ヘリウムガスを用いない極低温冷却
超電導冷媒や細胞凍結、半導体洗浄に利用可能
概要
ヘリウムは供給不安やコストが高いため、ヘリウムを用いた冷却システムは使用継続が困難な懸念がある。
本発明は、気体N2とスラッシュN2の二相流体を連続噴霧することで、ヘリウムを用いない急速冷却が可能である。具体的にはラバルノズルを用いて遷音速で噴霧することで、スラッシュN2を連続生成することを特徴とする。
細胞凍結の実施例では、液体窒素浸漬と比較して解凍時における細胞生存率が23%向上する結果を得た。本実施例に限らず様々な冷却システムへの適用の可能性がある。
また半導体洗浄において有害な薬液を使用しないレジスト除去への適用も検討可能である。
スラッシュN2噴霧の冷却特性
応用例
・超電導冷媒
・半導体冷媒
・食品や細胞の急速凍結
・半導体洗浄（レジスト除去）
関連文献
[1] TEION KOGAKU (J. Cryo. Soc. Jpn.) Vol.42 No.5 (2007)
[2] TEION KOGAKU (J. Cryo. Soc. Jpn.) Vol.44 No.2 (2009)
[3] Jun Ishimoto et al 2014 ECS J. Solid State Sci. Technol. 3 N3046 DOI 10.1149/2.009401jss
知的財産データ
知財関連番号 ： 特許第4961551号、特許第5419000号、
特許第6153110号、特許第6573363号
発明者 ： 石本 淳
技術キーワード： 冷媒、凍結、冷凍、超電導、窒素、N2、ヘリウム代替
極低温マイクロスラッシュ超高熱流束冷却システム
噴霧開始からわずか4秒で105W/m2レベルの超高熱流束が可能です。
概要
次世代の半導体部品やコンピュータチップに発生する局所熱流束は106W/ｍ2を超え、総パワーは300Wに達し原子炉内の発熱密度をも越えようとしている。発生した熱を効果的に冷却管理することが望まれているが有効な冷却装置は存在していないのが現状である。特に次世代高性能CPUは従来のCPUに比べて消費電力が高く、106W/ｍ2レベルの放射性能が望まれており、現在の冷却法並びに強制対流沸騰熱伝達では限界があると指摘されている。 本発明は、106から107W/m2レベルの超高熱流束の冷却性能を有する新型混相電子冷却システムに関する。
性能・特徴等
応用例
・電子機器冷却装置
知的財産データ
知財関連番号 ： 特開2009-302275
発明者 ： 石本 淳
技術キーワード： エレクトロニクス、情報・通信（ハードウエア）