JPH06104358A - 液体により冷却される電子装置 - Google Patents

液体により冷却される電子装置

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JPH06104358A
JPH06104358A JP4236828A JP23682892A JPH06104358A JP H06104358 A JPH06104358 A JP H06104358A JP 4236828 A JP4236828 A JP 4236828A JP 23682892 A JP23682892 A JP 23682892A JP H06104358 A JPH06104358 A JP H06104358A
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Japan
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cooling medium
liquid
electronic device
semiconductor element
cooled
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JP4236828A
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English (en)
Inventor
Shigeyuki Sasaki
重幸 佐々木
Tadakatsu Nakajima
忠克 中島
Noriyuki Ashiwake
範行 芦分
Yasuo Osone
靖夫 大曽根
Toshio Hatada
敏夫 畑田
Toshiyoshi Iino
利喜 飯野
Akio Idei
昭男 出居
Kenichi Kasai
憲一 笠井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/08—Influencing flow of fluids of jets leaving an orifice
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/02—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by influencing fluid boundary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴流沸騰冷却により高発熱する半導体素子を
冷却する際、通電開始時における過渡的な温度上昇と定
常温度に達するまでの時間を極力小さくし、半導体素子
の温度を安定化させる。 【構成】 冷却媒体液１３に浸漬された半導体モジュー
ルの基板１上に半導体素子３が配列されている。この半
導体素子３を噴流冷却する冷却媒体供給部材５の冷却媒
体噴出口６近傍に線状の部材７を設ける。 【効果】 線状の部材の後流が乱され半導体素子全面か
らの沸騰を促進する。そして、過渡的な温度上昇を減少
し、半導体温度の安定化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子などの高発
熱密度素子の冷却手段に係り、特に高速コンピュータな
どに用いられる半導体素子から発生する熱を効果的に除
去するのに好適な液体により冷却される電子装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】年々、コンピュータへの高速化が要求さ
れ、大規模な半導体集積回路を高密度に実装する方法が
開発されている、そのため、半導体素子からの発熱量は
膨大となり、この半導体素子を効率良く冷却することは
ますます重要になってきている。そこで、高い冷却性能
を得る従来の冷却装置として、実開平3-61350号公報に
は高発熱する半導体素子を強制対流伝熱と沸騰伝熱とを
組み合わせた強制対流沸騰伝熱によって冷却する方法が
提案されている。この冷却構造は、図１５に示すよう
に、基板１上に多数配列された半導体素子３のそれぞれ
に、冷却媒体供給ヘッダ４に連通する冷却媒体供給部材
５先端の冷却媒体噴射口６から冷却媒体を噴射し、半導
体素子３の冷却面である背面上を放射状に流している。
また、特開平2-197155号公報にはコールドプレートに穴
を設け、その穴に先細りのノズルで噴流を供給する構造
が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記、実開平3-61350
号公報に記載の従来技術は、冷却媒体噴出口から低沸点
の冷却媒体を半導体素子に噴射し沸騰により冷却するも
のである。しかしながら、この冷却構造においては、半
導体素子への電源投入の際、図１４の（ａ）に示すよう
に半導体素子が理想的な温度上昇をせず、図１４の
（ｂ）のように過渡的に急上昇（オーバーシュート）し
てしまうという不具合があった。
【０００４】つまり、噴流口径のほぼ２倍の径を有する
半導体素子の噴流衝突域での冷却媒体圧力は半導体素子
端部に比して高いので、半導体端部には電源投入直後か
ら生じる沸騰が、速やかに冷却媒体の噴流衝突域まで広
がらず半導体素子全体の温度を高めてしまう。そのた
め、この時点で半導体素子の温度は一旦急上昇する。こ
の温度上昇により、冷却媒体は沸点に達し、衝突域でも
沸騰を開始する。これにより、素子全面から気泡が発生
し微細な対流を生じて急激に熱伝達率が上がる。そし
て、最終的に熱的な平衡がとれ定常動作温度に落ち着き
これが持続される。この際の過渡的な温度変化は、半導
体素子に繰返し熱応力を生じ、機械的なダメージを与え
半導体素子の信頼性を低下させる。温度変化が激しい場
合には半導体素子の破損にもつながる。また、同一半導
体素子内においては、噴流衝突域での熱伝達率が他の位
置に比べ低いためこの衝突域の温度が高くなり均一化さ
れず、衝突域で生じる温度勾配が電気的特性に影響を与
えてしまう。そのため、高速性が要求されるコンピュー
タにおいて最大の障害となっていた。
【０００５】従って、上記従来技術は、高発熱する半導
体素子の過渡的温度変化の低減について考慮されておら
ず、冷却性能の向上の面で不十分であった。
【０００６】本発明の目的は、高発熱する半導体素子の
電源投入時における過渡的な温度上昇と定常動作温度に
達するまでの時定数を極力低減した、半導体素子の温度
を安定化させ得る液体により冷却される電子装置を提供
することにある。
【０００７】本発明の更に他の目的は、半導体素子全面
からの沸騰を促進することにより半導体素子全面の熱伝
達率を高く均一にし、半導体素子の温度分布をより一様
化しかつ半導体素子の動作温度を低下させた液体により
冷却される電子装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る液体により冷却される電子装置の構成
は、基板上に配列された１つないし複数の半導体素子に
冷却媒体を供給する冷却媒体供給ヘッダと、該冷却媒体
供給ヘッダに突設されそれぞれの半導体素子背面に前記
冷却媒体を噴出する少なくとも１つの冷却媒体噴出口を
備えた液体により冷却される電子装置において、前記冷
却媒体の流れ方向に対し、実質的に直角方向に前記流れ
を横切る部材を冷却媒体の流れ内に設けたものである。
【０００９】また、基板上に配列された少なくとも１つ
の半導体素子に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ヘッダ
と、該冷却媒体供給ヘッダに突設されそれぞれの半導体
素子背面に前記冷却媒体を噴出する少なくとも１つの冷
却媒体噴出口を備えた液体により冷却される電子装置に
おいて、前記冷却媒体噴出口より噴出される冷却媒体の
主流に剥離渦を生成する剥離渦生成手段を設け、該剥離
渦生成手段を剥離渦が実質的に前記半導体素子背面に到
達する距離以内に配設したものである。
【００１０】また、基板上に配列された１つないし複数
の半導体素子に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ヘッダ
と、該冷却媒体供給ヘッダに突設されそれぞれの半導体
素子背面に前記冷却媒体を噴出する少なくとも１つの冷
却媒体噴出口を備えた液体により冷却される電子装置に
おいて、前記冷却媒体噴出口より噴出される冷却媒体の
主流に乱れを形成する乱れ形成手段を設け、この乱れ生
成手段を乱れがそれぞれの前記半導体素子背面に実質的
に到達する距離以内に配設したものである。
【００１１】
【作用】冷却媒体供給ヘッダから冷却媒体供給部材内に
分配された冷却媒体液は、その流路断面積が絞られて加
速される。そして、流路の途中に設けられた線状または
突起状の部材に冷却媒体液の流れの一部が衝突し、その
下流に激しい流れの乱れを生じる。冷却媒体噴出口から
流出した噴流はその乱れた状態をある程度持続したまま
半導体素子の冷却面である素子背面に衝突する。そし
て、素子の衝突域から非常に薄い温度境界層を形成しつ
つ、素子背面上をて放射状の流れとなって流出する。と
ころで、主流の乱れは静圧が上昇する衝突域にも微小な
対流を発生させ、比較的沸騰しにくい衝突域での沸騰を
促進する。その結果、半導体素子の発熱が開始されると
速やかに半導体素子全面から気泡が発生し、高い熱伝達
率が得られる。また、半導体素子の温度が過渡的に急激
に上昇するのを低減する。
【００１２】さらに、半導体素子全面からの沸騰を促進
することにより半導体素子全面の熱伝達率を高く均一化
し、半導体素子の温度を低く一様化できる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明に係る液体により冷却され
る電子装置の第１の実施例の断面構造を示す図である。
図において、セラミック製多層配線基板１上に電気接続
部材２を介して配列された多数の半導体素子３のそれぞ
れに、冷却媒体供給ヘッダ４に連通する管状の冷却媒体
供給部材５が半導体素子３の方向に突き出して配置され
ておりその先端は冷却媒体噴出口６を形成している。こ
の冷却媒体供給部材５の内部で冷却媒体噴出口６のごく
近い位置に、冷却媒体の主流と直交する向きに冷却媒体
供給部材５の流路断面積より小さな投影面積である線状
の部材７を設けている。これにより、冷却媒体供給部材
５は異なる断面形状部分を有することとなる。ここで、
断面形状が相似に変化するものは同一断面形状とする。
各半導体素子３周辺に形成される素子冷却室９と冷却媒
体供給ヘッダ４との間には冷却媒体戻りヘッダ１０が設
けられ、各素子冷却室９は素子面と反対側で全て冷却媒
体戻りヘッダ１０に連通する。
【００１４】冷却媒体供給管１２より冷却媒体供給ヘッ
ダ４に導かれた例えばフロロカーボンに代表される素子
温度よりも低い沸点の電気絶縁性に優れた過冷却度の冷
却媒体液１３は、各冷却媒体供給部材５に分配され、各
素子平面上に噴流として噴射される。各素子３に衝突し
た噴流はその流れ方向を９０度変え、素子平面上を放射
状に流れるが、この際、半導体素子３から受熱して加熱
され、気泡１４を発生しながら下流側へと流れる。この
気泡１４を含む冷却媒体は、各素子冷却室９から連通す
る冷却媒体戻りヘッダ１０に流出し冷却媒体戻り管１５
を経て冷却モジュール外へと送り出される。
【００１５】本発明の動作を図２を用いて説明する。図
２は、図１における半導体素子３と冷却媒体供給ヘッダ
４に連通した冷却媒体供給部材５の一対の組み合わせを
取り出した詳細図である。冷却媒体供給ヘッダ４から冷
却媒体供給部材５内に分配された冷却媒体液１６は、そ
の流路断面積が絞られるために加速される。そして、冷
却媒体液１６の流れの一部が流路の途中に設けられてい
る線状の部材７に衝突すると、その後流には剥離渦が形
成され流れは激しく乱される。冷却媒体噴出口６からそ
の乱された状態をある程度持続したまま半導体素子３の
冷却面である背面に到達した噴流は、衝突域から非常に
薄い温度境界層を形成しつつ、背面上において放射状の
流れ１７となる。また、主流の乱れにより衝突域の沸騰
が促進される。つまり、よどみ点では静圧が上昇し冷却
媒体の飽和温度が上がり比較的沸騰しにくくなっている
にもかかわらず、衝突により気泡を混合した微小な対流
を発生させ沸騰が促進される。その結果、半導体素子３
に通電が開始されると速やかに半導体素子全面から気泡
を発生させることができ高い熱伝達率が得られ、半導体
素子の温度が過渡的に急激な上昇するのを低減すること
ができる。
【００１６】図３は、本発明の他の実施例を示す冷却媒
体供給部材４部分の斜視図である。これは図２における
線状の部材７を、冷却媒体供給部材５に十文字に配置し
たものである。このような構成にすることにより通常四
角形の半導体素子３に対して線状の部材７が噴流衝突域
を中心として半導体素子平面上に対称な位置に乱れを発
生させることができるため、素子面内でより均一な沸騰
促進が可能となる。
【００１７】図４は、本発明の更に他の実施例を示す冷
却媒体供給部材５部分の斜視図である。図３の構造にお
いて、冷却媒体供給部材５内の冷却媒体液１６の速度が
最も速い流路の中心部分に位置する線状の部材６の中心
部分を除いた形となっている。これにより、速度の最も
速い部分の噴流を半導体素子３に噴射することができ、
半導体素子３平面上で温度境界層を薄くする効果があ
る。従って、半導体素子平面上で高い熱伝達率を実現で
きる。また、線状の部材７の投影面積が減少するために
圧力損失を低減できる効果もある。
【００１８】図５は、本発明の更に他の実施例を示す冷
却媒体供給部材５部分の斜視図である。これは冷却媒体
供給部材５を加工して前記同様の効果を得ようとするも
ので、冷却媒体噴出口６の部分に数箇所主流方向と平行
して切り込みを入れ、この切り込み部分を９０度流路側
に折り曲げ突起７’を形成したものである。このように
構成することにより、冷却媒体供給部材５に、他の部材
を付加する必要がなく部品点数を削減できる。
【００１９】また、図６に示すよう冷却媒体噴出口６の
部分に切り込みを入れず、冷却媒体噴出口６の一部を流
路側に塑性変形させ、突起７”を形成することによって
も当然、冷却媒体の流れが乱され沸騰促進の効果が得ら
れる。
【００２０】図７は、本発明の更に他の実施例を示す冷
却媒体供給部材５部分の斜視図である。図２に示す実施
例とは、冷却媒体供給部材５の断面形状が長方形である
ことを除いては同一の構成である。本実施例において
は、矩形管状の冷却媒体供給部材５から噴射される噴流
の形が２次元噴流となるため、図２の実施例に示す３次
元噴流の場合と比較し、半導体素子に衝突した後の冷却
媒体が半導体素子上を放射状に広がり、下流に行くにし
たがって、流速が低下し、半導体素子面上の速度分布が
より均一になる。この結果、半導体素子内の温度分布を
より均一にすることができる。
【００２１】図８は、本発明の更に他の実施例を示す半
導体素子３と冷却媒体供給部材５の一対の組み合わせを
取り出した詳細図である。線状の部材７を半導体素子３
側に設け、冷却媒体供給部材５から流出する冷却媒体液
１６の流れを半導体素子の上面で乱すようにしている。
これにより、半導体素子表面に衝突する流れの沸騰が促
進され、冷却媒体供給部材５の内部に突起を設けたの同
様の効果が得られる。
【００２２】図９は、本発明の更に他の実施例を示す多
数の冷却媒体供給部材５部分の斜視図である。半導体素
子３を複数冷却媒体供給ヘッダ４に連通した場合の加工
性を考慮した構成である。すなわち、正方格子状に配置
された冷却媒体供給部材５の冷却媒体噴出口６近くに線
状の部材７を格子状に接続して設け、各格子の交点を冷
却媒体供給部材５のほぼ出口中心に設けたものである。
このように構成することにより、組立が容易となる。
【００２３】図１０は、本発明の他の実施例の電子装置
の縦断面図である。冷却媒体供給ヘッダ４から、半導体
素子３に噴射され冷却に寄与した後の冷媒を、冷却媒体
戻り口１８より冷却媒体供給ヘッダ４に戻し、再び下流
に位置する半導体素子３の冷却を行なうように構成した
ものである。これにより、半導体素子３を冷媒循環経路
に直列に配置した場合にも本発明を適用することが可能
となる。
【００２４】図１１は、本発明の効果を示す図である。
冷却媒体供給部材５として内径４ｍｍの管を、部材内部
を流れる平均冷却媒体流速を１ｍ／ｓ，冷媒液温度を２
６℃とした場合において、直径０．２ｍｍの線状の部材
７を図３のように十文字に設けた場合（ワイヤ有り）と
何も設けない場合（ワイヤ無し）の沸騰曲線を示したも
のである。横軸は過熱度であり半導体の中心部温度と冷
却媒体飽和温度との差である。本例では、冷却媒体とし
て沸点５６℃のパーフロロノーマルヘキサンを用いた。
線状の部材７が無い場合、半導体の発熱密度が上昇する
につれ次第に半導体素子の温度も上昇し過熱度が２２℃
ぐらいで突如沸騰が促進され急激に温度が下がる不安定
現象が生じている。その後、沸騰が更に発達すると沸騰
曲線は右上りに急勾配となり発達した沸騰によって熱伝
達率が大きくなったことを示している。一方、冷却媒体
供給部材５の内部に線状の部材７を設けた場合（ワイヤ
有り）は、発熱密度の上昇に伴って、沸騰が順次促進さ
れているため半導体素子の温度が下がる不安定現象が生
じていない。このように、線状の部材７を設けた場合の
効果を、沸騰曲線からも確認できる。
【００２５】図１２は、本発明の効果を示す他の図であ
る。この場合、冷却媒体供給部材５は内径２ｍｍであ
り、冷却媒体供給部材７の内部を流れる平均冷却媒体流
速を５ｍ／ｓ，冷媒液温度を２６℃としている。そし
て、直径０．２ｍｍの線状の部材７を図２のように冷却
媒体噴出口６に一文字に設けた場合（ワイヤ有り）と何
も設けない場合（ワイヤ無し）の実験結果である。横軸
は、半導体素子３に通電してから、半導体温度が過渡的
温度上昇（オーバーシュート）を起こし最高温度を経て
沸騰が始まり定常温度に落ち着くまでの時間（時定数）
を示し、縦軸にはオーバーシュート時の最高温度と定常
温度との差（オーバーシュート温度）を示す。図１２で
は、熱流束ｑが５０Ｗ／ｃｍ2の場合にはオーバーシュ
ートが生じていず、７０Ｗ／ｃｍ2程度で線状の部材７
が無い場合に時定数が約１５秒と最大となっている。こ
れに対し、直径０．２ｍｍの線状の部材７を１本設ける
ことにより時定数が２秒程度と極端に改善されている。
【００２６】図１３も、本発明の効果を示す図である。
この場合、冷却媒体供給部材５は内径２ｍｍの管であ
り、この部材５内部を流れる平均冷却媒体流速を６ｍ／
ｓ、冷媒液温度を２６℃としている。そして、直径０．
２ｍｍの線状の部材７を図２のように冷却媒体噴出口６
に一文字に設けた場合（ワイヤ有り）と何も設けない場
合（ワイヤ無し）の実験結果である。横軸は、半導体素
子内の最高温度と最低温度の温度差であり、縦軸は半導
体素子の発熱密度である。発熱密度の比較的小さい強制
対流が支配的な領域では素子内の温度差は直線的に大き
くなり、ある点で沸騰が始まると急激に温度差が減少す
る。更に熱流束を増してゆくと、６０〜７０Ｗ／ｃｍ2
から再び温度差が大きくなる傾向が現われている。この
結果から、直径０．２ｍｍの線状の部材７を１本設ける
ことにより沸騰が速やかに促進され半導体素子内の熱伝
達率が均一化し温度差も低減されていることが分かる。
【００２７】これまでの実施例では線状の部材７の材質
を規定していないが、サーミスタ等の感温素子で構成す
ることにより冷却媒体供給部材５内を流れる冷却媒体の
温度計測が可能となる。また、この温度指示値と冷却媒
体の液流速を事前に校正することによって液流速計とし
て機能させることもできる。これにより、冷却媒体用ポ
ンプや液冷却器の故障等の液循環系の異常を容易に検知
できる他、冷却媒体供給ヘッダ３に複数連通された冷却
媒体供給部材５内の流量分配の具合を測定できる。ま
た、線状の部材７を金属等の電気伝導性の材料より構成
することによって半導体素子３の沸騰を更に促進でき
る。すなわち、冷却媒体が温度上昇しない程度に線状の
部材７にパルス状の直接通電加熱を行い、沸騰により気
泡を発生させる。そして、この気泡を半導体素子３の背
面に噴流衝突させることにより冷却媒体の微小な対流を
促進し、沸騰が促進される。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、冷却供給部材内を流れ
る冷却媒体が流路の途中に設けられている線状または突
起状の部材に冷却媒体液の流れの一部が衝突し、その下
流で流れが激しく乱され、沸騰しにくい衝突域にも微小
な対流を発生させ沸騰を促進する。その結果、半導体素
子の発熱が開始されると速やかに気泡を発生させること
ができ高い熱伝達率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例の冷却媒体供給部材の拡大斜
視図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す冷却媒体供給部材の
拡大斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す冷却媒体供給部材の
拡大斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す冷却媒体供給部材の
拡大斜視図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す冷却媒体供給部材の
拡大斜視図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す冷却媒体供給部材の
拡大斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す冷却媒体供給部材の
拡大斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す冷却媒体供給部材の
拡大斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の沸騰促進効果を示す図である。
【図１２】本発明の沸騰促進効果を示す図である。
【図１３】本発明の沸騰促進効果を示す図である。
【図１４】本発明の沸騰促進効果を説明する図である。
【図１５】従来の液体により冷却される電子装置の図で
ある。
【符号の説明】
１…セラミック製多層配線基板、 ２…電気接続部材、
３…半導体素子、４…冷却媒体供給ヘッダ、 ５…冷
却媒体供給部材、 ６…冷却媒体噴出口、７…線状の部
材、 ９…半導体素子冷却室、 １０…冷却媒体戻りヘ
ッダ、１２…冷却媒体供給管、 １３…冷却媒体液、
１４…気泡、１５…冷却媒体戻り管、 １６…冷却媒体
供給部材内の冷却媒体流れ、１７…半導体素子平面上の
冷却媒体流れ、 １８…冷却媒体戻り口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大曽根 靖夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 畑田 敏夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 飯野 利喜 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 出居 昭男 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所神奈川工場内 (72)発明者 笠井 憲一 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所神奈川工場内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に配列された少なくとも１つの半導
    体素子に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ヘッダと、該
    冷却媒体供給ヘッダに突設されそれぞれの半導体素子背
    面に前記冷却媒体を噴出する冷却媒体噴出口を有する冷
    却媒体供給手段とを備えた液体により冷却される電子装
    置において、前記冷却媒体の流れ方向に対し流れを横切
    る部材を設けたことを特徴とする液体により冷却される
    電子装置。
  2. 【請求項２】前記流れを横切る部材が線状または突起状
    に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液
    体により冷却される電子装置。
  3. 【請求項３】前記冷却媒体噴出口の断面を円形に形成
    し、それぞれの冷却媒体噴出口から噴出された冷却媒体
    の流れを３次元噴流にしたことを特徴とする請求項２に
    記載の液体により冷却される電子装置。
  4. 【請求項４】前記冷却媒体噴出口の断面を矩形に形成
    し、それぞれの冷却媒体噴出口から噴出された冷却媒体
    の流れを２次元噴流にしたことを特徴とする請求項２に
    記載の液体により冷却される電子装置。
  5. 【請求項５】前記冷却媒体噴出口の中心軸が半導体素子
    背面に対して法線方向に位置するよう前記冷却媒体噴出
    口を配設したことを特徴とする請求項２に記載の液体に
    より冷却される電子装置。
  6. 【請求項６】前記冷却媒体をそれぞれの半導体素子の温
    度よりも飽和温度の低い低沸点系冷媒またはフロロカー
    ボンとしたことを特徴とする請求項１記載の液体により
    冷却される電子装置。
  7. 【請求項７】前記冷却媒体は電気絶縁性を有し常温にお
    いて液体であることを特徴とする請求項１記載の液体に
    より冷却される電子装置。
  8. 【請求項８】基板上に配列された少なくとも１つの半導
    体素子に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ヘッダと、該
    冷却媒体供給ヘッダに突設されそれぞれの半導体素子背
    面に前記冷却媒体を噴出する冷却媒体噴出口を有する冷
    却媒体供給部材とを備えた液体により冷却される電子装
    置において、 前記冷却媒体噴出口より噴出される冷却媒体の主流に剥
    離渦を生成する剥離渦生成手段を設け、該剥離渦生成手
    段は該剥離渦が実質的に前記半導体素子背面に到達する
    距離以内に配設されていることを特徴とする液体により
    冷却される電子装置。
  9. 【請求項９】前記剥離渦生成手段は線状または突起状に
    形成されていることを特徴とする請求項８に記載の液体
    により冷却される電子装置。
  10. 【請求項１０】基板上に配列された１つないし複数の半
    導体素子に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ヘッダと、
    該冷却媒体供給ヘッダに突設されそれぞれの半導体素子
    背面に前記冷却媒体を噴出する冷却媒体噴出口を有する
    冷却媒体供給部材とを備えた液体により冷却される電子
    装置において、 前記冷却媒体噴出口より噴出される冷却媒体の主流に乱
    れを生成する乱れ生成手段を設け、該乱れ生成手段は乱
    れがそれぞれの前記半導体素子背面に実質的に到達する
    距離以内に配設されていることを特徴とする液体により
    冷却される電子装置。
  11. 【請求項１１】前記乱れ生成手段は線状または突起状に
    形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の液
    体により冷却される電子装置。
  12. 【請求項１２】前記剥離渦生成手段がサーミスタなどの
    感温素子であることを特徴とする請求項８に記載の液体
    により冷却される電子装置。
  13. 【請求項１３】前記剥離渦生成手段は良電導体であるこ
    とを特徴とする請求項８に記載の液体により冷却される
    電子装置。
  14. 【請求項１４】前記半導体素子がＬＳＩチップであるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の液体により冷却される
    電子装置。
  15. 【請求項１５】基板上に搭載された半導体素子を液体に
    浸漬し、該液体を半導体素子背面に噴出する噴出口を有
    する冷却媒体供給部材を備えた液体により冷却される電
    子装置において、 前記冷却媒体供給部材は前記液体の噴出方向に少なくと
    も異なる２つの断面形状を有していることを特徴とする
    液体により冷却される電子装置。
  16. 【請求項１６】基板上に配列された少なくとも１つの半
    導体素子と、該半導体素子背面に冷却媒体を噴出する少
    なくとも１つの冷却媒体供給部材とを備えた液体により
    冷却される電子装置において、前記冷却媒体供給部材か
    らの前記冷却媒体の流れを遮蔽する部材を設けたことを
    特徴とする液体により冷却される電子装置。
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