JPH03183156A - 冷却媒体 - Google Patents
冷却媒体Info
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- JPH03183156A JPH03183156A JP1320596A JP32059689A JPH03183156A JP H03183156 A JPH03183156 A JP H03183156A JP 1320596 A JP1320596 A JP 1320596A JP 32059689 A JP32059689 A JP 32059689A JP H03183156 A JPH03183156 A JP H03183156A
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 46
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
発熱量の大きな半導体装置の冷却、特にＶＬＳＩを高密
度に実装した高発熱量回路基板を冷却する冷媒液体に関
し、 冷媒液体の熱移送力の向上を目的とし、主冷媒液体に、
該主冷媒液体よりも比熱の大きい液体、ゲル、固体、あ
るいはこれらの混合物を内包するマイクロカプセルを分
散、混合して成るように構成する。
度に実装した高発熱量回路基板を冷却する冷媒液体に関
し、 冷媒液体の熱移送力の向上を目的とし、主冷媒液体に、
該主冷媒液体よりも比熱の大きい液体、ゲル、固体、あ
るいはこれらの混合物を内包するマイクロカプセルを分
散、混合して成るように構成する。
本発明は発熱量の大きな半導体装置の冷却、特にＶＬＳ
４を高密度に実装した高発熱量回路基板を冷却する冷媒
液体に関する。
４を高密度に実装した高発熱量回路基板を冷却する冷媒
液体に関する。
大型コンピュータおよびスーパーコンピュータに使用さ
れる半導体素子の高性能化に伴う消費電力の増大は著し
く、また、素子の高速性能を活かすための高密度実装に
より、回路基板の発熱密度の上昇は止まるところを知ら
ない。このため、素子を直接冷媒液体に浸漬する浸漬液
冷のような液体を使用した高効率の冷却方式を適用して
冷却能力の大幅拡大を行う必要がある。
れる半導体素子の高性能化に伴う消費電力の増大は著し
く、また、素子の高速性能を活かすための高密度実装に
より、回路基板の発熱密度の上昇は止まるところを知ら
ない。このため、素子を直接冷媒液体に浸漬する浸漬液
冷のような液体を使用した高効率の冷却方式を適用して
冷却能力の大幅拡大を行う必要がある。
液体冷媒を使用した冷却方式には第３図（ａ）に示すよ
うに間接的に冷却する伝導冷却方式と同図（ｂ）に示す
ように直接的に冷却する浸漬冷却方式とがある。（ａ）
図に示す伝導冷却方式は基板１に搭載された半導体装置
２にベローズ３又はピストンにより冷却板４を接触させ
、該ベローズ３内に冷媒５を流して半導体装置２を冷却
するようになっている。また（ｂ）図に示す浸漬冷却方
式は密閉容器６の中に満たした化学的に不活性なフルオ
ロカーボン等の冷媒液体５の中に直接半導体素子７を浸
漬し、水冷熱交換器８で冷却された液体をポンプ９で強
制的に循環させ、冷媒を蒸発させないで半導体素子７を
冷却するようになっている。
うに間接的に冷却する伝導冷却方式と同図（ｂ）に示す
ように直接的に冷却する浸漬冷却方式とがある。（ａ）
図に示す伝導冷却方式は基板１に搭載された半導体装置
２にベローズ３又はピストンにより冷却板４を接触させ
、該ベローズ３内に冷媒５を流して半導体装置２を冷却
するようになっている。また（ｂ）図に示す浸漬冷却方
式は密閉容器６の中に満たした化学的に不活性なフルオ
ロカーボン等の冷媒液体５の中に直接半導体素子７を浸
漬し、水冷熱交換器８で冷却された液体をポンプ９で強
制的に循環させ、冷媒を蒸発させないで半導体素子７を
冷却するようになっている。
上記従来の化学的に不活性なフルオロカーボン等を冷媒
とした浸漬液冷方式は、素子７と冷媒液体５を直接接触
させることができるため、間接的に水を循環させる伝導
冷却方式に比べて熱抵抗が低く、高い冷却能力を得るこ
とができる。しかし冷媒そのものの熱移送能力、熱交換
効率は、水のＡ以下と小さく、冷却能力向上に限界があ
った。
とした浸漬液冷方式は、素子７と冷媒液体５を直接接触
させることができるため、間接的に水を循環させる伝導
冷却方式に比べて熱抵抗が低く、高い冷却能力を得るこ
とができる。しかし冷媒そのものの熱移送能力、熱交換
効率は、水のＡ以下と小さく、冷却能力向上に限界があ
った。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、熱移送能力を向上し
た冷媒液体を提供することを目的とする。
た冷媒液体を提供することを目的とする。
上記目的を遠戚するために本発明の冷却媒体では、主冷
媒液体ＩＯに、該主冷媒液体１ｏよりも比熱の大きい液
体、ゲル、固体、あるいはこれらの混合物１１を内包す
るマイクロカプセル１２を分散、混合して成ることを特
徴とする。
媒液体ＩＯに、該主冷媒液体１ｏよりも比熱の大きい液
体、ゲル、固体、あるいはこれらの混合物１１を内包す
るマイクロカプセル１２を分散、混合して成ることを特
徴とする。
主冷媒液体に分散した個々のマイクロカプセルは、微小
であるため熱容量が小さく、主冷媒液体の温度変化に速
やかに追従するため、見掛は上は均質な冷媒と同じ挙動
を示す。しかもマイクロカプセル内には比熱の高い物質
が充填されているので全体として、主冷媒より高い熱移
送能力と熱交換効率を持つ冷媒となる。しかも、カプセ
ル内の充填物質は、直接、主冷媒と接触しないので冷媒
の化学的不活性は、マイクロカプセル混合前と変わらな
い。マイクロカプセル内の充填物質は自由に選択できる
ので水溶液の濃度で比重調整も可能である。
であるため熱容量が小さく、主冷媒液体の温度変化に速
やかに追従するため、見掛は上は均質な冷媒と同じ挙動
を示す。しかもマイクロカプセル内には比熱の高い物質
が充填されているので全体として、主冷媒より高い熱移
送能力と熱交換効率を持つ冷媒となる。しかも、カプセ
ル内の充填物質は、直接、主冷媒と接触しないので冷媒
の化学的不活性は、マイクロカプセル混合前と変わらな
い。マイクロカプセル内の充填物質は自由に選択できる
ので水溶液の濃度で比重調整も可能である。
第１図は本発明の実施例を示す図である。
本実施例は同図に示すように主冷媒液体１０に、該主冷
媒液体１０より比熱の大きい液体又はゲル又は固体、あ
るいはこれらの混合物１１を内包したマイクロカプセル
１２を分散、混合したものである。
媒液体１０より比熱の大きい液体又はゲル又は固体、あ
るいはこれらの混合物１１を内包したマイクロカプセル
１２を分散、混合したものである。
なお主冷媒液体１０としては炭素数５から９のフルオロ
カーボンを用いた場合、マイクロカプセル１２は水ない
しは水溶液を内包するものが好適である。
カーボンを用いた場合、マイクロカプセル１２は水ない
しは水溶液を内包するものが好適である。
本実施例によれば、主冷媒液体に分散した個々のマイク
ロカプセルが、微小であるため熱容量が小さく、主冷媒
液体の温度変化に速やかに追従するため、見掛は上は均
質な冷媒と同じ挙動を示す。
ロカプセルが、微小であるため熱容量が小さく、主冷媒
液体の温度変化に速やかに追従するため、見掛は上は均
質な冷媒と同じ挙動を示す。
しかもマイクロカプセル内には比熱の高い物質が充填さ
れているので全体として、主冷媒より高い熱移送能力と
熱交換効率を持つ冷媒となる。しかも、カプセル内の充
填物質は、直接、主冷媒と接触しないので冷媒の化学的
不活性は、マイクロカプセル混合前と変わらない。マイ
クロカプセル内の充填物質は自由に選択できるので水溶
液の濃度で比重調整も可能である。
れているので全体として、主冷媒より高い熱移送能力と
熱交換効率を持つ冷媒となる。しかも、カプセル内の充
填物質は、直接、主冷媒と接触しないので冷媒の化学的
不活性は、マイクロカプセル混合前と変わらない。マイ
クロカプセル内の充填物質は自由に選択できるので水溶
液の濃度で比重調整も可能である。
次に実際例について説明する。
１ｎ−ｓｉｔｕ法により、４Ｑｗｔ％のグルコース水溶
液を含有し、直径がｌＯ〜１００−のマイクロカプセル
を作成し、これを沸点が約１００℃のフルオロカーボン
（ＣａＦ＋ｓＯ）に５Ｑｗｔ％混合して冷媒液体を作成
した。
液を含有し、直径がｌＯ〜１００−のマイクロカプセル
を作成し、これを沸点が約１００℃のフルオロカーボン
（ＣａＦ＋ｓＯ）に５Ｑｗｔ％混合して冷媒液体を作成
した。
この冷媒液体を用い、第２図に示す冷却槽１３、熱交換
器１４、循環ポンプ１５、配管■６を有する装置により
ＬＳＩ １７を冷却した。ＬＳＩ １７のチップはｌＱ
ｍｍ角であり、回路基板１８に５×５個搭載（図は１個
のみ示す）し、個々のチップ１７はそれぞれに対向した
ノズル１９（直径゛３φ）からの冷媒液体の噴流（流速
１ｍ／Ｓ）により冷却した。
器１４、循環ポンプ１５、配管■６を有する装置により
ＬＳＩ １７を冷却した。ＬＳＩ １７のチップはｌＱ
ｍｍ角であり、回路基板１８に５×５個搭載（図は１個
のみ示す）し、個々のチップ１７はそれぞれに対向した
ノズル１９（直径゛３φ）からの冷媒液体の噴流（流速
１ｍ／Ｓ）により冷却した。
本実際例によれば、従来の素子の周囲に流路を設け、素
子に平行に冷媒を強制循環させる方式の強制対流沸騰冷
却装置では素子の単位あたりの冷却能力が５Ｑｗ／ｃｎ
ｆであったものが本発明では約２倍の８０ｗ／ｃｎｆに
向上した。
子に平行に冷媒を強制循環させる方式の強制対流沸騰冷
却装置では素子の単位あたりの冷却能力が５Ｑｗ／ｃｎ
ｆであったものが本発明では約２倍の８０ｗ／ｃｎｆに
向上した。
以上説明した様に本発明によれば、主冷媒液体に該主冷
媒液体より比熱の大きい物質を内包したマイクロカプセ
ルを分散、混合したことにより主冷媒液体より比熱の大
きい冷媒液体が得られ、主冷媒液体より熱移送能力が向
上し、浸漬冷却装置に用いて冷却能力の向上が可能とな
る。
媒液体より比熱の大きい物質を内包したマイクロカプセ
ルを分散、混合したことにより主冷媒液体より比熱の大
きい冷媒液体が得られ、主冷媒液体より熱移送能力が向
上し、浸漬冷却装置に用いて冷却能力の向上が可能とな
る。
第１図は本発明の実施例を示す図、
第２図は本発明の詳細な説明するための図、第３図は従
来の冷却方式を示す図である。 図において、 ｌＯは主冷媒液体、 １１は液体、ゲル、固体、あるいはこれらの混合物、 １２はマイクロカプセル を示す。 本発明の詳細な説明するための図 １２・・φマイクロカプセル
来の冷却方式を示す図である。 図において、 ｌＯは主冷媒液体、 １１は液体、ゲル、固体、あるいはこれらの混合物、 １２はマイクロカプセル を示す。 本発明の詳細な説明するための図 １２・・φマイクロカプセル
Claims (1)
- １、主冷媒液体（１０）に、該主冷媒液体（１０）より
も比熱の大きい液体、ゲル、固体、あるいはこれらの混
合物（１１）を内包するマイクロカプセル（１２）を分
散、混合して成ることを特徴とする冷却媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320596A JP2677275B2 (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 冷却媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320596A JP2677275B2 (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 冷却媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183156A true JPH03183156A (ja) | 1991-08-09 |
| JP2677275B2 JP2677275B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=18123182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1320596A Expired - Fee Related JP2677275B2 (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 冷却媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2677275B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05283880A (ja) * | 1992-04-03 | 1993-10-29 | Nec Corp | 装置冷却方式 |
| JP2008060385A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Fujitsu Ltd | 冷却装置、電子機器および冷却媒体 |
| EP2484890A2 (en) | 2007-03-27 | 2012-08-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Fuel injection valve |
| DE102011086389A1 (de) | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Mitsubishi Electric Corp. | Treibstoffeinspritzventil |
| JP2017191431A (ja) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 富士通株式会社 | データセンタ及びデータセンタの制御方法 |
| JP2019528542A (ja) * | 2016-08-26 | 2019-10-10 | イナーテック アイピー エルエルシー | 向流巡回を伴う単相流体および扁平チューブ熱交換器を用いる冷却システムおよび方法 |
-
1989
- 1989-12-12 JP JP1320596A patent/JP2677275B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05283880A (ja) * | 1992-04-03 | 1993-10-29 | Nec Corp | 装置冷却方式 |
| JP2008060385A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Fujitsu Ltd | 冷却装置、電子機器および冷却媒体 |
| JP4679475B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2011-04-27 | 富士通株式会社 | 冷却装置、電子機器および冷却媒体 |
| EP2484890A2 (en) | 2007-03-27 | 2012-08-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Fuel injection valve |
| DE102011086389A1 (de) | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Mitsubishi Electric Corp. | Treibstoffeinspritzventil |
| JP2017191431A (ja) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 富士通株式会社 | データセンタ及びデータセンタの制御方法 |
| JP2019528542A (ja) * | 2016-08-26 | 2019-10-10 | イナーテック アイピー エルエルシー | 向流巡回を伴う単相流体および扁平チューブ熱交換器を用いる冷却システムおよび方法 |
| US11940227B2 (en) | 2016-08-26 | 2024-03-26 | Inertech Ip Llc | Cooling systems and methods using single-phase fluid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2677275B2 (ja) | 1997-11-17 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |