JP2712872B2 - 集積回路の冷却機構 - Google Patents
集積回路の冷却機構Info
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は集積回路の冷却機構に関し、特に
情報処理装置などの電子機器を構成する集積回路素子の
近傍に水などの液体冷媒を循環させ、集積回路素子で発
生した熱を液体冷媒に伝播させて冷却する冷却構造に関
する。
情報処理装置などの電子機器を構成する集積回路素子の
近傍に水などの液体冷媒を循環させ、集積回路素子で発
生した熱を液体冷媒に伝播させて冷却する冷却構造に関
する。
【０００２】
【従来技術】従来、この種の冷却構造においては、図８
に示すように、配線基板２１上の集積回路２０にバネ２
４によってピストン２３が押付けられている。集積回路
２０に発生した熱をピストン２３が奪うと、その熱がヘ
リウムガス２９を充満した空間を通してハット２５およ
び介在層２６に伝達され、介在層２６から冷却板２７に
伝達されて冷媒２８内に放熱されるようになっている。
上記の冷却方法は「AConduction-Cooled Module for Hi
gh-Performance LSI Devices 」（S.Oktay,H.C.Kammere
r,IBM Journal of Reseach and Development.Vol.26 N
o.1 Jan.1982）に詳述されている。
に示すように、配線基板２１上の集積回路２０にバネ２
４によってピストン２３が押付けられている。集積回路
２０に発生した熱をピストン２３が奪うと、その熱がヘ
リウムガス２９を充満した空間を通してハット２５およ
び介在層２６に伝達され、介在層２６から冷却板２７に
伝達されて冷媒２８内に放熱されるようになっている。
上記の冷却方法は「AConduction-Cooled Module for Hi
gh-Performance LSI Devices 」（S.Oktay,H.C.Kammere
r,IBM Journal of Reseach and Development.Vol.26 N
o.1 Jan.1982）に詳述されている。
【０００３】また、図９に示すように、プリント基板３
１上のチップ３０で発生した熱が、伝熱基板３２と可変
形性伝熱体３３と伝熱板３４とに夫々伝達され、ベロー
ズ３６内でこの伝熱板３４にノズル３５から液体冷媒を
噴出させて冷却を行っている。このノズル３５から噴射
された液体冷媒はベローズ３６からクーリングヘッド３
７内の流路に排出される。上記の冷却方法については特
開昭60-160150 号公報に掲載されている。
１上のチップ３０で発生した熱が、伝熱基板３２と可変
形性伝熱体３３と伝熱板３４とに夫々伝達され、ベロー
ズ３６内でこの伝熱板３４にノズル３５から液体冷媒を
噴出させて冷却を行っている。このノズル３５から噴射
された液体冷媒はベローズ３６からクーリングヘッド３
７内の流路に排出される。上記の冷却方法については特
開昭60-160150 号公報に掲載されている。
【０００４】このような従来の冷却構造では、バネ２４
によって付勢されたピストン２３を集積回路２０に当接
させて冷却している場合、集積回路２０に常時力が加わ
った状態となり、集積回路２０と配線基板２１との接続
部分の信頼性に悪影響を及ぼす恐れがあるという問題が
ある。
によって付勢されたピストン２３を集積回路２０に当接
させて冷却している場合、集積回路２０に常時力が加わ
った状態となり、集積回路２０と配線基板２１との接続
部分の信頼性に悪影響を及ぼす恐れがあるという問題が
ある。
【０００５】また、集積回路２０を配線基板２１に取付
けたときに生じる高さや傾きのばらつきに追従させるた
めに、ピストン２３の集積回路２０との接触面を球面と
し、ハット２５とピストン２３との間に隙間を設けてい
るが、これにより有効伝熱面積が減少し、冷却能力の低
下をもたらすという問題がある。
けたときに生じる高さや傾きのばらつきに追従させるた
めに、ピストン２３の集積回路２０との接触面を球面と
し、ハット２５とピストン２３との間に隙間を設けてい
るが、これにより有効伝熱面積が減少し、冷却能力の低
下をもたらすという問題がある。
【０００６】さらに、冷却板２７内の冷媒２８の流路は
強制対流による熱伝達を目的として形成されており、得
られる熱伝達係数は0.1 〜0.5 w／cm2 ℃程度であっ
て、集積回路２０の高集積化が進むにつれて消費電力が
増大すると、冷却能力が不足するという問題がある。
強制対流による熱伝達を目的として形成されており、得
られる熱伝達係数は0.1 〜0.5 w／cm2 ℃程度であっ
て、集積回路２０の高集積化が進むにつれて消費電力が
増大すると、冷却能力が不足するという問題がある。
【０００７】一方、ノズル３５から噴出された液体冷媒
によりチップ３０の冷却を行っている場合、薄肉のベロ
ーズ３６を用いているため、腐蝕が発生してベローズ３
６に穴があき、ノズル３５から噴出された液体冷媒が漏
出する可能性があるという問題がある。
によりチップ３０の冷却を行っている場合、薄肉のベロ
ーズ３６を用いているため、腐蝕が発生してベローズ３
６に穴があき、ノズル３５から噴出された液体冷媒が漏
出する可能性があるという問題がある。
【０００８】
【発明の目的】本発明は上記のような従来のものの問題
点を除去すべくなされたもので、集積回路から冷媒まで
の熱抵抗を小さくすることができ、液体冷媒による腐蝕
に対して耐性の強い集積回路の冷却機構の提供を目的と
する。
点を除去すべくなされたもので、集積回路から冷媒まで
の熱抵抗を小さくすることができ、液体冷媒による腐蝕
に対して耐性の強い集積回路の冷却機構の提供を目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による集積回路の
冷却機構は、複数の集積回路各々に搭載され、前記集積
回路を冷却するための液体冷媒を蓄積する複数の密封容
器と、前記複数の密封容器各々に設けられ、前記密封容
器の底面に前記液体冷媒を噴射するノズルと、前記複数
の密封容器各々に設けられ、前記ノズルから前記底面に
噴射された前記液体冷媒を排出する排出口と、各々対応
する前記集積回路と前記密封容器とを接着し、前記集積
回路で発生した熱を前記密封容器の底面に伝達する複数
の伝熱体とを有し、前記複数の密封容器各々の底面を同
心円の階段形状としたことを特徴とする。
冷却機構は、複数の集積回路各々に搭載され、前記集積
回路を冷却するための液体冷媒を蓄積する複数の密封容
器と、前記複数の密封容器各々に設けられ、前記密封容
器の底面に前記液体冷媒を噴射するノズルと、前記複数
の密封容器各々に設けられ、前記ノズルから前記底面に
噴射された前記液体冷媒を排出する排出口と、各々対応
する前記集積回路と前記密封容器とを接着し、前記集積
回路で発生した熱を前記密封容器の底面に伝達する複数
の伝熱体とを有し、前記複数の密封容器各々の底面を同
心円の階段形状としたことを特徴とする。
【００１０】本発明による他の集積回路の冷却機構は、
複数の集積回路各々に搭載され、前記集積回路を冷却す
るための液体冷媒を蓄積する複数の円筒状の密封容器
と、前記複数の密封容器各々に設けられ、前記密封容器
の底面に直交する軸に対して所定角度の傾きをもちかつ
前記密封容器の底面の中心から偏った位置に前記液体冷
媒を噴射するノズルと、前記複数の密封容器各々に設け
られ、前記ノズルから前記底面に噴射された前記液体冷
媒を排出する排出口と、各々対応する前記集積回路と前
記密封容器とを接着し、前記集積回路で発生した熱を前
記密封容器の底面に伝達する複数の伝熱体とを有し、前
記複数の密封容器各々の底面を同心円の階段形状とした
ことを特徴とする。
複数の集積回路各々に搭載され、前記集積回路を冷却す
るための液体冷媒を蓄積する複数の円筒状の密封容器
と、前記複数の密封容器各々に設けられ、前記密封容器
の底面に直交する軸に対して所定角度の傾きをもちかつ
前記密封容器の底面の中心から偏った位置に前記液体冷
媒を噴射するノズルと、前記複数の密封容器各々に設け
られ、前記ノズルから前記底面に噴射された前記液体冷
媒を排出する排出口と、各々対応する前記集積回路と前
記密封容器とを接着し、前記集積回路で発生した熱を前
記密封容器の底面に伝達する複数の伝熱体とを有し、前
記複数の密封容器各々の底面を同心円の階段形状とした
ことを特徴とする。
【００１１】
【００１２】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例を示す縦断面図で
ある。図において、配線基板２上に搭載された集積回路
１ａ〜１ｃには夫々伝熱体９ａ〜９ｃを介して冷却器３
ａ〜３ｃが対向するように固着されている。冷却器３ａ
〜３ｃは銅などの良熱伝導体を材料として構成され、円
筒形の本体４ａ〜４ｃに伝熱板５ａ〜５ｃがろう付けな
どの方法で固着されて構成されている。ここで、伝熱板
５ａ〜５ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面は円錐状に加工され
ている。尚、この面の形状は中央部で最も高くなるよう
な階段状としてもよい。
ある。図において、配線基板２上に搭載された集積回路
１ａ〜１ｃには夫々伝熱体９ａ〜９ｃを介して冷却器３
ａ〜３ｃが対向するように固着されている。冷却器３ａ
〜３ｃは銅などの良熱伝導体を材料として構成され、円
筒形の本体４ａ〜４ｃに伝熱板５ａ〜５ｃがろう付けな
どの方法で固着されて構成されている。ここで、伝熱板
５ａ〜５ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面は円錐状に加工され
ている。尚、この面の形状は中央部で最も高くなるよう
な階段状としてもよい。
【００１４】また、冷却器３ａ〜３ｃの本体４ａ〜４ｃ
上部には冷媒入口６ａ〜６ｃと冷媒出口７ａ〜７ｃとが
夫々設けられ、冷媒入口６ａ〜６ｃには伝熱板５ａ〜５
ｃに対して直交する方向に、かつ伝熱板５ａ〜５ｃから
一定の間隔を保って本体４ａ〜４ｃ内部に設けられたノ
ズル８ａ〜８ｃに夫々接続されている。
上部には冷媒入口６ａ〜６ｃと冷媒出口７ａ〜７ｃとが
夫々設けられ、冷媒入口６ａ〜６ｃには伝熱板５ａ〜５
ｃに対して直交する方向に、かつ伝熱板５ａ〜５ｃから
一定の間隔を保って本体４ａ〜４ｃ内部に設けられたノ
ズル８ａ〜８ｃに夫々接続されている。
【００１５】集積回路１ａ〜１ｃと冷却器３ａ〜３ｃと
の間の伝熱体９ａ〜９ｃにははんだなどの低融点金属を
用いたものと、エポキシ樹脂あるいはシリコン樹脂など
に金属あるいはセラミックなどの熱伝導性の充填材を混
合してなる接着剤を用いたものとがある。
の間の伝熱体９ａ〜９ｃにははんだなどの低融点金属を
用いたものと、エポキシ樹脂あるいはシリコン樹脂など
に金属あるいはセラミックなどの熱伝導性の充填材を混
合してなる接着剤を用いたものとがある。
【００１６】冷却器３ａの冷媒入口６ａにはホース１０
ａを介して隣接する冷却器（図示せず）の冷媒出口が接
続されており、冷却器３ａの冷媒出口７ａにはホース１
０ｂを介して隣接する冷却器３ｂの冷媒入口６ｂが接続
されている。また、冷却器３ｂの冷媒出口７ｂにはホー
ス１０ｃを介して隣接する冷却器３ｃの冷媒入口６ｃが
接続され、冷却器３ｃの冷媒出口７ｃにはホース１０ｄ
を介して隣接する冷却器（図示せず）の冷媒入口が接続
されている。すなわち、夫々隣接する冷却器３ａ〜３ｃ
の間にはホース１０ａ〜１０ｄを介して冷媒流路が形成
されている。
ａを介して隣接する冷却器（図示せず）の冷媒出口が接
続されており、冷却器３ａの冷媒出口７ａにはホース１
０ｂを介して隣接する冷却器３ｂの冷媒入口６ｂが接続
されている。また、冷却器３ｂの冷媒出口７ｂにはホー
ス１０ｃを介して隣接する冷却器３ｃの冷媒入口６ｃが
接続され、冷却器３ｃの冷媒出口７ｃにはホース１０ｄ
を介して隣接する冷却器（図示せず）の冷媒入口が接続
されている。すなわち、夫々隣接する冷却器３ａ〜３ｃ
の間にはホース１０ａ〜１０ｄを介して冷媒流路が形成
されている。
【００１７】冷媒入口６ａ〜６ｃから夫々冷却器３ａ〜
３ｃに入った液体冷媒はノズル８ａ〜８ｃを通って伝熱
板５ａ〜５ｃに対して垂直に噴射され、伝熱板５ａ〜５
ｃに衝突してから本体４ａ〜４ｃ内に蓄積される。その
後に、液体冷媒は冷媒出口７ａ〜７ｃから冷却器３ａ〜
３ｃを出て隣接する冷却器３ｂ，３ｃおよび図示せぬ冷
却器に送り出される。
３ｃに入った液体冷媒はノズル８ａ〜８ｃを通って伝熱
板５ａ〜５ｃに対して垂直に噴射され、伝熱板５ａ〜５
ｃに衝突してから本体４ａ〜４ｃ内に蓄積される。その
後に、液体冷媒は冷媒出口７ａ〜７ｃから冷却器３ａ〜
３ｃを出て隣接する冷却器３ｂ，３ｃおよび図示せぬ冷
却器に送り出される。
【００１８】集積回路１ａ〜１ｃで各々発生した熱は、
集積回路１ａ〜１ｃから伝熱体９ａ〜９ｃを介して伝熱
板５ａ〜５ｃに夫々伝達される。このとき、伝熱板５ａ
〜５ｃはノズル８ａ〜８ｃから噴射された液体冷媒によ
って冷却されているので、集積回路１ａ〜１ｃで発生し
た熱は本体４ａ〜４ｃ内の液体冷媒中に放熱される。こ
こで、伝熱板５ａ〜５ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面は円錐
状に加工されているので、その面が平面のときに比べて
ノズル８ａ〜８ｃから噴射された液体冷媒に対する有効
伝熱面積を大きくすることができる。よって、集積回路
１ａ〜１ｃで各々発生した熱は伝熱板５ａ〜５ｃを介し
て効率よく冷却される。
集積回路１ａ〜１ｃから伝熱体９ａ〜９ｃを介して伝熱
板５ａ〜５ｃに夫々伝達される。このとき、伝熱板５ａ
〜５ｃはノズル８ａ〜８ｃから噴射された液体冷媒によ
って冷却されているので、集積回路１ａ〜１ｃで発生し
た熱は本体４ａ〜４ｃ内の液体冷媒中に放熱される。こ
こで、伝熱板５ａ〜５ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面は円錐
状に加工されているので、その面が平面のときに比べて
ノズル８ａ〜８ｃから噴射された液体冷媒に対する有効
伝熱面積を大きくすることができる。よって、集積回路
１ａ〜１ｃで各々発生した熱は伝熱板５ａ〜５ｃを介し
て効率よく冷却される。
【００１９】一方、故障などによって集積回路１ａ〜１
ｃを交換する必要が生じた場合、伝熱体９ａ〜９ｃに低
融点金属を使用しているのであれば、全体を加熱して伝
熱体９ａ〜９ｃを溶融させることにより、集積回路１ａ
〜１ｃから冷却器３ａ〜３ｃを取り外す。このとき、伝
熱体９ａ〜９ｃに使用する低融点金属として、集積回路
１ａ〜１ｃを配線基板２にはんだ付けする際に使用する
はんだよりも融点の低いものを使用すれば、冷却器３ａ
〜３ｃを取り外すときに集積回路１ａ〜１ｃが配線基板
２から外れることはない。また、伝熱体９ａ〜９ｃに接
着剤を使用しているのであれば、溶剤により冷却器３ａ
〜３ｃと集積回路１ａ〜１ｃとの間の接着面を剥離して
取り外す。
ｃを交換する必要が生じた場合、伝熱体９ａ〜９ｃに低
融点金属を使用しているのであれば、全体を加熱して伝
熱体９ａ〜９ｃを溶融させることにより、集積回路１ａ
〜１ｃから冷却器３ａ〜３ｃを取り外す。このとき、伝
熱体９ａ〜９ｃに使用する低融点金属として、集積回路
１ａ〜１ｃを配線基板２にはんだ付けする際に使用する
はんだよりも融点の低いものを使用すれば、冷却器３ａ
〜３ｃを取り外すときに集積回路１ａ〜１ｃが配線基板
２から外れることはない。また、伝熱体９ａ〜９ｃに接
着剤を使用しているのであれば、溶剤により冷却器３ａ
〜３ｃと集積回路１ａ〜１ｃとの間の接着面を剥離して
取り外す。
【００２０】図２は本発明の他の実施例を示す縦断面図
であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う矢視方向の断面図
である。これらの図において、本発明の他の実施例は伝
熱板１１ａ〜１１ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面を同心円の
階段形状に加工した以外は、図１に示す本発明の一実施
例と同様の構成となっており、同一構成部品には同一符
号を付してある。また、それら同一構成部品の動作も本
発明の一実施例と同様である。尚、伝熱板１１ａ〜１１
ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面は中央部で最も低くなるよう
なすりばち状としてもよい。
であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う矢視方向の断面図
である。これらの図において、本発明の他の実施例は伝
熱板１１ａ〜１１ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面を同心円の
階段形状に加工した以外は、図１に示す本発明の一実施
例と同様の構成となっており、同一構成部品には同一符
号を付してある。また、それら同一構成部品の動作も本
発明の一実施例と同様である。尚、伝熱板１１ａ〜１１
ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面は中央部で最も低くなるよう
なすりばち状としてもよい。
【００２１】本発明の他の実施例では伝熱板１１ａ〜１
１ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面を同心円の階段形状とする
ことによって、その面が平面のときに比べてノズル８ａ
〜８ｃから噴射された液体冷媒に対する有効伝熱面積を
大きくすることができる。よって、集積回路１ａ〜１ｃ
で各々発生した熱は伝熱板１１ａ〜１１ｃを介して効率
よく冷却される。
１ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面を同心円の階段形状とする
ことによって、その面が平面のときに比べてノズル８ａ
〜８ｃから噴射された液体冷媒に対する有効伝熱面積を
大きくすることができる。よって、集積回路１ａ〜１ｃ
で各々発生した熱は伝熱板１１ａ〜１１ｃを介して効率
よく冷却される。
【００２２】図４は本発明の別の実施例を示す縦断面図
であり、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿う矢視方向の断面図
である。これらの図において、配線基板２上に搭載され
た集積回路１ａ〜１ｃには夫々伝熱体９ａ〜９ｃを介し
て冷却器１５ａ〜１５ｃが対向するように固着されてい
る。冷却器１５ａ〜１５ｃは円筒形の本体４ａ〜４ｃ
に、本体４ａ〜４ｃ側の面が平面の伝熱板１２ａ〜１２
ｃがろう付けなどの方法で固着されて構成されている。
であり、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿う矢視方向の断面図
である。これらの図において、配線基板２上に搭載され
た集積回路１ａ〜１ｃには夫々伝熱体９ａ〜９ｃを介し
て冷却器１５ａ〜１５ｃが対向するように固着されてい
る。冷却器１５ａ〜１５ｃは円筒形の本体４ａ〜４ｃ
に、本体４ａ〜４ｃ側の面が平面の伝熱板１２ａ〜１２
ｃがろう付けなどの方法で固着されて構成されている。
【００２３】また、冷却器１５ａ〜１５ｃの本体４ａ〜
４ｃ上部には冷媒入口１４ａ〜１４ｃと冷媒出口７ａ〜
７ｃとが夫々設けられている。冷媒入口１４ａ〜１４ｃ
には伝熱板１２ａ〜１２ｃに直交する軸に対して所定角
度の傾きをもち、かつ伝熱板１２ａ〜１２ｃの本体４ａ
〜４ｃ側の面の中心から偏った位置に液体冷媒を噴射す
るとともに、伝熱板１２ａ〜１２ｃから一定の間隔を保
って本体４ａ〜４ｃ内部に設けられたノズル１３ａ〜１
３ｃに夫々接続されている。
４ｃ上部には冷媒入口１４ａ〜１４ｃと冷媒出口７ａ〜
７ｃとが夫々設けられている。冷媒入口１４ａ〜１４ｃ
には伝熱板１２ａ〜１２ｃに直交する軸に対して所定角
度の傾きをもち、かつ伝熱板１２ａ〜１２ｃの本体４ａ
〜４ｃ側の面の中心から偏った位置に液体冷媒を噴射す
るとともに、伝熱板１２ａ〜１２ｃから一定の間隔を保
って本体４ａ〜４ｃ内部に設けられたノズル１３ａ〜１
３ｃに夫々接続されている。
【００２４】冷却器１５ａの冷媒入口１４ａにはホース
１６ａを介して隣接する冷却器（図示せず）の冷媒出口
が接続されており、冷却器１５ａの冷媒出口７ａにはホ
ース１６ｂを介して隣接する冷却器１５ｂの冷媒入口１
４ｂが接続されている。また、冷却器１５ｂの冷媒出口
７ｂにはホース１６ｃを介して隣接する冷却器１５ｃの
冷媒入口１４ｃが接続され、冷却器１５ｃの冷媒出口７
ｃにはホース１６ｄを介して隣接する冷却器（図示せ
ず）の冷媒入口が接続されている。すなわち、夫々隣接
する冷却器１５ａ〜１５ｃの間にはホース１６ａ〜１６
ｄを介して冷媒流路が形成されている。
１６ａを介して隣接する冷却器（図示せず）の冷媒出口
が接続されており、冷却器１５ａの冷媒出口７ａにはホ
ース１６ｂを介して隣接する冷却器１５ｂの冷媒入口１
４ｂが接続されている。また、冷却器１５ｂの冷媒出口
７ｂにはホース１６ｃを介して隣接する冷却器１５ｃの
冷媒入口１４ｃが接続され、冷却器１５ｃの冷媒出口７
ｃにはホース１６ｄを介して隣接する冷却器（図示せ
ず）の冷媒入口が接続されている。すなわち、夫々隣接
する冷却器１５ａ〜１５ｃの間にはホース１６ａ〜１６
ｄを介して冷媒流路が形成されている。
【００２５】冷媒入口１４ａ〜１４ｃから夫々冷却器１
５ａ〜１５ｃに入った液体冷媒はノズル１３ａ〜１３ｃ
を通って伝熱板１２ａ〜１２ｃに対して斜めに噴射さ
れ、伝熱板１２ａ〜１２ｃに衝突してから本体４ａ〜４
ｃ内で渦を巻きながら蓄積される。その後に、液体冷媒
は冷媒出口７ａ〜７ｃから冷却器１５ａ〜１５ｃを出て
隣接する冷却器１５ｂ，１５ｃおよび図示せぬ冷却器に
送り出される。
５ａ〜１５ｃに入った液体冷媒はノズル１３ａ〜１３ｃ
を通って伝熱板１２ａ〜１２ｃに対して斜めに噴射さ
れ、伝熱板１２ａ〜１２ｃに衝突してから本体４ａ〜４
ｃ内で渦を巻きながら蓄積される。その後に、液体冷媒
は冷媒出口７ａ〜７ｃから冷却器１５ａ〜１５ｃを出て
隣接する冷却器１５ｂ，１５ｃおよび図示せぬ冷却器に
送り出される。
【００２６】これにより、集積回路１ａ〜１ｃで発生し
た熱は本体４ａ〜４ｃ内で渦を巻くように流れる液体冷
媒中に効率よく放熱される。つまり、冷却器１５ａ〜１
５ｃの熱伝達率を向上させることができる。
た熱は本体４ａ〜４ｃ内で渦を巻くように流れる液体冷
媒中に効率よく放熱される。つまり、冷却器１５ａ〜１
５ｃの熱伝達率を向上させることができる。
【００２７】図６は本発明のさらに別の実施例を示す縦
断面図であり、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿う矢視方向の
断面図である。これらの図において、本発明のさらに別
の実施例は伝熱板１７ａ〜１７ｃの本体４ａ〜４ｃ側の
面を同心円の階段形状に加工した以外は、図４および図
５に示す本発明の別の実施例と同様の構成となってお
り、同一構成部品には同一符号を付してある。また、そ
れら同一構成部品の動作も本発明の一実施例と同様であ
る。
断面図であり、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿う矢視方向の
断面図である。これらの図において、本発明のさらに別
の実施例は伝熱板１７ａ〜１７ｃの本体４ａ〜４ｃ側の
面を同心円の階段形状に加工した以外は、図４および図
５に示す本発明の別の実施例と同様の構成となってお
り、同一構成部品には同一符号を付してある。また、そ
れら同一構成部品の動作も本発明の一実施例と同様であ
る。
【００２８】本発明のさらに別の実施例では伝熱板１７
ａ〜１７ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面を同心円の階段形状
とすることによって、その面が平面の伝熱板１２ａ〜１
２ｃに比べてノズル１３ａ〜１３ｃから噴射された液体
冷媒に対する有効伝熱面積を大きくすることができる。
また、ノズル１３ａ〜１３ｃは伝熱板１７ａ〜１７ｃに
直交する軸に対して所定角度の傾きをもち、かつ伝熱板
１７ａ〜１７ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面の中心から偏っ
た位置に液体冷媒を噴射するように設置されている。こ
れにより、ノズル１３ａ〜１３ｃから斜めに噴射される
液体冷媒は、伝熱板１７ａ〜１７ｃに衝突してから本体
４ａ〜４ｃ内で矢印方向に渦を巻きながら蓄積されてい
くので、冷却器１５ａ〜１５ｃの熱伝達率を向上させる
ことができる。よって、液体冷媒に対する有効伝熱面積
の増加と熱伝達率の向上とによって、集積回路１ａ〜１
ｃで各々発生した熱に対する冷却器１５ａ〜１５ｃの冷
却能力を高めることができる。
ａ〜１７ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面を同心円の階段形状
とすることによって、その面が平面の伝熱板１２ａ〜１
２ｃに比べてノズル１３ａ〜１３ｃから噴射された液体
冷媒に対する有効伝熱面積を大きくすることができる。
また、ノズル１３ａ〜１３ｃは伝熱板１７ａ〜１７ｃに
直交する軸に対して所定角度の傾きをもち、かつ伝熱板
１７ａ〜１７ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面の中心から偏っ
た位置に液体冷媒を噴射するように設置されている。こ
れにより、ノズル１３ａ〜１３ｃから斜めに噴射される
液体冷媒は、伝熱板１７ａ〜１７ｃに衝突してから本体
４ａ〜４ｃ内で矢印方向に渦を巻きながら蓄積されてい
くので、冷却器１５ａ〜１５ｃの熱伝達率を向上させる
ことができる。よって、液体冷媒に対する有効伝熱面積
の増加と熱伝達率の向上とによって、集積回路１ａ〜１
ｃで各々発生した熱に対する冷却器１５ａ〜１５ｃの冷
却能力を高めることができる。
【００２９】上述したように、冷却器３ａ〜３ｃ，１５
ａ〜１５ｃを集積回路１ａ〜１ｃに伝熱体９ａ〜９ｃを
介して固着することにより、熱の伝導経路に熱伝導率の
小さい空気が介在しないため、集積回路のＰＮジャンク
ションから液体冷媒までの熱抵抗を小さくすることがで
きる。
ａ〜１５ｃを集積回路１ａ〜１ｃに伝熱体９ａ〜９ｃを
介して固着することにより、熱の伝導経路に熱伝導率の
小さい空気が介在しないため、集積回路のＰＮジャンク
ションから液体冷媒までの熱抵抗を小さくすることがで
きる。
【００３０】また、冷却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５ｃ
は各々の集積回路１ａ〜１ｃに対して独立であるため、
集積回路１ａ〜１ｃを配線基板２にはんだ付けする際に
生ずる高さや傾きのばらつきに対して熱抵抗の差異が生
じない。
は各々の集積回路１ａ〜１ｃに対して独立であるため、
集積回路１ａ〜１ｃを配線基板２にはんだ付けする際に
生ずる高さや傾きのばらつきに対して熱抵抗の差異が生
じない。
【００３１】さらに、冷却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５
ｃに銅合金などの熱伝導率の高い材料を用いれば、肉厚
を大きくとっても熱抵抗の増加は無視し得ることから、
腐食により冷却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５ｃに穴があ
いて液体冷媒が外部に漏出することはない。
ｃに銅合金などの熱伝導率の高い材料を用いれば、肉厚
を大きくとっても熱抵抗の増加は無視し得ることから、
腐食により冷却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５ｃに穴があ
いて液体冷媒が外部に漏出することはない。
【００３２】このように、複数の集積回路１ａ〜１ｃ各
々に伝熱体９ａ〜９ｃを介して冷却器３ａ〜３ｃ，１５
ａ〜１５ｃを夫々独立に固着し、冷却器３ａ〜３ｃ，１
５ａ〜１５ｃを構成する伝熱板５ａ〜５ｃ，１１ａ〜１
１ｃ，１２ａ〜１２ｃ，１７ａ〜１７ｃにノズル８ａ〜
８ｃ，１３ａ〜１３ｃから液体冷媒を噴射させるように
することによって、集積回路１ａ〜１ｃから液体冷媒ま
での間の熱抵抗を小さくすることができる。
々に伝熱体９ａ〜９ｃを介して冷却器３ａ〜３ｃ，１５
ａ〜１５ｃを夫々独立に固着し、冷却器３ａ〜３ｃ，１
５ａ〜１５ｃを構成する伝熱板５ａ〜５ｃ，１１ａ〜１
１ｃ，１２ａ〜１２ｃ，１７ａ〜１７ｃにノズル８ａ〜
８ｃ，１３ａ〜１３ｃから液体冷媒を噴射させるように
することによって、集積回路１ａ〜１ｃから液体冷媒ま
での間の熱抵抗を小さくすることができる。
【００３３】また、伝熱板５ａ〜５ｃ，１１ａ〜１１
ｃ，１７ａ〜１７ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面の形状やノ
ズル１３ａ〜１３ｃの噴射角度を変えることで、液体冷
媒に対する有効伝熱面積の増加や熱伝達率の向上を図る
ことができるので、冷却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５ｃ
の冷却能力を高めることができる。
ｃ，１７ａ〜１７ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面の形状やノ
ズル１３ａ〜１３ｃの噴射角度を変えることで、液体冷
媒に対する有効伝熱面積の増加や熱伝達率の向上を図る
ことができるので、冷却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５ｃ
の冷却能力を高めることができる。
【００３４】さらに、冷却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５
ｃの肉厚を大きくすることにより、液体冷媒による腐蝕
に対する耐性を強くすることができる。
ｃの肉厚を大きくすることにより、液体冷媒による腐蝕
に対する耐性を強くすることができる。
【００３５】尚、本発明では冷却器３ａ〜３ｃ，１５ａ
〜１５ｃを夫々ホース１０ａ〜１０ｄ，１６ａ〜１６ｄ
によって互いに接続して冷媒流路を形成しているが、冷
却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５ｃ各々に液体冷媒を循環
させるための冷媒流路を独立に形成してもよい。
〜１５ｃを夫々ホース１０ａ〜１０ｄ，１６ａ〜１６ｄ
によって互いに接続して冷媒流路を形成しているが、冷
却器３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５ｃ各々に液体冷媒を循環
させるための冷媒流路を独立に形成してもよい。
【００３６】また、本発明の一実施例および他の実施例
においては冷却器３ａ〜３ｃの本体４ａ〜４ｃを中空円
筒形としたが、中空の直方体としてもよく、これに限定
されない。この場合、伝熱体５ａ〜５ｃ，１１ａ〜１１
ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面の形状も本体４ａ〜４ｃの形
状に合せる必要がある。
においては冷却器３ａ〜３ｃの本体４ａ〜４ｃを中空円
筒形としたが、中空の直方体としてもよく、これに限定
されない。この場合、伝熱体５ａ〜５ｃ，１１ａ〜１１
ｃの本体４ａ〜４ｃ側の面の形状も本体４ａ〜４ｃの形
状に合せる必要がある。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の集積回路の
冷却機構によれば、複数の集積回路各々に複数の伝熱体
を介して液体冷媒を蓄積する複数の密封容器を夫々独立
に固着し、凸形状または凹形状の密封容器各々の底面に
ノズルから液体冷媒を噴射するようにすることによっ
て、集積回路から液体冷媒までの熱抵抗を小さくするこ
とができ、液体冷媒による腐蝕に対する耐性を強くする
ことができるとともに、液体冷媒に対する有効伝熱面積
を大きくすることができるという効果がある。
冷却機構によれば、複数の集積回路各々に複数の伝熱体
を介して液体冷媒を蓄積する複数の密封容器を夫々独立
に固着し、凸形状または凹形状の密封容器各々の底面に
ノズルから液体冷媒を噴射するようにすることによっ
て、集積回路から液体冷媒までの熱抵抗を小さくするこ
とができ、液体冷媒による腐蝕に対する耐性を強くする
ことができるとともに、液体冷媒に対する有効伝熱面積
を大きくすることができるという効果がある。
【００３８】また、本発明の他の集積回路の冷却機構に
よれば、複数の集積回路各々に複数の伝熱体を介して液
体冷媒を蓄積する複数の密封容器を夫々独立に固着し、
密封容器各々の底面に直交する軸に対して所定角度の傾
きをもつノズルからその底面の中心から偏った位置に液
体冷媒を噴射するようにすることによって、集積回路か
ら液体冷媒までの熱抵抗を小さくすることができ、液体
冷媒による腐蝕に対する耐性を強くすることができると
ともに、熱伝達率を向上させることができるという効果
がある。
よれば、複数の集積回路各々に複数の伝熱体を介して液
体冷媒を蓄積する複数の密封容器を夫々独立に固着し、
密封容器各々の底面に直交する軸に対して所定角度の傾
きをもつノズルからその底面の中心から偏った位置に液
体冷媒を噴射するようにすることによって、集積回路か
ら液体冷媒までの熱抵抗を小さくすることができ、液体
冷媒による腐蝕に対する耐性を強くすることができると
ともに、熱伝達率を向上させることができるという効果
がある。
【００３９】さらに、本発明の別の集積回路の冷却機構
によれば、複数の集積回路各々に複数の伝熱体を介して
液体冷媒を蓄積する複数の密封容器を夫々独立に固着
し、密封容器各々の底面に直交する軸に対して所定角度
の傾きをもつノズルから同心円の階段形状の密封容器各
々の底面の中心から偏った位置に液体冷媒を噴射するよ
うにすることによって、集積回路から液体冷媒までの熱
抵抗を小さくすることができ、液体冷媒による腐蝕に対
する耐性を強くすることができるとともに、液体冷媒に
対する有効伝熱面積を大きくして熱伝達率を向上させる
ことができるという効果がある。
によれば、複数の集積回路各々に複数の伝熱体を介して
液体冷媒を蓄積する複数の密封容器を夫々独立に固着
し、密封容器各々の底面に直交する軸に対して所定角度
の傾きをもつノズルから同心円の階段形状の密封容器各
々の底面の中心から偏った位置に液体冷媒を噴射するよ
うにすることによって、集積回路から液体冷媒までの熱
抵抗を小さくすることができ、液体冷媒による腐蝕に対
する耐性を強くすることができるとともに、液体冷媒に
対する有効伝熱面積を大きくして熱伝達率を向上させる
ことができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う矢視方向の断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の別の実施例を示す縦断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う矢視方向の断面図であ
る。
る。
【図６】本発明のさらに別の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う矢視方向の断面図であ
る。
る。
【図８】従来例を示す縦断面図である。
【図９】従来例を示す縦断面図である。
１ａ〜１ｃ 集積回路 ３ａ〜３ｃ，１５ａ〜１５ｃ 冷却器 ５ａ〜５ｃ，１１ａ〜１１ｃ，１２ａ〜１２ｃ，１７ａ
〜１７ｃ 伝熱板 ６ａ〜６ｃ，１４ａ〜１４ｃ 冷媒入口 ７ａ〜７ｃ 冷媒出口 ８ａ〜８ｃ，１４ａ〜１４ｃ ノズル ９ａ〜９ｃ 伝熱体 １０ａ〜１０ｃ，１６ａ〜１６ｃ ホース
〜１７ｃ 伝熱板 ６ａ〜６ｃ，１４ａ〜１４ｃ 冷媒入口 ７ａ〜７ｃ 冷媒出口 ８ａ〜８ｃ，１４ａ〜１４ｃ ノズル ９ａ〜９ｃ 伝熱体 １０ａ〜１０ｃ，１６ａ〜１６ｃ ホース
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の集積回路各々に搭載され、前記集
積回路を冷却するための液体冷媒を蓄積する複数の密封
容器と、前記複数の密封容器各々に設けられ、前記密封
容器の底面に前記液体冷媒を噴射するノズルと、前記複
数の密封容器各々に設けられ、前記ノズルから前記底面
に噴射された前記液体冷媒を排出する排出口と、各々対
応する前記集積回路と前記密封容器とを接着し、前記集
積回路で発生した熱を前記密封容器の底面に伝達する複
数の伝熱体とを有し、前記複数の密封容器各々の底面を
同心円の階段形状としたことを特徴とする集積回路の冷
却機構。 - 【請求項２】 複数の集積回路各々に搭載され、前記集
積回路を冷却するための液体冷媒を蓄積する複数の円筒
状の密封容器と、前記複数の密封容器各々に設けられ、
前記密封容器の底面に直交する軸に対して所定角度の傾
きをもちかつ前記密封容器の底面の中心から偏った位置
に前記液体冷媒を噴射するノズルと、前記複数の密封容
器各々に設けられ、前記ノズルから前記底面に噴射され
た前記液体冷媒を排出する排出口と、各々対応する前記
集積回路と前記密封容器とを接着し、前記集積回路で発
生した熱を前記密封容器の底面に伝達する複数の伝熱体
とを有し、前記複数の密封容器各々の底面を同心円の階
段形状としたことを特徴とする集積回路の冷却機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3113968A JP2712872B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 集積回路の冷却機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3113968A JP2712872B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 集積回路の冷却機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04320053A JPH04320053A (ja) | 1992-11-10 |
| JP2712872B2 true JP2712872B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=14625729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3113968A Expired - Lifetime JP2712872B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 集積回路の冷却機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712872B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016189414A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 株式会社フジクラ | インピンジメント式冷却装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60160152A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-21 | Fujitsu Ltd | 集積回路冷却装置 |
| JPS62217647A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-25 | Fujitsu Ltd | 集積回路素子冷却装置 |
| JPS63172144U (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-09 | ||
| JPH0238750U (ja) * | 1988-09-06 | 1990-03-15 | ||
| JP2611704B2 (ja) * | 1991-04-09 | 1997-05-21 | 日本電気株式会社 | 集積回路の冷却構造 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3113968A patent/JP2712872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04320053A (ja) | 1992-11-10 |
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