JP2014127539A - 電子装置の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却装置を小型かつ簡単な構成にし、発熱体を効率良く冷却する。
【解決手段】冷却装置２０は、冷媒が収容された蒸発容器２４を有する。蒸発容器２４内は、隔壁３６によって沸騰室４１と凝縮室４２とに区画されている。沸騰室４１は、中央の下側に配置され、冷媒が発熱体の熱を受けて蒸発し易くなっている。凝縮室４２は、沸騰室４１の上方と側方に形成されており、上面部３１Ａで冷媒の蒸気が熱交換することによって液化し易くなっている。液化した冷媒は、凝縮室４２の側方に導かれ、液溜まり４０を形成する。液溜まり４０の冷媒は多孔質部材３５の毛細管現象によって中央の沸騰室４１に吸い込まれる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子装置の冷却装置に関する。

電子装置には、半導体素子が形成されたチップで発生した熱を冷却する冷却装置を搭載したものがある。冷却装置は、チップに密着して配置された密閉容器内に冷媒を封入し、冷媒の蒸発と凝縮を利用してチップで発生した熱を移動させ、外部に放出させるように構成されている。

ここで、このタイプの冷却装置では、チップで発生した熱が密閉容器に伝達されると、密閉容器内の冷媒が蒸発する。冷媒が蒸発するときに気化熱が奪われることによってチップが冷却される。一方、蒸発して蒸気となった冷媒は、上昇気流を形成して密閉容器の上側の壁面に到達する。密閉容器の上部には、放熱用のフィンが形成されているので、冷媒の蒸気が密閉容器の上側の壁面で冷却される。そして、冷媒の蒸気が冷却されることによって凝縮し、液状の冷媒に戻る。液状の冷媒は、密閉容器の下面に滴下し、再びチップの熱によって蒸発させられる。このようにして冷媒が蒸発と凝縮を繰り返すことによってチップの熱を放熱用のフィンに伝達し、フィンを通して外部に熱が放出される。

ところが、従来の密閉容器内で蒸発と凝縮を行わせる構造では、蒸発した冷媒が上昇する流れと、凝縮した冷媒か下降する流れが１つの空間内で混在することになる。このために、熱輸送量の増加に伴って蒸気流速が増加すると、下降する冷媒の流れが蒸発に伴って上昇する冷媒の流れのせん断力によって吹き戻され、不連続な流れになったり、冷媒を還流できなくなったりすることがある。この場合には、密閉容器の下部に液状の冷媒が存在しないドライアウト現象が生じる可能性があった。

そこで、従来では、発熱体に密着させられる冷媒槽と、冷媒を凝縮させる凝縮器とを別体で構成することで、ドライアウト現象を防止している。例えば、従来の冷却装置では、発熱体に密着させられる冷媒槽と、冷媒槽で沸騰気化した冷媒蒸気を外部流体との熱交換によって冷却する凝縮器とが備えられている。冷媒槽は、凸部を有し、凸部の上端面に蒸気流出口が形成されている。凝縮器は、蒸気流出口に連結されるヘッダを有する。ヘッダの左右の側面のそれぞれからは、複数のチューブが延びている。チューブは、ヘッダの高さ方向に沿って並んで配置され、各チューブの先端は、冷媒槽に接続されている。さらに、複数のチューブは、複数の放熱フィンで接続されている。このように構成することによって、冷媒槽と凝縮器の間で冷媒を循環し易くなる。

また、別の冷却装置では、冷媒容器の上面に複数の挿入孔を形成し、冷媒容器の上方にヘッダタンクを配置している。冷媒容器において冷媒が沸騰する領域の上方には、チューブが配置されている。チューブの下端は、沸騰した冷媒を収集し易いように流路断面積が大きくなっている。そして、チューブの上端は、ヘッダタンクに接続されている。さらに、冷媒容器において冷媒が沸騰する領域の外側には、複数のチューブが挿入孔に挿入されている。複数のチューブは垂直に延び、ヘッダタンクに接続されている。この冷却装置では、沸騰した冷媒の殆どが、下端が幅広になったチューブに集中して流れ込んでヘッダタンクに導かれる。ヘッダタンクに流れ込んだ冷媒は、外側のチューブを通って冷媒容器に戻される過程で外気によって冷却されて凝縮する。ヘッダタンクと冷媒容器を接続するチューブをヘッダタンクの下面に接続したので、ヘッダタンクの高さを低くできる。

特願２００２−２０３９３３号公報 特願２００３−１３０５６１号公報

しかしながら、冷媒容器と凝縮器を分離させた構造では、装置構成が複雑になると共に、装置の小型化が困難であった。また、冷媒を還流させるためにチューブを左右に２列に配置したり、ヘッダタンクの一部のみにチューブを配置したりする場合には、冷媒の流れが限定されるので冷却効率を向上させることが困難であった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、冷却装置を小型かつ簡単な構成にし、発熱体を効率良く冷却できるようにすることを目的とする。

実施形態の一観点によれば、電子装置の発熱体の上方に配置され、冷媒が封入された密閉容器と、前記密閉容器内に配置され、前記密閉容器を前記発熱体からの熱によって冷媒を蒸発させる沸騰室と、前記沸騰室の上方に配置され冷媒を熱交換によって凝縮させる凝縮室に区画し、前記密閉容器の内側の側面より外径が小さい側壁部と、前記側壁部から斜め上方に向かって環状に延び傾斜部を有する隔壁と、を含むことを特徴とする電子装置の冷却装置が提供される。

蒸発容器内の空間を隔壁で沸騰室と凝縮室に区画したので、装置構成を小型化、及び簡略化できる。蒸発流と、液化して下方に落ちる液還流との混在を抑制できるので、蒸発量が多くなってもドライアウトを防止でき、発熱体を効率良く冷却できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子装置の概略構成の一例を示す断面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例の一部を拡大して示す断面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の隔壁の一例を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例の断面図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例における図７のＤ矢視図であって、蒸気孔を拡大して示す平面図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態の変形例に係る電子装置の蒸発容器の一例の断面図である。 図１０は、本発明の第２の実施の形態の変形例に係る電子装置の蒸発容器の一例における図９のＥ矢視図であって、蒸気孔を拡大して示す平面図である。 図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例の断面図である。 図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例の一部を拡大して示す断面図である。 図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の隔壁の一例を示す図である。 図１４は、本発明の第５の実施の形態に係る電子装置の蒸発容器の一例を示す図である。 図１５は、本発明の第５の実施の形態に係る電子装置の隔壁と柱の配置の一例を示す図である。

発明の目的及び利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素及び組み合わせによって実現され達成される。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、典型例及び説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、電子装置１は、第１の基板２上にハンダバンプ３を介して第２の基板５が電気的に接続されている。さらに、第２の基板５には、発熱体であるチップ７や電子部品８が実装されている。チップ７は、内部に半導体素子が形成されており、第２の基板５の不図示の電極にハンダバンプ９を用いて電気的に接続されている。さらに、第２の基板５とチップ７の間には、アンダーフィル剤１０が注入され、凝固させてある。そして、チップ７や電子部品８の上部には、冷却装置２０が設置されている。

冷却装置２０は、チップ７や電子部品８のそれぞれに密着させられる複数の第１の放熱部材２１を有し、第１の放熱部材２１の上にヒートスプレッダ２２、第２の放熱部材２３、冷媒を密閉した密閉容器である蒸発容器２４が順番に設置されている。

第１の放熱部材２１は、例えば、Ｉｎ−１０Ａｇなどの熱伝導性に優れる材料から製造されおり、チップ７や電子部品８のなどの発熱体の上面を覆い、かつ密着するようなシート形状になっている。
ヒートスプレッダ２２は、Ｃｕ又はＡｌを用いて製造されており、下面に第１の放熱部材２１が密着させられ、上面に第２の放熱部材２３が密着させられている。
第２の放熱部材２３には、例えば、Ｉｎ−１０Ａｇなどの熱伝導性に優れる材料のシートや、グリースなどが用いられる。第２の放熱材料２３は、ヒートスプレッダ２２と蒸発容器２４を熱的に密着させる役割を担っている。

図１と、図１の一部を拡大した図２とに示すように、蒸発容器２４は、外形が円柱形を有する中空の容器本体３１と、容器本体３１の上面部３１Ａから垂直上向きに延びる複数の放熱フィン３２とを有する。さらに、容器本体３１の底部３１Ｂには、凹部３３が形成されている。凹部３３は、中央が最も低くなるようなテーパを有する。

ここで、容器本体３１内には、冷媒と、多孔質部材３５と、隔壁３６とが収容されている。冷媒は、例えば、水やフロンなどが用いられ、予め設定された量が容器本体３１の内部空間に封入されている。
多孔質部材３５は、冷媒を浸透させることができる構造、例えば、Ｃｕなどの金属の焼結体からなり、容器本体３１の底部３１Ｂに配置されている。多孔質部材３５の下面は、容器本体３１の底部３１Ｂの凹部３３の形状に合わせて中央が下向きに最も突出する円錐形状になっている。一方、多孔質部材３５の上面は、平面になっている。

多孔質部材３５の上には、隔壁３６が配置されている。隔壁３６は、容器本体３１の内部空間を沸騰室４１（気化室）と凝縮室４２とに区画している。より詳細には、図１、図２と、図３に示すように、隔壁３６は、円環状の側壁部３７と、側壁部３７の上端から一体に延び、中央かつ上方に向かって傾斜する上壁部３８（傾斜部）とを有する。このような隔壁３６は、例えば、アルミニウムや銅、セラミックスや樹脂を用いて製造されている。

さらに、図２と、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である図４に示すように、側壁部３７は、容器本体３１の側部３１Ｃの内周面から所定距離だけ内側に配置されている。これによって、容器本体３１の側部３１Ｃと隔壁３６、及び多孔質部材３５とによって区画される空間が、円環状に形成される。この円環状の空間は、液状の冷媒を溜め置くことが可能な液溜まり４０（冷媒貯溜部）になる。

ここで、側壁部３７は、外側面がチップ７や電子部品８などの発熱体、及びヒートスプレッダ２２を囲む領域と同一又は、さらに外側に配置される大きさを有する。即ち、側壁部３７の外径は、発熱体、及びヒートスプレッダ２２を囲む領域の外径以上の大きさを有する。このために、発熱体からの熱は、沸騰室４１内の多孔質部材３５に主に伝達される。従って、液溜まり４０は、ヒートスプレッダ２２の上方から外れた位置に配置され、ヒートスプレッダ２２からの熱が直接に液溜まり４０に伝達されないようになっている。

また、図２と、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である図５に示すように、隔壁３６の上壁部３８の最上端は、容器本体３１の上面部３１Ａより下方に配置されており、中央には沸騰室４１と凝縮室４２を連通させる蒸気孔３９が形成されている。

そして、図２と、図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である図６に示すように、凝縮室４２の上面部３１Ａは、平面になっており、複数のフィン５１，５２（リブ）が突設されている。フィン５１は、凝縮室４２の中心から放射状に等間隔に、８本形成されている。フィン５２は、フィン５１の間に１つずつ等間隔に８本形成されている。複数のフィン５１，５２は、凝縮室４２の上面部３１Ａの中央付近から放射状に延び、凝縮室４２の上面部３１Ａと側部３１Ｃの隅部で折り曲げられて、側部３１Ｃに沿って下向きに延設されている。フィン５１，５２の下端は、多孔質部材３５の上方、又は接触する位置まで延びている。

次に、電子装置１及び冷却装置２０の作用について説明する。
電子装置１のチップ７や電子部品８が発熱すると、その熱が第１の放熱部材２１と、ヒートスプレッダ２２と、第２の放熱部材２３とを介して、蒸発容器２４に伝達される。発熱体からの熱は、主に直上の沸騰室４１内の多孔質部材３５に伝達され、沸騰室４１内の多孔質部材３５に吸収されている冷媒を加熱する。ここで、沸騰室４１内の冷媒は、多孔質部材３５によって表面積が大きくなっているので蒸発し易くなっている。このために、発熱体からの熱を吸収することによって沸騰室４１内の冷媒が蒸発して、図２の矢印ＡＲ１に示すような蒸発流（沸騰流路）として上昇気流を形成する。冷媒が蒸発することによって、発熱体の熱と冷媒との間で熱交換が行われ、発熱体の熱が吸収され、結果的に発熱体が冷却される。また、冷媒が蒸発することによって、沸騰室４１内の圧力が高まり、蒸発流が隔壁３６の上壁部３８の傾斜に沿って中央の蒸気孔３９に導かれ、蒸気孔３９から凝縮室４２に噴出される。

凝縮室４２内に噴出した冷媒の蒸気流は、図２の矢印ＡＲ２に示すように中央から外周に向けて拡散しつつ、上面部３１Ａに到達する。これは、隔壁３６の上壁部３８が傾斜していることによって、蒸気孔３９とその直上の上面部３１Ａとの間の空間に比べて、その周囲の空間の方が広くなり、冷媒の蒸気が中央から外側に向けて流れ易くなっているためである。さらに、容器本体３１及び隔壁３６が断面視で円環形状を有するために、冷媒の蒸気が方向を規制されることなく、全周に拡散され易くなっているためである。

容器本体３１の上面部３１Ａに到達した冷媒の蒸気は、上面部３１Ａやフィン５１，５２によって冷却される。これは、沸騰室４１の上面部３１Ａが、放熱フィン３２の下に直接に配置されているためである。そして、冷媒の蒸気は、容器本体３１の上面部３１Ａとの間で熱交換することによって凝縮熱を外部に放出する。その結果、冷媒が凝縮して液化する。また、冷媒の液化に伴って、凝縮室４２内の圧力が低下する。

凝縮室４２内で液化した冷媒は、矢印ＡＲ３に示すような液還流を形成する。矢印ＡＲ３に示す液還流では、液状の冷媒がフィン５１，５２をガイドにして側部３１Ｃの内周面を経て、側部３１Ｃと隔壁３６、及び多孔質部材３５で区画されている液溜まり４０に導かれる。また、一部の冷媒は、液滴として上面部３１Ａから隔壁３６の上壁部３８に落下する。隔壁３６の上壁部３８は、中央から外周部に向かって下向きに傾斜しているので、隔壁３６上に落下する冷媒の液還流は、矢印ＡＲ４に示すように隔壁３６の外周に導かれ、液溜まり４０に落下する。

ここで、液溜まり４０の冷媒は、多孔質部材３５を通して沸騰室４１に導かれる。これは、沸騰室４１内での冷媒の蒸発に伴って多孔質部材３５内で毛細管現象が発生し、図２の矢印ＡＲ５に示すように液溜まり４０内の冷媒が多孔質部材３５を通して沸騰室４１内に吸い込まれるためである。また、容器本体３１の底部３１Ｂが中央に向かって下がっているので、相対的に高い位置にある液溜まり４０から冷媒が沸騰室４１に導かれ易くなっている。そして、沸騰室４１内に吸い込まれた冷媒は、発熱体からの熱によって再び蒸発させられ、蒸気孔３９を通って凝縮室４２に導かれる。このようにして、この電子装置１では、冷却装置２０において冷媒が沸騰室４１と凝縮室４２と循環することにより、発熱体の熱が放熱フィン３２に伝達されて発熱体が冷却される。

以上、説明したように、この冷却装置では、隔壁３６を用いることによって蒸発容器２４内の１つの空間を沸騰室４１と凝縮室４２とに区画したので、装置構成を小型化、及び簡略化できる。冷媒が加熱によって蒸発することで形成される蒸発流と、冷媒が冷却されることによって液化して下方に落ちる液還流とを分離することが可能になるので、蒸発流と液還流の干渉を大幅に低減できるので、沸騰室４１の蒸発熱から凝縮室４２の凝縮熱への伝熱効率が向上し、蒸発容器２４の熱ムラが少なくなって熱抵抗を低減できる。さらに、蒸発室４１の圧力を高く維持でき、凝縮室４２の圧力が低い状態を持続できるので、蒸発流と液還流を安定的に形成できるので、熱輸送限界が高まると共に、ドライアウトを防止できる。

また、沸騰室４１を発熱体の上方に配置したので熱の伝達効率が良く、冷媒が蒸発し易くなる。また、隔壁３６の中央に蒸気孔３９を設けたので、沸騰室４１内の蒸気を勢い良く凝縮室４２の上面部３１Ａに噴き付けることが可能になり、放熱フィン３２との熱交換の効率が向上する。ここにおいて、蒸発容器２４及び隔壁３６の断面形状を円環形にしたので、冷媒の蒸気を放射状に噴出し易いので、冷媒の蒸気と上面部３１Ａ及びフィン５１，５２の接触面積を大きくでき、熱交換効率が向上する。

さらに、隔壁３６の上壁部３８が中央に向かって上がるように傾斜しているので、沸騰室４１内の蒸気を蒸気孔３９に導き易くなっている。一方、凝縮室４２側からみると、隔壁３６の上壁部３８が外側に向かって下がるように傾斜しているので、上面部３１Ａで気化した冷媒がそのまま滴下しても沸騰室４１に直接戻らずに、液溜まり４０に導くことが可能になる。発熱体からの熱が中央に比べて伝達し難い蒸発容器２４の外周部に液溜まり４０を形成したので、凝縮室４２における冷媒の蒸発を低減できる。多孔質部材３５の毛細管現象を用いて液溜まり４０の冷媒を沸騰室４１に導くようにしたので、冷媒のドライアウトを防止できる。蒸発容器２４及び多孔質部材３５の底部を中央が下がる傾斜にしたので、液溜まり４０の冷媒を沸騰室４１に導き易くなっている。

ここで、多孔質部材３５の外径を隔壁３６の側壁部３７の外径と一致させても良い。また、蒸発容器２４は四角形やその他の多角形でも良い。この場合、隔壁３６の側壁部３７の断面形状は、円形のリングであることが望ましいが、四角やその他の多角形の環状でも良い。
さらに、フィン５１，５２は、蒸気の冷媒との接触面積を増大させ、熱交換の効率を向上させる形状であれば良い。このために、蒸発容器２４は、フィン５１，５２の代わり、又はこれに加えて、溝や突起を形成しても良い。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態と同じ構成要素には、同一の符号を付している。また、第１の実施の形態と重複する説明は省略する。
図７に蒸発容器の断面を示すと共に、図８に図７のＤ矢視の一部拡大図を示すように、電子装置１の冷却装置２０は、蒸発容器２４内に隔壁３６Ａを有する。隔壁３６Ａは、円環状の側壁部３７と、上壁部３８とを有し、上壁部３８の中央部には複数の蒸気孔６０が形成されている。蒸気孔６０は、例えば、中央の１個とその外周に等間隔に４個の合計５個形成されている。５つの蒸気孔６０の開口面積の合計値は、第１の実施の形態の蒸気孔３９の面積より小さくなっている。しかしながら、蒸気孔６０の合計面積は、蒸気孔３９と同じでも良い。

この冷却装置２０では、蒸気孔６０がノズルの役割を果たすので、図７の矢印ＡＲ６に蒸気流の一例を示すように、冷媒の蒸気が沸騰室４１から凝縮室４２に勢い良く噴出する。これによって、蒸発容器２４の上面部３１Ａ及びフィン５１，５２に冷媒の蒸気を確実に噴き付けることが可能になり、熱交換の効率がさらに向上する。また、蒸気孔６０の開口面積の合計値を第１の実施の形態の蒸気孔３９より小さくした場合には、蒸気孔６０を通って逆流する冷媒の量をさらに減少できる。

ここで、図９の隔壁の一部拡大図と、図１０の隔壁の中央部分の平面図を参照して第２の実施形態の隔壁の変形例を説明する。
隔壁３６Ｂは、上壁部３８の中央に４つの蒸気孔６１が形成されている。各蒸気孔６１は、凝縮室４２側の開口が沸騰室４１側の開口よりも外側に向かうように傾斜している。蒸気孔６１の開口面積の合計値は、第１の実施の形態の蒸気孔３９の面積より小さくなっている。しかしながら、蒸気孔６０の合計面積は、蒸気孔３９と同じでも良い。
この隔壁３６Ｂでは、図９の矢印ＡＲ７に蒸気流の一例を示すように、冷媒の蒸気が勢い良く、かつ蒸気孔６１の外側のフィン５１，５２に向けて噴き付けられる。また、蒸気孔６０を通って逆流する冷媒を減少できる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第１、第２の実施の形態と同じ構成要素には、同一の符号を付している。また、第１、第２の実施の形態と重複する説明は省略する。
図１１に示すように、蒸発容器２４は、容器本体３１と隔壁３６とによって形成される沸騰室４１の上面が中央から外周に向けて下がるような傾斜面７１を有する。これに伴ってフィン５１，５２も容器本体３１の中央から側面に向かって下がるように傾斜している。

この蒸発容器２４では、沸騰室４１に導かれた冷媒の蒸気が上面部３１Ａやフィン５１，５２で液化した後、矢印ＡＲ８に液還流の一例を示すように、傾斜面７１に沿って流れる。傾斜面７１の傾斜によって、液状の冷媒が容器本体３１の側部３１Ｃに流れ易くなるので、冷媒の滴下が減少する。これによって、液化した冷媒をより確実に、かつ速やかに液溜まり４０に集めることができる。ここで、蒸気孔６０は、蒸気孔３９や蒸気孔６１でも良い。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第１〜第３の実施の形態と同じ構成要素には、同一の符号を付している。また、第１〜第３の実施の形態と重複する説明は省略する。
図１２に一部拡大図を示すように、蒸発容器２４の容器本体３１は、底部３１Ｆに中央が突出するような凸部８１が形成されている。さらに凸部８１の上に多孔質部材８２が配置されている。多孔質部材８２は、下側が凸部８１の形状に倣った凹形状を有し、上面が平面になっている。さらに、多孔質部材８２の上には、隔壁８５が配置されている。

図１２と図１３に示すように、隔壁８５は、中央に円筒状の側壁部８６を有し、側壁部８６の上端からは、上壁部８７（傾斜部）が一体に延びている。上壁部８７は、側壁部８６の外径を拡げ、かつ外周が上向きに開くような円環形状に形成されている。上壁部８７の中央には、開口部８８が形成されている。開口部８８の大きさは、側壁部８６の内径の大きさに略等しい。

隔壁８５によって容器本体３１は、沸騰室９１と凝縮室９２とに区画される。沸騰室９１は、容器本体３１の側部３１Ｃの下側、底部３１Ｆ、隔壁８５で囲まれる領域から形成される。凝縮室９２は、沸騰室９１の上側の領域と、隔壁８５で囲まれた領域から形成される。凝縮室９２の上面には、複数のフィン９３が形成されている。フィン９３は、中心から放射状に延び、かつ沸騰室９１の上方には配置されていない。そして、隔壁８５の円筒形の側壁部８６に冷媒の液溜まり９６が形成されている。

発熱体からの熱が蒸発容器３１に伝達されると、底部３１Ｆが薄い外周部分の多孔質部材８２内の冷媒が液溜まり９６内の冷媒より加熱され易いことから蒸発し、矢印ＡＲ１１に示すような上昇気流（蒸気流）を形成する。冷媒の蒸気は、隔壁８５の上壁部８７の外周と、容器本体３１の側部３１Ｃとの間の隙間から矢印ＡＲ１２に液還流の一例を示すように凝縮室９２に流入し、凝縮室９２の上面部３１Ａ又はフィン９３で凝縮する。凝縮した冷媒は、隔壁８５の上壁部８７に主に滴下する。上壁部８７は、中央が下がっているので、矢印ＡＲ１３に液還流の一例を示すように、隔壁８５に滴下した冷媒の液滴が、中央の側壁部８６内に流れ込み、液溜まり９６を形成する。液溜まり９６内の冷媒は、容器本体３１の底部３１Ｆの傾斜によって沸騰室９１に流れ込むと共に、多孔質部材８２の毛細管現象によって吸い込まれる。

この冷却装置２０では、蒸発容器３１の外周に沸騰室９１を配置した構成において、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第１〜第４の実施の形態と同じ構成要素には、同一の符号を付している。また、第１〜第４の実施の形態と重複する説明は省略する。
図１４の断面図に示すように、容器本体３１の底部３１Ｂには、凹部３３を有する。凹部３３は、粗面加工によって底部３１Ｂの内面の表面積が増大させられている。さらに、凹部３３上には、複数の柱１００が固定されており、柱１００の上に隔壁３６が配置されている。図１５に隔壁３６と柱１００の配置の一例を示すように、柱１００は、円柱形状を有し、所定の間隔で配置されている。隔壁３６は、柱１００に不図示の手段で固定されている。これによって凹部３３と柱１００と隔壁３６との間に空間が複数形成される。その各々の空間が、冷媒が通流可能な流路１０１になる。図１４に示すように、冷媒１０２は、底部３１Ｂを覆い、かつ沸騰室４１及び液溜まり４０が連続して満たされる量が注入されている。

発熱体からの熱は、容器本体３１の底部３１Ｂに伝達され、沸騰室４１内の冷媒１０２を主に加熱する。底部３１Ｂの上面は粗面加工されており、表面積が大きくなっているので、冷媒１０２が容易に沸騰して矢印ＡＲ１に示すような蒸気流を形成する。一方、凝縮室４２内で凝縮し、矢印ＡＲ３及び矢印ＡＲ４に示すように液溜まり４０に還流した液状の冷媒１０２は、矢印ＡＲ５に示すように流路１０１を通って沸騰室４１に導かれ、再び沸騰させられる。

この実施の形態では、多孔質部材を有しない構成においても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。同様に、第２〜第４の実施の形態においても多孔質部材を有しない構成にすることが可能である。ここで、柱１００の大きさや、形状、数、配置は、図１５に限定されない。また、隔壁３６の側壁部３７に柱１００を一体に形成しても良い。さらに、柱１００の代わりに、側壁部３７の一部を切り欠いて流路１０１を形成することも可能である。

ここで挙げた全ての例及び条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明及び概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例及び条件に限定することなく解釈するものであり、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換及び変形を施すことができる。

以下に、前記の実施の形態の特徴を付記する。
（付記１） 電子装置の発熱体の上方に配置され、冷媒が封入された密閉容器と、前記密閉容器内に配置され、前記密閉容器を前記発熱体からの熱によって冷媒を蒸発させる沸騰室と、前記沸騰室の上方に配置され冷媒を熱交換によって凝縮させる凝縮室に区画し、前記密閉容器の内側の側面より外径が小さい側壁部と、前記側壁部から斜め上方に向かって環状に延び傾斜部を有する隔壁と、を含むことを特徴とする電子装置の冷却装置。
（付記２） 前記密閉容器の底部に配置され、冷媒が浸透可能で前記凝縮室から前記蒸発室に冷媒を供給する多孔質部材をさらに有することを特徴とする付記１に記載の電子装置の冷却装置。
（付記３） 前記隔壁の前記側壁部内に前記沸騰室が配置され、前記傾斜部は前記沸騰室を覆い、中央に前記沸騰室と前記凝縮室を連通させる孔が形成されていることを特徴とする付記１又は請求項２に記載の電子装置の冷却装置。
（付記４） 前記凝縮室は、前記沸騰室の上方及び外側に形成されていることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置。
（付記５） 前記側壁部の外周であって、前記発熱体の上方から外れた位置に前記凝縮室で凝縮した冷媒を一時的に保持する液溜まりが形成されていることを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置。
（付記６） 前記孔は複数、かつ上部が外側に向けて傾斜していることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置。
（付記７） 前記凝縮室の上面部に複数のフィンを有し、前記複数のフィンは、前記凝縮室の中心から外側に向かって放射状に配置されていることを特徴とする付記１乃至付記６のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置。
（付記８） 前記凝縮室の上面は、前記凝縮室の中心から外周にかけて下がるように傾斜していることを特徴とする付記１乃至付記６のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置。
（付記９） 前記沸騰室の底面は、中央が凹となるように傾斜していることを特徴とする付記１乃至付記８のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置。
（付記１０）
付記１乃至付記９のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置と、前記発熱体と、前記発熱体を実装した基板と、を含むことを特徴とする電子装置。

１ 電子装置
２ 第１の基板
５ 第２の基板
２０ 冷却装置
７ チップ（発熱体）
８ 電子部品（発熱体）
２４ 蒸発容器（密閉容器）
３５ 多孔質部材
３６，８５ 隔壁
３７，８６ 側壁部
３８，８７ 上壁部（傾斜部）
３９ 孔
４０ 液溜まり
４１，９１ 沸騰室
４２，９２ 凝縮室
５１，５２ フィン

Claims (5)

1. 電子装置の発熱体の上方に配置され、冷媒が封入された密閉容器と、
   前記密閉容器内に配置され、前記密閉容器を前記発熱体からの熱によって冷媒を蒸発させる沸騰室と、前記沸騰室の上方に配置され冷媒を熱交換によって凝縮させる凝縮室に区画し、前記密閉容器の内側の側面より外径が小さい側壁部と、前記側壁部から斜め上方に向かって環状に延び傾斜部を有する隔壁と、
   を含むことを特徴とする電子装置の冷却装置。
2. 前記隔壁の前記側壁部内に前記沸騰室が配置され、前記傾斜部は前記沸騰室を覆い、中央に前記沸騰室と前記凝縮室を連通させる孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置の冷却装置。
3. 前記凝縮室は、前記沸騰室の上方及び外側に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子装置の冷却装置。
4. 前記側壁部の外周であって、前記発熱体の上方から外れた位置に前記凝縮室で凝縮した冷媒を一時的に保持する液溜まりが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置。
5. 前記沸騰室の底面は、中央が凹となるように傾斜していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電子装置の冷却装置。

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