 and 16 are shown which are each formed in a metal foil sheet 10 and are therefore thermally conductive. The TCN 14 has a flat contact member 14a, and the TCN 16 has a flat contact member 16a. The member 16a protrudes from the outer surface 10b to the outside with a certain distance, and is supported with respect to the outer surface 10b by side portions 16b to 16e arranged along the four sides of the contact member 16a. As described in more detail herein below, each side includes a rigid component and an elastic component. The rigid component is firmly joined to the outer surface 10 b of the sheet 10. The elastic component is disposed between the rigid component and the member 16a, allowing the member 16a to move or bend toward or away from the outer surface 10b, in other words, to move along the Z axis. Yes.

平面接触部材14aも同様に、接触部材14aの四辺に沿ってそれぞれ配置されている側面部14b乃至14eによって、Z軸に沿って動くように支持されている。各側面部14b乃至14eは、側面部16b乃至16eと構造および機能が同様である。   Similarly, the planar contact member 14a is supported so as to move along the Z-axis by the side surface portions 14b to 14e respectively disposed along the four sides of the contact member 14a. The side portions 14b to 14e have the same structure and function as the side portions 16b to 16e.

図1はさらに、平面接触部材14aと16aとが、特定の距離、互いに離間していることを示している。このことは、部材14aと16aとを隔てているその特定の距離分、同様に離間している2つの半導体デバイスを冷却するのに、組み立て後の図1の熱交換器が使用されるということを意味している。加えて、図1は、接触部材16aは部材14aよりも相当に大きいことを示している。このことは、TCN16が用いられることになるデバイスは、TCN14が用いられることになるデバイスよりも大きいか、あるいはより大きな熱接触表面積を必要とするということを意味している。   FIG. 1 further shows that the planar contact members 14a and 16a are separated from each other by a certain distance. This means that the assembled heat exchanger of FIG. 1 is used to cool two semiconductor devices that are also spaced apart by that particular distance separating members 14a and 16a. Means. In addition, FIG. 1 shows that the contact member 16a is significantly larger than the member 14a. This means that the device where TCN 16 will be used is larger or requires a larger thermal contact surface area than the device where TCN 14 will be used.

上述した通り、図1に示すように2つのTCNを備えることは例示に過ぎず、本発明は決してこれに限定されるものではない。より一般的には、シート10上に形成されるTCNの数ならびにそれぞれのサイズおよび位置は、電子コンポーネントの熱を除去する多数の様々な用途でのニーズに合わせて容易に適応可能であることを強調しておく。この性能が、本発明の実施形態によってもたらされる柔軟性を際立たせる。特定の用途に向けて設計された特定形状のTCNは、シート10を型押しまたは成型することによって、あるいは当業者に既知である他の技術を用いることによって製造することができる。   As described above, providing two TCNs as shown in FIG. 1 is merely an example, and the present invention is not limited to this. More generally, the number of TCNs formed on the sheet 10 and their respective sizes and locations are easily adaptable to meet the needs of many different applications that remove heat from electronic components. Emphasize. This performance highlights the flexibility afforded by embodiments of the present invention. A specifically shaped TCN designed for a particular application can be manufactured by embossing or molding sheet 10 or using other techniques known to those skilled in the art.

熱除去の機能を実行するためには、各々のTCNとそれぞれの平面接触部材14aおよび16aとに近づき離れる冷却材流体流を提供することが必要である。従って、シート10にTCN14および16を形成することに加え、冷却材流チャネルもそこに形成される。より具体的には、図1に、シート10内に形成された導管セグメント18、20および22が示されている。これらセグメントの各々は、半円形の断面を有しシート10の外面10bに対して凸状であり、言い換えれば、各セグメントはこの外面から外側へ迫り出している。導管セグメント18は、導管端部18aからTCN16まで延びている。セグメント20は、TCN16からTCN14まで延びており、導管セグメント22は、TCN14から導管端部22aまで延びている。   In order to perform the heat removal function, it is necessary to provide a coolant fluid flow that approaches and separates each TCN and each planar contact member 14a and 16a. Thus, in addition to forming TCNs 14 and 16 in sheet 10, a coolant flow channel is also formed there. More specifically, FIG. 1 shows conduit segments 18, 20 and 22 formed in the sheet 10. Each of these segments has a semicircular cross section and is convex with respect to the outer surface 10b of the sheet 10. In other words, each segment protrudes outward from the outer surface. The conduit segment 18 extends from the conduit end 18a to the TCN 16. Segment 20 extends from TCN 16 to TCN 14, and conduit segment 22 extends from TCN 14 to conduit end 22a.

図2を参照すると、シート10の内面10a、言い換えれば、シートの外面10bとは反対側の側面が示されている。図2はさらに、TCN16の接触部材16aおよびその側面部16b乃至16eが、冷却液流体を受け取り収容することのできるチャンバまたはコンパートメント24を共同で形成することを示している。冷却材導管セグメント18の端部18bが、チャンバ24にアクセスすなわち開口するように形成されている。同様に、導管セグメント20の端部20aが、チャンバ24にアクセスまたは開口している。   Referring to FIG. 2, the inner surface 10a of the sheet 10, in other words, the side surface opposite to the outer surface 10b of the sheet is shown. FIG. 2 further shows that the contact member 16a of the TCN 16 and its side portions 16b-16e jointly form a chamber or compartment 24 that can receive and contain the coolant fluid. An end 18 b of the coolant conduit segment 18 is formed to access or open the chamber 24. Similarly, the end 20 a of the conduit segment 20 accesses or opens the chamber 24.

図2をさらに参照すると、TCN16と同様に、TCN14の接触部材14aおよび側面部14b乃至14eが、冷却材流体を受け取り収容することのできるチャンバ26を共同で形成しているのがわかる。導管セグメント20の端部20bと導管セグメント22の端部22bとが、各々チャンバ26にアクセスまたは開口している。   With further reference to FIG. 2, it can be seen that, similar to TCN 16, contact member 14a and side portions 14b-14e of TCN 14 collectively form a chamber 26 that can receive and contain the coolant fluid. The end 20 b of the conduit segment 20 and the end 22 b of the conduit segment 22 each access or open the chamber 26.

再び図1を参照すると、上述のようにシート10と12とが接合されるとき、チャンバ24および26は、導管セグメントにアクセスする箇所以外では完全に密閉されることになることがわかる。さらに、チャンバ24とチャンバ26と導管セグメントとは、導管端部18aおよび22a以外では密閉されているシステムを共同で構成する。導管端部のうちの1つを入力ポートとして、もう一方を出力ポートとして使用すれば、冷却液流体が、選択的に、導管セグメントを通りさらにTCN16のチャンバ24およびTCN14のチャンバ26を通って循環することができる。   Referring again to FIG. 1, when sheets 10 and 12 are joined as described above, it can be seen that chambers 24 and 26 will be completely sealed except where they access the conduit segments. In addition, chamber 24, chamber 26, and the conduit segment together constitute a system that is sealed except for conduit ends 18a and 22a. If one of the conduit ends is used as an input port and the other as an output port, the coolant fluid selectively circulates through the conduit segment and further through chamber 24 of TCN 16 and chamber 26 of TCN 14. can do.

金属箔シート10と12とを接合する際には、レーザ溶接を用いて、シート10および12の、TCN14および16の周囲領域あるいは近接領域を接合し、さらには導管セグメント18乃至22に近接する領域をも接合するとよい。こうすれば、流体を収容しているチャンバ24および26、ならびに導管セグメントの密閉が確実にしっかりと形成されることになる。シート10および12のエッジは、レーザ溶接によって接合されてもよいし、あるいは、接着剤によって、もしくははんだ付けのような冶金プロセスによって接合されてもよい。   When joining the metal foil sheets 10 and 12, laser welding is used to join the area around or near the TCNs 14 and 16 of the sheets 10 and 12, and also the area adjacent to the conduit segments 18-22. Can also be joined. This ensures that the chambers 24 and 26 containing the fluid and the conduit segments are tightly formed. The edges of the sheets 10 and 12 may be joined by laser welding, or may be joined by an adhesive or by a metallurgical process such as soldering.

図1はさらに、シート12に形成された小型の導管セグメント28および30を示している。これらの導管セグメントは各々、半円形の断面を有し、内面12aに対して凸状であって、言い換えれば、図1に示されているように、各導管はシート10から出っ張っている。導管セグメント28および30は、シート10および12が接合される際に、導管端部18aおよび22aにそれぞれ合わさるように配置されている。こうすると、導管セグメント18および22各々の口に円形の開口部が備わる。カップリング32および34が、各々上記開口部の対応する開口部の大きさに合せて作られ、対応する開口部に取り付けられる。このカップリングは次いで、カップリングのうちの1つ、例えば34を入力ポートとして選択し、もう一方を出力ポートとして選択し、従来型の冷却材流体ポンプ(図示せず)につなげられるとよい。ポンプを動作させると、上述したように、冷却液流体が熱除去用途のためにTCNの各々に循環する。冷却材流体には、蒸留水、あるいは半導体デバイスから熱を除去するのに当業者によって使用されるその他の流体を含めることができよう。   FIG. 1 further shows small conduit segments 28 and 30 formed in the sheet 12. Each of these conduit segments has a semicircular cross section and is convex with respect to the inner surface 12a, in other words, each conduit projects from the sheet 10, as shown in FIG. Conduit segments 28 and 30 are positioned to mate with conduit ends 18a and 22a, respectively, when sheets 10 and 12 are joined. This provides a circular opening at the mouth of each of the conduit segments 18 and 22. Couplings 32 and 34 are each tailored to the size of the corresponding opening of the opening and are attached to the corresponding opening. This coupling may then be connected to a conventional coolant fluid pump (not shown) with one of the couplings selected, for example 34, as the input port and the other as the output port. When the pump is operated, the coolant fluid circulates through each of the TCNs for heat removal applications, as described above. The coolant fluid could include distilled water or other fluids used by those skilled in the art to remove heat from the semiconductor device.

ここで図3を参照すると、図2の3−3線に沿った金属箔シート10の断面図が示されている。図3は故に、TCN16の側面部16eおよび16cの特徴を示す。より詳細には、これら側面部の各々が、比較的剛性であるコンポーネント36を含むように示されている。言い換えれば、TCN16がシート10内に形成されるときに、該TCNがシート10の隣接部分に対して動かなくなるように、側面部コンポーネント36が各々構築されている。   Referring now to FIG. 3, a cross-sectional view of the metal foil sheet 10 taken along line 3-3 in FIG. 2 is shown. FIG. 3 therefore shows the features of the side portions 16e and 16c of the TCN 16. More particularly, each of these sides is shown to include a component 36 that is relatively rigid. In other words, each side component 36 is constructed such that when the TCN 16 is formed in the sheet 10, the TCN does not move relative to adjacent portions of the sheet 10.

さらに図3を参照すると、各剛性コンポーネント36に付き、TCN16の接触部材16aの辺またはエッジにも付いているコンポーネント38が示されている。シート10の形成において、各コンポーネント38は、たわむことができるように、あるいは弾力性が備わるように、蛇腹式に、あるいは蛇腹として機能するように製造される。故に接触部材16aは、シート10に近づいたり離れたりして動くこと、言い換えれば、図3に示されているように、上方向または下方向へすなわちZ軸に沿って動くことができる。シート10の形成において、TCNの弾性コンポーネント38は、有用には所定のバネ定数を備え、TCNの諸要素がシート10の材料の弾性限界の範囲内で圧縮または伸張することを可能にしている。   Still referring to FIG. 3, there is shown a component 38 attached to each rigid component 36 and also to the side or edge of the contact member 16a of the TCN 16. In forming the sheet 10, each component 38 is manufactured to bend or function as a bellows or to be flexible. Therefore, the contact member 16a can move toward and away from the sheet 10, in other words, as shown in FIG. 3, the contact member 16a can move upward or downward, that is, along the Z axis. In forming the sheet 10, the TCN elastic component 38 is usefully provided with a predetermined spring constant, allowing the elements of the TCN to compress or expand within the elastic limits of the material of the sheet 10.

図3には示さないが、側面部16bおよび16dは各々、剛性コンポーネント36および弾性コンポーネント38とそれぞれ類似のあるいは同一の剛性コンポーネントおよび弾性コンポーネントを含む。   Although not shown in FIG. 3, the side portions 16b and 16d each include rigid and elastic components similar or identical to the rigid component 36 and elastic component 38, respectively.

さらに図3を参照すると、剛性コンポーネント40および弾性コンポーネント42を各々含んだ側面部14eおよび14cが示されている。上述したように、各コンポーネント40はコンポーネント36に類似し、各コンポーネント42はコンポーネント38に類似する。従って、TCN14の接触部材14aは、接触部材16aと同じように、Z軸に沿って動くことができる。   Still referring to FIG. 3, side portions 14e and 14c are shown that include a rigid component 40 and an elastic component 42, respectively. As described above, each component 40 is similar to component 36 and each component 42 is similar to component 38. Therefore, the contact member 14a of the TCN 14 can move along the Z axis in the same manner as the contact member 16a.

図3には示さないが、側面部14bおよび14dは各々、側面部14cおよび14eに関連して図3に示されているものと類似あるいは同一の剛性コンポーネントおよび弾性コンポーネントを含む。   Although not shown in FIG. 3, side portions 14b and 14d each include rigid and elastic components similar or identical to those shown in FIG. 3 in connection with side portions 14c and 14e.

図4を参照すると、半導体電子デバイスから熱を除去する、上述の実施形態の使用あるいは動作を説明する概略図が示されている。より詳細には、図4は、PCB44などに取り付けられた半導体デバイス46および48を示しており、TCN16の接触部材16aは、デバイス46と接触関係になっている。従って、デバイス46からの熱は、熱伝導性の部材16aに移されて、部材16aを通り抜け、チャンバ24に収容されている冷却液50に移される。上述したように、チャンバ24には冷却液が循環させられているとよく、その結果チャンバから熱が除去される。   Referring to FIG. 4, a schematic diagram illustrating the use or operation of the above-described embodiment for removing heat from a semiconductor electronic device is shown. More specifically, FIG. 4 shows semiconductor devices 46 and 48 attached to PCB 44 or the like, with contact member 16a of TCN 16 being in contact with device 46. Accordingly, the heat from the device 46 is transferred to the thermally conductive member 16 a, passes through the member 16 a, and is transferred to the coolant 50 contained in the chamber 24. As described above, a coolant may be circulated through the chamber 24, so that heat is removed from the chamber.

図4は同様に、半導体デバイス48に接触して、該半導体デバイスから熱を除去しその熱をチャンバ26にある冷却材50に移す、TCN14の接触部材14aを示している。図4に示された半導体デバイス46および48は、明らかに相互のサイズが異なっていることが分かる。この点に鑑み、TCN14および16も同様に、相互に異なるように構築されて、各々が、対応する半導体デバイスに合わさるようになっている。従って図4は、様々な冷却要求に適応するべく本発明の実施形態によって提供することができる柔軟性についてもさらに示している。半導体デバイスの個々の配列に適合する構成を用いれば、妥当な任意の数のTCNおよび導管セグメントをシート10に形成することができると考えられる。   FIG. 4 similarly shows the contact member 14 a of the TCN 14 that contacts the semiconductor device 48 to remove heat from the semiconductor device and transfer the heat to the coolant 50 in the chamber 26. It can be seen that the semiconductor devices 46 and 48 shown in FIG. 4 are clearly different in size from each other. In view of this, TCNs 14 and 16 are similarly constructed to be different from each other so that each is matched to a corresponding semiconductor device. Accordingly, FIG. 4 further illustrates the flexibility that can be provided by embodiments of the present invention to accommodate various cooling requirements. It is contemplated that any suitable number of TCNs and conduit segments can be formed in the sheet 10 using a configuration that matches the particular arrangement of semiconductor devices.

本発明の実施形態によってもたらされるさらなる利点を説明するために、図4は、高さの印46aの付いた半導体デバイス46を示している。この印は、デバイス46が有し得る最も低い高さでありながら、事前に指定された許容誤差内にある高さを表す。図4はさらに、デバイス46が、最低高さ条件46aを量Δ超過していることを示している。しかしTCN16を上述したように構築すれば、弾性コンポーネント38によって、効果的な熱伝達をもたらすべくデバイス46との緊密な接触を保ちつつ、接触部材16aを前述の量Δ調整することあるいは補うことが可能になる。図4に表されているように、部材16aが量Δ上方向に動かされて、デバイス46が最低許容高さを超過する分の高さに対応する。同時に、コンポーネント38の弾力性は、デバイス46またはTCN16が過度のストレスにさらされるのを防ぎ、それらが弾性限界を超過することがないようにしている。   To illustrate further advantages provided by embodiments of the present invention, FIG. 4 shows a semiconductor device 46 with a height mark 46a. This indicia represents the height that is within the pre-specified tolerance while being the lowest height that the device 46 may have. FIG. 4 further shows that the device 46 exceeds the minimum height condition 46a by an amount Δ. However, if the TCN 16 is constructed as described above, the elastic component 38 can adjust or compensate for the aforementioned amount Δ while maintaining intimate contact with the device 46 to provide effective heat transfer. It becomes possible. As shown in FIG. 4, the member 16a is moved upward by an amount [Delta] to correspond to the height that the device 46 exceeds the minimum allowable height. At the same time, the elasticity of the components 38 prevents the device 46 or TCN 16 from being overstressed and prevents them from exceeding the elastic limit.

図1に示した実施形態の一変更例では、シート10に関連して上述したものと同様の特徴を備えた1つ以上のTCNおよび導管セグメントが、シート12にも形成されるとよい。そうすれば、得られた変更型の熱交換器を2つの半導体デバイス構成の間に設置して、構成の1つをシート10のTCNによって冷却し、もう一方の構成をシート12のTCNによって冷却することが可能になり得る。   In one variation of the embodiment shown in FIG. 1, one or more TCN and conduit segments may be formed in the sheet 12 with features similar to those described above with respect to the sheet 10. The resulting modified heat exchanger is then placed between two semiconductor device configurations, one of which is cooled by the TCN of the sheet 10 and the other is cooled by the TCN of the sheet 12 May be possible.

さらなる変更例では、任意のTCNまたは導管セグメントを形成する前あるいは形成後に、シート10および12双方の内面を、障壁金属と称される金属で覆うことが考えられる。この金属は、冷却材流体として使用される液体とは反応しない。故に、障壁金属を使用すれば、熱交換器内部の腐食が減少する。   In a further variation, it may be envisaged that the inner surfaces of both sheets 10 and 12 are covered with a metal called a barrier metal before or after forming any TCN or conduit segment. This metal does not react with the liquid used as the coolant fluid. Therefore, the use of barrier metals reduces corrosion inside the heat exchanger.

さらに別の変更例では、1つ以上の導管セグメントの断面をほかの部分の断面よりも大きくして、冷却材が特定のTCNから流れ出る速度を速めることができると考えられる。例えば、冷却材が、導管端部22aから、それぞれの導管セグメントならびにTCN14および16を流れて導管端部18aに達する場合に、導管セグメント18の直径をセグメント22の直径よりも大きくすることができよう。こうすれば、冷却材がTCN16から流れ出る速度が速まり、故に、TCN16の熱を放散する能力が高まることになると考えられる。別の方法として、2つ以上の導管セグメントをシート10に形成してTCN16から熱を運び去ることもできよう。   In yet another variation, it is contemplated that the cross section of one or more conduit segments can be made larger than the cross section of other portions to increase the rate at which coolant flows out of a particular TCN. For example, the diameter of the conduit segment 18 could be larger than the diameter of the segment 22 as coolant flows from the conduit end 22a through the respective conduit segments and TCNs 14 and 16 to the conduit end 18a. . This would increase the rate at which the coolant flows out of the TCN 16 and thus increases the ability of the TCN 16 to dissipate heat. Alternatively, two or more conduit segments could be formed in the sheet 10 to carry heat away from the TCN 16.

図5を参照すると、TCN14および16に類似するTCN52が示されている。TCN52は従って、冷却材チャンバを共同で形成する平面接触部材52aと側面部52b乃至52eとを含む。本発明の一変更例では、一連の波形または起伏を含んだ構造54が、TCN52の一部として、言い換えれば、TCN52の他のコンポーネントと一体になってあるいはその場で形成される。従って構造54は、TCN52の冷却材チャンバに収容されており、部材52aと一体に形成され、該部材上で支持されている。   Referring to FIG. 5, a TCN 52 similar to TCNs 14 and 16 is shown. The TCN 52 thus includes a planar contact member 52a and side portions 52b-52e that together form a coolant chamber. In one variation of the invention, the structure 54 including a series of corrugations or undulations is formed as part of the TCN 52, in other words, integral with or in-situ with other components of the TCN 52. Accordingly, the structure 54 is housed in the coolant chamber of the TCN 52, is formed integrally with the member 52a, and is supported on the member.

TCN52の冷却材チャンバ内に構造54を設置することにより、チャンバを流れる冷却材が相当な乱流になる。この乱流も、部材52aに接触している半導体デバイスからチャンバ内の流体に移された熱を流体によってさらに効果的に放散させることになる。   By installing the structure 54 in the coolant chamber of the TCN 52, the coolant flowing through the chamber becomes a significant turbulent flow. This turbulence also effectively dissipates heat transferred from the semiconductor device in contact with member 52a to the fluid in the chamber.

図6を参照すると、TCN14および16に類似するTCN56が示されている。TCN56は従って、冷却材チャンバを共同で形成する平面接触部材56aと側面部56b乃至56eとを含む。本発明のさらなる変更例では、図5の構造54に類似する構造58が、一連の波状または起伏を含む。ただし構造58は、TCN56とは独立して形成され、TCN56が形成されてからTCN56の冷却材チャンバ内に設置される。構造58は、構造54と同じようなやり方で、TCN56のチャンバ内に冷却材の乱流を生じさせる。   Referring to FIG. 6, a TCN 56 similar to TCNs 14 and 16 is shown. The TCN 56 thus includes a planar contact member 56a and side portions 56b-56e that collectively form a coolant chamber. In a further modification of the invention, a structure 58 similar to the structure 54 of FIG. 5 includes a series of undulations or undulations. However, the structure 58 is formed independently of the TCN 56 and is installed in the coolant chamber of the TCN 56 after the TCN 56 is formed. Structure 58 creates coolant turbulence in the chamber of TCN 56 in a manner similar to structure 54.

本明細書にて使用されている用語は、個々の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定しようとするものではない。本明細書で用いられる単数形「ひとつの(a、an)」および「その(the)」は、文脈によって明らかに別の指定がなされない限り、複数形をも含むことが意図されている。さらに、当然のことながら、用語「含む(comprise)」もしくは「含んでいる(comprising)」またはその両方は、本明細書にて使用されている場合、述べられている特徴、整数値、ステップ、動作、要素もしくはコンポーネントまたはそのいずれかの組み合わせの存在を指定するものであるが、1つ以上の他の特徴、整数値、ステップ、動作、要素、コンポーネントもしくはそれらのグループまたはそのいずれかの組み合わせの存在または追加を排除するものではない。   The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms “a, an” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. Further, it is to be understood that the terms “comprise” and / or “comprising”, as used herein, when used herein, describe a feature, integer value, step, Specifies the presence of an action, element or component or any combination thereof, but one or more other features, integer values, steps, actions, elements, components or groups thereof or any combination thereof It does not exclude existence or addition.

以下の請求項における全てのミーンズまたはステップ・プラス・ファンクション要素の対応する構造、材料、作用および同等物は、請求されているその他の要素と組み合わされて特に請求されているように当該機能を果たすあらゆる構造、材料または行為を包含しようとするものである。本発明に関する記載を例示および説明のために呈示してきたが、網羅的であること、または開示された形態に本発明を限定することは意図されていない。本発明の範囲および精神から逸脱することなく、多数の変更および変形が当業者には明らかとなるであろう。実施形態は、本発明の原理および実際的応用を最もよく説明するために、加えて他の当業者が、検討される個々の用途に適するよう多様な変更を伴った多様な実施形態に向けて本発明を理解できるようにするために、選ばれ記載されたものである。   The corresponding structures, materials, acts and equivalents of all means or step plus function elements in the following claims perform that function as specifically claimed in combination with the other claimed elements It is intended to encompass any structure, material or action. The description of the present invention has been presented for purposes of illustration and description, but is not intended to be exhaustive or limited to the invention in the form disclosed. Numerous variations and modifications will become apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. The embodiments are intended to best illustrate the principles and practical applications of the present invention, as well as to various embodiments with various modifications to suit the particular application contemplated by others skilled in the art. It has been chosen and described so that the invention may be understood.

本発明は、完全にハードウェアの実施形態の形をとること、完全に方法の実施形態の形をとること、またはハードウェアと方法との両方の要素を含んだ実施形態の形をとることができる。好適な実施形態では、本発明は、本発明を設計、製造および利用するための実際のコンポーネントおよび部分ならびに特定のプロセス・ステップを含むがこれらに限定されないプロセスにより実現される。   The present invention may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely method embodiment or an embodiment containing both hardware and method elements. it can. In preferred embodiments, the present invention is implemented by processes that include, but are not limited to, actual components and portions and specific process steps for designing, manufacturing and utilizing the present invention.

本発明の記載は、例示および説明のために呈示されてきたものであり、網羅的であること、または開示された形態に本発明を限定することは意図されていない。多数の変更および変形が、当業者には明らかとなるであろう。実施形態は、本発明の原理および実際的応用を最もよく説明するために、加えて他の当業者が、検討される個々の用途に適するように多様な変更を伴った多様な実施形態に向けて本発明を理解できるようにするために、選ばれ記載されたものである。   The description of the present invention has been presented for purposes of illustration and description, and is not intended to be exhaustive or limited to the invention in the form disclosed. Many modifications and variations will be apparent to practitioners skilled in this art. The embodiments are intended to best illustrate the principles and practical applications of the present invention, as well as to various embodiments with various modifications, as will be appreciated by those skilled in the art to suit the particular application under consideration. It has been chosen and described so that the invention may be understood.

Claims (19)

1つ以上の半導体コンポーネントを冷却する為の熱交換器を構築する方法であって、
所定の熱伝導性金属箔の第1および第2平面シートを準備するステップであって、前記平面シートの各々は内面および外面を有する、前記準備するステップと、
前記第1平面シートに1つ以上の熱接触ノード(TCN)を形成するステップであって、各TCNは、前記第1平面シートの前記外面から外側へ迫り出していて、且つ平面接触部材と1つ以上の側面部とを含み、少なくとも1つの前記TCNの前記側面部は、当該TCNの前記接触部材が前記第1平面シートの前記外面上に近づいたり離れたりして動くことを共同で可能にする弾性コンポーネント群をそれぞれ含み、前記TCNの前記側面部と接触部材とは、共同で冷却材チャンバを形成する、前記形成するステップと、
前記第1平面シートの前記内面に沿って導管セグメントを構成するステップであって、各導管セグメントは、選択的に、2つ以上の前記TCNの前記冷却材チャンバの間に、または前記TCNの前記冷却材チャンバと入力ポートもしくは出力ポートとの間に延びる、前記構成するステップと、
各導管セグメントを包含し各TCNの前記冷却材チャンバに冷却液が出入りできるようにする密閉型流路を形成するために、前記第2平面シートの内面を前記第1平面シートの内面に接合するステップと
を含む、前記方法。
A method of constructing a heat exchanger for cooling one or more semiconductor components comprising:
Providing first and second planar sheets of predetermined thermally conductive metal foil, each of the planar sheets having an inner surface and an outer surface;
Forming one or more thermal contact nodes (TCNs) on the first planar sheet, each TCN protruding outward from the outer surface of the first planar sheet, and 1 with the planar contact member; Two or more side portions, and the side portions of the at least one TCN jointly enable the contact member of the TCN to move toward and away from the outer surface of the first flat sheet. Each side of the TCN and the contact member jointly form a coolant chamber;
Configuring conduit segments along the inner surface of the first planar sheet, each conduit segment optionally between two or more of the coolant chambers of the TCN, or of the TCN. Said configuring step extending between the coolant chamber and the input or output port;
The inner surface of the second planar sheet is joined to the inner surface of the first planar sheet to form a closed flow path that includes each conduit segment and allows coolant to enter and exit the coolant chamber of each TCN. The method comprising the steps of:
前記TCN全ての前記側面部は、前記TCNの前記接触部材が前記第1平面シートの前記外面に近づいたり離れたりして動くことを共同で可能にする弾性コンポーネント群をそれぞれ含む、請求項1に記載の方法。   The side portions of all of the TCNs each include a group of elastic components that collectively enable the contact members of the TCN to move toward and away from the outer surface of the first flat sheet. The method described. 前記第1平面シートに複数のTCNが形成され、各TCNは前記第1平面シートと直交するZ軸に沿って測られる寸法を有しており、前記TCNのうち1つのZ軸寸法が前記TCNのうち別の1つのZ軸寸法と異なっている、請求項1又は2に記載の方法。   A plurality of TCNs are formed on the first planar sheet, and each TCN has a dimension measured along a Z-axis orthogonal to the first planar sheet, and one Z-axis dimension of the TCN is the TCN. The method according to claim 1, wherein the method is different from one of the other Z-axis dimensions. 前記側面部の各々の前記弾性コンポーネントは、蛇腹構造を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the elastic component of each of the side portions includes a bellows structure. 前記第2平面シートに1つ以上のTCNが形成され、前記第2平面シートに形成された各TCNは、前記第2平面シートの前記外面から外側へ迫り出していて、平面接触部材と1つ以上の側面部とを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。   One or more TCNs are formed on the second planar sheet, and each TCN formed on the second planar sheet protrudes outward from the outer surface of the second planar sheet, and has one planar contact member. The method as described in any one of Claims 1-4 containing the above side part. 前記冷却材が、少なくとも1つの前記TCNの前記冷却材チャンバから、別の1つの前記TCNの前記冷却材チャンバから流れ出る速度とは異なる速度で流れ出るようにするために、1つ以上の前記導管セグメントの断面が、1つ以上の別の導管セグメントの断面とは異なるように作られる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。   One or more of the conduit segments to cause the coolant to flow out of the coolant chamber of at least one of the TCNs at a rate different from that flowing out of the coolant chamber of another one of the TCNs; 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the cross section is made different from the cross section of one or more other conduit segments. 所与の冷却材チャンバを流れる冷却材の乱流を生じさせるべく、前記所与の冷却材チャンバ内に選択された構造が設置される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。   7. A method according to any one of the preceding claims, wherein a selected structure is installed in the given coolant chamber to produce a turbulent coolant flow through the given coolant chamber. . 前記TCNおよび前記導管セグメントは、型押し加工によって前記第1平面シート内に形成される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the TCN and the conduit segment are formed in the first flat sheet by embossing. 前記第1および第2平面シートを、前記TCNの各々および前記導管セグメントの各々をそれぞれ取り囲む範囲で接合するように、レーザ溶接プロセスが用いられる、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 Said first and second planar sheet, each of each and the conduit segment of the TCN to bond a range surrounding each laser welding process is used, according to any one of claims 1-7 Method. 前記TCNを形成するステップおよび前記導管セグメントを構成するステップに先立ち、前記第1および第2平面シートの前記内面が、前記冷却材とは反応しない選択された障壁金属で各々覆われる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。   2. Prior to forming the TCN and configuring the conduit segment, the inner surfaces of the first and second planar sheets are each covered with a selected barrier metal that does not react with the coolant. The method as described in any one of -9. 前記導管セグメントおよび前記冷却材チャンバは、前記入力ポートから前記出力ポートまで前記冷却材用の流路を共同で画定する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。   11. The method of any one of claims 1 to 10, wherein the conduit segment and the coolant chamber jointly define a flow path for the coolant from the input port to the output port. 1つ以上の半導体コンポーネントを冷却する熱交換装置であって、
所定の熱伝導性金属箔の第1平面シートおよび前記所定の熱伝導性金属箔の第2平面シートであって、前記平面シートの各々は内面および外面を有し、1つ以上の熱接触ノード(TCN)が前記第1平面シートに形成され、各TCNは、前記第1平面シートの前記外面から外側へ迫り出していて、且つ平面接触部材と1つ以上の側面部とを含み、少なくとも1つの前記TCNの前記側面部は、当該TCNの前記接触部材が前記第1平面シートの前記外面上に近づいたり離れたりして動くことを共同で可能にする弾性コンポーネント群をそれぞれ含み、TCNの前記側面部と接触部材とは、共同で冷却材チャンバを形成し、前記第1平面シートの前記内面に沿って導管セグメントが構成され、各導管セグメントは、選択的に、2つ以上の前記TCNの前記冷却材チャンバの間に、または前記TCNの前記冷却材チャンバと入力ポートまたは出力ポートとの間に延びる、前記第1平面シートおよび前記第2平面シートと、
各導管セグメントを包含し各TCNの前記冷却材チャンバに冷却液が出入りできるようにする密閉型流路を形成するために、前記第2平面シートの内面を前記第1平面シートの内面に接合する手段と
を含む、前記装置。
A heat exchange device for cooling one or more semiconductor components comprising:
A first planar sheet of a predetermined thermally conductive metal foil and a second planar sheet of the predetermined thermally conductive metal foil, each of the planar sheets having an inner surface and an outer surface, and one or more thermal contact nodes (TCN) is formed on the first flat sheet, and each TCN protrudes outward from the outer surface of the first flat sheet and includes a flat contact member and one or more side portions, and at least 1 The side portions of the two TCNs each include a group of elastic components that jointly allow the contact members of the TCNs to move toward and away from the outer surface of the first flat sheet, The side portion and the contact member jointly form a coolant chamber and a conduit segment is configured along the inner surface of the first planar sheet, each conduit segment optionally including two or more of the T Between the coolant chamber of the N, or extending between the coolant chamber and the input port or output port of the TCN, said first plane sheet and the second flat sheet,
The inner surface of the second planar sheet is joined to the inner surface of the first planar sheet to form a closed flow path that includes each conduit segment and allows coolant to enter and exit the coolant chamber of each TCN. And said device.
各側面部の前記弾性コンポーネントは、蛇腹構造を含む、請求項12に記載の装置。   The apparatus of claim 12, wherein the resilient component of each side includes a bellows structure. 前記冷却材が、少なくとも1つの前記TCNの前記冷却材チャンバから、別の1つの前記TCNの前記冷却材チャンバから流れ出る速度とは異なる速度で流れ出るようにするために、1つ以上の前記導管セグメントの断面が、1つ以上の別の導管セグメントの断面とは異なるように作られる、請求項12又は13に記載の装置。   One or more of the conduit segments to cause the coolant to flow out of the coolant chamber of at least one of the TCNs at a rate different from that flowing out of the coolant chamber of another one of the TCNs; 14. A device according to claim 12 or 13, wherein the cross section is made different from the cross section of one or more other conduit segments. 前記TCNの前記熱伝達効率を高めるために、所与の冷却材チャンバを流れる冷却材の乱流を生じさせるべく、前記所与の冷却材チャンバ内に選択された液流乱流構造が設置される、請求項12〜14のいずれか一項に記載の装置。   In order to increase the heat transfer efficiency of the TCN, a selected liquid flow turbulence structure is installed in the given coolant chamber to create a turbulent flow of coolant through the given coolant chamber. The device according to any one of claims 12 to 14. 前記TCNおよび前記導管セグメントは、型押し加工によって前記第1平面シート内に形成される、請求項12〜15のいずれか一項に記載の装置。   The apparatus according to any one of claims 12 to 15, wherein the TCN and the conduit segment are formed in the first flat sheet by embossing. 前記第1および第2平面シートの前記内面が、前記冷却材とは反応しない選択された障壁金属で各々覆われる、請求項12〜16のいずれか一項に記載の装置。   The apparatus according to any one of claims 12 to 16, wherein the inner surfaces of the first and second planar sheets are each covered with a selected barrier metal that does not react with the coolant. 冷却材循環機構から冷却材を受け取るように前記入力ポートに接合された入力冷却材コネクタと、
前記冷却材循環機構に冷却材を戻すように前記出力ポートに接合された出力冷却材コネクタと
をさらに含む、請求項12〜17のいずれか一項に記載の装置。
An input coolant connector joined to the input port to receive coolant from the coolant circulation mechanism;
The apparatus according to claim 12, further comprising: an output coolant connector joined to the output port so as to return the coolant to the coolant circulation mechanism.
前記TCNのうち第1のTCNが、第1半導体コンポーネントに接触するようになっており、前記TCNのうち第2のTCNが、第2半導体コンポーネントに接触するようになっており、前記第1および第2半導体コンポーネントは、相互に隣接しており、相互に異なる高さ寸法をそれぞれ有している、請求項12〜18のいずれか一項に記載の装置。   A first TCN of the TCN is in contact with a first semiconductor component, and a second TCN of the TCN is in contact with a second semiconductor component, the first and The apparatus according to any one of claims 12 to 18, wherein the second semiconductor components are adjacent to each other and each have a different height dimension.
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