JPH04242963A

JPH04242963A - 冷却装置

Info

Publication number: JPH04242963A
Application number: JP3147656A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kuno; 勝美久野; Tomiya Sasaki; 富也佐々木; Masaru Ishizuka; 勝石塚; Hideo Iwasaki; 秀夫岩崎; Shigeki Kadoma; 茂樹門間; Katsumasa Araoka; 勝政荒岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-06-30
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1992-08-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ等の発熱
体の冷却に用いられる冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップ等の発熱体は動作時に発熱
するので、性能を一定に維持するために冷却装置によっ
て冷却が行なわれる。

【０００３】従来、半導体チップの冷却には例えば図３
０乃至図３４に示すような種々の冷却装置が用いられて
いる。

【０００４】図３０に示した半導体チップの冷却装置で
は、上部にフィン１０１を取付けた半導体チップ１０２
が各基板１０３上に複数実装されている。そして、これ
らのフィン１０１を取付けた半導体チップ１０２と基板
１０３が収容されている容器１０４内に、ファン１０５
によって空気等の流体を流して半導体チップ１０２の熱
をフィン１０１より大気中に放熱していた。

【０００５】しかしながら、上記したような半導体チッ
プ１０２に取付けたフィン１０１に、ファン１０５によ
って空気を流して冷却を行うような冷却装置では、今日
のように基板１０３上に半導体チップ１０２が高密度実
装されると、半導体チップ１０２全体の放熱量も大幅に
増加するので、各半導体チップ１０２を均一な温度分布
で効率よく冷却できなくなる問題が生じてきた。

【０００６】また、図３１に示した半導体チップの冷却
装置では、基板１１２に実装された複数個（図では３個
）の半導体チップ１１１は、基板１１２を内側に取付け
た基台１１３と伝熱ブロック１１４とで形成された空間
１１５内に配設されている。

【０００７】半導体チップ１１１の上部は、伝熱ブロッ
ク１１４に形成した孔１１４ａ内に隙間を設けて挿入さ
れている冷却スタッド１１６が接触しており、孔１１４
ａ内に取付けたばね１１７によって冷却スタッド１１６
が半導体チップ１１１に押圧されている。また、伝熱ブ
ロック１１４内には、冷却液が流れる流路１１８が形成
されており、基台１１３と伝熱ブロック１１４間で形成
される空間１１５には、ヘリウムガスが充填されている
。

【０００８】上記した従来の冷却装置では、半導体チッ
プ１１１で発熱が生じると、この熱は冷却スタッド１１
６に伝わり、さらにヘリウムガスを通して伝熱ブロック
１１４に伝熱される。そして、この伝熱ブロック１１４
を、流路１１８内を流れる冷却液によって冷却すること
により、半導体チップ１１１の冷却が行なわれる。

【０００９】しかしながら、上記した従来の冷却装置で
は、組立て精度不良等によって冷却スタッド１１６が半
導体チップ１１１の上部に片当たりして接触している場
合は、この接触部での熱抵抗が大きくなることにより冷
却効果が低下し、また、半導体チップ１１１の熱を、ヘ
リウムガスによる熱伝導によって伝熱ブロック１１４に
伝えるために熱抵抗が大きかった。

【００１０】また、図３２に示した半導体チップの冷却
装置では、半導体チップ１２１の裏面に伝熱ブロック１
２２が熱的に接続されており、伝熱ブロック１２２の半
導体チップ１２１と反対側の面には、直線上に配列され
た複数のフィン１２３（各フィン１２３は断面が数十〜
数百μｍ角程度）によって流路１２４が形成されている
（図３３参照）。フィン１２３はエッチング処理で作成
される。

【００１１】伝熱ブロック１２２上のフィン１２３はカ
バープレート１２５で囲まれており、カバープレート１
２５の両側には、伝熱ブロック１２２内の流路１２４に
冷却液を循環させるための供給口１２６と排出口１２７
が挿通されている。

【００１２】上記した従来の冷却装置では、半導体チッ
プ１２１で発熱が生じると、この熱は伝熱ブロック１２
２のフィン１２３に伝わる。そして、この伝熱ブロック
１２２のフィン１２３を流路１２４に沿って流れる冷却
液によって冷却することにより、半導体チップ１２１の
冷却が行なわれる。

【００１３】しかしながら、上記した従来の冷却装置で
は、冷却液が循環される供給口１２６と排出口１２７間
にフィン１２３が直線上に長く形成されているので、フ
ィン１２３の熱伝達率が低下し、さらにこのフィン１２
によって形成される流路１２４の流路抵抗も大きくなる
ことによって半導体チップ１２１の冷却効率が低下する
問題があった。

【００１４】また、図３４に示した半導体チップの冷却
装置では、複数個（図では３個）の半導体チップ１３１
が基板１３２に実装されており、基板１３２の裏面（図
では半導体チップ１３１と反対側の面）には、パイプ部
１３４が一体に接続されている冷媒１３５を封入したキ
ャップ１３６が配設され、ヒートパイプが構成されてい
る。パイプ部１３４の外側にはフィン１３３が取付けら
れている。

【００１５】上記した従来の冷却装置では、半導体チッ
プ１３１で発熱が生じると、この熱は基板１３２を通し
てキャップ１３６内の冷媒１３５に伝えられることによ
り、冷媒１３５が蒸発する。蒸発した冷媒１３５は、パ
イプ部１３４へ上昇してフィン１３３による放熱によっ
て熱を奪われた後、重力によりキャップ１３６内に戻る
。

【００１６】しかしながら、上記した従来の冷却装置で
は、基板１３２の熱伝導率が悪い場合には、熱抵抗が大
きくなって半導体チップ１３１の熱を効果的にキャップ
１３６内の冷媒１３５に伝えることができず、半導体チ
ップ１３１の冷却効率が低下する問題があった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、図３
０乃至図３４に示した従来の半導体チップの冷却装置で
は、今日にように高密度実装される半導体チップや発熱
量の大きい半導体チップが実装される場合には良好な冷
却を行うことができなかった。

【００１８】本発明は上記した課題を解決する目的でな
され、熱抵抗を低減して発熱体の冷却を良好に行うこと
ができる冷却装置を提供しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために第１の本発明は、発熱体に熱的に接続された冷却
スタッドと、この冷却スタッドに伝えられた熱を気化に
より奪う冷媒と、この冷媒を前記冷却スタッドに供給す
る冷媒供給器と、この冷媒供給器によって冷却スタッド
に供給された前記冷媒が通過する冷媒気化路とから構成
されることを特徴としている。

【００２０】第２の本発明は、発熱体に熱的に接続され
た冷却スタッドと、この冷却スタッドに伝えられた熱を
奪う冷媒と、この冷媒を前記冷却スタッドに供給する冷
媒供給路と、前記冷媒を前記発熱体から隔絶するシート
と、このシートを前記冷却スタッドに圧着する圧着部材
と、この圧着部材による前記シートの、前記冷媒を前記
発熱体から隔絶する性能を高める隔絶性能向上部材とか
ら構成されるされることを特徴としている。

【００２１】第３の本発明は、発熱体に熱的に接続され
た冷却スタッドと、この冷却スタッドに伝えられた熱を
奪う冷媒と、この冷媒を前記発熱体から隔絶するシート
と、前記冷媒を加圧して前記冷却スタッドに供給し、前
記冷却スタッドを前記冷媒の圧力で前記発熱体に圧着す
るための冷媒供給路とから構成されることを特徴として
いる。

【００２２】第４の本発明は、発熱体に熱的に接続され
た冷却スタッドと、この冷却スタッドに伝えられた熱を
対流伝熱により奪う冷媒と、この冷媒を前記冷却スタッ
ドに供給する冷媒供給器と、前記冷媒の対流を攪拌する
ための攪拌機とから構成されることを特徴としている。

【００２３】第５の本発明は、発熱体から生じる熱を吸
収して蒸発する伝熱媒体と、前記発熱体から生じる熱を
伝熱媒体に伝える伝熱シート部と、この伝熱シート部を
介して前記発熱体から生じる熱を吸収する前記伝熱媒体
を溜める伝熱媒体溜留流槽と、この伝熱媒体溜流槽内で
前記発熱体から生じる熱を吸収して蒸発した前記伝熱媒
体の蒸気が上昇するパイプ部と、このパイプ部を上昇す
る前記伝熱媒体の蒸気から熱を奪う放熱部とから構成さ
れることを特徴としている。

【００２４】第６の本発明は、発熱体に熱的に接続され
た伝熱ブロックと、この伝熱ブロックの外面に備えられ
スタガード状に配置された放熱フィン群と、この放熱フ
ィン間を流れて前記伝熱ブロックに伝えられた熱を奪う
冷媒とから構成されることを特徴としている。

【００２５】

【作用】請求項１に記載の第１の本発明によれば、発熱
体から熱が伝えられた冷却スタッドに冷媒を供給するこ
とにより、冷媒が気化する際に冷却スタッドの熱を奪う
ことができる。

【００２６】請求項３と５に記載の第２，第３の本発明
によれば、発熱体から熱が伝えられた冷却スタッドは、
発熱体と良好に密着して熱を良く奪い、容器内に注入さ
れたあるいは流路を流れる冷却液に直接熱交換される。

【００２７】請求項６に記載の第４の本発明によれば、
発熱体から熱が伝えられた冷却スタッドは冷媒の対流伝
熱と、この対流伝熱を促進する攪拌機により効率良く冷
却される。

【００２８】請求項７に記載の第５の本発明によれば、
発熱体はヒートパイプの原理により冷却される。

【００２９】請求項９に記載の第６の本発明によれば、
発熱体から熱が伝えられた伝熱ブロックのフィンは、フ
ィンの間に供給される冷却液に直接熱交換される。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００３１】＜実施例１＞図１は、本発明の実施例１に
係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に示すよ
うに、基板２上には例えばバンプやボンディングワイヤ
（図示省略）を介して複数個（図では３個）の半導体チ
ップ１が縦実装されており、各半導体チップ１の上面に
は、それぞれ冷却スタッド３，４が熱的に接続されてい
る。

【００３２】冷却スタッド３，４は、容器５内にシール
して配設されており、冷却スタッド４の先端は容器５の
内面に接触している。冷却スタッド４の容器５内に位置
する部分は多孔質体（例えば多孔金属）６で形成されて
おり、その内部には容器５と連通している孔４ａが形成
されている。

【００３３】冷却スタッド４の孔４ａ内にはそれぞれ配
管７ａ，７ｂが配設されており、配管７ａ，７ｂは液化
・冷却装置８が接続されている配管７ｃに接続され、配
管７ｃの他端側は容器５内に連通している。配管７ａ，
７ｂ，７ｃ間には、冷却スタッド４の多孔質体６を通し
て冷媒（例えば代替フレオンとしてのフロロカーボン等
）が循環される。また、冷却スタッド３にはフィン３ａ
が一体に形成されている。

【００３４】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱は接続されている各冷却スタッド３，４に伝熱され
る。

【００３５】この時、液化・冷却装置８で液化・冷却さ
れた冷却媒体（例えば代替フレオンとしてのフロロカー
ボン等）は、配管７ａ，７ｂを通して冷却スタッド４の
多孔質体６に導入され、多孔質体６を通して容器５内に
流出する（図２参照）。この際、液化・冷却された冷媒
が多孔質体６内を通るときに気化して冷却スタッド４の
熱を奪うことにより、半導体チップ１の冷却を良好に行
うことができる。また、冷却スタッド４の多孔質体６か
ら容器５内に気化して流出した冷媒は、配管７ｃを通し
て再び液化・冷却装置８に導入されて液化・冷却される
。なお、冷却スタッド３に伝熱された熱は、フィン３ａ
により放熱される。

【００３６】＜実施例２＞図３は、本発明の実施例２に
係る冷却装置の要部を示す概略断面図である。本実施例
では、図１，２で示した実施例１で用いた冷却スタッド
４の多孔質体６の代わりに冷却スタッド４の容器５内に
位置する部分に、冷却スタッド４を径方向に貫通するよ
うにして小径の穴９を複数形成した構成である。他の構
成は上記した実施例１と同様である。

【００３７】このように本実施例においても、液化・冷
却された冷媒が冷却スタッド４に形成した小径の穴９内
を通るときに気化して冷却スタッド４の熱を奪うことに
より、半導体チップ１の冷却を良好に行うことができる
。

【００３８】＜実施例３＞図４は、本発明の実施例３に
係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に示すよ
うに、基板２上には例えばバンプやボンディングワイヤ
（図示省略）を介して複数個（図では４個）の半導体チ
ップ１が実装されており、各半導体チップ１の上面には
、それぞれ冷却スタッド１０，１１が熱的に接続されて
いる。

【００３９】冷却スタッド１０は、ダクト１２で形成さ
れた流路内１３内に配設されており、冷却スタッド１０
の先端はダクト１２の内面に接触している。冷却スタッ
ド１０の流路１３内に位置する部分は多孔質体（例えば
多孔金属）１４で形成されており、その内部にはダクト
１２と連通している孔１０ａが形成されている。

【００４０】冷却スタッド１０の孔１０ａ内には冷媒供
給装置（図示省略）が接続されている配管１５が配設さ
れており、冷媒供給装置（図示省略）から配管１５を通
して液状の冷媒（例えば代替フレオンとしてのフロロカ
ーボン等）が冷却スタッド１０内に導入される。

【００４１】また、流路１３内には、流路１３内に流体
（例えば空気等）を流すためのファン１６が配設されて
いる。また、各冷却スタッド１０，１１には、それぞれ
フィン１０ｂ，１１ａが形成されている。

【００４２】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、半導体チップ１で発熱が生じると、この
熱は接続されている各冷却スタッド１０，１１に伝熱さ
れる。

【００４３】この時、冷媒が、配管１５を通して冷却ス
タッド１０の多孔質体１４に導入され、多孔質体１４を
通して流路１３内に流出する。この際、冷媒が多孔質体
１４内を通るときに気化し、冷却スタッド１０の熱を奪
うことにより、半導体チップ１の冷却を良好に行うこと
ができる。

【００４４】また、流路１３内に放出された冷媒は、フ
ァン１６によって流路１３内を流れる流体によって大気
中に放出される。この時、ファン１６によって流路１３
内に送風することによって、冷却スタッド１０の表面に
流出する冷液の気化効率を高めることができる。なお、
冷却スタッド１１に伝熱された熱は、フィン１１ａを通
して流路１３内に放熱される。

【００４５】＜実施例４＞図５は、本発明の実施例４に
係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に示すよ
うに、基板２上には例えばバンプやボンディングワイヤ
（図示省略）を介して複数個（図では２個）の半導体チ
ップ１が実装されており、各半導体チップ１の上面には
、表面に細い溝上のウィック１６ａが形成されている冷
却スタッド１６が熱的に接続されている。

【００４６】冷却スタッド１６は、ダクト１７で形成さ
れた流路１８内に配設されており、冷却スタッド１６の
上部の中央部上に位置するダクト１７にはそれぞれ冷却
液（例えば水）を冷却スタッド１６に供給する液体供給
装置１９が配設されている。また、冷却スタッド１６の
上部の傾斜およびウィック１６ａは、供給される冷却液
を冷却スタッド１６の周囲にまんべんなく広げるための
ものである。

【００４７】また、流路１８内には、流路１８内に流体
（例えば空気等）を流すためのファン２０が配設されて
いる。

【００４８】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、半導体チップ１で発熱が生じると、この
熱は接続されている冷却スタッド１６に伝熱される。

【００４９】この時、液体供給装置１９から冷却液が冷
却スタッド１６上に供給される。供給された冷却液は、
ウィック１６ａにより冷却スタッド１６の表面にまんべ
んなく広がり気化して冷却スタッド１６の熱を奪うこと
によって、半導体チップ１の冷却を良好に行うことがで
きる。

【００５０】また、ファン２０によって流路１８内に送
風することにより、冷却スタッド１６の表面に供給され
る冷却液の気化効率を高めることができる。流路１８内
に気化されて放出された冷却媒は外気中に放出されるか
、あるいは回収装置によって回収される。液体供給装置
１９から冷却スタッド１６上に供給される冷却液の供給
量は半導体チップ１の発熱量に応じて制御される。

【００５１】＜実施例５＞図６は、本発明の実施例５に
係る冷却装置を示す概略断面図である。本実施例では、
図５で示した実施例４で用いた冷却スタッド１６の代わ
りに多孔金属２１を半導体チップ１の上面に熱的に接続
した構成である。多孔金属２１としては、銅やニッケル
などの金属焼結体や発泡金属がある。他の構成は上記し
た実施例４と同様である。

【００５２】このように本実施例においても、液体供給
装置１９から多孔金属２１上に冷却液（例えば水）を供
給することにより、冷却液は毛管力により多孔金属２１
内にまんべんなく広がり気化して半導体チップ１の熱を
奪うことによって、半導体チップ１の冷却を良好に行う
ことができる。

【００５３】また、多孔金属２１以外にも例えば金属繊
維結合体、金属と繊維の結合体、不織布なども使用する
ことも可能である。

【００５４】＜実施例６＞図７は、本発明の実施例６に
係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に示すよ
うに、基台２２上に配設された基板２上には例えばバン
プやボンディングワイヤ（図示省略）を介して複数個（
図では３個）の半導体チップ１が実装されており、各半
導体チップ１の上面には冷却スタッド２３が熱的に接触
している。

【００５５】冷却スタッド２３は、基台２２上に断熱ブ
ロック２４を介して配設した流路ブロック２５内に配置
されており、各冷却スタッド２３の上部は流路ブロック
２５内に形成した孔２５ａ内に配設され、孔２５ａ内に
設けたばね２６によって冷却スタッド２３は半導体チッ
プ１に押圧されている。断熱ブロック２４と流路ブロッ
ク２５間には柔軟性を有するシート２７が配設されてお
り、各冷却スタッド２３の中央部は、流路ブロック２５
とシート２７間に形成された冷却液（例えば水）が流れ
る流路２８内に位置している。

【００５６】シート２７は、冷却スタッド２３の半導体
素子１に接触する上部より径の大きい下部の上面に挿通
されており、冷却スタッド２３に螺合される保持部材２
９によって狭着されている。保持部材２９内にはＯリン
グ３０が配設されており（図８参照）、Ｏリング３０に
よってシート２７と冷却スタッド２３間をシールして、
半導体チップ１が流路２８内を流れる冷却液と接しない
ようにしている。断熱ブロック２４には各冷却スタッド
２３が貫通する貫通孔が設けられ、シート２７の剛性を
高めるためにシート２７は断熱ブロック２４に固着され
ている。

【００５７】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱は接触している各冷却スタッド２３に伝熱される。そして、冷却スタッド２３に伝熱された熱は、流路２８
内を流れる冷却液２７によって直接熱交換されることに
より、半導体チップ１の冷却を良好に行うことができる
。

【００５８】また、各冷却スタッド２３はシート２７に
よって弾性的に支持されているので、半導体チップ１に
密着した状態でばね２６のばね力および流路２８内を流
れる冷却液の圧力で押圧されることにより、熱抵抗の低
減を図ることができる。

【００５９】また、前記した冷却スタッド２３は一体物
であったが、図９に示す変形例のようにほぼ同一の外径
からなる半導体チップ１に接する第１スタッド２３ａと
、流路２８内および流路ブロック２５内の孔２５ａ内に
位置する第２スタッド２３ｂとで冷却スタッド２３を構
成することもできる。この冷却スタッド２３では、シー
ト２７を挿通した第１スタッド２３ａを第２スタッド２
３ｂ内に形成したねじ部を有する孔２３ｃに螺合し、柔
軟性を有するシート２７を第１スタッド２３ａと第２ス
タッド２３ｂ間に狭着する。

【００６０】第２スタッド２３ｂの孔２３ｃの下部には
傾斜部２３ｄが形成され、この傾斜部２３ｄと第１スタ
ッド２３ａによって形成される空間には、狭着されたシ
ート２７をシールするためのＯリング３０が配設されて
いる。また、本実施例の冷却スタッド２３の外径は、半
導体チップ１とほぼ同じ大きさかやや小さく形成される
。

【００６１】なお、本実施例では、冷却スタッド２３を
構成する第２スタッド２３ｂの孔２３ｃは上部まで貫通
しているが、図１０に示すようにねじ部を有する孔２３
ｃが上部まで貫通していない第２スタッド２３ｂに、第
１スタッド２３ａを螺合する冷却スタッド２３でもよい
。また、図７に示した本実施例において、シート２７に
弾性を有する金属薄板他を用いてもよく、この場合保持
部材２９によって冷却スタッド２３に狭着され部分を溶
接でシールすることによってシール効果の向上を図るこ
とができる。

【００６２】＜実施例７＞図１１は、本発明の実施例７
に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に示す
ように、基板２上には例えばバンプやボンディングワイ
ヤ（図示省略）を介して複数個（図では３個）の半導体
チップ１が縦実装されており、各半導体チップ１の上面
には、それぞれフィン３１ａが一体に形成されている冷
却スタッド３１が熱的に接続されている。

【００６３】冷却スタッド３１は、冷却液（例えば水）
が封入されている容器３４内にシールされて配設されて
いる。また、容器３４内には、熱交換器３５に接続され
ているフィン３６を設けた配管３７と、容器３４内の冷
却液を攪拌する撹拌器３８が配設されている。

【００６４】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱は接続されている各冷却スタッド３１に伝熱される
。そして、冷却スタッド３１に伝熱された熱は、容器３
４内の冷却液によって直接熱交換されることにより、半
導体チップ１の冷却を良好に行うことができる。

【００６５】この時、熱交換された冷却液は、熱交換器
３５に接続されている配管３７内を循環する冷媒（例え
ば代替フレオン）によって熱交換され、更に撹拌器３８
によって攪拌されるので、より効果的に半導体チップ１
の冷却を行うことができる。

【００６６】＜実施例８＞図１２は、本発明の実施例８
に係る冷却装置を示す概略断面図である。本実施例では
、図１１で示した実施例７における冷却装置の容器３４
内の冷却液を、配管３７を通して熱交換器３５との間で
循環するようにした構成である。他の構成は上記した実
施例７と同様である。なお、半導体チップ１に接続され
て容器３４内に配設されている冷却スタッド４０にはフ
ィン４０ａが形成され、冷却スタッド４１にはフィンは
形成されていない。

【００６７】このように本実施例においても、半導体チ
ップ１で発熱が生じると、この熱は冷却スタッド４０，
４１に伝熱される。そして、冷却スタッド４０，４１に
伝熱された熱は、容器３４内の冷却液によって直接熱交
換されることにより、半導体チップ１の冷却を良好に行
うことができる。

【００６８】この時、熱交換された冷却液は、配管３７
を通して熱交換器３５に循環されて熱交換され、更に撹
拌器３８によって攪拌されるので、より効果的に半導体
チップ１の冷却を行うことができる。

【００６９】＜実施例９＞図１３は、本発明の実施例９
に係る冷却装置を示す概略断面図である。本実施例では
、冷却液（例えば水）を封入した容器３４の外側の両面
（図では左側面と右側面）に、基板２に例えばバンプや
ボンディングワイヤ（図示省略）を介して実装された複
数個（図では片側に２個）の半導体チップ１ａ，１ｂ，
１ｃ，１ｄが対向して配設されている。

【００７０】対向している半導体チップ１ａ，１ｃ間は
、１つの冷却スタッド４２で連結され、半導体チップ１
ｂ，１ｄにはそれぞれ独立した冷却スタッド４３が熱的
に接続されている。冷却スタッド４２，４３は、容器３
４内にシールされて配設されている。

【００７１】また、容器３４には配管３７を介して熱交
換器３５が接続されており、容器３４内の冷却液は、配
管３７と熱交換器３５を通して循環する。

【００７２】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
で発熱が生じると、この熱は接続されている各冷却スタ
ッド４２，４３に伝熱される。そして、冷却スタッド４
２，４３に伝熱された熱は、容器３４内の冷却液によっ
て直接熱交換されることにより、容器３４の両面に配設
された各半導体チップ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの冷却を
良好に、且つ省スペースで行うことができる。

【００７３】この時、熱交換された冷却液は、配管３７
を通して熱交換器３５に循環されて熱交換されるので、
効果的に半導体チップ１の冷却を行うことができる。

【００７４】＜実施例１０＞図１４は、本発明の実施例
１０に係る冷却装置を示す概略断面図である。本実施例
では、図１１で示した実施例７の冷却液が封入された容
器３４内に配設されている配管３７と、フィン４４ａが
形成されている各冷却スタッド４４との間に板状の整流
板４５を接続した構成である。配管３７には熱交換器３
５が接続されている。また、容器３４内の配管３７上に
は撹拌器３８が配設されており、この撹拌器３８により
冷却液は、整流板４５の外周面に沿って容器３４内を循
環する。他の構成は図１１に示した実施例７と同様であ
る。

【００７５】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、半導体チップ１で発熱が生じると、この
熱は冷却スタッド４４に伝熱される。そして、冷却スタ
ッド４４に伝熱された熱は、容器３４内の冷却液によっ
て直接熱交換されることにより、半導体チップ１の冷却
を良好に行うことができる。

【００７６】この時、熱交換された冷却液は、熱交換器
３５に接続されている配管３７内を循環する冷媒（例え
ば代替フレオンとしてのフロロカーボン等）によって熱
交換され、更に撹拌器３８によって整流板４５の外周面
に沿って容器３４内を循環するように攪拌されるので、
より効果的に半導体チップ１の冷却を行うことができる
。

【００７７】＜実施例１１＞図１５は、本発明の実施例
１１に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に
示すように、基台２１上に配設された基板２上には例え
ばバンプやボンディングワイヤ（図示省略）を介して複
数個（図では３個）の半導体チップ１が実装されており
、各半導体チップ１の上面には柔軟性を有するシート５
０を介してフィン５１ａが形成されている冷却スタッド
５１が熱的に接触している。

【００７８】冷却スタッド５１は、基台２１上に配設し
た流路ブロック５２内に配置されており、各冷却スタッ
ド５１の上部と流路ブロック５２の内面との間に設けた
板ばね５３によって、各冷却スタッド５１はシート５０
を介して半導体チップ１に押圧されている。シート５０
の両端は基台２１と流路ブロック５２間にシールして狭
着されており、冷却スタッド５１が配置されている流路
ブロック５２とシート５０間には、冷却液が流れる流路
５４が形成されている。

【００７９】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱はシート５０を介して接触している各冷却スタッド
５１に伝熱される。そして、冷却スタッド５１に伝熱さ
れた熱は、流路５４内を流れる冷却液によって直接熱交
換されることにより、半導体チップ１の冷却を良好に行
うことができる。

【００８０】また、冷却スタッド５１は、柔軟性を有す
るシート５０を介して半導体チップ１上に密着している
ので、熱抵抗の低減を図ることができる。

【００８１】＜実施例１２＞図１６は、本発明の実施例
１２に係る冷却装置を示す概略断面図である。本実施例
では図１５で示した実施例１１における冷却装置で、柔
軟性を有するシート５０を、各半導体チップ１上に接続
される冷却スタッド５１の下側の周面に形成した溝にシ
ールして狭着した構成である。また、本実施例では冷却
スタッド５１を半導体チップ１上に接続した構成によっ
て、液圧により冷却スタッド５１を押圧する板ばねは不
要である。他の構成は上記した実施例１１と同様である
。

【００８２】本実施例においても、半導体チップ１から
冷却スタッド５１に伝熱された熱は、流路５４内を流れ
る冷却液によって直接熱交換されることにより、半導体
チップ１の冷却を良好に行うことができる。

【００８３】＜実施例１３＞図１７は、本発明の実施例
１３に係る冷却装置を示す概略断面図である。本実施例
では図１６で示した実施例１２における冷却装置の流路
ブロック４１の内面と冷却スタッド５１の上面との間に
配設したばね５５によって冷却スタッド５１を半導体チ
ップ１上に押圧した構成である。また、本実施例ではば
ね５５によって冷却スタッド５１が半導体チップ１に押
圧されているので、冷却スタッド５１は半導体チップ１
に接触して配設されている。他の構成は上記した実施例
１２と同様である。

【００８４】本実施例においても半導体チップ１から冷
却スタッド５１に伝熱された熱は、流路５４内を流れる
冷却液によって直接熱交換されることにより、半導体チ
ップ１の冷却を良好に行うことができる。

【００８５】また、冷却スタッド５１は、ばね５５によ
るばね力で半導体チップ１上に押圧されて密着している
ので熱抵抗の低減を図ることができる。

【００８６】＜実施例１４＞図１８は、本発明の実施例
１４に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に
示すように、基板２上には例えばバンプやボンディング
ワイヤ（図示省略）を介して複数個（図では４個）の半
導体チップ１が実装されており、各半導体チップ１の上
面には冷媒（例えば代替フレオンとしてのフロロカーボ
ン等）６０が封入されているキャップ６１が取付けられ
ている。キャップ６１の各半導体チップ１と接する底面
には、柔軟性と熱伝導性を有するシート６２がシールし
て配設されており、キャップ６１の上部には、フィン６
３を取付けた複数のパイプ部６１ａが一体に形成されて
いる。

【００８７】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱はシート６２を通してキャップ６１内の冷媒６０に
伝熱される。そして、冷媒６０は半導体チップ１からの
熱によって蒸発し、蒸発した冷媒６０はパイプ部６１ａ
へ上昇する。パイプ部６１ａはフィン６３によって冷却
されているので、パイプ部６１ａに上昇した冷媒６０の
蒸気は熱を奪われた後重力によりキャップ６１内に戻る
。このような冷媒６０の循環を繰り返すことにより、連
続して冷却が行なわれる。

【００８８】＜実施例１５＞図１９は、本発明の実施例
１５に係る冷却装置を示す概略断面図である。本実施例
では図１８で示した実施例１４における冷却装置で、キ
ャップ６１にパイプ部６６ａを形成する代わりにキャッ
プ６１の上部にフィン６４を設けた構成である。他の構
成は上記した実施例１４と同様である。

【００８９】本実施例においても、図１８に示した実施
例１４と同様に各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱はシート６２を通してキャップ６１内の冷媒６０に
伝熱される。そして、冷媒６０は半導体チップ１からの
熱によって蒸発し、蒸発した冷媒６０はキャップ６１内
の上部へ上昇する。キャップ６１の上部はフィン６３に
よって冷却されているので、キャップ６１内の上部に上
昇した冷媒６０の蒸気は熱を奪われ液化した後重力によ
りキャップ６１内に戻る。

【００９０】＜実施例１６＞図２０は、本発明の実施例
１６に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に
示すように、基板２上には例えばバンプやボンディング
ワイヤ（図示省略）を介して複数個（図では４個）の半
導体チップ１が実装されており、各半導体チップ１の上
面には冷媒（例えば代替フレオンとしてのフロロカーボ
ン等）６０が封入されているキャップ６５が取付けられ
ている。キャップ６５の各半導体チップ１と接する底面
には、柔軟性と熱伝導性を有するシート６６がシールし
て配設されている。

【００９１】キャップ６５上には連通管６７が傾斜して
配設されており、連通管６７の一端側（傾斜している上
側）はキャップ６５の一方の側面の上部と連通し、連通
管６７の他端側（傾斜している下側）はキャップ６５の
他方の側面の下部と連通している。また、連通管６７の
傾斜部分には、フィン６８を取付けた中空のフィン支柱
部６７ａが一体に形成されている。

【００９２】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱はシート６６を通してキャップ６５内の冷媒６０に
伝熱される。そして、冷媒６０は半導体チップ１からの
熱によって蒸発し、蒸発した冷媒６０は連通管６７を通
ってフィン支柱部６７ａへ上昇する。フィン支柱部６７
ａはフィン６８によって冷却されているので、フィン支
柱部６７ａに上昇した冷媒６０の蒸気は熱を奪われた後
重力により傾斜した連通管６７を通ってキャップ６５内
に戻る。

【００９３】＜実施例１７＞図２１は、本発明の実施例
１７に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に
示すように、基板２上には例えばバンプやボンディング
ワイヤ（図示省略）を介して複数個（図では２個）の半
導体チップ１が縦実装されており、各半導体チップ１の
上面には冷媒（例えば代替フレオンとしてのフロロカー
ボン等）６０が封入されているキャップ７０が取付けら
れている。キャップ７０の各半導体チップ１と接する面
には、柔軟性と熱伝導性を有するシート７１がシールし
て配設されている。

【００９４】キャップ７０にはフィン７２を取付けた中
空のフィン支柱部７３ａが一体に形成されている連通管
７３がキャップ７０に沿って縦方向に接続されており、
連通管７３の一方はキャップ７０の上部と連通し、連通
管７３の他方はキャップ７０の下部と連通している。

【００９５】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱はシート７１を通してキャップ７０内の冷媒６０に
伝熱される。そして、冷媒６０は半導体チップ１からの
熱によって蒸発し、蒸発した冷媒６０は連通管７３を通
ってフィン支柱部７２ａへ上昇する。フィン支柱部７２
ａはフィン７２によって冷却されているので、フィン支
柱部７２ａに上昇した冷媒６０の蒸気は熱を奪われた後
重力により連通管７３を通ってキャップ７０内に戻る。

【００９６】＜実施例１８＞図２２は、本発明の実施例
１８に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に
示すように、基板２上には例えばバンプやボンディング
ワイヤ（図示省略）を介して複数個（図では３個）の半
導体チップ１が縦実装されており、各半導体チップ１の
上面には冷媒（例えば代替フレオンとしてのフロロカー
ボン等）６０が封入されているキャップ７５が取付けら
れている。キャップ７５の各半導体チップ１と接する面
には、柔軟性と熱伝導性を有するシート７６がシールし
て配設されている。

【００９７】キャップ７５にはフィン７７を取付けた中
空のフィン支柱部７８ａが一体に形成されている連通管
７８がキャップ７５に沿って縦方向に接続されており、
連通管７８の一方はキャップ７５の上部と連通し、連通
管７８の他方はキャップ７５の下部と連通している。

【００９８】キャップ７５の両側面（図では縦方向の上
面と下面）には、弾性を有するベローズ部７５ａが形成
されており、半導体チップ１が発熱していない時にはベ
ローズ部７５ａが収縮していてキャップ７５内の体積が
小さくなっているので、キャップ７５、連通管７８、フ
ィン支柱部７８ａ内に冷媒６０が充満している。

【００９９】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じるとこの
熱はシート７６を通してキャップ７５内の冷媒６０に伝
熱される。そして、冷媒６０に半導体チップ１からの熱
が伝わると、冷媒６０は蒸発して圧力が上昇することに
より、ベローズ部７５ａが伸びてキャップ７５の体積が
増える（図２３参照）。

【０１００】キャップ７５の体積が増えると体積増加分
だけ冷媒６０の液面が下がることにより、蒸発した冷媒
６０は連通管７８を通ってフィン支柱部７８ａへ上昇す
る。フィン支柱部７８ａはフィン７７によって冷却され
ているので、フィン支柱部７８ａに上昇した冷媒６０の
蒸気は熱を奪われ液化した後重力により連通管７８を通
ってキャップ７５内に戻る。

【０１０１】そして、半導体チップ１の発熱がなくなる
と、冷媒６０の蒸発が止まって圧力が下がることによっ
てベローズ部７５ａが元の状態に戻り、キャップ７５、
連通管７８、フィン支柱部７８ａ内に冷媒６０が充満す
る（図２３参照）。

【０１０２】なお、キャップ７５内に冷媒６０を封入す
る前には、キャップ７５、連通管７８、フィン支柱部７
８ａ内を一旦真空にして不純ガスを除去しておく必要が
ある。即ち、不純ガスがキャップ７５、連通管７８、フ
ィン支柱部７８ａ内に残っていると、不純ガスによって
冷媒６０の上記の凝縮面が減ったりするなどしてフィン
支柱部７８ａでの放熱性能が大幅に低下するからである
。しかしながら、本実施例の冷却装置のように、冷媒６
０をキャップ７５、連通管７８、フィン支柱部７８ａ内
に充満させた後に温度を少し上げた状態で封入すること
により、不純ガスの混入を防止して放熱性能を向上させ
ることができる。

【０１０３】＜実施例１９＞図２４は、本発明の実施例
１９に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に
示すように、基板２上にはバンプ８０を介して複数個（
図では３個）の半導体チップ１が実装されており、各半
導体チップ１の上面には冷媒（例えば代替フレオン）６
０が封入されているキャップ８１が取付けられている。

【０１０４】キャップ８１の半導体チップ１側には弾性
を有するベローズ部８１ａが形成されており、ベローズ
部８１ａの底部と半導体チップ１との間には柔軟性と熱
伝導性を有するシート８２が熱的に接続されている。ま
た、キャップ８１の上部には、フィン８３を取付けた複
数のパイプ部８１ｂが一体に形成されている。

【０１０５】各半導体チップ１は、基板２とキャップ８
１の側面８１ｃ，８１ｄとで形成される空間に配設され
ることによってＬＳＩモジュールを構成しており、基板
２とキャップ８１の側面８１ｃ，８１ｄとで形成される
空間８４には良熱伝導性の不活性ガス（例えばヘリウム
ガス）が充填されている。

【０１０６】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱はシート８２を通してキャップ８１内の冷媒６０に
伝熱される。そして、冷媒６０は半導体チップ１からの
熱によって蒸発し、蒸発した冷媒６０はパイプ部８１ｂ
へ上昇する。パイプ部８１ｂはフィン８３によって冷却
されているので、パイプ部８１ｂに上昇した冷媒６０の
蒸気は熱を奪われた後重力によりキャップ８１内に戻る
。

【０１０７】また、半導体チップ１の熱の一部は、良熱
伝導性の不活性ガス（例えばヘリウムガス）を通してキ
ャップ１に伝えられて冷却される。

【０１０８】このように本実施例では、キャップ８１の
ベローズ部８１ａによって半導体チップ１との押し付け
圧力を一様に保持するように調整することができるので
、半導体チップ１がシート８２を介してキャップ８１の
ベローズ部８１ａの底面に良好に密着し、熱抵抗の低減
を図ることができる。

【０１０９】また、本実施例において、キャップ８１の
パイプ部８１ｂの内壁にウィックを設けることにより、
凝縮した冷媒６０をキャップ８１内に戻り易くすること
ができる。

【０１１０】また、本実施例において、キャップ８１の
ベローズ部８１ａの底面に微小な凹凸を設けることによ
り、沸騰核をでき易くすることもでき、更に、キャップ
８１のパイプ部８１ｂの内壁に伝熱面積を拡大するため
の溝を設けることにより、パイプ部８１ｂでの冷媒６０
の蒸気の伝熱を促進することができる。

【０１１１】＜実施例２０＞図２５は、本発明の実施例
２０に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に
示すように、基板２上には例えばバンプやボンディング
ワイヤ（図示省略）を介して複数個（図では８個）の半
導体チップ１が縦実装されており、各半導体チップ１の
上面には冷媒（例えば代替フレオンとしてのフロロカー
ボン等）６０が封入されているキャップ８５が熱的に接
続されている。

【０１１２】キャップ８５の半導体チップ１と反対側の
上部と下部には、それぞれ複数個のフィン８６を取付け
たパイプ部８５ａ，８５ｂが一体に形成されている。冷
媒６０は、キャップ８５内の上部のパイプ部８５ａの下
まで注入されている。

【０１１３】また、図２６に示すように、キャップ８５
の両側面に設けた締付部８５ｃ，８５ｄをねじやばね（
図示省略）を用いて適切な力で締め付けることにより、
半導体チップ１とキャップ８５を良好に熱接触させるこ
とができる。

【０１１４】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ１で発熱が生じると、こ
の熱はキャップ８５内の冷媒６５に伝熱される。そして
、冷媒６０の蒸気は上部に設けたパイプ部８５ａ内に上
昇する。パイプ部８５ａはフィン８６によって冷却され
ているので、パイプ部８５ａに上昇した冷媒６０の蒸気
は熱を奪われ液化した後重力によりキャップ８５内に戻
る。

【０１１５】また、下部に設けたパイプ部８５ｂ内の冷
媒６０に伝えられた半導体チップ１からの熱は、フィン
８６によって外部に放熱される。本実施例では、キャッ
プ８５の上部と下部にフィン８６を取付けたパイプ部８
５ａ，８５ｂによって熱交換されることにより、縦実装
された各半導体チップ１をほぼ均一な温度分布で良好に
冷却することができる。

【０１１６】このように、実施例１４〜実施例２０では
ヒートパイプの原理によって小さい熱抵抗で半導体チッ
プ１からの熱を伝達（輸送）することができるので、半
導体チップ１の冷却を良好に行うことができる。

【０１１７】また、実施例１４〜実施例１９では柔軟性
と熱伝導性を有するシート６２，６６，７１，７６，８
２が半導体チップ１に密接しているので、小さい熱抵抗
で半導体チップ１の熱を冷媒６０に伝熱することができ
る。

【０１１８】また、実施例１４〜実施例１９において、
柔軟性と電気絶縁性を有するシートを半導体チップ１上
に熱的に接続することにより、半導体チップ１とキャッ
プ間の電気的接合を無くすことができる。

【０１１９】＜実施例２１＞図２７は、本発明の実施例
２１に係る冷却装置を示す概略断面図である。この図に
示すように、半導体チップ１の裏面（図では上側の面）
には、伝熱ブロック９０が全面に亘って熱的に接続され
ており、伝熱ブロック９０の半導体チップ１と反対側の
面には、エッチング処理によって複数個の微小なフィン
９１がスタガード状に形成されている（図２８参照）。

【０１２０】伝熱ブロック９０の周面上にはフィン９１
を覆うようにしてカバープレート９２がシールして配設
されている。また、伝熱ブロック９０内のフィン９１の
両側（図では上側と下側）には、フィン９１に冷却液（
例えば水）を供給する供給管９３と排出する排出管９４
が伝熱ブロック９０の中心線上に配設されている。

【０１２１】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、半導体チップ１で発熱が生じると、この
熱は伝熱ブロック９０内の各フィン９１に伝熱される。そして、フィン９０を形成した伝熱ブロック９０内に供
給管９３から冷却液を供給してフィン９１の熱を奪い、
熱を奪った冷却液を排出管９４から排出することによっ
て、半導体チップ１の冷却を良好に行うことができる。

【０１２２】また、各フィン９１を伝熱ブロック９０に
スタガード状に形成したことにより、フィン列の数を少
なくすることができるので、冷却水のフィン９１に対す
る流路抵抗が低減される。

【０１２３】図２９は、本実施例の変形例に係る冷却装
置を示す一部破断平面図である。本実施例では、伝熱ブ
ロック９０のフィン９１を形成した面の冷却水の供給管
９３と排出管９４側（図では上側と下側）の内壁面９０
ａを、それぞれ供給管９３と排出管９４方向に沿って傾
斜させ、また、フィン９１も内壁面９０ａの形状に対応
して形成した構成である。他の構成は図２６、図２７に
示した実施例２１と同様である。

【０１２４】本実施例においても前記実施例同様、伝熱
ブロック９０の内壁面９０ａに沿って冷却水がフィン９
１の間を小さい流路抵抗で流れて半導体チップ１の冷却
を良好に行うことができる。

【０１２５】なお、前記した各実施例の冷却装置は、大
電力量の発熱素子等に用いることによっても大きな効果
を得ることができる。

【０１２６】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように本発明によれば、熱抵抗を低減して発熱体の冷
却を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る冷却装置を示す概略断
面図である。

【図２】実施例１の要部を示す拡大断面図である。

【図３】本発明の実施例２に係る冷却装置の要部を示す
拡大断面図である。

【図４】本発明の実施例３に係る冷却装置を示す概略断
面図である。

【図５】本発明の実施例４に係る冷却装置を示す概略断
面図である。

【図６】本発明の実施例５に係る冷却装置を示す概略断
面図である。

【図７】本発明の実施例６に係る冷却装置を示す概略断
面図である。

【図８】実施例６の要部を示す拡大断面図である。

【図９】実施例６の変形例に係る冷却装置の要部を示す
拡大断面図である。

【図１０】実施例６の変形例に係る冷却装置の要部を示
す拡大断面図である。

【図１１】本発明の実施例７に係る冷却装置を示す概略
断面図である。

【図１２】本発明の実施例８に係る冷却装置を示す概略
断面図である。

【図１３】本発明の実施例９に係る冷却装置を示す概略
断面図である。

【図１４】本発明の実施例１０に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図１５】本発明の実施例１１に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図１６】本発明の実施例１２に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図１７】本発明の実施例１３に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図１８】本発明の実施例１４に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図１９】本発明の実施例１５に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図２０】本発明の実施例１６に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図２１】本発明の実施例１７に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図２２】本発明の実施例１８に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図２３】実施例１８で半導体チップが発生したときの
冷却装置を示す概略断面図である。

【図２４】本発明の実施例１９に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図２５】本発明の実施例２０に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図２６】実施例２０に係る冷却装置を示す正面図であ
る。

【図２７】本発明の実施例２１に係る冷却装置を示す概
略断面図である。

【図２８】実施例２１に係る冷却装置を示す一部破断平
面図である。

【図２９】実施例２１の変形例に係る冷却装置を示す一
部破断平面図である。

【図３０】従来の冷却装置の一例を示す概略断面図であ
る。

【図３１】従来の冷却装置の一例を示す概略断面図であ
る。

【図３２】従来の冷却装置の一例を示す一部破断斜視図
である。

【図３３】図３２に示した冷却装置の一部破断平面図で
ある。

【図３４】従来の冷却装置の一例を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ　　半導体チップ３，４，
１０，１１，１６，２３，３１，４１，４１，４２，４
３，４４，５１冷却スタッド５，３４　　容器６，１４　　多孔質体８　　液化・冷却装置９　　小径の穴１２，１７　　ダクト１６ａ　　溝状のウィック１９　　液体供給装置２１　　多孔金属２５，５２　　流路ブロック２６，５５　　ばね２７，５０，６２，６６，７１，７６，８２　　シート
３５　　熱交換器４６　　整流板６０　　冷媒６１，６５，７０，７５，８１，８５　　キャップ６１
ａ，８１ｂ，８５ａ，８５ｂ　　パイプ部６４　　フィ
ン６７，７３，７８　　連通管６７ａ，７３ａ，７８ａ　　フィン支柱部７５ａ，８１
ａ　　ベローズ部９０　　伝熱ブロック９１　　微小なフィン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　発熱体に熱的に接続された冷却スタッ
ドと、この冷却スタッドに伝えられた熱を気化により奪
う冷媒と、この冷媒を前記冷却スタッドに供給する冷媒
供給器と、この冷媒供給器によって冷却スタッドに供給
された前記冷媒が通過する冷媒気化路とから構成される
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】　　前記冷却スタッドは多孔質体から成り
、前記冷媒気化路は前記冷却スタッド内部に供給された
冷媒が通過する多孔質体内部の細孔であることを特徴と
する請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】　　発熱体に熱的に接続された冷却スタッ
ドと、この冷却スタッドに伝えられた熱を奪う冷媒と、
この冷媒を前記冷却スタッドに供給する冷媒供給器と、
前記冷媒を前記発熱体から隔絶するシートと、このシー
トを前記冷却スタッドに圧着する圧着部材と、この圧着
部材による前記シートの、前記冷媒を前記発熱体から隔
絶する性能を高める隔絶性能向上部材とから構成される
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】　　前記隔絶性能向上部材は前記シートと
前記冷却スタッドとの間に生じる隙間をシールするＯリ
ングであり、前記シート圧着部材は前記Ｏリングを隙間
に押圧するねじ止めの保持部材と前記冷却スタッドを前
記発熱体に押圧するばねであることを特徴とする請求項
３記載の冷却装置。
【請求項５】　　発熱体に熱的に接続された冷却スタッ
ドと、この冷却スタッドに伝えられた熱を奪う冷媒と、
この冷媒を前記発熱体から隔絶するシートと、前記冷媒
を加圧して前記冷却スタッドに供給し、前記冷却スタッ
ドを前記冷媒の圧力で前記発熱体に圧着するための冷媒
供給路とから構成されることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】　　発熱体に熱的に接続された冷却スタッ
ドと、この冷却スタッドに伝えられた熱を対流伝熱によ
り奪う冷媒と、この冷媒を前記冷却スタッドに供給する
冷媒供給器と、前記冷媒の対流を攪拌するための攪拌機
とから構成されることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】　　発熱体から生じる熱を吸収して蒸発す
る伝熱媒体と、前記発熱体から生じる熱を伝熱媒体に伝
える伝熱シート部と、この伝熱シート部を介して前記発
熱体から生じる熱を吸収する前記伝熱媒体を溜める伝熱
媒体溜留流槽と、この伝熱媒体溜流槽内で前記発熱体か
ら生じる熱を吸収して蒸発した前記伝熱媒体の蒸気が上
昇するパイプ部と、このパイプ部を上昇する前記伝熱媒
体の蒸気から熱を奪う放熱部と、から構成されることを
特徴とする冷却装置。
【請求項８】　　前記伝熱媒体が蒸気を発生していない
ときには前記伝熱媒体溜流槽およびパイプ部を満液にす
るように縮み、蒸気発生時には前記伝熱媒体の蒸気を保
持するように蒸気圧により伸長するベローズ部を含むこ
とを特徴とする請求項７記載の冷却装置。
【請求項９】　　発熱体に熱的に接続された伝熱ブロッ
クと、この伝熱ブロックの外面に備えられスタガード状
に配置された放熱フィン群と、この放熱フィン間を流れ
て前記伝熱ブロックに伝えられた熱を奪う冷媒とから構
成されることを特徴とする冷却装置。