JP5425782B2 - 冷却装置及びこれを制御する方法。 - Google Patents
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Description
熱発生コンポーネントの温度若しくは第1表面の平均温度を調べるステップと、
前記調べられた平均温度よりも高い温度を有する熱発生コンポーネント上の少なくとも1つのホット・スポットの位置を調べるステップと、
ヒートスプレッダの第1表面上の規定位置に対して少なくとも1つのホット・スポットの前記調べられた位置をマッピングするステップと、
前記マップされた位置を通過するように複数の室を通る冷却流体の第1の流れのパターンを発生するための少なくとも1つの第1の制御信号を発生するステップと、
冷却流体をこれが流れ出した元の位置に戻すために、複数の室を通る冷却流体の第2の流れのパターンを発生する少なくとも1つの第2制御信号を少なくとも1つの第1信号と交互に発生するステップと、を含む。
2 ヒートスプレッダ
3a、3b、3c、3d アクチュエータ
4 ソケット
5 上面
6 第1の表面
7 エアー・フィン
8 第2表面
9 熱吸収室
10a,10b,10c,10d 放熱室
11a,11b,11c,11d 流体相互接続
12a,12b,12c,12d 網目構造
13 冷却流体
14 固体部分
15a,15b,15c,15d 一体型溝構造
16a,16b,16c,16d 管部分
17a、17b 上側プレート
18 下側プレート
19 コントローラ
20a,20b,20c,20d 膜
21a,21b,21c,21d ホット・スポット
22a,22b,22c,22d 内部溝
23 冷却プレート
24 印刷回路板
25 第2の熱源
26 ブレード
30 空気の流れ
31 第3の熱源
33a,33b,33c,33d 流路
34a,34b,34c,34d 流体出入り口
35a,35c,35c,35d 領域
36 仕切壁
Claims (20)
- 第1表面(6)、第2表面(8)、複数の出入り口を有する少なくとも1つの熱吸収室(9)及び前記複数の出入り口のそれぞれに1つずつ接続された複数の放熱室(10)を有するヒートスプレッダ(2)であって、前記少なくとも1つの熱吸収室(9)は前記第1表面(6)に熱接触しており、そして前記放熱室(10)は前記第2表面(8)に熱接触し且つ前記少なくとも1つの熱吸収室(9)に流体接続している前記ヒートスプレッダ(2)と、
前記ヒートスプレッダ(2)の前記第1表面(6)に熱接触して配置された少なくとも1つの半導体回路(1)と、
前記熱吸収室(9)及び前記放熱室(10)を満たす冷却流体(13)と、
前記冷却流体(13)を流動させる少なくとも1つのアクチュエータ(3)と、
前記冷却流体(13)が複数の流れのパターンで前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通って流動されるように前記少なくとも1つのアクチュエータ(3)のための少なくとも1つの制御信号を発生するコントローラ(19)とを備え、
更に、
前記半導体回路若しくは前記第1表面の平均温度を調べる手段と、
前記平均温度よりも高い温度を有する前記半導体回路上の少なくとも1つのホット・スポットの位置を調べる手段と、
前記第1表面上の規定位置に対して前記ホット・スポットの前記調べられた位置をマッピングする手段とを備え、
前記コントローラは、
前記マッピングされた前記ホット・スポットの位置を通過するように1つの放熱室から前記熱吸収室を通り他の放熱室に至る前記冷却流体の第1の流れのパターンを発生するための第1の制御信号を前記アクチュエータに供給し、
前記冷却流体をこれが流れ出した元の放熱室に戻すために、前記他の放熱室から前記熱吸収室を通り前記1つの放熱室に至る前記冷却流体の第2の流れのパターンを発生するための第2の制御信号を前記アクチュエータに供給し、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号を交互に発生する、冷却装置。 - 前記熱吸収室(9)及び前記放熱室(10)に網目構造が設けられ、前記熱吸収室の網目構造は高密度であり、前記放熱室の網目構造は低密度である、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記ヒートスプレッダ(2)が、少なくとも2つの放熱室(10a、10b)及び少なくとも2つのアクチュエータ(3)を有し、前記コントローラ(19)が2つの互いに異なる流れのパターンを使用して前記冷却流体(13)を流動させ、第1の流れのパターンにおいて、第1放熱室(10a)から前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通り第2放熱室(10b)に至る前記冷却流体(13)の流れが生成され、第2の流れのパターンにおいて、前記第2の放熱室(10b)から前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通り前記第1放熱室(10a)に至る前記冷却流体(13)の流れが生成される、請求項1記載の冷却装置。
- 前記ヒートスプレッダ(2)が、4つの放熱室(10a、10b、10c、10d)及び少なくとも2つのアクチュエータ(3)を有し、前記コントローラ(19)が、4つの互いに異なる流れのパターンを使用して前記冷却流体(13)を流動させ、第1の流れのパターンにおいて、第1放熱室(10a)から前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通り第3放熱室(10c)に至る前記冷却流体の流れが生成され、第2の流れのパターンにおいて、第2放熱室(10b)から前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通り第4放熱室(10d)に至る前記冷却流体の流れが生成され、第3の流れのパターンにおいて、前記第3放熱室(10c)から前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通り前記第1放熱室(10a)に至る前記冷却流体の流れが生成され、第4の流れのパターンにおいて、前記第4放熱室(10d)から前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通り前記第2放熱室(10b)に至る前記冷却流体の流れが生成される、請求項1記載の冷却装置。
- 前記ヒートスプレッダ(2)が、前記少なくとも1つの熱吸収室(9)の周りに放射状に配置され且つそれぞれがアクチュエータ(3)を有する複数の放熱室(10)を有し、
そして前記コントローラ(19)が、複数の互いに異なる流れのパターンを使用して前記冷却流体(13)を流動させて、前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通る放射状方向で前記冷却流体(13)を往復移動させる、請求項1記載の冷却装置。 - 前記ヒートスプレッダ(2)が、前記少なくとも1つの熱吸収室(9)及び少なくとも2つの放熱室(10)からなる流体的に相互接続された複数の室のネットワークを含み、
前記ネットワークが前記少なくとも1つのアクチュエータ(3)にそれぞれ接続された複数の流路を有し、そして前記コントローラ(19)が、複数の流れのパターンを使用して前記ネットワークの少なくとも2つの互いに異なる流路に沿って前記冷却流体(13)を流動させる、請求項1に記載の冷却装置。 - 前記少なくとも1つの放熱室(10)が、前記少なくとも1つのアクチュエータ(3)に結合された少なくとも1つの膜(20)を有し、前記少なくとも1つのアクチュエータ(3)が、前記少なくとも1つの放熱室(10)から若しくは前記少なくとも1つの放熱室(10)へ前記冷却流体を流動させるように前記少なくとも1つの膜(20)を動作させる、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記冷却装置が、前記半導体回路の温度を検出する少なくとも1つの第1温度検出器を有し、前記少なくとも1つの第1温度検出器が前記コントローラ(19)に結合されており、そして前記コントローラ(19)が、前記半導体回路の検出された温度に基づいて、少なくとも1つの制御信号を発生する、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記冷却装置が更に、前記少なくとも1つの放熱室(10)の温度を検出する少なくとも1つの第2温度検出器を有し、前記少なくとも1つの第2温度検出器が前記コントローラ(19)に結合され、そして前記コントローラ(19)が、前記少なくとも1つの放熱室(10)の検出された温度に基づいて、少なくとも1つの制御信号を発生する、請求項8に記載の冷却装置。
- 前記半導体回路が、それぞれに温度検出器が設けられている複数の領域を有し、前記複数の温度検出器が前記コントローラ(19)に結合されており、そして前記コントローラ(19)が、前記複数の領域のうちの少なくとも1つの領域に対応する少なくとも1つのホット・スポット(21)を位置を同定する、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記ヒートスプレッダ(2)が、それぞれに温度検出器が設けられている複数の放熱室を有し、前記複数の温度検出器が前記コントローラ(19)に結合されており、そして前記コントローラ(19)が、前記ヒートスプレッダ(2)の少なくとも1つの低温の放熱室を同定し、前記少なくとも1つの低温の放熱室は前記複数の放熱室の平均温度よりも低い温度を有し、そして前記コントローラ(19)が、前記冷却流体(13)の流れが前記少なくとも1つの流れのパターンで前記少なくとも1つの低温の放熱室を源としてここから始まるように前記少なくとも1つの同定された低温の放熱室に基づいて少なくとも1つの制御信号を発生する、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記ヒートスプレッダ(2)が、少なくとも2つの物理的に互いに分離された前記冷却流体(13)の流路を有し、第1の流れのパターンにおいて、前記冷却流体(13)が第1の流路を使用して前記熱吸収室(9)を通って流動され、そして第2の流れのパターンにおいて、前記冷却流体(13)が第2の流路を使用して前記熱吸収室(9)を通って流動される、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記第2表面は、前記第1表面よりも大きく且つ外部冷却媒体に接し、
前記熱吸収室及び前記放熱室は、流体相互接続により接続されており、そして
前記放熱室は、前記アクチュエータに接続されて前記冷却流体の第1の流れのパターン若しくは前記冷却流体の第2の流れのパターンを生じるポンプ素子を有する、請求項1に記載の冷却装置。 - 前記少なくとも1つのポンプ素子が、前記少なくとも1つの放熱室(10)内に配置された少なくとも1つの膜(20)を有する、請求項13に記載の冷却装置。
- 前記少なくとも1つの熱吸収室(9)若しくは前記放熱室(10)が、少なくとも1つの室壁を有し、該室壁が、該室壁及び前記冷却流体(13)の間の熱交換を増大するための表面積増大構造を有する、請求項13又は請求項14に記載の冷却装置。
- 前記熱吸収室(9)が、前記冷却流体(13)を流すための互いに物理的に分離された少なくとも2つの流路を有する、請求項13乃至請求項15のいずれか1項に記載の冷却装置。
- 前記熱吸収室(9)が、少なくとも4つの流体相互接続(11)のための少なくとも4つの出入り口を有し、前記出入り口のそれぞれが前記熱吸収室(9)の前記少なくとも4つの出入り口の遠い方の1つの出入り口に流体的に接続されている、請求項16に記載の冷却装置。
- 第1表面(6)、第2表面(8)、複数の出入り口を有する少なくとも1つの熱吸収室(9)及び前記複数の出入り口のそれぞれに1つずつ接続された複数の放熱室(10)を有するヒートスプレッダ(2)であって、前記少なくとも1つの熱吸収室(9)は前記第1表面(6)に熱接触しており、そして前記放熱室(10)は前記第2表面(8)に熱接触し且つ前記少なくとも1つの熱吸収室(9)に流体接続している前記ヒートスプレッダ(2)と、
前記ヒートスプレッダ(2)の前記第1表面(6)に熱接触して配置された少なくとも1つの半導体回路(1)と、
前記熱吸収室(9)及び前記放熱室(10)を満たす冷却流体(13)と、
前記冷却流体(13)を流動させる少なくとも1つのアクチュエータ(3)と、
前記冷却流体(13)が複数の流れのパターンで前記少なくとも1つの熱吸収室(9)を通って流動されるように前記少なくとも1つのアクチュエータ(3)のための少なくとも1つの制御信号を発生するコントローラ(19)とを備える冷却装置を制御する方法であって、
前記冷却装置は、更に、
前記半導体回路若しくは前記第1表面の平均温度を調べる手段と、
前記平均温度よりも高い温度を有する前記半導体回路上の少なくとも1つのホット・スポットの位置を調べる手段と、
前記第1表面上の規定位置に対して前記ホット・スポットの前記調べられた位置をマッピングする手段とを備え、
前記コントローラが、
前記マッピングされた前記ホット・スポットの位置を通過するように1つの放熱室から前記熱吸収室を通り他の放熱室に至る前記冷却流体の第1の流れのパターンを発生するための第1の制御信号を前記アクチュエータに供給するステップと、
前記冷却流体をこれが流れ出した元の放熱室に戻すために、前記他の放熱室から前記熱吸収室を通り前記1つの放熱室に至る前記冷却流体の第2の流れのパターンを発生するための第2の制御信号を前記アクチュエータに供給し、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号を交互に発生するステップとを行う方法。 - 前記半導体回路が、それぞれに温度検出器が設けられている複数の領域を有し、前記複数の温度検出器が前記コントローラ(19)に結合されており、そして前記コントローラ(19)が、前記複数の領域のうちの少なくとも1つの領域に対応する少なくとも1つのホット・スポット(21)を位置を同定する、請求項18記載の方法。
- 前記ヒートスプレッダ(2)が、それぞれに温度検出器が設けられている複数の放熱室を有し、前記複数の温度検出器が前記コントローラ(19)に結合されており、そして前記コントローラ(19)が、前記ヒートスプレッダ(2)の少なくとも1つの低温の放熱室を同定し、前記少なくとも1つの低温の放熱室は前記複数の放熱室の平均温度よりも低い温度を有し、そして前記コントローラ(19)が、前記冷却流体(13)の流れが前記少なくとも1つの流れのパターンで前記少なくとも1つの低温の放熱室を源としてここから始まるように前記少なくとも1つの同定された低温の放熱室に基づいて少なくとも1つの制御信号を発生する、請求項18に記載の方法。
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