JP2020150170A

JP2020150170A - 冷却プレート、冷却装置及び電子機器

Info

Publication number: JP2020150170A
Application number: JP2019047521A
Authority: JP
Inventors: 松村　貴由; Takayoshi Matsumura; 貴由松村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-09-17
Also published as: US20200296858A1; US11032940B2

Abstract

【課題】冷却プレートにおける冷却効率の高い領域を広げる。【解決手段】冷却プレート１０２は、櫛歯状で交互に隣合う第一櫛歯流路１２４Ａ及び第二櫛歯流路１２４Ｂから、受熱面１１２側へ延びる第一縦流路１２６Ａ及び第二縦流路１２６Ｂを備える。さらに、第一縦流路１２６Ａ及び第二縦流路１２６Ｂから、受熱面１１２と平行な平面の外側へそれぞれ延び、交互に隣合う第一外側流路１２８Ａ及び第二外側流路１２８Ｂを備える。第一櫛歯流路１２４Ａ又は第一外側流路１２８Ａと、第二櫛歯流路１２４Ｂ又は第二外側流路１２８Ｂからは、受熱面１１２側へ第一接続流路１３０Ａ及び第二接続流路１３０Ｂが延びる。第一接続流路１３０Ａ及び第二接続流路１３０Ｂと連通され受熱面１１２の熱を受ける受熱流路１３２を備える。【選択図】図１１

Description

本願の開示する技術は冷却プレート、冷却装置及び電子機器に関する。

本体の内部を隔壁によって上部空間と下部空間に分け、上部空間をメアンダ状の仕切壁で第１流路と第２流路に仕切った構造のクーリングプレートがある。このクーリングプレートでは、第１流路は、第１冷媒貯留部内の冷媒を冷媒流出管の方向に導いて、隔壁に設けられた貫通孔を通じて下部空間に流す。第２流路は、隔壁に設けられた貫通孔を通じて下部空間から戻る冷媒を冷媒流出管の方向に流して貯留し、冷媒流出管に送り出す。

特開２０１７−４３６４号公報

櫛歯流路に冷媒を流す構造の冷却プレートでは、冷媒流入側の櫛歯流路と冷媒流出側の櫛歯流路とが交互に隣り合う配置が採られることがある。この場合、それぞれの冷媒流路は、共通流路から、平面の内側に延びて設けられ、この共通流路から冷媒が分流されたり、共通流路へ冷媒が合流されたりする。共通流路は、櫛歯流路を横切る方向に延びているため、共通流路を超えて櫛歯流路を延ばすことはできない。すなわち、櫛歯流路を冷却プレートの平面の外側に伸ばすには限界があり、冷却効率の高い領域を広げることが難しい。

本願の開示技術は、１つの側面として、冷却プレートにおける冷却効率の高い領域を広げることが目的である。

本願の開示する技術では、櫛歯状で交互に隣合う第一櫛歯流路及び第二櫛歯流路から、受熱面側へ延びる第一縦流路及び第二縦流路を備える。さらに、第一縦流路及び第二縦流路から、受熱面と平行な平面の外側へそれぞれ延び、交互に隣合う第一外側流路及び第二外側流路を備える。第一櫛歯流路又は第一外側流路と、第二櫛歯流路又は第二外側流路からは、受熱面側へ第一接続流路及び第二接続流路が延びる。第一接続流路及び第二接続流路と連通され受熱面の熱を受ける受熱流路を備える。

本願の開示する技術では、冷却プレートにおける冷却効率の高い領域を広げることができる。

図１は第一実施形態の電子機器を示す斜視図である。図２は第一実施形態の冷却装置を示す平面図である。図３は第一実施形態の冷却プレートを電子機器の一部と共に示す平面図である。図４は第一実施形態の冷却プレートを電子機器の一部と共に示す正面図である。図５は第一実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す斜視図である。図６は第一実施形態の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図７は第一実施形態の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図８は第一実施形態の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図９は第一実施形態の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図１０は第一実施形態の冷却プレートを一部破断して示す斜視図である。図１１は第一実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す図５の１１−１１線断面図である。図１２は第一実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す図５の１２−１２線断面図である。図１３は第一実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す図１１の１３−１３線断面図である。図１４は第一実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す図１１の１４−１４線断面図である。図１５は第一実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す図１１の１５−１５線断面図である。図１６は比較例の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図１７は比較例の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図１８は比較例の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図１９は比較例の冷却プレートをカバーの装着状態で示す断面図である。図２０は比較例の冷却プレートを示す断面図である。図２１は第二実施形態の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図２２は第二実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す断面図である。図２３は第三実施形態の冷却プレートの一部の層プレートを示す斜視図である。図２４は第三実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す断面図である。図２５は第四実施形態の冷却プレートをカバーの装着状態で示す断面図である。図２６は第一実施形態の冷却プレートを図３とは異なる電子機器の一部と共に示す平面図である。図２７は第一実施形態の冷却プレートを図４とは異なる電子機器の一部と共に示す正面図である。

第一実施形態の冷却プレートと、この冷却プレートを有する冷却装置、及び電子機器について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、第一実施形態の冷却プレート１０２を有する電子機器３２は、筐体３４を有している。筐体３４内には、プリント基板３６が収容されている。図３及び図４にも示すように、プリント基板３６上には、パッケージ基板３８が搭載されており、パッケージ基板３８は、ハンダバンプやワイヤーボンディング等の接続部材４０により、プリント基板３６と電気的に接続されている。なお、図１では、筐体３４内で２つのパッケージ基板３８を示しているが、パッケージ基板３８の数は限定されない。

図４に示すように、パッケージ基板３８には、電子部品６４が搭載されて、図示しない接続部材により電気的に接続されている。電子部品６４は、動作時に発熱する部品であり、たとえば、Central Processing Unit(CPU)やGraphics Processing Unit(GPU)等のプロセッサチップを挙げることができる。電子部品６４には、グロス等の接合部材を介して、冷却プレート１０２が接触されている。

図２に示すように、冷却装置５２は、冷却プレート１０２と、循環装置５４と、を含んでおり、循環装置５４は、後述するカバー５６Ａ、５６Ｂと、循環配管５８と、ポンプ６０と、チラー６２と、を有している。

ポンプ６０及びチラー６２は循環配管５８に設けられ、循環配管５８は、カバー５６Ａ、５６Ｂによって冷却プレート１０２に接続されている。ポンプ６０の駆動により、循環配管５８で冷媒を矢印Ｒ１で示すように循環させ、冷却プレート１０２に対する冷媒の流入、流出を行う。

チラー６２は、冷却プレート１０２で熱を受けて温度上昇した冷媒を冷却する。図２に示す例では２つの冷却プレート１０２に対し１つのポンプ６０及び１つのチラー６２が設けられている。これら２つの冷却プレート１０２とポンプ６０とチラー６２とは、循環配管５８において直列で接続されている。

図５に示すように、冷却プレート１０２は、板状の複数（実施形態では７枚）の層プレート１０４Ａ〜１０４Ｇを有している。それぞれの層プレート１０４Ａ〜１０４Ｇは、平面視で長方形状であり、板厚方向に重ね合わされている。

上側に位置する２枚の層プレート１０４Ａ、１０４Ｂにより、図１１に示す櫛歯流路板１０６が形成されている。この櫛歯流路板１０６の下側に位置する２枚の層プレート１０４Ｃ、１０４Ｄにより、外側流路板１０８が形成されている。さらに、外側流路板１０８の下側に位置する３枚の層プレート１０４Ｅ、１０４Ｆ、１０４Ｇにより、受熱板１１０が形成されている。受熱板１１０の下面が、図１１に示すように、電子部品６４（図４参照）から熱を受ける受熱面１１２である。以下において、冷却プレート１０２の平面とは、この受熱面１１２と平行な面であり、たとえば、受熱面１１２の反対側の天面１１４である。

図６にも示すように、層プレート１０４Ａには、板厚方向に貫通する２つの長孔１１６Ａ、１１６Ｂが形成されている。本実施形態では、２つの長孔１１６Ａ、１１６Ｂはいずれも、層プレート１０４Ａの短手方向（矢印Ｄ１方向）に延びるように形成されている。２つの長孔１１６Ａ、１１６Ｂは、層プレート１０４の長手方向（矢印Ｌ１方向）には間隔をあけて、平行に形成されている。

層プレート１０４Ａには、長孔１１６Ａ、１１６Ｂのそれぞれを周囲から覆うように、カバー５６Ａ、５６Ｂが装着されている。カバー５６Ａ、５６Ｂはいずれも直方体状の部材であり、層プレート１０４Ａとの対向部分（下面）が開放されると共に、側面の１つに出入孔１１８が形成されている。出入孔１１８には、循環配管５８（図２参照）が接続されている。冷媒が循環することで、一方のカバー５６Ａの出入孔１１８から冷媒が、図５に矢印Ｆ１で示すようにカバー５６Ａの内部に流入する。この冷媒は、図６に矢印Ｆ２で示すように、対応する長孔１１６Ａから冷却プレート１０２内に流入する。また、冷媒の循環により、冷却プレート１０２の長孔１１６Ｂから冷媒が図１１及び図１２に矢印Ｆ１２で示すように、カバー５６Ｂの内部に流出する。さらにこの冷媒は、図５に矢印Ｆ１３で示すように、カバー５６Ｂの出入孔１１８から循環配管５８に向けて流出する。

本実施形態では、図６に示すように、層プレート１０４Ａには、カバー５６Ａ、７６Ｂがそれぞれ嵌め込まれる凹部１２０が設けられている。カバー５６Ａ、７６Ｂは、凹部１２０に嵌め込まれ、たとえば接着、溶接、融着等により層プレート１０４Ａに固定される。これにより、冷却プレート１０２における天面１１４にカバー５６Ａ、７６Ｂを固定することになるので、広い面積で強固に固定することができる。

図７に示すように、層プレート１０４Ｂには、長孔１１６Ａ、１１６Ｂにそれぞれ対応する第一共通流路１２２Ａ及び第二共通流路１２２Ｂが形成されている。第一共通流路１２２Ａ及び第二共通流路１２２Ｂはいずれも、受熱面１１２と平行で、層プレート１０４Ｂの短手方向（矢印Ｄ１方向）に延在している。

第一共通流路１２２Ａからは、複数の櫛歯状の第一櫛歯流路１２４Ａが、受熱面１１２と平行な平面の内側（矢印Ｕ１方向）へ延びている。また、第二共通流路１２２Ｂからは、複数の櫛歯状の第二櫛歯流路１２４Ｂが、同じく内側（ただし、第一櫛歯流路１２４Ａとは逆向き、矢印Ｕ２方向）へ延びている。

図１１にも示すように、第一櫛歯流路１２４Ａの先端１２４Ｓの位置は、第二共通流路１２２Ｂに達する手前である。同じく、図１２にも示すように、第二櫛歯流路１２４Ｂの先端１２４Ｔの位置は、第一共通流路１２２Ａに達する手前である。すなわち、第一櫛歯流路１２４Ａの先端１２４Ｓの位置が、第二共通流路１２２Ｂによって制限され、第二櫛歯流路１２４Ｂの先端１２４Ｔの位置が、第一共通流路１２２Ａによって制限されている。なお、本実施形態では、第一櫛歯流路１２４Ａは３本であり、第二櫛歯流路１２４Ｂは４本である。層プレート１０４Ｂの短手方向（矢印Ｄ１方向）の両端の第二櫛歯流路１２４Ｂは、他の第二櫛歯流路１２４Ｂよりも幅狭である。

図１３〜図１５にも示すように、第一櫛歯流路１２４Ａのそれぞれと、第二櫛歯流路１２４Ｂのそれぞれとは、層プレート１０４Ｂの一部を壁として、交互に隣合っている。

図１１に示すように、層プレート１０４Ｃには、第一櫛歯流路１２４Ａの先端１２４Ｓ側の位置、および基端１２４Ｕ（第一共通流路１２２Ａに近い端部）側の位置に、層プレート１０４Ｃを板厚方向に貫通する第一縦流路１２６Ａ、１２６Ｃが形成されている。また、図１２に示すように、層プレート１０４Ｃには、第二櫛歯流路１２４Ｂの先端１２４Ｔ側の位置、および基端１２４Ｖ側の位置に、層プレート１０４Ｃを板厚方向に貫通する第二縦流路１２６Ｂ、１２６Ｄが形成されている。第一縦流路１２６Ａ、１２６Ｃは、第一櫛歯流路１２４Ａから、受熱面１１２側へ延びる流路であり、第二縦流路１２６Ｂ、１２６Ｄは、第二櫛歯流路１２４Ｂから、受熱面１１２側へ延びる流路である。

図１４に示すように、第一縦流路１２６Ａと第二縦流路１２６Ｄとは、層プレート１０４Ｃの一部を壁として、相互に隣合っている。同様に、図１５に示すように、第一縦流路１２６Ｃと第二縦流路１２６Ｂとは、層プレート１０４Ｃの一部を壁として、相互に隣合っている。

図８に示すように、層プレート１０４Ｄには、第一縦流路１２６Ａ、１２６Ｃのそれぞれから、受熱面１１２と平行な平面の外側に向けて（矢印Ｓ１方向又は矢印Ｓ２方向に）延びる第一外側流路１２８Ａ、１２８Ｃが形成されている。また、層プレート１０４Ｄには、第二縦流路１２６Ｂ、１２６Ｄのそれぞれから、受熱面１１２と平行な平面の外側に向けて（矢印Ｓ２方向又は矢印Ｓ１方向に）伸びる第二外側流路１２８Ｂ、１２８Ｄが形成されている。

図１４に示すように、第一外側流路１２８Ａと第二外側流路１２８Ｄとは、層プレート１０４Ｄの一部を壁として、相互に隣合っている。同様に、図１５に示すように、第一外側流路１２８Ｃと第二外側流路１２８Ｂとは、層プレート１０４Ｄの一部を壁として、相互に隣合っている。

図１１に示すように、層プレート１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅには、第一櫛歯流路１２４Ａに対応する位置に、これら層プレート１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅを板厚方向に貫通する第一接続流路１３０Ａが形成されている。

同様に、図１２に示すように、層プレート１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅには、第二櫛歯流路１２４Ｂに対応する位置に、層プレート１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅを板厚方向に貫通する第二接続流路１３０Ｂが形成されている。

層プレート１０４Ｅには、第一外側流路１２８Ａ、１２８Ｃに対応する位置にも、層プレート１０４Ｅを板厚方向に貫通する第一接続流路１３０Ａが形成されている。したがって、第一接続流路１３０Ａは、第一外側流路１２８Ａ、１２８Ｃが形成されている領域（外側領域１１２Ｓ）では、第一外側流路１２８Ａ、１２８Ｃから層プレート１０４Ｅを貫通して受熱面１１２側へ延びている。

同様に、層プレート１０４Ｅには、第二外側流路１２８Ｂ、１２８Ｄに対応する位置に、層プレート１０４Ｅを板厚方向に貫通する第二接続流路１３０Ｂが形成されている。したがって、第二接続流路１３０Ｂは、第二外側流路１２８Ｂ、１２８Ｄが形成されている領域（外側領域１１２Ｓ）では、第二外側流路１２８Ｂ、１２８Ｄから層プレート１０４Ｅを貫通して受熱面１１２側へ延びている。

第一接続流路１３０Ａと第二接続流路１３０Ｂとは同数であり、しかも、この数は、後述する受熱流路１３２とも同数である。

図９に示すように、層プレート１０４Ｆには、受熱流路１３２が形成されている。受熱流路１３２のそれぞれは、層プレート１０４Ｇの短手方向（矢印Ｄ１方向）に延びると共に、この短手方向及び長手方向（矢印Ｌ１方向）に並べて配置されている。第一接続流路１３０Ａ及び第二接続流路１３０Ｂと一対一で対応している。そして、受熱流路１３２の延在方向の一方の端部に第一接続流路１３０Ａが接続され、他方の端部に第二接続流路１３０Ｂが接続されている。受熱流路１３２は、図１１及び図１２に示すように、内側領域１１２Ｕだけでなく、外側領域１１２Ｓにも設けられている。内側領域１１２Ｕは、第一櫛歯流路１２４Ａ又は第二櫛歯流路１２４Ｂに対応する領域であり、外側領域１１２Ｓは、第一外側流路１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄのいずれかに対応する領域である。

層プレート１０４Ｇは、層プレート１０４Ｆに接触することで、受熱流路１３２を覆っており、実質的に、受熱流路１３２を冷媒が流れる構造を実現している。層プレート１０４の下側の面が受熱面１１２であり、この受熱面１１２で受けた熱が、受熱流路１３２を流れる冷媒に作用する。

次に、本実施形態の作用を、比較例と比較しつつ説明する。

本実施形態の冷却装置５２では、図２に矢印Ｒ１で示すように、ポンプ６０の駆動によって冷媒を循環させることができる。このように循環された冷媒は、図５に矢印Ｆ１で示すように、カバー５６Ａの内部に流入する。そして、図６、図１１及び図１２に矢印Ｆ２で示すように、カバー５６Ａ内に流入した冷媒は、長孔１１６Ａを通って、冷却プレート１０２の内部に流入する。なお、図２の矢印Ｒ１の反対方向に冷媒を流す（循環させる）構造も採り得る。この場合は、冷媒はカバー５６Ｂの内部に流入し、カバー５６Ａから流出する。

カバー５６Ａの内部に流入した冷媒は、さらに、図１１に矢印Ｆ３で示すように、第一共通流路１２２Ａから、第一櫛歯流路１２４Ａ内に分かれて流れる。さらにこの冷媒の一部は、矢印Ｆ４、Ｆ５で示すように、第一縦流路１２６Ａ、１２６Ｃから、第一外側流路１２８Ａ、１２８Ｃへ流れる。

第一櫛歯流路１２４Ａ又は第一外側流路１２８Ａの内部の冷媒は、図１０にも矢印Ｆ６、Ｆ７で示すように、第一接続流路１３０Ａを経て、受熱流路１３２を流れる。受熱流路１３２では、冷媒は電子部品６４（図４参照）の熱を受ける。

受熱流路１３２で熱を受けて温度が上昇した冷媒は、図１０及び図１２に矢印Ｆ８で示すように、第二接続流路１３０Ｂから、第二櫛歯流路１２４Ｂ又は第二外側流路１２８Ｂ、１２８Ｄへ流れる。第二外側流路１２８Ｂ、１２８Ｄへ流れた冷媒も、矢印Ｆ９、Ｆ１０で示すように、第二縦流路１２６Ｂ、１２６Ｄから、第二櫛歯流路１２４Ｂへ流れる。そして、これらの冷媒は合流し、矢印Ｆ１１及びＦ１２で示すように第二共通流路１２２Ｂ及び長孔１１６Ｂを経て、カバー５６Ｂ内に流入し、循環配管５８に戻る。このようにして、冷媒は、冷却装置５２内を循環しつつ電子部品６４の熱を受けるので、電子部品６４が冷却される。

図１６〜図２０には、比較例の冷却プレート７２が示されている。比較例の冷却プレート７２では、５枚の層プレート７４Ａ〜７４Ｅを有している。図１６に示すように、層プレート７４Ａには、第一実施形態と同様の長孔７６Ａ、７６Ｂが形成されている。そして、図１７に示すように、層プレート７４Ｂでは、第一共通流路７８Ａから第一櫛歯流路８０Ａが延び、第二共通流路７８Ｂから第二櫛歯流路８０Ｂが延びているが、第一実施形態のような第一縦流路１２６Ａ、第二縦流路１２６Ｂ、第一外側流路１２８Ａ、第二外側流路１２８Ｂ（図７、図８、図１１〜図１５参照）は設けられていない。比較例の冷却プレートにおいても、層プレート７４Ｅに受熱流路８２が設けられ、この受熱流路８２を層プレート７４Ｅで覆っている。

比較例の冷却プレート７２では、図１９から分かるように、受熱面８４と平行な平面の内側領域８４Ｕ（第一櫛歯流路８０Ａ又は第二櫛歯流路８０Ｂに対応する領域）では、受熱流路８２を設けて、この受熱流路８２に冷媒を流すことができる。しかし、外側領域８４Ｓには、受熱流路８２が設けられておらず、この外側領域８４Ｓでの冷却効率は内側領域８４Ｕよりも低い。

これに対し、第一実施形態の冷却プレート１０２では、図１１及び図１２から分かるように、外側領域１１２Ｓに設けた受熱流路１３２にも冷媒が流れる。このため、本実施形態の冷却プレート１０２では、比較例の冷却プレート７２と比較すると、冷却効率の高い領域、すなわち、冷却プレート１０２において、実質的に冷却に寄与できる領域が、外側領域１１２Ｓにも広がっている。

そして、第一実施形態の冷却プレート１０２を備えた冷却装置５２（図２参照）は、冷却プレート１０２において冷却効率の高い領域が、外側領域１１２Ｓにも広がった構造が得られる。

さらに、第一実施形態の冷却プレート１０２を備えた電子機器３２（図１参照）としても、冷却プレート１０２において冷却効率の高い領域が、外側領域１１２Ｓにも広がった構造である。電子機器３２では、広範囲で電子部品６４を冷却したり、相対的に比較例の冷却プレート７２よりも小型の冷却プレート１０２で電子部品６４を冷却したりすることが可能である。

次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については第一実施形態と同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

図２１に示すように、第二実施形態の冷却プレート２０２では、第一実施形態の冷却プレート１０２における層プレート１０４Ｃ（図７、図１１及び図１２参照）に代えて、層プレート２０４Ｃが用いられている。

第二実施形態の層プレート２０４Ｃでは、図２２にも示すように、第一櫛歯流路１２４Ａの先端１２４Ｓの位置から基端１２４Ｕの位置に対応して連続する長孔状の第一連通部２０４Ａが形成されている。

また、第二実施形態の層プレート２０４Ｃでは、図２１に示すように、第二連通部２０４Ｂも形成されている。第二連通部２０４Ｂは、第二櫛歯流路１２４Ｂの先端１２４Ｔの位置から基端１２４Ｖの位置まで連続する長孔状である。

このため、第二実施形態では、第一縦流路１２６Ａと第一縦流路１２６Ｃとが第一連通部２０４Ａによって連通され、第二縦流路１２６Ｂと第二縦流路１２６Ｄとが、第二連通部２０４Ｂによって連通されている。

したがって、第二実施形態の冷却プレート２０２では、第一縦流路１２６Ａ及び第一縦流路１２６Ｃの断面積が、第一連通部２０４Ａによって拡大されている。これにより、第一櫛歯流路１２４Ａから第一外側流路１２８Ａ及び第一外側流路１２８Ｃまで、冷媒がよりスムーズに流れる。同様に、第二縦流路１２６Ｂ及び第二縦流路１２６Ｄの断面積が、第二連通部２０４Ｂによって拡大されている。これにより、第二外側流路１２８Ｂ及び第二外側流路１２８Ｄから第二櫛歯流路１２４Ｂまで、冷媒がよりスムーズに流れる。

また、図２２から分かるように、第二実施形態の冷却プレート２０２では、第一連通部２０４Ａが設けられていることで、内側領域１１２Ｕの間での第一接続流路１３０Ａの長さが短くなっている。第一連通部２０４Ａを有さない構造と比較して、第一接続流路１３０Ａの流路抵抗が小さいので、第一櫛歯流路１２４Ａから受熱流路１３２まで、スムーズに冷媒が流れる。同様に、第二連通部２０４Ｂが設けられていることで、内側領域１１２Ｕでの第二接続流路１３０Ｂの長さも短くなっている。第二連通部２０４Ｂを有さない構造と比較して、第二接続流路１３０Ｂの流路抵抗が小さいので、受熱流路１３２から第二櫛歯流路１２４Ｂまで、スムーズに冷媒が流れる。

次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態において、第一実施形態又は第二実施形態と同様の要素、部材等については第一実施形態と同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

図２３に示すように、第三実施形態の冷却プレート３０２では、第一実施形態の冷却プレート１０２における層プレート１０４Ｄ（図８、図１１及び図１２参照）に代えて、層プレート３０４Ｄが用いられている。

第三実施形態の層プレート３０４Ｄでは、層プレート１０４Ｂの第一櫛歯流路１２４Ａの先端１２４Ｓの位置から基端１２４Ｕの位置に対応して連続する長孔状の第一連通部３０４Ａが形成されている。第一縦流路１２６Ａと第二縦流路１２６Ｄの間に、第一連通部３０４Ａが位置しており、第一縦流路１２６Ａと第一縦流路１２６Ｃとは、層プレート３０４Ｄにおいて第一連通部３０４Ａによって連通されている。

また、第三実施形態の層プレート３０４Ｄでは、層プレート１０４Ｂの第二櫛歯流路１２４Ｂの先端１２４Ｔの位置から基端１２４Ｕの位置に対応して連続する長孔状の第二連通部３０４Ｂが形成されている。第二縦流路１２６Ｂと第二縦流路１２６Ｄの間に、第二連通部３０４Ｂが位置しており、第二縦流路１２６Ｂと第二縦流路１２６Ｄとは、層プレート３０４Ｄにおいて第二連通部３０４Ｂによって連通されている。

第三実施形態の冷却プレート３０２では、層プレート１０４Ｃには、第一接続流路１３０Ａ及び第二接続流路１３０Ｂは形成されていない。

したがって、第三実施形態の冷却プレート３０２では、第一外側流路１２８Ａと第一外側流路１２８Ｃとが、第一連通部３０４Ａによって連通されている。第一外側流路１２８Ａと第一外側流路１２８Ｃとの間で冷媒が移動可能なので、第一櫛歯流路１２４Ａから第一外側流路１２８Ａ及び第一外側流路１２８Ｃへの冷媒の流れを均等化できる。同様に、第二外側流路１２８Ｂと第二外側流路１２８Ｄとが、第二連通部３０４Ｂによって連通されている。第二外側流路１２８Ｂと第二外側流路１２８Ｄとの間で冷媒が移動可能なので、第二外側流路１２８Ｂ及び第二外側流路１２８Ｄから第二櫛歯流路１２４Ｂへの冷媒の流れを均等化できる。

また、図２４から分かるように、第三実施形態の冷却プレート３０２では、第一連通部３０４Ａが設けられていることで、内側領域１１２Ｕにおける第一接続流路１３０Ａが、層プレート１０４Ｅのみを貫通している。すなわち、第一接続流路１３０Ａの実質的な長さが長くなっている。第一連通部３０４Ａを有さない構造と比較して、第一接続流路１３０Ａの流路抵抗が小さいので、第一櫛歯流路１２４Ａから受熱流路１３２まで、スムーズに冷媒が流れる。同様に、第二連通部３０４Ｂが設けられていることで、内側領域１１２Ｕにおける第二接続流路１３０Ｂも層プレート１０４Ｅのみを貫通しており、第二接続流路１３０Ｂの実質的な長さが短くなっている。第二連通部３０４Ｂを有さない構造と比較して、第二接続流路１３０Ｂの流路抵抗が小さいので、受熱流路１３２から第二櫛歯流路１２４Ｂまで、スムーズに冷媒が流れる。

次に、第四実施形態について説明する。第四実施形態において、第一実施形態又は第二実施形態と同様の要素、部材等については第一実施形態と同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

図２５に示すように、第四実施形態の冷却プレート４０２では、第一実施形態の冷却プレート１０２における層プレート１０４Ｃ及び層プレート１０４Ｄに代えて、層プレート２０４Ｃ及び層プレート３０４Ｄが用いられている。

このように、第四実施形態の冷却プレート４０２では、層プレート２０４Ｃ及び層プレート３０４Ｄの両方を用いた構造である。すなわち、第一櫛歯流路１２４Ａの先端１２４Ｓ側の第一縦流路１２６Ａと基端１２４Ｕ側の第一縦流路１２６Ｃとが連続している。換言すれば、第一縦流路１２６Ａ及び第一縦流路１２６Ｃの断面積が、第一連通部２０４Ａによって拡大され、さらに、第一連通部３０４Ａによっても拡大されている。これにより、第一櫛歯流路１２４Ａから第一外側流路１２８Ａ及び第一外側流路１２８Ｃまで、冷媒がよりスムーズに流れる。また、第二櫛歯流路１２４Ｂの先端１２４Ｓ側の第二縦流路１２６Ｂと、基端１２４Ｕ側の第二縦流路１２６Ｄとが連続して設けられた構造である。換言すれば、第二縦流路１２６Ｂ及び第二縦流路１２６Ｄの断面積が、第二連通部２０４Ｂによって拡大され、さらに第二連通部３０４Ｂによっても拡大されている。これにより、第二外側流路１２８Ｂ及び第二外側流路１２８Ｄから第二櫛歯流路１２４Ｂまで、冷媒がよりスムーズに流れる。

また、第四実施形態の冷却プレート４０２では、第一連通部２０４Ａ及び第一連通部３０４Ａが設けられていることで、内側領域１１２Ｕの間での第一接続流路１３０Ａの長さが短くなっている。第一連通部２０４Ａ及び第一連通部３０４Ａを有さない構造と比較して、第一接続流路１３０Ａの流路抵抗が小さいので、第一櫛歯流路１２４Ａから受熱流路１３２まで、スムーズに冷媒が流れる。同様に、第二連通部２０４Ｂ及び第二連通部３０４Ｂが設けられていることで、内側領域１１２Ｕでの第二接続流路１３０Ｂの長さも短くなっている。第二連通部２０４Ｂ及び第二連通部３０４Ｂを有さない構造と比較して、第二接続流路１３０Ｂの流路抵抗が小さいので、受熱流路１３２から第二櫛歯流路１２４Ｂまで、スムーズに冷媒が流れる。

上記各実施形態において、第一外側流路１２８Ａは第一櫛歯流路１２４Ａと同方向（矢印Ｓ１矢印）に延びており、第一外側流路１２８Ｃは第一櫛歯流路１２４Ａの反対方向（矢印Ｓ２方向）に延びている。また、第二外側流路１２８Ｂは、第二櫛歯流路１２４Ｂと同方向（矢印Ｓ２方向）に伸びており、第二外側流路１２８Ｄは、第二櫛歯流路１２４Ｂの反対方向（矢印Ｓ１方向）に伸びている。これにより、外側領域１１２Ｓにおいて、第一外側流路１２８Ａと第二外側流路１２８Ｄとが交互に隣合う構造を実現できると共に、外側領域１１２Ｓにおいて、第二外側流路１２８Ｂと第一外側流路１２８Ｃとが交互に隣合う構造である。すなわち、２つの外側領域１１２Ｓの両方において、受熱流路１３２を設けて冷媒を流し、冷却効率の高い領域を広げることが可能な構造を実現できる。

ただし、第一外側流路１２８Ａ及び第一外側流路１２８Ｃのいずれか一方と、第二外側流路１２８Ｄ及び第二外側流路１２８Ｂのいずれか一方を設ける構造でもよい。たとえば、２つの外側領域１１２Ｓの一方では、第一外側流路１２８Ａと第二外側流路１２８Ｄとが対応している（図１４参照）。すなわち、第一外側流路１２８Ｃ及び第二外側流路１２８Ｂは設けない構造であっても、第一外側流路１２８Ａ及び第二外側流路１２８Ｄによって、冷却効率の高い領域を、外側領域１１２Ｓの一方に広げることが可能である。

上記各実施形態では、第一縦流路として、第一櫛歯流路１２４Ａの先端１２４Ｓ側の第一縦流路１２６Ａと、基端１２４Ｕ側の第一縦流路１２６Ｃの２つを有する構造を挙げた。第一縦流路としては、第一櫛歯流路１２４Ａから第一外側流路１２８Ａ及び第一外側流路１２８Ｃに冷媒が流れる構造であれば、１つでもよい。２つの第一縦流路１２６Ａ、１２６Ｃを設けることで、第一櫛歯流路１２４Ａから第一外側流路１２８Ａ、１２８Ｃのそれぞれに、より確実に冷媒が流れる構造となる。

同様に、第二縦流路としても、第二櫛歯流路１２４Ｂの先端１２４Ｓ側の第二縦流路１２６Ｂと、基端１２４Ｕ側の第二縦流路１２６Ｄの２つを有する構造を挙げた。しかし、第二縦流路としては、第二外側流路１２８Ｂ及び第二外側流路１２８Ｄから第二櫛歯流路１２４Ｂに冷媒が流れる構造であれば、１つでもよい。２つの第二縦流路１２６Ｂ、１２６Ｄを設けることで、第二外側流路１２８Ｂ、１２８Ｄのそれぞれから第二櫛歯流路１２４Ｂに、より確実に冷媒が流れる構造となる。

上記実施形態では、図１３に示したように、第一櫛歯流路１２４Ａと第二櫛歯流路１２４Ｂとが交互に隣合っている。また、図１４及び図１５に示すように、第一外側流路１２８Ａと第二外側流路１２８Ｄとが交互に隣合い、第一外側流路１２８Ｃと第二外側流路１２８Ｂとが隣合っている。このため、受熱流路１３２を密に配置した構造を容易に実現できる。

上記各実施形態では、図１４に示したように、第一縦流路１２６Ａと第二縦流路１２６Ｄが、交互に隣合っている。また、図１５に示したように、第一縦流路１２６Ｃと第二縦流路１２６Ｂも、交互に隣合っている。このように、第一縦流路が隣合うことで、第一外側流路１２８Ａ、１２８Ｃと、第二外側流路１２８Ｂ、１２８Ｄとに、より均等に冷媒を流すことができる。

上記各実施形態では、冷却プレート１０２の天面１１４（受熱面１１２の反対側の面）に、長孔１１６Ａ、１１６Ｂが設けられている。すなわち、第一共通流路１２２Ａ及び第二共通流路１２２Ｂが、天面１１４に開口しており、この開口を通じて、冷媒が冷却プレート１０２を出入りする。冷媒の出入口を、たとえば冷却プレート１０２の側面に設けた構造として、開口の断面積を広く確保できる。

また、天面１１４には、長孔１１６Ａ、１１６Ｂを周囲から覆うと共に冷媒の出入りを可能とするカバー５６Ａ、５６Ｂが取り付けられている。冷却プレート１０２において、天面１１４は側面よりも広い面積を有する面なので、冷却プレート１０２の広い面積の部分を用いて、カバー５６Ａ、５６Ｂを強固に固定することができる。

そして、カバー５６Ａ、５６Ｂを冷却プレートの側面に取り付けないので、冷却プレートの外側にカバー５６Ａ、５６Ｂが出っ張らない。すなわち、平面視（矢印Ａ１方向視）で、より狭い面積で、冷却プレートを配置することが可能である。

上記各実施形態では、受熱面１１２において冷却効率の高い領域が、内側領域１１２Ｕだけでなく、外側領域１１２Ｓにも広がっている。したがって、図２６及び図２７に示すように、内側領域１１２Ｕに電子部品６４を接触させて冷却できるだけでなく、外側領域１１２Ｓでも電子部品６４を接触させて冷却できる。一例として、内側領域１１２Ｕには、プロセッサチップを接触させ、外側領域１１２Ｓには、High Bandwidth Memory (HBM)等のメモリチップを接触させる構造を採り得る。

また、換言すれば、上記各実施形態の冷却プレートでは、比較例の冷却プレート７２と比較して、平面視でより狭い面積であっても、十分な冷却効率を有する面積が得られる。冷却プレートの各層プレート１０４Ａ〜１０４Ｇは、たとえば、大サイズの板材からエッチング等によって所定サイズの複数枚に分割されて製造されるが、この板材から得られる各層プレート１０４Ａ〜１０４Ｇの枚数が、比較例の冷却プレート１０２よりも多い。このため、冷却プレート１０２の製造コストの低減を図ることが可能である。

本願の電子機器３２としては、たとえば、サーバや、各種のコンピュータ、信号変換装置、信号切替装置等を挙げることができる。

以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

本明細書は、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
第一共通流路から受熱面と平行な平面の内側へ櫛歯状に延びる第一櫛歯流路と、
第二共通流路から前記内側へ櫛歯状に延び前記第一櫛歯流路と交互に隣合う第二櫛歯流路と、
前記第一櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第一縦流路と、
前記第二櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第二縦流路と、
前記第一縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延びる第一外側流路と、
前記第二縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延び前記第一外側流路と交互に隣合う第二外側流路と、
前記第一櫛歯流路又は前記第一外側流路から前記受熱面側へ延びる第一接続流路と、
前記第二櫛歯流路又は前記第二外側流路から前記受熱面側へ延び前記第一接続流路と交互に隣合う第二接続流路と、
前記第一接続流路及び前記第二接続流路と連通され前記受熱面の熱を受ける受熱流路と、
を有する冷却プレート。
（付記２）
前記第一縦流路と前記第二縦流路とが交互に隣合う付記１に記載の冷却プレート。
（付記３）
前記第一縦流路が、前記第一櫛歯流路の先端側及び基端側にそれぞれ設けられ、
前記第二縦流路が、前記第二櫛歯流路の先端側及び基端側にそれぞれ設けられる付記２に記載の冷却プレート。
（付記４）
前記先端側に設けられた前記第一縦流路と、前記基端側に設けられた前記第一縦流路とを連通する第一連通部と、
前記先端側に設けられた前記第二縦流路と、前記基端側に設けられた前記第二縦流路とを連通する第二連通部と、
を有する付記３に記載の冷却プレート。
（付記５）
前記第一縦流路が、前記第一櫛歯流路において先端側から基端側まで連続して設けられ、
前記第二縦流路が、前記第二櫛歯流路において先端側から基端側まで連続して設けられる付記１に記載の冷却プレート。
（付記６）
前記第一外側流路が、前記第一縦流路から、前記第一櫛歯流路が延びる方向と同方向及び反対方向にそれぞれ延びており、
前記第二外側流路が、前記第二縦流路から、前記第二櫛歯流路が延びる方向と同方向及び反対方向にそれぞれ延びている付記１〜付記５のいずれか１つに記載の冷却プレート。
（付記７）
前記第一共通流路及び前記第二共通流路が、前記受熱面の反対側の天面に開口している付記１〜付記６のいずれか１つに記載の冷却プレート。
（付記８）
前記第一櫛歯流路及び前記第二櫛歯流路が設けられた櫛歯流路板と、
前記第一縦流路、前記第二縦流路、第一外側流路及び第二外側流路が設けられ前記櫛歯流路板に積層される外側流路板と、
前記第一接続流路、前記第二接続流路及び前記受熱流路が設けられ前記外側流路板に前記櫛歯流路板の反対側で積層されると共に前記受熱面を備える受熱板と、
を有する付記１〜付記７のいずれか１つに記載の冷却プレート。
（付記９）
第一共通流路から受熱面と平行な平面の内側へ櫛歯状に延びる第一櫛歯流路と、
第二共通流路から前記内側へ櫛歯状に延び前記第一櫛歯流路と交互に隣合う第二櫛歯流路と、
前記第一櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第一縦流路と、
前記第二櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第二縦流路と、
前記第一縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延びる第一外側流路と、
前記第二縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延び前記第一外側流路と交互に隣合う第二外側流路と、
前記第一櫛歯流路又は前記第一外側流路から前記受熱面側へ延びる第一接続流路と、
前記第二櫛歯流路又は前記第二外側流路から前記受熱面側へ延び前記第一接続流路と交互に隣合う第二接続流路と、
前記第一接続流路及び前記第二接続流路と連通され前記受熱面の熱を受ける受熱流路と、
を有する冷却プレートと、
前記第一共通流路と前記第二共通流路とに冷媒を循環させる循環装置と、
を有する冷却装置。
（付記１０）
第一共通流路から受熱面と平行な平面の内側へ櫛歯状に延びる第一櫛歯流路と、
第二共通流路から前記内側へ櫛歯状に延び前記第一櫛歯流路と交互に隣合う第二櫛歯流路と、
前記第一櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第一縦流路と、
前記第二櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第二縦流路と、
前記第一縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延びる第一外側流路と、
前記第二縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延び前記第一外側流路と交互に隣合う第二外側流路と、
前記第一櫛歯流路又は前記第一外側流路から前記受熱面側へ延びる第一接続流路と、
前記第二櫛歯流路又は前記第二外側流路から前記受熱面側へ延び前記第一接続流路と交互に隣合う第二接続流路と、
前記第一接続流路及び前記第二接続流路と連通され前記受熱面の熱を受ける受熱流路と、
を有する冷却プレートと、
前記第一共通流路と前記第二共通流路とに冷媒を循環させる循環装置と、
前記受熱面と対向して配置される電子部品と、
を有する電子機器。

３２電子機器
５２冷却装置
５４循環装置
５６Ａカバー
６４電子部品
１０２冷却プレート
１０６櫛歯流路板
１０８外側流路板
１１０受熱板
１１２受熱面
１１２Ｓ外側領域
１１２Ｕ内側領域
１１４天面
１１６Ａ長孔
１１６Ｂ長孔
１２２Ａ、１２２Ｂ第二共通流路
１２４Ａ、１２４Ｂ第二櫛歯流路
１２４Ｓ、１２４Ｔ先端
１２４Ｕ、１２４Ｖ基端
１２６Ａ、１２６Ｃ第一縦流路
１２６Ｂ、１２６Ｄ第二縦流路
１２８Ａ、１２８Ｃ第一外側流路
１２８Ｂ、１２８Ｄ第二外側流路
１３０Ａ、第一接続流路
１３０Ｂ第二接続流路
１３２受熱流路
２０２冷却プレート
２０４Ａ第一連通部
２０４Ｂ第二連通部
３０２冷却プレート
３０４Ａ第一連通部
３０４Ｂ第二連通部
４０２冷却プレート

Claims

第一共通流路から受熱面と平行な平面の内側へ櫛歯状に延びる第一櫛歯流路と、
第二共通流路から前記内側へ櫛歯状に延び前記第一櫛歯流路と交互に隣合う第二櫛歯流路と、
前記第一櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第一縦流路と、
前記第二櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第二縦流路と、
前記第一縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延びる第一外側流路と、
前記第二縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延び前記第一外側流路と交互に隣合う第二外側流路と、
前記第一櫛歯流路又は前記第一外側流路から前記受熱面側へ延びる第一接続流路と、
前記第二櫛歯流路又は前記第二外側流路から前記受熱面側へ延び前記第一接続流路と交互に隣合う第二接続流路と、
前記第一接続流路及び前記第二接続流路と連通され前記受熱面の熱を受ける受熱流路と、
を有する冷却プレート。
前記第一縦流路と前記第二縦流路とが交互に隣合う請求項１に記載の冷却プレート。
前記第一縦流路が、前記第一櫛歯流路の先端側及び基端側にそれぞれ設けられ、
前記第二縦流路が、前記第二櫛歯流路の先端側及び基端側にそれぞれ設けられる請求項２に記載の冷却プレート。
前記第一櫛歯流路及び前記第二櫛歯流路が設けられた櫛歯流路板と、
前記第一縦流路、前記第二縦流路、第一外側流路及び第二外側流路が設けられ前記櫛歯流路板に積層される外側流路板と、
前記第一接続流路、前記第二接続流路及び前記受熱流路が設けられ前記外側流路板に前記櫛歯流路板の反対側で積層されると共に前記受熱面を備える受熱板と、
を有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷却プレート。
第一共通流路から受熱面と平行な平面の内側へ櫛歯状に延びる第一櫛歯流路と、
第二共通流路から前記内側へ櫛歯状に延び前記第一櫛歯流路と交互に隣合う第二櫛歯流路と、
前記第一櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第一縦流路と、
前記第二櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第二縦流路と、
前記第一縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延びる第一外側流路と、
前記第二縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延び前記第一外側流路と交互に隣合う第二外側流路と、
前記第一櫛歯流路又は前記第一外側流路から前記受熱面側へ延びる第一接続流路と、
前記第二櫛歯流路又は前記第二外側流路から前記受熱面側へ延び前記第一接続流路と交互に隣合う第二接続流路と、
前記第一接続流路及び前記第二接続流路と連通され前記受熱面の熱を受ける受熱流路と、
を有する冷却プレートと、
前記第一共通流路と前記第二共通流路とに冷媒を循環させる循環装置と、
を有する冷却装置。
第一共通流路から受熱面と平行な平面の内側へ櫛歯状に延びる第一櫛歯流路と、
第二共通流路から前記内側へ櫛歯状に延び前記第一櫛歯流路と交互に隣合う第二櫛歯流路と、
前記第一櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第一縦流路と、
前記第二櫛歯流路から、前記受熱面側へ延びる第二縦流路と、
前記第一縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延びる第一外側流路と、
前記第二縦流路から、前記平面の外側へそれぞれ延び前記第一外側流路と交互に隣合う第二外側流路と、
前記第一櫛歯流路又は前記第一外側流路から前記受熱面側へ延びる第一接続流路と、
前記第二櫛歯流路又は前記第二外側流路から前記受熱面側へ延び前記第一接続流路と交互に隣合う第二接続流路と、
前記第一接続流路及び前記第二接続流路と連通され前記受熱面の熱を受ける受熱流路と、
を有する冷却プレートと、
前記第一共通流路と前記第二共通流路とに冷媒を循環させる循環装置と、
前記受熱面と対向して配置される電子部品と、
を有する電子機器。