JPH0423457A - 浸漬冷却装置 - Google Patents
浸漬冷却装置Info
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- JPH0423457A JPH0423457A JP2126580A JP12658090A JPH0423457A JP H0423457 A JPH0423457 A JP H0423457A JP 2126580 A JP2126580 A JP 2126580A JP 12658090 A JP12658090 A JP 12658090A JP H0423457 A JPH0423457 A JP H0423457A
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- 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
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- 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
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (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】
〔概要〕
浸漬冷却装置に係り、特にフロロカーボン等の浸漬液中
に半導体素子が実装された基板を直接浸漬させて、半導
体素子が発する熱によってフロロカーボンが沸騰するた
め、その時の気化熱によりかかる半導体素子を冷却する
浸漬冷却装置に関し、半導体素子を冷却することで発生
する気泡の消泡を積極的に行うこ七を目的とし、 半導体素子が実装された基板を、その内部に冷媒が充填
された冷却室に配置し、当該冷媒にて該半導体素子を冷
却してなる浸漬冷却装置において、半導体素子の熱を奪
った前記冷媒が通る第１の経路と、該第１の経路と連絡
され、冷却された上記冷媒が通る第２の経路を形成し、
該第２の経路の外周にフィンを形成するよう構成する。
に半導体素子が実装された基板を直接浸漬させて、半導
体素子が発する熱によってフロロカーボンが沸騰するた
め、その時の気化熱によりかかる半導体素子を冷却する
浸漬冷却装置に関し、半導体素子を冷却することで発生
する気泡の消泡を積極的に行うこ七を目的とし、 半導体素子が実装された基板を、その内部に冷媒が充填
された冷却室に配置し、当該冷媒にて該半導体素子を冷
却してなる浸漬冷却装置において、半導体素子の熱を奪
った前記冷媒が通る第１の経路と、該第１の経路と連絡
され、冷却された上記冷媒が通る第２の経路を形成し、
該第２の経路の外周にフィンを形成するよう構成する。
本発明は、浸漬冷却装置に係り、特にフロロカーボン等
の浸漬液中に半導体素子が実装された基板を直接浸漬さ
せて、半導体素子が発する熱によってフロロカーボンが
沸騰するため、その時の気化熱によりかかる半導体素子
を冷却する浸漬冷却装置に関するものである。
の浸漬液中に半導体素子が実装された基板を直接浸漬さ
せて、半導体素子が発する熱によってフロロカーボンが
沸騰するため、その時の気化熱によりかかる半導体素子
を冷却する浸漬冷却装置に関するものである。
従来は、第３図に示すように、半導体素子３２が実装さ
れた基板３１の縁部を、図示中下面が開口されたチャン
バ３３にフランジ３５およびシールリング３８を介して
密閉する。よって、チャンバ３３と基板３１間には冷却
室が構成される。
れた基板３１の縁部を、図示中下面が開口されたチャン
バ３３にフランジ３５およびシールリング３８を介して
密閉する。よって、チャンバ３３と基板３１間には冷却
室が構成される。
このチャンバ３３は断熱性に優れたもので構成されてお
り、図示しない栓より冷媒３４を注入する、または、図
示のチャンバ３３を逆さにして一旦冷媒３４を注入した
後、基板３１その他によって内部を密閉にすることで第
３図のようにチャンバ３３内に冷媒３４を封入すること
ができる。
り、図示しない栓より冷媒３４を注入する、または、図
示のチャンバ３３を逆さにして一旦冷媒３４を注入した
後、基板３１その他によって内部を密閉にすることで第
３図のようにチャンバ３３内に冷媒３４を封入すること
ができる。
かかる状態において、半導体素子３２の冷却を行うと、
その半導体素子３２が発する熱によって冷媒３４が沸騰
し、気泡３６となって半導体素子３２の熱を奪い、半導
体素子３２の冷却が行われる。
その半導体素子３２が発する熱によって冷媒３４が沸騰
し、気泡３６となって半導体素子３２の熱を奪い、半導
体素子３２の冷却が行われる。
この気泡３６は、冷媒蒸気層３７に随時蓄えられる。
しかしながら、従来の装置では、冷媒の温度が上昇し続
け、膜沸騰状態に陥り、また、気泡が随時蓄えられる冷
媒蒸気層の圧力が段々゛上昇ることによって、安定した
冷却を行うことができないといったことがあった。
け、膜沸騰状態に陥り、また、気泡が随時蓄えられる冷
媒蒸気層の圧力が段々゛上昇ることによって、安定した
冷却を行うことができないといったことがあった。
従って、本発明は半導体素子を冷却することで発生する
気泡の消泡を積極的に行うことを目的とするものである
。
気泡の消泡を積極的に行うことを目的とするものである
。
上記目的は、半導体素子２が実装された基板１を、その
内部に冷媒が充填された冷却室に配置し、当該冷媒にて
該半導体素子２を冷却してなる浸漬冷却装置において、 半導体素子２の熱を奪った前記冷媒１４が通る第１の経
路６と、 該第１の経路６と連絡され、冷却された上記冷媒１４が
通る第２の経路６ａを形成し、該第２の経路６ａの外周
にフィン５を形成したことを特徴とする浸漬冷却装置、
により達成される。
内部に冷媒が充填された冷却室に配置し、当該冷媒にて
該半導体素子２を冷却してなる浸漬冷却装置において、 半導体素子２の熱を奪った前記冷媒１４が通る第１の経
路６と、 該第１の経路６と連絡され、冷却された上記冷媒１４が
通る第２の経路６ａを形成し、該第２の経路６ａの外周
にフィン５を形成したことを特徴とする浸漬冷却装置、
により達成される。
即ち、本発明においては、半導体素子の熱を奪って冷媒
は気泡が発生するため、廻りの冷媒と比較して圧が低く
なる。
は気泡が発生するため、廻りの冷媒と比較して圧が低く
なる。
よって、その圧が低くなったところに第２の経路から必
然的に冷却された冷媒が供給されることとなるから、チ
ャンバ内に冷媒の循環がおこる。
然的に冷却された冷媒が供給されることとなるから、チ
ャンバ内に冷媒の循環がおこる。
この第２の経路から供給される新たな冷媒は気泡が混在
されていないことが冷却性能上重要であるため、第２の
経路の外周にフィンを取りつけ、空冷し、冷媒温度を下
げることによって積極的に気泡を消泡している。
されていないことが冷却性能上重要であるため、第２の
経路の外周にフィンを取りつけ、空冷し、冷媒温度を下
げることによって積極的に気泡を消泡している。
以下、本発明の実施例を第１図及び第２図を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例を示す図であり、
第２図は、本発明の第２の実施例を示す図である。
図において、■は基板、２は半導体素子、３はメインチ
ャンバ ４はサブチャンバ、５はフィン。
ャンバ ４はサブチャンバ、５はフィン。
６はマニホールド、６ａはサブマニホールド。
６ｂは連絡路、７はフランジ、８はシールリング。
９は気泡、１０は気圧緩和機構、１１はジャバラ。
１２はフタ、１３は冷媒蒸気層、１４は冷媒をそれぞれ
示す。
示す。
尚、第１図及び第２図において、同一符号をふしたもの
は同一対象物をそれぞれ示す。
は同一対象物をそれぞれ示す。
■第１の実施例の説明
第１図に示すように、半導体素子２が実装された基板１
の縁部を、フランジ４およびシールリング９を介して密
閉するチャンバを構成するにあたって、筒状のメインチ
ャンバ３と、メインチャンバ３の上部を密閉するサブチ
ャンバ４とから構成され、サブチャンバ４はメインチャ
ンバ３内に突出する突起部にその突起する方向と直交す
る方向に適宜の個数をもって貫通孔が形成されている。
の縁部を、フランジ４およびシールリング９を介して密
閉するチャンバを構成するにあたって、筒状のメインチ
ャンバ３と、メインチャンバ３の上部を密閉するサブチ
ャンバ４とから構成され、サブチャンバ４はメインチャ
ンバ３内に突出する突起部にその突起する方向と直交す
る方向に適宜の個数をもって貫通孔が形成されている。
この貫通孔が後に説明するマニホールド６（第１の経路
）とザブマニホールド６ａ（第２の経路）とを結ぶする
連絡路６ｂとなるものである。この突起部の根本には冷
媒蒸気層１３を有しており、半導体素子２を冷却する際
に発生する気泡９が逐次蓄えられる部分である。
）とザブマニホールド６ａ（第２の経路）とを結ぶする
連絡路６ｂとなるものである。この突起部の根本には冷
媒蒸気層１３を有しており、半導体素子２を冷却する際
に発生する気泡９が逐次蓄えられる部分である。
メインチャンバ３とザブチャンバ４とをシールリング８
を介し、およびサブチャンバ４と反する方向に半導体素
子２が実装された基板１の両縁部をフランジ７およびシ
ールリング８を介して密閉させた冷却室内に冷媒１４を
注入し、半導体素子２を動作させることで発される熱は
冷媒１４の沸騰作用によって気泡９と化し、上方（冷媒
蒸気層１３側）に冷媒１４と気泡９が混在された形でマ
ニホールド６を通って移動する。このマニホールド６の
圧は気泡９が存在する分だけ、他の冷媒１４の圧より低
くなっているため、サブマニホールド６ａから新たな冷
媒１４が必然的に供給される形となるので、チャンバ内
において冷媒１４の循環が行われ、半導体素子２に対し
ては、常時低温の冷媒１４が供給されることとなる。
を介し、およびサブチャンバ４と反する方向に半導体素
子２が実装された基板１の両縁部をフランジ７およびシ
ールリング８を介して密閉させた冷却室内に冷媒１４を
注入し、半導体素子２を動作させることで発される熱は
冷媒１４の沸騰作用によって気泡９と化し、上方（冷媒
蒸気層１３側）に冷媒１４と気泡９が混在された形でマ
ニホールド６を通って移動する。このマニホールド６の
圧は気泡９が存在する分だけ、他の冷媒１４の圧より低
くなっているため、サブマニホールド６ａから新たな冷
媒１４が必然的に供給される形となるので、チャンバ内
において冷媒１４の循環が行われ、半導体素子２に対し
ては、常時低温の冷媒１４が供給されることとなる。
マニホールド６を通った気泡９を含む冷媒１４ば、一部
冷媒蒸気層１３に気泡９が吸収されるが、大部分は連絡
路６ｂを通ってサブマニホールド６ａに循環される。サ
ブマニホールド６ａにおいては、その外周にフィン５が
構成されているため、気泡９を含んだ冷媒１４の気泡９
のみをその冷媒作用によって冷媒温度を下げ、消泡する
ことができる。即ち、フィン５を空冷することで、気泡
９を積極的に消泡することができ、安定した冷却を行う
ことが可能となる。
冷媒蒸気層１３に気泡９が吸収されるが、大部分は連絡
路６ｂを通ってサブマニホールド６ａに循環される。サ
ブマニホールド６ａにおいては、その外周にフィン５が
構成されているため、気泡９を含んだ冷媒１４の気泡９
のみをその冷媒作用によって冷媒温度を下げ、消泡する
ことができる。即ち、フィン５を空冷することで、気泡
９を積極的に消泡することができ、安定した冷却を行う
ことが可能となる。
■第２の実施例の説明
第２の実施例と第１の実施例とが異なる点は、サブチャ
ンバ４に開口を設け、この開口に熱伝導性に優れた金属
より構成されたジャバラ状部材１１をフタ１２を介して
取付け、冷媒蒸気層１３を気圧緩和機構ＩＯとした点で
ある。
ンバ４に開口を設け、この開口に熱伝導性に優れた金属
より構成されたジャバラ状部材１１をフタ１２を介して
取付け、冷媒蒸気層１３を気圧緩和機構ＩＯとした点で
ある。
第１の実施例では、半導体素子の発熱量が多いと冷媒蒸
気層１３に蓄えられた気泡９の圧が徐々に上昇すること
となり、これでは安定した冷却を行うことは出来なくな
る。
気層１３に蓄えられた気泡９の圧が徐々に上昇すること
となり、これでは安定した冷却を行うことは出来なくな
る。
従って、半導体素子の発熱量が多いことを考慮し、冷媒
蒸気層１３の圧を緩和できるように、熱伝導性に優れた
銅等の極薄金属により構成されたジャバラ状部材１１を
サブチャンバ４に取付けている。
蒸気層１３の圧を緩和できるように、熱伝導性に優れた
銅等の極薄金属により構成されたジャバラ状部材１１を
サブチャンバ４に取付けている。
また、このジャバラ部材１１の伸縮により、冷媒蒸気層
１３の圧が調整される。
１３の圧が調整される。
マニホールド６を通る気泡９を含んだ冷媒Ｉ４は、大部
分は連絡路６ｂに吸収されるが、一部上記冷媒蒸気層１
３に吸収された気泡９は、メインチャンバ３のフィン５
に当たる冷風によって同様にジャバラ１１まで冷却され
る。すると、冷媒蒸気層１３内の気化した冷媒が液化さ
れ、冷媒中に帰還されることとなる。
分は連絡路６ｂに吸収されるが、一部上記冷媒蒸気層１
３に吸収された気泡９は、メインチャンバ３のフィン５
に当たる冷風によって同様にジャバラ１１まで冷却され
る。すると、冷媒蒸気層１３内の気化した冷媒が液化さ
れ、冷媒中に帰還されることとなる。
よって、気圧緩和機構１０によって、冷媒蒸気層１３の
圧を一定にするとともに、冷媒１４が気化することで、
冷却室内の冷媒が干上がることがなくなる。
圧を一定にするとともに、冷媒１４が気化することで、
冷却室内の冷媒が干上がることがなくなる。
以上説明したように本発明によれば、沸騰冷媒の冷却、
冷却冷媒の流動促進による冷却効率が向上する。
冷却冷媒の流動促進による冷却効率が向上する。
また、メインチャンバおよびサブチャンバで構成される
半導体素子の冷却環境は、沸騰冷媒の熱交換（冷却）、
循環（対流）機能を有することとなり、冷却装置の小型
化が期待できる。
半導体素子の冷却環境は、沸騰冷媒の熱交換（冷却）、
循環（対流）機能を有することとなり、冷却装置の小型
化が期待できる。
第１図は、本発明の第１の実施例を示す図であり、
第２図は、本発明の第２の実施例を示す図であり、
第３図は、従来例を示す図である。
図において、
■・・・・・基板。
２・・・・・半導体素子。
３・・・・・メインチャンバ。
４・・・・・サブチャンバ。
５・ ・ ・ ・ ・フィン。
６・・・・・マニホールド（第１の経路）。
６ａ・・・・サブマニホールド（第２の経路）６ｂ・・
・・連絡路。 １０・・・・気圧緩和機構 をそれぞれ示す。
・・連絡路。 １０・・・・気圧緩和機構 をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体素子（２）が実装された基板（１）を、その内
部に冷媒が充填された冷却室に配置し、当該冷媒にて該
半導体素子（２）を冷却してなる浸漬冷却装置において
、 半導体素子（２）の熱を奪った前記冷媒（１４）が通る
第１の経路（６）と、 該第１の経路（６）と連絡され、冷却された上記冷媒（
１４）が通る第２の経路（６ａ）を形成し、 該第２の経路（６ａ）の外周にフィン（５）を形成した
ことを特徴とする浸漬冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2126580A JPH0423457A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 浸漬冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2126580A JPH0423457A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 浸漬冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0423457A true JPH0423457A (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=14938691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2126580A Pending JPH0423457A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 浸漬冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0423457A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002050901A2 (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-27 | Harris Corporation | Electronic device using evaporative micro-cooling and associated methods |
| US8147582B2 (en) | 2003-02-11 | 2012-04-03 | Donaldson Company, Inc. | Air cleaner arrangements; serviceable filter elements; and, methods |
| JP2013130331A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Toshiba Corp | 気泡駆動冷却装置 |
| WO2014126006A1 (ja) | 2013-02-13 | 2014-08-21 | 古河電気工業株式会社 | 超電導限流器及び超電導限流器内の超電導素子の冷却方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6329829A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | Wacom Co Ltd | 位置指示器の状態検出方法 |
-
1990
- 1990-05-18 JP JP2126580A patent/JPH0423457A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6329829A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | Wacom Co Ltd | 位置指示器の状態検出方法 |
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| WO2002050901A3 (en) * | 2000-12-19 | 2003-09-12 | Harris Corp | Electronic device using evaporative micro-cooling and associated methods |
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| US10178799B2 (en) | 2013-02-13 | 2019-01-08 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Superconducting fault current limiter and cooling method for superconducting element within superconducting fault current limiter |
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