JPS62152148A - マイクロヒ−トパイプの注液方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はＩＣやハイブリッドＩＣなとの集積回路用の
基板自体の熱伝導性を高めるためにその内部に微小なビ
ートパイプ（すなわちマイクロヒートパイプ）を形成す
るにあたり、マイクロヒートパイプとなる微小密閉中空
部に凝縮性流体を作動流体として注入する方法に関する
ものて必る。

従来の技３ｔ：ｒ 周知のようにこの種の集積回路は、シリコン号のセラミ
ック製の基板の表面にフォトエツチングや拡散、蒸着な
との方法によってトランジスタやグイオート等の累子を
多数含む回路を形成したもので市り、小型で信頼性か高
く、また安１ｔｌｆｉ−Ｃ必るなどの擾れた利点を有し
ている。しかし集積回路は、パッケージに密封した備成
てめるから、発熱による出力の制約を受け、したかつて
高出力ＩＣヤハイブｌ）　ットＩＣでは、パッケージに
放熱フィンを取り付けて熱放散を１１なったり、必るい
ｌよプリント基板に取り付けた状態で強１ｉｌｌ換気を
行なって冷却を１足進じたりすることか行なわれている
。

しかるに上述した冷却のための手段は、パンケージに密
閉した状態での外部との熱授受を促進するためのものて
一゛あるか、発熱源はセラミック基（成上に形成した回
路て必るから、その回路から５ｉ　７；Ｈフィン等の外
部に対する放熱部までの熱移動を積Ｔ（的に１１なわな
ければ、効率的な冷五目とはなり１Ｈない。この点に関
し一〇従来てｌは特に顧みられていす、集積回路の高出
力化や高廐能化を図るうえで未だ改良すべき余地がめっ
た。

このような背景の下に従来、集積回路用の基板の内部に
微小なヒートパイプを形成して垂板自体の熱伝導性を高
めることか考えられている。これは、例えばシリコン製
の基板の内部に細溝を形成するとともに、その細溝をパ
イレックスガラスやシリコン板で密閉し、こうして形成
した密閉中窒部内に水などの凝縮性流体のみを封入した
。構成であり、その凝縮性流体が蒸発および凝縮をくり
かえしつつ中空部内を循環流動することにより、その潜
熱として熱の輸送を行ない、その結果、基板全体として
の実質的な熱伝導性が良好になるものて必る。

上記の所謂マイクロヒートパイプを形成するに必たり、
前記中空部内に凝縮性流体を注入する方法として、従来
、細溝を形成した基板全体を所定の容器に入れ、その容
器の内部を具窄状態にして非；疑縮１生カスを排気した
］多に、容器の内部に凝縮性流体の蒸気を送り込み、さ
らにその状態を維持しつつ前記基板の表面にシリコン板
等を貼り付けて細溝を密閉する方法や、前記細溝を密閉
した後にその中空部内に毛細管を介して；疑縮１生流体
を注入する方法等が考えられている。

発明が解決しようとする問題点 しかるに基板に形成した細溝を密閉して中空部を形成し
た後にその中空部に凝縮性流体を注入する方法は、雰囲
気を真空にしたり、凝縮性流体雰囲気にしたりする必要
がないので、作業性が良いと考えられるか、数十戸ない
し数百νｍ程度の直径の毛細管を介して中空部に凝縮性
流体を注入しなければならないために、液相の凝縮性流
体を単に流し込んだのでは、表面張力により凝縮性流体
が毛細管を閉塞させてしまい、迅速に注入を行ない得な
い問題が生じる。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、毛細管
を介した凝縮性流体の注入を確実かつ迅速に行なうこと
のできるマイクロヒートパイプの注液方法を提供するこ
とを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、集積回路用
の基板に、毛細管圧力を発生させる微小幅の凹部を内部
に有する微小密閉中空部を形成し、その中仝部から非凝
縮性ガスを排気した後に；疑縮１生流１ボを作動流体と
して封入してマイクロヒートパイプを形成するにあたり
、前記中空部に連通させた毛細管を介して非凝縮性カス
を真空排気した後、前記凝縮性流体蒸気を前記毛細管を
介して前記中空部に送り込み、かつぞの中空部内で凝縮
性流体蒸気を凝縮放生させることを特徴とする方法て市
る。

作　　　用 すなわちこの発明の方法では、数十戸ないし数百ｐｍ程
度の細い毛細管を介して非凝縮１生ガスの具゛仝排気お
よび凝縮ｉ主流体の注入を行なうことになるか、作動流
体となる凝縮性流体は蒸気の状態で送り込み、かつその
凝縮性流体蒸気を中空部の内部で凝縮液化させるから、
毛細管の途中で凝縮性流体が閉基フ゛ることがなく、し
たがって必要量の凝縮性流体を確実かつ迅速に中空部内
に注入することかできる。

実施例 以下、この発明の実施例を添附の図面を参照して説明す
ると、第１図はこの発明の方法を実施するための装置の
概略図であって、集積回路用の基板１に形成されたマイ
クロヒートパイプとされる中空部２に、直径が数十ｐｍ
ないし数百９ｍ程度の毛細管３を接続し、その毛細管３
は他方でバルブ（以下、第１バルブと記す）４を介して
真空排気装置５に連通ざゼるとともに、その第１バルブ
４の前段で分岐させて作動流体とされる凝縮性流体６を
入れた加熱容器７に他のバルブ（以下、第２バルブと記
す）８を介して接続し、ざらにその加熱容器７は、・旧
温槽９の加温媒体１０甲に浸漬しておく。ここで前記中
空部２は、基板１に予めＶＴ状の細溝を刻設しておくと
ともに、その基板１の表向にパイレックスガラスなどの
板材を貼り付けて細溝を密閉することにより形成し、ま
た前記毛細管３はその４板材に予め取り付けてあくこと
により、中空部２に対して連通させる。

上記の装置によって凝縮性流体６の中空部２に対する注
入を行なうには、先ず、第］ハル７４を開くとともに、
第２バルブ８を閉じた状態で具仝排気装置５を駆動して
中空部２から非凝縮性カスを排気し、中空部２内を真空
にする。ついで第１バルブを閉じるとともに、第２バル
ブ８を開き、同時に加熱゛容器７中の）放縮性流体６を
加温媒体１０によって加熱蒸発させ、ざら【二塁板１を
冷却しておく。このようにすると、凝縮性流体６が蒸気
となって毛細管３の内部を通り基板１の中空部２に流入
し、しかる後その蒸気が凝縮液化し、その結果、凝縮ｉ
主流体６が中空部２内に注入される。

その場合、毛細管３が極めて細くても、凝縮性流体６は
蒸気の形で毛細管３の内部を流れるから、円滑に中空部
２まて流れ、途中で閉塞を生じるなどの不都合は生じな
い。また蒸気は容積が大きいものの液体としては少量で
市るから、液体とじての傅少量の注入を容易に行なうこ
とかでき、ざらに加温条件を刊桧１することにより、注
入液量の１放量調整を容易に行なうことか一〇きる。

そして前記毛細管３を塁仮１の表面近くて封止して溶＠
させることにより、中空部３を元金１こ菌閉すれば、そ
の中空部３内における鋭角のコーナ部か毛細管圧力を生
じざｌるウィックとして１乍用するマイクロヒートパイ
プとなる。

なお、上記の説明では、非：放縮１生カスの排気の後に
直らに凝縮１生流体の注入を行なったか１、耳稲性流体
蒸気の注入と真空排気とを復故回交互に１１なって非凝
縮性カスの排気を更に充分（１なうようにしてもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の方法では、集
積回路用の基、仮に、毛細管圧力を発生させる微小幅の
凹部を内部に有する微小密閉中空部を形成し、その中空
部から非凝縮性カスを排気した後に凝縮性流体を作動流
体として封入してマイクロヒートパイプを形成づるにあ
たり、前記中空部に連通させた毛細管を介して非凝縮性
カスを興窄排気した後、前記凝縮性流体蒸気を前記毛細
管を介して前記中空部に送り込み、かつその中空部内で
凝縮性流体蒸気を凝縮液化させるから、注液管かたとえ
内径の極めて細い毛細管でめっても、表面張力による閉
塞を生じさせることなく、確実かつ迅速に中空部に対し
て凝縮性′ｃＬ体を注入することかできる。またこの発
明の方法では、蒸気の状態での注入であるから、曝少母
の注入が容易であるうえに、蒸気の発生のための加温条
件を制御覆ることにより、注入量の微量調整か容易とな
るなどの効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を買７１桓するために使用する
装置の一例を示す霞略図てめる。 １・・・暴仮、　２・・・中空部、　３・・・毛ＩｔＴ
ｌ管、　６・・・；疑〒宿１生ａ宅１本。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　集積回路用の基板に、毛細管圧力を発生させる微小幅
   の凹部を内部に有する微小密閉中空部を形成し、その中
   空部から非凝縮性ガスを排気した後に凝縮性流体を作動
   流体として封入してマイクロヒートパイプを形成するに
   あたり、 前記中空部に連通させた毛細管を介して非凝縮性ガスを
   真空排気した後、前記凝縮性流体蒸気を前記毛細管を介
   して前記中空部に送り込み、かつその中空部内で凝縮性
   流体蒸気を凝縮液化させることを特徴とするマイクロヒ
   ートパイプの注液方法。