(57)【要約】      （修正有）【課題】高密度化を行っても小型化及び省スペ−ス化を実現することができる電子機器用ラック及びアンプラックを提供する。【解決手段】電子機器用ラック１１は、発熱体１７と第一の熱伝導部材１６を含む電子機器ユニット１２と、電子機器ユニット１２を固定し保持する筐体２０とを備える。筐体２０は第二の熱伝導部材１４と液体配管１５と断熱部材１３から構成されており、液体配管１５に液体１９を流すことにより発熱体１７からの熱を電子機器ユニット１２の底面を介して液体１９へと排出する。【選択図】図１
2008171943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を含む電子機器ユニットと、
前記電子機器ユニットを固定し、保持する筐体と、
前記筐体に配設された液体配管とを備え、
前記液体配管に液体を流すことにより前記筐体の温度調整をする、
ことを特徴とする電子機器用ラック。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器用ラックにおいて、
前記液体配管が配設された前記筐体は、前記電子機器ユニットを積載する棚板であり、
前記液体は冷媒であって、
前記温度調整が冷却である、
ことを特徴とする電子機器用ラック。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の電子機器用ラックにおいて、
前記電子機器ユニットは、前記発熱体と前記電子機器ユニットの筐体との間にそれぞれ接触して第一の熱伝導性部材を備え、
前記電子機器用ラックの筐体は、前記液体配管が配設される第二の熱伝導性部材と、少なくとも第二の熱伝導性部材より熱伝導性が小さい低熱伝導性部材とからなり、
前記第一の熱伝導性部材と前記第二の熱伝導性部材の少なくとも一部が、前記電子機器ユニットの筐体を介して相対する、
ことを特徴とする電子機器用ラック。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子機器用ラックにおいて、
前記液体配管は、前記電子機器用ラックが配置される部屋の室外に設けられたポンプ及び冷却装置へと通じる配管である、
ことを特徴とする電子機器用ラック。
【請求項５】
電子駆動素子を備える複数のアンプユニットを搭載するアンプラックであって、
前記アンプユニットは前記アンプラックの棚板上に搭載され、
前記棚板は、前記アンプユニットの熱が棚板係止部を介して前記アンプラックの筐体側壁へ熱伝導しない程度に、冷却配管が設けられる熱伝導性の高い高熱伝導性部分と、それより熱伝導性の低い低熱伝導性部分を備え、
前記冷却配管は、前記アンプユニットの筐体と電子駆動素子との間にそれぞれ接触して設けられた伝熱部材に相対する棚板に配設され、
前記冷却配管に冷媒を通すことでアンプユニットの冷却を行う、
ことを特徴とするアンプラック。
【請求項６】
電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、
前記アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、
前記発熱体から前記冷却配管に至る熱経路が形成され、
前記熱経路は、物理的接触による熱伝導で形成され、かつ、その熱経路上のすべての位置において、熱経路外へ向かう方向の熱抵抗より熱経路上の方向の熱抵抗が低い、
ことを特徴とするアンプラック。
【請求項７】
電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、
前記アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、
前記発熱体の表面上の熱が、物理的に連続する熱抵抗の最も低い方向へと熱伝導すると、少なくとも前記アンプユニットの筐体と、前記アンプラックの筐体とをこの順に経由し、冷却配管に至ることとなる熱経路を有する、
ことを特徴とするアンプラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複数の電子機器ユニットを備えるとともに、電子機器ユニットの冷却機能を有する電子機器用ラック及びアンプラックに関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電子機器ユニットが積載されるラックにおいては、発生する余熱を放熱するため放熱フィンや放熱ファン、及び排気ダクトを備えることで空気を媒体とした冷却機構が用いられていた。
特にアンプユニットでは、アンプユニット内部の駆動素子や電気回路で発生する熱を放熱するため、アンプユニット前面の通気口から冷却用空気を吸引し、アンプユニット背面へ排出している。このため、アンプユニット内部に冷却空気の流路を確保し、アンプユニット背面には冷却用ファンを搭載する必要があった。
【０００３】
また、多数のアンプユニットを積載するアンプラックでは、各アンプユニットからの放熱をスム−スに行うため、アンプユニットの背面に冷却用空気の流路を確保し、さらに各アンプユニット背面に取り付けた整風板にてダウンフロ−を作り出す必要がある。
加えて、アンプラック内の背面下部に取り付けたやや大型の空冷ファンにて、各アンプユニットからアンプユニット背面に排出された放熱排気をまとめ、アンプラック内下部からダクトを通じて室外へと排気することで、放熱を行っていた。しかし、近年、露光装置をはじめとする電子機器の複雑化、高度化に伴い、使用するアンプユニットの数や消費電力の増大が著しくなり、これに伴い発熱量も増大する傾向にある。
【特許文献１】特開２００５−２６８５４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに対し、空冷を用いたアンプユニット冷却やアンプユニット背面でのダウンフロ−冷却では、空冷のための気体流路やファン等のための容積確保が必要となるので小型化、省スペ−ス化に限界があり、無理に小型化、高密度化を行えば、放熱に支障が生じる事態となることが懸念されていた。
さらには、アンプラックへ熱が伝導すれば、周囲のクリ−ンル−ム環境の温度を上昇させ、半導体製造に大きな影響を与えてしまうなど問題が生じることが懸念される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる電子機器用ラックは、発熱体を含む電子機器ユニットと、電子機器ユニットを固定し保持する筐体と、筐体に配設された液体配管とを備え、液体配管に液体を流すことにより筐体の温度調整をすることを特徴とする。
また、好ましくは、この発明にかかる電子機器用ラックは、液体配管が配設された筐体が、電子機器ユニットを積載する棚板であり、液体は冷媒であって、温度調整が冷却であることを特徴とする。
【０００６】
また、好ましくは、この発明にかかる電子機器用ラックは、電子機器ユニットが、発熱体と電子機器ユニットの筐体との間にそれぞれ接触して第一の熱伝導性部材を備え、電子機器用ラックの筐体が、液体配管が配設される第二の熱伝導性部材と、少なくとも第二の熱伝導性部材より熱伝導性が小さい低熱伝導性部材とからなり、第一の熱伝導性部材と第二の熱伝導性部材の少なくとも一部が、電子機器ユニットの筐体を介して相対することを特徴とする。
【０００７】
また、さらに好ましくは、この発明にかかる電子機器用ラックは、液体配管が、電子機器用ラックが配置される部屋の室外に設けられた、ポンプ及び冷却装置へと通じる配管であることを特徴とする。
また、この発明にかかる別のアンプラックは、電子駆動素子を備える複数のアンプユニットを搭載するアンプラックであって、アンプユニットはアンプラックの棚板上に搭載され、棚板は、アンプユニットの熱が棚板係止部を介してアンプラックの筐体側壁へ熱伝導しない程度に、冷却配管が設けられる熱伝導性の高い高熱伝導性部分と、それより熱伝導性の低い低熱伝導性部分を備え、冷却配管は、アンプユニットの筐体と電子駆動素子との間にそれぞれ接触して設けられた伝熱部材に相対する棚板に配設され、冷却配管に冷媒を通すことでアンプユニットの冷却を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備え、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、発熱体から冷却配管に至る熱経路が形成され、熱経路は、物理的接触による熱伝導で形成され、かつ、その熱経路上のすべての位置において、熱経路外へ向かう方向の熱抵抗より熱経路上の方向の熱抵抗が低い、ことを特徴とする。
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、発熱体の表面上の熱が、物理的に連続する熱抵抗の最も低い方向へと熱伝導すると、少なくともアンプユニットの筐体と、アンプラックの筐体とをこの順に経由し、冷却配管に至ることとなる熱経路を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
アンプラックを小型化してコストダウンでき、かつ周囲環境温度への影響を低減したアンプラックやアンプユニットの冷却ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に本発明にかかる実施形態概念図を示す。この図では、アンプユニット１２がアンプラック１１内に積載された状態の側面断面図を示している。アンプラック１１の各段ごとに設けられた棚板２０上には、アンプユニット１２を積載し、アンプユニット１２は、その背面の図示しないコネクタを通じて給電される。
給電を受けたアンプユニット１２内において、モ−タ等の駆動素子１７は、最も発熱量が多いところであり、この熱を速やかに伝導するため、熱伝導性の良好な金属部材等で構成された第一の熱伝導性部材１６を、駆動素子１７と接触させて配置する。駆動素子１７は、図示しないホストコンピュ−タ側からの指示を受けて駆動回路１８により駆動制御される。
【００１１】
第一の熱伝導性部材１６は、熱的に安定な軽量かつ熱伝導性に優れた素材として、例えば、アルミニウム、マグネシウム、銅、タングステン、モリブデン、亜鉛等及びこれらの合金等からなり、好ましくはス−パ−インバ−等からなる。
第一の熱伝導性部材１６は、その上部に密着して搭載された駆動素子１７等の各種電子機器を機械的、構造的に支えるだけでなく、駆動素子１７等により発生した熱を速やかに冷却管１５の方へ伝えることにある。すなわち、この第一の熱伝導性部材１６の速やかな熱伝導と冷却管１５による排熱作用により、駆動素子１７等で発生した熱を速やかに排熱することが可能となる。
【００１２】
従って、駆動素子１７で発生した熱は、第一の熱伝導性部材１６に伝わり、アンプユニット１２の底面を介して、アンプラック１１の棚板２０に設けられた第二の熱伝導性部材１４に伝わり、さらに、駆動素子１７の発熱部に対応する位置に設けられた冷却管１５へと伝わる。冷却管１５には、アンプラック１１外部から冷媒１９として、例えば水等の液体が循環供給されており、最終的にはこの循環させる冷媒１９を介して、アンプラック１１内から熱が運搬され排出される。
【００１３】
なお、循環させる冷媒１９はポンプ等を用いて、一定流速で冷却液を流すものであってもよいし、アンプラック１１内やアンプユニット１２内に温度計等の温度検出手段を設けておき、その検出値に応じて流速や冷媒１９の温度を可変とする制御を行ってもよい。
この場合、温度計の検出温度の上昇とともにリニアに、あるいは対数的に冷却液の流量を増加させたり、冷却液の液温を低下させたり、ＰＩＤ制御とすることができる。また、温度計の検出温度が所定値以上に上昇すると、冷却液の流量を増加させ又は及び冷却液の温度を低下させる制御としてもよい。
【００１４】
逆に、温度計の検出温度の下降とともにリニアに、あるいは対数的に冷却液の流量を減少させたり、冷却液の液温を上昇させたりすることができる。また、温度計の検出温度が所定値以上に下降すると、冷却液の流量を減少させ又は及び冷却液の温度を上昇させる制御としてもよい。また、温度計の検出温度が所定の設定値に保たれている場合には、冷却液の流量をゼロとし、冷却液の循環を停止してもよい。
【００１５】
この実施形態において、アンプラック１１の棚板２０は、第二の熱伝導性部材１４と熱伝導性の悪い断熱部材１３を含む構成とする。すなわち、駆動素子１７で発生した熱はアンプユニット１２のフットプリントを経由し、さらに棚板２０自体を経由して冷却管１５へと伝わるため、必然的に棚板２０の一部又は全部に温度が上昇する部分が生じることとなる。
【００１６】
一方で、棚板２０を含むアンプラック１１やアンプユニット１２の筐体等は、温度が安定していることが内部に搭載する電子機器の安定動作の観点からは望ましい。そのため、棚板２０は、第二の熱伝導性部材１４による熱を収集し伝える部分と、熱を棚板以外へと伝わるのを防止する断熱部材１３との、少なくとも２種類の熱伝導性の異なる部材から構成する。
【００１７】
この実施形態では、断熱部材１３は棚固定用部材として棚板２０をアンプラック１１に係止する係止部に採用し、これにより棚板を固定保持する構成とする。したがって、アンプユニット１２内部で発生した熱、特に、駆動素子１７で発生した熱が棚板を介してアンプラック１１の外部筐体や側面に伝わることがなく、アンプラック１１が配置される周囲環境温度へ影響を与えることはない。
【００１８】
アンプユニット１２をアンプラック１１の棚板へ積載し固定するに際しては、少なくとも１カ所以上の接触箇所にてネジ止めする等して機械的、物理的に固定し、安定化させるだけでなく、この接触箇所を通じてアンプユニット１２の熱が、アンプラック１１の棚板２０へ速やかに伝わるよう、熱的な接触結合にも考慮する。
次に、図２に示す図１のＡ−Ａ′断面図を用いて冷却管１５の流路配置を説明する。冷却管１５は、駆動素子１７の中で最も発熱が大きい箇所の下部か、又は、駆動素子１７からの熱伝導が速く、熱伝導量が大きい該当する箇所に配置される。
【００１９】
例えば、第一の熱伝導性部材１６と第二の熱伝導性部材１４を、それぞれ均一な素材で作製し、それぞれ図１に示すように駆動素子１７の搭載ランド面積全体をカバ−するように配置した場合には、駆動素子１７の直下位置が最も熱が伝わりやすくなる。したがって、この場合には、駆動素子１７直下の位置に冷却管１５を配設することで効率的な排熱が可能となる。
【００２０】
また、第一の熱伝導性部材１６や第二の熱伝導性部材１４の素材の不均一や形状、構造、その組み合わせによっては、駆動素子１７の熱が効率的に伝わる位置が異なるため、これとの関係で、冷却管１５の最適配設場所を決定してもよい。
また、冷却管１５に冷却液等の冷媒１９を循環させるためのポンプや冷却装置は、冷却対象のアンプラック１１専用に設けなくてもよい。例えば、アンプラック１１に搭載されるアンプや制御装置が制御対象とする、電子装置本体のモ−タ等を冷却する為の冷却装置と兼用としてもよい。
【００２１】
また、アンプラック１１の棚板２０を冷却する方法として、必ずしも冷却液によるいわゆる循環液冷ではなく、ヒ−トパイプのような熱伝達速度の大きい素材を用いて非循環タイプの熱輸送方式としてもよい。この場合には、熱輸送先の適当な箇所に放熱フィンを設けることで空冷してもよい。
この実施形態によれば、アンプラック１１内やアンプユニット１２内に空冷用の気体流路を確保しなくてもよい。また、駆動素子１７等の発熱体の配置も、駆動素子１７の外側面である六面からの放熱や熱放射を考慮せず、駆動素子１７の第一の熱伝導性部材１６への搭載ランド側一面のみに熱が集中されるよう、発熱体の集中配置も可能となる。
【００２２】
したがって、アンプラック１１内部やアンプユニット１２の省スペ−ス化、高密度化だけでなく、駆動素子１７内部の高密度実装や高密度配置も可能となり、全体として、小型化することができる。また、整風板やファンやファンモ−タを搭載しなくてもよいので小型、軽量かつ省消費電力であり、全体として発熱量も低減されコストダウンができる。
なお、この実施形態においては、棚板２０を熱伝導性の異なる少なくとも２種類の素材からなる構成を示した。しかし、この構成に限られず、アンプラック１１の筐体（あるいはフレ−ム）側面等への熱伝導を防げればよいのであって、この意味において、棚板２０を均一素材から構成し、棚板２０とアンプラック１１本体係止部の本体側に、熱伝導性の小さい素材を配置することで、アンプラック１１への棚板２０からの熱伝導を防ぐ構成としてもよい。
【００２３】
ここで、アンプラック１１の構造と機能について図３に示すアンプラック概念図、及び図４に示すアンプラックの断面図を用いて説明する。筐体ユニット収納ラック（アンプラック）３１は、例えば半導体工場等において半導体露光装置のステージ駆動用モータのアンプユニット（筐体ユニット）３２を複数収納するのに使用される。
アンプユニット３２はモータ駆動回路を有するアンプ（電子機器）３３と、このアンプ３３を内蔵する直方体状の筐体４とから構成される。筐体４の正面には、筐体４の内部に外気を取り入れるための通気口３５と、ハンドリングを容易にするための取っ手３６とが形成されている。
【００２４】
筐体ユニット収納ラック３１は、平行に配置された天板３１ａおよび底板３１ｂの両側面に側板３１ｃを取り付け、背面側を背板３１ｄで塞いで構成され、その正面側は外部に開放されている。そして、天板３１ａおよび底板３１ｂの間には、両端が側板３１ｃに支持された棚板３１ｅが３枚配置され、筐体ユニット収納ラックの内部が棚板３１ｅによって上下方向へ４段に仕切られている。筐体ユニット収納ラック３１の内部には、棚板３１ｅに対して垂直に立設し、かつラック幅方向に延長する仕切り板３８が各段ごとに同位置に配置されている。
【００２５】
仕切り板３８で区切られたラック正面側の空間は、それぞれ収納室３９を構成する。図３に示す４段アンプラックの実施形態において、アンプラックの棚板３１ｅには冷却配管５１を配設する。冷却配管５１はアンプラック３１の外部から導かれた集合管５３から、アンプラック３１内部のアンプユニット３２の背面側に設けた空間内で各アンプユニット３２の各棚板３１ｅに、冷媒１９が供給されるよう分岐管５２によって分岐する。
【００２６】
ここで、集合管５３は、冷却配管５１を束ねた構成としてもよいし、冷媒１９をまとめて流せる大径のホ−スなどを用いる構成としてもよい。また、冷却配管５１は、アンプラックの棚板内部に設けるものであって、好ましくは棚板の熱伝導性が良好な素材で構成された部分に設ける。
集合管５３の形状や大きさ、構造等とその組み合わせは様々なバリエ−ションが考えられ、この実施例に限定されるものではない。すなわち、アンプユニット３２からの熱を速やかに収集し、集合管５３にて効率的に運び出すことができる構成であればよい。なお、この実施形態では、集合管５３と分岐管５２を往路と復路でそれぞれ別流路として、配管も別個に設けるが、束ねて一配管としてもよい。
【００２７】
また、図４に示す４段アンプラックの実施形態の横断面図では、アンプラック内部の分岐管５２のスペ−スは、分岐管５２である例えばホ−ス１本分の奥行きで足りることとなる。また、冷却配管５１も従来の棚板厚み内で収まる管径で構成すれば、何ら配置スペ−スの増大にはつながらない。
さらに、アンプ３３の下に設ける第一の熱伝導性部材５４によって、アンプ３３の熱が効率的に棚板へと伝導される。棚板の熱は、その大部分が冷却配管５１に流れる冷媒１９に吸収されるが、その吸収効率をさらに高め、かつ、他のラック筐体部等への熱伝導を防止するため、棚板の係止部や棚板底部に断熱素材を配置したり、熱伝導性の低い素材を用いたりしてもよい。この実施形態により、アンプユニット３２の背面側に空冷の流路を設ける必要が無く、アンプラック３１を小型化することができる。
【００２８】
ここで、図５にアンプユニット内部の発熱体にかかる構造を模式的に示している。この図において、発熱体であるモ−タ等の駆動素子７３は、正電源入力端子７７と負電源入力端子７６と出力端子７５及び制御端子７４を備える。三相モ−タ用アンプでは、３個使用することとなる。
この駆動素子７３は、最近の電子装置の複雑化、高度化に伴う使用モ−タ数の増大によって、増大する傾向にあることから、排熱するべき余熱も増大する傾向にある。さらにこの駆動素子７３の数量増大に伴い、冷却を要する駆動素子７３を備えたアンプユニットのみを集めて、一又は複数のアンプラックに搭載することで、冷却機構を一元管理化することも行われる。
【００２９】
また、駆動素子７３は、シリコングリ−ス７２を介して伝熱部材７１の上に搭載しネジにより固定される。伝熱部材７１は、熱伝導性が良く、軽量なアルミニウムあるいは銅等の金属からなるが、他の素材からなる合金等であってもよい。伝熱部材７１は、駆動素子７３で発生した熱を雰囲気中に放出する前に、その大部分を効率よく吸収することができる。なお、伝熱部材７１は、アンプユニットの内部底面に接触してネジ等で固定される。
【００３０】
伝熱部材７１で吸収された熱は、その良好な熱伝導性により速やかにアンプユニット底面へと伝わる。アンプユニット底面は、前述するようにアンプラックの棚板に接触して積載されており、したがって、この棚板へと熱が伝わる。このとき、棚板とアンプユニットの底面が接触する部位、又は伝熱部材７１の部位に該当する棚板の部位を中心として熱が伝わることになる。
【００３１】
したがって、この熱が伝わる棚板部に冷却配管を配置するとともに、この棚板部を熱伝導性の良好な材質で構成する。これにより、駆動素子で発熱した熱は、実質的に途中で蓄熱されたり外部放出されたりすることなく、速やかに冷却管内の冷却液へと伝えられ、排出される。すなわち、発熱体たる駆動素子から冷却配管に至るまで一連一体的な熱流路を積極的に形成することで、熱がその他の部位へ拡散し、放出されるのを防ぐ構成とする。
【００３２】
ところで、このような構成としてもなお、他の部位として例えばアンプラックの側壁等への熱伝達を完全に遮蔽することは困難で、ある程度の伝熱が生じる。そこで、棚板をアンプラックに係止する係止部には、断熱素材又は熱伝導性の低い材質を用いることが好ましい。さらに好ましくは、伝熱部材７１に相当する棚板部位、すなわちアンプユニット底面を挟んで伝熱部材７１に相対する棚板部位には、それ以外の棚板部位に比して高い熱伝導性を有する素材を用いる。
【００３３】
そして、伝熱部材７１に相対する棚板部位に冷却配管を配設する。さらに好ましくは、この冷却配管を配設する棚板部、すなわち冷却配管を棚板平面へ投影した場合の最外部で囲まれる棚板部、の材質は、それ以外の棚板部よりも熱伝導性の高い材質とする。このように、２以上の複数の熱伝導性材質からなる棚板においては、熱を熱抵抗の小さい部位へと導き、積極体に熱流路を形成できるので、他部位への好まざる熱拡散を低減することができる。
【００３４】
この実施例においては、発熱体を含む電子機器ユニットと、電子機器ユニットを固定し保持する筐体と、筐体に配設された液体配管とを備え、液体配管に液体を流すことにより前記筐体の温度調整をする、電子機器用ラックとする。
これにより、液体による温調が可能な電子機器用ラックとなり、効率的かつ省スペ−スに電子機器ラック筐体の温調が行える。
【００３５】
また、好ましくは、液体配管が配設された筐体は、電子機器ユニットを積載する棚板であり、液体は冷媒であって、温度調整が冷却である電子機器用ラックとする。
これにより、電子機器ユニットを小型化した状態で、速やかな電子機器ユニットの冷却を実現可能とする。
また、さらに好ましくは、電子機器ユニットは、発熱体と電子機器ユニットの筐体との間にそれぞれ接触して第一の熱伝導性部材を備え、電子機器用ラックの筐体は、液体配管が配設される第二の熱伝導性部材と、少なくとも第二の熱伝導性部材より熱伝導性が小さい低熱伝導性部材とからなり、第一の熱伝導性部材と第二の熱伝導性部材の少なくとも一部が、電子機器ユニットの筐体を介して相対する電子機器用ラックとする。
【００３６】
これにより、電子機器ユニット内部においては、発熱体の熱が第一の熱伝導性部材にて効率よく収集され、電子機器用ラックにおいては、第二の熱伝導性部材にて効率よく排熱する熱流路が構成されるので、他の部位への不用意な熱拡散を低減することができる。なお、第一と第二の熱伝導性部材の相対する間には、電子機器ユニットの筐体だけでなく、他の部材が介在してもよいし、電子機器ユニットの筐体を介さず直接接触する構成としてもよい。
【００３７】
また、液体配管は、電子機器用ラックが配置される部屋の室外に設けられた、ポンプ及び冷却装置へと通じる配管である電子機器用ラックとする。
これにより、液体に蓄積された排熱が、室内で放出されることがなくなり、他の装置システムも含めた全体として、不要な熱による悪影響を低減できる。
電子駆動素子を備える複数のアンプユニットを搭載するアンプラックであって、アンプユニットはアンプラックの棚板上に搭載され、棚板は、アンプユニットの熱が棚板係止部を介してアンプラックの筐体側壁へ熱伝導しない程度に、冷却配管が設けられる熱伝導性の高い高熱伝導性部分と、それより熱伝導性の低い低熱伝導性部分を備え、冷却配管は、アンプユニットの筐体と電子駆動素子との間にそれぞれ接触して設けられた伝熱部材に相対する棚板に配設され、冷却配管に冷媒を通すことでアンプユニットの冷却を行うアンプラックとする。
【００３８】
これにより、積極的に設けた熱抵抗の低い箇所を通じて、電子駆動素子で発生した熱が冷却配管へと伝達され、冷媒により排熱するアンプラックを実現できる。
また、例えば、この実施形態の筐体ユニット収納ラックは、半導体露光装置のモータのアンプに限定されることはなく、半導体工場やクリーンルーム等で使用される他の電子機器（パーソナルコンピュータの本体等）の収納にも使用することができる。
【００３９】
この実施形態により、半導体露光装置等における駆動制御モ−タの個数の増大、供給電力量の増大、床面積に占めるフットプリントや装置体積の低減、コストダウン等、装置の複雑化、高機能化等へも、その本来の性能を落とすことなく、最大限発揮するよう対応することが可能となる。
さらに、主としてクリ−ンル−ム内等の清浄かつ安定した周囲環境下に載置されることの多い半導体露光装置等において、環境温度への悪影響も低減し、環境雰囲気（空気）への悪影響も低減し、排気ダクト用のスペ−スも必要なく省スペ−スであり、ファン駆動音もないので低騒音化に寄与することができる。
【００４０】
したがって、露光装置本体の駆動に関係のない余計な空気の流れや騒音、保守点検、空間の占有が低減され、これに煩わされることが無く、装置本体の駆動に集中した環境とできるため、研究開発においては緻密かつより精緻な研究を可能とする環境を整え、生産においてはより高スル−プットとなる素地を整えることとなる。
この実施形態においては、複数のアンプユニットを搭載するアンプラックにおいて、アンプユニット内部での空気流路確保、アンプユニット同士間での空気流路確保、アンプラック内での空気流路確保、及び空冷用フィンやファン、排気ダクトが不要となる。また、積極的にアンプラック筐体や棚板等の構造材そのものに、循環液体管を構造材外部又は内部に設けるので小型化に寄与する。もちろん、アンプユニット単体でも１０ｋｇ〜２０ｋｇ、アンプラック全体では１５００ｋｇになることもある重量を支えるだけの十分な強度は、併せ持つ必要があるが、温調に必要な液体配管としての穿孔を構造材内部に設けることは可能である。
【００４１】
また、構造材に積極的に熱流路を構成するので、構造材そのものが熱伝達媒体として働くこととなり、流動的な空気等を熱伝達媒体とするのとは違って、安定した放熱を可能とする。熱は最終的には冷媒等の液体を通じてアンプラック外へと排出されるが、この液体までの熱伝達は極めてスム−ズであり、一端、液体に伝達された熱は、液体自体は配管以外の部位へは移動できないため、その他の部位や装置へ放熱することなく、速やかな排出が可能となる。ファン駆動のための消費電力と発熱も生じない。また、装置が配置されるクリ−ンル−ムの空調能力を超える空冷排気により、空調が実質的に無力化される懸念がなくなる。
【００４２】
なお、この実施例にいう棚板は、積載されるアンプユニット間を隔てる棚板だけに限られず、アンプユニットを搭載し、固定する棚としての機能を有すればよいので、アンプラックの底板、側板等であってもよい。アンプラックに冷却機構を設けることにより、アンプユニットを引き抜きアンプユニットのメンテナンスや交換する保守、点検においても、その都度、冷却管のつなぎ代えや冷却媒体の循環停止、流量バルブの調整等をしなくてもアンプユニットを、アンプラックの冷却機構から独立させて作業することが可能となる。
【００４３】
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備え、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、発熱体から冷却配管に至る熱経路が形成され、熱経路は、物理的接触による熱伝導で形成され、かつ、その熱経路上のすべての位置において、熱経路外へ向かう方向の熱抵抗より熱経路上の方向の熱抵抗が低い、ことを特徴とする。
【００４４】
なお、物理的接触による熱伝導とは、熱が物理的に伝導すればよいとの意味であって、異種材質間接触や同一材質間接触や接合を問わないが、放射や輻射による熱伝達は含まない。また、熱は熱伝導性が大きい物質へ、また温度差が大きい方向へと伝達されるので、熱抵抗が低いとは、この熱が伝達されやすいことを意味する。また、冷却配管を備えるアンプラックとは、アンプラックの構造体の一部又は全部に、冷却配管が接触し、接合し、又は内包するものであってよい。
【００４５】
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備え、発熱体の表面上の熱が、物理的に連続する熱抵抗の最も低い方向へと熱伝導すると、第一の熱伝導性部材とアンプユニット筐体と、アンプラック筐体又は／及び第二の熱伝導性部材とをこの順に経由し、冷却配管に至ることとなる熱経路を有することを特徴とする。
【００４６】
また、この発明にかかるアンプラックは好ましくは、熱経路が、発熱体と冷却配管を結ぶ熱伝達上物理的に連続する経路のなかで、最短距離となる熱経路であることを特徴とする。
この発明により、最大効率で冷却配管による排熱構造を有するアンプラックを実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
露光装置をはじめとする多機能複合型電子装置において、電子装置を駆動制御するための複数のアンプユニットを複数単位で積載し、保持するアンプラックに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明にかかる実施形態概念図
【図２】図１のＡ−Ａ′断面図
【図３】４段アンプラックの実施形態
【図４】４段アンプラックの実施形態の横断面図
【図５】アンプラック内部の発熱体
【符号の説明】
【００４９】
１１・・アンプラック、１２・・アンプユニット、１３・・断熱部材、１４・・第二の熱伝導性部材、１５・・冷却管、１６・・第一の熱伝導性部材、１７・・駆動素子、１８・・駆動回路、冷媒・・１９、２０・・棚板
【図１】
2008171943.tif 000003
【図２】
2008171943.tif 000004
【図３】
2008171943.tif 000005
【図４】
2008171943.tif 000006
【図５】
2008171943.tif 000007