JP2006202800A - 半導体素子の冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高発熱の半導体素子を効率良く冷却できる冷却装置を提供すること。
【解決手段】半導体素子７を冷却するための冷却板１と、放熱器２と、冷媒ポンプ３とを冷媒配管５，６により接続して冷媒循環式の冷媒サイクルを構成し、冷却板１は扁平管の内部に凹凸を設けた仕切壁１ａを固定して多数の細管を構成してなる多孔扁平管とし、冷却板１内の冷媒の流れに乱れを生じさせて伝熱を促進させることにより、半導体素子を効率良く冷却できる冷却装置とする。
【選択図】図２
【解決手段】半導体素子７を冷却するための冷却板１と、放熱器２と、冷媒ポンプ３とを冷媒配管５，６により接続して冷媒循環式の冷媒サイクルを構成し、冷却板１は扁平管の内部に凹凸を設けた仕切壁１ａを固定して多数の細管を構成してなる多孔扁平管とし、冷却板１内の冷媒の流れに乱れを生じさせて伝熱を促進させることにより、半導体素子を効率良く冷却できる冷却装置とする。
【選択図】図２
Description
本発明は、高発熱の半導体素子を冷媒を用いて効率良く冷却する冷却装置に関する。
パソコン等に備えられた高発熱の半導体素子を冷媒を用いた冷却装置で冷却する方法として、冷却板と半導体素子とを熱的に接触させて行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
図４は、プリント基板上の発熱体を冷却する従来の冷却装置を示す。冷却装置１０は、熱交換器１６と入口配管１８と冷却板２０と出口配管２２と冷媒ポンプ２４と配管２６とが、その順序でプリント基板１４上に構成され、冷媒が封入されている。冷却板２０は複数の細管２１を備え、平坦面２０ａを発熱体１２に接触させており、これにより発熱体１２を冷却している。
図５は、冷却板２０を模式的に示したもので、（ａ）は冷媒の流路に対して直角の縦断面図で、（ｂ）は流路に平行な平面断面図である。冷却板２０の出入口にはそれぞれヘッダ部２３を設け、それぞれに冷媒吸入管２４と冷媒吐出管２５とが接続されている。。
国際公開第０２／０８０２７０号パンフレット
上述した特許文献１に記載の冷却板にあっては、内部の仕切板は押し出しにより成形されるため流れ方向に同一形状となり冷媒の流れに乱れを促進することが出来ず、熱交換にはまだ改善の余地があった。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、高発熱の半導体素子を効率良く冷却できる冷却装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明の半導体素子の冷却装置は、半導体素子を冷却するための冷却板と、放熱器と、冷媒ポンプとを冷媒配管により接続して冷媒循環式の冷媒サイクルを構成し、前記冷却板として扁平管の内部に凹凸を設けた仕切壁を固定して多数の細管を構成してなる多孔扁平管を使用したことを特徴とする。
これによって、冷却板内の冷媒への熱を効率良く伝えることが出来るため、半導体素子からの熱を容易に冷媒へ伝導させることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
前記冷却板の扁平管内部の仕切壁に凹凸を設けた構造にすることにより、冷媒の流れに乱れを促進し、冷却板から冷媒への熱移動を促進でき冷却性能を向上させることが出来る。
更に、前記冷却板の扁平管内部の仕切部分に流れ方向に切り起こしを設けた構造にすることにより、冷却板内部の冷媒は仕切板の切り起こし部分を通して自由に移動できることから発熱部分が均一でなくても冷却板全体の冷媒を活用できて熱交換を促進させる事ができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる半導体素子の冷却装置の冷凍サイクルの模式図である。
図１は、本発明にかかる半導体素子の冷却装置の冷凍サイクルの模式図である。
図１に示されるように、本発明にかかる冷却装置は、高発熱体である半導体素子７を冷却するための扁平管からなる冷却板１と、放熱器２と、冷媒ポンプ３とを備えており、冷却板１、放熱器２及び冷媒ポンプ３を冷媒配管５，６で接続して冷媒循環式の冷却サイクルを構成している。また、放熱器２は、隣接配置されたファン４により冷却され、冷却サイクル内には冷媒が封入されている。
上記構成において、放熱器２より出てきた冷媒は、冷媒ポンプ３により吸入管５を通って冷却板１に送られて高発熱の半導体素子７の熱を奪い、冷却板１の中で受熱する。冷媒は、次に吐出管６を通って放熱器２に送られ、ファン４により冷却されることで大気に放熱する。
図２は、本発明の実施の形態１における半導体素子の冷却装置の冷却板を模式的に示すもので、（ａ）は冷媒の流路に対して直角の縦断面図で、（ｂ）は流路に平行な平面断面図である。
本実施の形態１においては、冷却板１の内部の仕切壁１ａに左右交互に凹凸１ｂを設けた構造である。
この構成によれば、冷媒の流れに乱れを促進し、冷却板から冷媒への熱移動を促進でき冷却性能を向上させることが出来る。
（実施の形態２）
図３は、図２と同様に、本発明の実施の形態２における半導体素子の冷却装置の冷却板を模式的に示した断面図である。
図３は、図２と同様に、本発明の実施の形態２における半導体素子の冷却装置の冷却板を模式的に示した断面図である。
本実施の形態２においては、冷却板１の内部の仕切壁１ｃに切り起こし１ｄ又は切り起こし１ｅを設けた構造である。
この構成によれば冷却板内部の冷媒は仕切板の切り起こし部分を通して自由に移動できることから発熱部分が均一でなくても冷却板全体の冷媒を活用できて熱交換を促進させる事ができる。
なお、仕切壁の凹凸や切り起こしの形状や位置は、冷媒の流れを乱して同様の効果が期待されるものであれば本実施の形態に限定するものではない。
本発明の半導体素子の冷却装置は、冷却板の扁平管内部の仕切壁に凹凸を設けた構造にすることにより、冷媒の流れに乱れを促進し、冷却板から冷媒への熱移動を促進でき冷却
性能を向上させることが出来るので、プリント基板上の発熱素子を冷却する用途に適用できる。
性能を向上させることが出来るので、プリント基板上の発熱素子を冷却する用途に適用できる。
１ 冷却板
１ａ 冷媒通路
１ｂ 外壁
１ｃ 仕切壁
１ｄ ヘッダ部、
２ 放熱器
３ 冷媒ポンプ
４ ファン
５ 吸入管
６ 吐出管
７ 半導体素子
１ａ 冷媒通路
１ｂ 外壁
１ｃ 仕切壁
１ｄ ヘッダ部、
２ 放熱器
３ 冷媒ポンプ
４ ファン
５ 吸入管
６ 吐出管
７ 半導体素子
Claims (2)
- 半導体素子を冷却するための冷却板と、放熱器と、冷媒ポンプとを冷媒配管により接続して冷媒循環式の冷媒サイクルを構成し、前記冷却板は扁平管の内部に凹凸を設けた仕切壁を固定して多数の細管を構成してなる多孔扁平管であることを特徴とする半導体素子の冷却装置。
- 前記冷却板の扁平管内部の仕切壁に流れ方向に切り起こしを設けた構造にしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005009863A JP2006202800A (ja) | 2005-01-18 | 2005-01-18 | 半導体素子の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005009863A JP2006202800A (ja) | 2005-01-18 | 2005-01-18 | 半導体素子の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006202800A true JP2006202800A (ja) | 2006-08-03 |
Family
ID=36960562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005009863A Pending JP2006202800A (ja) | 2005-01-18 | 2005-01-18 | 半導体素子の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006202800A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3030708A1 (fr) * | 2014-12-22 | 2016-06-24 | Airbus Operations Sas | Plaque froide, formant notamment partie structurale d'un equipement a composants generateurs de chaleur |
| JP2018067638A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
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2005
- 2005-01-18 JP JP2005009863A patent/JP2006202800A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3030708A1 (fr) * | 2014-12-22 | 2016-06-24 | Airbus Operations Sas | Plaque froide, formant notamment partie structurale d'un equipement a composants generateurs de chaleur |
| EP3038151A1 (fr) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | Airbus Operations | Plaque froide, formant notamment partie structurale d'un équipement à composants générateurs de chaleur |
| US9736963B2 (en) | 2014-12-22 | 2017-08-15 | Airbus Operations (S.A.S.) | Cold plate, forming in particular a structural part of an item of equipment having heat-generating components |
| JP2018067638A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
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