JPH01503665A - 電子回路手段を冷却する低温発生容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電子回路手段を冷却する低温発生容器 この発明は集積回路チップのような電子回路手段を冷却するための低温発生容器 に関する。

高い実装密度において高いスイッチング速度を得るため、現在の電子装置に発生 する熱は重大な問題となシ、大規模集積回路の・母ッケージを冷却することが最 も重要となってきた。そのような・ぐッケージは低温発生容器に入れられている 液化ガスに入れるということが提案されている。その構成は、例えばＵＳ−Ａ− ４０２７７２８に開示されている。この特許による装置において、冷却液に入れ られた１群の半導体素子は外゛部利用装置とその素子とを電気的に接続する１対 の電気絶縁ケーブル状端子によって容器内の一定の場所に保持される。このケー ブル状端子を使用するこのような構成では、多数の接続を行う際、例えば、接続 線のインピーダンスの制御の必要性、漏話防止の必要性及びケーブルを曲げるこ との困難性等の多くの問題がある。

発明の開示 この発明の目的は上記の問題を解決した冷却容器を提供することである。

この発明によると、低温発生液を入れ、それから生じたガスを排出するだめの導 管手段を有する容器であシ、そこに満たされている低温発生液に電子回路手段を 入れて冷却する低温発生容器であって、各々が外壁及び内部没入チャンバを有す る１対の容器部と、前記没入チャンバを分離するため前記容器部の間にある腹部 材とを有し、前記膜部材は前記容器部の没入チャンバ間で液体を流す開口手段と 前記容器の内部間に通じる部分とを有し、前記膜部材と前記容器部の各々との間 に液体密封シールが与えられ、前記電子回路手段は前記没入チャンバ内において 前記腹部材の部分に取付けられた取付手段に取付けられ、前記膜部材は前記取付 手段に接続された電気導体手段を有し、前記電気導体手段は前記取付手段から前 記容器部の前記内部まで前記膜部材を通るようにした低温発生容器を提供する。

この発明による低温発生容器の他の利点は、ａ）　この膜は２本のケーブルよシ 多くの接続を提供し、 ｂ）この膜はケーブルよシ密封が楽であシ、Ｃ）この容器は組立が楽である。

図面の簡単な説明 次に、下記の添付図面を参照してその例によシこの発明の一実施例を説明する。

第１図は、没入チャンバを示すため上部を切欠いたこの発明の低温発生容器の平 面図である。

第２図は、第１図の２−２線から見た低温発生容器の側部断面図である。

第３図は、縦構造に取付けられたこの発明の低温発生容器の一部の側面図である 。

第４図は、水平構造に取付けられたこの発明の低温発生容器の側部断面図である 。

第５図は、この発明の低温発生容器に使用するフレキシブル膜部材の一実施例で ある。

第６図は、その中の電気導体を示すため表面切欠部を有するこの発明の低温発生 容器に使用するフレキシブル膜部材の他の実施例を示す図である。

第７図は、この発明の低温発生容器に使用する７レキシプル膜部材の他の実施例 を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図は没入チャンバ１２を表わすように上部を切欠いた低温発生容器１０の平 面図であシ、第２図は第１図の容器の側部断面図である。

第１及び２図の低温発生容器１０は１対のシールの間に設けられたフレキシブル 膜部材１８によって分離されている対称的な２つの絶縁された容器部から成る。

フレキシブル膜部材１８はＩＣフケ、ト２０に接続されたＩＣチップ２２が没入 チャンバ１２の１つの中に置かれるように設けられた集積回路（ＩＣ）ソケット ２０を有する。第５図で説明するように、フレキシブル膜部材１８は希望によシ 複数のＩＣコネクタを含むことができる。

低温発生容器１０はポルト２４のような取付ハードウェアによって印刷回路が− ド２６（第２図）に固定される。各対称部１４．１６は外壁３２及び内壁３４を 含む、外壁３２の次には、外壁３２に機械的強度を与える閉セル・プラスチック ・ホームのような絶縁材料層３６があシ、容器部１４，１６がポルト２４で共に 締付けられたときその間にはさまれるようにしたフレキシブル膜１８と対称容器 部１４．１６との間をかたく蒸気を密封しうるようにした寸法である。真空チャ ンバ３０は内壁３４と絶縁層３６の次のチャンバ壁３３とによって形成される。

各真空チャンバ３０は溶接囲いの形に作られる。真空チャンバ３０は各容器部１ ４．１６の没入チャンバ１２の周囲の超絶縁層を形成する。容器部１４．１６の 絶縁層３６はシール１９の間のフレキシブル膜部材１８と共に、密封された低温 発生容器１０の外部環境から没入チャンバ１２を密封する。それによって、没入 チャンバ１２内に低温発生液４２を保持し霜の形成を防止する。

フレキシブル膜部１８は、例えば、ポリイミド又はテフロン材のような低温で固 体にならない材料から成る市販のフレックス回路でよい。テフロンはＥ、１．Ｄ ｕＦｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒａ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙの商標であるのフ レキシブル膜部材１８は異なる回路応用のためにインピーダンスを制御すること ができる内部電気導体（第６図）を含み、ＩＣソケット２０とプリント回路？− ド２６に取付けられているソケット４３に差込みうるプラグイン・アダプタ４０ との間に電気接続を行う。ＩＣソケット２０及びプラグイン・アダプタ４０は夫 々フレキシブル膜部材１８内の個々の導体２５にはんだ付けされて電気接続を形 成するピン２１．４１を有する。

没入チャンバ１２は完全にＩＣチップ２２を取囲み、それを冷却する液体窒素の ような低温発生液４２を保有する。容器部１４．１６の間を液体及びガスが流動 する穴又は開口４４はＩＣフケ、）２０（第１図）の周囲に通常配置されている フレキシブル膜部材１８に設けられる。第３，４図において、低温発生液４２は 冷却されるＩＣチップ２２の周囲に、すなわち穴４４を通して他の低温発生容器 に自由に流れるよう対称容器部１４．１６の１つの没入チャンバ１２に導入され る。

第３図は一方の容器部１４を除去して垂直構造に取付けられた低温発生容器部１ ６を表わす図である。容器部１６の没入チャンバ１２は点線で示す。矢印５２で 示すように、低温発生液４２は外壁３２、絶縁材料３２及び容器部１６の真空チ ャンバ３０を通して延びるチューブ５０に溢って没入チャンバ１２に導入される 。低温発生液４２は没入チャンバ１２の液−ガス界面５５の下にある管５０の終 端５４から出る。液４２はチップ２２を冷却すると、ガス状態に気化する。発生 したガスは矢印５７で示すように管５６を通して没入チャンバ１２から排出され る。その終端５８は液−ガス界面の上にある。フレキシブル膜部材１８は容器部 １４．１６が組立てられたとき低温発生容器１０を形成する対称容器部１４．１ ６を分離する容器１６０カバーである拡大部６０を有する。フレキシブル膜部６ ０は第１，２図で説明したように容器部１４．１６を締めるためのポルト２４を 通す穴６２を持つ。

第４図は水平構造に取付けられた低温発生容器１０の他の実施例の側部断面図で ある。第４図の構造の低温発生液４２は矢印５２のように管５０を通してその終 端５４から流出され、容器ｌＯが水平に取付けられたとき液−ガス界面５５の下 方に曲げられる。管５６はチップ２２が冷却される（矢印５７）と、低温発生液 ４２が気化したガスを排出するため液−ガス界面の上に曲げられる。

第５．６．７図は対称容器部１４．１６（第２，４図）を分離するフレキシブル 膜部材１８のなしうる数数の実施例を示す。第５図の実施例は中央に配置された 拡張部６０と、そこから反対方向に延びる狭い拡張部８０．８１とを有する。プ ラグイン・アダプタ８２゜８３は夫々拡張部８０．８１の各端部に設けられ、フ レキシブル膜部材１８の電気導体に電気的に接続され、拡張部６０の複数のＩＣ チッｆ８４に接続される電気接続を形成する。

第６図は拡張部６０が狭い延長部８５の一端にあシ、他端にプラグイン・アダプ タ４０があるフレキシブル膜部材１８の実施例を示す。

第７図は拡張部６０から延びる延長部８７が部材８８．８９に分離されるように した膜部材１８の他の実施例を示す。部材８８はプラグイン・アダゲタ９０で終 シ、部材８９はアダプタ９２で終る。第７図の構造はプラグイン・アダプタ９０ ．９２が印刷回路が一ドのソケットを分離し又は希望によシ多層回路ボードの反 対側にソケットを分離してプラグインする場合に特に有益である。

更に、フレキシブル膜部材の利点は、例えば第２図に示すようにコンパクト構造 にするため容易に曲げることができるということである。又、ウェーブはんだ付 方式を用いて、外部接続と平ＩＪ　ｇン状にした膜部材の終端とを接続するのが 容易であるという利点もある。

ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、３ 平成　１年　２月２０Ｅ） 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８Ｂ１０２０４９ ２、発明の名称 電子回路手段を冷却する低温発生容器 ３、　特許出願人 代表者　ホークツウィルバート　ジュニア国　籍　アメリカ金床− ４、代理人　〒１０７　電５８２−６１１１　Ｃ内２４８１）住　所　東京都港 区赤坂１丁目２番２号日本エヌ・シー・アール株式会社内 ５、　補正書の提出年月日 １９８８年１１月１６日 ６、添付書類の目録 請求の範囲 １、　低温発生容器（１０）の壁を通し、前記低温発生容器（１０）の中に低温 発生液を導入し前記低温発生容器（１０）から発生したガスを排気するために延 びる導管手段（５０，５６）を有する低温発生容器（１０）に入れられている低 温発生液に没入させて電気回路手段（２２，８４）を冷却する低温発生容器であ って、各々が外壁（３２）及び内部没入チャンバ（１２）を有する１対の容器部 （１４，１６）と、 前記容器部（１４，１６）の間に設けられ、前記没入チャンバ（１２）を分離す る膜部材（１８）とを含み、前記膜部材（１８）は前記容器部（１４，１６）の 前記没入チャンバ（１２）の間の液体流通を与える開口手段（４４）と、前記容 器部（１４，１６）の間及び前記容器部の外部に延びる部分（８０，８１，８５ ，８７）とを有し、 それによって、前記膜部材（１８）と前記容器部（１４゜１６）の各々との間に 液体密封シールが与えられ、前記電子回路手段（２２，８４）は前記没入チャン バ（１２）内の前記膜部材（１８）の一部（６０）に取付けられた取付手段（２ ０）に設置され、 前記膜部材（１８）は前記取付手段（２０）に接続された電子導体手段（２５） を有し、 前記電子導体手段（２５）は前記取付手段（２０）から前記容器部（１４，１６ ）の外部の位置に前記膜部材（１８）内を通るようにした低温発生容器。

２、　前記膜部材（１８）はフレキシブル回路であることを特徴とする請求の範 囲１項記載の低温発生容器。

３、　前記膜部材（１８）はポリイミドか又はテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ　）材料 から成ることを特徴とする請求の範囲２項記載の低温発生容器。

４、前記電子導体手段（２５）は前記電子回路手段（２２゜８４）とプラグイン ・アダプタ（４０）との間の電気接続を提供し、前記プリント回路ボード（２６ ）に取付けられているソケット（４３）にプラグインされるようにしたことを特 徴とする請求の範囲１項記載の低温発生容器。

５、　前記低温発生容器（ｌＯ）は前記低温発生容器部（１４，１６）を共に締 固定するだめのクランピング手段（２４）を有することを特徴とする請求の範囲 ４項記載の低温発生容器。

６、　前記クランピング手段（２４）は更に前記共に締固定された前記低温発生 容器部（１４，１６）を前記プリント回路が−ド（２６）に取付けるための取付 手段を有することを特徴とする５項記載の低温発生容器。

７、前記低温発生容器部（１４，１６）の各々はその前記外壁（３２）とその前 記没入チャンバ（１２）との間に絶縁するだめの真空チャンバ（３０）を含み、 前記絶縁するための真空チャンバ（３０）は前記没入チャンバ（１２）を取囲み 、前記低温発生容器は前記真空チャンバ（３０）の各々と前記膜部材（１８）と の間に設けられ、その間の液体密封を行わせるようにしたシーリング部材（１９ ）を含むことを特徴とする請求の範囲１項記載の低温発生容器。

８、前記低温発生容器部（１４，１６）の各々はその前記外壁（３２）とその前 記絶縁真空チャンバ（３０）との間に絶縁材料層（３６）を含み、前記絶縁材料 層（３６）は前記膜部材（１８）に接触して蒸気密封シールを形成する大きさと されることを特徴とする請求の範囲７項記載ご低温発生容器。

９、　前記絶縁材料層（３６）は閉じられたセルのプラスチック・ホームから成 ることを特徴とする請求の範囲８項記載の低温発生容器。

１０、前記導管手段（５０，５６）は前記低温発生液の液−ガス界面以下の前記 没入チャンバ（１２）の１つに終端を有する供給導管（５０）を含み、前記液− ガス界面以上の前記没入チャンバ（１２）の１つに終端（５８）を有する排気導 管を含むことを特徴とする請求の範囲１項記載の低温発生容器。

国＠調査報告 ＳＡ　２３０９７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．低温発生容器（１０）の壁を通し、前記低温発生容器（１０）の中に低温発 生液を導入し前記低温発生容器（１０）から発生したガスを排気するために延び る導管手段（５０，５６）を有する低温発生容器（１０）に入れられている低温 発生液に没入させて電気回路手段（２２，８４）を冷却する低温発生容器であっ て、各々が外壁（３２）及び内部没入チャンバ（１２）を有する１対の容器部（ １４，１６）と、前記容器部（１４，１６）の間に設けられ、前記没入チャンバ （１２）を分離する膜部材（１８）とを含み、 前記膜部材（１８）は前記容器部（１４，１６）の間にあって前記没入チャンバ （１２）を分離し、前記膜部材（１８）は前記容器部（１４，１６）の前記没入 チャンバ（１２）の間の液体流通を与える開口手段（４４）と、前記容器部（１ ４，１６）の間及び前記容器部の外部に延びる部分（８０，８１，８５，８７） とを有し、 それによって、前記膜部材（１８）と前記容器部（１４，１６）の各々との間に 液体密封シールが与えられ、前記電子回路手段（２２，８４）は前記没入チャン バ（１２）内の前記膜部材（１８）の一部（６０）に取付けられた取付手段（２ ０）に設置され、前記膜部材（１８）は前記取付手段（２０）に接続された電子 導体手段（２５）を有し、 前記電子導体手段（２５）は前記取付手段（２０）から前記容器部（１４，１６ ）の外部の位置に前記膜部材（１８）内を通るようにした低温発生容器。 ２．前記膜部材（１８）はフレキシブル回路であることを特徴とする請求の範囲 １項記載の低温発生容器。 ３．前記膜部材（１８）はポリイミドか又はテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）材料から 成ることを特徴とする請求の範囲２項記載の低温発生容器。 ４．前記電子導体手段（２５）は前記電子回路手段（２２，８４）とプラグイン ・アダプタ（４０）との間の電気接続を提供し、前記プリント回路ボード（２６ ）に取付けられているソケット（４３）にプラグインされるようにしたことを特 徴とする請求の範囲１項記載の低温発生容器。 ５．前記低温発生容器（１０）は前記低温発生容器部（１４，１６）を共に締固 定するためのクランピング手段（２４）を有することを特徴とする請求の範囲４ 項記載の低温発生容器。 ６．前記クランピング手段（２４）は更に前記共に締固定された前記低温発生容 器部（１４，１６）を前記プリント回路ボード（２６）に取付けるための取付手 段を有することを特徴とする５項記載の低温発生容器。 ７．前記低温発生容器部（１４，１６）の各々はその前記外壁（３２）とその前 記没入チャンバ（１２）との間に絶縁するための真空チャンバ（３０）を含み、 前記絶縁するための真空チャンバ（３０）は前記没入チャンバ（１２）を取囲み 、前記低温発生容器は前記真空チャンバ（３０）の各々と前記膜部材（１８）と の間に設けられ、その間の液体密封を行わせるようにしたシーリング部材（１９ ）を含むことを特徴とした請求の範囲１項記載の低温発生容器。 ８．前記低温発生容器部（１４，１６）の各々はその前記外壁（３２）とその前 記絶縁真空チャンバ（３０）との間に絶縁材料層（３６）を含み、前記絶縁材料 層（３６）は前記膜部材（１８）に接触して蒸気密封シールを形成する大きさと されることを特徴とする請求の範囲７項記載の低温発生容器。 ９．前記絶縁材料層（３６）は閉じられたセルのプラスチック・ホームから成る ことを特徴とする請求の範囲８項記載の低温発生容器。 １０．前記導管手段（５０，５６）は前記低温発生液の液−ガス界面以下の前記 没入チャンバ（１２）の１つに終端を有する供給導管（５０）を含み、前記液− ガス界面以上の前記没入チャンバ（１２）の１つに終端（５８）を有する排気導 管を含むことを特徴とする請求の範囲１項記載の低温発生容器。