DE69321446T2

DE69321446T2 - Kühlungseinrichtung

Info

Publication number: DE69321446T2
Application number: DE69321446T
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Tsuchiura-Shi Ashiwake; Takeshi Abiko-Shi Harada; Toshio Tsuchiura-Shi Hatada; Yukio Fuchu-Shi Honda; Shigeo Tsuchiura-Shi Ohashi; Kazuo Suginami-Ku Tokyo Sato; Mitsuhiro Tsuchiura-Shi Shikida; Shinji Ushiku-Shi Tanaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2013-12-07
Also published as: EP0601516A1; EP0601516B1; US5488255A; DE69321446D1; KR940016715A; KR970011621B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, ein Halbleiterpaket, auf dem die Kühlvorrichtung montiert ist, und einen Computer, der dieses Halbleiterpaket enthält, und insbesondere betrifft die Erfindung eine bevorzugte Kühlvorrichtung, die Wärme von dem Halbleiterpaket oder einem Substrat ableitet, auf dem das Halbleiterpaket montiert ist.

BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK

Bei dem jüngsten Fortschritt in der Integration elektronischer Schaltungen besteht bei Substraten einschließlich Halbleitergehäusen, in die elektronische Schaltungen enthaltende Halbleiterchips gepackt sind, eine Tendenz zur Zunahme der pro Flächeneinheit erzeugten Wärme. Einige Trägersubstrate, wie gedruckte Leiterplatten, auf denen mehrere Halbleiterpakete und elektronische Teile montiert sind, umfassen oft Halbleiterpakete, die mehr Wärme erzeugen als normale Halbleiterpakete. Wenn diese Substrate in hoher Konzentration auf elektronischen Vorrichtungen montiert werden, ist es ein stabiles Arbeiten der Halbleiterpakete erforderlich, die Temperaturen des Halbleiterpakets bzw. des Substrats auf vorgegebenen Werten zu halten, und daher ist es erforderlich, Wärme von der Oberfläche des Substrats bzw. einer elektronischen Vorrichtung effektiv abzuleiten.
Als Verfahren zur Dissipation von Wärme von diesen Halbleiterpaketen, Substraten und elektronischen Vorrichtungen mit Halbleiterpaketen oder Substraten ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2- 130894 ein Verfahren zum Blasen von Luft auf mehrere Substrate durch ein großformatiges Drehgebläse offenbart, das einen Luftstrom in einem Computer erzeugt.
In den ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 2-83958 und 2-196454 ist ein Kühlverfahren zur direkten Ausstattung eines Schaltungssubstrats mit einem Drehgebläse in Miniaturgröße offenbart.
Überdies ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62-149158 ein Verfahren zur direkten Ausstattung eines Schaltungssubstrats mit einem sich hin und her bewegenden Gebläse offenbart, für das anstelle eines Drehgebläses in Miniaturgröße ein Piezo-Vibrator verwendet wird.
Bei dem Verfahren zum Blasen von Luft zu mehreren Substraten mittels eines groß dimensionierten Drehgebläses gemäß den vorstehend beschriebenen bekannten Techniken ist es schwierig, sämtlichen Substraten gleichmäßig Luft zuzuführen, und wenn sich ein Halbleiterpaket mit einer hohen Wärmeerzeugungsdichte auf den Substraten befindet, ist es schwierig, die jeweiligen Elemente gleichmäßig zu kühlen. Ein weiteres Problem ist, daß das Gebläse einen großen Bereich in dem Computer einnimmt.
Das Verfahren, bei dem ein Gebläse in Miniaturgröße oder eine sich hin und her bewegende, einen Piezo-Vibrator verwendende Gebläseeinheit auf einem Substrat montiert ist, ist bei einem Substrat effektiv, auf dem Halbleiterpakete mit einer hohen Wärmeerzeugungsdichte gemischt montiert sind.
Bei dem Drehgebläse in Miniaturgröße besteht jedoch die Tendenz, daß die Effizienz des Gebläses abnimmt, und zudem ist in einer zum Substrat senkrechten Richtung ein weiter Raum erforderlich, da zum Blasen von Luft zu dem Halbleiterpaket Raum erforderlich ist. Bei dem sich hin und her bewegenden Gebläse, bei dem ein Piezo-Vibrator verwendet wird, ist es zum Blasen von Luft auf die Oberfläche des Substrats erforderlich, das Gebläse von der Oberfläche des Substrats entfernt anzuordnen. Wird andererseits der Abstand des Gebläses von dem Substrat verringert, so daß die Kanten des Gebläses arbeiten, als ob sie über die Oberfläche des Substrats wischten, deckt das Gebläse nur einen Teil der Oberfläche des Substrats ab, wodurch die Effizienz der Kühlung nicht zufriedenstellend ist.
In "Technische Rundschau", Bd. 84, Nr. 42, 16. Oktober 1992, Bern, Seiten 72-73 ist eine Mikropumpe zum Pumpen eines Gasstroms zur Verwendung bei dem Prozeß des Wachstums einer epitaxialen Schicht offenbart, wobei als Pumpelement eine elektrisch leitfähige flexible Membran verwendet wird, die sich über einen zwischen zwei flachen Platten festgelegten Raum erstreckt, die durch Abstandhalterplatten voneinander beabstandet gehalten werden, auf die von den flachen Platten die Enden der Membran geklemmt werden. An die leitfähige Membran und an Innenflächen der flachen Platten angeordnete und mit isolierenden Einfassungen beschichtete Elektroden können Potentiale angelegt werden, um derart ein elektrostatisches Feld über dem Raum zu erzeugen, daß die flexible Membran eine Hin- und Herbewegung über den Raum zwischen den flachen Platten ausführt, wodurch ein Gas in und aus dem Raum bewegt wird, so daß das Gas in eine Vakuumkammer zur Ausführung des Vorgangs des Wachstums der epitaxialen Schicht gepumpt wird. Die Mikropumpe kann dem Zweck der Zufuhr gut definierter Dosen von Gas in die Vakuumkammer dienen, da ihre flexible Membran jedoch durch elektrostatische Felder betätigt wird, besteht eine Tendenz zur Erzeugung elektrischer Ladungen, die die Erzeugung eines effektiven Stroms eines Kühlmediums durch einen sehr begrenzten Raum nachteilig beeinflussen würden, der zur Kühlung von Halbleiterchips erforderlich ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum effektiven Kühlen von Halbleiterpaketen zu schaffen, die sehr klein ist, zum Ermöglichen einer sehr dünnen Konstruktion eine sehr geringe Höhe aufweist und sich mit einer sehr geringen Energiemenge variabel betreiben läßt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Kühlvorrichtung gemäß den beiliegenden Patentansprüchen 1 und 4 gelöst; vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird eine auf einem Halbleiterpaket montierte Kühlvorrichtung geschaffen, die eine an beiden Enden festgelegte flexible Membran und eine Einrichtung zum Antreiben der flexiblen Membran für eine Veränderung der Form der flexiblen Membran aufweist.
Überdies wird eine Kühlvorrichtung geschaffen, die ein Paar einander mit einem Zwischenraum dazwischen gegenüberstehende flache Platten, ein Paar an beiden Enden der Platten angeordnete Seitenplatten, die mit dem Paar flacher Platten diesen Raum festlegen, und eine in dem Raum angeordnete flexible Membran aufweist, wobei die beiden Enden der flexiblen Membran nahe unterschiedlichen Seitenplatten auf verschiedenen flachen Platten derart befestigt sind, daß die Form der flexiblen Membran in dem Raum veränderlich ist.
Ferner wird eine Kühlvorrichtung geschaffen, die eine an beiden Enden festgehaltene flexible magnetische Membran, zwei Vorrichtungen zur Erzeugung von Magnetfeldern entsprechend elektrischen Signalen und zwischen den beiden Vorrichtungen zur Erzeugung von Magnetfeldern montierte Seitenplat ten aufweist, wobei die Form der flexiblen magnetischen Membran durch die erzeugten Magnetfelder verändert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Halbleiterpaket mit einem eine elektronische Schaltung enthaltenden Halbleiterchip, einem Substrat, auf dem der Halbleiterchip montiert ist und das einen Eingangs-/Ausgangs- Abschnitt zur Eingabe und Ausgabe elektrischer Signale in und aus dem Halbleiterchip aufweist, und einem Wärmeabführungsteil geschaffen, das von dem Halbleiterchip erzeugte Wärme austreibt, wobei jede der vorstehend erwähnten Kühlvorrichtungen als Wärmeabführungsteil verwendet werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sind beide Enden der flexiblen Membran nahe verschiedenen Seitenplatten auf verschiedenen flachen Platten befestigt, so daß die Form der flexiblen Membran in dem von den flachen Platten umgebenen Raum veränderlich ist. Auf diese Weise ist die flexible Membran derart befestigt, daß sie lose ist, wo sie den Spalt zwischen den flachen Platten überspannt.
Dementsprechend gelangt die flexible Membran beim Betrieb von dem Abschnitt, an dem die flexible Membran an der flachen Platte befestigt ist, nacheinander in Kontakt mit einer flachen Platte. Dadurch wird der Abschnitt der flexiblen Membran, der den Raum zwischen den flachen Platten überspannt, entlang der Oberfläche der flachen Platte bewegt. Beim nächsten Schritt des Betriebs wird die mit der Oberfläche der einen flachen Platte in Kontakt stehende flexible Membran von dieser getrennt und gelangt mit der Oberfläche der anderen flachen Platte in Kontakt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Abschnitt der flexiblen Membran, der den Raum überspannt, rückwärts bewegt. Durch Wiederholen dieses Vorgangs wird die von einem Halbleiterpaket, auf dem die Kühlvorrichtung montiert ist, erwärmte Luft aus dem Raum ausgetrieben.
Die flexible Membran wiederholt den Kontakt und die Trennung von den flachen Platten, die von dem Halbleiterpaket erwärmt werden, zur Zerstörung der über den Oberflächen der flachen Platten erzeugten thermischen Grenzschicht. Dieser Vorgang beschleunigt die Wärmeleitung auf den Oberflächen der flachen Platten und treibt das erwärmte Kühlmedium aus, wobei neues Kühlmedium aus der Umgebung zugeführt wird.
Hinsichtlich der Luftkühlung durch ein Gebläse ist allgemein bekannt, daß die über der Oberfläche des Wärme erzeugenden Objekts gebildete thermische Grenzschicht die Wärmeleitung von der Oberfläche des Wärme erzeugenden Objekts blockiert. Einige Gegenmaßnahmen, wie eine Steigerung der Luftströmungsmenge oder die Verteilung des Luftstroms, wurden zur Verringerung der Wirkung der Dicke der Grenzschicht verwendet. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine sehr effektive Austreibung einer derartigen Wärme, da die über der mit der Elektrodenplatte in Kontakt stehenden Membran erzeugte thermische Grenzschicht zusammen mit der Membran entfernt wird. Hinsichtlich dieses Vorgangs unterscheidet sich die vorliegende Erfindung erheblich von herkömmlichen Kühlvorrichtungen wie der Kühlvorrichtung mit einem sich hin und her bewegenden Gebläse, dessen Endflächen durch die Verwendung eines Piezo-Vibrators arbeiten, als würden sie über die Oberfläche des Substrats fegen.
Die Verwendung einer flexiblen Membran ermöglicht eine Hin- und Herbewegung der flexiblen Membran über die gesamte Oberfläche der flachen Platten.
Bei der erfindungsgemäßen, elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung wird die zwischen zwei Vorrichtungen zur Erzeugung von Magnetfeldern gehaltene flexible magnetische Membran durch eine magnetische Kraft auf und ab bewegt. Durch Verengen des Spalts zwischen den Platten zur Erzeugung des Magnetfelds ist es möglich, eine Kühlvorrichtung mit einem dünnen Aufbau zu schaffen. Da die Membran bei der vorliegenden Erfindung durch eine magnetische Kraft angetrieben wird, kann die Kühlvorrichtung zudem durch niedrige Spannun gen unter 5 V angetrieben und leicht in einen LSI-Chip integriert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computer mit einem Substrat, auf dem mehrere Halbleiterpakete montiert sind, einem das Substrat enthaltenden Gehäuse, einer auf einer Oberfläche des Gehäuses angeordneten Tastatur zur Eingabe von Informationen und einem Anzeigebildschirm geschaffen, wobei mindestens eines der Halbleiterpakete einen Wärmeabführungsteil enthält, der Wärme an eine Oberfläche gegenüber einer an dem Substrat befestigten Oberfläche ableitet, und jede der vorstehend beschriebenen Kühlvorrichtungen als Wärmeabführungsteil verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß ist es durch Anordnen einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in einem in einem Computer mit Substraten, auf denen Halbleiterpakete montiert sind, enthaltenen Halbleiterpaket, das eine große Menge an Wärme erzeugt, möglich, einen Anstieg der Temperatur des Halbleiterpakets zu unterdrücken und einen Anstieg der Temperatur des Substrats zu verhindern, wobei dies beides einen ordnungsgemäßen Betrieb der elektronischen Schaltungen ermöglicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht mit einem Teilschnitt eines Kühlvorrichtungen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthaltenden Computers;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß dem Grundprinzip der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 3a und 3b sind jeweils eine Schnittansicht einer elektromagnetischen Kühlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Draufsicht einer Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 5a, 5b und 5c sind Diagramme, die ein Verfahren zur Erzeugung einer Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
die Fig. 6a und 6b sind jeweils eine Schnittansicht einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Draufsicht einer Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern;
Fig. 7 ist eine Draufsicht einer Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 8a und 8b sind jeweils eine Schnittansicht einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand der Magnetisierung einer in der Kühlvorrichtung verwendeten magnetischen Membran zeigt;
Fig. 9 ist eine Schnittansicht einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 11a und 11b sind Diagramme, die das Funktionsprinzip der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform zeigen; und
Fig. 12 ist eine Ablaufübersicht, die die zeitliche Abstimmung des Fließens von Strom zu jeweiligen Spulen der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Grundausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Fig. 1 ist eine perspektivische Teilansicht einschließlich einer Außenansicht und eines Teilschnitts, der den inneren Aufbau eines Computers zeigt. Der Computer umfaßt ein Gehäuse 800 mit einem Anzeigebildschirm 803 und einer auf einer Oberfläche des Gehäuses montierte Tastatur 805, ein in dem Gehäuse 800 angeordnetes Substrat 8, auf dem verschiedene Halbleiterpakete und elektronische Teile montiert sind, einen externen Stecker und ein Plattenlaufwerk 804. Das Gehäuse 800 ist mit Luftöffnungen 801, 802 versehen, die auf der Seite der Tastatur und auf der Seite des externen Steckers ausgebildet sind, um ein Zirkulieren von Luft in dem Computer zu ermöglichen. Mehrere Halbleiterpakete 2 mit hoher Wärmeerzeugungsdichte und Halbleiterpakete 20 mit geringer Wärmeerzeugungsdichte sind vermischt auf dem in einem flachen Raum in dem Gehäuse 800 angeordneten Substrat 8 montiert.
Das Substrat 8 ist eine mehrschichtige Leiterplatte, auf der Signalleitungen und Energieleitungen in mehreren Schichten angeordnet sind, zwischen denen Isolierschichten angeordnet sind. Die Halbleiterpakete 2, 20 und weitere elektronische Teile sind durch in dem Substrat vorgesehene Durchgangsbohrungen und auf der Oberflächenschicht angeordnete Verdrahtungen elektrisch miteinander verbunden.
Eine Kühlvorrichtung 1 ist auf einer dem Substrat 8 gegenüberliegenden Seite des Halbleiterpakets durch einen hoch wärmeleitfähigen Klebstoff mit dem Halbleiterpaket 2 mit ei ner hohen Wärmeerzeugungsdichte verbunden. Fig. 2 zeigt eine erweiterte Ansicht des Halbleiterpakets 2, auf dem die Kühlvorrichtung 1 montiert ist.
Eine weitere und detaillierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3a und 3b beschrieben. Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau der Kühlvorrichtung zeigt. Die Kühlvorrichtung umfaßt eine flexible magnetische Membran 70, Seitenplatten 103, 104, 102, die beide Enden der Membran halten, eine obere und eine untere Einheit 73, 74 zur Erzeugung von Magnetfeldern, die die durch die Seitenplatten 102, 103, 104 gehaltene Membran antreiben, und Energiezufuhr-Anschlußflächen 105, die den Einheiten zur Erzeugung von Magnetfeldern elektrische Energie zuführen. Die Kühlvorrichtung ist derart auf einem zu kühlenden Halbleiterpaket 90 montiert, daß die Kühlvorrichtung in das Halbleiterpaket 90 integriert ist. Die Energiezufuhr-Anschlußflächen 105 sind durch Golddrähte mit auf dem Halbleiterpaket 90 ausgebildeten Energiezufuhr-Anschlußflächen 106 verbunden. Die Energiezufuhr-Anschlußflächen 106 sind mit auf dem Halbleiterpaket 90 ausgebildeten Leitungen 107 verbunden. Mit Ausnahme der von den Seitenplatten gehaltenen Abschnitte der magnetischen Membran wird die magnetische Membran derart gehalten, daß die Membran teilweise in der Form des Buchstaben S gebogen ist. Der Abschnitt, der in der Form des Buchstaben S gebogen ist, wird elastisch verformt.
Die Einheiten 73, 74 zur Erzeugung von Magnetfeldern treiben die magnetische Membran derart an, daß der gebogene Abschnitt bewegt wird. Wenn der oberen Einheit 73 zur Erzeugung von Magnetfeldern eine Spannung von 5 V zugeführt wird, wird eine obere Oberfläche des gebogenen Abschnitts der magnetischen Membran derart bewegt, daß die obere Oberfläche sukzessive mit einer unteren Oberfläche der oberen Einheit 73 zur Erzeugung von Magnetfeldern in Kontakt gelangt. Werden andererseits die an die obere Einheit 73 zur Erzeugung von Magnetfeldern angelegte Spannung ausgeschaltet und der unteren Einheit 74 zur Erzeugung von Magnetfeldern eine Spannung von 5 V zugeführt, wird der S-förmig gebogene Abschnitt der magnetischen Membran umgekehrt zu der vorstehend genannten Richtung bewegt. Diese Vorgänge werden in einem Intervall von mehreren Hundertstel Millisekunden bis zu mehreren Zehntel Millisekunden wiederholt, um zwischen der oberen und der unteren Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern befindliche erwärmte Luft auszustoßen. Dadurch wird das unter der Kühlvorrichtung angeordnete Halbleiterpaket gekühlt.
Fig. 3a ist eine Schnittansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Fig. 3b zeigt die Platte zur Erzeugung von Magnetfeldern, die ein Hauptbestandteil der Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern ist. Die Kühlvorrichtung weist eine Länge von 20 mm, eine Breite von 20 mm und eine Höhe von 2-5 mm auf. Diese Abmessungen sind lediglich ein Beispiel und müssen annähernd mit der Größe des Halbleiterpakets übereinstimmen, das gekühlt werden soll. Die magnetische Membran 70 besteht aus einer Permalloy-Folie mit einer Länge von 20 mm, einer Breite von 15 mm und einer Dicke von 5 um. Die obere und die untere Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern umfassen isolierende Substrate 92, 93, Spulenmuster 95, 96 und magnetische Substanzen 97, 98.
Die Spulenmuster 95, 96 der Einheiten zur Erzeugung von Magnetfeldern werden unter Verwendung von Halbleiter-Mikroprozessor-Technologie hergestellt. Nach der Verbindung einer Kupferfolie von 50-100 um mit den isolierenden Substraten 92, 93 mit einer Dicke von 500 um werden photolithographisch mehrere zehn Wicklungen Spulenmuster 95, 96 mit einer Breite von 50-100 um erzeugt. Dann wird Nickel mit einer Dicke von 50-100 um oder eine magnetische Permalloy-Substanz 97, 98 in die Spulenmuster 95, 96 gebondet.
Schließlich wird zur Isolierung zwischen den Spulen und zwischen der Spule und der magnetischen Membran die Oberfläche der Platte zur Erzeugung von Magnetfeldern, d. h. die Oberflächen des Spulenmusters und der magnetischen Substanz, mit Harz 110, 111, wie Polyimid- oder Silikonharz mit einer Wärmebeständigkeit von über 200ºC, überzogen. Silikonoxid oder Silikonnitrid, die eine höhere Widerstandsspannung als diese Harze aufweisen, können für diese Isolationsbeschichtung verwendet werden. Es ist möglich, die Dicke der Kupferfolie, die Breite der Spule oder die Anzahl der Windungen entsprechend der Größe der zum Antrieb der magnetischen Membran erforderlichen magnetischen Kraft zu verändern. Die Spulenmuster 95, 96 und die magnetischen Substanzen 97, 98 können sowohl durch elektrolytisches Galvanisieren als auch durch das vorstehend erwähnte Verfahren erzeugt werden.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 5a, 5b und 5c sind Prozeßdiagramme, die das Verfahren zur Herstellung einer Platte zur Erzeugung von Magnetfeldern zeigen, die ein Hauptbestandteil der Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern ist. Die in Fig. 4 dargestellte Kühlvorrichtung ist eine Modifikation der Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern der in den Fig. 3a und 3b dargestellten Kühlvorrichtung. Die Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern umfaßt ein magnetisches Substrat 112, 113 mit herausgeschnittenen Abschnitten an der Außenkante, ein magnetisches Substrat 115, 116, dessen beide Oberflächen flach sind, und eine Spule 117, 118. Die Fig. 5a, 5b und 5c zeigen das Verfahren zur Herstellung der Kühlvorrichtung.
Das flache magnetische Substrat 116 wird mit dem magnetischen Substrat 113 mit dem herausgeschnittenen Abschnitt an der Außenkante verbunden, um eine Rille an seinem Umfang zu erzeugen. In diese Rille wird ein mit einer Isolierung überzogener Kupferdraht mit mehreren hundert Windungen gewickelt, um die Spule 118 zu bilden, die in ein Harz eingeschmolzen wird. Das magnetische Substrat mit dem herausgeschnittenen Abschnitt an der Kante und das flache magnetische Substrat sind aus Permalloy, Nickel, Kobalt oder Eisen gefertigt. Die Spule wird aus Kupferdraht mit einem Durchmesser von weniger als 0,2 mm hergestellt. Wenn die Tiefe der Rille gering ist, ist es möglich, ein Substrat mit einer konkaven Rille an ihrer Seitenfläche zu verwenden.
Da die Spulenmuster der in Fig. 3a dargestellten Kühlvorrichtung unter Verwendung von Photolithographie hergestellt werden, sind die Dicke des Spulenmusters und die Anzahl der Windungen begrenzt. Die Stärke des Magnetfelds ist proportional zu der Anzahl der Windungen der Spule und einem in der Spule fließenden Strom. Dementsprechend ist eine Platte zur Erzeugung von Magnetfeldern, für die eine durch Photolithographie hergestellte Spule verwendet wird, für eine dünne Kühlvorrichtung geeignet, sie weist jedoch eine Beschränkung hinsichtlich der Stärke des Magnetfelds auf, das durch sie erzeugt werden kann.
Andererseits ist die zusammengesetzte Kühlvorrichtung, für die Kupferdraht verwendet wird, im Vergleich zu einer durch Photolithographie hergestellten Spule für eine Steigerung der Anzahl der Windungen und des durch die Spule fließenden Stroms geeignet. Daher kann ein stärkeres Magnetfeld erzeugt werden, die Dicke der Vorrichtung übersteigt jedoch 4 mm.
Bei einem durch die Spule erzeugten Magnetfeld hängt die auf die magnetische Membran einwirkende magnetische Kraft vom Gradienten des Magnetfelds ab. Aufgrund der Verwendung des Paars aus oberer und unterer flacher Platte zur Erzeugung von Magnetfeldern für die in den Fig. 3a, 3b, 4, 5a, 5b und 5c dargestellte elektromagnetisch angetriebene Kühlvorrichtung ist der Gradient des Magnetfelds in der magnetischen Membran niedrig, so daß eine auf die magnetische Membran einwirkende magnetische Kraft klein ist.
Die Fig. 6a und 6b zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Gradient des Magnetfelds in der magnetischen Membran durch Unterteilen der oberen und der unteren Platte zur Erzeugung von Magnetfeldern in mehrere Abschnitte gesteigert wird.
Fig. 6a ist eine Schnittansicht einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung, und Fig. 6b zeigt eine unterteilte Platte zur Erzeugung von Magnetfeldern, die ein Hauptbestandteil der Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern ist. Die in den Fig. 6a und 6b dargestellte elektromagnetisch angetriebene Kühlvorrichtung umfaßt fünf Einheiten zur Erzeugung von Magnetfeldern, die durch Unterteilen der Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern der in den Fig. 3a, 3b dargestellten Kühlvorrichtung in fünf Streifen erhalten werden. Die Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern umfaßt Substrate 120, 121, magnetische Substanzen 122-131 und Spulen 135- 144. Die Zufuhr von Strom zu jeder Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern erfolgt durch Energiezufuhr-Anschlußflächen 150 -159.
Fig. 6a zeigt einen Zustand, in dem jeweils von den oberen und den unteren magnetischen Substanzen 122 und 128 - 131 Magnetfelder erzeugt werden. Dieser Zustand wird durch Zufuhr von Strom zu der oberen Spule 135 und den unteren Spulen 141-144 erhalten.
Hierbei werden der linke Abschnitt des S-förmigen Abschnitts von der oberen magnetischen Substanz 122 und der rechte Abschnitt des S-förmigen Abschnitts von den unteren magnetischen Substanzen 128-131 angezogen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die unterteilte Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern zur Bewegung der magnetischen Membran Magnetfelder. Wird beispielsweise der S-förmige Abschnitt durch die aufeinanderfolgende Zufuhr von Strom zu den oberen Spulen 135-139 nach rechts bewegt, werden in der entsprechenden Reihenfolge Magnetfelder in den magnetischen Substanzen 122-126 erzeugt. Die den unteren Spulen 140 bis 144 in der genannten Reihenfolge zugeführten Ströme werden gleichzeitig mit der Bewegung der magnetischen Membran ausgeschaltet. Um den S-förmigen Abschnitt umgekehrt nach links zu bewegen, wird der Strom umgekehrt zu der vorstehend beschriebenen Reihenfolge zugeführt.
Da die unterteilte Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern unterteilte Abschnitte zur Erzeugung von Magnetfeldern umfaßt, ist der Gradient des durch den unterteilten Abschnitt zur Erzeugung von Magnetfeldern erzeugten Magnetfelds an der magnetischen Membran größer als bei der Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern des Typs mit flachen Platten. Daher ermöglicht die Verwendung der unterteilten Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern eine rasche Bewegung des S-förmigen Abschnitts der magnetischen Membran. Der in den Fig. 6a, 6b dargestellte Aufbau des unterteilten Typs ist für die dritte Ausführungsform anwendbar, bei der Kupferspulen verwendet werden. Die Anzahl von unterteilten Einheiten zur Erzeugung von Magnetfeldern wird entsprechend der Größe der Kühlvorrichtung und der Geschwindigkeit der Bewegung der magnetischen Membran bestimmt.
Eine magnetische Substanz weist eine Eigenschaft auf, die als Formanisotropie bezeichnet wird. Ist die magnetische Substanz beispielsweise ein Zylinder, läßt sich die magnetische Substanz leicht entlang der Längsachse des Zylinders magnetisieren. Dies bedeutet, es besteht die Tendenz zu einer Magnetisierung entlang der Länge der Substanz. Bei den Einheiten zur Erzeugung von Magnetfeldern der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtungen gemäß der zweiten und der vorliegenden Ausführungsform werden dünne Platten aus einer magnetischen Substanz verwendet, wobei durch Zufuhr von Strom zu um die dünnen magnetischen Platten angeordneten Spulen Ma gnetfelder erzeugt werden. Daher entspricht bei der zweiten und bei der vorliegenden Ausführungsform die Richtung der Magnetisierung der dünnen magnetischen Platte der Normalenlinie (die sich entlang der Dicke der Platte erstreckt), und daher ist es unwahrscheinlich, daß sie magnetisiert wird.
Fig. 7 zeigt den Aufbau einer Kühlvorrichtung, bei der die dünnen magnetischen Platten der Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern in mehrere kleine Abschnitte unterteilt sind, so daß die Wahrscheinlichkeit besteht, daß die dünnen magnetischen Platten entlang der Normalenlinie der dünnen Platte magnetisiert werden. Fig. 7 ist eine Draufsicht der Platte zur Erzeugung von Magnetfeldern, die einen Zustand zeigt, in dem die dünne magnetische Platte in mehrere kleine Abschnitte unterteilt ist. Eine Schnittansicht der Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erübrigt sich, da sie annähernd mit der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform übereinstimmt. Wie in Fig. 7 dargestellt, sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform magnetische Substanzen 165-169 in 40 kleine Abschnitte unterteilt. Dadurch ist es im Vergleich zu dem in der ersten Ausführungsform gezeigten Aufbau wahrscheinlicher, daß die jeweiligen magnetischen Substanzen in bezug auf das Substrat vertikal magnetisiert werden. Dadurch wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein stärkeres Magnetfeld als bei der zuvor genannten Ausführungsform erzeugt. Selbstverständlich wird die Anzahl der Unterteilungen der magnetischen Substanzen entsprechend der Größe der Kühlvorrichtung und der erforderlichen Stärke des Magnetfelds geeignet verändert.
Die Fig. 8a, 8b zeigen eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 8a zeigt eine Schnittansicht der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, und Fig. 8b zeigt die Richtungen der Magnetisierung der magnetischen Membran. Die elektromagnetisch angetriebene Kühlvorrichtung gemäß der vorliegen den Ausführungsform ist eine Teilmodifikation der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform. Die Unterschiede zwischen der zuerst genannten und der zuletzt genannten Ausführungsform sind wie folgt.
Bei der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
(1) besteht die magnetische Membran aus einer magnetischen Substanz (einem Dauermagneten) mit einer hohen Koerzitivkraft,
(2) ist die Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern auf einer einzigen Seite montiert und wird ein Magnetfeld durch Wechselstrom erzeugt.
Bei der vorstehend beschriebenen zweiten bis fünften Ausführungsform werden mehrere obere und untere Einheiten zur Erzeugung von Magnetfeldern zum Antreiben der magnetischen Membran verwendet. Dies liegt daran, daß Permalloy mit einer kleinen Koerzitivkraft für die magnetische Membran verwendet wird. Wenn eine magnetische Substanz (ein Dauermagnet) verwendet wird, der die Magnetisierung entlang der Normalenlinie der Membran hält, wie in den Fig. 8a, 8b dargestellt, kann die magnetische Membran nur durch Umkehrung der durch die Membran verlaufenden magnetischen Kraftlinie auf und ab bewegt werden. Eine Umkehrung der magnetischen Kraftlinie kann durch Anlegen einer Wechselspannung an eine Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern erfolgen. Dadurch kann bei der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die magnetische Membran mittels einer einzigen Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern angetrieben werden. Obwohl es möglich ist, entweder den Flachplattentyp oder den unterteilten Typ, die in der zweiten bis fünften Ausführungsform dargestellt sind, als Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern zu verwenden, erzeugt der unterteilte Typ eine größere magnetische Kraft zum Antreiben der Membran.
Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Fig. 9 ist eine Schnittansicht der elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie bei den gemäß der vierten und der fünften Ausführungsform dargestellten Konstruktionen werden unterteilte Einheiten zur Erzeugung von Magnetfeldern zum Antreiben der magnetischen Membran verwendet. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Spulen um magnetische Substanzen mit U-förmigen Querschnitten gewikkelt, um Elektromagnete 171-177 und 181-187 zu erzeugen, und diese Elektromagnete sind derart auf dem Substrat angeordnet, daß ihre konkaven Seiten einander zugewandt sind.
Bei der in der ersten und zweiten Ausführungsform dargestellten flachen magnetischen Substanz ist eine von der magnetischen Membran und der flachen magnetischen Substanz gebildete magnetische Schaltung offen. Daher werden magnetische Kraftlinien in den Raum abgegeben. Da andererseits eine durch die magnetische Membran und die U-förmige magnetische Substanz gebildete magnetische Schaltung umschlossen ist (geschlossenen Schaltung), werden durch die Verwendung der U- förmigen magnetischen Substanz die meisten magnetischen Kraftlinien in der magnetischen Schaltung eingeschlossen. Dadurch wirkt eine größere magnetische Kraft als bei dem Aufbau mit der flachen magnetischen Substanz auf die magnetische Membran ein, wodurch es möglich wird, die Membran rasch zu bewegen. Fig. 9 zeigt einen Zustand, in dem die Elektromagnete 171, 172 und 181-184 betätigt werden. Hierbei bilden die oberen Elektromagnete 171, 172 und die unteren Elektromagnete 181-184 zusammen mit der magnetischen Membran geschlossene Schaltungen. Der linke Bereich des S-förmigen Abschnitts wird von den oberen Elektromagneten 171, 172 und der rechte Bereich des S-förmigen Abschnitts von den unteren Elektromagneten 181-184 angezogen. Gleichzeitig sind die Wirkungen des unteren Elektromagneten und des oberen Elektromagneten, die einander gegenüberliegen, entgegengesetzt. Wird beispielswei se der obere Elektromagnet 171 eingeschaltet, wird der gegenüberliegende untere Elektromagnet 187 ausgeschaltet. Die magnetische Membran 70 wird durch Steuern von elektrischen Signalen zur Zufuhr zu den oberen Elektromagneten 171-177 und den unteren Elektromagneten 181-187 nach rechts oder links bewegt. Die magnetische Membran wird derart bewegt, daß eine durch jeden Elektromagneten erzeugte magnetische Schaltung geschlossen wird.
Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 beschrieben. Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Fig. 11a und 11b sind Ansichten, die das Funktionsprinzip zeigen. Fig. 12 ist eine Ablaufübersicht, die die zeitliche Abstimmung für das Anlegen von Strom an jede Spule zeigt. Wie bei der in der vorstehend beschriebenen siebten Ausführungsform dargestellten Kühlvorrichtung wird die magnetische Membran derart bewegt, daß eine durch die Elektromagnete gebildete magnetische Schaltung geschlossen wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform steht der Querschnitt der magnetischen Substanz zur Erzeugung eines Magnetfelds vor, und es sind mehrere elektrisch unabhängige Spulen um die vorstehenden Abschnitte gewickelt. Ob an jedem vorstehenden Abschnitt eine Spule ausgebildet ist, wie in Fig. 10 dargestellt, oder an jedem zweiten vorstehenden Abschnitt, wie in Fig. 11a dargestellt, wird entsprechend der erforderlichen Geschwindigkeit der magnetischen Membran bestimmt.
Die magnetische Membran wird durch aufeinanderfolgendes Anlegen von Strom an die jeweiligen unabhängigen oberen und unteren Spulen Schritt für Schritt bewegt. Fig. 12 zeigt eine Zeitübersicht des den oberen und unteren Spulen zuzuführenden Stroms. Wird den Spulen U1, U2, U3, U4, L1, L2, L3, L4 in der Reihenfolge der acht oberen und unteren Spulen (U1-U4, L1- L4) Strom zugeführt, wird die magnetische Membran derart bewegt, daß eine durch den jeweiligen vorstehenden Abschnitt eines Eisenkerns und die magnetische Membran gebildete magnetische Schaltung geschlossen wird. Wird den oberen und unteren Spulen U1-U4 Strom zugeführt, wird die magnetische Membran von links nach rechts bewegt. Wird den jeweiligen Spulen in der Reihenfolge U1-U2-U3-U4-L4-L3-L2-L1 weiterhin Strom zugeführt, bewegt sich die magnetische Membran daher von rechts nach links hin und her. Durch Verändern der Frequenz des in der Ablaufübersicht dargestellten Taktgebersignals ist eine Veränderung der Zeitspanne für die Zufuhr von Strom zu jeder Spule möglich.
Die Fig. 11a und 11b zeigen einen Zustand der magnetischen Membran, in dem den oberen und unteren Spulen Strom zugeführt wird. Wie in der in Fig. 12 dargestellten Ablaufübersicht und anhand des in den Fig. 11a und 11b dargestellten Zustands der magnetischen Membran gezeigt, stehen den jeweiligen Spulen zugeführte Ströme zwischen den oberen und unteren Spulen in umgekehrter Beziehung. Dies bedeutet, daß, wenn Strom zu der oberen Spule fließt, kein Strom zu der dieser Spule gegenüberliegenden unteren Spule fließt. Umgekehrt fließt, wenn Strom zu der unteren Spule fließt, kein Strom zu der oberen Spule. Daher fließt bei der Betätigung eines Stellglieds stets Strom zu vier Spulen, die die Hälfte der acht Spulen bilden. Da die Spulen bei der vorliegenden Ausführungsform auf dem vorstehenden Abschnitt ausgebildet sind, kann die achte Ausführungsform im Vergleich zu der siebten Ausführungsform leicht hergestellt werden und hat den Vorteil, das die Herstellung einer dünnen Vorrichtung ermöglicht wird.
Bei den in den Fig. 2-11 dargestellten elektromagnetisch angetriebenen Kühlvorrichtungen wird eine zwischen zwei Platten einer Einheit zur Erzeugung von Magnetfeldern gehaltene Membran durch eine magnetische Kraft auf und ab be wegt. Daher ist es durch Verengen des Raums zwischen den Platten zur Erzeugung von Magnetfeldern möglich, eine Kühlvorrichtung mit einem dünnen Aufbau mit einer Dicke von 10 mm herzustellen. Da bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Membran durch eine magnetische Kraft angetrieben wird, kann die Kühlvorrichtung zudem durch niedrige Spannungen unter 5 V angetrieben und in das Halbleiterpaket integriert werden.
Wenn die in der zweiten bis achten Ausführungsform beschriebene Kühlvorrichtung auf einem Halbleiterpaket montiert und in dem in Fig. 1 dargestellten Computer verwendet wird, ist es möglich, Wärme effektiv von dem Halbleiterpaket und dem Substrat abzuleiten, auf dem das Halbleiterpaket montiert ist.
Wie vorstehend besonders beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Kühlvorrichtung mit einem einfachen Aufbau herzustellen, die ein Paar einander gegenüber angeordneter flacher Platten mit einem Raum zwischen einander und ein dazwischen angeordnetes Membranelement umfaßt. Daher führt die Kühlvorrichtung mit einem im Vergleich zu einer Kühlvorrichtung des Drehgebläsetyps dünnen Aufbau eine Kühlung aus. Dadurch ist es möglich, elektronische Schaltungssubstrate mit hoher Dichte zu montieren. Ferner weist die Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine erhebliche Wirkung bei der Zerstörung einer thermischen Grenzschicht und eine hohe Kühlleistung auf. Da die Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung keine Gleitabschnitte, wie Lager, aufweist, existiert ferner keine Verschlechterung der Betriebsdauer aufgrund einer Abnutzung. Ferner ist der Energieverbrauch sehr gering.

Claims

1. Kühleinrichtung mit

- einem Paar flacher Platten (73, 74; 110, 111; 115, 116), die eine Antriebseinrichtung aufweisen und einander gegenüberstehen, um zwischen sich einen Raum festzulegen,

- einem Paar Seitenplatten (102, 103, 104), die zwischen und an gegenüberliegenden Enden der flachen Platten angeordnet sind, um gemeinsam damit den besagten Raum festzulegen,

- einer flexiblen Membran (70), die in dem Raum zwischen den flachen Platten und den Seitenplatten angeordnet ist, wobei ihr eines Ende nahe der einen Seitenplatte an der einen flachen Platte und ihr anderes Ende nahe der anderen Seitenplatte an der anderen flachen Platte befestigt ist und sie in dem besagten Raum in solcher Weise angeordnet ist, daß ein erster Abschnitt von ihr mit der Oberfläche der einen flachen Platte in Berührung steht, ein zweiter Abschnitt von ihr mit der zweiten flachen Platte in Berührung steht und ein dritter Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt, der den Raum zwischen den flachen Platten durchquert, mit Hilfe der Antriebseinrichtung zwischen den festgelegten Enden der flexiblen Membran in eine Hin- und Herbewegung über die Oberfläche der flachen Platten versetzt werden kann, und

- einer Stromversorgung (106) zum Speisen der Antriebseinrichtung mit Energie,

dadurch gekennzeichnet,

daß die flexible Membran (70) aus einem magnetischen Material hergestellt ist,

daß jede der flachen Platten (73, 74; 110, 111; 115, 116) eine Antriebseinrichtung in Form einer Magnetfelderzeugungseinheit (95, 96; 117, 118; 122-131; 164-169; 171-177, 181-187; U1-U4, L1-L4) aufweist, die Magnetfelder gemäß Signalen zum Versetzen der flexiblen magnetischen Membran (70) in eine Hin- und Herbewegung erzeugt, um zwischen den flachen Platten eingeschlossene erhitzte Luft auszutreiben, und

daß eine der flachen Platten (73, 74; 110, 111; 115, 116) in thermischer Verbindung steht mit einem Wärme erzeugenden Bauelement (90), das gekühlt werden soll.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible magnetische Membran (70) aus Permalloy oder einem anderen Material hergestellt ist, das eine niedrige Koerzitivkraft aufweist.

3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelderzeugungseinheiten (95, 96; 117, 118; 122-131; 165-169; 171-177, 181-187; U1-U4, L1-L4) der flachen Platten (73, 74; 110, 111; 115, 116) alternierend mit elektrischer Energie versorgt werden.

4. Kühleinrichtung mit

- einem Paar flacher Platten (120, 121), die eine Antriebseinrichtung aufweisen und einander gegenüberstehen, um zwischen sich einen Raum festzulegen,

- einer Stromversorgung (106) zum Speisen der Antriebseinrichtung mit Energie,

dadurch gekennzeichnet,

daß die flexible Membran (70) aus einem magnetischen Material mit hoher Koerzitivkraft hergestellt ist,

daß jede der flachen Platten (120, 121) eine Antriebseinrichtung in Form einer Magnetfelderzeugungseinheit (127-13) aufweist, die Magnetfelder gemäß Signalen zum Versetzen der flexiblen magnetischen Membran (70) in eine Hin- und Herbewegung erzeugt, um zwischen den flachen Platten eingeschlossene erhitzte Luft auszutreiben, und

daß eine der flachen Platten (120, 121) in thermischer Verbindung steht mit einem Wärme erzeugenden Bauelement, das gekühlt werden soll.

5. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelderzeugungseinheit oder -einheiten (122-131; 165-168; 171-177, 181-187; U1-U4, L1-L4) flacher Platten (110, 111) jede in eine Mehrzahl von unabhängigen Untereinheiten unterteilt sind.

6. Halbleiterpaket mit

- einem Substrat (8), das wenigstens einen Halbleiterchip (2, 20) aufweist, der einen darauf aufgebauten elektronischen Schaltkreis enthält und einen Eingabe/Ausgabe-Abschnitt (806) zum Eingeben und Ausgeben elektrischer Signale an den und aus dem Halbleiterchip aufweist, und

- einem Wärmeabführungsteil (1), der zum Austreiben von Wärme aus dem Halbleiterchip (2) auf dem Substrat (8) angeordnet und eine. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.

7. Computer mit

- einem Substrat (8), auf dem eine Vielzahl von Halbleiterpaketen aufgebaut ist und das in ein Gehäuse (800) eingebaut ist,

- einer auf einer Oberfläche des Gehäuses (800) angeordneten Tastatur (805) für die Eingabe von Information und

- einem Bildschirm,

wobei wenigstens eines der Halbleiterpakete einen Wärmeabführungsteil (1) aufweist, der auf einer Oberfläche angeordnet ist, die einer mit dem Substrat (8) zusammengebauten Oberfläche gegenübersteht, und eine Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.