JP3049453B2 - 半導体冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体冷却装置及びその
組立て方法に係り、特に冷却装置内に冷媒液を封入し
て、その沸騰現象によって素子を冷却する半導体冷却装
置及びその組立て方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体素子を冷却する装置の一例
は、例えば特公昭６１−２６２２６号公報に記されてい
るように、冷却装置と半導体素子がスタック状に積層さ
れ、それが沸騰する液体が封入された容器内に配置され
ている。沸騰した冷媒ガスを凝縮させるための装置は、
上記公知例のように容器外側に付いている場合、あるい
は特公昭６１−３８８６５号公報に記されているよう
に、沸騰部の容器と凝縮器が連絡管で連絡されている場
合とがある。

【０００３】一方、実公昭６１−３０２９４号公報、実
公昭６１−３０２９５号公報、あるいは実公昭６１−２
０７７８号公報、特公昭６１−３７７９３号公報等に記
されているように、半導体素子と、冷却フィンをその内
壁に有し冷媒液を封入した容器とがスタック状に積層さ
れ、それぞれの容器が凝縮器と連絡されている。上記４
つの公知例では、凝縮器はひとつであるが、特公昭６３
−６１７８０号公報、特公昭６３−３８８６４号公報に
記されている例では、凝縮器と冷却容器とは一対一の対
応になっている。後者の公知例のように、半導体素子と
沸騰部容器とを別々に構成した方が、半導体素子のメン
テナンスが楽になるなどというメリットがある。

【０００４】図１６に従来の大容量半導体素子の沸騰冷
却装置の代表例を示す。半導体素子１が複数個積層さ
れ、その間に冷却容器２がスタック状に積層され、複数
個の半導体素子１と冷却容器２が圧接されている。冷却
容器２は、凝縮器３と連絡管４を介して連絡されてい
る。凝縮器３は、伝熱管５と冷却フィン６、及び左右の
ヘッダ７、８により構成されている。連絡管４は２重管
になっており、外管９は、冷却容器２の上側と凝縮器３
のヘッダ７とを連絡する。内管１０は、一方端はヘッダ
７内にまで挿入され、他方の端部は、冷却容器２の底部
近くまで挿入されている。冷却容器２の内壁には沸騰伝
熱に適した伝熱面が挿入されている。沸騰する冷媒液１
１が、冷却容器２内に封入されている。

【０００５】半導体素子１が作動して発熱を開始する
と、熱は冷却容器２側へ伝わり、冷媒液１１が沸騰を始
める。生成された気泡は、冷却容器２内を上昇し、連絡
管４の内管１０と外管９の間を流れて凝縮器５側へ移動
する。凝縮器５では、この気泡は凝縮、液化する。液化
された冷媒液１２は、最下部方向の伝熱管５内を流れ
て、ヘッダ７へ戻り、内管１０内を通って、再び冷却容
器２の底部側へ導かれる。

【０００６】このようにして、半導体素子１で発熱した
熱を、冷媒液１１の沸騰によって凝縮器３側へ運び、最
終的には、凝縮器３に取り付けられた冷却フィン６の間
を流れる冷却空気（ファンを取り付けて強制的に空気を
流す場合と、ファンを取り付けずに空気が自然循環する
場合とがある）側へ伝熱され、半導体素子１を作動時に
所定の温度（例えば１００℃）以下におさえるものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】電力用半導体素子で
は、騒音の低減を図るため、あるいはコンピュータなど
のＬＳＩ素子では演算速度の向上を図るため、半導体素
子への電気入力が増大する傾向がある。そのため素子の
発熱量が増加する。この対策として、半導体冷却装置の
冷却効率向上を図る必要がある。

【０００８】本発明は、冷媒液の沸騰によって熱を伝え
るわけであるが、沸騰すべき冷媒液が凝縮器３側から冷
却容器２側へ戻らないと、伝熱性能が低下してしまう。
冷媒液が戻る原理は次の通りである。つまり、ヘッダ７
内にたまる凝縮液１２と、気泡が冷却容器２から凝縮器
３へ流れる流動抵抗とがバランスするわけであるから、
この流動抵抗が大きすぎると、冷媒液が戻りにくくな
る。又、沸騰性能の向上を図るためには、伝熱面の面積
を大きくしなければならない。更に、冷却容器内の沸騰
伝熱面を、冷媒気泡の流動抵抗が小さくなる構造としな
ければならない。このためには、蒸気管１４を大きくす
ればよいわけであるが、むやみに大きくすればよいとい
うものではなく、冷却容器２の幅寸法に制限があるた
め、冷却性能が大幅に低下しない範囲で最適な寸法にし
なければならない。

【０００９】一方、内管１０についても、外径を大きく
して液流動の圧力損失を小さくすれば、液戻りが良くな
るわけであるが、これについてもむやみに大きくできな
い。内管のみを大きくすると、蒸気管１４と内管１０と
の間で構成される蒸気通路部面積が狭くなってしまう。
内管１０の大きさも最適な値に設定する必要がある。更
に、内管１０を通って冷却容器２側へ液が戻るわけであ
るが、冷却容器内の液が不足しやすいところへ、内管１
０の冷却容器側端を配置しないと、冷媒液が蒸発部の全
域に均等に導かれないので、伝熱性能が低下する。

【００１０】本発明の目的は、上記問題点に鑑みなされ
たもので、冷媒液の流れを良好にして冷却容器内へ冷媒
液が十分に供給され、冷媒ガスの流動断面積を大きくす
るとともに気液流動抵抗を最小にして伝熱促進を図り、
装置全体を小型化して冷却性能の向上した半導体冷却装
置を提供することである。

【００１１】

【００１２】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため
に本発明は 、半導体素子に積層された冷却容器と凝縮器
とが連絡管によって連絡され、該冷却容器内部に冷却素
子を配置して冷媒液を封入し、該冷媒液の沸騰によって
前記半導体素子を冷却する半導体冷却装置であって、前
記冷却容器の上方部に蒸気室を設けるとともに、該冷却
容器と前記半導体素子とがそれぞれ複数個積層され、該
冷却容器と前記凝縮器との間に蒸気分離管を配置し、該
蒸気分離管と該冷却容器とが内管と外管とから成る２重
管構造の連絡管で連絡され、かつ該蒸気分離管と前記凝
縮器とが蒸気通路管と液通路管とによって連絡されてい
る半導体冷却装置において、前記内管の先端を連絡管と
遠くなる方向の冷却素子内に取り付けたことを特徴とす
るものである。

【００１３】

【００１４】

【作用】上記の構成によれば、冷却容器内の冷媒液及び
冷媒ガスの流動し、液戻り管内を通って冷媒液が冷却容
器内へ戻るとき、冷却容器内に、ある一定の冷媒液が保
持されて、伝熱面において沸騰する場合、発生気泡の上
昇に伴って、冷媒液が上に運ばれる。そして、蒸気泡は
内管側へ流れるため、冷媒液も内管側へ導かれる傾向に
ある。したがって、冷却容器の上方部が狭くて、沸騰伝
熱面の上側に冷媒が占める体積部が少ないと、冷却容器
内上方においては、蒸気管が取り付けてある側には冷媒
液が多くあるが、その反対側には冷媒液が少なくなる。
この場合、冷却容器内に蒸気室を設けると、冷媒液が急
に内管側へ曲げられることがなく、内管が取り付けられ
る側と反対側にも冷媒液が導かれやすくなる。

【００１５】一方、液戻り管の冷却容器側端を液戻り管
から遠ざかる方向に取り付けると、液戻り管側に冷媒液
が多くなるため内管が取り付けられる側と反対側にも冷
媒液が導かれやすくなる。

【００１６】又、内管及び蒸気管が狭すぎると、それぞ
れ流動抵抗が大きくなるため、内管側の冷媒液、及び蒸
気管側の気液２相流が流れにくくなる。結果として、冷
却容器側に冷媒液が戻りにくくなるが、内管及び蒸気管
の大きさを最適な値にすることにより、管径を無理やり
に大きくさせずに、冷媒液の冷却容器側への戻りを容易
にすることができる。

【００１７】沸騰熱伝達においても、一般の伝熱現象と
同様に、伝熱面積が増加するほど伝熱量は増加する。し
たがって、矩形状の冷却容器内に沸騰伝熱面を設ける場
合には、伝熱面積も矩形状にして無駄な領域を減らし、
有効にスペースを使う。伝熱面構造として、チムニ構造
を使用する場合にはチムニ内の壁面で沸騰した冷媒ガス
が、チムニ内を上昇するため、冷媒液が上部側へ運ばれ
る。したがって、矩形状伝熱面ではチムニ長さが等しく
なるため、伝熱面上方側へは冷媒液が均等に持ち運ばれ
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を
参照して説明する。

【００１９】図１に本発明の一実施例を示す。半導体素
子１と、冷媒液１１（本実施例ではパーフロロカーボン
液を使用）を中に封入した冷却容器２とが交互に積層さ
れている。半導体素子１の両面及び冷却容器の両面は平
滑に仕上げられており、図１には示してないが、交互に
積層された両端側（矢印１５の方向）から相当の力で押
えられて、半導体素子１と冷却容器２とが密着してい
る。冷却容器２は直方体の形状をしており、内部には冷
却素子１６が配置されている。冷却素子１６も直方体の
形状をしており、冷却素子１６の加圧されている矢印１
５の方向の２面は冷却容器２と一体、もしくは半田、溶
接などで接合された構造となっている。

【００２０】冷却素子１６は、図２に示すように、断面
が矩形状をしたチムニ１７を垂直方向に何本か並べた構
造である。各チムニ１７は冷却素子１６の上下方向に開
口１７ａを設けている。

【００２１】冷却容器２は冷却素子１６の上方側に蒸気
室１８が設けられている。蒸気室１８から凝縮器３側に
むかって、連絡管４が取り付けられている。連絡管４は
外管９と内管１０で成り立っている。冷却容器２と凝縮
器３との間には蒸気分離管１９が配置され、複数個の連
絡管４（図１では４個）が、蒸気分離管１９の側面側
（図１では左面側）へ連絡している。一方、蒸気分離管
１９の上方側からは、凝縮器ヘッダ７の上方側へ複数個
の蒸気通路管１９ａが連絡している。図１の例では連絡
管４と蒸気通路管１９ａの数が同数になっているがこの
限りではない。又、蒸気分離管１９の他の側面側（図１
では右面側）へは凝縮器ヘッダ７の下方側から液通路管
２０が複数個設けられている。

【００２２】図３に凝縮器３の断面を示す。凝縮器３の
左右にはヘッダ７、８が取り付けられ、伝熱管５が多段
（図３では４段）に配置されている。そして垂直方向に
冷却フィン６が多数枚並べられており、伝熱管５とは半
田あるいは圧着などによって接合されている。図３には
示してないが、図３の手前側にファンが備えられ、フィ
ン６の間を空気流が流れるようになっており、強制空冷
によって凝縮器が冷却される。ファンがない場合は自然
空冷によってファン６の間を空気が流れて同様に凝縮器
が冷却される。

【００２３】図４に蒸気分離管１９の構造を示す。蒸気
分離管１９は、しきり板２３によってふたつの左右の室
に分けられている。内管１０は、しきり板２３に挿入さ
れている。しきり板で分けられた左側の室へは蒸気通路
管１９ａが連絡し、右側の室へは液通路管２０が連絡し
ている。又、しきり板２３の下方には連絡孔２４が設け
られ、一部分、しきり板２３でしきられた左右の室が連
絡されている。

【００２４】次に動作について説明する。半導体素子１
が作動して発熱すると、その熱は先ず冷却容器２に伝え
られ、続いて冷却素子１６を介して冷却容器２内の冷媒
液１１が沸騰する。発生した冷媒ガス２１は、冷却素子
を構成する多数のチムニ１７内を流れて上昇し、蒸気室
１８へ導かれる。このとき冷媒液の一部分も同時に運ぶ
場合もある。更に、外管９と内管１０で構成される蒸気
管１４を流れて、蒸気分離管１９において、気相と液相
が分離され、冷媒ガスのみが、蒸気通路管１９ａへ流入
し、凝縮器３のヘッダ７へと導かれる。更にこの冷媒ガ
スは、多数の伝熱管５へと流入する。

【００２５】一方、伝熱管５及び冷却フィン６が凝縮器
３の外側の空気流によって冷却されているため、伝熱管
５内の冷媒ガスも冷却され、液化して凝縮液となる。伝
熱管５内の凝縮液はヘッダ７あるいは８へ流れ落ちるわ
けであるが、冷媒ガスの流動の影響をうけて、そのほと
んどは、図３の場合、ヘッダ８側へ流れ、ヘッダ８の下
側に凝縮液１２としてたまる。したがって、多段に配置
された伝熱管５のうち一番下方に位置する伝熱管は、冷
媒液をヘッダ８側からヘッダ７側へ流す役割をする（矢
印２２）。

【００２６】さらにこの冷媒液は、液通路管２０を通っ
て蒸気分離管１９へと導かれて、蒸気分離管からは内管
１０を通って冷却容器２内へ流れ、内管１０の一方の先
端側である冷却素子１６の下方側へ冷媒液が放出され、
冷媒液と冷媒ガスの循環サイクルが形成される。

【００２７】つまり、半導体素子１で発熱した熱は、冷
媒の液とガスの流動によって凝縮器３側へ導かれ、最終
的には凝縮器の冷却フィン６間を流れる空気側へと伝わ
るわけである。

【００２８】冷媒液の駆動は次の原理によって引き起こ
される。つまり、凝縮器３のヘッダ７、８内の下方に流
れてきた冷媒液１２の垂直方向の高さは、冷却容器２の
位置よりも高いため、その高さの差（ヘッド差）によっ
て、ヘッダ７側から冷却容器２側へ流れるわけである。
冷却容器２内においては冷媒ガスが生成されて加圧され
るため、これが駆動力になって、冷媒液の一部分を含む
場合もあるが、蒸気管１４を通って、逆に冷却容器２側
から凝縮器３側へ駆動する。

【００２９】図５に本発明の他の実施例を示す。これは
内管１０を冷却素子１６を構成するチムニ１７内に挿入
するわけであるが、内管１０を挿入するチムニの位置を
できるかぎり連絡管４が配置されている側から遠ざける
ようにしたものである。これによって、冷却素子１６の
上方部分の乾きを少なくして、半導体素子１の冷却性能
の向上を図れる。

【００３０】図６に本発明の他の実施例を示す。これ
は、内管１０を傾斜させて取り付けたものである。内管
１０は外管９の内部に配置されるわけであるが、冷却容
器２側から蒸気分離管１９の方向に高さが高くなるよう
に配置する。これは、蒸気分離管１９内のしきり板２３
に内管１０を挿入する位置を高めにすれば構成すること
ができる。これは内管１０内に冷媒ガスがトラップする
のをふせぎ、冷却性能の向上を図るものである。

【００３１】図７に本発明の他の実施例を示す。これは
外管９の形状を楕円形状あるいは長方形状にしたもので
ある。冷却容器２は半導体素子１と交互に積層されるわ
けであるが、できるかぎりその厚さを小さくして、装置
全体を小形にしたい。ところが、外管９を小さくしすぎ
ると、冷却容器２側から凝縮器３側へ冷媒ガスが流れる
流動抵抗が大きくなり、冷媒の循環サイクルがさまたげ
られ、冷却性能の低下をまねく。そこで、外管９をだ円
形状、あるいは長方形状にすることにより、冷却容器２
の厚さを大きくしないで、冷媒ガスが流動する外管９の
断面積を広くとれるようにしたものである。

【００３２】図８に本発明の他の実施例を示す。これは
冷却容器２と冷却素子１６の組み立て方法に関するもの
である。冷却容器２の両面に開口２５を設けて、多数の
チムニ１７を列状に設けた冷却素子１６を一方の開口側
から挿入して、他方の開口側へ突き出し、冷却容器２内
にチムニ１７の列が形成されるように構成する。そして
次に２つの開口２５の部分を銀ロウ等で溶接して、冷媒
を封入してももれない密封構造の冷却容器２を提供する
ものである。

【００３３】図９、図１０に本発明の他の実施例を示
す。これらの図は、外管９、内管１０の内径寸法と最大
放熱量との関係を示したものである。つまり前述の如
く、内管あるいは外管が小さすぎると冷媒液及び冷媒ガ
スの循環サイクルがさまたげられ、冷却容器２内に冷媒
液が戻されなくなり、ついには冷却素子１６の上方側に
冷媒液が供給されない乾き部分が発生するようになり、
冷却性能が低下してしまう。図９、図１０に示すよう
に、内管径が約６ｍｍ以下、外管径が約２０ｍｍ以下に
なると上記の原理によって最大放熱量が急激に低下す
る。これをふせぐには内管径を６ｍｍ以上、外管径を２
０ｍｍ以上にしなければならない。

【００３４】図１１、図１２は蒸気室１８を設けること
の効果を示す作用説明図である。冷却容器２内の冷媒液
及び冷媒ガスの作動状況を示している。図１１が蒸気室
がない場合、図１２が蒸気室がある場合である。

【００３５】先ず図１１の場合を説明する。ここでは円
形状の冷却素子を例として描いてある。半導体素子が作
動して発熱すると冷却素子が加熱され、チムニ１７内の
冷媒液２６が沸騰をはじめ、気泡２７を形成する。この
気泡は多数におよぶわけであるが、冷却容器２の上方に
いくにしたがって合体して、冷媒ガスの気相２８の占め
る体積がふえてくる。

【００３６】そして、流動の方向として連絡管４の方向
へ曲げられる。したがって、図１１では左側、つまり連
絡管の取り付けてある方向とは反対側に気相部分がふえ
てくる。蒸気室がない場合は図１１で示されるように冷
却素子の左上方部にまで気相域が広がり、冷却素子は上
方の一部分が乾いてしまい、著しい冷却性能の低下をま
ねく。

【００３７】一方、図１２は蒸気室１８を設けた場合を
示してあるが、気相域が相当部分を占めても、冷却素子
はぬれている状況になり、高い冷却性能を保てる。実際
の例では蒸気室の高さは３〜４ｃｍにすると高い冷却性
能を保つことができる。

【００３８】図１３は、ひとつのチムニ１７内の気液の
流動状況を示したものである。図１３（ａ）は熱負荷が
小さい場合で、図１３（ｂ）、（ｃ）になるにしたがっ
て熱負荷が大きくなる。図１３（ａ）の場合は、気泡２
７が発生するがその数は比較的少ない。図１３（ｂ）に
なると気泡２７の数も多くなり、上方では複数の気泡が
合体する。図１３（ｃ）ではチムニ１７内の相当部分を
気相が占め、チムニ内表面には液膜２９が形成され、こ
の液膜の蒸発によって熱が伝えられる。つまり、チムニ
内を気泡が上昇する駆動力によって、チムニ内の液は上
方へ運ばれる。そのため特に図１３（ｃ）の場合のよう
に、熱負荷が大きくなると蒸発が激しいため、チムニ内
表面に冷媒液を供給する必要があるが、このチムニ効果
により気泡の上昇運動が駆動力となってチムニ内表面へ
の液の供給を促進している。

【００３９】冷却素子１６を矩形状にする効果は、この
チムニ効果を最大限に発揮していることである。冷却素
子１６が円形状であると、中央部分のチムニは長いが、
端へいくにしたがってチムニ長が短くなってチムニ効果
がなくなる。そこで矩形状にして全てのチムニ長を長く
してやり、全域でチムニ内表面への冷媒液の供給がすみ
やかに行われるようにして冷却性能を高められる。もち
ろん、前述のように、同じ大きさの冷却容器内へ冷却素
子を挿入する場合には、丸形状よりも矩形状にした方
が、伝熱面積をより大きくとれるようになり、一層冷却
性能が向上する。

【００４０】図１４、図１５は、内管１０を傾斜させて
配置した場合の動作を示す作用説明図である。図１４が
内管を水平においた場合、図１５は傾斜させた場合であ
る。

【００４１】図１４に示すように、内管１０がひとつの
チムニ１７に挿入されているが、内管内に気泡３０が発
生した場合、それが上昇していって内管１０の水平部に
とまってしまう。それが加えあわされて大きくなり、水
平部にトラップされて気相部３１を形成する。一旦気相
部３１が形成されると、除去されないため、内管内を冷
媒液が流れにくくなり、冷却容器２内が液ガレをおこし
て冷却性能の低下をまねく。

【００４２】図１５に示すように、内管１０を傾斜させ
て配置しておくと、内管１０に気泡３０が発生しても、
蒸気分離管１９まで気泡３０が流れていくので（矢印３
２）、内管１０内の冷媒液の流動はスムーズに行われる
（矢印３３）。

【００４３】

【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、次のよう
な効果がある。冷却容器の上方部に蒸気室を設けること
により、冷却素子部に乾きを生じさせないので、冷却性
能の向上を図ることができる。

【００４４】冷却素子の形状を矩形状にすることによ
り、チムニ効果を全域で有効に働くようにしたので、チ
ムニ内面側への冷媒液の供給の促進を図ることができ、
同時に冷却容器内で冷却素子の占める面積を最大にして
伝熱促進を図ることができる。

【００４５】チムニ内に内管を挿入するわけであるが、
そのチムニ位置を連絡管から遠ざかる方向にすることに
より、冷却容器内で気相部が占めやすい領域にできるだ
け冷媒液が流れやすくすることができる。

【００４６】内管を傾斜させて配置することにより、内
管内に気相がトラップしない構造とする。これにより内
管内の冷媒液の流れを良好にして、冷却容器内へ冷媒液
が十分に供給される。

【００４７】冷却容器に２つの開口を設けて、その部分
に冷却素子を挿入して溶接する密封構造とする。これに
よって、冷却容器内にチムニ列で構成される冷却素子の
配置が可能になる。

【００４８】外管の形状を、だ円形状または長方形状と
したので、冷却容器を厚くしないで装置全体を小型に
し、冷媒ガスの流れる流動断面積を大きくとることがで
きる。

【００４９】内管及び外管の寸法を６ｍｍ及び２０ｍｍ
以上にすることにより、冷媒の気液流動抵抗を最小にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例を示す斜視断面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図４】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図９】本発明の他の実施例を示すグラフである。

【図１０】本発明の他の実施例を示すグラフである。

【図１１】本発明の動作原理を示す説明図である。

【図１２】本発明の動作原理を示す説明図である。

【図１３】本発明の動作原理を示す説明図である。

【図１４】本発明の動作原理を示す説明図である。

【図１５】本発明の動作原理を示す説明図である。

【図１６】従来技術を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 半導体素子 ２ 冷却容器 ３ 凝縮器 ４ 連絡管 ５ 伝熱管 ６ 冷却フィン ７，８ 凝縮器ヘッダ ９ 外管 １０ 内管 １１ 冷媒液 １２ 凝縮液 １４ 蒸気管 １５ 両端方向 １６ 冷却素子 １７ チムニ １７ａ 開口 １８ 蒸気室 １９ 蒸気分離管 １９ａ 蒸気通路管 ２０ 液通路管 ２１ 冷媒ガス ２２ 矢印 ２３ しきり板 ２４ 連絡孔 ２５ 開口 ２６ 冷媒液 ２７ 気泡 ２８ 気相 ２９ 液膜 ３０ 気泡 ３１ 気相部 ３２，３３ 矢印

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−140276（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−283454（ＪＰ，Ａ) 実公 昭44−5571（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/427

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子に積層された冷却容器と凝縮
   器とが連絡管によって連絡され、該冷却容器内部に冷却
   素子を配置して冷媒液を封入し、該冷媒液の沸騰によっ
   て前記半導体素子を冷却する半導体冷却装置であって、
   前記冷却容器の上方部に蒸気室を設けるとともに、該冷
   却容器と前記半導体素子とがそれぞれ複数個積層され、
   該冷却容器と前記凝縮器との間に蒸気分離管を配置し、
   該蒸気分離管と該冷却容器とが内管と外管とから成る２
   重管構造の連絡管で連絡され、かつ該蒸気分離管と前記
   凝縮器とが蒸気通路管と液通路管とによって連絡されて
   いる半導体冷却装置において、前記内管の先端を連絡管
   と遠くなる方向の冷却素子内に取り付けたことを特徴と
   する半導体冷却装置。