JP2006203159A - 半導体用熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、熱源を冷却するための方法および装置である。一実施形態において、熱交換器100を提供する。これは、第1の表面106および対向する第2の表面104を有する、冷却液112を受容するための通路114を含む。通路に、メッシュ・プラグ110が配置され、通路内で乱流が生じるように冷却液を混合する。通路の第1の表面は、半導体熱源102に近接して配置されている。一実施形態では、第1の表面はプラスチックを含む。一実施形態では、第2の表面は、例えば銅のような金属を含む。一実施形態では、メッシュ・プラグは、ニッケルで被覆した銅メッシュを含む。
【選択図】 図1
Description
102、302 半導体熱源
104、304 第2の表面
106、306 第1の表面
108、308 熱インタフェース
110、310 メッシュ・プラグ
112、312 冷却液
114、314 流体通路
202 開口
316 ガスケット
320 拡張部
322 注入口
324 放出口
330 注入口マニホルド
340 放出口マニホルド
Claims (43)
- 熱交換器であって、
第1の表面および対向する第2の表面を有する、冷却液を受容するための通路と、
前記通路に配置され、前記通路内で乱流が生じるように前記冷却液を混合するためのメッシュ・プラグと、
を含み、前記通路の前記第1の表面が半導体熱源に近接して配置されている、熱交換器。 - 前記第2の表面がプラスチックを含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記第2の表面が、ポリカーボネート、アクリル、およびポリエチレンの中から選択された1つを含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記第1の表面を貫いて形成され、前記熱源を受容するための開口を更に含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記第1の表面が金属である、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記第1の表面が、銅およびアルミニウムの少なくとも一方である、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記第1の表面上に形成されたコーティングを更に含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記コーティングが、クロム、金、ニッケル、および白金の中から選択された少なくとも1つを含む、請求項7に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグが、銅、クロム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、タングステン、タンタル、およびチタン・ワイヤの中から選択された少なくとも1つを含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグが、炭素繊維、ガラス綿、およびガラス・メッシュ・プラグの中から選択された少なくとも1つを含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグが、銅綿、多孔性グラファイト、機械加工されたグラファイト、焼結金属粒子、および電鋳ニッケルの中から選択された少なくとも1つを含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグが金属を含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグの要素がはんだ付けによって接合されている、請求項12に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグが、前記熱源、前記第1の表面、および前記第2の表面の中から選択された少なくとも1つに、はんだ付けによって接合されている、請求項12に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグの要素が共に接合されている、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグの要素が有機接着剤によって共に接合されている、請求項15に記載の熱交換器。
- 前記メッシュ・プラグが、前記メッシュ・プラグの要素を覆うように配置されたコーティングを更に含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記コーティングが、クロム、金、ニッケル、および白金の中から選択された少なくとも1つを含む、請求候17に記載の熱交換器。
- 前記通路に流体を通すように結合され、前記通路に前記冷却液を導入し前記通路から前記冷却液を排出するための注入口および放出口を更に含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記注入口に結合され、前記冷却液を前記通路内に送出するためのポンプを更に含む、請求項19に記載の熱交換器。
- 前記放出口が前記ポンプに結合され、前記ポンプが、前記放出口から前記注入口まで前記冷却液を送出するように適合されている、請求項20に記載の熱交換器。
- 前記第1の表面と前記第2の表面との間に配置されたガスケットを更に含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記ガスケットが前記第1の表面の一部として形成されている、請求項22に記載の熱交換器。
- 前記ガスケットが前記第2の表面の一部として形成されている、請求項22に記載の熱交換器。
- 前記ガスケットが、フルオロエラストマ、ポリテトラフロオロエチレン、ナイロン、シリコーン、およびゴムの中から選択された少なくとも1つを含む、請求項22に記載の熱交換器。
- 前記ガスケットがプラスチックを含む、請求項22に記載の熱交換器。
- 前記第1の表面と前記熱源との間に配置された熱インタフェースを更に含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記熱インタフェースがはんだ熱インタフェースを含む、請求項27に記載の熱交換器。
- 前記熱インタフェースが液体金属熱インタフェースを含む、請求項27に記載の熱交換器。
- 前記熱インタフェースが、ガリウム、インジウム、すず、およびビスマスの中から選択された少なくとも1つを含む、請求項27に記載の熱交換器。
- 前記熱インタフェースがガリウム・インジウム・すず合金を含む、請求項27に記載の熱交換器。
- 前記熱インタフェースが熱ペーストを含む、請求項27に記載の熱交換機。
- 前記通路に流体を通すように結合され、前記冷却液の導入および排出のために、前記通路をまたいだ多数の点から形成される注入口マニホルドおよび放出口マニホルドを更に含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記通路に流体を通すように結合され、前記通路から前記冷却液を導入および排出するための注入口および放出口と、
前記第1の表面と前記熱源との間に配置された熱インタフェースと、
を更に含み、前記第1の表面が銅を含み、その上にニッケルのコーティングが配置され、前記第2の表面がプラスチックを含む、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記冷却液を更に含み、前記冷却液が、水、水を主成分とする液体、グリコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、油、炭化水素、炭化水素混合物、アルコール、メチルビス(フェニルメチル)−ベンゼン、塩化ナトリウム、シリコーン、および液体金属の中から選択された少なくとも1つを含む、請求項1に記載の熱交換器。
- 半導体熱源を冷却する方法であって、
第1の表面および対向する第2の表面を有する、冷却液を受容するための通路と、それらの間に配置され、前記通路内で乱流が生じるように前記冷却液を混合するためのメッシュ・プラグと、を含み、前記通路の前記第1の表面が前記半導体熱源に近接して配置されている、熱交換器を設けるステップと、
前記通路内に冷却液を流すステップと、
を含む、方法。 - 前記第1の表面を貫いて形成され、前記半導体熱源を受容するための開口を設けるステップを更に含む、請求項36に記載の方法。
- ポンプを用いて前記冷却液を前記通路内に再循環させるステップを更に含む、請求項36に記載の方法。
- 前記半導体熱源と前記第1の表面との間に熱インタフェースを設けるステップであって、前記熱インタフェースが、熱伝導性ペーストおよび液体金属熱インタフェースの中から選択された少なくとも1つを含む、請求項36に記載の方法。
- 前記冷却液が、水、水を主成分とする液体、グリコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、油、炭化水素、炭化水素混合物、アルコール、メチルビス(フェニルメチル)−ベンゼン、塩化ナトリウム、およびシリコーンの中から選択された少なくとも1つを含む、請求項36に記載の方法。
- 前記冷却液が、水の凝固点よりも低い凝固点を有する液体である、請求候36に記載の方法。
- 前記冷却液が液体金属である、請求項36に記載の方法。
- 前記液体金属が、水銀、ガリウム、インジウム、すず、およびビスマスの中から選択された少なくとも1つである、請求項42に記載の方法。
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