(57)【要約】【課題】ＣＰＵ半導体チップなどの冷却システム、そのための熱交換装置及び製造方法。【解決手段】流体冷却式ヒートシンク２３、熱交換装置３１、ポンプ装置２５、及び冷却流体の循環路を構成する導管２１１、２５１より構成されてなり、このヒートシンクは半導体チップ２１の発熱を放熱冷却する。熱交換装置は、ポンプ装置によりヒートシンクから導管を経由して循環する冷却流体の熱をファン２４１によって送風冷却する。熱交換装置の冷却用フィン及びヒートシンク片を熱伝導性の良い金属材料及びダイヤモンド状構造の炭素微粉末の鋳造体、もしくは熱伝導性の良い金属材料より形成された成型体表面にダイヤモンド状構造の炭素を被覆してなる。該ダイヤモンド状構造の炭素は熱伝導性に優れ、冷却能力を向上することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体冷却ヒートシンク、熱交換装置、冷却流体の循環経路を構成する導管、ポンプ装置、より構成され、
該ヒートシンクは、該半導体チップの発熱を伝導するため該半導体チップに接して配置され、ヒートシンクからの冷却流体はポンプ装置の駆動により熱交換装置との間で循環する構成とし、
該熱交換装置は、複数個のフィン型ヒートシンク片を備えてなり、該フィン型ヒートシンク片は、金属材料とダイヤモンド構造の炭素を混合した熱伝導材料を成型した成型体、又はこれらの成型体若しくは金属材料などからなる成型体表面にダイヤモンド構造の炭素皮膜を形成した成型体からなる、
ことを特徴とした半導体チップ冷却システム。
【請求項２】
前記半導体チップは、ＣＰＵにてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項３】
前記ダイヤモンド状構造の炭素は、ダイヤモンドにてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項４】
前記金属は、銅材質にてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項５】
前記金属は、銀材質にてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項６】
前記金属は、アルミニウム材質にてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項７】
前記金属は、熱伝導係数の高い金属の金属合金材質にてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項８】
前記ダイヤモンド構造の炭素皮膜は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にて形成されることを特徴とした、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項９】
前記ダイヤモンド構造の炭素皮膜は、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にて形成されることを特徴とした、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１０】
前記成型体は、溶解材料にて形成されることを特徴とした、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１１】
前記熱交換装置は、複数のフィン型ヒートシンク片より構成されることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１２】
前記フィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、射出成形により形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１３】
前記フィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、切削技術により形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１４】
前記フィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、プレス加工により形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１５】
前記フィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、粉末成型により形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１６】
前記複数のフィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、折りたたみにより形成される該熱交換装置となることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１７】
前記複数のフィン型ヒートシンク片は、溶接により形成される該熱交換装置となることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１８】
前記複数のフィン型ヒートシンク片は、ドリルにより形成される複数個の通孔を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項１９】
前記フィン型ヒートシンク片は、熱伝導材料より形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項２０】
前記熱交換装置は、更に気流発生装置を備えてなることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項２１】
前記気流発生装置は、ファンにてなることを特徴とする、請求項２０に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項２２】
前記流体は、水であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ冷却システム。
【請求項２３】
金属材料とダイヤモンド構造の炭素を混合した熱伝導材料を成型した成型体、又はこれらの成型体若しくは金属材料などからなる成型体表面にダイヤモンド構造の炭素皮膜を形成した成型体からなる複数のフィン型ヒートシンク片を成形し、
該フィン型ヒートシンク片に複数の通孔をドリリングにより形成し、及び複数のフィン型ヒートシンク片を接合して該熱交換装置を形成する、各工程より構成される熱交換装置の製造方法。
【請求項２４】
該ダイヤモンド状構造の炭素がダイヤモンドであることを特徴とする、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項２５】
上記金属が銅材質であることを特徴とする、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項２６】
上記金属が銀材質であることを特徴とする、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項２７】
上記金属がアルミニウム材質であることを特徴とする、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項２８】
上記金属が熱伝導係数の高い金属合金材質であることを特徴とする、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項２９】
上記ダイヤモンド状構造の炭素皮膜の形成方法が、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によるものであることを特徴とする、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３０】
前上記ダイヤモンド状構造の炭素皮膜の形成方法が、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によるものであることを特徴とする、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３１】
前記複数のフィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、溶解材料から形成することを特徴とした、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３２】
前記複数のフィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、射出成形法をにより形成することを特徴とした、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３３】
前記複数のフィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、切削法により形成することを特徴とした、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３４】
前記複数のフィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、プレス加工法により形成することを特徴とした、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３５】
前記複数のフィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、粉末成型法により形成することを特徴とした、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３６】
前記複数のフィン型ヒートシンク片を構成する成型体は、ドリルにより該複数の通孔を形成することを特徴とした、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３７】
前記複数のフィン型ヒートシンク片は、溶接法により接合することを特徴とした、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【請求項３８】
前記数のフィン型ヒートシンク片は、折りたたみ方式をもって接合することを特徴とした、請求項２３に記載の熱交換装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料及びダイヤモンド状構造の炭素よりなる熱伝導材料から形成されてなることを特徴とする、半導体チップ冷却システム及びその熱交換装置の構造と製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスによる大規模集積回路の応用は近年では既に一般社会において幅広く利用されてなり、例えば、パソコン、サーバー機、携帯メモリー、各形式の駆動用集積回路、及び知能型家電製品等、記載しきれない程であり、更に半導体産業の飛躍的な成長が促進され、政府は「二兆双星産業経済発展計画」を推進し、その内には半導体産業の育成と発展計画を含み、国家の国際科学技術競争での優勢を築こうと進められているものである。半導体産業の重要性は既に国民の高い共通意識となり、国家の競争力向上を補助するだけでなく、更に国民が半導体産業の応用がもたらす便利性を十分に享受することを可能としている。
【０００３】
半導体産業の急速な発展に従い、大型集積回路は更に体積縮小化、高密度化の製造工程の発展が望まれ、各メーカーは大量の経費を投入して半導体製造工程である集積回路の研究と改良を実施している。各形式の集積回路の中で、特にＣＰＵ半導体チップは研究と改良の中心となり、パソコン及び各型サーバー機等の中核システムに応用され、パソコン及びサーバーの処理性能は主にＣＰＵ半導体チップの性能により決定している。ＣＰＵ半導体チップ製造工程の改良に伴い、ＣＰＵクロック周波数が増加し性能が向上しているが、一方で発生する発熱量の増加は避けることができず、発生した熱を適時に除去できない場合は、ＣＰＵ半導体チップの電子部材の性能は低下し、損傷が生じる恐れもあり、効率良く熱をシステム外部へ除去することは非常に重要な課題となっており、様々な冷却システム及び熱伝導材料の応用において、冷却効率の向上を達成することが期待されている。
【０００４】
図１に示すように、公知の強制空冷式半導体チップ冷却システムは、半導体チップ１１、基板１２、及びヒートシンク１３から構成される。前記半導体チップ１１は複数個のピン１１１を備えてなり、半導体チップ１１は基板１２に接続してなり、該基板１２は公知の主基板及びグラフィックボードにてなる。前記ヒートシンク１３はファン１３１を備えてなり、冷却グリス１３２を塗ることにより、半導体チップ１１の上面に密着することができる。半導体チップ１１が動作時に発生する熱は、冷却グリス１３２を経由してヒートシンク１３に伝達され、ヒートシンク１３はファン１３１が形成する気流により熱を外部へ放出することができる。
【０００５】
但し上述のシステムの冷却方式は、ファン１３１が形成する気流によって熱を外部に排出する構成である為、冷却能力はファン１３１の大きさ及び回転速度によって制限され、即時に熱をヒートシンク１３から外部に放出することができず、半導体チップ１１が熱をヒートシンク１３に即時に伝導することができなくなり、半導体チップ１１に過度の熱が累積し性能の低下を招くことになる。
【０００６】
図２に示すように、公知の水冷式半導体チップ冷却システムは、半導体チップ２１、基板２２、ヒートシンク２３、熱交換装置２４、及びポンプ装置２５より構成される。前記半導体チップ２１は複数個のピン２１１を備えてなり、半導体チップ２１は主基板２２に接続してなり、該基板２２は公知の主基板及びグラフィックボードにてなることができる。前記ヒートシンク２３は冷却グリス２３１を塗ることにより、半導体チップ２１の上面に密着する。ポンプ装置２５、ヒートシンク２３、及び熱交換装置２４は更に導管２５１により相互に接続することができ、ポンプ装置２５は水流を送り出して導管２５１を経由してヒートシンク２３と熱交換装置２４と間に循環流動させることができる。
【０００７】
半導体チップ２１が動作時に発生する熱は、冷却グリス２３１を経由してヒートシンク２３に伝導することができ、ヒートシンク２３は水流の循環流動によって熱を熱交換装置に伝導し、該熱交換装置２４は更にファン２４１を備えてなり、ファン２４１が形成する気流により熱交換装置２４の熱を外部に放出することができる。
【０００８】
上述のシステムの冷却方式は、水のような高比熱材料を循環流動させて熱を熱交換装置２４に伝導するため、冷却能力はポンプ装置２５を経由する水の循環流動速度を加速して能力を向上することができる。熱交換装置２４を基板２２上に設置するため、体積上の制限がなく、ファンの大きさを大きく且つ回転速度を上げて冷却能力を向上することができる。したがって、このシステムは、半導体チップ２１の冷却効率を向上させる上で優れている。
【０００９】
水流の流速は、ポンプ装置の加圧により水流循環を加速できるが、熱交換装置の材質の熱伝導が良くない場合は、即時に水流が運んでくる熱を処理することができず、依然として冷却不良の問題を招くことになる。現在一般的に熱交換装置に適用されている熱伝導材質の多くはアルミニウム、銅、銀、或いは合金にてなり、高い熱伝導係数の特性を備えているが、半導体チップ性能の飛躍的な向上、及びそれに伴う発熱量も大幅に増加し、これらの熱伝導材質では既に要求される高い冷却効率を満足することができず、新たな熱伝導材料の研究は重要な課題になっている。
【００１０】
公知のダイヤモンド材料は、高硬度、高熱伝導係数、広い波長域範囲の光透過度、耐腐蝕性等の特性を備える為、以前よりずっとプロセス上での重要な材料の一つになっている。その熱伝導係数は常温下では銅の５倍であり、高温時はダイヤモンドの赤外線輻射は更に強まり、冷却され易く熱膨張係数は小さくなるため、高温時における冷却効率を向上することが期待される。ダイヤモンドの冷却効果が高い特性は、一般的にはそのダイヤモンドが本物であるかどうかの判断にまで広く利用されている。但し、天然ダイヤモンドのコストは非常に高く、産業上の応用に提供する為、人工ダイヤモンドの技術が発展し製造コストを低下させている。人工ダイヤモンドの技術は公知の技術において、既に様々な技術と製造方法が発展しているが、炭水化合物を利用して直接分解する方法が最も多く、例えばＭＰＥＣＶＤ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＨＦＣＶＤ（Ｈｏｔ  Ｆｉｌａｍｅｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は多結晶ダイヤモンド膜にて皮膜を形成することができ、この多結晶ダイヤモンド膜の物理特性は天然ダイヤモンドと同等の特性を有することができる。このようにして、ダイヤモンドを各種産業において広範囲に応用することが試みられている。
【特許文献１】特開２００５−３４７５００号公報
【特許文献２】特開２００４−１７３２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の提供する半導体チップ冷却システム及びその熱交換装置の構造と製造方法は、現在要求される半導体チップ冷却効率を満足することができ、半導体チップの動作上の品質を大幅に上昇し、半導体プロセスにより集積回路の産業競争率を高めるだけでなく、集積回路を応用した製品の利用者に最高の品質を享受させることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、半導体チップ冷却システム及びその熱交換装置の構造と製造方法を提供する。該半導体チップ冷却システムは、ヒートシンク、熱交換装置、ポンプ装置、及び少なくとも二つの導管より構成される。該熱交換装置は複数個のフィン型ヒートシンク片を備えてなり、該フィン型ヒートシンク片は、射出成形方式、切削技術成形方式、プレス加工技術方式、及び粉末噴射技術成形方式により形成されてなる。該成形された複数のフィン型ヒートシンク片は折りたたみ方式及び溶接方式により熱交換装置を形成することができる。該熱交換装置はドリル方式を利用して該熱交換装置の複数のフィン型ヒートシンク片上に複数個の通孔を形成することができる。該熱交換装置は熱伝導材料より形成され、該熱伝導材料は金属材料及びダイヤモンド状構造の炭素より形成される。該熱伝導材料は銅、アルミニウム、銀、或いは合金、或いはその他熱伝導係数の高い金属材料にてなり、該ダイヤモンド状構造の炭素はダイヤモンドにてなることができる。この外、ダイヤモンド状構造の炭素は、該金属材料表面を覆うか、或いは直接該金属材料の中に混ぜ合わせられてなるか、或いは両者を同時に備えてなることができる。該熱交換装置に応用される熱伝導材料の製造方法は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、溶解、或いはその他材料の整備方法にてなることができる。上述のヒートシンクは熱伝導係数の高いダイヤモンド状構造の炭素に覆われてなる或いは直接混ぜ合わせることにより、該熱交換装置の冷却効率を大幅に上昇することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の提供する半導体チップ冷却システム及びその冷却交換装置の構造と製造方法は、大幅に冷却効率を向上させ集積回路半導体チップが大量に発生する発熱の問題を解決する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図３に示すように、本発明の半導体チップ冷却システムは、半導体チップ２１、基板２２、ヒートシンク２３、熱交換装置３１、及びポンプ装置２５より構成される。該半導体チップ２１は、ＣＰＵにてなることができ、複数個のピン２１１を備えて半導体チップ２１を基板２２に接続し、該基板２２は公知の主基板及びグラフィックボードが好適である。該ヒートシンク２３は冷却グリス２３１を塗ることにより半導体チップ２１の上面に密着する。ポンプ装置２５、ヒートシンク２３、及び熱交換装置３１は更に導管２５１により相互に接続され、ポンプ装置２５は比熱係数の高い流体を送り出し、導管２５１を経由してヒートシンク２３と熱交換装置３１との間に循環流動させる。該熱交換装置３１は熱伝導材料より形成されると共に、該熱伝導材料は金属材料及びダイヤモンド状構造の炭素より構成され、該金属材料は、銅、アルミニウム、銀、或いは合金、或いはその他熱伝導係数の高い金属材料にてなり、該ダイヤモンド状構造の炭素はダイヤモンドにてなることができる。この外、該ダイヤモンド状構造の炭素は金属材料表面を覆うことだけに利用されてなるか或いは直接金属材料の中に混入させるか或いは、上述の両者を同時に用いることができる。
【００１５】
半導体チップ２１が動作時に発生する熱は、冷却グリス２３１を経由してヒートシンク２３に伝導し、ヒートシンク２３は水流の循環流動を経由して熱を熱交換装置３１に伝導し、該熱交換装置３１は更に気流発生装置２４１を備えてなり、気流発生装置２４１が形成する気流により熱交換装置３１の熱を外部に放出する。
【００１６】
図４に示すように、図３で示される熱交換装置３１の一枚のフィン型ヒートシンク片３２は、精密ドリルにて穴をあけ、少なくとも一つの通孔３２１を形成し、該通孔３２１は導管２５１をその間に通してなり、該熱交換装置３１は溶接方式により組み合わされてなると共に、該熱交換装置は金属材料及びダイヤモンド状構造の炭素より形成され、該金属材料は銅、アルミニウム、銀、或いは合金、或いはその他の熱伝導係数の高い金属材料にてなり、該ダイヤモンド状構造の炭素はダイヤモンドにてなることができる。図５に示すように、熱交換装置３１の構造は、溶接された熱交換装置３１の内部に導管２５１を接続してなり、該組み立てが完了した熱交換装置上には通孔３２１が形成されてなると共に、該組み立てが完了した熱交換装置は金属材料及びダイヤモンド状構造の炭素より形成されてなり、該金属材料は銅、アルミニウム、銀、或いは合金、或いはその他の熱伝導係数の高い金属材料にてなり、該ダイヤモンド状構造の炭素はダイヤモンドにてなることができる。組み立てが完了した熱交換装置上に形成される通孔３２１は、該流体を進入させる開口となり、該流体はヒートシンク２３内を流動して熱を熱交換装置３１へ伝導し、気流発生装置２４１が形成する気流により熱を外部に放出する。
【００１７】
上述の実施例に示すように、該熱交換装置３１は本発明の熱伝導材料により形成されてなり、熱伝導係数が高い為、熱交換装置３１が水流により運ばれる熱を迅速に受け入れることが可能であり、該流体はポンプ装置２５によって加圧されてヒートシンク２３及び熱交換装置３１の間を迅速に循環流動することができ、ヒートシンク２３の熱を迅速に熱交換装置３１に運び、該熱交換装置３１を更に、気流発生装置２４１により効率を高めることができ、該気流発生装置はファンであって、熱交換装置３１の熱を外部に放出する効果を向上し、システム全体の冷却効率を向上させることができる。上述のシステムを経由して半導体チップ２１の冷却効率は向上させることが可能となる。
【００１８】
図６に示すように、本発明の半導体チップ冷却システムの熱交換装置の制作方法は、公知の金属射出成形技術を採用してなり、鋳造原料供給器４１、鋳造原料注入装置４２、及びダイキャスト金型４３より構成される。金属射出成形を実行するには、鋳造原料供給器４１の鋳造原料を鋳造原料注入装置４２に経由してダイキャスト金型４３に圧入し、キャビティ４４を満たす。該鋳造原料は、金属或いは金属及びダイヤモンド状構造の炭素微粉末を懸濁した材料にてなることができる。該金属材料は、銅、アルミニウム、銀、或いは合金、或いはその他熱伝導係数の高い金属材料であって、該ダイヤモンド状構造の炭素の融点は前述の任意の金属の融点よりも高いため、該金属及びダイヤモンド状構造の炭素は結合して鋳造成型品を形成することが可能である。
該金属射出成形品の構造はキャビティ４４の形状であって、実施例では、該キャビティ４４の形状は、例えば図４に示すフィン型ヒートシンク片３２とすることができ、精密ドリルにて穴をあけ少なくとも一つの通孔３２１を形成し、溶接方式により図５に示す組み立て溶接されたヒートシンク及び図３に示す熱交換装置３１を形成してなる。
【００１９】
図７に示すように、本発明のもう一つの半導体チップ冷却システムの熱交換装置の制作方法は、公知のＭＰＥＣＶＤ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を採用してなり、微細構造の炭素を用いて金属表面を形成してなり、特別な例としては、図３に示すような熱交換装置３１の表面に適用する。その反応プロセスは、まず反応させたい混合気体を気体送入口５１から気体反応質５２に送入し、同時にマイクロウェーブ発信機５３はマイクロウェーブを発生し混合気体を活性化しイオン化反応を起こさせ、徐々に支持部５４上の金属材料５５の表面に堆積してダイヤモンド状構造の炭素膜が形成され、該ダイヤモンド状構造の炭素はダイヤモンドにてなることができる。該金属材料５５は図６に示される装置による形成方法により熱交換装置を形成することができ、該熱交換装置は銅、アルミニウム、銀、或いはその合金、或いはその他の熱伝導係数の高い金属材料により形成されることができ、残りの気体は廃棄排出口５６を経由して放出され、この反応プロセスにより表面をダイヤモンドで覆った熱伝導材料が形成できる。本実施例における該金属材料５５の構造は、ダイヤモンド状構造の炭素膜が堆積した後、図３に示す熱交換装置３1のように接合される。
【００２０】
図８に示すように、本発明の別の半導体チップ冷却システムのヒートシンクの制作方法は、公知のＩＢＳ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法を利用してなり、ＩＢＳ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）の一つであるＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、微細構造の炭素を金属表面、特には図３に示す熱交換装置３１の表面に形成することに利用されてなり、その製造プロセスは先ず微細構造の炭素材料によりターゲット６１を形成し、その置かれた角度と第一イオンガン６２のイオンビームの射出方向の挟み角は約４５度であり、第一イオンガン６２により打撃され飛散したダイヤモンド状構造の炭素微粒子は第二イオンガン６３の前方に飛び、第二イオンガン６３を経由して炭素微粒子に十分なエネルギーを与えて相対する金属材料６４表面上に堆積させて皮膜形成することにより、金属材料６４の表面上に均等なダイヤモンド状構造の炭素膜が形成される。
該金属材料は、図６に示される方法で成形されるヒートシンク片であり、該ヒートシンク片は銅、アルミニウム、銀、或いはその合金、或いはその他の熱伝導係数が高い金属材料により形成され、上記の反応後、残りのダイヤモンド状構造の炭素微粒子は廃棄排出口６５を経由して排出される。この実施例における該金属材質の構造６４はダイヤモンド状構造の炭素膜の堆積後、図３に示す熱交換装置３１のように接合される。
【００２１】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】公知の吐き出し式半導体チップ冷却システムの説明図である。
【図２】公知の水冷式半導体チップ冷却システムの説明図である。
【図３】本発明の水冷式半導体チップ冷却システムの説明図である。
【図４】本発明の熱交換装置構造の一枚のフィン型ヒートシンク片の説明図である。
【図５】本発明の熱交換装置構造の溶接されたフィン型ヒートシンク片の説明図である。
【図６】本発明の半導体チップ冷却システムの熱交換装置の金属粉末射出成形法（ＭＩＭ；Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）の説明図である。
【図７】本発明の半導体チップ冷却システムの熱交換装置のＭＰＥＣＶＤ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の説明図である。
【図８】本発明の半導体チップ冷却システムの熱交換装置のＩＢＳ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１ 半導体チップ
１１１ ピン
１２ 基板
１３ ヒートシンク
１３１ ファン
１３２ 冷却グリス
２１ 半導体チップ
２１１ ピン
２２ 基板
２３ ヒートシンク
２３１ 冷却グリス
２４ 熱交換装置
２４１ 気流発生装置
２５ ポンプ装置
２５１ 導管
３１ 熱交換装置
３２ フィン型ヒートシンク片
３２１ 通孔
４１ 鋳造原料供給器
４２ 鋳造原料注入装置
４３ ダイキャスト金型
４４ キャビティ
５１ 気体送入口
５２ 気体反応室
５３ マイクロウェーブ発信器
５４ 支持体
５５ 金属材質構造
５６ 廃気排出口
６１ ターゲット
６２ 第一イオンガン
６３ 第二イオンガン
６４ 金属材質構造
６５ 廃気排出口
【図１】
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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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