JP6123555B2 - 二相流冷却装置及び二相流冷却装置用蒸発器 - Google Patents

Description

本発明は、サーバ等の半導体集積回路装置を搭載した電子機器を冷却するための二相流冷却装置及び二相流冷却装置用蒸発器に関する。

サーバなどの電子機器の稼働により、電子機器内部に実装されている半導体集積回路装置が稼働すると、半導体集積回路装置から熱が発生するため、冷却装置を用いて半導体集積回路装置周辺を冷却し、半導体集積回路装置内部に熱が籠るのを防いでいる。

図１１は、従来の電子機器の冷却構造の一例の概略的構成図であり、蒸発器系５０と、冷却配管系６０、被冷却電子機器７０からなる。蒸発器系５０は、内部で作動液を気化させ気化熱により冷却する蒸発用筐体５１と、管取り付け部５２，５３と、リッド（ＬＩＤ：熱伝導性蓋状部材）５４とを備え、リッド５４はＴＩＭ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）５５を介して蒸発器筐体５１と熱的に接触している。

冷却配管系６０は、蒸気管６１と液管６２を備え、蒸気管６１と液管６２の一端は管取り付け部５２，５３に取り付けられ、他端は管取り付け部６３，６４を介してラジエータ６５に接続される。ラジエータ６５の近傍にはファン６６が配置されてラジエータ６５を空気冷却する。また、液管６２の途中には、管取り付け部６７，６８を介してポンプ６９が取り付けられている。

被冷却電子機器７０は、システムボード７１と、その上に設けられた半導体集積回路装置７３を搭載した回路基板７２からなり、半導体集積回路装置７３の周囲を囲むようにスティフナー７４を設けてＴＩＭ７５によりリッド５４に熱的に接触させる。

半導体集積回路装置７３から発生する熱を、リッド５４を介して蒸発用筐体５１に伝え、蒸発用筐体５１の内部で作動液７６が沸騰してその気化熱により半導体集積回路装置７３からの発熱を取り去る。蒸発用筐体５１の内部で沸騰した作動液７６の蒸気は、蒸気管６１からラジエータ６５に送られ、ファンにより空冷されて凝縮して作動液７６に戻る。この作動液７６はポンプ６９により液管６２から蒸発用筐体５１の内部に戻るというシーケンスを持つ。

このような二相流冷却装置の一例として、作動液からの蒸気を排出する管路上に蒸気の熱を排出するフィンを設けることで、ＭＰＵの周辺を冷却する装置が提案されている（特許文献１参照）。また、別の一例として、蒸発部内部のチャンバー内とヒートシンクにフィンを設けて、気液二相流の冷媒を液体の冷媒に変化させる冷却装置が提案されている（特許文献２参照）。いずれも、蒸発器内部や管路上に放熱フィンを設けることで、電子機器稼働中における半導体周辺を冷却する装置である。

特開２００９−０８８１２５号公報 国際公開パンフレット ＷＯ ２０１１／０４０１２９

二相流冷却装置において、何等かの不具合が発生すると、装置の機能を果たさなくなり、半導体内部に熱が籠る。不具合の具体例として、冷却装置内のポンプが停止して作動液の循環が止まる場合と、冷却装置内のファンが停止してラジエータへの送風が止まる場合と、冷却装置を備える電子機器に停電があって冷却装置全体の稼働が止まる場合が考えられる。

いずれの場合も、不具合発生直後に半導体集積回路装置は数秒遅れて停止するように設定されているが、半導体集積回路装置からの発熱は停止後も続く。この時、不具合発生により作動液の供給が止まっているため蒸発器が空焚きとなり冷却機能が停止する。その結果、発熱が続く半導体集積回路装置の温度は数秒で１５０℃付近まで急上昇し、半導体集積回路装置が破損に至る恐れがある。

したがって、二相流冷却装置及び二相流冷却装置用蒸発器において、不具合発生時における過熱による半導体集積回路装置の破損を防止することを目的とする。

開示する一観点からは、半導体装置と熱的に接する熱伝導性蓋状部材と、前記熱伝導性蓋状部材と熱的に接する蒸発用筐体と、前記蒸発用筐体に接続された蒸気管及び液管と
前記蒸気管と前記液管に接続されたラジエータと、前記ラジエータに空気を送風するファンと、前記液管の中間部に接続されたポンプと、前記蒸発用筐体の前記熱伝導性蓋状部材と接する面と反対側の面に設けられた熱により伸縮する熱変形性放熱フィンとを有し、前記熱変形性放熱フィンは、所定温度以上に達したときに圧縮した状態から伸長した状態に変化する熱変形性放熱フィンであることを特徴とする二相流冷却装置が提供される。

また、開示する別の観点からは、蒸発用筐体と、前記蒸発用筐体に蒸気管及び液管を取り付ける管取り付け部と、前記蒸発用筐体の頂面に設けられた熱により伸縮する熱変形性放熱フィンとを有し、前記熱変形性放熱フィンは、所定温度以上に達したときに圧縮した状態から伸長した状態に変化する熱変形性放熱フィンであることを特徴とする二相流冷却装置用蒸発器が提供される。

開示の二相流冷却装置及び二相流冷却装置用蒸発器によれば、不具合発生時における過熱による半導体集積回路装置の破損を防止することが可能になる。

本発明の実施の形態の二相流冷却装置を用いた冷却構造を示す概念図である。 本発明の実施の形態における熱変形性放熱フィンの形状変化の説明図である。 ポンプが停止した場合の二相流冷却装置の動作シーケンスの説明図である。 ファンが停止した場合の二相流冷却装置の動作シーケンスの説明図である。 電子機器が停止した場合の二相流冷却装置の動作シーケンスの説明図である。 本発明の実施例１の二相流冷却装置に用いる蒸発器の説明図である。 本発明の実施例１における熱変形性放熱フィンの形状変化の説明図である。 本発明の実施例２の二相流冷却装置の説明図である。 本発明の実施例３の二相流冷却装置の説明図である。 本発明の実施例４の二相流冷却装置の説明図である。 従来の電子機器の冷却構造の一例の概略的構成図である。

ここで、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態の二相流冷却装置を説明する。図１は、本発明の実施の形態の二相流冷却装置を用いた冷却構造を示す概念図であり、蒸発器系１０と、冷却配管系２０と被冷却電子機器３０からなる。蒸発器系１０は、内部で作動液を気化させ気化熱により冷却する蒸発用筐体１１と、管取り付け部１２，１３と、熱伝導性蓋状部材であるリッド１４を備える。また、蒸発用筐体１１の頂部には所定温度以上に達したときに圧縮した状態から伸長した状態に変化する熱変形性放熱フィン４０が取り付けられている。蒸発用筐体１１はＴＩＭ１５を介してリッド１４と熱的に接触している。なお、蒸発器は、蒸発用筐体１１と、管取り付け部１２，１３と、熱変形性放熱フィン４０からなる。

熱変形性放熱フィン４０は、典型的には形状記憶合金と、形状記憶合金より熱伝導性に優れた金属材料の積層膜からなる。なお、形状記憶合金としては、通常稼働時の温度より数度高い温度で形状が変化する材料を選択するものであり、例えば、７５℃以上で形状変化させる場合には典型的にはＴｉＮｉを用いる。また、金属材料としては、Ｃｕ、Ａｇ或いはＣｕ-Ａｇ合金が典型的なものである。このように、形状記憶合金を用いることによって、バイメタルを用いた場合に比べて熱変形量を大きくすることができる。なお、熱変形性放熱フィン４０は形状記憶合金のみで形成しても良いが、金属材料との積層膜に比べて放熱特性は低下する。

この積層膜を加工成型することによって所定温度以上に達したときに圧縮した状態から伸長した状態に変化する熱変形性放熱フィン４０を形成する。熱変形性放熱フィン４０の形状としてはコイル状或いは、板バネを折り畳んだ形状が典型的である。

また、この熱変形性放熱フィン４０の先端部を熱伝導性板状支持部材に固定しても良く、熱変形性放熱フィン４０が伸長したときに、冷却構造全体を格納するラックの天板に当接させることで冷却効果をより高めることができる。なお、この場合、熱伝導性板状支持部材によって熱変形性放熱フィン４０が過剰に圧縮されないように、伸縮性を有するスペーサを周囲に設けておくことが望ましい。

また、管取り付け部１２，１３は、蒸発用筐体１１の側面に取り付けることが望ましいが、蒸発用筐体１１の頂面の端部に取り付けても良い。

冷却配管系２０は、従来の二相流冷却装置と同様に、蒸気管２１と液管２２を備え、蒸気管２１と液管２２の一端は管取り付け部１２，１３に取り付けられ、他端は管取り付け部２３，２４を介してラジエータ２５に接続される。ラジエータ２５の近傍にはファン２６が配置されてラジエータ２５を空気冷却する。また、液管２２の途中には、管取り付け部２７，２８を介してポンプ２９が取り付けられている。

被冷却電子機器３０は、その一例として、システムボード３１と、その上に設けられた半導体集積回路装置３３を搭載した回路基板３２からなる。半導体集積回路装置３３の周囲を囲むようにスティフナー３４を設けてＴＩＭ３５によりリッド１４に熱的に接触させる。

この実施の形態の二相流冷却装置の場合も、半導体集積回路装置３３から発生する熱を、リッド１４を介して蒸発用筐体１１に伝え、蒸発用筐体１１の内部で作動液３６が沸騰してその気化熱により半導体集積回路装置３３からの発熱を取り去る。蒸発用筐体１１の内部で沸騰した作動液３６の蒸気は、蒸気管２１からラジエータ２５に送られ、ファンにより空冷されて凝縮して作動液３６に戻る。この作動液３６はポンプ２９により液管２２から蒸発用筐体１１の内部に戻るというシーケンスを持つ。なお、作動液３６としては、水系やアルコール系等を用いる。

但し、本発明の実施の形態においては、蒸発用筐体１１の温度が、予め設定した温度より上昇した場合には、熱変形性放熱フィン４０が伸長して放熱効率を高めるので、この事情を図２乃至図５を参照して説明する。

図２は、本発明の実施の形態における熱変形性放熱フィン４０の形状変化の説明図であり、図２（ａ）は変形前の断面図であり、図２（ｂ）は変形後の断面図である。図２（ａ）に示すように、通常の稼働温度の場合には、熱変形性放熱フィン４０は圧縮状態にある。

しかし、不具合が発生して蒸発用筐体１１の温度が通常の稼働温度より上昇した場合には、図２（ｂ）に示すように、熱変形性放熱フィン４０が伸長する。熱変形性放熱フィン４０が伸長すると空気との接触面積が増すとともに、より広い空間で空気と接触して半導体集積回路装置３３からの発熱を冷却装置の周囲の空間に放出する。その結果、半導体集積回路装置３３の動作が停止して発熱が止むまでの間、過剰な温度まで上昇することを回避することができる。

次に、不具合発生時の二相流冷却装置の動作シーケンスを説明する。図３は、ポンプが停止した場合の二相流冷却装置の動作シーケンスの説明図であり、何らかの理由でポンプが停止した場合に、作動液の循環が停止し、その数秒遅れで半導体集積回路装置の動作も自動停止する。しかし、動作は停止しても半導体集積回路装置の発熱は続き、数秒で１５０℃まで上昇する。

この時、作動液の循環は既に停止しているので蒸発用筐体の温度は通常の稼働温度より上昇する。温度の上昇が予め設定した温度より上昇した場合に、それまで予め設定した温度で熱変形が起こるように材料を選択した圧縮状態にあった熱変形性放熱フィンが、設定以上の温度を感知してから１秒以内に熱変形を起こして伸長し、周囲の空間への放熱を開始する。

図４は、ファンが停止した場合の二相流冷却装置の動作シーケンスの説明図であり、何らかの理由でファンが停止した場合に、作動液の温度は上昇し、その数秒遅れで半導体集積回路装置の動作も自動停止する。しかし、動作は停止しても半導体集積回路装置の発熱は続いている。

この時、作動液の循環は既に停止しているので蒸発用筐体の温度は通常の稼働温度より上昇する。温度の上昇が予め設定した温度より上昇した場合に、それまで圧縮状態にあった熱変形性放熱フィンが、熱変形を起こして伸長し、周囲の空間への放熱を開始する。

図５は、電子機器が停止した場合の二相流冷却装置の動作シーケンスの説明図である。停電等の理由でサーバ等の電子機器が停止した場合に、冷却装置全体が同時に停止してポンプ及びファンも自動停止し、作動液の循環が停止して作動液の温度は上昇する。冷却装置の停止の数秒遅れで半導体集積回路装置の動作も自動停止する。しかし、動作は停止しても半導体集積回路装置の発熱は続いている。

この時、作動液の循環は既に停止しているので蒸発用筐体の温度は通常の稼働温度より上昇する。温度の上昇が予め設定した温度より上昇した場合に、それまで圧縮状態にあった熱変形性放熱フィンが、熱変形を起こして伸長し、周囲の空間への放熱を開始する。

このように、本発明の実施の形態においては、ポンプやファンの停止、あるいは冷却装置を備えた電子機器の停電等の不具合発生後も継続発生している半導体集積回路装置からの発熱を熱変形性放熱フィンから冷却装置の外部へ放熱することができる。その結果、半導体集積回路装置が高温に上昇して破損するなどの損傷を防ぐことができる。

また、二相流冷却方式では、沸騰曲線の核沸騰領域で示されているとおり、作動液が沸騰状態の時に最も高い冷却性能を保つ。本発明の実施の形態の気液二相流冷却方式は作動液の沸騰時の気化熱（潜熱）を利用するため、顕熱を利用する単相流水冷却方式に比べて冷却能力が数倍高くなる。

さらに、気液二相流冷却方式は、冷却装置内の温度上昇を防ぐため、ＣＰＵなど発熱体からの熱を移動し装置内の出口付近にて集中放熱することにメリットがある。本発明の実施の形態では、蒸発器上の熱変形性放熱フィンが放熱箇所となり、通常稼働中よりも不具合発生時の放熱量が大きい。

なお、半導体集積回路装置から発する熱量よりも気液二相流冷却方式の熱輸送量が大きい場合は、通常稼働時に放熱フィンが伸長していると、返って放熱フィンが二相流冷却方式の冷却性能を低下させる恐れもある。したがって、通常稼働時において熱変形性放熱フィンを圧縮状態にしておくことで、二相流冷却方式の冷却性能の低下を抑制しつつ、不具合発生に伴う温度急上昇時に熱変形性放熱フィンを伸縮することで半導体集積回路装置の損傷を回避することができる。

次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施例１の二相流冷却装置を説明するが、全体構成は図１に示した実施の形態と同様であるので、蒸発器近傍の構造を主にして説明する。図６は、本発明の実施例１の二相流冷却装置に用いる蒸発器の説明図であり、図６（ａ）は蒸発器の概略的断面図であり、図６（ｂ）は放熱フィンを形成するための積層膜の説明図である。

図６（ａ）に示すように、Ｃｕ製の４０ｍｍ□×７ｍｍ厚の蒸発用筐体１１の側面に作動液を循環する液管及び蒸気管を取り付ける管取り付け部１２，１３が設けられ、頂面には熱変形性放熱フィン４０が固定されている。この場合の熱変形性放熱フィン４０の素材は、図６（ｂ）に示すように、Ｎｉ：Ｔｉ＝４９〜５０：５０〜５１（ａｔｏｍｉｃ％）からなる形状記憶合金４２とＣｕからなる高熱伝導性金属４３を積層した厚さが０．２ｍｍの積層膜４１を用いる。この積層膜を切断して細線にしたのち巻回することで、直径が２ｍｍのコイル状の熱変形性放熱フィン４０とし、この熱変形性放熱フィン４０を１．７ｍｍのピッチでマトリクス状に配置する。因みに、通常稼働時における半導体集積回路装置の実測温度は９５℃で、蒸発用筐体１１の頂面の実測温度は７０℃であったので、７５℃で熱変形が起こるように、上記の組成比のＮｉＴｉ合金を用いた。

このコイル状の熱変形性放熱フィン４０の高さは、後述するように伸長した状態で２４ｍｍになるように設定する。この熱変形性放熱フィン４０の固定部に熱に強い特殊なＮｉメッキを施したのち、銀ろうを用いて蒸発用筐体１１の頂面に固定される。

図７は、本発明の実施例１における熱変形性放熱フィンの形状変化の説明図であり、図７（ａ）は変形前の断面図であり、図７（ｂ）は変形後の断面図であり、ここでは、ラックマウント型のサーバに本願の二相流冷却装置を適用した例として説明する。ラックの天板４４の高さを４４ｍｍとし、蒸発器の高さを７ｍｍ、半導体集積回路装置及びリッドを含む電子機器の高さを３ｍｍとする。天板４４の高さから蒸発器と電子機器の高さを差し引いた値が３４ｍｍとなるので、熱変形性放熱フィン４０が伸長した場合のスペースを確保することができる。

図７（ａ）に示すように、通常の稼働温度の７０℃の場合には、熱変形性放熱フィン４０は圧縮状態にある。しかし、不具合が発生してポンプ或いはファンが停止した場合、半導体集積回路装置の動作は停止するものの温度は数秒で１５０℃まで上昇して蒸発用筐体１１の温度も７５℃以上に上昇する。この時、図７（ｂ）に示すように、熱変形性放熱フィン４０は７５℃以上の温度を感知してから１秒以内に伸長する。

このように、本発明の実施例１においては、空気との接触面積が増すとともに、より広い空間で空気と接触して半導体集積回路装置３３からの発熱を冷却装置の周囲の空間に放出する。その結果、半導体集積回路装置３３の動作が停止して発熱が止むまでの間、過剰な温度まで上昇することを回避することができる。

次に、図８を参照して、本発明の実施例２の二相流冷却装置を説明するが、ここでも蒸発器近傍の構成を主として説明する。図８は、本発明の実施例２の二相流冷却装置の説明図であり、図８（ａ）は変形前の断面図であり、図８（ｂ）は変形後の断面図である。

図８（ａ）に示すように、本発明の実施例２の二相流冷却装置に用いる蒸発用筐体１１に固定する熱変形性放熱フィン４０の他端に、Ｃｕ製の熱伝導性板状支持体４５を固定し、その周辺部に例えば形状記憶合金と高熱伝導性金属との積層膜からなるスペーサ４６を設ける。なお、その他の構成は上記の実施例１と同様である。

図８（ｂ）に示すように、蒸発用筐体１１の頂面の温度が７５℃を超えると、熱変形性放熱フィン４０が伸長し、熱伝導性板状支持体４５がラックの天板４４に当接する。その結果、熱変形性放熱フィン４０による空気中への放熱だけでなく、天板４４への放熱によって放熱効率が高まる。

このように、本発明の実施例２においては、熱伝導性板状支持体４５を設けているので、放熱性がさらに改善され、半導体集積回路装置の損傷をより確実に回避することが可能になる。

次に、図９を参照して、本発明の実施例３の二相流冷却装置を説明するが、ここでも蒸発器近傍の構成を主として説明する。図９は、本発明の実施例３の二相流冷却装置の説明図であり、図９（ａ）は変形前の断面図であり、図９（ｂ）は変形後の断面図である。

図９（ａ）に示すように、本発明の実施例３の二相流冷却装置に用いる蒸発用筐体１１に固定する熱変形性放熱フィン４７を板バネを折り畳んだ形状にしたものであり、素材自体は上記の実施例１の熱変形性放熱フィン４０の素材と同じである。また、その他の構成も上記の実施例１と同様である。この熱変形性放熱フィンは、形状記憶合金と高熱伝導性金属との積層膜を細線状に切断したのち、交互に山折りと谷折りになるように折り畳んで形成する。

図９（ｂ）に示すように、蒸発用筐体１１の頂面の温度が７５℃を超えると、熱変形性放熱フィン４７が伸長して空気中への放熱を開始する。

このように、本発明の実施例３においては、熱変形性放熱フィン４７を板バネを折り畳んだ形状にしているので、製造が容易になるとともに、蒸発用筐体１１への固定も容易になる。

次に、図１０を参照して、本発明の実施例４の二相流冷却装置を説明するが、ここでも蒸発器近傍の構成を主として説明する。図１０は、本発明の実施例４の二相流冷却装置の説明図であり、図１０（ａ）は変形前の断面図であり、図１０（ｂ）は変形後の断面図である。

図１０（ａ）に示すように、本発明の実施例４の二相流冷却装置は、上記の実施例２と同様に、板バネを折り畳んだ形状の熱変形性放熱フィンの他端に、Ｃｕ製の熱伝導性板状支持体４５を固定し、その周辺部に例えば形状記憶合金と高熱伝導性金属との積層膜からなるスペーサ４６を設けたものである。なお、その他の構成は上記の実施例３と同様である。

図１０（ｂ）に示すように、蒸発用筐体１１の頂面の温度が７５℃を超えると、熱変形性放熱フィン４７が伸長して熱伝導性板状支持体４５がラックの天板４４に当接する。その結果、熱変形性放熱フィン４７による空気中への放熱だけでなく、天板４４への放熱によって放熱効率が高まる。

このように、本発明の実施例４においては、熱変形性放熱フィン４７を板バネを折り畳んだ形状にしているので、製造が容易になるとともに、蒸発用筐体１１への固定も容易になる。また、熱伝導性板状支持体４５を設けているので、放熱性がさらに改善され、半導体集積回路装置の損傷をより確実に回避することが可能になる。

ここで、実施例１乃至実施例４を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）半導体装置と熱的に接する熱伝導性蓋状部材と、前記熱伝導性蓋状部材と熱的に接する蒸発用筐体と、前記蒸発用筐体に接続された蒸気管及び液管と前記蒸気管と前記液管に接続されたラジエータと、前記ラジエータに空気を送風するファンと、前記液管の中間部に接続されたポンプと、前記蒸発用筐体の前記熱伝導性蓋状部材と接する面と反対側の面に設けられた熱により伸縮する熱変形性放熱フィンとを有し、前記熱変形性放熱フィンは、所定温度以上に達したときに圧縮した状態から伸長した状態に変化する熱変形性放熱フィンであることを特徴とする二相流冷却装置。
（付記２）前記熱変形性放熱フィンは、形状記憶合金と前記形状記憶合金より熱伝導性の高い高熱伝導性金属との積層膜からなることを特徴とする付記１に記載の二相流冷却装置。
（付記３）前記高熱伝導性金属が、Ｃｕ、Ａｇ或いはＣｕ-Ａｇ合金のいずれかであることを特徴とする付記１または付記２に記載の二相流冷却装置。
（付記４）前記熱変形性放熱フィンが、コイル状の放熱フィン或いは板バネを折りたたんだ形状の放熱フィンであることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載の二相流冷却装置。
（付記５）前記熱変形性放熱フィンの前記蒸発用筐体に固定されている端部と反対側の端部が熱伝導性板状支持部材に固定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１に記載の二相流冷却装置。
（付記６）前記蒸気管及び液管が、前記蒸発用筐体の側面に取り付けら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１に記載の二相流冷却装置。
（付記７）蒸発用筐体と、前記蒸発用筐体に蒸気管及び液管を取り付ける管取り付け部と、前記蒸発用筐体の頂面に設けられた熱により伸縮する熱変形性放熱フィンとを有し、前記熱変形性放熱フィンは、所定温度以上に達したときに圧縮した状態から伸長した状態に変化する熱変形性放熱フィンであることを特徴とする二相流冷却装置用蒸発器。
（付記８）前記熱変形性放熱フィンは、形状記憶合金と前記形状記憶合金より熱伝導性の高い高熱伝導性金属との積層膜からなることを特徴とする付記７に記載の二相流冷却装置用蒸発器。
（付記９）前記高熱伝導性金属が、Ｃｕ、Ａｇ或いはＣｕ-Ａｇ合金のいずれかであることを特徴とする付記７または付記８に記載の二相流冷却装置用蒸発器。
（付記１０）前記熱変形性放熱フィンが、コイル状の放熱フィン或いは板バネを折りたたんだ形状の放熱フィンであることを特徴とする付記７乃至付記９のいずれか１に記載の二相流冷却装置用蒸発器。

１０，５０ 蒸発器系
１１，５１ 蒸発用筐体
１２，１３，５２，５３ 管取り付け部
１４，５４ リッド
１５，５５ ＴＩＭ
２０，６０ 冷却配管系
２１，６１ 蒸気管
２２，６２ 液管
２３，２４，６３，６４ 管取り付け部
２５，６５ ラジエータ
２６，６６ ファン
２７，２８，６７，６８ 管取り付け部
２９，６９ ポンプ
３０，７０ 被冷却電子機器
３１，７１ システムボード
３２，７２ 回路基板
３３，７３ 半導体集積回路装置
３４，７４ スティフナー
３５，７５ ＴＩＭ
３６，７６ 作動液
４０，４７ 熱変形性放熱フィン
４１ 積層膜
４２ 形状記憶合金
４３ 高熱伝導性金属
４４ 天板
４５ 熱伝導性板状支持体
４６ スペーサ

Claims (5)

1. 半導体装置と熱的に接する熱伝導性蓋状部材と、
   前記熱伝導性蓋状部材と熱的に接する蒸発用筐体と、
   前記蒸発用筐体に接続された蒸気管及び液管と
   前記蒸気管と前記液管に接続されたラジエータと、
   前記ラジエータに空気を送風するファンと、
   前記液管の中間部に接続されたポンプと、
   前記蒸発用筐体の前記熱伝導性蓋状部材と接する面と反対側の面に設けられた熱により伸縮する熱変形性放熱フィンとを有し、
   前記熱変形性放熱フィンは、所定温度以上に達したときに圧縮した状態から伸長した状態に変化する熱変形性放熱フィンであることを特徴とする二相流冷却装置。
2. 前記熱変形性放熱フィンは、形状記憶合金と前記形状記憶合金より熱伝導性の高い高熱伝導性金属との積層膜からなることを特徴とする請求項１に記載の二相流冷却装置。
3. 前記熱変形性放熱フィンが、コイル状の放熱フィン或いは板バネを折りたたんだ形状の放熱フィンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二相流冷却装置。
4. 前記熱変形性放熱フィンの前記蒸発用筐体に固定されている端部と反対側の端部が熱伝導性板状支持部材に固定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１項に記載の二相流冷却装置。
5. 蒸発用筐体と、
   前記蒸発用筐体に蒸気管及び液管を取り付ける管取り付け部と、
   前記蒸発用筐体の頂面に設けられた熱により伸縮する熱変形性放熱フィンと
   を有し、
   前記熱変形性放熱フィンは、所定温度以上に達したときに圧縮した状態から伸長した状態に変化する熱変形性放熱フィンであることを特徴とする二相流冷却装置用蒸発器。

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