JP2002141449A - 沸騰冷却器 - Google Patents
沸騰冷却器Info
- Publication number
- JP2002141449A JP2002141449A JP2000333302A JP2000333302A JP2002141449A JP 2002141449 A JP2002141449 A JP 2002141449A JP 2000333302 A JP2000333302 A JP 2000333302A JP 2000333302 A JP2000333302 A JP 2000333302A JP 2002141449 A JP2002141449 A JP 2002141449A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- condensing
- wick
- heat
- fin
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 104
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 26
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 16
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 補助ウイック９を設けることで、冷媒蒸気の
流れを妨げることなく、冷却性能を向上できること。 【解決手段】 冷媒容器３の内部には、主ウイック８、
補助ウイック９、及び凝縮フィン１０が設けられてい
る。主ウイック８は、沸騰面の略全面に接触して設けら
れている。補助ウイック９は、凝縮面の略中央部を横切
って配され、主ウイック８と凝縮フィン１０とに連接さ
れている。凝縮フィン１０は、凝縮面積を増大させるも
ので、放熱板５に対し逆Ｖ字状に突出して設けられ、且
つ補助ウイック９の両側に分割して配置されている。こ
の構成では、補助ウイック９が凝縮面略中央部を横切っ
て配置されるので、ＣＰＵ２の熱を受けて沸騰した冷媒
蒸気が補助ウイック９の両側へ流れることができ、補助
ウイック９を設けたことによって冷媒蒸気の流れが妨げ
られることはなく、冷媒循環が円滑に行われる。
流れを妨げることなく、冷却性能を向上できること。 【解決手段】 冷媒容器３の内部には、主ウイック８、
補助ウイック９、及び凝縮フィン１０が設けられてい
る。主ウイック８は、沸騰面の略全面に接触して設けら
れている。補助ウイック９は、凝縮面の略中央部を横切
って配され、主ウイック８と凝縮フィン１０とに連接さ
れている。凝縮フィン１０は、凝縮面積を増大させるも
ので、放熱板５に対し逆Ｖ字状に突出して設けられ、且
つ補助ウイック９の両側に分割して配置されている。こ
の構成では、補助ウイック９が凝縮面略中央部を横切っ
て配置されるので、ＣＰＵ２の熱を受けて沸騰した冷媒
蒸気が補助ウイック９の両側へ流れることができ、補助
ウイック９を設けたことによって冷媒蒸気の流れが妨げ
られることはなく、冷媒循環が円滑に行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素子
等の発熱体を冷却するために好適な沸騰冷却器に関す
る。
等の発熱体を冷却するために好適な沸騰冷却器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯端末等の需要により、あらゆ
る姿勢での使用に対応でき、且つコストダウンと量産性
とを兼ね備えた沸騰冷却器が要望されている。また、パ
ソコン等のめざましい処理速度の向上により、ＣＰＵ等
の半導体集積回路の発熱量も急速に増え、その冷却装置
の小型化、高性能化のニーズが高まっている。これに対
し、ＣＰＵの冷却装置として好適な小型の沸騰冷却器が
出願されている（特願平９−９９５０号、特願平９−２
９９８７号、特願平９−２４６２９７号等）。
る姿勢での使用に対応でき、且つコストダウンと量産性
とを兼ね備えた沸騰冷却器が要望されている。また、パ
ソコン等のめざましい処理速度の向上により、ＣＰＵ等
の半導体集積回路の発熱量も急速に増え、その冷却装置
の小型化、高性能化のニーズが高まっている。これに対
し、ＣＰＵの冷却装置として好適な小型の沸騰冷却器が
出願されている（特願平９−９９５０号、特願平９−２
９９８７号、特願平９−２４６２９７号等）。
【０００３】この沸騰冷却器は、偏平な箱形を有する冷
媒容器の内部に所定量の冷媒が封入され、その冷媒容器
の対向する一方の壁面（受熱板）に発熱体（ＣＰＵ）が
取り付けられ、他方の壁面（放熱板）に放熱フィンが取
り付けられている。また、冷媒容器の内部には、主ウイ
ック（例えば有孔焼結金属体）を設ける場合がある。こ
の主ウイックは、以下の場合に有効である。ＣＰＵを冷
媒容器の側面に配置する場合、つまり冷媒容器を略直立
した姿勢で使用するサイドヒート時には、容器内の液面
がＣＰＵの取付け部位より低くなることがある。そこ
で、容器内の液冷媒をＣＰＵの取付け部へ運搬するため
の手段として主ウイックが使用される。
媒容器の内部に所定量の冷媒が封入され、その冷媒容器
の対向する一方の壁面（受熱板）に発熱体（ＣＰＵ）が
取り付けられ、他方の壁面（放熱板）に放熱フィンが取
り付けられている。また、冷媒容器の内部には、主ウイ
ック（例えば有孔焼結金属体）を設ける場合がある。こ
の主ウイックは、以下の場合に有効である。ＣＰＵを冷
媒容器の側面に配置する場合、つまり冷媒容器を略直立
した姿勢で使用するサイドヒート時には、容器内の液面
がＣＰＵの取付け部位より低くなることがある。そこ
で、容器内の液冷媒をＣＰＵの取付け部へ運搬するため
の手段として主ウイックが使用される。
【０００４】ここで、冷却装置の更なる性能向上を図る
ために、放熱板の内面（凝縮面）に凝縮フィンを設けて
伝熱面積（凝縮面積）を増大させる方法がある。しか
し、凝縮フィンを設けても、液冷媒の表面張力によって
凝縮フィンの下半分や間隙部等に冷媒が保持されると、
伝熱面積を増大させる効果が減少し、十分な性能向上が
得られないことがある。そこで、本出願人は、先に出願
した沸騰冷却装置（特願平１０−２４５４８３号参照）
において、凝縮フィンの表面で液化した凝縮液を主ウイ
ックへ運搬するための補助ウイックを設ける実施例を開
示している。
ために、放熱板の内面（凝縮面）に凝縮フィンを設けて
伝熱面積（凝縮面積）を増大させる方法がある。しか
し、凝縮フィンを設けても、液冷媒の表面張力によって
凝縮フィンの下半分や間隙部等に冷媒が保持されると、
伝熱面積を増大させる効果が減少し、十分な性能向上が
得られないことがある。そこで、本出願人は、先に出願
した沸騰冷却装置（特願平１０−２４５４８３号参照）
において、凝縮フィンの表面で液化した凝縮液を主ウイ
ックへ運搬するための補助ウイックを設ける実施例を開
示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、放熱板の凝
縮面に凝縮フィンを設けると、その凝縮フィンによって
蒸気流路が形成され、その蒸気流路を冷媒蒸気が流れる
ことにより、冷媒容器内で良好に冷媒循環が行われる。
しかし、先願に開示された補助ウイックは、凝縮フィン
によって形成される蒸気流路内に配置されている。この
ため、補助ウイックによって冷媒蒸気の流れが妨げら
れ、冷媒容器内の冷媒循環が良好に行われなくなること
で、冷却性能が低下する可能性があった。本発明は、上
記事情に基づいて成されたもので、その目的は、補助ウ
イックを設けることで、冷媒蒸気の流れを妨げることな
く、冷却性能を向上できる沸騰冷却器を提供することに
ある。
縮面に凝縮フィンを設けると、その凝縮フィンによって
蒸気流路が形成され、その蒸気流路を冷媒蒸気が流れる
ことにより、冷媒容器内で良好に冷媒循環が行われる。
しかし、先願に開示された補助ウイックは、凝縮フィン
によって形成される蒸気流路内に配置されている。この
ため、補助ウイックによって冷媒蒸気の流れが妨げら
れ、冷媒容器内の冷媒循環が良好に行われなくなること
で、冷却性能が低下する可能性があった。本発明は、上
記事情に基づいて成されたもので、その目的は、補助ウ
イックを設けることで、冷媒蒸気の流れを妨げることな
く、冷却性能を向上できる沸騰冷却器を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）本発
明の沸騰冷却器は、冷媒容器の内部で、受熱板に接触し
て設けられる主ウイックと、放熱板に設けられる凝縮フ
ィンとを連接する補助ウイックを備え、その補助ウイッ
クが、発熱体接合領域の中央部を横切って配置されてい
る。この構成では、発熱体接合領域で沸騰した冷媒蒸気
が補助ウイックの両側へ流れることができ、それぞれ凝
縮フィンによって形成される蒸気流路を通って冷媒容器
内を循環することができる。従って、補助ウイックによ
って冷媒蒸気の流れが妨げられることはない。
明の沸騰冷却器は、冷媒容器の内部で、受熱板に接触し
て設けられる主ウイックと、放熱板に設けられる凝縮フ
ィンとを連接する補助ウイックを備え、その補助ウイッ
クが、発熱体接合領域の中央部を横切って配置されてい
る。この構成では、発熱体接合領域で沸騰した冷媒蒸気
が補助ウイックの両側へ流れることができ、それぞれ凝
縮フィンによって形成される蒸気流路を通って冷媒容器
内を循環することができる。従って、補助ウイックによ
って冷媒蒸気の流れが妨げられることはない。
【０００７】（請求項２の手段）本発明の沸騰冷却器
は、冷媒容器の内部で、受熱板に接触して設けられる主
ウイックと、放熱板に設けられる凝縮フィンとを連接す
る補助ウイックを備え、その補助ウイックが、閉空間の
端部に配置されている。この構成では、補助ウイックが
凝縮フィンによって形成される蒸気流路を遮ることがな
く、冷媒蒸気の流れが補助ウイックによって妨げられる
ことがない。
は、冷媒容器の内部で、受熱板に接触して設けられる主
ウイックと、放熱板に設けられる凝縮フィンとを連接す
る補助ウイックを備え、その補助ウイックが、閉空間の
端部に配置されている。この構成では、補助ウイックが
凝縮フィンによって形成される蒸気流路を遮ることがな
く、冷媒蒸気の流れが補助ウイックによって妨げられる
ことがない。
【０００８】（請求項３の手段）請求項１に記載した沸
騰冷却器において、凝縮フィンは、発熱体接合領域の中
央部を横切って配置されている補助ウイックの両側に分
割して配置され、且つ補助ウイックに対し、傾斜して設
けられている。この構成では、冷媒容器を立てて使用し
た場合に、凝縮フィンで液化した凝縮液が自重によって
凝縮フィンの表面を伝って流れ落ちることができるの
で、効率的に補助ウイックに液冷媒を吸収でき、冷媒循
環をより円滑に行うことが可能である。
騰冷却器において、凝縮フィンは、発熱体接合領域の中
央部を横切って配置されている補助ウイックの両側に分
割して配置され、且つ補助ウイックに対し、傾斜して設
けられている。この構成では、冷媒容器を立てて使用し
た場合に、凝縮フィンで液化した凝縮液が自重によって
凝縮フィンの表面を伝って流れ落ちることができるの
で、効率的に補助ウイックに液冷媒を吸収でき、冷媒循
環をより円滑に行うことが可能である。
【０００９】（請求項４の手段）請求項１〜３に記載し
た何れかの沸騰冷却器において、凝縮フィンは、略Ｖ字
状の谷部が形成される様に、放熱板の内面から先端が細
くなる凸状に突出して設けられている。この場合、凝縮
フィンのＶ字を形成している谷部に凝縮液が集中しやす
くなるので、凝縮フィンから補助ウイックへ効率的に排
水されることが可能となる。
た何れかの沸騰冷却器において、凝縮フィンは、略Ｖ字
状の谷部が形成される様に、放熱板の内面から先端が細
くなる凸状に突出して設けられている。この場合、凝縮
フィンのＶ字を形成している谷部に凝縮液が集中しやす
くなるので、凝縮フィンから補助ウイックへ効率的に排
水されることが可能となる。
【００１０】（請求項５の手段）請求項１〜４に記載し
た何れかの沸騰冷却器において、凝縮フィンは、放熱板
の発熱体接合領域内の少なくとも中央部を開けて設けら
れている。ここで、本発明の沸騰冷却器は、冷媒容器の
厚み幅、つまり受熱板と放熱板との間隔を小さくして薄
型にするため、受熱板側に設けられる焼結金属体の表面
に放熱板に設けられる凝縮フィンの先端部が接触してい
る。この場合、例えば受熱板に発熱体を取り付ける時な
ど、冷媒容器の厚み方向に荷重が加わると、凝縮フィン
が焼結金属体を押圧して焼結金属体が変形する可能性が
ある。その結果、焼結金属体によって発熱体接合領域へ
運搬される液冷媒の流動抵抗が増大し、液冷媒の還流不
良を招く恐れがある。これに対し、凝縮フィンが、放熱
板の発熱体接合領域内の少なくとも中央部を開けて配置
されていれば、凝縮フィンにより焼結金属体が変形する
ことはなく、液冷媒の還流不良を抑制できる。
た何れかの沸騰冷却器において、凝縮フィンは、放熱板
の発熱体接合領域内の少なくとも中央部を開けて設けら
れている。ここで、本発明の沸騰冷却器は、冷媒容器の
厚み幅、つまり受熱板と放熱板との間隔を小さくして薄
型にするため、受熱板側に設けられる焼結金属体の表面
に放熱板に設けられる凝縮フィンの先端部が接触してい
る。この場合、例えば受熱板に発熱体を取り付ける時な
ど、冷媒容器の厚み方向に荷重が加わると、凝縮フィン
が焼結金属体を押圧して焼結金属体が変形する可能性が
ある。その結果、焼結金属体によって発熱体接合領域へ
運搬される液冷媒の流動抵抗が増大し、液冷媒の還流不
良を招く恐れがある。これに対し、凝縮フィンが、放熱
板の発熱体接合領域内の少なくとも中央部を開けて配置
されていれば、凝縮フィンにより焼結金属体が変形する
ことはなく、液冷媒の還流不良を抑制できる。
【００１１】（請求項６の手段）請求項４及び５に記載
した沸騰冷却器において、放熱板は、凝縮フィンを有し
ていない凝縮面に複数本の排水溝が並設され、これらの
排水溝が凝縮フィンの谷部の溝と連接している。この場
合、凝縮フィンが配置されていない凝縮面に複数本の排
水溝を設けることにより、その凝縮面における凝縮膜厚
さを薄くでき、熱抵抗を低減できるとともに、補助ウィ
ックに凝縮液が吸収され易くなるので、良好な排水性が
得られる。また、複数本の排水溝が補助ウイックに連接
されることにより、排水溝に液冷媒が捕捉されることも
なく、良好な排水性を確保できる。
した沸騰冷却器において、放熱板は、凝縮フィンを有し
ていない凝縮面に複数本の排水溝が並設され、これらの
排水溝が凝縮フィンの谷部の溝と連接している。この場
合、凝縮フィンが配置されていない凝縮面に複数本の排
水溝を設けることにより、その凝縮面における凝縮膜厚
さを薄くでき、熱抵抗を低減できるとともに、補助ウィ
ックに凝縮液が吸収され易くなるので、良好な排水性が
得られる。また、複数本の排水溝が補助ウイックに連接
されることにより、排水溝に液冷媒が捕捉されることも
なく、良好な排水性を確保できる。
【００１２】（請求項７の手段）請求項１〜６に記載し
た何れかの沸騰冷却器において、凝縮フィンは、長手方
向の両端面が、補助ウイックまたは冷媒容器内の側面に
対し、傾斜して設けられている。この場合、凝縮フィン
の端面と補助ウイックまたは冷媒容器内の側面との間を
冷媒蒸気が通り抜けることができるので、冷媒蒸気の流
れが妨げられることがなく、冷媒循環を円滑に行うこと
が可能となる。
た何れかの沸騰冷却器において、凝縮フィンは、長手方
向の両端面が、補助ウイックまたは冷媒容器内の側面に
対し、傾斜して設けられている。この場合、凝縮フィン
の端面と補助ウイックまたは冷媒容器内の側面との間を
冷媒蒸気が通り抜けることができるので、冷媒蒸気の流
れが妨げられることがなく、冷媒循環を円滑に行うこと
が可能となる。
【００１３】（請求項８の手段）請求項１〜７に記載し
た何れかの沸騰冷却器において、冷媒容器を構成する放
熱板にメッキ処理が施され、そのメッキ処理された放熱
板の表面に放熱フィンが接合されている。この場合、放
熱板に対して放熱フィンを螺子等により締め付け固定す
る必要がないので、螺子の取付けスペースを削除でき
る。その結果、冷媒容器内の沸騰面積及び凝縮面積を拡
大できることから、冷媒容器の熱抵抗を低減できる。ま
た、放熱板にメッキ処理を施すことにより、電位差が大
きく腐食等による問題で接合が難しい金属同士、例えば
銅とアルミニウム等の異種金属の接合が可能となる。こ
れにより、熱伝導特性の優れた銅製の冷媒容器と、単位
重量当たり大きな伝熱面積を確保できるアルミニウム製
の放熱フィンとの組み合わせが可能となり、小型、軽量
で高性能な沸騰冷却器を提供できる。
た何れかの沸騰冷却器において、冷媒容器を構成する放
熱板にメッキ処理が施され、そのメッキ処理された放熱
板の表面に放熱フィンが接合されている。この場合、放
熱板に対して放熱フィンを螺子等により締め付け固定す
る必要がないので、螺子の取付けスペースを削除でき
る。その結果、冷媒容器内の沸騰面積及び凝縮面積を拡
大できることから、冷媒容器の熱抵抗を低減できる。ま
た、放熱板にメッキ処理を施すことにより、電位差が大
きく腐食等による問題で接合が難しい金属同士、例えば
銅とアルミニウム等の異種金属の接合が可能となる。こ
れにより、熱伝導特性の優れた銅製の冷媒容器と、単位
重量当たり大きな伝熱面積を確保できるアルミニウム製
の放熱フィンとの組み合わせが可能となり、小型、軽量
で高性能な沸騰冷却器を提供できる。
【００１４】（請求項９の手段）請求項１〜８に記載し
た何れかの沸騰冷却器において、放熱板の凝縮面に親水
処理が施されている。作動冷媒として水を使用した場
合、凝縮面の濡れ性を向上させることができ、薄液膜化
による熱抵抗の低減が可能となる。この場合、冷媒容器
を構成する放熱板に放熱フィンを一体ろう付けした後
に、親水処理を施すものであるから、耐熱性の低い樹脂
皮膜等を用いた親水処理が可能となる。
た何れかの沸騰冷却器において、放熱板の凝縮面に親水
処理が施されている。作動冷媒として水を使用した場
合、凝縮面の濡れ性を向上させることができ、薄液膜化
による熱抵抗の低減が可能となる。この場合、冷媒容器
を構成する放熱板に放熱フィンを一体ろう付けした後
に、親水処理を施すものであるから、耐熱性の低い樹脂
皮膜等を用いた親水処理が可能となる。
【００１５】（請求項１０の手段）請求項１〜９に記載
した何れかの沸騰冷却器において、冷媒容器は、放熱板
を形成する１枚の平板部材と、その平板部材が接合され
て閉空間を形成する箱形のケースとで構成され、予め放
熱フィンが接合された平板部材の外周縁部とケースの外
周に設けられたフランジ部とを放熱フィンの基板を介し
て冷間接合している。この場合、平板部材とケースとを
接合して冷媒容器を形成する際に、炉ろう付け等の加熱
処理が不要となる。その結果、凝縮フィンの酸化による
排水性能の低下を防止できるとともに、放熱板に対して
樹脂皮膜等を用いた親水処理が可能となる。
した何れかの沸騰冷却器において、冷媒容器は、放熱板
を形成する１枚の平板部材と、その平板部材が接合され
て閉空間を形成する箱形のケースとで構成され、予め放
熱フィンが接合された平板部材の外周縁部とケースの外
周に設けられたフランジ部とを放熱フィンの基板を介し
て冷間接合している。この場合、平板部材とケースとを
接合して冷媒容器を形成する際に、炉ろう付け等の加熱
処理が不要となる。その結果、凝縮フィンの酸化による
排水性能の低下を防止できるとともに、放熱板に対して
樹脂皮膜等を用いた親水処理が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の沸騰冷却器の実施
形態を図面に基づいて説明する。 （第１実施形態）図１（ａ）は沸騰冷却器１の内部構造
を示す断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。この沸騰
冷却器１は、例えばコンピュータに搭載されるＣＰＵ２
（発熱体の一例）を冷却するもので、以下に詳述する冷
媒容器３と放熱フィン４等より構成される。
形態を図面に基づいて説明する。 （第１実施形態）図１（ａ）は沸騰冷却器１の内部構造
を示す断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。この沸騰
冷却器１は、例えばコンピュータに搭載されるＣＰＵ２
（発熱体の一例）を冷却するもので、以下に詳述する冷
媒容器３と放熱フィン４等より構成される。
【００１７】冷媒容器３は、図１（ａ）に示す様に、１
枚の平板部材（放熱板５と呼ぶ）と、その放熱板５が接
合されて閉空間を形成する箱形のケース６とで構成さ
れ、内部に所定量の冷媒（例えば水、アルコール等）が
封入されている。なお、放熱板５とケース６は、それぞ
れ熱伝導性に優れる金属（例えば銅、アルミニウム等）
を使用して形成されている。ＣＰＵ２は、自身の放熱面
がケース６の底壁（受熱板７と呼ぶ）の表面略中央部に
密着して取り付けられる。以下、ＣＰＵ２が取り付けら
れる範囲を発熱体接合領域と呼ぶ。
枚の平板部材（放熱板５と呼ぶ）と、その放熱板５が接
合されて閉空間を形成する箱形のケース６とで構成さ
れ、内部に所定量の冷媒（例えば水、アルコール等）が
封入されている。なお、放熱板５とケース６は、それぞ
れ熱伝導性に優れる金属（例えば銅、アルミニウム等）
を使用して形成されている。ＣＰＵ２は、自身の放熱面
がケース６の底壁（受熱板７と呼ぶ）の表面略中央部に
密着して取り付けられる。以下、ＣＰＵ２が取り付けら
れる範囲を発熱体接合領域と呼ぶ。
【００１８】冷媒容器３の内部には、下述する主ウイッ
ク８、補助ウイック９、及び凝縮フィン１０が設けられ
ている。主ウイック８は、受熱板７の内面（沸騰面と呼
ぶ）と略同じ形状で、一定の厚みを有する有孔焼結金属
体であり、沸騰面の略全面に接触して設けられている。
補助ウイック９は、主ウイック８と凝縮フィン１０とに
連接して、凝縮フィン１０の表面で液化した凝縮液を主
ウイック８まで運搬する作用を有する。この補助ウイッ
ク９は、例えば主ウイック８と同じ有孔焼結金属体であ
り、断面角型を有する棒状に設けられ、主ウイック８と
放熱板５の内面（凝縮面と呼ぶ）との間に挟まれた状態
で、凝縮面の略中央部を横切って配されている（図１
（ｂ）参照）。
ク８、補助ウイック９、及び凝縮フィン１０が設けられ
ている。主ウイック８は、受熱板７の内面（沸騰面と呼
ぶ）と略同じ形状で、一定の厚みを有する有孔焼結金属
体であり、沸騰面の略全面に接触して設けられている。
補助ウイック９は、主ウイック８と凝縮フィン１０とに
連接して、凝縮フィン１０の表面で液化した凝縮液を主
ウイック８まで運搬する作用を有する。この補助ウイッ
ク９は、例えば主ウイック８と同じ有孔焼結金属体であ
り、断面角型を有する棒状に設けられ、主ウイック８と
放熱板５の内面（凝縮面と呼ぶ）との間に挟まれた状態
で、凝縮面の略中央部を横切って配されている（図１
（ｂ）参照）。
【００１９】凝縮フィン１０は、放熱板５の凝縮面積を
増大させるもので、放熱板５の凝縮面から逆Ｖ字形に突
出して形成され、複数の凝縮フィン１０が連続して設け
られている。なお、隣接する凝縮フィン１０の間に形成
される略Ｖ字状の空間は、ＣＰＵ２の熱を受けて沸騰し
た冷媒蒸気が流れる流路（蒸気流路と呼ぶ）となる。こ
の凝縮フィン１０は、図１（ｂ）に示す様に、補助ウイ
ック９の両側に分割して設けられ、且つ補助ウイック９
に対し、例えば４５度に傾斜して設けられている。但
し、補助ウイック９の一方側と他方側では、補助ウイッ
ク９に対する傾斜方向が逆向きである。
増大させるもので、放熱板５の凝縮面から逆Ｖ字形に突
出して形成され、複数の凝縮フィン１０が連続して設け
られている。なお、隣接する凝縮フィン１０の間に形成
される略Ｖ字状の空間は、ＣＰＵ２の熱を受けて沸騰し
た冷媒蒸気が流れる流路（蒸気流路と呼ぶ）となる。こ
の凝縮フィン１０は、図１（ｂ）に示す様に、補助ウイ
ック９の両側に分割して設けられ、且つ補助ウイック９
に対し、例えば４５度に傾斜して設けられている。但
し、補助ウイック９の一方側と他方側では、補助ウイッ
ク９に対する傾斜方向が逆向きである。
【００２０】また、凝縮フィン１０の両端部は、図１
（ａ）に示す様に、長手方向の両端面がそれぞれ斜め
（例えば４５度）にカットされ、容器内部の側面及び補
助ウイック９の側面との間に蒸気流路の出入口を形成し
ている。更に、凝縮フィン１０は、ＣＰＵ２が取り付け
られる範囲（図中の発熱体接合領域）内で、放熱板５の
凝縮面中央部を矩形状に開けて形成されている。一方、
凝縮フィン１０が設けられていない放熱板５の凝縮面中
央部には、複数本の排水溝１１（図２参照）が並列に設
けられ、補助ウイック９に対し、凝縮フィン１０と同じ
方向に傾斜して設けられている。この排水溝１１は、図
２に示す様に、凝縮フィン１０と共に補助ウイック９に
連接されている。
（ａ）に示す様に、長手方向の両端面がそれぞれ斜め
（例えば４５度）にカットされ、容器内部の側面及び補
助ウイック９の側面との間に蒸気流路の出入口を形成し
ている。更に、凝縮フィン１０は、ＣＰＵ２が取り付け
られる範囲（図中の発熱体接合領域）内で、放熱板５の
凝縮面中央部を矩形状に開けて形成されている。一方、
凝縮フィン１０が設けられていない放熱板５の凝縮面中
央部には、複数本の排水溝１１（図２参照）が並列に設
けられ、補助ウイック９に対し、凝縮フィン１０と同じ
方向に傾斜して設けられている。この排水溝１１は、図
２に示す様に、凝縮フィン１０と共に補助ウイック９に
連接されている。
【００２１】放熱フィン４は、放熱板５から伝達された
熱（冷媒の凝縮潜熱）を外気に放出するもので、例えば
単位重量当たり大きな伝熱面積を確保できるアルミニウ
ム製であり、放熱板５の表面に熱的に結合して取り付け
られている。この放熱フィン４は、例えば銅製の放熱板
５にメッキ処理が施された後、その放熱板５の表面に一
体ろう付けにより接合されている。
熱（冷媒の凝縮潜熱）を外気に放出するもので、例えば
単位重量当たり大きな伝熱面積を確保できるアルミニウ
ム製であり、放熱板５の表面に熱的に結合して取り付け
られている。この放熱フィン４は、例えば銅製の放熱板
５にメッキ処理が施された後、その放熱板５の表面に一
体ろう付けにより接合されている。
【００２２】次に、本実施形態の作動を説明する。ＣＰ
Ｕ２から発生した熱は、受熱板７から主ウイック８を介
して容器内の冷媒に伝達されて冷媒を沸騰させる。沸騰
によって蒸発した冷媒蒸気は、凝縮フィン１０によって
形成される蒸気流路を流れる際に、凝縮フィン１０の表
面及び放熱板５の凝縮面に凝縮潜熱を放出して液化す
る。冷媒蒸気から放出された凝縮潜熱は、凝縮フィン１
０を有する放熱板５から放熱フィン４に伝達され、放熱
フィン４から外気に放出される。一方、凝縮フィン１０
の表面で液化した凝縮液は、補助ウイック９を介して主
ウイック８まで運搬される。冷媒容器３内に封入された
冷媒が上記サイクル（沸騰−凝縮−液化）を繰り返すこ
とにより、ＣＰＵ２の熱が順次外気に放出されて、ＣＰ
Ｕ２の冷却が行われる。
Ｕ２から発生した熱は、受熱板７から主ウイック８を介
して容器内の冷媒に伝達されて冷媒を沸騰させる。沸騰
によって蒸発した冷媒蒸気は、凝縮フィン１０によって
形成される蒸気流路を流れる際に、凝縮フィン１０の表
面及び放熱板５の凝縮面に凝縮潜熱を放出して液化す
る。冷媒蒸気から放出された凝縮潜熱は、凝縮フィン１
０を有する放熱板５から放熱フィン４に伝達され、放熱
フィン４から外気に放出される。一方、凝縮フィン１０
の表面で液化した凝縮液は、補助ウイック９を介して主
ウイック８まで運搬される。冷媒容器３内に封入された
冷媒が上記サイクル（沸騰−凝縮−液化）を繰り返すこ
とにより、ＣＰＵ２の熱が順次外気に放出されて、ＣＰ
Ｕ２の冷却が行われる。
【００２３】（本実施形態の効果）上述した沸騰冷却器
１は、補助ウイック９が放熱板５の凝縮面中央部を横切
って配置されているので、ＣＰＵ２の熱を受けて沸騰し
た冷媒蒸気は、補助ウイック９の両側へ流れることがで
き、それぞれ凝縮フィン１０によって形成される蒸気流
路を通って冷媒容器３内を循環することができる。従っ
て、補助ウイック９を設けたことによって冷媒蒸気の流
れが妨げられることはなく、冷媒循環が円滑に行われ
る。また、凝縮フィン１０の表面で液化した凝縮液は、
補助ウイック９を介して主ウイック８まで運搬されるの
で、凝縮液が凝縮フィン１０に保持されたまま伝熱面積
が減少する様なことはなく、十分な冷却性能を得ること
ができる。
１は、補助ウイック９が放熱板５の凝縮面中央部を横切
って配置されているので、ＣＰＵ２の熱を受けて沸騰し
た冷媒蒸気は、補助ウイック９の両側へ流れることがで
き、それぞれ凝縮フィン１０によって形成される蒸気流
路を通って冷媒容器３内を循環することができる。従っ
て、補助ウイック９を設けたことによって冷媒蒸気の流
れが妨げられることはなく、冷媒循環が円滑に行われ
る。また、凝縮フィン１０の表面で液化した凝縮液は、
補助ウイック９を介して主ウイック８まで運搬されるの
で、凝縮液が凝縮フィン１０に保持されたまま伝熱面積
が減少する様なことはなく、十分な冷却性能を得ること
ができる。
【００２４】更に、凝縮フィン１０は、表面が略Ｖ字状
に傾斜しているので、フィン表面で液化した凝縮液が凝
縮フィン１０の谷部に集中しやすくなる。つまり、凝縮
フィン１０の谷部が排水通路として作用するため、凝縮
フィン１０から補助ウイック９へ効率的に排水されるこ
とが可能となる。また、凝縮フィン１０の両端部を斜め
にカットしたことにより、凝縮フィン１０の端部とケー
ス６内部の側面及び補助ウイック９の側面との間に蒸気
流路の出入口を確保できる。その結果、凝縮フィン１０
によって形成される蒸気流路が塞がれることはなく、蒸
気流路を円滑に冷媒蒸気が流れることができる。
に傾斜しているので、フィン表面で液化した凝縮液が凝
縮フィン１０の谷部に集中しやすくなる。つまり、凝縮
フィン１０の谷部が排水通路として作用するため、凝縮
フィン１０から補助ウイック９へ効率的に排水されるこ
とが可能となる。また、凝縮フィン１０の両端部を斜め
にカットしたことにより、凝縮フィン１０の端部とケー
ス６内部の側面及び補助ウイック９の側面との間に蒸気
流路の出入口を確保できる。その結果、凝縮フィン１０
によって形成される蒸気流路が塞がれることはなく、蒸
気流路を円滑に冷媒蒸気が流れることができる。
【００２５】また、本実施形態の沸騰冷却器１は、放熱
板５に設けた凝縮フィン１０が補助ウイック９に対し傾
斜しているので、例えば図３（ｂ）に示す様に、補助ウ
イック９が直立する様に、冷媒容器３を垂直姿勢で使用
した場合に、凝縮フィン１０の表面で液化した凝縮液が
自重により凝縮フィン１０の表面を伝って流れ落ちるこ
とができる。これにより、凝縮液が主ウイック８に吸収
される頻度が高まり、補助ウイック９による主ウイック
８への冷媒循環作用に加えて、凝縮フィン１０の表面か
らの主ウイック８への冷媒循環作用が発生することか
ら、円滑な冷媒循環が実現でき、性能が向上する。
板５に設けた凝縮フィン１０が補助ウイック９に対し傾
斜しているので、例えば図３（ｂ）に示す様に、補助ウ
イック９が直立する様に、冷媒容器３を垂直姿勢で使用
した場合に、凝縮フィン１０の表面で液化した凝縮液が
自重により凝縮フィン１０の表面を伝って流れ落ちるこ
とができる。これにより、凝縮液が主ウイック８に吸収
される頻度が高まり、補助ウイック９による主ウイック
８への冷媒循環作用に加えて、凝縮フィン１０の表面か
らの主ウイック８への冷媒循環作用が発生することか
ら、円滑な冷媒循環が実現でき、性能が向上する。
【００２６】これに対し、図３（ａ）に示す様に、補助
ウイック９に対し直角方向に凝縮フィン１０を配置し、
その凝縮フィン１０が直立する様に、冷媒容器３を垂直
姿勢で使用した場合には、補助ウイック９より上側の凝
縮フィン１０では効率的に排水できるが、補助ウイック
９より下側の凝縮フィン１０では、凝縮液が主に自重で
冷媒容器３内の下端まで流れ落ちる。このため、主ウイ
ック８の下端から発熱部（沸騰部）までの冷媒循環は主
ウイック８による吸い上げ作用に寄与することになり、
液冷媒の流動抵抗が増大する。
ウイック９に対し直角方向に凝縮フィン１０を配置し、
その凝縮フィン１０が直立する様に、冷媒容器３を垂直
姿勢で使用した場合には、補助ウイック９より上側の凝
縮フィン１０では効率的に排水できるが、補助ウイック
９より下側の凝縮フィン１０では、凝縮液が主に自重で
冷媒容器３内の下端まで流れ落ちる。このため、主ウイ
ック８の下端から発熱部（沸騰部）までの冷媒循環は主
ウイック８による吸い上げ作用に寄与することになり、
液冷媒の流動抵抗が増大する。
【００２７】また、放熱板５の凝縮面中央部を矩形状に
開けて凝縮フィン１０を設けることで、受熱板７の表面
にＣＰＵ２を取り付けた時に、凝縮フィン１０の先端部
が主ウイック８の表面を押圧して主ウイック８が変形す
る様な事態を回避できる。これにより、液冷媒の流動抵
抗が増大することを防止できるので、主ウイック８によ
り運搬される液冷媒の還流不良等を抑制できる。
開けて凝縮フィン１０を設けることで、受熱板７の表面
にＣＰＵ２を取り付けた時に、凝縮フィン１０の先端部
が主ウイック８の表面を押圧して主ウイック８が変形す
る様な事態を回避できる。これにより、液冷媒の流動抵
抗が増大することを防止できるので、主ウイック８によ
り運搬される液冷媒の還流不良等を抑制できる。
【００２８】更に、凝縮フィン１０が配置されていない
放熱板５の凝縮面中央部に排水溝１１を設けることによ
り、放熱板５の凝縮面中央部に凝縮液が保持されること
を抑制でき、有効凝縮面積が増大することにより放熱性
能が向上する。排水溝１１は、凝縮フィン１０の谷部の
溝を介して補助ウイック９に連接されているので、凝縮
液が排水溝１１内に保持されることはなく、補助ウイッ
ク９に吸収されて排水溝１１から良好に排水される。な
お、放熱板５の凝縮面に対し凝縮フィン１０を配置しな
い領域は、図１（ｂ）に一点鎖線で示す発熱体接合領域
内であることが望ましい。
放熱板５の凝縮面中央部に排水溝１１を設けることによ
り、放熱板５の凝縮面中央部に凝縮液が保持されること
を抑制でき、有効凝縮面積が増大することにより放熱性
能が向上する。排水溝１１は、凝縮フィン１０の谷部の
溝を介して補助ウイック９に連接されているので、凝縮
液が排水溝１１内に保持されることはなく、補助ウイッ
ク９に吸収されて排水溝１１から良好に排水される。な
お、放熱板５の凝縮面に対し凝縮フィン１０を配置しな
い領域は、図１（ｂ）に一点鎖線で示す発熱体接合領域
内であることが望ましい。
【００２９】上述した沸騰冷却器１は、放熱フィン４を
放熱板５の表面に一体ろう付けにより接合しているの
で、放熱板５に対して放熱フィン４を螺子等により締め
付け固定する必要がなく、螺子の取付けスペースを削除
できる。この場合、螺子の取付けスペース分だけ冷媒容
器３内の閉空間を拡大できるので、冷媒容器３の沸騰面
積及び凝縮面積を増大することが可能となる。その結
果、冷媒容器３の熱抵抗を低減でき、冷却性能の向上に
寄与できる。
放熱板５の表面に一体ろう付けにより接合しているの
で、放熱板５に対して放熱フィン４を螺子等により締め
付け固定する必要がなく、螺子の取付けスペースを削除
できる。この場合、螺子の取付けスペース分だけ冷媒容
器３内の閉空間を拡大できるので、冷媒容器３の沸騰面
積及び凝縮面積を増大することが可能となる。その結
果、冷媒容器３の熱抵抗を低減でき、冷却性能の向上に
寄与できる。
【００３０】また、放熱板５にメッキ処理を施すことに
より、電位差が大きく腐食等による問題で接合が難しい
金属同士、例えば銅とアルミニウム等の異種金属の接合
が可能となる。これにより、熱伝導特性に優れた銅製の
冷媒容器３と、単位重量当たり大きな伝熱面積を確保で
きるアルミニウム製の放熱フィン４との組み合わせが可
能となり、小型、軽量で高性能な沸騰冷却器１を提供で
きる。更に、放熱板５の凝縮面に親水処理を施すことに
より、作動冷媒として水を使用した場合、単位重量当た
りの放熱性能を大幅に向上させた凝縮面の濡れ性を向上
させることができ、薄液膜化による熱抵抗の低減が可能
となる。
より、電位差が大きく腐食等による問題で接合が難しい
金属同士、例えば銅とアルミニウム等の異種金属の接合
が可能となる。これにより、熱伝導特性に優れた銅製の
冷媒容器３と、単位重量当たり大きな伝熱面積を確保で
きるアルミニウム製の放熱フィン４との組み合わせが可
能となり、小型、軽量で高性能な沸騰冷却器１を提供で
きる。更に、放熱板５の凝縮面に親水処理を施すことに
より、作動冷媒として水を使用した場合、単位重量当た
りの放熱性能を大幅に向上させた凝縮面の濡れ性を向上
させることができ、薄液膜化による熱抵抗の低減が可能
となる。
【００３１】（第２実施形態）図４は沸騰冷却器１の内
部構造を示す断面図である。本実施形態の冷媒容器３
は、予め放熱板５に放熱フィン４を接合（例えばろう付
け）した後、その放熱板５の外周縁部とケース６の外周
に設けられたフランジ部６ａとを放熱フィン４の基板４
ａを介して冷間接合して製造される。この場合、放熱板
５とケース６とを接合して冷媒容器３を形成する際に、
炉ろう付け等の加熱処理が不要となる。
部構造を示す断面図である。本実施形態の冷媒容器３
は、予め放熱板５に放熱フィン４を接合（例えばろう付
け）した後、その放熱板５の外周縁部とケース６の外周
に設けられたフランジ部６ａとを放熱フィン４の基板４
ａを介して冷間接合して製造される。この場合、放熱板
５とケース６とを接合して冷媒容器３を形成する際に、
炉ろう付け等の加熱処理が不要となる。
【００３２】（第３実施形態）図５（ａ）は沸騰冷却器
１の内部構造を示す断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図であ
る。本実施形態の沸騰冷却器１は、図５（ｂ）に示す様
に、冷媒容器３の内部で閉空間の両端にそれぞれ補助ウ
イック９が配置され、且つ複数の凝縮フィン１０が補助
ウイック９と直交して同一方向に並設され、それぞれ両
端が補助ウイック９に連接されている。また、第１実施
形態と同様に、補助ウイック９に連接される凝縮フィン
１０の両端面が斜めにカットされている。
１の内部構造を示す断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図であ
る。本実施形態の沸騰冷却器１は、図５（ｂ）に示す様
に、冷媒容器３の内部で閉空間の両端にそれぞれ補助ウ
イック９が配置され、且つ複数の凝縮フィン１０が補助
ウイック９と直交して同一方向に並設され、それぞれ両
端が補助ウイック９に連接されている。また、第１実施
形態と同様に、補助ウイック９に連接される凝縮フィン
１０の両端面が斜めにカットされている。
【００３３】この構成では、補助ウイック９が閉空間の
両端に配置されるので、補助ウイック９が冷媒蒸気の流
れを妨げることがなく、円滑な冷媒循環を可能にでき
る。また、全ての凝縮フィン１０を同一方向に配置して
いるので、放熱板５と共に凝縮フィン１０を押出し成形
することができ、凝縮フィン１０の成形を容易にでき
る。更には、図５（ａ）に示す様に、放熱板５に対し放
熱フィン４を螺子１２により締め付け固定することによ
り、空冷フィンと冷媒容器３との着脱が可能となる。
両端に配置されるので、補助ウイック９が冷媒蒸気の流
れを妨げることがなく、円滑な冷媒循環を可能にでき
る。また、全ての凝縮フィン１０を同一方向に配置して
いるので、放熱板５と共に凝縮フィン１０を押出し成形
することができ、凝縮フィン１０の成形を容易にでき
る。更には、図５（ａ）に示す様に、放熱板５に対し放
熱フィン４を螺子１２により締め付け固定することによ
り、空冷フィンと冷媒容器３との着脱が可能となる。
【００３４】（第４実施形態）図６（ａ）は沸騰冷却器
１の内部構造を示す断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図であ
る。本実施形態の沸騰冷却器１は、図６（ｂ）に示す様
に、放熱板５の凝縮面に対し十文字に蒸気流路１３を確
保し、その蒸気流路１３によって区画された領域に凝縮
フィン１０を放射状に配置し、且つ閉空間の全周に補助
ウイック９を配置している。この構成によれば、閉空間
の中央部より発生した冷媒蒸気を効率良くフィン全体に
流入させることができる。また、図６（ａ）に示す様
に、主ウイック８と凝縮フィン１０の端部に連接した補
助ウイック９とを一体化することで、構成を簡素化でき
る。
１の内部構造を示す断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図であ
る。本実施形態の沸騰冷却器１は、図６（ｂ）に示す様
に、放熱板５の凝縮面に対し十文字に蒸気流路１３を確
保し、その蒸気流路１３によって区画された領域に凝縮
フィン１０を放射状に配置し、且つ閉空間の全周に補助
ウイック９を配置している。この構成によれば、閉空間
の中央部より発生した冷媒蒸気を効率良くフィン全体に
流入させることができる。また、図６（ａ）に示す様
に、主ウイック８と凝縮フィン１０の端部に連接した補
助ウイック９とを一体化することで、構成を簡素化でき
る。
【００３５】（変形例）上述の実施形態では、凝縮フィ
ン１０を放熱板５と一体に設けた例を説明したが、凝縮
フィン１０を放熱板５と別体（例えばアルミニウム等の
薄い金属板を交互に折り曲げて成形したコルゲートフィ
ン）に設けて、放熱板５の凝縮面に接合しても良い。
ン１０を放熱板５と一体に設けた例を説明したが、凝縮
フィン１０を放熱板５と別体（例えばアルミニウム等の
薄い金属板を交互に折り曲げて成形したコルゲートフィ
ン）に設けて、放熱板５の凝縮面に接合しても良い。
【図１】沸騰冷却器の内部構造を示す断面図（ａ）、及
びＡ−Ａ断面図（ｂ）である（第１実施形態）。
びＡ−Ａ断面図（ｂ）である（第１実施形態）。
【図２】沸騰冷却器の内部構造を示す部分断面図であ
る。
る。
【図３】沸騰冷却器の作動説明図である。
【図４】沸騰冷却器の内部構造を示す断面図である（第
２実施形態）。
２実施形態）。
【図５】沸騰冷却器の内部構造を示す断面図（ａ）、及
びＡ−Ａ断面図（ｂ）である（第３実施形態）。
びＡ−Ａ断面図（ｂ）である（第３実施形態）。
【図６】沸騰冷却器の内部構造を示す断面図（ａ）、及
びＡ−Ａ断面図（ｂ）である（第４実施形態）。
びＡ−Ａ断面図（ｂ）である（第４実施形態）。
１ 沸騰冷却器 ２ ＣＰＵ（発熱体） ３ 冷媒容器 ４ 放熱フィン ４ａ 放熱フィンの基板 ５ 放熱板（平板部材） ６ ケース ６ａ ケースのフランジ部 ７ 受熱板 ８ 主ウイック ９ 補助ウイック １０ 凝縮フィン １１ 排水溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｄ 15/02 １０２ Ｆ２８Ｄ 15/02 １０３Ａ １０３ Ｈ０１Ｌ 23/46 Ａ
Claims (10)
- 【請求項１】所定の間隔を保って対向する受熱板と放熱
板とを有し、この受熱板及び放熱板と共に閉空間を形成
して、その閉空間に所定量の冷媒が封入され、前記受熱
板の表面に発熱体が取り付けられる冷媒容器と、 前記放熱板の表面に熱的に結合して取り付けられる放熱
フィンと、 前記冷媒容器の内部で前記受熱板に接触して設けられ、
前記冷媒容器内で前記発熱体が取り付けられる範囲を発
熱体接合領域と呼ぶ時に、その発熱体接合領域へ液冷媒
を運搬する主ウイックと、 前記冷媒容器の内部で前記放熱板に設けられる凝縮フィ
ンと、 前記冷媒容器の内部で前記主ウイックと前記凝縮フィン
とを連接する補助ウイックとを備えた沸騰冷却器であっ
て、 前記補助ウイックは、前記発熱体接合領域の中央部を横
切って配置されていることを特徴とする沸騰冷却器。 - 【請求項２】所定の間隔を保って対向する受熱板と放熱
板とを有し、この受熱板及び放熱板と共に閉空間を形成
して、その閉空間に所定量の冷媒が封入され、前記受熱
板の表面に発熱体が取り付けられる冷媒容器と、 前記放熱板の表面に熱的に結合して取り付けられる放熱
フィンと、 前記冷媒容器の内部で前記受熱板に接触して設けられ、
前記冷媒容器内で前記発熱体が取り付けられる範囲を発
熱体接合領域と呼ぶ時に、その発熱体接合領域へ液冷媒
を運搬する主ウイックと、 前記冷媒容器の内部で前記放熱板に設けられる凝縮フィ
ンと、 前記冷媒容器の内部で前記主ウイックと前記凝縮フィン
とを連接する補助ウイックとを備えた沸騰冷却器であっ
て、 前記補助ウイックは、前記閉空間の端部に配置されてい
ることを特徴とする沸騰冷却器。 - 【請求項３】請求項１に記載した沸騰冷却器において、 前記凝縮フィンは、前記発熱体接合領域の中央部を横切
って配置されている前記補助ウイックの両側に分割して
配置され、且つ前記補助ウイックに対し、傾斜して設け
られていることを特徴とする沸騰冷却器。 - 【請求項４】請求項１〜３に記載した何れかの沸騰冷却
器において、 前記凝縮フィンは、略Ｖ字状の谷部が形成される様に、
前記放熱板の内面から先端が細くなる凸状に突出して設
けられていることを特徴とする沸騰冷却器。 - 【請求項５】請求項１〜４に記載した何れかの沸騰冷却
器において、 前記凝縮フィンは、前記放熱板の前記発熱体接合領域内
の少なくとも中央部を開けて設けられていることを特徴
とする沸騰冷却器。 - 【請求項６】請求項４及び５に記載した沸騰冷却器にお
いて、 前記放熱板は、前記凝縮フィンを有していない凝縮面に
複数本の排水溝が並設され、これらの排水溝が前記凝縮
フィンの谷部の溝と連接していることを特徴とする沸騰
冷却器。 - 【請求項７】請求項１〜６に記載した何れかの沸騰冷却
器において、 前記凝縮フィンは、長手方向の両端面が、前記補助ウイ
ックまたは前記冷媒容器内の側面に対し、傾斜して設け
られていることを特徴とする沸騰冷却器。 - 【請求項８】請求項１〜７に記載した何れかの沸騰冷却
器において、 前記放熱板にメッキ処理が施され、そのメッキ処理され
た放熱板の表面に前記放熱フィンが接合されていること
を特徴とする沸騰冷却器。 - 【請求項９】請求項１〜８に記載した何れかの沸騰冷却
器において、 前記放熱板の凝縮面に親水処理が施されていることを特
徴とする沸騰冷却器。 - 【請求項１０】請求項１〜９に記載した何れかの沸騰冷
却器において、 前記冷媒容器は、前記放熱板を形成する１枚の平板部材
と、その平板部材が接合されて前記閉空間を形成する箱
形のケースとで構成され、 予め前記放熱フィンが接合された前記平板部材の外周縁
部と前記ケースの外周に設けられたフランジ部とを前記
放熱フィンの基板を介して冷間接合していることを特徴
とする沸騰冷却器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000333302A JP2002141449A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 沸騰冷却器 |
| US10/007,240 US6679317B2 (en) | 2000-10-31 | 2001-10-22 | Cooling device boiling and cooling refrigerant, with main wick and auxiliary wick |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000333302A JP2002141449A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 沸騰冷却器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141449A true JP2002141449A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18809404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000333302A Pending JP2002141449A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 沸騰冷却器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6679317B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002141449A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009063703A1 (ja) * | 2007-11-15 | 2009-05-22 | Nec Corporation | 沸騰冷却装置 |
| JP2014127539A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Fujitsu Ltd | 電子装置の冷却装置 |
| JP2016017702A (ja) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 東芝ホームテクノ株式会社 | シート型ヒートパイプ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE0301381D0 (sv) * | 2003-05-12 | 2003-05-12 | Sapa Ab | Extruded heat sink with integrated thermosyphon |
| TW577683U (en) * | 2003-06-02 | 2004-02-21 | Jiun-Guang Luo | Heat sink |
| US20050098300A1 (en) * | 2003-09-12 | 2005-05-12 | Kenya Kawabata | Heat sink with heat pipes and method for manufacturing the same |
| TW200608179A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-01 | Delta Electronics Inc | Heat dissipation apparatus |
| JP2009097757A (ja) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Toshiba Corp | ループヒートパイプおよび電子機器 |
| JP2011085311A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Sony Corp | 熱輸送デバイス、熱輸送デバイスの製造方法及び電子機器 |
| EP2713132A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-02 | Alcatel Lucent | A vapor-based heat transfer apparatus |
| US20150219406A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Asia Vital Components Co., Ltd. | Heat Dissipation Device |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4012770A (en) * | 1972-09-28 | 1977-03-15 | Dynatherm Corporation | Cooling a heat-producing electrical or electronic component |
| DE4121534C2 (de) * | 1990-06-30 | 1998-10-08 | Toshiba Kawasaki Kk | Kühlvorrichtung |
| US5305184A (en) * | 1992-12-16 | 1994-04-19 | Ibm Corporation | Method and apparatus for immersion cooling or an electronic board |
| US5704416A (en) * | 1993-09-10 | 1998-01-06 | Aavid Laboratories, Inc. | Two phase component cooler |
| JP3654326B2 (ja) | 1996-11-25 | 2005-06-02 | 株式会社デンソー | 沸騰冷却装置 |
| JP3654323B2 (ja) | 1996-11-25 | 2005-06-02 | 株式会社デンソー | 沸騰冷却装置 |
| US5880524A (en) * | 1997-05-05 | 1999-03-09 | Intel Corporation | Heat pipe lid for electronic packages |
| JPH1187583A (ja) | 1997-09-11 | 1999-03-30 | Denso Corp | 沸騰冷却装置 |
| US6227287B1 (en) * | 1998-05-25 | 2001-05-08 | Denso Corporation | Cooling apparatus by boiling and cooling refrigerant |
| US6085831A (en) * | 1999-03-03 | 2000-07-11 | International Business Machines Corporation | Direct chip-cooling through liquid vaporization heat exchange |
| US6227288B1 (en) * | 2000-05-01 | 2001-05-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Multifunctional capillary system for loop heat pipe statement of government interest |
| US6474074B2 (en) * | 2000-11-30 | 2002-11-05 | International Business Machines Corporation | Apparatus for dense chip packaging using heat pipes and thermoelectric coolers |
| US6608752B2 (en) * | 2001-09-24 | 2003-08-19 | General Electric Company | Adaptive heat sink for electronics applications |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000333302A patent/JP2002141449A/ja active Pending
-
2001
- 2001-10-22 US US10/007,240 patent/US6679317B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009063703A1 (ja) * | 2007-11-15 | 2009-05-22 | Nec Corporation | 沸騰冷却装置 |
| JPWO2009063703A1 (ja) * | 2007-11-15 | 2011-03-31 | 日本電気株式会社 | 沸騰冷却装置 |
| JP2014127539A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Fujitsu Ltd | 電子装置の冷却装置 |
| JP2016017702A (ja) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 東芝ホームテクノ株式会社 | シート型ヒートパイプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020050344A1 (en) | 2002-05-02 |
| US6679317B2 (en) | 2004-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6609561B2 (en) | Tunnel-phase change heat exchanger | |
| US7493939B2 (en) | Heat sink with heat pipes | |
| US7304842B2 (en) | Apparatuses and methods for cooling electronic devices in computer systems | |
| US20060278372A1 (en) | Heat dissipation device | |
| US7606036B2 (en) | Heat dissipation device | |
| US20120087088A1 (en) | Microscale heat transfer systems | |
| US7568518B2 (en) | Heat sink | |
| US7312994B2 (en) | Heat dissipation device with a heat pipe | |
| US6749013B2 (en) | Heat sink | |
| US7537046B2 (en) | Heat dissipation device with heat pipe | |
| US20090021913A1 (en) | Heat dissipation device | |
| US20080093052A1 (en) | Heat dissipation device with heat pipes | |
| US20080023176A1 (en) | Heat dissipation device | |
| US7448438B2 (en) | Heat pipe type heat dissipation device | |
| US7447025B2 (en) | Heat dissipation device | |
| US20130206367A1 (en) | Heat dissipating module | |
| US7870890B2 (en) | Heat dissipation device with heat pipe | |
| JP2002141449A (ja) | 沸騰冷却器 | |
| US20060137860A1 (en) | Heat flux based microchannel heat exchanger architecture for two phase and single phase flows | |
| US20080314554A1 (en) | Heat dissipation device with a heat pipe | |
| US20070095509A1 (en) | Heat dissipation having a heat pipe | |
| JP3093441B2 (ja) | 高出力電子機器用ヒートシンク | |
| JP2002016201A (ja) | ヒートパイプ | |
| JP2006234267A (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| WO2013102974A1 (ja) | 冷却装置 |