JPS58166780A - 超電導電子装置 - Google Patents
超電導電子装置Info
- Publication number
- JPS58166780A JPS58166780A JP57049095A JP4909582A JPS58166780A JP S58166780 A JPS58166780 A JP S58166780A JP 57049095 A JP57049095 A JP 57049095A JP 4909582 A JP4909582 A JP 4909582A JP S58166780 A JPS58166780 A JP S58166780A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- helium
- superfluidized
- saturation
- saturated
- electronic device
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導電子装置に係り、特にジョセフン素子を
高密度に集積した集積回路を冷却するに好適な超電導電
子装置の冷却に関する。
高密度に集積した集積回路を冷却するに好適な超電導電
子装置の冷却に関する。
従来の超電導電子装置における集積回路の冷却法につい
て、第１図を基に説明する。超電導電子素子の集積回路
１は容器２に満され九通常の液体ヘリウＡ （〜４．２
に、 〜１ ａｔｍ） ３に浸種して冷却される。この
容器２内には凝縮熱交換器４が設けられ集積回路１の発
熱量を吸収して蒸発したヘリウムガスを凝縮液化して、
液体ヘリウム２の量を一定に保持する。この凝縮熱交換
器４は容器５を付属しておシ、この容器５に液体ヘリウ
ム６が注入弁７を有する注入路８から注入される。この
注入された液体ヘリウム６はそこで熱を吸収して蒸発し
、そしてこのヘリウムガスは、集積回路１と第１図には
図示しない常温部の電子装置と電気的な信号の伝達を受
けもつ多数の細線あるいは、薄膜で形成した複数の信号
伝達線９を冷却しながら、ガス回収弁ｌＯを有する回収
路１１へと導かれる。信号伝達線９は、先端部で常温部
の信号線と結合される。１２は断熱材で、１３は輻射シ
ールド板である。また、１４は何んらかの原因で、液体
ヘリウム３に大きな熱しより乱があったとき、容器２内
の内圧が急激に上昇した場合に動作する安全弁である。
て、第１図を基に説明する。超電導電子素子の集積回路
１は容器２に満され九通常の液体ヘリウＡ （〜４．２
に、 〜１ ａｔｍ） ３に浸種して冷却される。この
容器２内には凝縮熱交換器４が設けられ集積回路１の発
熱量を吸収して蒸発したヘリウムガスを凝縮液化して、
液体ヘリウム２の量を一定に保持する。この凝縮熱交換
器４は容器５を付属しておシ、この容器５に液体ヘリウ
ム６が注入弁７を有する注入路８から注入される。この
注入された液体ヘリウム６はそこで熱を吸収して蒸発し
、そしてこのヘリウムガスは、集積回路１と第１図には
図示しない常温部の電子装置と電気的な信号の伝達を受
けもつ多数の細線あるいは、薄膜で形成した複数の信号
伝達線９を冷却しながら、ガス回収弁ｌＯを有する回収
路１１へと導かれる。信号伝達線９は、先端部で常温部
の信号線と結合される。１２は断熱材で、１３は輻射シ
ールド板である。また、１４は何んらかの原因で、液体
ヘリウム３に大きな熱しより乱があったとき、容器２内
の内圧が急激に上昇した場合に動作する安全弁である。
Ａは液体窒素などで冷却された輻射シールドを有する断
熱真空である。
熱真空である。
以上のように、従来の超電導電子装置の冷却は、通常の
液体ヘリウム（〜４．２ Ｋ 、〜ｌａｔｍ）に超電導
電子素子の集積回路を浸漬するようになっていたので、
集積度が従来より高くなると、単位体積当りの発熱量が
大きくなシ、冷却面での熱流束が約０． ＯＩ Ｗ／
ｃａｔ”以上になると、液体ヘリウムの自然対流冷却領
域を越え、核沸騰領域に移り、東、嘴回路チップの冷ノ
、（＋而より、気泡が発生し２、この気泡の影普で、超
電導−子素子が誤動作するという欠点がめった。
液体ヘリウム（〜４．２ Ｋ 、〜ｌａｔｍ）に超電導
電子素子の集積回路を浸漬するようになっていたので、
集積度が従来より高くなると、単位体積当りの発熱量が
大きくなシ、冷却面での熱流束が約０． ＯＩ Ｗ／
ｃａｔ”以上になると、液体ヘリウムの自然対流冷却領
域を越え、核沸騰領域に移り、東、嘴回路チップの冷ノ
、（＋而より、気泡が発生し２、この気泡の影普で、超
電導−子素子が誤動作するという欠点がめった。
本発明の目的は、超咀導区子系子が誤動作しない冷却系
を有する超畦尋イ子装置を提供することにある。
を有する超畦尋イ子装置を提供することにある。
本発明の籍ｍは、超螺害醒子累子を冷却する冷媒として
、通常のり和液体ヘリウム（〜４．２ Ｋ 。
、通常のり和液体ヘリウム（〜４．２ Ｋ 。
ｌ ａｉｍ ）の代わりに、超流動ヘリウムを使用する
ことによってその非常に優れた熱輸送特性のために超亀
導電子系子を昼密度に集積した集積回路の冷却面での熱
流束が０．０１ ｗ、、’ ｃｎａ”以上でも、冷却面
で気泡の発生をなくシ、素子の誤動作をなくすことにあ
る。
ことによってその非常に優れた熱輸送特性のために超亀
導電子系子を昼密度に集積した集積回路の冷却面での熱
流束が０．０１ ｗ、、’ ｃｎａ”以上でも、冷却面
で気泡の発生をなくシ、素子の誤動作をなくすことにあ
る。
以上、本発明の−実り汐１］を第２図により説明する。
これは、集積回路１を飽和超流動ヘリウム１４で冷却す
る装置を示す。飽和流動ヘリウム１４を連続的に生成す
る方法について簡単に説明する。飽和超流動ヘリウム１
４け、通常の液体ヘリウム（４，２に、 〜１ ａｌｍ
）を排気管】５およびＩＥ力調整弁１６を介して真空
ポンプ１７で、強制排気して飽、ｆｌ蒸気圧を約３８
ｍ ）（ｇ以上とすることによって得られる。蒸発した
飽和超流動ヘリウム１４ｉｊ：、通冨の液体ヘリウム１
８を、熱交換器１９によってその温〆を約１２Ｋまで低
丁させ、ジュール・トムンン膨張弁２０で飽和Ｍｉ流動
ヘリウム１４の飽和Ａ気圧まで断熱膨張させて、補給さ
れる。１６号伝達線７Ｖｉ、ハーメチックシール２１を
ブｒして飽和超Ｉ５！動ヘリウム１４の僧と、通にのα
不ヘリウム１８の槽の間を接続される。次に、本発明の
他の実施例を第３図により説明する。
る装置を示す。飽和流動ヘリウム１４を連続的に生成す
る方法について簡単に説明する。飽和超流動ヘリウム１
４け、通常の液体ヘリウム（４，２に、 〜１ ａｌｍ
）を排気管】５およびＩＥ力調整弁１６を介して真空
ポンプ１７で、強制排気して飽、ｆｌ蒸気圧を約３８
ｍ ）（ｇ以上とすることによって得られる。蒸発した
飽和超流動ヘリウム１４ｉｊ：、通冨の液体ヘリウム１
８を、熱交換器１９によってその温〆を約１２Ｋまで低
丁させ、ジュール・トムンン膨張弁２０で飽和Ｍｉ流動
ヘリウム１４の飽和Ａ気圧まで断熱膨張させて、補給さ
れる。１６号伝達線７Ｖｉ、ハーメチックシール２１を
ブｒして飽和超Ｉ５！動ヘリウム１４の僧と、通にのα
不ヘリウム１８の槽の間を接続される。次に、本発明の
他の実施例を第３図により説明する。
これは、集積回路ｌをサブクール超流動ヘリウム２２で
冷却する装置の一例を示す。飽和超ｆｔ、ｗＪヘリウム
２３を生成する方法は、第２図で説明した方法と回憬で
ある。相違するのは、熱交換器２４で、飽和超流動ヘリ
ウム２３の僧と集積沖ｊ路１を浸漬する僧を圧力的に完
全に分離した点である。
冷却する装置の一例を示す。飽和超ｆｔ、ｗＪヘリウム
２３を生成する方法は、第２図で説明した方法と回憬で
ある。相違するのは、熱交換器２４で、飽和超流動ヘリ
ウム２３の僧と集積沖ｊ路１を浸漬する僧を圧力的に完
全に分離した点である。
こうすることによって、集積回路１を浸漬する超流動ヘ
リウムは、加圧ヘリウムガスボンへ２５より弁２６、熱
交換器２７を介して導かれる細管２８によっである一定
圧力に７ＪＯ圧することができ、超流動ヘリウム２２は
、サブクールの状すに−「るくすことができ、好都合で
ある。以上二つの実施例では、飽和あるいは刀口圧超流
動ヘリウムを生成する基本的方法として、献体ヘリウム
の蒸発噌熱を利用している。これ以外に、磁気冷凍法な
どＫよって、欲不ヘリウムの温度を約１２に以Ｆにする
ことによってもｕＪ ｎＥである。
リウムは、加圧ヘリウムガスボンへ２５より弁２６、熱
交換器２７を介して導かれる細管２８によっである一定
圧力に７ＪＯ圧することができ、超流動ヘリウム２２は
、サブクールの状すに−「るくすことができ、好都合で
ある。以上二つの実施例では、飽和あるいは刀口圧超流
動ヘリウムを生成する基本的方法として、献体ヘリウム
の蒸発噌熱を利用している。これ以外に、磁気冷凍法な
どＫよって、欲不ヘリウムの温度を約１２に以Ｆにする
ことによってもｕＪ ｎＥである。
本発明によれば、超電４電子累子の集積回路の冷却面に
おいて気泡が発生しないようセすることができるので、
素子の誤動作をなくすことができるという効果がある。
おいて気泡が発生しないようセすることができるので、
素子の誤動作をなくすことができるという効果がある。
第１図は従来の超電導電子装置の冷却の一例を示す断面
図、第２図は本発明の一実施例を示す断面図、第３図は
本祐明の他の実Ｓ別を示す断面図である。 １・・・集積回路、２・・・通常の液体ヘリウム、９・
・・信号伝達醒、１４・・・飽和超流切ヘリウム、１９
・・・熱交換器、２０・・・ジュール・トムノア膨’ｙ
ｆｘ弁、２２・・・サブクール超流動ヘリウム、２３・
・・飽和超流動ヘリウム、２４・・・熱交換器。
図、第２図は本発明の一実施例を示す断面図、第３図は
本祐明の他の実Ｓ別を示す断面図である。 １・・・集積回路、２・・・通常の液体ヘリウム、９・
・・信号伝達醒、１４・・・飽和超流切ヘリウム、１９
・・・熱交換器、２０・・・ジュール・トムノア膨’ｙ
ｆｘ弁、２２・・・サブクール超流動ヘリウム、２３・
・・飽和超流動ヘリウム、２４・・・熱交換器。
Claims (1)
- 超電導電子素子の集積回路とこれを浸漬し、冷却する冷
媒と、前記二つを収納する容器より成る超電導電子装置
において、冷媒として超流動ヘリウムを使用することを
特徴とする超電導電子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57049095A JPS58166780A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 超電導電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57049095A JPS58166780A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 超電導電子装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58166780A true JPS58166780A (ja) | 1983-10-01 |
| JPS6262478B2 JPS6262478B2 (ja) | 1987-12-26 |
Family
ID=12821528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57049095A Granted JPS58166780A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 超電導電子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58166780A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60123912A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-02 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Ｓｑｕｉｄの冷却装置 |
| JPS61232542A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-16 | Jeol Ltd | 試料冷却装置 |
| JP2017215089A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社前川製作所 | 冷却装置及び冷却方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50119789A (ja) * | 1974-02-22 | 1975-09-19 |
-
1982
- 1982-03-29 JP JP57049095A patent/JPS58166780A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50119789A (ja) * | 1974-02-22 | 1975-09-19 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60123912A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-02 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Ｓｑｕｉｄの冷却装置 |
| JPS61232542A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-16 | Jeol Ltd | 試料冷却装置 |
| JP2017215089A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社前川製作所 | 冷却装置及び冷却方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6262478B2 (ja) | 1987-12-26 |
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