JP3161504B2 - 沸騰式冷却装置 - Google Patents
沸騰式冷却装置Info
- Publication number
- JP3161504B2 JP3161504B2 JP27729895A JP27729895A JP3161504B2 JP 3161504 B2 JP3161504 B2 JP 3161504B2 JP 27729895 A JP27729895 A JP 27729895A JP 27729895 A JP27729895 A JP 27729895A JP 3161504 B2 JP3161504 B2 JP 3161504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- refrigerant
- sealed
- cooling device
- side wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の半導体素子を
有するマルチチップモジュール等の発熱体を冷却する沸
騰式冷却装置に関するものである。
有するマルチチップモジュール等の発熱体を冷却する沸
騰式冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の冷却装置として、ケース
側壁外面の下部に鉛直方向に所定の間隔をあけて複数の
半導体素子が取付けられ、ケース内に相変化する冷媒が
封入され、ケースの上部側面に凝縮部と放熱板とを交互
に配設した放熱部が連結された半導体素子冷却ユニット
が開示されている（特開平６−５３３７６）。この冷却
ユニットでは、ケース内に所定の間隔をあけて鉛直方向
に延びる複数枚の間隔壁が設けられる。このように構成
された半導体冷却ユニットでは、半導体素子からケース
に伝達された熱がケース及び間隔壁から伝達されるの
で、冷媒はケース内部の略全領域で沸騰し気化する。こ
の気化した冷媒はケース上部に上昇して凝縮部に侵入
し、放熱板で冷却された凝縮部内壁に触れて凝縮し、凝
縮部内部を流下してケース下部に滴下する。この結果、
気化した冷媒の流れる方向が制限されないので、半導体
素子の取付位置による冷却のばらつきを低減でき、冷却
効果を向上できるようになっている。
側壁外面の下部に鉛直方向に所定の間隔をあけて複数の
半導体素子が取付けられ、ケース内に相変化する冷媒が
封入され、ケースの上部側面に凝縮部と放熱板とを交互
に配設した放熱部が連結された半導体素子冷却ユニット
が開示されている（特開平６−５３３７６）。この冷却
ユニットでは、ケース内に所定の間隔をあけて鉛直方向
に延びる複数枚の間隔壁が設けられる。このように構成
された半導体冷却ユニットでは、半導体素子からケース
に伝達された熱がケース及び間隔壁から伝達されるの
で、冷媒はケース内部の略全領域で沸騰し気化する。こ
の気化した冷媒はケース上部に上昇して凝縮部に侵入
し、放熱板で冷却された凝縮部内壁に触れて凝縮し、凝
縮部内部を流下してケース下部に滴下する。この結果、
気化した冷媒の流れる方向が制限されないので、半導体
素子の取付位置による冷却のばらつきを低減でき、冷却
効果を向上できるようになっている。
【０００３】一方、ケースの下壁外面に発熱体が取付け
られ、ケースに発熱体の発する熱を吸収してその熱によ
って気化する冷媒が貯留され、ケースの上面に接続され
た放熱部が気化して上昇した冷媒を冷却液化してケース
に戻すように構成された沸騰冷却装置が開示されている
（特開昭７−１０６４７８）。このように構成された沸
騰冷却装置では、発熱体が発した熱はケースの下壁を介
して冷媒に吸収され、冷媒が沸騰気化する。この気化し
た冷媒は放熱部内に上昇し、放熱部側面に接触して外部
に熱を伝え、冷却されて再び液化して重力によりケース
に戻る。このように冷媒がケースから気化して放熱部で
液化し、再びケースに至る経路が短く、冷媒液面の変化
を小さく抑えることができ、これにより冷媒の封入量を
減少できる。従って、ケース及び放熱部を含めた全体の
体積がコンパクトにできるようになっている。
られ、ケースに発熱体の発する熱を吸収してその熱によ
って気化する冷媒が貯留され、ケースの上面に接続され
た放熱部が気化して上昇した冷媒を冷却液化してケース
に戻すように構成された沸騰冷却装置が開示されている
（特開昭７−１０６４７８）。このように構成された沸
騰冷却装置では、発熱体が発した熱はケースの下壁を介
して冷媒に吸収され、冷媒が沸騰気化する。この気化し
た冷媒は放熱部内に上昇し、放熱部側面に接触して外部
に熱を伝え、冷却されて再び液化して重力によりケース
に戻る。このように冷媒がケースから気化して放熱部で
液化し、再びケースに至る経路が短く、冷媒液面の変化
を小さく抑えることができ、これにより冷媒の封入量を
減少できる。従って、ケース及び放熱部を含めた全体の
体積がコンパクトにできるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の半
導体素子冷却ユニットでは、ケース側壁外面の下部に鉛
直方向に所定の間隔をあけて取付けられた複数の半導体
素子のうち上側に位置する半導体素子が冷媒の沸騰によ
り発生する気泡により、ケース側壁のうち上記半導体素
子に対向する側壁内面と液状の冷媒との接触面積が減少
して冷却効果が低下し、上側に位置する半導体素子が過
熱して損傷する恐れがあった。また、上記従来の沸騰冷
却装置では、ケースの下壁外面に複数の発熱体を取付け
ると、各発熱体の発する熱によりこれらの発熱体の上方
の冷媒にそれぞれ対流が生じるが、隣接する対流が互い
に干渉してケースの中央に位置する発熱体の冷却効率が
低下する問題点があった。本発明の目的は、複数の発熱
体をそれぞれ確実に冷却できる沸騰式冷却装置を提供す
ることにある。
導体素子冷却ユニットでは、ケース側壁外面の下部に鉛
直方向に所定の間隔をあけて取付けられた複数の半導体
素子のうち上側に位置する半導体素子が冷媒の沸騰によ
り発生する気泡により、ケース側壁のうち上記半導体素
子に対向する側壁内面と液状の冷媒との接触面積が減少
して冷却効果が低下し、上側に位置する半導体素子が過
熱して損傷する恐れがあった。また、上記従来の沸騰冷
却装置では、ケースの下壁外面に複数の発熱体を取付け
ると、各発熱体の発する熱によりこれらの発熱体の上方
の冷媒にそれぞれ対流が生じるが、隣接する対流が互い
に干渉してケースの中央に位置する発熱体の冷却効率が
低下する問題点があった。本発明の目的は、複数の発熱
体をそれぞれ確実に冷却できる沸騰式冷却装置を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように一方の側壁１１ａ外面に複数の発熱体
１３が上記側壁１１ａ外面に沿って所定の間隔をあけて
取付けられた第１ケース１１と、第１ケース１１に封入
された第１冷媒２１と、第１ケース１１内に一端から他
端に向うに従って上方に傾斜して収容され一端が上記一
方の側壁１１ａ内面のうち各発熱体１３に対向する位置
にそれぞれ固着されかつ他端がそれぞれ封止された複数
の筒状の第２ケース１２と、複数の第２ケース１２にそ
れぞれ封入され第１冷媒２１より高い沸点を有する第２
冷媒２２とを備えた沸騰式冷却装置である。この冷却装
置では、発熱体１３の発する熱は第１ケース１１の一方
の側壁１１ａを介して第２冷媒２２により吸収され、第
２冷媒２２が吸収した熱は第２ケース１２の周壁を介し
て第１冷媒２１により吸収される。第１冷媒２１は第２
ケース１２の全周面を介して３次元的に第２冷媒２２か
ら熱を吸収して気化するが、このとき第１冷媒２１は第
２冷媒２２から多量の気化熱を奪うため、第２冷媒２２
は第１冷媒２１によりスムーズに冷却される。この結
果、第２冷媒２２の気泡の発生が少ないので、発熱体１
３は第２冷媒２２により確実に冷却される。
図１に示すように一方の側壁１１ａ外面に複数の発熱体
１３が上記側壁１１ａ外面に沿って所定の間隔をあけて
取付けられた第１ケース１１と、第１ケース１１に封入
された第１冷媒２１と、第１ケース１１内に一端から他
端に向うに従って上方に傾斜して収容され一端が上記一
方の側壁１１ａ内面のうち各発熱体１３に対向する位置
にそれぞれ固着されかつ他端がそれぞれ封止された複数
の筒状の第２ケース１２と、複数の第２ケース１２にそ
れぞれ封入され第１冷媒２１より高い沸点を有する第２
冷媒２２とを備えた沸騰式冷却装置である。この冷却装
置では、発熱体１３の発する熱は第１ケース１１の一方
の側壁１１ａを介して第２冷媒２２により吸収され、第
２冷媒２２が吸収した熱は第２ケース１２の周壁を介し
て第１冷媒２１により吸収される。第１冷媒２１は第２
ケース１２の全周面を介して３次元的に第２冷媒２２か
ら熱を吸収して気化するが、このとき第１冷媒２１は第
２冷媒２２から多量の気化熱を奪うため、第２冷媒２２
は第１冷媒２１によりスムーズに冷却される。この結
果、第２冷媒２２の気泡の発生が少ないので、発熱体１
３は第２冷媒２２により確実に冷却される。
【０００６】請求項２に係る発明は、図３に示すように
下壁５１ａ外面に複数の発熱体１３が上記下壁５１ａ外
面に沿って所定の間隔をあけて取付けられた第１ケース
５１と、第１ケース５１に封入された第１冷媒２１と、
第１ケース５１内に略鉛直方向に延びて収容され下端が
下壁５１ａ内面のうち各発熱体１３に対向する位置にそ
れぞれ固着されかつ上端がそれぞれ封止された複数の筒
状の第２ケース５２と、複数の第２ケース５２にそれぞ
れ封入され第１冷媒２１より高い沸点を有する第２冷媒
２２とを備えた沸騰式冷却装置である。この冷却装置で
は、発熱体１３の発する熱は第１ケース５１の下壁５１
ａを介して第２冷媒２２により吸収され、第２冷媒２２
が吸収した熱は第２ケース５２を介して第１冷媒２１に
より吸収される。第１冷媒２１は第２冷媒２２から吸収
した熱により気化するが、このとき第１冷媒２１は第２
冷媒２２から多量の気化熱を奪うため、第２冷媒２２は
スムーズに冷却される。この結果、第２冷媒２２の気泡
の発生が少なく、かつ第２冷媒２２に第２ケース５２内
で安定した対流が発生するので、発熱体１３は第２冷媒
２２により確実に冷却される。
下壁５１ａ外面に複数の発熱体１３が上記下壁５１ａ外
面に沿って所定の間隔をあけて取付けられた第１ケース
５１と、第１ケース５１に封入された第１冷媒２１と、
第１ケース５１内に略鉛直方向に延びて収容され下端が
下壁５１ａ内面のうち各発熱体１３に対向する位置にそ
れぞれ固着されかつ上端がそれぞれ封止された複数の筒
状の第２ケース５２と、複数の第２ケース５２にそれぞ
れ封入され第１冷媒２１より高い沸点を有する第２冷媒
２２とを備えた沸騰式冷却装置である。この冷却装置で
は、発熱体１３の発する熱は第１ケース５１の下壁５１
ａを介して第２冷媒２２により吸収され、第２冷媒２２
が吸収した熱は第２ケース５２を介して第１冷媒２１に
より吸収される。第１冷媒２１は第２冷媒２２から吸収
した熱により気化するが、このとき第１冷媒２１は第２
冷媒２２から多量の気化熱を奪うため、第２冷媒２２は
スムーズに冷却される。この結果、第２冷媒２２の気泡
の発生が少なく、かつ第２冷媒２２に第２ケース５２内
で安定した対流が発生するので、発熱体１３は第２冷媒
２２により確実に冷却される。
【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、図１又は図３に示すように複数の第
２ケース１２又は５２の外周面に多数のフィン１６又は
５６がそれぞれ突設された沸騰式冷却装置である。この
冷却装置では、第２冷媒２２の熱が第２ケース１２又は
５２の周壁のみならず、多数のフィン１６又は５６表面
から第１冷媒２１により吸収されるため、第２冷媒２２
の冷却効率が向上する。この結果、発熱体１３の冷却効
率が向上する。
係る発明であって、図１又は図３に示すように複数の第
２ケース１２又は５２の外周面に多数のフィン１６又は
５６がそれぞれ突設された沸騰式冷却装置である。この
冷却装置では、第２冷媒２２の熱が第２ケース１２又は
５２の周壁のみならず、多数のフィン１６又は５６表面
から第１冷媒２１により吸収されるため、第２冷媒２２
の冷却効率が向上する。この結果、発熱体１３の冷却効
率が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を
図面に基づいて詳しく説明する。図１及び図２に示すよ
うに、沸騰式冷却装置１０は一方の側壁１１ａ外面に複
数の発熱体１３，１３が上記側壁１１ａ外面に沿って所
定の間隔をあけて取付けられた第１ケース１１と、第１
ケース１１内に一端から他端に向うに従って上方に傾斜
して収容された複数の筒状の第２ケース１２，１２とを
備える。第１ケース１１は厚さが０．２〜０．５ｍｍの
アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金等の板
材により形成される。また第１ケース１１は図１及び図
２に示すように鉛直方向に延びる直方体状に形成するこ
とが好ましいが、三角柱状、五角柱状又はその他の多角
形状に形成してもよい。第１ケース１１が鉛直方向に延
びて形成される場合には一方の側壁１１ａも鉛直方向に
延びて設けられ、発熱体１３，１３は鉛直方向に所定の
間隔をあけて上記側壁１１ａ外面に取付けられる。
図面に基づいて詳しく説明する。図１及び図２に示すよ
うに、沸騰式冷却装置１０は一方の側壁１１ａ外面に複
数の発熱体１３，１３が上記側壁１１ａ外面に沿って所
定の間隔をあけて取付けられた第１ケース１１と、第１
ケース１１内に一端から他端に向うに従って上方に傾斜
して収容された複数の筒状の第２ケース１２，１２とを
備える。第１ケース１１は厚さが０．２〜０．５ｍｍの
アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金等の板
材により形成される。また第１ケース１１は図１及び図
２に示すように鉛直方向に延びる直方体状に形成するこ
とが好ましいが、三角柱状、五角柱状又はその他の多角
形状に形成してもよい。第１ケース１１が鉛直方向に延
びて形成される場合には一方の側壁１１ａも鉛直方向に
延びて設けられ、発熱体１３，１３は鉛直方向に所定の
間隔をあけて上記側壁１１ａ外面に取付けられる。
【０００９】発熱体１３，１３の数はこの実施の形態で
は２個であるが、３個以上でもよい。発熱体１３はこの
実施の形態では半導体素子であるが、抵抗体、コンデン
サ又はその他の発熱体でもよい。また発熱体１３の上記
一方の側壁１１ａへの取付方法としては、第１ケース１
１がアルミニウム又はアルミニウム合金製の場合には、
Ａｌ−Ｓｉ系ろう材やＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材等を介
して第１ケース１１の一方の側壁１１ａ外面に接着され
たセラミック板１４の表面にグリース（図示せず）を介
して発熱体１３をビス（図示せず）により取付ける方法
や、上記接着されたセラミック板１４の表面に発熱体１
３をエポキシ樹脂系接着剤（図示せず）等により接着す
ることにより取付ける方法等がある。セラミック板１４
としてはＡｌ2Ｏ3板やＡｌＮ板等が用いられる。またセ
ラミック板１４を側壁１１ａと発熱体１３との間に介装
したのは、発熱体１３と第１ケース１１を絶縁したり、
厚さが薄く弾性変形し易い第１ケース１１を補強した
り、或いは発熱体１３との熱膨張係数差を小さくしたり
するためである。
は２個であるが、３個以上でもよい。発熱体１３はこの
実施の形態では半導体素子であるが、抵抗体、コンデン
サ又はその他の発熱体でもよい。また発熱体１３の上記
一方の側壁１１ａへの取付方法としては、第１ケース１
１がアルミニウム又はアルミニウム合金製の場合には、
Ａｌ−Ｓｉ系ろう材やＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材等を介
して第１ケース１１の一方の側壁１１ａ外面に接着され
たセラミック板１４の表面にグリース（図示せず）を介
して発熱体１３をビス（図示せず）により取付ける方法
や、上記接着されたセラミック板１４の表面に発熱体１
３をエポキシ樹脂系接着剤（図示せず）等により接着す
ることにより取付ける方法等がある。セラミック板１４
としてはＡｌ2Ｏ3板やＡｌＮ板等が用いられる。またセ
ラミック板１４を側壁１１ａと発熱体１３との間に介装
したのは、発熱体１３と第１ケース１１を絶縁したり、
厚さが薄く弾性変形し易い第１ケース１１を補強した
り、或いは発熱体１３との熱膨張係数差を小さくしたり
するためである。
【００１０】第２ケース１２は第１ケース１１と同一材
料により厚さ０．２〜０．５ｍｍに形成されることが好
ましく、第２ケース１２の数は発熱体１３の数と同数、
即ちこの実施の形態では２本である。第２ケース１２は
円柱状に形成することが好ましいが、多角柱状に形成し
てもよく、第２ケース１２の両端は厚さ０．２〜０．５
ｍｍのキャップ１２ａ，１２ｂにより封止される。また
第２ケース１２の外周面にはリング状の多数のフィン１
６がそれぞれ突設される。これらのフィン１６は第２ケ
ース１２と同一材料により形成され、第２ケース１２の
長手方向に所定の間隔をあけて第２ケース１２に固着さ
れる。このようにフィン１６が固着された第２ケース１
２を第１ケース１１に収容して所定の位置に接着するに
は、第１及び第２ケース１１，１２がアルミニウム又は
アルミニウム合金製の場合には、第２ケース１２の一端
面を上記一方の側壁１１ａ内面のうち各発熱体１３に対
向する位置にＡｌ−Ｓｉ系ろう材又はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
系ろう材等を介してそれぞれ密着させ、かつ第２ケース
１２の他端面を上記一方の側壁１１ａに対向する他方の
側壁１１ｂ内面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材又はＡｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ系ろう材等を介して密着させた状態で、上記密着面
に荷重０．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ2を加え、真空中で６
００〜６３０℃に５〜３０分間加熱することにより行わ
れる。
料により厚さ０．２〜０．５ｍｍに形成されることが好
ましく、第２ケース１２の数は発熱体１３の数と同数、
即ちこの実施の形態では２本である。第２ケース１２は
円柱状に形成することが好ましいが、多角柱状に形成し
てもよく、第２ケース１２の両端は厚さ０．２〜０．５
ｍｍのキャップ１２ａ，１２ｂにより封止される。また
第２ケース１２の外周面にはリング状の多数のフィン１
６がそれぞれ突設される。これらのフィン１６は第２ケ
ース１２と同一材料により形成され、第２ケース１２の
長手方向に所定の間隔をあけて第２ケース１２に固着さ
れる。このようにフィン１６が固着された第２ケース１
２を第１ケース１１に収容して所定の位置に接着するに
は、第１及び第２ケース１１，１２がアルミニウム又は
アルミニウム合金製の場合には、第２ケース１２の一端
面を上記一方の側壁１１ａ内面のうち各発熱体１３に対
向する位置にＡｌ−Ｓｉ系ろう材又はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
系ろう材等を介してそれぞれ密着させ、かつ第２ケース
１２の他端面を上記一方の側壁１１ａに対向する他方の
側壁１１ｂ内面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材又はＡｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ系ろう材等を介して密着させた状態で、上記密着面
に荷重０．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ2を加え、真空中で６
００〜６３０℃に５〜３０分間加熱することにより行わ
れる。
【００１１】なお、第２ケースの両端をキャップにより
封止しなくても、第２ケースの両端を第１ケースの一方
の側壁及び他方の側壁に接着又は溶着して第２ケース内
を密閉できればキャップは不要になる。また第２ケース
の他端を第１ケースの他方の側壁を貫いて外側に突出す
るように構成してもよく、或いは第２ケースの他端を第
１ケースの他方の側壁内面から所定の間隔をあけるよう
に構成してもよい。これらの場合には第２ケースの他端
はキャップにより封止される。
封止しなくても、第２ケースの両端を第１ケースの一方
の側壁及び他方の側壁に接着又は溶着して第２ケース内
を密閉できればキャップは不要になる。また第２ケース
の他端を第１ケースの他方の側壁を貫いて外側に突出す
るように構成してもよく、或いは第２ケースの他端を第
１ケースの他方の側壁内面から所定の間隔をあけるよう
に構成してもよい。これらの場合には第２ケースの他端
はキャップにより封止される。
【００１２】第１ケース１１には第１冷媒２１が封入さ
れ、第２ケース１２には第１冷媒２１より高い沸点を有
する第２冷媒２２が封入される。１７は第１ケース１１
を貫通して第２ケース１２に接続されたパイプであり、
１８はパイプ１７に設けられたバルブである。第２冷媒
２２は上記パイプ１７を介して第２ケース１２に供給さ
れる。第１ケース１１にも図示しないがバルブを有する
パイプが接続され、このパイプを介して第１冷媒２１が
第１ケース１１に供給されるようになっている。第１冷
媒２１としては沸点が５０〜８０℃のクロロフルオロカ
ーボン（例えば、商品名フロリナート、３Ｍ社製）等を
用い、第２冷媒２２としては沸点が５０〜８０℃のクロ
ロフルオロカーボン等のうち上記第１冷媒より沸点が高
いクロロフルオロカーボン（例えば、商品名フロリナー
ト、３Ｍ社製）又は沸点が１００℃の水等を用いること
が好ましい。第１冷媒２１として沸点が５６℃の商品名
フロリナートＦＣ−７２（３Ｍ社製）を用いた場合に
は、第２冷媒２２として沸点が８０℃の商品名フロリナ
ートＦＣ−８４（３Ｍ社製）を用いることができる。ま
た第２冷媒２２として水を用いるときには、第１及び第
２ケースは耐食性を考慮して銅により形成される。な
お、第１ケースの上面に放熱部を接続し、この放熱部に
て気化した第１冷媒を速やかに冷却して液化するように
構成してもよい。
れ、第２ケース１２には第１冷媒２１より高い沸点を有
する第２冷媒２２が封入される。１７は第１ケース１１
を貫通して第２ケース１２に接続されたパイプであり、
１８はパイプ１７に設けられたバルブである。第２冷媒
２２は上記パイプ１７を介して第２ケース１２に供給さ
れる。第１ケース１１にも図示しないがバルブを有する
パイプが接続され、このパイプを介して第１冷媒２１が
第１ケース１１に供給されるようになっている。第１冷
媒２１としては沸点が５０〜８０℃のクロロフルオロカ
ーボン（例えば、商品名フロリナート、３Ｍ社製）等を
用い、第２冷媒２２としては沸点が５０〜８０℃のクロ
ロフルオロカーボン等のうち上記第１冷媒より沸点が高
いクロロフルオロカーボン（例えば、商品名フロリナー
ト、３Ｍ社製）又は沸点が１００℃の水等を用いること
が好ましい。第１冷媒２１として沸点が５６℃の商品名
フロリナートＦＣ−７２（３Ｍ社製）を用いた場合に
は、第２冷媒２２として沸点が８０℃の商品名フロリナ
ートＦＣ−８４（３Ｍ社製）を用いることができる。ま
た第２冷媒２２として水を用いるときには、第１及び第
２ケースは耐食性を考慮して銅により形成される。な
お、第１ケースの上面に放熱部を接続し、この放熱部に
て気化した第１冷媒を速やかに冷却して液化するように
構成してもよい。
【００１３】このように構成された沸騰式冷却装置の動
作を説明する。発熱体１３の発する熱は第１ケース１１
の一方の側壁１１ａ及び第２ケース１２のキャップ１２
ａを介して第２冷媒２２により吸収され、第２冷媒２２
の温度が上昇する。第２冷媒２２が吸収した熱は第２ケ
ース１２の周壁及び多数のフィン１６を介して第１冷媒
２１により吸収される。第１冷媒２１は第２冷媒２２よ
り沸点が低いため、第１冷媒２１は第２冷媒２２から吸
収した熱により気化する。このとき第１冷媒２１は第２
ケース１２の全周面及びフィン１６の全表面を介して第
２冷媒２２から多量の気化熱を奪うので、第２冷媒２２
は第１冷媒２１によりスムーズに冷却される。この結
果、第２冷媒２２の気泡の発生は少なく、第１ケース１
１の一方の側壁１１ａのうち発熱体１３に対向する側壁
１１ａ内面とキャップ１２ａを介しての液状の第２冷媒
２２との接触面積が常に最大となり、第２冷媒２２によ
る発熱体１３の冷却効率は最適状態に保たれる。従っ
て、複数の発熱体１３，１３はそれぞれ確実に冷却され
る。
作を説明する。発熱体１３の発する熱は第１ケース１１
の一方の側壁１１ａ及び第２ケース１２のキャップ１２
ａを介して第２冷媒２２により吸収され、第２冷媒２２
の温度が上昇する。第２冷媒２２が吸収した熱は第２ケ
ース１２の周壁及び多数のフィン１６を介して第１冷媒
２１により吸収される。第１冷媒２１は第２冷媒２２よ
り沸点が低いため、第１冷媒２１は第２冷媒２２から吸
収した熱により気化する。このとき第１冷媒２１は第２
ケース１２の全周面及びフィン１６の全表面を介して第
２冷媒２２から多量の気化熱を奪うので、第２冷媒２２
は第１冷媒２１によりスムーズに冷却される。この結
果、第２冷媒２２の気泡の発生は少なく、第１ケース１
１の一方の側壁１１ａのうち発熱体１３に対向する側壁
１１ａ内面とキャップ１２ａを介しての液状の第２冷媒
２２との接触面積が常に最大となり、第２冷媒２２によ
る発熱体１３の冷却効率は最適状態に保たれる。従っ
て、複数の発熱体１３，１３はそれぞれ確実に冷却され
る。
【００１４】図３は本発明の第２の実施の形態を示す。
図３において図１と同一符号は同一部品を示す。この冷
却装置５０では、第１ケース５１の下壁５１ａ外面に複
数の発熱体１３が上記下壁５１ａ外面に沿って所定の間
隔をあけて取付けられ、第１ケース５１に収容される複
数の筒状の第２ケース５２は略鉛直方向に延びて形成さ
れる。この実施の形態では、第１ケース５１が水平方向
に延びて形成されるため、第１ケース５１の下壁５１ａ
も水平方向に延びて設けられる。複数の発熱体１３は上
記下壁５１ａ外面に水平方向に所定の間隔をあけ、かつ
セラミック板１４を介して上記第１の実施の形態と同様
に取付けられる。第２ケース５２は発熱体１３と同数設
けられ、第２ケース５２の両端はキャップ５２ａ，５２
ｂにより封止される。また第２ケース５２の外周面には
リング状の多数のフィン５６がそれぞれ突設される。こ
れらの第２ケース５２を第１ケース５１に収容して所定
の位置に接着するには、第１及び第２ケース５１，５２
がアルミニウム又はアルミニウム合金製である場合に
は、第２ケース５２の下端面を上記下壁５１ａ内面のう
ち各発熱体１３に対向する位置にＡｌ−Ｓｉ系ろう材又
はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材等を介してそれぞれ密着さ
せた状態で、上記密着面に荷重０．５〜２．０ｋｇ／ｃ
ｍ2を加え、真空中で６００〜６３０℃に５〜３０分間
加熱することにより行われる。また第１ケース５１には
第１冷媒２１が封入され、第２ケース５２には第１冷媒
２１より高い沸点を有する第２冷媒２２が封入される。
５７は第２ケース５２に接続されたパイプであり、５８
はパイプ５７に設けられたバルブである。上記パイプ５
７がアルミニウム又はアルミニウム合金製の場合には、
パイプ５７はＡｌ−Ｓｉ系ろう材又はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
系ろう材等により第１及び第２ケース５１，５２にそれ
ぞれ接着される。上記以外は第１の実施の形態の沸騰式
冷却装置と略同様に構成される。
図３において図１と同一符号は同一部品を示す。この冷
却装置５０では、第１ケース５１の下壁５１ａ外面に複
数の発熱体１３が上記下壁５１ａ外面に沿って所定の間
隔をあけて取付けられ、第１ケース５１に収容される複
数の筒状の第２ケース５２は略鉛直方向に延びて形成さ
れる。この実施の形態では、第１ケース５１が水平方向
に延びて形成されるため、第１ケース５１の下壁５１ａ
も水平方向に延びて設けられる。複数の発熱体１３は上
記下壁５１ａ外面に水平方向に所定の間隔をあけ、かつ
セラミック板１４を介して上記第１の実施の形態と同様
に取付けられる。第２ケース５２は発熱体１３と同数設
けられ、第２ケース５２の両端はキャップ５２ａ，５２
ｂにより封止される。また第２ケース５２の外周面には
リング状の多数のフィン５６がそれぞれ突設される。こ
れらの第２ケース５２を第１ケース５１に収容して所定
の位置に接着するには、第１及び第２ケース５１，５２
がアルミニウム又はアルミニウム合金製である場合に
は、第２ケース５２の下端面を上記下壁５１ａ内面のう
ち各発熱体１３に対向する位置にＡｌ−Ｓｉ系ろう材又
はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材等を介してそれぞれ密着さ
せた状態で、上記密着面に荷重０．５〜２．０ｋｇ／ｃ
ｍ2を加え、真空中で６００〜６３０℃に５〜３０分間
加熱することにより行われる。また第１ケース５１には
第１冷媒２１が封入され、第２ケース５２には第１冷媒
２１より高い沸点を有する第２冷媒２２が封入される。
５７は第２ケース５２に接続されたパイプであり、５８
はパイプ５７に設けられたバルブである。上記パイプ５
７がアルミニウム又はアルミニウム合金製の場合には、
パイプ５７はＡｌ−Ｓｉ系ろう材又はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
系ろう材等により第１及び第２ケース５１，５２にそれ
ぞれ接着される。上記以外は第１の実施の形態の沸騰式
冷却装置と略同様に構成される。
【００１５】このように構成された沸騰式冷却装置で
は、発熱体１３の発する熱は第１ケース５１の下壁５１
ａ及び第２ケース５２のキャップ５２ａを介して第２冷
媒２２により吸収され、第２冷媒２２の温度が上昇す
る。第２冷媒２２が吸収した熱は第２ケース５２の周壁
及びフィン５６を介して第１冷媒２１により吸収され
る。第１冷媒２１は第２冷媒２２より沸点が低いため、
第１冷媒２１は第２冷媒２２から吸収した熱により気化
する。このとき第１冷媒２１は第２冷媒２２から多量の
気化熱を奪うので、第２冷媒２２は第１冷媒２１により
スムーズに冷却される。この結果、第２冷媒２２の気泡
の発生は少なく、かつ第２冷媒２２に第２ケース５２内
で一点鎖線矢印で示す安定した対流が発生するので、第
１ケース５１の下壁５１ａのうち発熱体１３に対向する
下壁５１ａ内面とキャップ５２ａを介しての液状の第２
冷媒２２との接触面積が常に最大となり、第２冷媒２２
による発熱体１３の冷却効率は最適状態に保たれる。従
って、複数の発熱体１３はそれぞれ確実に冷却される。
は、発熱体１３の発する熱は第１ケース５１の下壁５１
ａ及び第２ケース５２のキャップ５２ａを介して第２冷
媒２２により吸収され、第２冷媒２２の温度が上昇す
る。第２冷媒２２が吸収した熱は第２ケース５２の周壁
及びフィン５６を介して第１冷媒２１により吸収され
る。第１冷媒２１は第２冷媒２２より沸点が低いため、
第１冷媒２１は第２冷媒２２から吸収した熱により気化
する。このとき第１冷媒２１は第２冷媒２２から多量の
気化熱を奪うので、第２冷媒２２は第１冷媒２１により
スムーズに冷却される。この結果、第２冷媒２２の気泡
の発生は少なく、かつ第２冷媒２２に第２ケース５２内
で一点鎖線矢印で示す安定した対流が発生するので、第
１ケース５１の下壁５１ａのうち発熱体１３に対向する
下壁５１ａ内面とキャップ５２ａを介しての液状の第２
冷媒２２との接触面積が常に最大となり、第２冷媒２２
による発熱体１３の冷却効率は最適状態に保たれる。従
って、複数の発熱体１３はそれぞれ確実に冷却される。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、一
方の側壁外面に複数の発熱体が取付けられた第１ケース
に第１冷媒を封入し、第１ケース内に一端から他端に向
うに従って上方に傾斜して収容された複数の筒状の第２
ケースの一端を上記一方の側壁内面のうち各発熱体に対
向する位置にそれぞれ固着し、これらの第２ケースの他
端をそれぞれ封止し、更に第２ケースに第１冷媒より高
い沸点を有する第２冷媒をそれぞれ封入したので、発熱
体の発する熱は第２冷媒を介して第１冷媒により吸収さ
れる。第１冷媒は第２ケースの全周面を介して３次元的
に第２冷媒から熱を吸収して気化する際に、第２冷媒か
ら多量の気化熱を奪うため、第２冷媒は第１冷媒により
スムーズに冷却される。この結果、第２冷媒の気泡の発
生が少なく、第２冷媒による発熱体の冷却効率は最適状
態に保たれるので、複数の発熱体はそれぞれ確実に冷却
される。
方の側壁外面に複数の発熱体が取付けられた第１ケース
に第１冷媒を封入し、第１ケース内に一端から他端に向
うに従って上方に傾斜して収容された複数の筒状の第２
ケースの一端を上記一方の側壁内面のうち各発熱体に対
向する位置にそれぞれ固着し、これらの第２ケースの他
端をそれぞれ封止し、更に第２ケースに第１冷媒より高
い沸点を有する第２冷媒をそれぞれ封入したので、発熱
体の発する熱は第２冷媒を介して第１冷媒により吸収さ
れる。第１冷媒は第２ケースの全周面を介して３次元的
に第２冷媒から熱を吸収して気化する際に、第２冷媒か
ら多量の気化熱を奪うため、第２冷媒は第１冷媒により
スムーズに冷却される。この結果、第２冷媒の気泡の発
生が少なく、第２冷媒による発熱体の冷却効率は最適状
態に保たれるので、複数の発熱体はそれぞれ確実に冷却
される。
【００１７】また下壁外面に複数の発熱体が取付けられ
た第１ケースに第１冷媒を封入し、第１ケース内に略鉛
直方向に延びて収容された複数の第２ケースの下端を上
記下壁内面のうち各発熱体に対向する位置にそれぞれ固
着し、これらの第２ケースの上端をそれぞれ封止し、更
に第２ケースに第１冷媒より高い沸点を有する第２冷媒
をそれぞれ封入すれば、発熱体の発する熱は第２冷媒を
介して第１冷媒により吸収される。第１冷媒は第２冷媒
から吸収した熱により気化する際に、第２冷媒から多量
の気化熱を奪うため、第２冷媒はスムーズに冷却され
る。この結果、第２冷媒の気泡の発生が少なく、かつ第
２冷媒に第２ケース内で安定した対流が発生するので、
複数の発熱体はそれぞれ確実に冷却される。
た第１ケースに第１冷媒を封入し、第１ケース内に略鉛
直方向に延びて収容された複数の第２ケースの下端を上
記下壁内面のうち各発熱体に対向する位置にそれぞれ固
着し、これらの第２ケースの上端をそれぞれ封止し、更
に第２ケースに第１冷媒より高い沸点を有する第２冷媒
をそれぞれ封入すれば、発熱体の発する熱は第２冷媒を
介して第１冷媒により吸収される。第１冷媒は第２冷媒
から吸収した熱により気化する際に、第２冷媒から多量
の気化熱を奪うため、第２冷媒はスムーズに冷却され
る。この結果、第２冷媒の気泡の発生が少なく、かつ第
２冷媒に第２ケース内で安定した対流が発生するので、
複数の発熱体はそれぞれ確実に冷却される。
【図１】本発明の第１実施形態の沸騰式冷却装置を示す
図２のＡ−Ａ線断面図。
図２のＡ−Ａ線断面図。
【図２】その冷却装置の要部破断斜視図。
【図３】本発明の第２実施形態の沸騰式冷却装置を示す
図１に対応する断面図。
図１に対応する断面図。
１０，５０ 沸騰式冷却装置 １１，５１ 第１ケース １１ａ 一方の側壁 １２，５２ 第２ケース １３ 発熱体 １６，５６ フィン ２１ 第１冷媒 ２２ 第２冷媒 ５１ａ 下壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 初鹿 昌文 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−15451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−295442（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/42
Claims (3)
- 【請求項１】 一方の側壁(11a)外面に複数の発熱体(1
3)が前記側壁(11a)外面に沿って所定の間隔をあけて取
付けられた第１ケース(11)と、 前記第１ケース(11)に封入された第１冷媒(21)と、 前記第１ケース(11)内に一端から他端に向うに従って上
方に傾斜して収容され一端が前記一方の側壁(11a)内面
のうち前記各発熱体(13)に対向する位置にそれぞれ固着
されかつ他端がそれぞれ封止された複数の筒状の第２ケ
ース(12)と、 前記複数の第２ケース(12)にそれぞれ封入され前記第１
冷媒(21)より高い沸点を有する第２冷媒(22)とを備えた
沸騰式冷却装置。 - 【請求項２】 下壁(51a)外面に複数の発熱体(13)が前
記下壁(51a)外面に沿って所定の間隔をあけて取付けら
れた第１ケース(51)と、 前記第１ケース(51)に封入された第１冷媒(21)と、 前記第１ケース(51)内に略鉛直方向に延びて収容され下
端が前記下壁(51a)内面のうち前記各発熱体(13)に対向
する位置にそれぞれ固着されかつ上端がそれぞれ封止さ
れた複数の筒状の第２ケース(52)と、 前記複数の第２ケース(52)にそれぞれ封入され前記第１
冷媒(21)より高い沸点を有する第２冷媒(22)とを備えた
沸騰式冷却装置。 - 【請求項３】 複数の第２ケース(12,52)の外周面に多
数のフィン(16,56)がそれぞれ突設された請求項１又は
２記載の沸騰式冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27729895A JP3161504B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 沸騰式冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27729895A JP3161504B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 沸騰式冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09121009A JPH09121009A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3161504B2 true JP3161504B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=17581594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27729895A Expired - Fee Related JP3161504B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 沸騰式冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161504B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410138B2 (en) | 1997-09-30 | 2002-06-25 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Crimped multicomponent filaments and spunbond webs made therefrom |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP27729895A patent/JP3161504B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410138B2 (en) | 1997-09-30 | 2002-06-25 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Crimped multicomponent filaments and spunbond webs made therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09121009A (ja) | 1997-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5168919A (en) | Air cooled heat exchanger for multi-chip assemblies | |
| US5632158A (en) | Electronic component cooling unit | |
| US6609561B2 (en) | Tunnel-phase change heat exchanger | |
| US4944344A (en) | Hermetically sealed modular electronic cold plate utilizing reflux cooling | |
| KR950014046B1 (ko) | 최적화된 히트 파이프 및 전자회로 일체형 조립체 | |
| US6749013B2 (en) | Heat sink | |
| JPH0735955B2 (ja) | 一体化されたヒートパイプ・熱交換器・締め付け組立体およびそれを得る方法 | |
| JP3161504B2 (ja) | 沸騰式冷却装置 | |
| JP3654323B2 (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| JP3409434B2 (ja) | インバータ | |
| JPH07161888A (ja) | 沸騰冷却装置及びその製造方法 | |
| JP3403307B2 (ja) | ヒートスプレッダとそれを用いた冷却器 | |
| JP3093442B2 (ja) | ヒートパイプ式ヒートシンク | |
| JP3143811B2 (ja) | ヒートパイプ式ヒートシンク | |
| JPH10288481A (ja) | 板型ヒートパイプとそれを用いた冷却構造 | |
| JP2004349652A (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| JP2000018853A (ja) | 板型ヒートパイプを用いた冷却構造 | |
| JPH08186208A (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| JPH07106478A (ja) | 沸騰冷却装置及びその製造方法 | |
| JP3496695B2 (ja) | 沸騰冷却装置およびその製造方法 | |
| JP3384066B2 (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| JP3656607B2 (ja) | 沸騰冷却装置 | |
| JP2000245155A (ja) | 電力変換装置の半導体スタック | |
| JP2001326310A (ja) | 電子機器冷却装置 | |
| KR100468278B1 (ko) | 전도체 일체형 히트파이프 냉각기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010124 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080223 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090223 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |