(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品と熱的に接触するヒートシンク、当該ヒートシンクに接続されて自由に遊動するゼロインフルエンスプッシャー及び当該ゼロインフルエンスプッシャーに接続されたサーマルチャックを備え、前記電子部品の温度を制御する電子部品用温度制御装置であって、
前記サーマルチャックは、
第１プレートと、
前記第１プレートの一方の面に設けられた気体マニホールドと、
前記気体マニホールドの一方の面に設けられた流体マニホールドと、
前記流体マニホールドの一方の面に設けられ、前記ゼロインフルエンスプッシャーに接続された第２プレートと、
前記電子部品の中心縦軸について対称に所定間隔をおいて配置され、前記気体マニホールド、前記流体マニホールド及び前記第２プレートを貫通する複数のチャンバーと、
前記複数のチャンバー内のそれぞれに設けられ、前記各チャンバーにチャンバー上部とチャンバー中間部とを形成する第１ダイアフラムと、
前記複数のチャンバー内のそれぞれに設けられ、前記各チャンバーにチャンバー下部と前記チャンバー中間部とを形成する第２ダイアフラムと、
前記気体マニホールドに形成され、前記各チャンバー上部を連通する気体路と、
前記流体マニホールドに形成され、前記各チャンバー中間部と連通し、流体導入口から導入された温度調節用流体を前記ヒートシンクに導くとともに、当該ヒートシンクに導かれた温度調節用流体を流体導出口へ導く横断路と、
前記第２ダイアフラムに形成され、前記各チャンバー下部と前記チャンバー中間部とを連通する孔と、
前記各チャンバーに設けられ、前記チャンバー上部に印加された正圧又は負圧による前記第１ダイアフラムの変位を前記ゼロインフルエンスプッシャーに伝達するチャンバー部材と、を備え、
前記ヒートシンクは、前記複数のチャンバーとの間で前記温度調節用流体が流通するように前記ゼロインフルエンスプッシャーを介して前記サーマルチャックに取り付けられている電子部品用温度制御装置。
【請求項２】
第１温度の冷媒を含む第１の流体源と、
前記第１温度より高い第２温度の、前記電子部品の設定温度と等しい温度の設定温度流体を含む第２の流体源と、
前記第１温度及び前記第２温度より高い第３温度の温媒を含む第３の流体源と、をさらに備え、
前記サーマルチャックは、
調節された量の前記冷媒、前記設定温度流体および前記温媒のうち少なくとも２つを流して前記ヒートシンクに接触する、前記ヒートシンクの温度に直接影響する混合温度を有する混合流体にするように構成されたバルブを含む請求項１に記載の電子部品用温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は温度制御の分野に関し、特に試験中において電子部品又は電子的構成要素の加熱および／または冷却を通じて設定温度を維持するインターフェース（接触面）を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体のような固体化された（ソリッドステート）の電子部品又は電子的構成要素は、温度によってパフォーマンス特性が変化する。特に、例えば操作中に電子部品が発熱（すなわち自己発熱）して内部温度が上昇するように、パフォーマンス特性は変化する。その上、固体の電子部品は、異なる環境で、或いは、広い温度範囲で使用されることもある。
【０００３】
一定のパフォーマンス特性を保証するために、電子部品の温度を相対的に一定に維持することが望ましい。設計仕様を満たし正常な作動を保証するために電子部品の機能試験をする時が、まさに妥当する。例えば、テスト中デバイス（ＤＵＴ）と呼ばれる電子部品は、いろいろなデバイス特性を観察するために、短絡試験や過熱試験のような耐久性処置を受けることがある。そのような試験の間には、結果を有意義なものとするために、ＤＵＴの温度を所定の試験温度又は設定温度であるように相対的に一定に保持しなければならない。言い換えれば、テスターは、ある観察される電気的特性が温度変化よりも他の要因に起因していることを確認できなければならない。
【０００４】
一定の温度を維持するために、既知の温度制御装置は、例えば電気ヒータを通じて熱を加えるのと同様に例えばヒートシンクを通じて除熱をすることができる。ヒートシンクは、ＤＵＴの温度よりもずっと低い温度の流体を備えている。ヒータは、ＤＵＴとヒートシンクの間に配置され、ＤＵＴの試験に求められる温度まで、ヒータ表面の温度を上げるように電力がヒータに供給される。ヒートシンクは、自己発熱によって電子部品の温度が試験温度を超えて上昇した範囲において、過剰熱を相殺するとともにＤＵＴの試験工程の間に生じた熱を除去する。電力の変動により、重大かつ比較的瞬間的な自己発熱が生じるため、無要な温度上昇の補正に対し正確に、かつ素早く反応する温度制御器が求められている。
【０００５】
ヒートシンク（又は使用されるならヒータ）がＤＵＴに接触するようなインターフェース（接触面）は、ＤＵＴを一定温度に維持するために格別重要である。例えば、ヒートシンク（又はヒータ）の表面とＤＵＴの表面とが、実質的に同一平面にないときは、ＤＵＴの表面の全域に不均一な熱伝達が生じ、ＤＵＴにおいて好ましくない熱勾配をもたらすことがある。こうした理由から、従来のシステムにはヒートシンク（又はヒータ）とＤＵＴとの間に熱接触面材料が設けられている。例えば、アルコールと水の混合物のような液体を、ヒートシンク（又はヒータ）とＤＵＴの間に満たしてもよい。液体をヒートシンク（又はヒータ）とＤＵＴの間の空隙に充てんし、これによりヒートシンク（又はヒータ）の間の熱接触がより均一になる。
【０００６】
しかしながら、熱接触面材料として液体を使用すると、他の不具合が生じる。例えば、電子部品の試験は、従来の熱接触面液の氷結温度よりも低い温度も含む広範囲の温度と圧力のもとで行われることが少なくない。ヒートシンク（又はヒータ）とＤＵＴの間の液体が凍結すると、ＤＵＴの熱勾配の悪化につれて接触面の熱均一性が低下する。しかも、熱接触面材料として液体を使用すると、高温で試験する場合にも不利となる。例えば、いくつかの試験条件において、液体熱接触面材料はセラミックヒートシンク（又はヒータ）の表面部を微小なスラリーに変質させ、これにより無用なＤＵＴの摩耗が生じる。
【０００７】
液体は、ヒートシンク（又はヒータ）とＤＵＴの間の空隙に充てんに対しては有効であるが、熱勾配を完全に排除しない。これは、ヒートシンク（又はヒータ）とＤＵＴの間の液体の厚さが異なるためである。そしてこの異なる厚さは、接触面の表面が実質的に同一平面ではない微小なレベルにおいて起こり、これが異なる熱抵抗となる。例えば、図１Ａに示すように、ＤＵＴ１０及び／又はヒートシンク（又はヒータ）１５は、平面でない面１７,１８を有していることがあり、これにより、接触面において液体１９が異なる厚さとなる。例えば、液体１９の厚さは、第１の位置２０において０ミクロンであり第２の位置２５において５０ミクロンとなりうる。図１Ｂに示すように、電力がＤＵＴに供給されている時に熱勾配が存在するのは、液体の熱抵抗が液体の厚さによって変わるからである。
【０００８】
ヒートシンク（又はヒータ）１５とＤＵＴ１０の間の物質を加えることで、ヒートシンク（又はヒータ）１５とＤＵＴ１０との間の接触面は、ヒートシンク（又はヒータ）１５及び／又はＤＵＴ１０が取り付けられる構造によって影響を受けることもある。例えば図２に示すように、ヒートシンク（又はヒータ）１５は、温度制御器３０によって運ばれる。温度制御器３０は、ＤＵＴ１０を所定の温度に維持するために異なる温度の流体（例えば温水や冷水）をヒートシンク１５へ導く配管を備える。ヒートシンク（又はヒータ）１５と配管とを備えた温度制御器３０は、ＤＵＴ１０に略垂直な方向（矢印Ａの方向）に移動可能である。このように、複数のＤＵＴが温度制御器３０を通過し（矢印Ｂの方向）、そして温度制御器３０は、試験のためにそれぞれ次に続くＤＵＴ１０へ接触するために下降する。
【０００９】
しかしながら、ヒートシンク（又はヒータ）１５を運ぶ構造の堅固さにより、ヒートシンク（又はヒータ）１５とＤＵＴ１０の表面の位置ずれが生じることが少なくない。すなわち、温度制御器３０の堅固さは、接触面において実質的に同一平面になるように面１７,１８を合わせることを難しくさせる。こうした状態を図３に示すが、接触面において面１７,１８が実質的に同一平面でないように、ヒートシンク（又はヒータ）１５の表面１８がＤＵＴの面１７に比べて傾いていることが分かる。このような状況では、接触面において熱勾配が生じる可能性があるだけでなく、ＤＵＴが受ける押圧力（例えばトルクやモーメントなど）が不均一となる。特に、ＤＵＴ１０の試験は、例えば１００ポンド以上の押圧力が求められるが、同一平面でないことによる不均一な押圧力によって、ヒートシンク（又はヒータ）およびＤＵＴが損傷を受ける結果となる。
【００１０】
したがって、上述した欠点や制限を克服する技術的必要性がある。
【発明の開示】
【００１１】
本発明は、電子部品と熱的に接触するヒートシンク、当該ヒートシンクに接続されて自由に遊動するゼロインフルエンスプッシャー及び当該ゼロインフルエンスプッシャーに接続されたサーマルチャックを備え、前記電子部品の温度を制御する電子部品用温度制御装置であって、
前記サーマルチャックは、
第１プレートと、
前記第１プレートの一方の面に設けられた気体マニホールドと、
前記気体マニホールドの一方の面に設けられた流体マニホールドと、
前記流体マニホールドの一方の面に設けられ、前記ゼロインフルエンスプッシャーに接続された第２プレートと、
前記電子部品の中心縦軸について対称に所定間隔をおいて配置され、前記気体マニホールド、前記流体マニホールド及び前記第２プレートを貫通する複数のチャンバーと、
前記複数のチャンバー内のそれぞれに設けられ、前記各チャンバーにチャンバー上部とチャンバー中間部とを形成する第１ダイアフラムと、
前記複数のチャンバー内のそれぞれに設けられ、前記各チャンバーにチャンバー下部と前記チャンバー中間部とを形成する第２ダイアフラムと、
前記気体マニホールドに形成され、前記各チャンバー上部を連通する気体路と、
前記流体マニホールドに形成され、前記各チャンバー中間部と連通し、流体導入口から導入された温度調節用流体を前記ヒートシンクに導くとともに、当該ヒートシンクに導かれた温度調節用流体を流体導出口へ導く横断路と、
前記第２ダイアフラムに形成され、前記各チャンバー下部と前記チャンバー中間部とを連通する孔と、
前記各チャンバーに設けられ、前記チャンバー上部に印加された正圧又は負圧による前記第１ダイアフラムの変位を前記ゼロインフルエンスプッシャーに伝達するチャンバー部材と、を備え、
前記ヒートシンクは、前記複数のチャンバーとの間で前記温度調節用流体が流通するように前記ゼロインフルエンスプッシャーを介して前記サーマルチャックに取り付けられている。
そして、本発明の第１の観点によれば、電子部品の温度を制御する装置が提供される。この装置は、縦軸について対称に、所定間隔をおいて配置された上側ダイアフラムと下側ダイアフラムを有する複数のチャンバーを備えた本体を備える。この装置は、複数のチャンバーとの間で流体が流通するように、チャンバーを介して本体に取り付けられた熱伝達部材を備える。
【００１２】
発明の手段において、熱伝達部材の温度は、電子部品の温度変化を補い、設定温度を実質的に維持する。電子部品は、半導体素子を含んでいる。さらに、熱伝達部材は、電子部品に対して移動可能であってもよい。例えば、熱伝達部材は、電子部品に対して６つの自由度で移動可能であってもよい。さらに、熱伝達部材は、本体に対して軸方向に移動可能であってもよい。また、熱伝達部材は、電子部品の接触面と実質的に垂直であるような押圧力を電子部品に加えてもよい。
【００１３】
発明の実施形態において、本体は複数のチャンバーのそれぞれの上部と接続された気体用マニホールドを備える。気体用マニホールドは、外部の圧力源又は真空源との間で流体が流通するように構成してもよい。このように、熱伝達部材は、複数のチャンバーのそれぞれの上部に正圧が作用した場合に、縦軸方向に本体から離れるように動かされる。逆に、熱伝達部材は、複数のチャンバーのそれぞれの上部に真空が作用した場合に、縦軸方向に本体に向かって動かされる。さらに熱伝達部材は、複数のチャンバーのそれぞれの上部に正圧が作用した場合に、電子部品に押圧力を加えてもよい。
【００１４】
発明の他の実施形態において、全ての上側ダイアフラムは、互いに略同一平面上に広がり、全ての下側ダイアフラムは、互いに略同一平面上に広がり、全ての上側ダイアフラムと全ての下側ダイアフラムは本体の縦軸方向に対して略垂直方向に広がるように構成してもよい。また、上側ダイアフラムは、互いに略同一平面上であって下側ダイアフラムの面に沿って広がり、下側ダイアフラムは、互いに略同一平面上であって上側ダイアフラムの面に沿って広がり、上側ダイアフラムの面と下側ダイアフラムの面は、互いに略平行になっていてもよい。さらに、複数のチャンバーのうちの一つのチャンバーのそれぞれの上側ダイアフラムと下側ダイアフラムは、共通の中心軸を有していてもよい。
【００１５】
本発明のさらに他の実施形態では、それぞれの上側ダイアフラムとそれぞれの下側ダイアフラムは、実質的に静止摩擦がないようなローリングダイアフラムを有していてもよい。一体化した上側ダイアフラム部材は、各上側ダイアフラムを備えていてもよい。上側ダイアフラム部材は、本体の気体用マニホールドと流体用マニホールドとの間に挟まれていてもよい。
【００１６】
本発明のさらに他の実施形態では、複数のチャンバーのそれぞれは、上側ダイアフラムよりも上に配置されたチャンバー上部と、上側ダイアフラムと下側ダイアフラムとの間に配置されたチャンバー中間部と、下側ダイアフラムよりも下方に配置されたチャンバー下部と、をさらに有していてもよい。チャンバー上部は、操作可能に気体の圧力原と接続されている。チャンバー中間部は、本体の流体マニホールドと熱伝達部材との間の流体流路を構成する。チャンバー中間部と熱伝達部材との間の流体流路に配置されたバルブをさらに備えていてもよい。
【００１７】
さらに、少なくとも熱伝達部材は、ベースから選択的に取り外し可能としてもよい。例えば、熱伝達部材は、フリクションフィットと、スナップフィットと、急速着脱の何れか一つを介して選択的に取り外し可能としてもよい。またこの装置は、熱伝達部材と電子部品との間に接触して配置されている熱接触面材料をさらに備えてもよい。例えば、熱接触面材料は、カーボンナノチューブを含んでもよい。
【００１８】
本発明の第２の観点によれば、電子部品の温度を制御するための装置が提供される。この装置は、基板と、基板に接続されたナノチューブと、を備え、ナノチューブは、電子部品と基板との間に熱接触面を形成するように構築及び配置されている。電子部品は、半導体素子を含む。さらに、ナノチューブは、全長が２５ミクロンから１５０ミクロンの範囲、実質的に一定の熱抵抗が１５ｐｓｉから７５ｐｓｉの間であるカーボンナノチューブを含む。
【００１９】
さらに、基板は、電子部品の温度変化を補い、設定温度を実質的に維持するように配置及び構築された温度制御器の熱伝達部材を含んでもよい。
【００２０】
本発明の代替的な実施形態では、基板は、再加工可能な熱はんだ又は熱グリスを介して熱伝達部材に取り付けられ、熱伝達部材は、電子部品の温度変化を補って、設定温度を実質的に維持するように配置及び構築された温度制御器から構成される。
【００２１】
本発明のさらに他の実施形態では、基板に接続された少なくとも一つのストッパーをさらに備える。少なくとも一つのストッパーは、押圧力を電子部品に伝えるように配置及び構築されている。また、少なくとも一つのストッパーの長さは、ナノチューブの全長よりも小さい。さらに、この装置は、基板に貫通するように配置された少なくとも一つの真空通路を備え、少なくとも一つのストッパー（hard stop）と、少なくとも一つの真空通路と、基板とは、電子部品の吸引盤を形成する。さらに他の実施形態では、ナノチューブは、直接的にヒートシンクの銅表面を有する基板上に形成される。さらに他の実施形態では、基板は、第１の面と第２の面とを有する。第１の複数のナノチューブは、第１の面に接続され、第２の複数のナノチューブは、第２の面に接続される。さらに、基板は薄片を有してもよい。
【００２２】
本発明の第３の観点によれば、電子部品の温度を制御するための装置が提供される。この装置は、縦軸について対称に、所定間隔をおいて配置された上側ダイアフラムと下側ダイアフラムを有する複数のチャンバーを備えた本体と、複数のチャンバーとの間で流体が流通するように、チャンバーを介してボディーに取り付けられた熱伝達部材と、熱伝達部材に接続された基板と、基板に接続されたナノチューブと、を備え、ナノチューブは、熱伝達部材と電子部品との間に熱接触面が作られるように配置及び構築され、熱伝達部材の温度は、電子部品の温度変化を補い、電子部品の設定温度を実質的に維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下の開示は、制御された環境下において試験され、試験中デバイス（ＤＵＴ）と称される固体化された電子部品において、温度制御調節器と電子部品との間に接触面を設けた装置及び方法に関する。一の実施形態では、ヒートシンクは、自由に遊動するジンバルの取り付け具を介して、ゼロインフルエンス(zero influence)プッシャーによってサーマルチャックに動作可能に接続されている。ゼロインフルエンスプッシャーは、トルクやモーメントなど不均一な応力をＤＵＴに与えることなく、ＤＵＴとの接点に向かって又は離れるようにヒートシンクを伸ばし又は引っ込める。
【００２４】
好ましい一つの実施形態では、少なくとも一つのヒートシンクが移動可能なようにサーマルチャックに取り付けられている。さらに一の実施形態では、熱接触面材料は、ナノチューブを備えている。ナノチューブを用いることによって、接触面が同一平面でなくとも、接触面において実質的に一定の熱抵抗となる。ここで、「ヒートシンク」は、熱的に接触する物体に及び／又は物体から熱を伝達するように配置および構築されたいかなる熱伝達部材又は装置（例えば、抵抗加熱器、ラジエーター、ヒートパイプ、熱交換器等）を意味する。
【００２５】
ゼロインフルエンスプッシャー
本発明の第１の実施形態によれば、図４は、温度制御器を示し、また、ヒートシンクのために自由に遊動するジンバルの取り付け具を備えたゼロインフルエンスプッシャーとの関連を示している。ゼロインフルエンスプッシャーは、ヒートシンクをＤＵＴのコンタクト部へ容易に移動させるように構築および配置された温度制御器と共に使用されるようにしてもよい。典型的な実施例としては、ゼロインフルエンスプッシャーは、本願出願人の出願中のＰＣＴ／ＵＳ０７／７４７２７に記載されているサーマルチャックと共に使用される。上記出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
【００２６】
さらに、図４に示す典型的な実施形態では、ゼロインフルエンスプッシャー５０２は、サーマルチャック５００とヒートシンク５１５との間に動作可能に接続されている。ゼロインフルエンスプッシャー５０２は、基板５０８のテスト部において、ヒートシンク５１５をＤＵＴ（不図示）に接触させる。ミキシングチャンバー５１７は、ヒートシンク５１５を所定温度に、ひいてはＤＵＴを所定温度に維持するために、複数の流体注入口５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃ、５０５ｓ、５０５ａＲ、５０５ｂＲ、５０５ｓＲと選択的に流体が流通するように構築及び配置されている。バルブ５２４は、細部は後述するが、ヒートシンク５１５と流体注入口５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃ、５０５ｓ、５０５ａＲ、５０５ｂＲ、５０５ｓＲとの間を流体が流通するように制御する。明細書と特許請求の範囲で使用される“流体”は、個体材料以外であり、液体に限らず気体、粒子状の物質、砂粒、又はこれらの混合物も含む。
【００２７】
図５は、本発明の限定されない実施形態に係る典型的なサーマルチャック５００の概略図を示し、３つの流体源（タンクとして説明する）、すなわち、低温流体源５１０、設定温度流体源５１３、および高温流体源５２０が用いられている。設定温度流体源５１３の流体は、低温流体源５１０における流体よりも高い温度に設定されている。さらには、設定温度流体源５１３における流体は、（サーマルチャック５００を通じて潜在的に起こる熱損失を考慮して）ＤＵＴの設定温度とほぼ同一となる温度に設定されている。例えば、ＤＵＴの設定温度が８０℃であれば、設定温度流体源５１３における流体は、８５℃のように設定することができる。
【００２８】
さらに、高温流体源における流体の温度は、設定温度流体源５１３における流体よりも高い温度に設定されている。エネルギー効率を上げるために、設定温度流体の温度を高温流体の温度よりも低温流体の温度に近づけてもよい。図５は、３つの異なる温度の流体源５１０、５１３、５２０を示しているが、それぞれ温度の異なる３以上の流体源または同じ温度を有する１以上の流体源を代替的実施形態としてもよいことは当業者であれば理解できる。例えば、３つの設定温度で３つのＤＵＴを試験するようにシステムが設定された場合に、そのシステムは、低温流体と、第１の設定温度流体と、第２の設定温度流体と、第３の設定温度流体と、高温流体の計５つの異なる温度の流体源を含むことができる。
【００２９】
図５に示すように、配管５０５は、３つの流体源５１０、５１３、５２０をヒートシンク５１５へ相互に接続させている。具体的には、低温流体は、低温流体の配管５０５ａを通り、低温流体がバルブ５２４（限定はされないがディスクバルブを含む）に流れるようなマニホールド５８０を介してサーマルチャック５００へ流れる。さらに、設定温度流体は、設定温度流体源５１３から排出され、配管５０５ｂを介して、高温流体源５２０へ流入する。この高温流体源５２０に流入した設定温度流体が所定の高温に達すると、高温流体は、配管５０５ｂを通って、高温流体とバルブ５２４を繋ぐマニホールド５８０を介してサーマルチャック５００へ流れる。配管５０５ｓを通って高温流体源５２０へ流れない設定温度流体は、設定温度流体とバルブ５２４を繋ぐようなマニホールド５８０を介してサーマルチャック５００へ流れる。ＤＵＴの試験中には、エネルギー効率を向上させるために、設定温度流体を低温流体と混合してもよい。言い換えれば、低温流体と高温流体が混合すると重要なエネルギー消費が増えるのと同様に、ヒートシンク５１５全体にかけての熱勾配も増大するため、低温流体と高温流体を直接混合させないことにより、エネルギー効率を向上させることができる。
【００３０】
図６は、低温流体の配管５０５ａ、設定温度流体の配管５０５ｓ及び高温流体の配管５０５ｂと連通しているようなディスクバルブ５２４を示す概略図である。バルブ５２４は、ヒートシンクの上に直接設置されることが好ましい。また、バルブ５２４は、所定の温度の複合流がヒートシンク５１５（図５参照）へ流れるように、低温流体と設定温度流体と高温流体とを混合した所望の流体を放出するために、１８０°又は３６０°回転する。特に実施形態に限定されないが、バルブ５２４の回転が０°の時に低温流体が放出され、バルブ５２４が９０°回転した時に、設定温度流体が放出され、バルブが１８０°回転した時に、高温流体が放出される。これによって、流体がほぼ一定の割合で放出されることが可能となる。この方法では、バルブ５２４は、配管５０５ａ,５０５ｓ,５０５ｂの分岐合流点に設置されることが好ましい。温度の反応に早く適応するため、通過時間が短くなるように、ヒートシンクへの入口で流体の混合することが好ましい。また、上述の構造に伴って、ヒートシンク５１５とミキシングチャンバー５１７は、一つの入口と一つの排出口だけが求められる。さらに、混合した流体とヒートシンク５１５の距離を近付けることで、流体の非圧縮性の問題が小さくなる。また、上述の構造は、再現性の問題と履歴現象の問題を低減させる。しかしながら、本発明は、上述のディスクバルブに限定されず、他に適したバルブやレギュレーターが使われてもよい。
【００３１】
図７は、バルブ５２４の作動との関係において、低温流体、設定温度流体及び高温流体の混合を示すグラフである。特に図７は、約２リットル／分の一定の割合となっている複合流を示すが、当業者には、２リットル／分よりも大きく又は小さくすることができることや一定でなく変化を持たせることも可能であることを理解できるものと考えられる。さらに、図４から図７は、３つの流体系について記載されているが、本発明は３つの流体系が使われることに限定されない。例えば、ＤＵＴの温度を制御し調節するために、それぞれの異なる温度の流体の一部がヒートシンクの中でいろいろな割合で混合されて使われてもよい。これに代えて、ＤＵＴの温度を制御し調節するために、それぞれ異なる温度である少なくとも２つの流体がヒートシンクの中で混合されて使われてもよい。さらに、状態が異なるような２又はそれ以上の流体が本発明に使われてもよい。例えば、本発明の限定されない特徴に関しては、ガスを液体に混合していてもよい。さらに本発明は、３以上の流体が用いられてもよい。
【００３２】
図５は、戻り用配管５０５Ｒからの流体が設定温度流体の戻り用配管５０５ｓＲを介して設定温度流体源５１３に戻される様子を示し、また、戻り用配管５０５Ｒからの流体が低温流体の戻り配管５０５ａＲを介して低温流体源５１０へ戻される様子を示している。言い換えれば、３つの流体の注入用配管５０５ａ,５０５ｓ,５０５ｂがサーマルチャック５００に供給されている場合に、２つの流体の戻り用配管５０５ａＲ,５０５ｓＲ（５０５ａＲ,５０５ｂＲ又は５０５ｓＲ,５０５ｂＲ）だけは、サーマルチャックから供給されるようにしてもよい。一方で、図４は、３つの流体の注入用配管５０５ａ,５０５ｓ,５０５ｂと３つの流体の戻り用配管５０５ａＲ,５０５ｓＲ,５０５ｂＲとを有しているサーマルチャック５００の概略斜視図を示している。当業者は、１つの流体の戻り用配管だけがサーマルチャックから供給されるような異なる実施形態を想像できると思われる。さらに、混合流体がヒートシンク５１５へ流れた後は、設定温度流体と高温流体との温度差が小さくなるため、設定温度の戻り用配管５０５ｓＲは、サーマルチャックの上部にある高温流体の戻り用配管５０５ｂＲの隣に配置され、これによって、熱損失を小さくできる。さらに、前述の混合流体の戻りは、チャック５００の外部的又は内部的に実行される。
【００３３】
勿論、本発明及び思想を逸脱しない範囲において、ＤＵＴの温度を維持するために流体からの熱エネルギーを伝達するいくつかの方法をここに取り入れることができる。さらに、流体は、いくつもの異なる温度を有していてもよいし、これに代えて流体は一の温度であってもよい。例えば、本発明の一の実施形態では、配管５０５に流れる流体は、３つ又はそれ以上の異なるΔＴをもつ部分に分割され、所定の温度にするために様々な割合で混合される。
【００３４】
図８は、本発明の観点によるシステムの部分図である。本システムは、とりわけサーマルチャック５００と、低温流体の戻り用配管５０５ａＲと、設定温度流体の注入用配管５０５ｓと、高温流体の注入用配管５０５ｂと、バルブ５２４と、ヒートシンク５１５と、ミキシングチャンバー５１７と、基板５０８と、を有する（これらは、図４から図７に記載した部材と同様である）。サーマルチャック５００は、上側プレート６０５と、気体用マニホールド６１０と、流体用マニホールド６１５と、下側プレート６２０を有する。それらは、例えば、金属やプラスチック又は複合材など、それぞれ適した部材で構成されている。上側プレート６０５には、流体の注入用配管５０５ａ,５０５ｓ,５０５ｂと、流体の戻り用配管５０５ａＲ,５０５ｓＲ,５０５ｂＲと、加圧部５５０（下記に詳しく述べる）とのために接続部（例えば、ねじ孔）が設けられている。気体用マニホールド６１０と、流体用マニホールド６１５と、下側プレート６２０は、軸方向に配列された孔を有し、この孔は、それぞれ６つのチャンバー６３０を形成するように結合している。チャンバー６３０は、サーマルチャック５００とゼロインフルエンスプッシャー５０２が動作可能に接続するように構築及び配置される。図８から図１１に記載された典型的な実施形態では、６つのチャンバー６３０が、サーマルチャック５００とゼロインフルエンスプッシャー５０２との中心軸について対称に配置されていることが示されている。ただし、本発明では、いかなる数のチャンバー６３０（６よりも多くてもよいし、或いは少なくてもよい）を用いてもよい。
【００３５】
上側ダイアフラム６３５は、気体用マニホールド６１０と流体用マニホールド６１５との間であって、それぞれのチャンバー６３０の内部に配置されている。また下側ダイアフラム６４０は、流体用マニホールド６１５と下側プレート６２０の間であって、それぞれのチャンバー６３０の内部に配置されている。上側ダイアフラム６３５と下側ダイアフラム６４０は、それぞれのチャンバー６３０を、チャンバー上部６３０ａとチャンバー中間部６３０ｂとチャンバー下部６３０ｃとに分割している。上側ダイアフラムは、チャンバー上部６３０ａとチャンバー中間部６３０ｂとの間の実質的な気密シールとなっている。しかし一方で、下側ダイアフラム６４０には、チャンバー中間部６３０ｂとチャンバー下部６３０ｃとの間を流体が流通するような孔が形成されている。
【００３６】
本実施形態では、上側ダイアフラム６３５と下側ダイアフラム６４０は、それぞれローリングダイアフラムを有している。ローリングダイアフラムには、ウェストヴァージニア州ニューウェル所在のベロフラム社製のローリングダイアフラムがあるが、当業者はいかなる適切なローリングダイヤフラムも本発明に適用できることを認識するであろう。好ましい手段において、それぞれの上側ダイアフラム６３５と一体化している上側ダイアフラム部材６３６は、図８および図１１に示すように、気体用マニホールド６１０と流体用マニホールド６１５との間に挟まれている。同様に、それぞれの下側ダイアフラム６４０と一体化している下側ダイアフラム部材６４１は、流体用マニホールド６１５と下側プレート６２０との間に挟まれている。
【００３７】
さらに図８について説明する。上側チャンバー部材６５０ａはそれぞれのチャンバー上部６３０ａの内部に配置され、中間チャンバー部材６５０ｂはそれぞれのチャンバー中間部６３０ｂの内部に配置され、下側チャンバー部材６５０ｃはそれぞれのチャンバー下部６３０ｃの内部に配置される。それぞれの下側チャンバー部材６５０ｃは、ゼロインフルエンスプッシャー本体６５５に接続されている。上側ダイアフラム６３５と下側ダイアフラム６４０は、上側チャンバー部材６５０ａと中間チャンバー部材６５０ｂと下側チャンバー部材６５０ｃとが軸方向に移動できるように、チャンバー６３０の中心軸に沿って逆向きに配置されている。このように、それぞれのチャンバー６３０におけるダイアフラム６３５,６４０とチャンバー部材６５０ａ,６５０ｂ,６５０ｃは、ゼロインフルエンスプッシャー５０２をサーマルチャック５００へ取り付けるフローティング取り付け機構を形成する。
【００３８】
本実施形態では、ゼロインフルエンスプッシャー５０２の中心軸は、サーマルチャック５００の中心軸と実質的に一致しており、それぞれのフローティング取り付け機構は、これらの軸に対して実質的に対称に配置される。こうしたことから、フローティング取り付け機構は、ゼロインフルエンスプッシャー５０２とサーマルチャック５００との間に、自由に浮動するジンバル接続部を集合的に形成する。後述するが、この自由に浮動するジンバル接続部は、ゼロインフルエンスプッシャー５０２をサーマルチャック５００に対して６つの自由度で移動可能にする。
【００３９】
図９は、気体用マニホールド６１０が見えるように図８において上側プレート６０５を透視した状態を示している。図９に描かれているように、それぞれのチャンバー上部６３０ａは、気体用マニホールド６１０に形成された気体路６４５を介して加圧口５５０と繋がっている。このように、ゼロインフルエンスプッシャー５０２の軸方向の位置は、チャンバー上部６３０ａにおける気体の圧力を調整することにより制御してもよい。本実施形態では、フローティング取り付け機構は、上側ダイアフラム６３５と下側ダイアフラム６４０が逆向きであるので、Ｚ軸に沿って中立位置に偏っている。各チャンバー上部６３０ａに正圧の気体を供給することで、ゼロインフルエンスプッシャー５０２は、軸上に下向きに（Ｚ軸にそってサーマルチャックから外へ）移動する。逆に、チャンバー上部６３０ａに負圧を供給すれば、ゼロインフルエンスプッシャー５０２は、軸上に上向きに（Ｚ軸に沿ってサーマルチャックへ入るように）移動する。好ましい実施形態では、ゼロインフルエンスプッシャー５０２は、中立位置からそれぞれの方向に１ｍｍずつ、Ｚ軸方向に合計で２ｍｍ動く。ただし本発明では、移動量は限定されず、各構成要素がＺ軸上に適当な移動量となるように設計（たとえばサイズ）される。
【００４０】
Ｚ軸方向のゼロインフルエンスプッシャー５０２の移動により、ＤＵＴを保持した基板５０８に接触するまで、ヒートシンク５１５は制御されて軸上に移動する。ここでいう「軸上」とは、ゼロインフルエンスプッシャー５０２とサーマルチャック５００の共通の軸に対して略平行な方向である。ダイアフラム６３５,６４０によるゼロインフルエンスプッシャー５０２とサーマルチャック５００との間の自由なフローティング接続部によって、ヒートシンクとＤＵＴとの接触部は、サーマルチャック５００とゼロインフルエンスプッシャー５０２との間のジンバル接続部の回転中心となる。このように、もしＤＵＴの表面に対して略同一平面にすることが必要なら、ヒートシンクの接触面を旋回又は回転してもよい。さらに、自由なフローティングジンバル接続部（したがってヒートシンク５１５）の回転中心が、ヒートシンク５１５とＤＵＴとの間の接触点となるため、ＤＵＴ（例えば、ヒートシンクが動いていて、ＤＵＴが静止しているときのＤＵＴ）に対してヒートシンク５１５を平行移動させることなく、ヒートシンク５１５の回転が可能となる。したがって、ヒートシンク５１５によるＤＵＴの表面の不要な擦れ（例えば磨耗）を生じることなく、ヒートシンク５１５とＤＵＴは実質的に同一平面上になる。
【００４１】
さらに、各チャンバー６３０は、サーマルチャック５００とゼロインフルエンスプッシャー５０２の中心軸について実質的に対称に配置され、また各チャンバー上部６３０は同じ気圧（正圧又は負圧）であるため、ヒートシンク５１５によるＤＵＴへのいかなる力も、ＤＵＴの表面に対して実質的に垂直となる。すなわち、本発明の手段は、ＤＵＴへの不要な応力を排除する。さらに、上側ダイアフラム６３５と下側ダイアフラム６４０の両方に実質的に静止摩擦がないローリングダイアフラムを備えているため、軸方向の力がむらなくゼロインフルエンスプッシャー５０２に加えられ、それによってＤＵＴにもその力が加えられる。このように、誤作動（最初に静止摩擦を超える時の加速における唐突な変化など）が排除され、ヒートシンク５１５および／またはＤＵＴを破損させる誤作動を誘発する可能性が低くなる。
【００４２】
図１０は、図８の典型的なシステムから、トッププレート６０５、気体用マニホールド６１０、上側ダイアフラム部材６３６を取り除いた図である。図１０を参照すると、それぞれのチャンバー中間部６３０ｂは、流体用マニホールド６１５に形成された横断路６７０を介して、それぞれの流体用配管（例えば５０５ａ,５０５ｓ,５０５ｂ,５０５ａＲ,５０５ｓＲ,５０５ｂＲ）と流体が流通するようになっている。また図１０には、下側ダイアフラム６４０が見えるように、上側チャンバー部材６５０ａと中間チャンバー部材６５０ｂとを示していない。
【００４３】
図８に戻り、それぞれの中間チャンバー部材６５０ｂは、軸孔６８０と交差する横断孔６７５が形成されている。横断孔６７５は、中間チャンバー部材６３０ｂと流体が流通するようになっており、軸孔６８０は、下側ダイアフラム６４０に形成された孔を介して下側チャンバー部材６５０ｃの貫通孔６８５と流体が流通するようになっている。さらに、それぞれの貫通孔６８５は、ゼロインフルエンスプッシャー本体６５５の流路６９０と流体が流通するようになっており、それぞれの流路６９０が流体をバルブ５２４に導く。このように、バルブ５２４の制御動作により、流体の注入用配管５０５ａ、５０５ｓ、５０５ｂとミキシングチャンバー５１７の空気吸入口６９３との間、およびミキシングチャンバー５１７の排出管６９５と流体の戻り用配管５０５ａＲ、５０５ｓＲ、５０５ｂＲとの間を選択的に流体が流通することになる。それによって、ヒートシンク５１５ひいてはＤＵＴが所定の温度に維持されるようになる（上述の図４〜図７の記載のとおり）。例えば、上述したシステムは、おおよそ−８０℃から２００℃までの設定温度（ＤＵＴの試験温度）で使用される。しかしながら、本発明はこの範囲の温度で使用されることに限定せず、このシステムは適当ないかなる温度での使用のために設計することができる。
【００４４】
実際には、このシステムが作動している間は、圧力のバラツキが流体配管（５０５ａ、５０５ｓ、５０５ｂ、５０５ａＲ、５０５ｓＲ、５０５ｂＲ）に生じることがある。例えば、一瞬、戻り用配管よりも高圧力の流体が注入用配管に流れ、またその逆もある。しかしながら、全ての流体（供給側も戻り側も）は、それぞれ上側および下側ダイアフラム６３５,６４０の間のチャンバー６３０に流れるため、チャンバー６３０のそれぞれのダイアフラム６３５,６４０は、同じ（相殺する）圧力となる。それは、流体供給によりゼロインフルエンスプッシャー５０２に軸方向ではない圧力が生じるほどである。それによって、ヒートシンクおよびＤＵＴへの不均一な力（たとえば応力）を減少させる。
【００４５】
図１１は、上側ダイアフラム部材６３６が見えるように、図８の典型的なシステムからトッププレート６０５を取り外した構造を示している。本発明は、複数のダイアフラム６３５を統合した上側ダイアフラム部材６３６に関して記載されているが、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、上側ダイアフラム部材６３６と繋がっていない個別のダイアフラム６３５がそれぞれのチャンバー６３０に配置されてもよい。
【００４６】
好ましい実施形態では、ミキシングチャンバー５１７（吸入ダクト６９３と排出ダクト６９５を備える）とヒートシンク５１５は、選択的にゼロインフルエンスプッシャー本体６５５から一体的に取り外せる。例えば、ミキシングチャンバー５１７は、選択的に着脱可能な接続部によってゼロインフルエンスプッシャー本体６５５に取り付けられてもよい。この着脱可能な接続部は、限定はされないが、摩擦嵌め合い、スナップフィット、急速着脱、又は適当な他の接続方法を含む。この方法では、異なるヒートシンク５１５（例えば、異なる熱接触面および／または異なる熱接触面材料）は、機種が異なるＤＵＴの試験での使用に、簡単で素早く適応できる。
【００４７】
図１２から図１４は、本発明の特徴に関する代替構造の部分図を示している。図１２に示されるようなサーマルチャック７１０は、図８に示すような６つの流体配管の代わりに、４つの流体配管７１５を有している。４つの流体配管７１５は、例えば、高温流体を注入する配管と、高温流体を排出する配管と、低温流体を注入する配管と、低温流体を排出する配管とを含む。またはこれに代えて、４つの流体配管は、高温流体を注入する配管と、設定温度流体を注入する配管と、低温流体を注入する配管と、流体を排出する１つの配管であってもよい。サーマルチャック７１０は、気体用マニホールド７２０と、流体用マニホールド７２５と、底部プレート７３０と、をさらに備えている。少なくともミキシングチャンバー７３５とヒートシンク７４０を備えたもう一つの実施形態に係るゼロインフルエンスプッシャー７８５は、底部プレート７３０に接続されている。
【００４８】
図８に示すシステムと同様に、気体用マニホールド７２０と、流体用マニホールド７２５と、底部プレート７３０は、軸上に配列された孔を備えている。この孔は、サーマルチャック７１０とゼロインフルエンスプッシャー７８５の共通の軸について対称に所定の間隔をおいて配置されるような４つのチャンバー７４５を形成する。上側ローリングダイアフラム７５０と下側ローリングダイアフラム７５５は、それぞれのチャンバー７４５内に配置され、これらは、チャンバー７４５をチャンバー上部７４５ａと、チャンバー中間部７４５ｂと、チャンバー下部７４５ｃに分割する。上側チャンバー部材７６０ａはチャンバー上部７４５ａに配置される。また、中間チャンバー部材７６０ｂはチャンバー中間部７４５ｂに配置される。さらに、下側チャンバー部材７６０ｃはチャンバー下部７４５ｃに配置される。
【００４９】
図１３に示すように、流体用マニホールド７２５は、それぞれの流体配管７１５をそれぞれのチャンバー中間部７４５ｂへ接続するようなポート７６５を有している。それぞれの中間チャンバー部材７６０ｂは、軸孔７７５と交差する横断孔７７０を有する。横断孔７７０は、チャンバー中間部７４５ｂと流体が流通するようになっている。その結果、軸孔７７５は、下側チャンバー部材７６０ｃの貫通孔７８０に通じている。さらに図１２に示すように、それぞれの下側チャンバー部材７６０ｃの貫通孔７８０は、ミキシングチャンバー７３５と流体が流通するようになっている。このように、流体配管７１５とヒートシンク７４０との間に流路が設けられている。
【００５０】
さらに、ダイアフラム７５０、７５５は、サーマルチャック７１０に対するゼロインフルエンスプッシャー７８５のフローティング接続部となっている。そのため、ゼロインフルエンスプッシャー７８５は、サーマルチャックに対して６つの自由度で動作可能である。さらに図１４に示すように、気体用マニホールド７２０は、加圧配管７９５とチャンバー上部７４５ａとの間に流路を有する気体ポート７９０を備えている。これは図８に関して述べた構造と同様であり、加圧配管７９５への圧力（又は真空）を供給することにより、ゼロインフルエンスプッシャー７８５は、軸上（Ｚ軸方向）を移動する。
【００５１】
さらに、図８に関して述べた構造と同様に、ミキシングチャンバー７３５とヒートシンク７４０は、選択的にサーマルチャック７１０から一体的に取り外し可能である。例えば、ミキシングチャンバー７３５は、選択的に着脱可能な接続部材７９７によって４つの下側チャンバー部材７６０ｃに取り付けられる。この選択的に着脱可能な接続部材７９７は、限定はされないが、擦嵌め合い、スナップフィット、急速着脱、又は適当な他の接続方法を含む。このように、異なるヒートシンク５１５（例えば、異なる熱接触面および異なる熱接触面材料）は、機種が異なるＤＵＴの試験に、簡単で素早く適応できる。
【００５２】
それゆえに、上述の構造を見ても分かるように、ゼロインフルエンスプッシャーは、ある特定のサーマルチャックへの使用に限定されない。むしろ本発明の実施形態は、システムの残部により生じた外力からヒートシンクとＤＵＴとの接触面を隔離するような所定の温度制御システムに用いられる。このように、ゼロインフルエンスプッシャーは、ヒートシンクとＤＵＴとの間の接触面に対する温度制御器の構造の不要な作用を実質的に低減する。また、ゼロインフルエンスプッシャーは、接触面においてＤＵＴに対するヒートシンクの平衡を維持する６つの自由度が付与され、これによって、接触面において不均一な力（たとえば応力）が排除され、ＤＵＴとヒートシンクの擦れ（たとえば摩耗）がなくなる。さらに、気圧により制御されるゼロインフルエンスプッシャーの軸上の移動により、ヒートシンクが突然動くことが実質的に防止され、ＤＵＴに対して一定の押圧力となる。
【００５３】
熱接触面材料
図１５は、本発明の観点による複数のナノチューブ８０５を備えた熱接触面材料の典型的な実施形態を示す。好ましい実施形態では、ナノチューブ８０５は、基板８１０上に成長したカーボンナノチューブを含むが、この種のナノチューブに限定されない。ナノチューブ８０５は柔軟性があり、その上、折り曲げても温度範囲を維持するため、ナノチューブ８０５はＤＵＴの表面の偏差に適応することができると同時に（図１５Ａ参照）、ＤＵＴ８１５の表面全体にわたり実質的に均一な熱抵抗を提供することができる（図１５Ｂ参照）。したがって、ナノチューブ８０５はＤＵＴ８１５の全体にわたる不要な熱勾配を低減する。
【００５４】
実施形態では、ナノチューブ８０５は、基板８１０の上に成長した全長約１５０ミクロンのカーボンナノチューブを含む。基板８１０は、たとえば表面が銅であるようなヒートシンク（例えば、上述のヒートシンク５１５）の表面を含んでいてもよい。ヒートシンクの表面にカーボンナノチューブを直接成長させることにより、低くて好ましい熱抵抗率となる。またはこれに代えて、カーボンナノチューブが成長する基板８１０は、再加工可能な熱はんだ又は再加工可能なサーマルグリスを介してヒートシンクに取り付けられてもよい。また好ましい実施形態では、約１５ｐｓｉから約７５ｐｓｉ（ｐｓｉはポンド／ｉｎｃｈ２）で調整された圧力下および実質的に熱質量がない状態において、ナノチューブ８０５は、約０．０７Ｃ／（Ｗ／ｃｍ２）（Ｃは摂氏であり、Ｗはワット、ｃｍはセンチメートルである）以下であり、また、５０ミクロンよりも大きい平面粗度に適応することができる。しかしながら、本発明は、これらの特性を有するナノチューブに限定されず、他の種類のナノチューブを用いてもよい。例えば、全長が約２５ミクロンから約５０ミクロンの範囲のナノチューブが考えられる。さらに、本発明の実施形態は、カプセルで包まれたナノチューブとカプセルで包まれていないナノチューブのどちらも用いられる。
【００５５】
図１６と図１７は、基板８１０とＤＵＴ８１５の間の柔軟な熱接触部材としてナノチューブ８０５がどのように機能するかを示している。例えば、図１６に示すように、ナノチューブ８０５の長さよりも小さな粒子（たとえば破片）は、基板８１０および／またはＤＵＴを損傷させることはない。これは、ナノチューブが細い熱バネの役割があることに起因し、ナノチューブが粒子８２０の周りで収縮するためである。また、図１７に示すように、複数のナノチューブ８０５からなる熱接触面材料は、ＤＵＴ８１５の外周に集中的に応力を与えることなく、相対的に小さなＤＵＴ８１５と重なる。これは、ＤＵＴ８１５の損傷を小さくさせることを可能にすると同時に、応力集中によって起こる熱勾配を排除する。
【００５６】
図１８は、基板８１０にナノチューブ８０５の中であって基板８１０上にストッパー８４０が設けられている実施形態を示している。例えば、ある試験条件の下で、基板８１０からＤＵＴ８１５へ力の伝達が求められる時に、このストッパー８４０が採用される。ストッパー８４０は、あらゆる適した材質で構成され、システムへの使用に合わせて適した形状又は寸法（長さ、幅、高さ）で設計される。しかしながら、好ましい実施形態では、ストッパー８４０がＤＵＴ８１５の表面と係合する前にナノチューブ８０５がある程度圧縮されなければならないので、ストッパー８４０は、圧縮されていないナノチューブ８０５の長さよりも短くされている。ＤＵＴ８１５に力（たとえば約１００ポンド）を加えた場合に、このような構成により、基板８１０とＤＵＴ８１５との間に均一な熱接触面が確保される。
【００５７】
図１９は、ストッパー８４０と真空通路８４５が基板８１０に設けられた実施形態を示す。ストッパー８４０は、図１８で述べた機能を奏する。真空通路８４５により、基板８１０とＤＵＴ８１５とストッパー８４０によって囲まれた空間に負圧が供給される。これは、基板８１０とＤＵＴ８１５との接触面に所定の温度特性および／または所定の応力を維持しながら、ＤＵＴを運ぶ（たとえば動かす）ような真空吸引カップを形成する。
【００５８】
図２０は、発明の観点による熱接触面材料の他の実施形態を示す。この実施形態では、カーボンナノチューブ８０５ａ,８０５ｂが、基板８５０の上面８５０ａと下面８５０ｂに取り付けられている。基板８５０とカーボンナノチューブ８０５は、サーマルグリスや他の熱接触面材料を用いることなく、ＤＵＴ８１５とヒートシンク８５５との間に容易に配置されてもよい。基板は、金属箔を備えていてもよい。例えば、カーボンナノチューブ８０５ａ，８０５ｂが成長した銅箔を備えてもよい。さらに、基板８５０は、柔軟性を有する程度の薄さであってもよい。そのような基板８５０の柔軟性は、カーボンナノチューブ８０５ａ,８０５ｂをＤＵＴ８１５とヒートシンク８５５との表面に一致させるのに適している。
【００５９】
ここで述べたように、ナノチューブの熱接触面材料を備えた本発明の実施形態は、略一定の熱接触面となっている。そのような熱接触面は、ＤＵＴの表面を損傷させず、応力集中を与えず、ＤＵＴの外周と重なる、実質的に均一な熱接触面を構成することができる。さらに、本発明の観点によるところのナノチューブを備えた熱接触面は、燃焼することも、熱接触面液体のように凍結することもなく、またＤＵＴを損傷させることなく破片を受容することができる。
【００６０】
特に明示した場合を除いては、明細書と請求項で用いられるような特性値を表す全ての数字は、全ての場合において「おおよそ」の語に修正されるものとして理解される。したがって、それとは反対に明示しない限り、明細書及び請求の範囲で説明する数値パラメーターは、本発明によって得ようとする所望の特性に依存して変動する近似数である。少なくとも、請求の範囲に対する均等原理の適用を制限しようする趣旨ではなく、それぞれの数値パラメーターは、数学上の慣習と有効数字の観点から解釈される。
【００６１】
さらに、明細書の数値域の列挙は、その範囲内における全ての数値と全ての範囲の開示とみなされる。例えば、もし範囲が１から５０までであったとしたら、１,７,３４,４６.１,２７.３が含まれ、またはその範囲内の他の数値も含まれる。
【００６２】
本発明は、いくつかの典型的な実施形態を説明するに際して、記載されているいくつかの適当な方法を組み合わせることもできるが、用いられている語が、限定の語というよりは図面と詳細な説明で用いられる語である。現在または補正された添付した請求項の範囲を逸脱しない範囲内において変更することもできる。本発明は、個々の手段、材質や実施形態の説明について説明されているが、記載された事項について限定する趣旨ではない。むしろ、本発明は、添付した請求の範囲内において、機能的に同等の構造、方法、用途にまで及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
この開示は、図面に基づき、限定されない実施例により詳細に説明され、同一の符号は幾つかの図面を通して同様の部材を表わす。
【図１Ａ】従来技術の典型的な接触面を示す。
【図１Ｂ】図１Ａの接触面における典型的な熱抵抗を示す。
【図２】従来技術の典型的な試験時の電子部品と典型的な温度制御器を示す。
【図３】従来技術の他の典型的な接触面を示す。
【図４】本発明の観点による典型的なシステムを示す。
【図５】本発明の観点による典型的なサーマルチャックの概略図を示す。
【図６】本発明の観点による温度制御器のバルブの典型的な概略図を示す。
【図７】本発明の観点による低温流体、設定温度流体及び高温流体の混合物のグラフを示す。
【図８】図４の典型的なシステムの一部を示す。
【図９】図４の典型的なシステムの他の一部を示す。
【図１０】図４の典型的なシステムの他の一部を示す。
【図１１】図４の典型的なシステムの他の一部を示す。
【図１２】本発明の観点による代替システムの一部を示す。
【図１３】図１２の典型的なシステムの他の一部を示す。
【図１４】図１２の典型的なシステムの他の一部を示す。
【図１５Ａ】本発明の観点による熱接触面材料の典型的な手段を示す。
【図１５Ｂ】図１５Ａの熱接触面材料の熱抵抗の図面を示す。
【図１６】本発明の観点による典型的な熱接触面材料の手段を示す。
【図１７】本発明の観点による他の典型的な熱接触面材料の手段を示す。
【図１８】本発明の観点による他の典型的な熱接触面材料の手段を示す。
【図１９】本発明の観点による他の典型的な熱接触面材料の手段を示す。
【図２０】本発明の観点による他の典型的な熱接触面材料の手段を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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