电子器件冷却装置及电子器件冷却方法制造方法及图纸

技术编号:3725113 阅读:139 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
温度测定部(108)测量作为发热体的电子器件(200)的温度。在测量的温度超过规定的阈值的情况下,电动风扇控制部(130)指示电动风扇设备(106)通过驱动电动风扇来冷却电子器件(200)。此外,在测量的温度每单位时间上升到规定的阈值以上的情况下,喷嘴控制部(120)指示喷嘴单元(102)通过喷流冷却来冷却电子器件(200)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于冷却电子器件的技术,具体是涉及用于使特性不同的多个冷却单元协动来冷却电子器件的表面的技术。
技术介绍
以控制电子设备的CPU(Central Processing Unit)或DSP(Digital SignalProcessor)为代表的各种电子器件由包括晶体管等的有源元件或电容器等的无源元件的各种各样的电子部件构成。驱动这些电子部件的电能的一部分转换成热能而被释放出。由于电子部件的性能通常具有温度依赖性,所以该放出的热给电子部件甚至电子器件的性能带来影响。因此,用于冷却电子器件的技术在正常控制电子器件的基础上是极其重要的技术。作为用于冷却电子器件的技术的一例,有利用电动风扇进行的空冷式的冷却方法。在该方法中,例如与电子器件的表面相对地配设电动风扇。利用电动风扇将从空气进入口吸入的冷的空气吹到电子器件表面。吸收从电子器件表面产生的热而升温的空气从空气排出口被排出。这样,通过利用电动风扇排除从电子器件表面产生的热,而冷却电子器件。通常也使用被称为散热器的用于释散热的装置。为了从电子器件等的热源体将热有效地转移给周围的冷的流体或气体,散热器通常设计成传热面大。由电子器件产生的热被传递到散热器上,并由散热器的大的传热面散热。将该电动风扇和散热器组合的冷却方法是通常被作为半导体芯片的冷却方法使用的技术。上述的电动风扇或散热器的温度变化的时间响应性通常远远迟于电子器件的发热量的变化。换言之,在这些以往的冷却方法中,现状是无法相对于时刻变化的电子器件的发热量的变化有效地冷却电子器件。因此,为了确保电子器件的工作可靠性,需要预先确保剩余的冷却能力。为此,存在由于电动风扇导致耗电、噪音变大,此外电动风扇的体积也不得不增大到需要以上的缺点。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述课题而形成的,其目的在于提供用于有效地冷却电子器件的技术。本专利技术一种方式的电子器件冷却装置,其具有主冷却单元和辅助冷却单元,它们与电子器件的表面相对地接近配置;以及控制部,其进行控制以驱动主冷却单元和辅助冷却单元中的至少一个来冷却电子器件。主冷却单元可以是基于与辅助冷却单元不同的冷却原理的冷却单元。例如,对于作为冷却对象的温度变化的时间响应性的冷却时间响应性,辅助冷却单元可以采用基于其冷却时间响应性比主冷却单元高的冷却原理的冷却单元。另外,辅助冷却单元可以是每单位时间的冷却能力比主冷却单元高的冷却单元。主冷却单元和辅助冷却单元可以分别与电子器件的表面的冷却对象区域不同的位置接近配置。所谓冷却时间响应性例如可以根据在冷却对象的温度阶跃状上升时,冷却单元使冷却对象的温度下降到原来的温度所需要的时间来确定。主冷却单元例如由电动风扇等的冷却能力本身大的但对于热的时间变化的响应性低的冷却机构来对应。与此相对,辅助冷却单元,例如使用向冷却对象喷射制冷剂的冷却喷嘴那样的冷却能力本身小但对于热的时间变化能够灵敏地应对的冷却机构。对于电子器件的稳定的发热由主冷却单元来应对,对瞬发的发热由辅助冷却单元来应对。由此,由于根据电子器件的发热是稳定的发热还是瞬发的发热分开使用两种特性不同的冷却单元,所以能够进行有效的冷却。电子器件例如可以是封装了半导体电路的器件。此外,本专利技术的另一种方式的电子器件冷却装置,其具有主冷却单元,其与电子器件的表面中规定的面相对地接近配置;辅助冷却单元,其通过设置在衬底上的贯通孔向电子器件喷射制冷剂,所述衬底设置在电子器件的表面中与该规定的面不同的面一侧;以及控制部,其进行控制以驱动主冷却单元和辅助冷却单元中的至少一个来冷却电子器件。例如,可以在电子器件的表面侧的面上接近配置主冷却单元,在背面侧的面上设置衬底,并通过其贯通孔从辅助冷却单元喷射制冷剂。此外,本专利技术的另一种方式的电子器件冷却装置,其具有散热机构,其与电子器件的表面中规定的面接近配置并用于释放从该表面产生的热;辅助冷却单元,其通过设置在衬底上的贯通孔向所述电子器件喷射制冷剂,所述衬底设置在电子器件的表面中与该规定的面不同的面一侧;以及控制部,其进行控制以驱动辅助冷却单元来冷却所述电子器件。例如,可以在电子器件的表面侧的面上接近配置散热机构,在背面侧的面上设置衬底,并通过其贯通孔从辅助冷却单元喷射制冷剂。另外,以上构成要素的任意组合;将本专利技术的表现形式在方法、装置、系统、记录媒体、计算机程序等之间转换的方式作为本专利技术的方式是有效的。根据本专利技术,能够有效地冷却电子器件。附图说明图1是表示电子器件冷却装置的机构的模式图;图2是表示喷流冷却装置用于喷射制冷剂的机构的第一例的图;图3是表示喷流冷却装置用于喷射制冷剂的机构的第二例的图;图4是表示喷流冷却装置用于喷射制冷剂的机构的第三例的图;图5是电子器件冷却装置的功能框图;图6是表示电子器件冷却装置冷却电子器件的过程的流程图;图7是用于说明电子器件冷却装置的温度的时间变化与电子器件的控制的关系的模式图。标记说明100电子器件冷却装置;102喷嘴单元;106电动风扇单元;108温度测定部;110控制部;120喷嘴控制部;130电动风扇控制部;134选择部;200电子器件;250喷液器;252散热器;254封装衬底;256安装衬底;300喷流冷却装置;310制冷剂供给通路;320腔部。具体实施例方式从CPU或DSP等的电子器件的表面产生的热是向电子器件内的电子部件或连接电子部件间的导线供给的电能被转化为热能而被释放出的。这种热不一定从电子器件的表面稳定地产生。在电子器件执行的处理中也有瞬发性发热量增加的情况。即使在来自电子器件的表面的发热量接近最大发热量的状态,也产生瞬发的发热。作为对于这样的瞬发的发热合适的冷却方法,有根据喷流冷却的原理的冷却方法。所谓喷流冷却是通过向电子器件等的发热体喷射制冷剂来冷却发热体的冷却方法。喷流冷却作为能够增大局部的热传导效率的冷却方法为人们所知。该方法例如作为对切削加工等部分地产生多的热的冷却方法有效,其通过从冷却喷嘴喷射制冷剂吹在发热体而进行冷却。在这里所谓的“制冷剂”是空气等的气体或水等的液体,是用于吸收排放从电子器件的表面产生的热的媒体。相对喷射的制冷剂流的垂直面的热传导以喷流轴点为中心向同心圆上扩展。在这里所谓的“喷流轴点”是指冷却对象的表面与冷却喷嘴的喷射轴相交的点。当喷流半径为r0、制冷剂的热传导率为λf时的热传导率h0由下式表示,(式1)h0=λf·Nu0/r0其中,Nu0是喷流半径为r0的平均努塞尔数,其由下式表示,(式2)Nu0=1.25·Pr0.45·Re0.45Pr是被称为普朗特数的常数,Re是雷诺数。Re由下式表示。(式3)Re=u0·d0/v。其中,u0是用冷却喷嘴喷出口的截面积除喷流的体积流量的代表速度。d0是喷出口的直径,v表示流体的粘性。按照喷流冷却,能够在喷流轴点附近得到高的冷却效果。此外,如果相对于冷却对象的表面密集地配置多个冷却喷嘴,就能得到更高的冷却效果。图1是表示本实施例中的电子器件冷却装置100的机构的模式图。电子器件200是发热体,是冷却对象。在电子器件200的上面安装喷液器250。喷液器250通常是铜制的。此外,在喷液器250上装载散热器252。电子器件200的主要从上面产生的热通过喷液器250被传递给散热器252。散热器252相对于外部空气具本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种电子器件冷却装置,其特征在于,具有:主冷却单元,其与电子器件的表面相对地接近配置;辅助冷却单元,其与所述电子器件的表面相对地接近配置;以及控制部,其进行控制以驱动所述主冷却单元和所述辅助冷却单元中的至少一个来冷却 所述电子器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:矢泽和明
申请(专利权)人:索尼计算机娱乐公司
类型:发明
国别省市:JP[日本]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1