JPS63192254A - 電子装置の冷却方法 - 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】 【産業上の利用分野〕 本発明は電子装置の冷却方法に係り、特に停電等の緊急
時に液冷装置の電源が確保できなくなる＄態に備えて集
積回路等の冷却を行うのに好適な緊急用の電子装置の冷
却方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、プリント基板やセラミック基板等の回路基板上に
搭載された集積回路または集積回路パッケージを冷却す
る手段として、例えばＮＥＣ技報第３９巻、第１号（１
９８６年１月発行）等に見られるような液冷却方式が採
用されている。液冷却方式とは、集積回路等を液体冷媒
にて冷却する方式である。この従来型冷却方式の配管図
の代表例を第５図、第６図に示す。

第５図において、プロセッサユニットＡには集積回路及
びまたは集積回路パッケージ（以下、本明細書中では単
に集積回路と略記することがある）２を冷却する伝導冷
却モジュール１．及び配管４゜１２が配置されている。

３は伝導冷却モジュール１出口と配管４，１２とのジヨ
イント部である。

一方冷媒供給ユニットＢには冷媒１４を貯めるタンク７
と、プロセッサユニットＡに冷媒１４を供給する加圧ポ
ンプ１３と、プロセッサユニットＡにて加熱された冷媒
１４を冷却する熱変換器９が配置されている。尚、８は
三方弁、６，１０゜１１は配管である１両ユニット間は
フレキシブルホールまたは開管製の配管５にて接続され
ており。

冷媒１４は電子計算機稼動中には常時伝導冷却モジュー
ル１に供給され、集積回路２は適温に保持されている。

また、第６図において、集積回路２は電気絶縁性の高い
冷媒１４中に完全に浸漬されているが、冷媒の供給方法
や冷媒の冷却方法は基本的には第５図と同様である。

いずれにせよ冷媒はポンプ１３によって集積回路２に供
給されており、停電或いはポンプの故障等の緊急時には
集積回路２への冷媒」４の供給が停止する。ポンプ１３
の故障については第５図に示されているように２台を並
列設置する冗長系を構成してこれを回避するようにして
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、停電時、或いは冷却装置電源系統の
故障時に冷媒が集積回路等へ流れなくなり、その為高発
熱する集積回路２への冷却が充分に行われずに集積回路
２の損傷が生じる可能・性がある。勿論プロセッサユニ
ットＡにおける計算処理を直ちに停止し、集積回路２へ
の通電を停止することで発熱の上昇は抑制されるが、計
算処理中のデータをディスク等の外部メモリへ退避する
時　。

間の長さ或いは集積回路２の熱容量の大きさによっては
集積回路２の温度が許容温度以上に達する危険性がある
。

本発明は電子装置の液冷却装置が何らかの理由でその役
割を果せなくなった場合に、少なくとも計算処理中のデ
ータを安全に外部記憶装置等へ退避させる時間だけ９通
常の液冷却系統を使わずに集積回路の温度を許容温度以
下に保持する方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は液冷却装置に使用される冷媒をポンプ以外の
加圧源を利用して集積回路へ供給するか、同等の冷媒を
外部から当該液冷却装置の配管へ導入することで達成さ
れる。

即ち本発明の方法は、集積回路及び／または集積回路パ
ッケージの異常昇温及び／または異常昇温の原因となる
事象を検知し、この検知結果が集積回路及び／または集
積回路パッケージの破損に継ながると判断される場合に
演算処理を停止し。

併せてデータの外部装置への強制回避を行うと共に、異
常時のみ動作するバルブを開閉して集積回路及び／また
は集積回路パッケージへ強制的に冷媒を供給することを
特徴とする。

異常時の冷媒供給には、例えば外部加圧冷媒を使用する
方法、冷媒の位置エネルギーを供給加圧源に泪いる方法
、加圧ガスを供給加圧源に用いる方法等が挙げられる。

〔作用〕

通常の電子部品の冷却装置では冷媒は概略、タンク→ポ
ンプ→集積回路等の冷却部品→タンクと循環するのに対
して、本発明では冷却装置のＴｄ　５ｔＸ異常（停電を
含む）、冷却冷媒圧力、流量低下。

集積回路等の異常昇温を検出す°る検出器の異常検出出
力に応じて、冷却装置配管に接続されたバルブを電気的
或いは機械的に開閉し、外部から同等の冷媒を供給した
り、タンク内の冷媒をポンプ以外の手段で集積回路等の
伝導冷却モジュールへ供給する。この供給時間はプロセ
ッサが処理中の計算データを外部記憶装置へ退避させ、
プロセッサへの通電を停止するのに必要な長さである。

この方法により、集積回路等はその機能を損なうことの
ない温度以下に保持される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

（第１実施例） 第１実施例に係る配管系を第１図に示す。本実施例はプ
ロセッサユニットＡと冷媒供給ユニットＢとの２つのブ
ロックから成る。

プロセッサユニットＡには各集積回路２毎に伝導冷却モ
ジュール１が付設されている。各伝導冷却モジュール１
はジヨイント部３を介して冷媒１４を冷媒供給ユニット
Ｂへ戻す配管４と、冷媒供給ユニットＢから冷媒１４を
導入する配管１２とを接続している。配管５は２つのブ
ロックを接続するフレキシブルホース或いは刺状の配管
である。冷媒供給ユニットＢには冷媒１４用のタンク７
と、これをポンプアップするポンプ１３と、熱交換器９
．三方弁８とを備えており、夫々は配管１０等にて配管
接続されている。プロセッサユニットＡ側との接続には
配管６．１１が配置されている。本実施例ではこの配管
６上に緊急時開閉弁１９が配置されており、その先は排
水ライン２０となっている。またこの配管６からタンク
７に至る管路上にも緊急時開閉弁２６が設置されている
。

一方、配管１１上にも緊急時開閉弁１６が配置されてお
り、この配管１１は外部からの水の供給ライン１８に接
続している。この供給ライン上１８にある符号１５は高
水質製造装置である。尚、符号１７は逆止弁である。

第２図はこの実施例系統の操作（動作）を示すフロー図
である。

図に示すように検知する異常項目としては■集積回路等
異常１例えば異常昇温、■冷媒供給装置異常、例えばポ
ンプ電源停止、供給圧力低下、供給流量低下、タンク水
位低下、■チラーユニット異常１例えば電源停止、冷媒
異常昇温か挙げられる。これらは集積回路等の異常昇温
或いはその異常昇温の原因となる事象である。

冷却装置や集積回路２等に設けた各種異常検出センサの
一つ、若しくは複数個が集積回路２等の異常昇温やその
原因となり得るこれらの事象を把えると、その内容をオ
ペレータへ報告し、何らかの対策をとる様警告する（ス
テップ３０）、対策が遅れたり、異常事象が急速に進み
、対策が間に合わない場合には通電されている集積回路
（図中、ＬＳＩと表記）の温度は上昇を続けＬＳＩの許
容温度以上になる（判定ステップ３１）、この時、第１
図で説明する緊急冷却装置が作動し、集積回路２の冷却
を開始する（ステップ３２）、同時に、計算機は強制的
に演算を停止させ、現存するデータを外部記憶装置へ退
避させ（ステップ３３）、退避終了（ステップ３４）と
共に通電を停止する（ステップ３５）０通電終了後も集
積回路２等の熱容量が大きいと昇温する可能性がある為
に、集積回路温度を監視しく判定ステップ３６）、その
恐れが無くなった時点で緊急冷却装置を停止する（ステ
ップ３７）。以後はオペレータによる異常現象の対策を
待つ（ステップ３８）、尚、本実施例では冷媒１４とし
て水を用いている。

本実施例では第５図に示した従来の冷却装置に加えて給
水ラインに外部から常時加圧水（例えば水道水、工業用
水）を供給する配管１８．外部供給水の高水質製造装置
ｆ（例えばフィルタ、イオン交換樹脂）１５．正常時は
閉じられている緊急時開閉弁１６．及び外部供給水を逆
流させないための逆止弁１７が、また、戻り配管６には
正常時には閉じられている。緊急時開閉弁１９、逆に正
常時には開放されている緊急時開閉弁２６及び排水’＋
７２０が取り付けられている。本実施例では緊急冷却装
置動作開始の信号により、給水ポンプ１３の電源を切り
、同時に緊急時開閉弁１６．１９を開放、また、緊急時
開閉弁２６を閉じる。その結果、加圧、水が配管１８を
経て、高木１！を製造装置１５により精製され伝導冷却
モジュール１へ流れ込み、集積回路２を冷却する。その
後配管４，６、緊急時開閉弁１９、配管２０を経て外部
へ排出される０本装置の動作は第２図に示した流れ図に
従って集積回路２の温度が許容値以内になるまで続行さ
れる。

（第２実施例） 第２実施例を第３図に示す、尚、フロー図は第２図と同
様である０本実施例では第５図に示した基本構成に加え
て、戻り配管６の一部から正常時は閉じている緊急時開
閉弁１９と排水ライン２０及び、タンク７に正常時には
閉じている緊急時間閉弁２１と吸気管２２が付加されて
いる。更に第３図ではタンク７の高さが重要で排水ライ
ン２０の配管との間の相対高さＨを極力大きくする位置
に設置しである。緊急冷却装置の作動開始とともにポン
プ１３を停止ヒし、同時に緊急時開閉弁１９゜２１を開
く、この結果、タンク７に貯えられている冷媒１４を自
重により排水ライン２０を経て外部へ流出し、その際、
冷媒は伝導冷却モジュール１を必ず通ることから、集積
回路２等の発熱を除去する０本装置におけるタンク７の
容量は異常時に冷却を必要とする時間との兼ね合いで、
また、高さＨは配管の流路抵抗、冷却に必要な冷媒流出
速度を考慮して決定される。なお、冷媒に水を使う場合
にはそのまま排出することは可能であるが。

水以外の冷媒では回収しておくことも必要で、その場合
には冷却Ｍ置下部に回収用のタンクを備える必要がある
。この時、異常事象の対策完了時に回収タンクの冷媒を
タンク７に戻すだけで計算機の再稼動は可能となる。

（第３実施例） 第４図は本発明の第３の実施例を示すものである。フロ
ー図は第２図による。第３図でタンク７の位置が高く出
来ない、あるいは、配管抵抗のために流量が確保できな
い場合などに利用できるもので、第３図にタンク７に正
常時には閉じられている圧力調整可能な緊急時開閉弁２
４と加圧ガスを内蔵したボンベ２５及び、正常時には開
放されている緊急時開閉弁２６が付加されている。異常
時にはポンプ１３が停止し、緊急時開閉弁１９が開かれ
また、緊急時開閉弁２６が閉じられる。更に、緊急時開
閉弁２４が開放され、加圧ガスがボンベ２５から供給さ
れ、タンク７の圧力が上昇し。

タンク７中の冷媒が配管１１．１２を経て集積回路２等
の伝導冷却モジュール１へ流れる。その後、冷媒は配管
４，６を経て、緊急時開閉弁１９を通り、貯蔵タンク２
３に回収される０本装置では冷却時間はタンク７の容量
に依存しており、この容量は冷却必要時間から決定され
る。勿論、加圧ガスボンベのガス古歌も冷媒を送出する
のに充分な量が必要である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、異常を検出する装置
と１個若しくは複数個の異常時に連動して動作する緊急
時開閉弁を利用して、貯蔵タンクの冷媒もしくは外部か
ら冷媒を集積回路等の伝導冷却モジュールへ供給し、集
積回路等の昇温を抑制することが可能となる。この結果
、冷媒供給断による集積回路等の発熱による破損を防止
するとともに、演算中の処理データを外部記録装置に退
避する時間を確保でき、計算機の再立ち上げ時にそれら
のデータを再利用出来ることから計算機の有効利用が図
れる。また、本発明は特に、冷媒供給ユニットの電源故
障、あるいは停電等により停止した場合に、多量の電力
を使うことなく集積回路等の温度上昇を防止でき、停電
等に備えた予備電源が不用となり、冷媒供給ユニットの
小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第４図はいずれも本発明の電子装置の
冷却方法の実施例を示す配管系１ｍ’ａＡ、第２図は第
１図の実施例を動作させる為のフロー図、第５図、第６
図はいずれも従来の電子装置の冷却方法に係る配管系統
図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．　基板上に実装された集積回路及び／または集積回
   路パッケージを液体冷媒にて冷却する電子装置の冷却方
   法において、前記集積回路及び／または集積回路パッケ
   ージの異常昇温及び／または異常昇温の原因となる事象
   を検知し、該検知結果が前記集積回路及び／または集積
   回路パッケージの破損に継ながると判断される場合に演
   算処理を停止し、併せてデータの外部装置ヘの強制回避
   を行うと共に、異常時のみ動作するバルブを開閉して前
   記集積回路及び／または集積回路パッケージへ強制的に
   冷媒を供給することを特徴とする電子装置の冷却方法。
2. ２．　異常時の冷媒供給に外部加圧冷媒を用いることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子装置の冷却
   方法。
3. ３．　異常時の冷媒の供給加圧源に該冷媒の位置エネル
   ギーを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の電子装置の冷却方法。
4. ４．　異常時の冷媒の供給加圧源の加圧ガスを用いるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子装置の
   冷却方法。