RU2014124159A - Электронное устройство с охлаждением через распределитель с жидким металлом - Google Patents

Электронное устройство с охлаждением через распределитель с жидким металлом Download PDF

Info

Publication number
RU2014124159A
RU2014124159A RU2014124159A RU2014124159A RU2014124159A RU 2014124159 A RU2014124159 A RU 2014124159A RU 2014124159 A RU2014124159 A RU 2014124159A RU 2014124159 A RU2014124159 A RU 2014124159A RU 2014124159 A RU2014124159 A RU 2014124159A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid metal
heat sink
deformable material
distributor
polymer
Prior art date
Application number
RU2014124159A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2604572C2 (ru
Inventor
Жак САЛА
Иван АВЕНА
Режи Бернар Альбер МЕРЕ
Мансур ТАВК
Original Assignee
Лабиналь Пауэр Системз
Энститю Политекник Де Гренобль
Сантр Насьональ Де Ля Решерш Сьянтифик
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лабиналь Пауэр Системз, Энститю Политекник Де Гренобль, Сантр Насьональ Де Ля Решерш Сьянтифик filed Critical Лабиналь Пауэр Системз
Publication of RU2014124159A publication Critical patent/RU2014124159A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2604572C2 publication Critical patent/RU2604572C2/ru

Links

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
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20263—Heat dissipaters releasing heat from coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20272—Accessories for moving fluid, for expanding fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid, for removing gas or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

1. Электронное устройство с охлаждением источника рассеяния тепла посредством распределителя с жидким металлом, причем это устройство содержит, по меньшей мере, один источник рассеяния тепла (32), содержащий, по меньшей мере, один электронный компонент, по меньшей мере, один распределитель (30), в котором выполнен, по меньшей мере, один канал циркуляции жидкого металла, образующий контур, проходящий под источником рассеяния тепла (32), по меньшей мере, один теплоотвод (33) и, по меньшей мере, один электромагнитный насос (31) для приведения в движение жидкого металла в упомянутом, по меньшей мере, одном канале таким образом, чтобы жидкий металл поглощал тепло, рассеиваемое источником рассеяния тепла и переносил это тепло для его удаления через теплоотвод, отличающееся тем, что каждый распределитель содержит, по меньшей мере, две пластины из электроизоляционного материала, расположенные с двух сторон от, по меньшей мере, одной планки из деформирующегося материала, вокруг которой выполнен канал циркуляции жидкого металла.2. Устройство по п. 1, в котором упомянутый, по меньшей мере, один электронный компонент является полупроводниковым компонентом.3. Устройство по п. 1, в котором жидкий металл выбирают из: галлий, индий, висмут, олово, сплавы, содержащие галлий, и/или индий, и/или олово, сплав натрий-калий.4. Устройство по п. 1, в котором каждую планку из деформирующегося материала выполняют из вспененного тефлона, из пеноматериала с закрытыми ячейками, из пеноматериала с открытыми ячейками с герметичным покрытием или из массивного или полого деформирующегося пластика.5. Устройство по п. 1, в котором теплоотвод является ребристым теплоотводом, связанным или нет с вентилятором и

Claims (15)

1. Электронное устройство с охлаждением источника рассеяния тепла посредством распределителя с жидким металлом, причем это устройство содержит, по меньшей мере, один источник рассеяния тепла (32), содержащий, по меньшей мере, один электронный компонент, по меньшей мере, один распределитель (30), в котором выполнен, по меньшей мере, один канал циркуляции жидкого металла, образующий контур, проходящий под источником рассеяния тепла (32), по меньшей мере, один теплоотвод (33) и, по меньшей мере, один электромагнитный насос (31) для приведения в движение жидкого металла в упомянутом, по меньшей мере, одном канале таким образом, чтобы жидкий металл поглощал тепло, рассеиваемое источником рассеяния тепла и переносил это тепло для его удаления через теплоотвод, отличающееся тем, что каждый распределитель содержит, по меньшей мере, две пластины из электроизоляционного материала, расположенные с двух сторон от, по меньшей мере, одной планки из деформирующегося материала, вокруг которой выполнен канал циркуляции жидкого металла.
2. Устройство по п. 1, в котором упомянутый, по меньшей мере, один электронный компонент является полупроводниковым компонентом.
3. Устройство по п. 1, в котором жидкий металл выбирают из: галлий, индий, висмут, олово, сплавы, содержащие галлий, и/или индий, и/или олово, сплав натрий-калий.
4. Устройство по п. 1, в котором каждую планку из деформирующегося материала выполняют из вспененного тефлона, из пеноматериала с закрытыми ячейками, из пеноматериала с открытыми ячейками с герметичным покрытием или из массивного или полого деформирующегося пластика.
5. Устройство по п. 1, в котором теплоотвод является ребристым теплоотводом, связанным или нет с вентилятором или охладителем с принудительной жидкостной конвекцией.
6. Устройство по п. 1, в котором каждый электромагнитный насос является кондукционным магнитогидродинамическим насосом.
7. Устройство по п. 1, в котором пластины из электроизоляционного материала выполнены из керамики, из AlN, из Al2O3, из Si3N4 или из SiC.
8. Устройство по п. 1, в котором каждый электромагнитный насос встроен между двумя пластинами из электроизоляционного материала распределителя.
9. Устройство по п. 1, в котором распределитель содержит ребра внутри упомянутого, по меньшей мере, канала циркуляции жидкого металла для увеличения площади теплообмена с жидким металлом.
10. Устройство по п. 2, содержащее узел «электромагнитный насос (100) + набор из нескольких полупроводниковых компонентов (101)/распределитель (102) с жидким металлом/теплоотвод (103)».
11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором между распределителем (111) с жидким металлом и теплоотводом (112) расположен теплопровод (110).
12. Устройство по п. 1, содержащее:
- первую магнитную цепь (40), содержащую, по меньшей мере, одну планку (41) из магнитного материала и постоянный магнит (42),
- первую рамку (43) из полимера,
- первую пластину (44) из электроизоляционного материала, на которой расположены полупроводниковые компоненты (52),
- планку (47) из деформирующегося материала,
- три электрода (45), один из которых расположен на планке из деформирующегося материала,
- прокладку (46) из полимера со средствами крепления (46'),
- вторую пластину (48) из электроизоляционного материала,
- вторую рамку (49) из полимера,
- вторую магнитную цепь (50),
- теплоотвод (51),
при этом вокруг планки из деформирующегося материала выполнен канал циркуляции жидкого металла.
13. Устройство по п. 1, содержащее:
- две первые магнитные цепи (60 и 61),
- рамку (62) из полимера,
- первую пластину (63) из керамики, на которой расположены полупроводниковые компоненты (65),
- планку (68) из деформирующегося материала,
- электроды (66, 66', 69, 69'), из которых один электрод (67) расположен на деформирующемся материале (68),
- прокладку (70) из полимера со средствами крепления (70'),
- вторую пластину (71) из керамики,
- две вторые магнитные цепи (72 и 73),
- ребристый теплоотвод (74),
при этом вокруг планки из деформирующегося материала выполнен канал циркуляции жидкого металла.
14. Устройство по п. 1, содержащее:
- первый ребристый теплоотвод (80),
- первую рамку (81) из полимера,
- первые магнитные цепи (82),
- первую пластину (83) из керамики, на которой расположены полупроводниковые компоненты (84),
- первые электроды (85),
- три первых планки (94) из деформирующегося материала,
- первую прокладку (86) из полимера со средствами крепления (87),
- вторую пластину (88) из керамики,
- вторую прокладку (90) из полимера со средствами крепления (91),
- вторые электроды (92),
- три вторых планки (93) из деформирующегося материала,
- третью пластину (95) из керамики,
- вторые магнитные цепи (96),
- вторую рамку (97) из полимера,
- второй ребристый теплоотвод (98),
при этом вокруг первых планок из деформирующегося материала выполнен первый канал циркуляции жидкого металла, и вокруг вторых планок из деформирующегося материала выполнен второй канал циркуляции жидкого металла.
15. Устройство по любому из пп. 12, 13 или 14, в котором электроды выполнены из молибдена, из вольфрама, из нержавеющей стали или из меди с защитным покрытием.
RU2014124159/28A 2011-12-13 2012-12-11 Электронное устройство с охлаждением через распределитель с жидким металлом RU2604572C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1161543A FR2984074B1 (fr) 2011-12-13 2011-12-13 Dispositif electronique avec refroidissement par spreader a metal liquide
FR1161543 2011-12-13
PCT/FR2012/052873 WO2013088054A1 (fr) 2011-12-13 2012-12-11 Dispositif electronique avec refroidissement par spreader a metal liquide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014124159A true RU2014124159A (ru) 2016-02-10
RU2604572C2 RU2604572C2 (ru) 2016-12-10

Family

ID=47505248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014124159/28A RU2604572C2 (ru) 2011-12-13 2012-12-11 Электронное устройство с охлаждением через распределитель с жидким металлом

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9693480B2 (ru)
EP (1) EP2791971B1 (ru)
JP (1) JP2015502054A (ru)
CN (1) CN103999214B (ru)
BR (1) BR112014014348B1 (ru)
CA (1) CA2856833C (ru)
FR (1) FR2984074B1 (ru)
RU (1) RU2604572C2 (ru)
WO (1) WO2013088054A1 (ru)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9357670B2 (en) * 2014-02-18 2016-05-31 Lockheed Martin Corporation Efficient heat transfer from conduction-cooled circuit cards
US9894802B2 (en) * 2014-05-29 2018-02-13 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Passive system of powering and cooling with liquid metal and method thereof
CN104409433B (zh) * 2014-10-30 2017-01-25 中国科学院理化技术研究所 一种基于液态金属双电层效应驱动的双流体热扩展器
DE112016001711T5 (de) * 2015-04-13 2018-01-04 Abb Schweiz Ag Leistungselektronikmodul
DE102015106552B4 (de) * 2015-04-28 2022-06-30 Infineon Technologies Ag Elektronisches Modul mit Fluid-Kühlkanal und Verfahren zum Herstellen desselben
US20170363375A1 (en) * 2015-06-30 2017-12-21 Georgia Tech Research Corporation Heat exchanger with variable density feature arrays
DE102015113873B3 (de) * 2015-08-21 2016-07-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronische Baugruppe mit Kondensatoreinrichtung
CN105572460B (zh) * 2015-12-09 2018-10-09 广东威创视讯科技股份有限公司 Led多屏拼接液冷智能监测方法及led多屏拼接系统
US20180363956A1 (en) * 2015-12-21 2018-12-20 United Technologies Corporation Electrocaloric heat transfer system with electrically conductive liquid
US10345874B1 (en) 2016-05-02 2019-07-09 Juniper Networks, Inc Apparatus, system, and method for decreasing heat migration in ganged heatsinks
US10104805B2 (en) * 2016-05-09 2018-10-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Self cooling stretchable electrical circuit having a conduit forming an electrical component and containing electrically conductive liquid
FR3061989B1 (fr) * 2017-01-18 2020-02-14 Safran Procede de fabrication d'un module electronique de puissance par fabrication additive, substrat et module associes
CN106793711A (zh) * 2017-01-22 2017-05-31 北京态金科技有限公司 液态金属散热器
US10178813B2 (en) * 2017-01-26 2019-01-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Stacked power module with integrated thermal management
US10591964B1 (en) * 2017-02-14 2020-03-17 Juniper Networks, Inc Apparatus, system, and method for improved heat spreading in heatsinks
JP6885126B2 (ja) * 2017-03-22 2021-06-09 富士電機株式会社 インバータ装置
CN107706165B (zh) * 2017-10-30 2023-08-15 广东西江数据科技有限公司 一种液态金属恒温散热装置
US10645844B2 (en) 2018-04-17 2020-05-05 Ge Aviation Systems Llc Electronics cooling module
CN108644631B (zh) * 2018-06-16 2023-10-03 复旦大学 石墨烯掺杂液态金属散热的高功率密度紫外led光源模组
CN109193288B (zh) * 2018-08-09 2023-10-10 云南科威液态金属谷研发有限公司 一种运动件间的导电系统
FR3088137B1 (fr) * 2018-11-06 2020-11-27 Inst Polytechnique Grenoble Systeme electronique de puissance
KR102153475B1 (ko) * 2019-06-14 2020-09-08 연세대학교 산학협력단 채널 유동을 이용한 유연 히트싱크 및 이의 제조방법
WO2022020382A1 (en) * 2020-07-20 2022-01-27 Kirtley James L Magnetohydrodynamic pump for molten salts and method of operating
KR20220016680A (ko) 2020-08-03 2022-02-10 삼성전자주식회사 열 전달 물질 및 그 제조 방법과 이를 포함하는 반도체 패키지
CN115692345A (zh) * 2023-01-03 2023-02-03 成都天成电科科技有限公司 一种芯片高效散热结构及散热设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076390C1 (ru) * 1993-04-26 1997-03-27 Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Способ охлаждения полупроводниковых пластин в вакууме
US6708501B1 (en) * 2002-12-06 2004-03-23 Nanocoolers, Inc. Cooling of electronics by electrically conducting fluids
WO2005061972A1 (en) * 2002-12-06 2005-07-07 Nanocoolers, Inc. Cooling of electronics by electrically conducting fluids
US7348665B2 (en) * 2004-08-13 2008-03-25 Intel Corporation Liquid metal thermal interface for an integrated circuit device
US7265977B2 (en) 2005-01-18 2007-09-04 International Business Machines Corporation Active liquid metal thermal spreader
CN101005745A (zh) * 2006-01-20 2007-07-25 刘胜 用于电子器件的微喷射流冷却系统
US8232091B2 (en) * 2006-05-17 2012-07-31 California Institute Of Technology Thermal cycling system
US8221089B2 (en) * 2008-09-12 2012-07-17 Rockwell Collins, Inc. Thin, solid-state mechanism for pumping electrically conductive liquids in a flexible thermal spreader
US8017872B2 (en) * 2008-05-06 2011-09-13 Rockwell Collins, Inc. System and method for proportional cooling with liquid metal
US20110180238A1 (en) * 2008-10-28 2011-07-28 Jan Vetrovec Thermal interface device
US8730674B2 (en) * 2011-12-12 2014-05-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Magnetic fluid cooling devices and power electronics assemblies

Also Published As

Publication number Publication date
CN103999214B (zh) 2017-02-22
WO2013088054A1 (fr) 2013-06-20
FR2984074B1 (fr) 2014-11-28
CA2856833C (fr) 2021-01-19
JP2015502054A (ja) 2015-01-19
BR112014014348B1 (pt) 2020-09-08
CA2856833A1 (fr) 2013-06-20
RU2604572C2 (ru) 2016-12-10
EP2791971A1 (fr) 2014-10-22
US20150289410A1 (en) 2015-10-08
US9693480B2 (en) 2017-06-27
FR2984074A1 (fr) 2013-06-14
CN103999214A (zh) 2014-08-20
BR112014014348A2 (pt) 2017-06-13
EP2791971B1 (fr) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2014124159A (ru) Электронное устройство с охлаждением через распределитель с жидким металлом
RU2697589C2 (ru) Теплообменное устройство на основе пульсационной тепловой трубы
WO2015194259A1 (ja) 冷却器及び冷却器の固定方法
BR102012015581A2 (pt) Dispositivo de resfriamento, módulo de energia e método
JP2006303290A (ja) 半導体装置
US10779446B2 (en) Device for cooling a power electronics circuit
JP5182274B2 (ja) パワー半導体装置
CN111448633B (zh) 电涌放电器系统和断路器系统
CN209882439U (zh) 一种双面散热的高性能水冷散热器及电器设备
JP2019021864A (ja) パワーモジュール
US20170084515A1 (en) Power-Module Device and Power Conversion Device
KR102256906B1 (ko) 전기 캐비닛에 대한 콜드 플레이트 어셈블리
JP5577801B2 (ja) 冷凍装置
WO2014067397A1 (zh) 一种用于ups的开关器件的散热装置
FI117837B (fi) Säädettävän sähkökäytön jäähdytysjärjestely
US20220037871A1 (en) Device for cooling a bus bar
JP2008206252A (ja) 半導体電力変換装置
JP6555177B2 (ja) 半導体モジュール
CN205488102U (zh) 大功率平板型晶闸管器件用热管散热器
JP6748082B2 (ja) 半導体モジュール
CN109287060B (zh) 用于电子器件的冷却组件
CN203553133U (zh) 一种散热器的散热结构及装置
JP7013698B2 (ja) 半導体モジュール
KR101865963B1 (ko) 컨버터용 스위칭소자의 냉각장치
CN206490947U (zh) 一种大功率电气火灾限流式保护器的散热系统

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner