相変化を用いた超高密度集積回路の除熱方法の開発

开发利用相变的超高密度集成电路散热方法

• 批准号: 60850038
• 负责人: 土方 邦夫
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-60850038/
• 关键词: 集積回路; 冷却; 伝熱促進; 沸騰; 凝縮; フィン; 細管; 強制対流

超高密度集積回路の実用化のために必要な高性能除熱法の開発を目的とし、集積回路ケース内に蒸発性液体を封入し相変化により素子発熱部からケースへ熱を移動させ除熱を行う方法につき研究を行ない、以下の成果を得た。まずケース上壁面での凝縮熱伝達を向上させるため、上面の内壁に円錐形の突起を付けこれに軸対称フィン加工を施し、重力により凝縮液を円錐頂部に導くことによってフィン先端での熱伝達率を向上させさらに円錐頂部に細管を取り付け、重力による吸い込み作用により凝縮液をケース上面から除去し熱伝達を促進する方法につき実験研究を行なった。その結果、平滑な円錐面に比べフィンを取り付けることにより熱伝達率が約3倍増加し、さらに細管を取り付けることにより熱伝達率が最大で2〜3倍増加することを明らかにした。さらにフィンによる表面張力効果および細管による吸引効果を考慮した解析を行ない、この凝縮熱伝達率を理論的に予測できることを示した。次にこのような高性能凝縮面を上面に持ち底部に発熱面を持つ円筒状ケーシングを製作し、内部にフレオンR113を封入し、ケースを空気の強制対流場に置いた時の熱伝達特性につき研究を行なった結果凝縮伝熱促進を行なうことによりケース内の凝縮熱抵抗を十分小さくすることができ、主たる熱抵抗は発熱部からの沸騰熱伝達とケース外表面から周囲気体への対流熱伝達にあること、沸騰熱伝達率は従来のプール沸騰に対する相関式とおおむね一致するがケース内液位が低いほど熱伝達率が増加すること、またケース表面温度分布をサーモトレーサにより測定した結果、ケース背面の表面温度が高く再循環領域の存在により熱伝達が低下することが明らかとなった。これらの結果から、発熱素子からの沸騰熱伝達およびケース外面の対流熱伝達の促進についてさらに検討する必要のあることが分かった。

It is necessary to use the ultra-high-density collector loop chemical system. The purpose of the ultra-high-density collector loop is high performance. The evaporative liquid in the collector loop is sealed in the system. In the system, the whole system is used to remove the gas. The following results have been obtained. The upper wall, the upper wall and the upper wall. The effect of gravity on the condensation of the liquid is to remove the concentration and promote the improvement of the method. The results show that the rate of increase is about 3 times higher than that of the smooth surface, and the maximum rate is 2% and 3 times higher than that of the control group. The effect of the surface force on the surface, the effect of the tube, the attraction, the analysis of the line, and the prediction of the theory of the rate of condensation. On the high performance condensing surface of the secondary equipment, the bottom of the machine is used to operate the cylinder, the R113 is sealed, the air is used to force the flow field to achieve the performance characteristics, and the results show that the performance is improved, and the internal condensation resistance is very small. In the main part of the system, the temperature distribution of the outer surface, the surface temperature, the temperature distribution, the temperature On the back, the surface temperature is high and then there is a high surface temperature in the field. The results of the experiment show that it is necessary to make sure that the information flow in the outside world is very good.