JPH0334562A - 電子デバイスの温度制御装置 - Google Patents
電子デバイスの温度制御装置Info
- Publication number
- JPH0334562A JPH0334562A JP2160069A JP16006990A JPH0334562A JP H0334562 A JPH0334562 A JP H0334562A JP 2160069 A JP2160069 A JP 2160069A JP 16006990 A JP16006990 A JP 16006990A JP H0334562 A JPH0334562 A JP H0334562A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic device
- housing
- fluid
- heat
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/44—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements the complete device being wholly immersed in a fluid other than air
- H01L23/445—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements the complete device being wholly immersed in a fluid other than air the fluid being a liquefied gas, e.g. in a cryogenic vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、制御された温度環境に置かれる電子デバイス
を含んでいる装置の構造的配置に関する。
を含んでいる装置の構造的配置に関する。
Ｂ、従来の技術及び発明が解決しようとする課題例えば
、トランジスタのような型の電子デバイスが、コンピュ
ータのような装置において動作させるために、次第に高
密度に実装されてきている。
、トランジスタのような型の電子デバイスが、コンピュ
ータのような装置において動作させるために、次第に高
密度に実装されてきている。
たとえ個々の電子デバイスが物理的に小さく、しかもそ
のデバイスで消費される電力が少ないとしても、小さな
領域に多数の電子デバイスが存在し、且つ電子デバイス
が全体的に温度の影響を受けるので、動作時にはより精
密な温度制御を必要とする。電子デバイスが超伝導温度
で動作される場合、超伝導デバイスが低温で動作されな
ければならないので、非常に低温に精密に温度制御する
必要もある。
のデバイスで消費される電力が少ないとしても、小さな
領域に多数の電子デバイスが存在し、且つ電子デバイス
が全体的に温度の影響を受けるので、動作時にはより精
密な温度制御を必要とする。電子デバイスが超伝導温度
で動作される場合、超伝導デバイスが低温で動作されな
ければならないので、非常に低温に精密に温度制御する
必要もある。
非常に低温で特定の型の半導体回路を動作させることに
は性能上のメリットが存在する。これらのものの内には
ＣＭＯ３及びＧ ａ Ａ ｓ装置を用いた回路が周知で
ある。これに関する多くの検討課題および低温動作の利
点についてはＶＬＳＩ ＳｙｓｔｅｍｓＤ ｅｓｉｇｎ
１９８７年６月号第８０乃至８８頁の’Ａ Ｃｒｙｏ
ｇｅｎｉｃａｌｌｙｃｏｏｌｅｄ ０ＭＯ８ＶＬＳＩ
Ｓｕｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒ」なる論文で議論されてい
る。
は性能上のメリットが存在する。これらのものの内には
ＣＭＯ３及びＧ ａ Ａ ｓ装置を用いた回路が周知で
ある。これに関する多くの検討課題および低温動作の利
点についてはＶＬＳＩ ＳｙｓｔｅｍｓＤ ｅｓｉｇｎ
１９８７年６月号第８０乃至８８頁の’Ａ Ｃｒｙｏ
ｇｅｎｉｃａｌｌｙｃｏｏｌｅｄ ０ＭＯ８ＶＬＳＩ
Ｓｕｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒ」なる論文で議論されてい
る。
開サイクル型の冷却システムは経済性の面からも効率の
面からも高実装密度の電子装置には一般に適当でなく、
特に超伝導または極低温が用いられる場合にはそうであ
る。
面からも高実装密度の電子装置には一般に適当でなく、
特に超伝導または極低温が用いられる場合にはそうであ
る。
閉サイクル型の冷却システムはこれまでの所、電子装置
を配置した極低温液体に熱的に結合された冷却器を一般
に使用している。冷却器の一部および電子装置アッセン
ブリは真空封止容器に収納される。
を配置した極低温液体に熱的に結合された冷却器を一般
に使用している。冷却器の一部および電子装置アッセン
ブリは真空封止容器に収納される。
閉サイクル型の冷却システムの一例は、ＩＢＭ Ｔｅｃ
ｈｎｉｃａｌ ＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ
ｅ第１８巻第４号、１９７５年９月、第１２２６乃至１
２２９頁に述べられており、これは熱伝導流体として液
体窒素を使用しており、その中に電子装置が浸漬されて
いる。流体は沸騰および凝縮によって熱を伝導し、冷却
器は流体および電子装置を収納する容器の外部でこれと
熱的に結合されている。
ｈｎｉｃａｌ ＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ
ｅ第１８巻第４号、１９７５年９月、第１２２６乃至１
２２９頁に述べられており、これは熱伝導流体として液
体窒素を使用しており、その中に電子装置が浸漬されて
いる。流体は沸騰および凝縮によって熱を伝導し、冷却
器は流体および電子装置を収納する容器の外部でこれと
熱的に結合されている。
閉サイクル型の冷却システムのもう一つの例は米国特許
第４２２３５４０号にのべられており、ここでは冷却流
体を内蔵した容器の連結口に多段冷却器がとりつけられ
、容器の別の連結口から取り付けられた電子装置が冷却
流体中に浸漬されている。
第４２２３５４０号にのべられており、ここでは冷却流
体を内蔵した容器の連結口に多段冷却器がとりつけられ
、容器の別の連結口から取り付けられた電子装置が冷却
流体中に浸漬されている。
技術の進歩と共に電子装置を取り外し可能にする多くの
必要が生じている。この必要性は、性能の向上と共に一
層高密度の実装および一層複雑な配線がアッセンブリに
組みこまれる際装置の全体的再配置を行うときに、個々
の装置又は集積回路を補修または取り替えるという単純
な理由からも生じる。閉サイクル型冷却システムの現状
においては、電子装置に手が届くように大規模な解体に
適合することが必要である。
必要が生じている。この必要性は、性能の向上と共に一
層高密度の実装および一層複雑な配線がアッセンブリに
組みこまれる際装置の全体的再配置を行うときに、個々
の装置又は集積回路を補修または取り替えるという単純
な理由からも生じる。閉サイクル型冷却システムの現状
においては、電子装置に手が届くように大規模な解体に
適合することが必要である。
Ｃ１課題を解決するための手段
本発明は単一の流体熱伝導容器中に電子装置を単体でま
たはサブアッセンブリの形で配置する構造上の原理を対
象とし、本発明によれば、各電子装置は冷却源に対し熱
伝導関係に配置され、ここで容器は機械全体の交換可能
なユニットとしての役割をもつ。相互に結線された集積
回路のような電子装置サブアッセンブリには電力および
信号用の導管が具備され、冷却器の下側に熱的に取り付
けられた容器部分から離れた場所で熱伝導容器に取り付
けられている。電子装置は熱伝導流体中に浸漬され、こ
の流体は電子装置に所定の温度レベルを維持し、電子装
置に発生した熱を冷却源に運ぶ。
たはサブアッセンブリの形で配置する構造上の原理を対
象とし、本発明によれば、各電子装置は冷却源に対し熱
伝導関係に配置され、ここで容器は機械全体の交換可能
なユニットとしての役割をもつ。相互に結線された集積
回路のような電子装置サブアッセンブリには電力および
信号用の導管が具備され、冷却器の下側に熱的に取り付
けられた容器部分から離れた場所で熱伝導容器に取り付
けられている。電子装置は熱伝導流体中に浸漬され、こ
の流体は電子装置に所定の温度レベルを維持し、電子装
置に発生した熱を冷却源に運ぶ。
本発明の主要な利点は熱伝導冷却の保守便宜性と共に浸
漬冷却の優れた熱伝導性を与える事である。電子装置は
交換可能ユニット中にある流体以上の流体を露呈するこ
となく、また冷却を全く損なうことなく交換または補修
されつる。さらに、交換可能ユニットは現場で単純に交
換または取り外されるだけなので、ユニット内の流体は
環境的に制御された状況で解放または露呈させることが
可能となる。
漬冷却の優れた熱伝導性を与える事である。電子装置は
交換可能ユニット中にある流体以上の流体を露呈するこ
となく、また冷却を全く損なうことなく交換または補修
されつる。さらに、交換可能ユニットは現場で単純に交
換または取り外されるだけなので、ユニット内の流体は
環境的に制御された状況で解放または露呈させることが
可能となる。
Ｄ、実施例
第１図を参照すると、本発明に係る交換可能な熱伝導装
置の横断面図が示されている。交換可能な熱伝導装置１
は、最上部に設けられ、かつ熱的に効率のよい熱伝導用
に冷却源に適応できる熱伝導効率のよい接続領域３を持
つハウジング２を備えている。
置の横断面図が示されている。交換可能な熱伝導装置１
は、最上部に設けられ、かつ熱的に効率のよい熱伝導用
に冷却源に適応できる熱伝導効率のよい接続領域３を持
つハウジング２を備えている。
冷却源４は、破線で示されており、隣接し得るか又は冷
却室と冷却頭部が互いに離隔している米国特許第４７６
６７４１号に示されているような冷却室の冷却箱若しく
は冷却頭部として構成され得るかのいずれかである。接
続領域３から離隔しているハウジング２の部分５で、電
子デバイスアセンブリ６が取り付けられ、外部配線に対
する電力と信号の外部接続部７が設けられている。外部
接続部７は、その目的とする接続に都合のよい位置に設
けられ得る。ハウジング２は、電子デバイス６を囲み、
電子デバイスから接続領域３に熱を伝導する冷却流体８
を含んでいる。冷却流体８の種類及び量は、電子デバイ
スの動作状態及び物理的特性と含まれる材料と相互に関
係している。ハウジング２には熱伝導領域９が存在し、
電子デバイス６から冷却流体８に伝導された熱は、接続
領域３で再び冷却室［４に伝導される。対流が利用され
る場合、冷却流体８は、ハウジング２を満たす。冷却流
体８が沸騰するように選択され、そして気化熱が含まれ
るように作られた蒸気が接続領域３で凝縮する場合、非
常に効率のよい熱伝導が起こる。これらの条件下で、冷
却流体８は、冷却流体８と蒸気の境界面１０を有してい
る。！統領域３からデバイス６の方向に延在するコール
ドフィンガー型構成部品１１を用いてより大きな表面領
域を設けることによって接続領域３の熱伝導効率が高め
られ得る。
却室と冷却頭部が互いに離隔している米国特許第４７６
６７４１号に示されているような冷却室の冷却箱若しく
は冷却頭部として構成され得るかのいずれかである。接
続領域３から離隔しているハウジング２の部分５で、電
子デバイスアセンブリ６が取り付けられ、外部配線に対
する電力と信号の外部接続部７が設けられている。外部
接続部７は、その目的とする接続に都合のよい位置に設
けられ得る。ハウジング２は、電子デバイス６を囲み、
電子デバイスから接続領域３に熱を伝導する冷却流体８
を含んでいる。冷却流体８の種類及び量は、電子デバイ
スの動作状態及び物理的特性と含まれる材料と相互に関
係している。ハウジング２には熱伝導領域９が存在し、
電子デバイス６から冷却流体８に伝導された熱は、接続
領域３で再び冷却室［４に伝導される。対流が利用され
る場合、冷却流体８は、ハウジング２を満たす。冷却流
体８が沸騰するように選択され、そして気化熱が含まれ
るように作られた蒸気が接続領域３で凝縮する場合、非
常に効率のよい熱伝導が起こる。これらの条件下で、冷
却流体８は、冷却流体８と蒸気の境界面１０を有してい
る。！統領域３からデバイス６の方向に延在するコール
ドフィンガー型構成部品１１を用いてより大きな表面領
域を設けることによって接続領域３の熱伝導効率が高め
られ得る。
ハウジング２は、冷却源４に対する取り外しできるよう
に熱的結合され、そして、そのような熱的結合が望まれ
るとき電子デバイス８への熱的結合のために解放される
。これらの能力は、ハウジフグ２の適当な所に接続領域
３を保持し、さらに熱的結合する広い面積を持った接続
類ｖ！、３とともに、ハウジング２を冷却源４に付着さ
せる単一の内部細線１２（ハウジング２上に設けた）と
して簡単に図示されてれいる。
に熱的結合され、そして、そのような熱的結合が望まれ
るとき電子デバイス８への熱的結合のために解放される
。これらの能力は、ハウジフグ２の適当な所に接続領域
３を保持し、さらに熱的結合する広い面積を持った接続
類ｖ！、３とともに、ハウジング２を冷却源４に付着さ
せる単一の内部細線１２（ハウジング２上に設けた）と
して簡単に図示されてれいる。
電子デバイスにおける冷却源４と接続領域３間に適用さ
れている従来から用いられている熱を高める化合物の使
用が熱伝導を促進させる。
れている従来から用いられている熱を高める化合物の使
用が熱伝導を促進させる。
接続領域３は、銅のような熱的良導体であるべきである
。ハウジング２は、単に例えばステンレス鋼のような入
れものにすぎない。熱伝導設計値が示す場合、真空に排
気された二重構造が用いられ得る。
。ハウジング２は、単に例えばステンレス鋼のような入
れものにすぎない。熱伝導設計値が示す場合、真空に排
気された二重構造が用いられ得る。
さらに、ハウジング２は、流体８のいかなるガス圧にも
耐えることができなければならない。冷温下では、選ば
れた流体８が高い蒸気圧を有する場合、例えば出荷状態
で生じ得る室温でのガス圧が存在する。ハウジング２は
、圧力除去や冷却液用であり、通常、補修位置において
ガス形式で導入するバルブ型のポート１３として図示さ
れた手段を備えている。
耐えることができなければならない。冷温下では、選ば
れた流体８が高い蒸気圧を有する場合、例えば出荷状態
で生じ得る室温でのガス圧が存在する。ハウジング２は
、圧力除去や冷却液用であり、通常、補修位置において
ガス形式で導入するバルブ型のポート１３として図示さ
れた手段を備えている。
交換可能な熱伝導装置ｌのハウジング２は、加熱を止め
た後、冷却源４に隣接するか、もしくは接続領域３及び
構成部品１１の所に配置されなければならない。冷却液
８が蒸発し、次に凝縮した場合、ヒートパイプとして従
来から知られている装置の動作に類似している。冷却源
４の下に接するように交換可能な熱伝導装置１を配置す
ることによって、冷却された流体８の戻りが容易となる
。
た後、冷却源４に隣接するか、もしくは接続領域３及び
構成部品１１の所に配置されなければならない。冷却液
８が蒸発し、次に凝縮した場合、ヒートパイプとして従
来から知られている装置の動作に類似している。冷却源
４の下に接するように交換可能な熱伝導装置１を配置す
ることによって、冷却された流体８の戻りが容易となる
。
大きさや熱伝導条件によって、電子デバイス６は、良好
な熱伝導が弱められない限り、第１図に示すような水平
方向に加えて、第２図及び第３図に示すような他の方向
に位置し得る。
な熱伝導が弱められない限り、第１図に示すような水平
方向に加えて、第２図及び第３図に示すような他の方向
に位置し得る。
流体８は、動作条件及びそれら動作条件に適した熱伝導
設計値に応じて選択される。超伝導への遷移が電子デバ
イス６において行なわれているような動作条件である場
合、例えば、ヘリウム及び水素のような所望の温度範囲
において蒸発可能な流体が選択される。停止させるため
や、回路及びデバイスの性能効率のために一般的に低温
で集情回路を保持するためのように動作条件が厳密でな
い場合、窒素のような、豊富にあり安価な流体８が選択
される。従来から存在する高い超伝導遷移温度材料は、
設計値をゆるめ得るが、原理を変更するものではない。
設計値に応じて選択される。超伝導への遷移が電子デバ
イス６において行なわれているような動作条件である場
合、例えば、ヘリウム及び水素のような所望の温度範囲
において蒸発可能な流体が選択される。停止させるため
や、回路及びデバイスの性能効率のために一般的に低温
で集情回路を保持するためのように動作条件が厳密でな
い場合、窒素のような、豊富にあり安価な流体８が選択
される。従来から存在する高い超伝導遷移温度材料は、
設計値をゆるめ得るが、原理を変更するものではない。
第２図及び第３図を参照すると、異なった型の絶縁性囲
いを用いている本発明の２つの実施例に係る概略図が示
されている。第２図では、交換可能な熱伝導装置１の全
て若しくは一部分がそれぞれ接続領域３の所で冷却源４
に結合されている。
いを用いている本発明の２つの実施例に係る概略図が示
されている。第２図では、交換可能な熱伝導装置１の全
て若しくは一部分がそれぞれ接続領域３の所で冷却源４
に結合されている。
電子デバイス６への外部電気接続７が垂直方向に概略的
に図示されてプリント回路のような導体基板１４に接続
されている。複数の交換可能な熱伝導装置１は絶縁性囲
いによって囲まれ、それは外部配線１８を基板１４と接
続コネクタ１７を有する真空封止部材１６により冷却ｉ
ｔ！４の回りで真空封止される缶型構造体１５である。
に図示されてプリント回路のような導体基板１４に接続
されている。複数の交換可能な熱伝導装置１は絶縁性囲
いによって囲まれ、それは外部配線１８を基板１４と接
続コネクタ１７を有する真空封止部材１６により冷却ｉ
ｔ！４の回りで真空封止される缶型構造体１５である。
交換可能な熱伝導装置１を囲んでいるかん１５内部の領
域は、排気され得るか若しくはガスで満たされ得る。同
様に、補修設計値が必要としている缶型構造体１５の壁
は、二重壁の真空排気された型の構造体を有し得る。
域は、排気され得るか若しくはガスで満たされ得る。同
様に、補修設計値が必要としている缶型構造体１５の壁
は、二重壁の真空排気された型の構造体を有し得る。
交換可能ユニットは、例えばツイスト錠のような図示さ
れていない急速取り打金具により冷却源４に取りつけら
れ得る。良好な熱接触のための熱を高める化合物の使用
は有効である。本発明の原理が全てに若しくは複数の垂
直の熱伝導交換可能ユニットは、従来の型の構造体に関
して必要とされていた雰囲気に熱伝導流体を露呈するこ
となく缶型構造体１５内部に収容されるものであればど
んなものでも熱的結合が可能であるのが第２図の構造に
より明らか′である。
れていない急速取り打金具により冷却源４に取りつけら
れ得る。良好な熱接触のための熱を高める化合物の使用
は有効である。本発明の原理が全てに若しくは複数の垂
直の熱伝導交換可能ユニットは、従来の型の構造体に関
して必要とされていた雰囲気に熱伝導流体を露呈するこ
となく缶型構造体１５内部に収容されるものであればど
んなものでも熱的結合が可能であるのが第２図の構造に
より明らか′である。
第３図において、絶縁性の熱封入手段は、堅固で熱的絶
縁体１９から戒り、熱伝導交換可能ユニットを囲み、少
なくとも冷却１１ｉＪ４の一部分を含んでいる。外部配
線ハーネス２２に接続する配線２１を有する絶縁むプラ
グ２０が設けられている。
縁体１９から戒り、熱伝導交換可能ユニットを囲み、少
なくとも冷却１１ｉＪ４の一部分を含んでいる。外部配
線ハーネス２２に接続する配線２１を有する絶縁むプラ
グ２０が設けられている。
第３図の構造は、他に影響を与えないで、個々の熱伝導
交換可能ユニットへの熱的結合を可能にする。
交換可能ユニットへの熱的結合を可能にする。
第３図の構造において、絶縁体１９及び２０は、発泡ポ
リウレタンから戒り、アルミニウムの表面コーティング
により真空金属被覆されている。流体８は、液体窒素で
ある。冷却源４は、マイナス１５２．１６’ｃ未満の温
度で使用されるとき、それぞれの熱伝導交換可能装置１
において電子デバイス６を維持するために十分な冷却を
与える。
リウレタンから戒り、アルミニウムの表面コーティング
により真空金属被覆されている。流体８は、液体窒素で
ある。冷却源４は、マイナス１５２．１６’ｃ未満の温
度で使用されるとき、それぞれの熱伝導交換可能装置１
において電子デバイス６を維持するために十分な冷却を
与える。
以上述べたものは、伝導冷却の引込具を持つすぐれた熱
伝導性のある浸漬冷却を与える電子デバイス装置の原理
的構造である。
伝導性のある浸漬冷却を与える電子デバイス装置の原理
的構造である。
Ｅ１発明の効果
本発明によれば、熱伝導冷却の保守便宜性と共に浸漬冷
却の優れた熱伝導性を与えることができる。電子装置は
交換可能ユニット中にある流体以上の流体を露呈するこ
となく、また冷却を全く損なうことなく交換または補修
されうる。さらに、交換可能ユニットは現場で単純に交
換または取り外されるだけなので、ユニット内の流体は
環境的に制御された状況で解放または露呈させることが
可能となる。
却の優れた熱伝導性を与えることができる。電子装置は
交換可能ユニット中にある流体以上の流体を露呈するこ
となく、また冷却を全く損なうことなく交換または補修
されうる。さらに、交換可能ユニットは現場で単純に交
換または取り外されるだけなので、ユニット内の流体は
環境的に制御された状況で解放または露呈させることが
可能となる。
第１図は、流体熱伝導ハウジング交換可能装置の横断面
謀略図、第２図は、熱的に囲まれたフラスコ型の実施例
に係る交換可能装置アセンブリの横断面謀略図、第３図
は、堅固な絶縁体を備えた実施例に係る交換可能な装置
アセンブリの横断面謀略図である。 １・・・熱伝導装置、２・・・ハウジング、３・接続領
域、４・・・冷却源、６・・・電子デバイス、８・・・
冷却流体。
謀略図、第２図は、熱的に囲まれたフラスコ型の実施例
に係る交換可能装置アセンブリの横断面謀略図、第３図
は、堅固な絶縁体を備えた実施例に係る交換可能な装置
アセンブリの横断面謀略図である。 １・・・熱伝導装置、２・・・ハウジング、３・接続領
域、４・・・冷却源、６・・・電子デバイス、８・・・
冷却流体。
Claims (20)
- （１）冷却源と、 前記冷却源に接続され、前記冷却源から取り外し可能な
ハウジングを含む交換可能なユニットと、前記冷却源と
の接続位置から離れた位置で前記ハウジングに取りつけ
られる少なくとも１つの電子デバイスと、 前記少なくとも１つの電子デバイスから前記ハウジング
を介して電気的接続を与える手段と、前記ハウジング内
部で、前記少なくとも１つの電子デバイスを少なくとも
浸漬し、前記ハウジングの接続位置に対して引き離され
た前記少なくとも１つの電子デバイスの位置から前記冷
却源に熱を伝導するために使用可能な冷却流体とを 含んでいる電子デバイスの温度制御装置。 - （２）前記交換可能ユニットを取り囲んでいる熱封入手
段を含んでいる請求項（１）記載の電子デバイスの温度
制御装置。 - （３）前記熱封入手段が、前記交換可能ユニットの一群
を取り囲んでいる缶型構造である請求項（２）記載の電
子デバイスの温度制御装置。 - （４）前記熱封入手段が、前記各交換可能ユニットにつ
いて開孔を持つ発泡プラスチック胴体である請求項（２
）記載の電子デバイスの温度制御装置。 - （５）前記冷却流体への通路用のポート手段を含んでい
る請求項（１）記載の電子デバイスの温度制御装置。 - （６）前記各電気的接続手段が配線基板に接続している
請求項（３）記載の電子デバイスの温度制御装置。 - （７）前記発泡プラスチックがポリウレタンである請求
項（４）記載の電子デバイスの温度制御装置。 - （８）閉サイクル流体熱伝導装置中で動作される電子デ
バイスの温度制御装置において、 ハウジングとして少なくとも１つの熱伝導交換可能ユニ
ットを備え、 前記ハウジングが、冷却源の直ぐ下に接して熱的に及び
分離可能に取り付けられており、 前記ハウジングが、前記冷却源の熱的構成部品から離れ
た位置で前記ハウジング中に取り付けられた少なくとも
１つの電子デバイスを含んでおり、前記ハウジングが、
当該ハウジングに対する外部配線に少なくとも１つの電
子デバイスを電気的に接続する手段と、前記少なくとも
１つの電子デバイスと前記冷却源との間を熱伝導用のハ
ウジング内部で連結する流体を有している装置。 - （９）前記流体が、前記少なくとも１つの電子デバイス
を浸漬する流体部分と冷却源に隣接した蒸気部分を含む
請求項（８）記載の装置。 - （１０）前記交換可能ユニットの熱封入手段を含んでい
る請求項（８）記載の装置。 - （１１）前記交換可能ユニットの熱封入手段を含んでい
る請求項（９）記載の装置。 - （１２）前記熱封入手段が、複数の前記交換可能ユニッ
トハウジングを含んでいる真空排気された容器である請
求項（８）記載の装置。 - （１３）前記熱封入手段が、前記各交換可能ユニットを
取り囲んでいる堅固な材料から成る請求項（９）記載の
装置。 - （１４）前記各交換ユニットに流体通路用のポート手段
を含んでいる請求項（８）記載の装置。 - （１５）前記各交換ユニットに流体通路用のポート手段
を含んでいる請求項（１２）記載の装置。 - （１６）前記各交換ユニットに流体通路用のポート手段
を含んでいる請求項（１３）記載の装置。 - （１７）閉サイクル冷却流体中で動作する電子デバイス
の温度制御装置において、冷却源の下に接して取り付け
られた封止ハウジング中に、前記ハウジングの外部に電
気的に接続された少なくとも１つの電子デバイスと、前
記電子デバイスを少なくとも浸漬する熱伝導流体を有し
ている少なくとも１つの熱伝導交換可能ユニットを備え
ている装置。 - （１８）前記熱伝導交換可能ユニットの熱封入手段を含
んでいる請求項（１７）記載の装置。 - （１９）前記熱封入手段が、真空排気された容器である
請求項（１８）記載の装置。 - （２０）前記熱封入手段が、前記各交換可能ユニットを
取り囲んでいる堅固な材料である請求項（１９）記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US370437 | 1989-06-23 | ||
| US07/370,437 US4970868A (en) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | Apparatus for temperature control of electronic devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0334562A true JPH0334562A (ja) | 1991-02-14 |
| JPH073847B2 JPH073847B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=23459670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2160069A Expired - Lifetime JPH073847B2 (ja) | 1989-06-23 | 1990-06-20 | 電子デバイスの温度制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4970868A (ja) |
| EP (1) | EP0403781A3 (ja) |
| JP (1) | JPH073847B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014016145A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-30 | Yang Tai He | 熱伝達装置 |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251095A (en) * | 1992-07-31 | 1993-10-05 | International Business Machines Corporation | Low temperature conduction module for a cryogenically-cooled processor |
| US5861574A (en) * | 1993-04-14 | 1999-01-19 | Fujitsu Limited | Apparatus for mounting a superconducting element |
| JP3094780B2 (ja) * | 1994-04-05 | 2000-10-03 | 株式会社日立製作所 | 電子装置 |
| US5471844A (en) * | 1994-11-18 | 1995-12-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High dissipation packaging for cryogenic integrated circuits |
| US5818097A (en) * | 1995-01-05 | 1998-10-06 | Superconductor Technologies, Inc. | Temperature controlling cryogenic package system |
| US5757243A (en) * | 1995-05-25 | 1998-05-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High frequency system including a superconductive device and temperature controlling apparatus |
| TW327672B (en) * | 1995-10-05 | 1998-03-01 | Babcock & Wilcox Co | Field serviceable fill tube for use on heat pipes |
| US5787713A (en) * | 1996-06-28 | 1998-08-04 | American Superconductor Corporation | Methods and apparatus for liquid cryogen gasification utilizing cryoelectronics |
| US6173577B1 (en) | 1996-08-16 | 2001-01-16 | American Superconductor Corporation | Methods and apparatus for cooling systems for cryogenic power conversion electronics |
| US6023934A (en) * | 1996-08-16 | 2000-02-15 | American Superconductor Corp. | Methods and apparatus for cooling systems for cryogenic power conversion electronics |
| US5806318A (en) * | 1996-12-30 | 1998-09-15 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Cooling using a cryogenic liquid and a contacting gas |
| US5857342A (en) * | 1998-02-10 | 1999-01-12 | Superconductor Technologies, Inc. | Temperature controlling cryogenic package system |
| US6237682B1 (en) * | 1999-04-30 | 2001-05-29 | Motorola, Inc. | Cooling module including a pressure relief mechanism |
| EP1217708A1 (de) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | Abb Research Ltd. | Vorrichtung der Supraleitungstechnik |
| US6988531B2 (en) * | 2002-01-11 | 2006-01-24 | Intel Corporation | Micro-chimney and thermosiphon die-level cooling |
| US20040118144A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-06-24 | Hsu John S. | Hermetic inverter/converter chamber with multiple pressure and cooling zones |
| WO2004105947A2 (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Localized temperature control for spatial arrays of reaction media |
| US20050155354A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Hsieh Hsin-Mao | Heat radiator |
| US20060187639A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Lytron, Inc. | Electronic component cooling and interface system |
| FR2926629B1 (fr) * | 2008-01-21 | 2010-04-02 | Bruker Biospin Sa | Dispositif d'echangeur thermique et installation rmn comprenant un tel dispositif |
| US8947873B2 (en) | 2012-11-26 | 2015-02-03 | International Business Machines Corporation | Immersion-cooled and conduction-cooled electronic system |
| US9282678B2 (en) | 2013-10-21 | 2016-03-08 | International Business Machines Corporation | Field-replaceable bank of immersion-cooled electronic components and separable heat sinks |
| US9332674B2 (en) | 2013-10-21 | 2016-05-03 | International Business Machines Corporation | Field-replaceable bank of immersion-cooled electronic components |
| US9927152B2 (en) * | 2014-11-04 | 2018-03-27 | Goodrich Corporation | Multi-dewar cooling system |
| JP2018088433A (ja) * | 2016-11-28 | 2018-06-07 | 富士通株式会社 | 冷却システム及び電子機器の冷却方法 |
| JP6939034B2 (ja) * | 2017-04-05 | 2021-09-22 | 富士通株式会社 | 冷却システム、冷却装置、及び電子システム |
| US10785891B1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-09-22 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Superconducting computing system in a liquid hydrogen environment |
| TWI756618B (zh) * | 2020-01-15 | 2022-03-01 | 緯穎科技服務股份有限公司 | 浸沒式冷卻設備 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375554A (en) * | 1976-12-16 | 1978-07-05 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Cooling system |
| JPS5395353A (en) * | 1977-02-01 | 1978-08-21 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Cooling device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4223540A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Dewar and removable refrigerator for maintaining liquefied gas inventory |
| US4369636A (en) * | 1981-07-06 | 1983-01-25 | General Atomic Company | Methods and apparatus for reducing heat introduced into superconducting systems by electrical leads |
| JPH07105530B2 (ja) * | 1985-06-29 | 1995-11-13 | 株式会社東芝 | 極低温装置 |
| US4766741A (en) * | 1987-01-20 | 1988-08-30 | Helix Technology Corporation | Cryogenic recondenser with remote cold box |
| US4800422A (en) * | 1987-05-07 | 1989-01-24 | Ncr Corporation | Frostless interface supercooled VLSI system |
| US4739622A (en) * | 1987-07-27 | 1988-04-26 | Cryogenics International, Inc. | Apparatus and method for the deep cryogenic treatment of materials |
-
1989
- 1989-06-23 US US07/370,437 patent/US4970868A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-05-12 EP EP19900109002 patent/EP0403781A3/en not_active Withdrawn
- 1990-06-20 JP JP2160069A patent/JPH073847B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375554A (en) * | 1976-12-16 | 1978-07-05 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Cooling system |
| JPS5395353A (en) * | 1977-02-01 | 1978-08-21 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Cooling device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014016145A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-30 | Yang Tai He | 熱伝達装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4970868A (en) | 1990-11-20 |
| EP0403781A3 (en) | 1991-11-13 |
| EP0403781A2 (en) | 1990-12-27 |
| JPH073847B2 (ja) | 1995-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0334562A (ja) | 電子デバイスの温度制御装置 | |
| US6377453B1 (en) | Field replaceable module with enhanced thermal interface | |
| US6996996B1 (en) | Sealed spray cooling system | |
| US7149086B2 (en) | Systems to cool multiple electrical components | |
| JP2624415B2 (ja) | 電子素子実装冷却システム | |
| Bergles | Evolution of cooling technology for electrical, electronic, and microelectronic equipment | |
| US5349823A (en) | Integrated refrigerated computer module | |
| US5251095A (en) | Low temperature conduction module for a cryogenically-cooled processor | |
| US20080115510A1 (en) | Cryostats including current leads for electronically powered equipment | |
| KR930012237B1 (ko) | 저온냉각장치 | |
| JPH0621290A (ja) | コンパクト３次元電子装置の冷却装置 | |
| KR20010041932A (ko) | 컴퓨터의 냉각 시스템 | |
| WO2003009663A1 (en) | Integrated thermal architecture for thermal management of high power electronics | |
| US11266038B2 (en) | Superconducting computing system in a liquid hydrogen environment | |
| US5142443A (en) | Cryogenic cooling of circuit boards | |
| US5323293A (en) | Arrangement for placing central processors and memory in a cryo cooled chamber | |
| US6233960B1 (en) | Spot cooling evaporator cooling system for integrated circuit chip modules | |
| US5861574A (en) | Apparatus for mounting a superconducting element | |
| JP2004119966A (ja) | 極低温の超伝導体冷却システム | |
| JPH02114597A (ja) | 電子素子の冷却方法 | |
| JPH0644598B2 (ja) | 電子回路実装方法 | |
| TWM650750U (zh) | 一種具計算能力之浸沒式液冷散熱之電子裝置 | |
| JPS59163844A (ja) | Ｌｓｉパツケ−ジの冷却構造 | |
| JP3756530B2 (ja) | 超伝導素子の実装装置 | |
| JPH01236699A (ja) | 電子機器の冷却装置 |