JPH0799274A - 電子回路冷却モジュール及び伝熱ピストン部材 - Google Patents

電子回路冷却モジュール及び伝熱ピストン部材

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JPH0799274A
JPH0799274A JP3100766A JP10076691A JPH0799274A JP H0799274 A JPH0799274 A JP H0799274A JP 3100766 A JP3100766 A JP 3100766A JP 10076691 A JP10076691 A JP 10076691A JP H0799274 A JPH0799274 A JP H0799274A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液冷式の電子回路冷却モジュールの冷却能力
を強化する。 【構成】 液冷式の電子回路冷却モジュールに用いるの
に適した熱的に最適化したピストン部材を備えている。
この熱的最適化ピストン部材は、夫々に特徴を持った３
つの部分を有しており、それらの部分は、先細り形状の
上部、円筒形状の中央部、それに末広がり形状の下部の
３つである。好適実施例においては、この熱的最適化ピ
ストン部材は、改良した電子回路冷却モジュールの一部
を構成する。この改良電子回路冷却モジュールは、ピス
トン部材とピストン部材との間に配設された複数本の性
能強化した熱搬出式冷却のための冷却用流路を備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は伝熱機構に関し、より詳
しくは、電子回路モジュール・アセンブリで発生した熱
を排出するための伝熱機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）を搭載し
た電子回路モジュールでは、そのモジュールから効率良
く熱の排出を行なわねばならないということが、その種
の電子回路モジュールの設計並びに使用上の大きな制約
となっている。即ち、集積回路の内部で電力が消費され
るために熱が発生するが、その熱を、そのＶＬＳＩのパ
ッケージから排出する必要があるのである。効率の良い
伝熱機構を備えていないと、その電子回路モジュールの
動作速度、信頼性、及び電力容量が非常に制約されるこ
とになる。ＶＬＳＩチップの内部の回路密度が上昇して
きているため、優れた熱排出手段に対する要請がいよい
よもって切実なものになってきており、その理由は、よ
り高密度に実装されたチップは、単位面積あたりの熱放
散量の要求量がより大きいからである。
【０００３】従来の熱排出のための手段の１つに、米国
特許第４２６６２８１号に記載されている種類の、ガス
封入式伝熱モジュールを使用するというものがある。図
１には、従来例に係るガス封入式伝熱モジュール１０の
断面図を示した。この伝熱モジュール１０は、その中に
収容した複数個の集積回路チップ１２を冷却するための
ものである。それらチップ１２は基板１４の片面に搭載
されており、この基板１４は通常はセラミック製であ
る。基板１４は複数のピン１６を備えており、それらの
ピン１６は基板１４の他方の面から延出している。それ
らのピン１６によって、このモジュールを挿込み式（プ
ラグイン方式）でボード（不図示）に取り付けられるよ
うにしてあり、そのボードには、例えば補助回路等が搭
載される。また更に、ハウジング部材であるキャップ
（蓋体）１８が、フランジ部材２０を介して基板１４に
取り付けられており、このフランジ部材２０は、基板１
４の周縁部とキャップ１８との間を延展している。キャ
ップ１８は、例えば銅やアルミニウム等の、良好な熱伝
導性を有する材料で製作される。キャップ１８には、小
さな円筒形の複数の穴２２を形成してあり、しかもそれ
らの穴２２は、各チップ１２の露出した表面に丁度合っ
た位置に、３×３のアレイ（行列）を成すようにして並
設されている。更にそれらの穴２２には、このモジュー
ルの各チップ１２に臨むピストン部材２４が収容されて
いる。ピストン部材２４は、例えばアルミニウム、銅、
ないしはそれらの合金等の、良好な熱伝導性を有する材
料で製作するようにしている。キャップ１８は冷却プレ
ート３０に接触させてあり、この冷却プレート３０は、
例えば冷却水等の、流体冷却媒体を流すのに適した流路
３２を備えている。
【０００４】ピン形のピストン部材２４の各々は、ハウ
ジング部材であるキャップ１８の内側に形成されている
穴２２に挿入されているときに、その挿入されている穴
２２が臨んでいるチップ１２の表面に、そのピストン部
材２４の頭部、即ちヘッダ部２６が接触するようにして
ある。ハウジング１８とピストン部材２４との間にはス
プリング２７を介挿してあり、このスプリング２７は、
ヘッダ部２６を小さな力でチップ１２の表面へ押し付け
ている。スプリングの付勢力によるこの押し付け力の大
きさは、チップ１２をその上に取り付けているハンダの
ボール２８を変形させない程度の大きさとしてある。
【０００５】作用について説明すると、チップ１２で発
生した熱は、ヘッダ部２６を介して抜き取られ、そし
て、ピストン部材２４からキャップ１８へ伝熱され、更
に冷却プレート３０へ伝熱される。そして冷却媒体が流
路３２を流れる際に、その熱を冷却プレート３０から運
び去り、以上によって、この伝熱モジュール１０の中の
集積回路チップ１２からの熱の抜取りが行なわれる。
【０００６】図１のこの伝熱モジュールは、集積回路の
冷却という問題に対する良好な解決法を提供してはいる
が、尚、幾つかの点において改善の余地がある。特に、
ピストン部材と、この伝熱モジュールのキャップとの間
の相互関係が、この伝熱モジュールの性能に関して極め
て重要な意味を持つものとなっている。
【０００７】
【発明の概要】本発明の目的は、液冷式の電子回路冷却
モジュールの冷却能力を強化することにある。この目的
は、熱的に最適化したピストン部材を備えることによっ
て達成されている。この熱的最適化ピストン部材は、夫
々に特徴を持った３つの部分を有するものであり、それ
らの部分は、先細り形状の上部、円筒形状の中央部、そ
れに末広がり形状の下部の３つである。好適実施例にお
いては、この熱的最適化ピストン部材は、改良した電子
回路モジュールの一部を構成する。更にこの改良電子回
路モジュールは、ピストン部材とピストン部材との間に
配設された複数本の性能強化した熱搬出冷却のための冷
却用流路を備えている。
【０００８】
【実施例】本開示は、改良を加えたピストン部材と、性
能強化した伝熱モジュールとについて説明するものであ
る。改良ピストン部材は、夫々に特徴を有する３つの部
分を備えており、それらの部分は、先細りの部分、断面
一定の直円筒形部分、それに末広がりのヘッダ部分の３
つである。この最後のヘッダ部分は、良好な伝熱状態で
チップに接触する矩形面を備えている。この改良ピスト
ン部材を「熱的最適化ピストン部材」と呼ぶことにす
る。好適実施例においては、この熱的最適化ピストン部
材は、熱搬出式冷却のための複数本の冷却用流路を備え
た高性能伝熱モジュールとの関連において提示される。
それら複数本の冷却用流路は、伝熱モジュールの蓋体に
形成されており、また、その形成位置は、ピストン部材
とピストン部材との間に位置するようにしてあり、それ
によって密接な熱的結合が得られるようにしている。熱
搬出式冷却のためのそれら複数本の冷却用流路には、冷
却能力を向上させるために、バッフル板、網部材、或い
は粒状体を備えるようにしても良い。
【０００９】図２Ａに示すのは、本発明の一実施例に係
る改良ピストン部材である。上で述べたように、この熱
的最適化ピストン部材２００は、夫々に特徴を有する３
つの部分を含んでいる。それらのうちの第１の部分であ
る上部２０２は、小さな先細り角をもってテーパが付け
られており、その先端には非貫通穴２０８を備えている
（この穴２０８はスプリングを保持する穴である）。こ
のように先細り角を付けてあるため、チップの傾き並び
に製造時の公差に対して適応し得ると共に、組立完了後
の伝熱モジュールの中に組み込まれている状態での、こ
のピストン部材と、それを挿入した穴との間の間隙寸法
を可及的に小さくし得るようになっている。
【００１０】中央部２０４は円筒形状としてあり、断面
形状を一定にしてある。この円筒形状部分は、その長さ
と径との両方の寸法を、このピストン部材が伝熱モジュ
ールの穴に挿入されている状態で、このピストン部材と
その穴との間に最小限のクリアランス（即ちチップの傾
きに適応し得るだけのクリアランス）が得られる寸法と
してある。
【００１１】このピストン部材の下部である、チップ接
触部２０６（即ちヘッダ部）は、中央部２０４との接続
部から離れるに従って広がって行く末広がりの形状（先
の方が広がったテーパ形状）に形成してあり、これによ
って、集積回路チップ（不図示）に接触するための、例
えば正方形の面を備えるようにしている。下部を成すこ
のヘッダ部は、チップとピストン部材との間の接触面積
を可及的に増大させている（それによってそれらの間の
熱抵抗を低下させている）と共に、チップの表面の温度
分布を一様に保持することにも役立っている。図２Ｂと
図２Ｃとは、図２Ａのこのピストン部材の夫々上面図と
側面図とである。
【００１２】図２Ａ及び図２Ｃから分かるように、この
改良ピストン部材は、その一端に、通常のコイル・スプ
リング２１０を収容する非貫通穴２０８を備えている。
この改良ピストン部材には更に、ピストン部材の単位重
量あたりの伝熱性能を良好にするための最適化も図られ
ている。即ち、伝熱モジュールが振動したり、或いは落
下したりした場合に、それによって大きな衝撃荷重がチ
ップに加わることを防ぐために必要なスプリング力は、
ピストン部材の質量が大きければそれだけ大きなものと
なる。大きなピストン部材質量に適応させるためにその
スプリング力を大きなものにすると、ハンダ・ボール式
接続構造（この構造はチップを基板へ接続している）の
機械的故障の発生率も上昇する。この点を考慮して、こ
の改良ピストン部材には、重量軽減を目的とした第２の
穴２１２を形成してある。この第２の穴２１２は、好ま
しくは、先の非貫通穴２０８の下方に、同心的に設ける
ようにするのが良い。
【００１３】再び図２Ａ及び図２Ｃに戻り、これらの図
から分かるように、この熱的最適化ピストン部材には、
その側面に潤滑溝２１４を設けるようにしても良い。こ
の潤滑溝２１４は、上部２０２と中央部２０４とを縦断
して延在するように形成してある。この潤滑溝２１４
は、中間介在媒体（例えばオイル等）を、ピストン部材
の頂部へ向けて流入させ、そしてピストン部材の周囲の
環状の空間へ流入させることを容易にするものである。
この溝２１４は更に、比較的粘度の高い流体（例えは合
成オイル等）が使用されている場合に、気抜き穴として
の機能を果たすことによって、ピストン部材の抜脱を容
易にするものでもある。
【００１４】図２Ｄは、図２Ａのピストン部材の底面図
を図示したものである。図２Ｄに示す如く、ピストン部
材のヘッダ部２０６の端面に、潤滑用流路２１６、２１
８を設ける用にしても良い。これら潤滑用流路は、非常
に大型のチップを取り扱う用途、及び／または、濡れ性
の小さな液体を用いる用途において特に有用であり、そ
のわけは、伝熱モジュールへ中間介在媒体を注入する際
には、これら潤滑用流路が導管として機能することによ
って、その中間介在媒体の、チップとピストン部材端面
との間への流入が促進されるからである。この流体（中
間介在媒体）が潤滑用流路を出てチップとピストン部材
の間のマイクロ・メータ以下の間隙へ侵入して行くこと
の原因を成す動作機序は、その流体の表面張力である。
【００１５】図３は、改良した伝熱モジュールの断面側
面図であり、この伝熱モジュールはチップ１個に付いて
４個のピストン部材を用いる４ピストン形の実施態様に
おける、熱的最適化ピストン部材３０２と、そのピスト
ン部材に対して緊密に熱的結合した熱搬出式冷却のため
の冷却用流路３０４とを含むものである。ここで「緊密
に熱的結合した」という表現が意味しているのは、 1)
冷却用流路３０４とピストン部材３０２との間に存在す
る壁部の肉厚が、製作公差とこの伝熱モジュールの材料
の構造的剛性とが許す範囲内で、しかも最悪状況の解析
によって冷却媒体の圧力による膨出変形が生じないこと
が保証された範囲内で、できる限り薄くしてあること
と、 2) 冷却用流路３０４の伝熱モジュールの中への貫
入深さを、製作公差とこの伝熱モジュールの材料の構造
的強度とが許す範囲内で、しかも最悪状況における冷却
媒体圧力の解析によって穿孔ないし破裂が生じないこと
が保証された範囲内で、できる限り深くまで（できる限
りピストン部材の脚部の近くにまで）貫入させてあるこ
ととの２点である。一例として、この伝熱モジュールを
無酸素銅を材料として製作する場合には、この流路の側
壁部と底壁部とを、いずれも０．５ミリメートルの肉厚
とすることができる。
【００１６】従来からも行なわれていたように、図３の
伝熱モジュールは、アレイ状（行列状）に並べた複数個
の集積回路チップ３０６を含んでおり、それら集積回路
チップ３０６は、ハンダ・ボールを使用した方式で基板
３０８上に搭載されている。基板３０８は複数本のピン
を備えており、それらのピンを用いて、マザー・ボード
３１０との間で電気的な接続が可能となっており、ま
た、そのマザー・ボード３１０を介して、互いに異なっ
たモジュールの中に搭載されているチップどうしの間の
接続が可能となっている。図３の状態では、流出口３１
２だけが見えており、流入口は示されていないが、それ
は、この断面図の切断して取り除いた側に流入口が設け
られているからである。ピストン部材３０２が嵌装され
ている非貫通穴３１４は、素材中の、流路３０４と流路
３０４との間に形成されている。
【００１７】図４は、図３に示した種類の改良伝熱モジ
ュールの組立図を示すものである。この図４の伝熱モジ
ュールは、カバー・プレート４０２、流入口側分配ブロ
ック４０４、流出口側分配ブロック４０６、流路セクシ
ョン４０８、並びにフレーム４１０を含んでおり、この
フレーム４１０は基板４１２を保持するためのものであ
る。基板４１２上には、アレイ状に並べられた複数個の
集積回路チップ４１４が搭載されている。流路セクショ
ン４０８とピストン部材４１８とは、好ましくは例えば
銅等の熱の良導体で製作するようにする。流路セクショ
ン４０８は複数本の互いに並行な流路４１６を備えてお
り、それら流路４１６はこの流路セクション４０８に深
く切り込んで形成してあるが、ただしこの流路セクショ
ン４０８の底部を貫通することはないようにしてある
（流路セクション４０８の底部は、この伝熱モジュール
の組立完了状態においては基板４１２に正対する）。
【００１８】組立作業においては、先ず最初に、カバー
・プレート４０２、流入口側分配ブロック４０４、流出
口側分配ブロック４０６、並びに流路セクション４０８
を、図示したように互いにロウ付けして接合することに
よって一体構造の冷却用構造体を形成する。続いて、熱
的最適化ピストン部材４１８を挿入するための非貫通穴
（不図示）を、ドリルを用いて流路セクション４０８の
下面側に（その素材中の流路４１６と流路４１６との間
に）穿設する。次に、一般的なコイル・スプリングを
（例えば図２Ｃに図示したように）ピストン部材４１８
の非貫通穴２０８に挿入し、そして流路セクション４０
８の下面に先にドリルで穿設しておいた非貫通穴の中
へ、そのピストン部材を（コイル・スプリングを挿入し
たままの状態で）嵌装する。
【００１９】全てのピストン部材を（各々にスプリング
を装着した状態で）、流路セクション４０８の夫々の非
貫通穴へ嵌装し終わったならば、続いて基板４１２をフ
レーム４１０の中へ嵌め込む。そして、基板を嵌め込ん
だ状態のこのフレーム４１０を、冷却用一体構造体へ
（複数本のネジ４２０によって）止着し、夫々のピスト
ン部材がチップに接触するようにする。フレーム４１０
と冷却用一体構造体との間には、Ｃリング（不図示）を
介装し、それによって密封構造とする。こうして組立が
完了したならば、この密封構造のモジュールの中を、排
気を行なって一旦真空とし、その後に、そこへ伝熱性流
体（例えばオイル等）を吸入充填させる。こうして充填
させた伝熱性流体は、チップとピストン部材との間の間
隙、並びにピストン部材と冷却用一体構造体との間の間
隙に侵入して充満する。
【００２０】図５は、図４の冷却用一体構造体の断面上
面図であって、流入口側分配ブロック４０４、流出口側
分配ブロック４０６、並びに流路セクション４０８を示
すものである。図中の矢印は冷却媒体の流動経路を表わ
している。流量並びに圧力降下値を一定のものとした場
合、最大の伝熱効率を得るためには、直並列的な流動形
態とすることが好都合である。
【００２１】図５の冷却用一体構造体においては、冷却
水等の冷却媒体が流入口５０２からこの伝熱モジュール
の中へ流入したならば、その流入冷却媒体は、複数本の
流路４１６のうちの７本の流路の、その第１端へ並列的
に分配される。そして、その冷却媒体は、それら７本の
流路の第２端において、流出口側分配ブロック４０６に
形成されている第１流れ分配部５０４によって、一旦収
集された上で、第２流路群を成す７本の流路へ並列的に
再分配される。同様に、第２流路群のそれら流路から流
れ出てくる冷却媒体は、流入口側分配ブロック４０４に
形成されている第２流れ分配部５０６によって、一旦収
集された上で、最後の流路群を成す７本の流路へ並列的
に再分配される。最後の流路群の流出端から流れ出てく
る冷却媒体は、流出口側分配ブロックに形成されている
収集部５０８によって、再び収集され、そして流出口５
１０から排出される。尚、図４の組立図には更に、流入
口５０２と流出口５１０とを合わせて示してある。
【００２２】第１流れ分配部５０４と第２流れ分配部５
０６とは、夫々、流出口側分配ブロック４０６と流入口
側分配ブロック４０４とに、機械加工によって削設した
凹部である。図５に示したように、流れ分配部５０４と
５０６とは、その各々が流路断面拡大部と流路断面収束
部とを含んでおり、それらのうち流路断面拡大部は、１
群の７本の流路から冷却媒体が流入してくる部分であ
り、また流路断面収束部はそうして流入してきた冷却媒
体を、他の１群の７本の流路へ再分配する部分である。
このように流れ分配部５０４、５０６を流路断面拡大／
収束形状としたことによって、それら流れ分配部５０
４、５０６の各々から流体が流入する複数本の流路への
流れを均一なものとする（即ち、所与の１つの流れ分配
部から冷却媒体が供給される複数本の流路の全てについ
て、そこへ流入する冷却媒体の流量を同一にする）こと
ができ、それによって、その流れが一様でなかったなら
ば圧力降下を発生させる原因となる、滞留領域、或いは
うず領域も、大幅に限縮させることができるようになっ
ている。流れ分配部５０４、５０６のこの形状は更に、
運転開始時に空気を排除するのにも役立っている。
【００２３】図６は、冷却用一体構造体についての別実
施例を示すものであり、この実施例は、図５に示した実
施例とは、その冷却媒体の横断流動経路（パス）が相違
している。この図６の実施例では、（流入口側分配ブロ
ックに形成してある）単一の流入口側分配部６０２によ
って、冷却媒体が、３本の流路を直列に接続して１組と
した計７組の接続流路６０４〜６１６の中を、互いに並
列的に流れるようにしている。それら接続流路の中を流
れた冷却媒体は、流出口側分配ブロックに形成してある
単一の収集部６１８によって収集されて、この伝熱モジ
ュールから排出される。図５の実施例と同じく、流入口
側分配部６０２と流出口側収集部６１８とは、互いに協
働して、複数本の流路へ流入する冷却媒体の流量を均一
なものとし、圧力降下を可及的に低減している。
【００２４】図７は、冷却媒体を伝熱モジュールへ流入
させ、そしてそこから排出させるための幾つかの可能な
態様のうちの１つを示したものである。例えば、流路セ
クションの素材を余分に張り出させ、そこに流出口側の
連通路７０２を設けるようにすることができ、これによ
って、流入口７０４と流出口７０６とを、冷却用一体構
造体の同一の側に設けることが可能となる。
【００２５】図１７は、冷却用一体構造体についての更
に別の実施例を示したものであり、この実施例は、その
流動経路を単純に並列にしたものである。この図１７の
実施例では、冷却媒体は流入口１７０２から伝熱モジュ
ールの中へ流入し、そして、流入口側分配ブロックに形
成されている分配部１７０６によって、複数本の互いに
並列な流路１７０４へ分配される。図１７から分かるよ
うに、この流入口側分配部１７０６は、その断面が、流
入口１７０２からの距離の関数として変化し、複数本の
流路に関して次第に収束するようにしてある。冷却媒体
は、複数本の流路１７０４の中をその一端から他端まで
並列的に流動し、そして、流出口側分配ブロックに形成
されている流出口側収集部１７０８へ到達する。この流
出口側収集部１７０８は、その断面が、流出口１７１０
からの距離の関数として変化し、それら複数本の流路か
ら離れるに従って次第に拡大するようにしてある。流出
口側分配ブロックは、冷却媒体を収集して、流出口１７
１０から排出させるものである。
【００２６】次に、流路セクション４０８を製作する上
での幾つかの異なった方法について説明する。それら方
法のうちの第１の方法として、（図４に示すように）流
路セクション４０８を、むくの素材ブロックから切削加
工によって削り出すという方法がある。この場合には、
流路４１６は、その素材ブロックから一般的な方法を用
いて削り出すようにすれば良く、また、複数個のピスト
ン部材を嵌装するための非貫通穴の列は、その素材ブロ
ックの、それら流路を削設した面とは反対側の面から、
それら流路と流路との間にはさまれた素材の部分に、ド
リルを用いて穿設するようにすれば良い。
【００２７】以上の製作方法は比較的低コストではある
が、ただし流路を一般的な方法で切削加工して形成する
ため、実際上、そのことが流路の最小可能幅寸法に対す
る制約となっている。そこで、切削加工に代えて、この
流路セクションを、複数本の別体の棒状のブロックを電
子ビーム熔接で接合して製作するという方法も可能であ
る。図８は、そのように複数本の別体の部材から製作し
た流路セクションの一部分を、等測投影図法で示した底
面図である。
【００２８】この図８の実施例は、複数本の列を成すよ
うに並べられるピストン部材の、そ各１列ずつに対し
て、その列に専用の１本の素材ブロックを用いるように
し、そしてその素材ブロックに、ピストン部材嵌装穴８
１２の列をドリルで穿設するようにしたものである。複
数本並べたブロックの、その夫々の側面は、互いに並行
に、そしてピストン部材嵌装穴の長さ方向に延展してお
り、それらの側面には、切削加工を施すことによって、
それらブロックを互いに接合したときに、冷却媒体を流
すための流路８０２が形成されるようにしている。図８
を見れば分かるように、流路セクションを構成するブロ
ック８０４〜８１０の各々は、その断面をＩ字形にして
ある。ただし、それらブロックのうち両側端に位置する
側端ブロック（不図示）はＩ字形とする必要はなく、即
ち、側端ブロックについては、その流路セクションの外
側を向いた側の表面は、段のない平坦な表面としておい
ても構わないことが理解されよう。
【００２９】ブロック８０４〜８１０の接合は、好まし
くは電子ビーム熔接によって行なうのが良い。電子ビー
ム熔接は一種の浸透形の溶接法であって、冷却媒体が電
子回路部分へ漏出するのを確実に防ぐことができる。接
合方法として電子ビーム熔接を用いれば、ロウ付けのよ
うに素材の全体を変質ないし軟化させることがない。特
に、この金属素材のうちのピストン部材嵌装穴を穿設す
る部分の硬度を維持することができるため、より小さな
公差で切削加工をすることができるという利点が得られ
る。
【００３０】複数本の個別のブロックを接合して流路セ
クションを製作するというこの製作法によれば、更に、
様々な流路性能強化を施すことも可能である。図９は、
その種の流路性能強化の方式のうちの１つを示す、流路
セクションの破断図である。この図９の実施例では、各
々のブロック９０２〜９０８の流路側の表面に、切削加
工によって複数本の互いに並行な断面半円形の流路９１
０を形成してあり、ブロックどうしを接合した際には、
それら複数本の断面半円形の流路９１０によって、複数
本の断面円形の流管９１２が列を成して並んで形成され
るようにしてある。この図９の実施例の利点は、流路断
面を矩形とした実施例（図８の実施例）と比較して、約
７０％の伝熱面積の増加が得られることにあり、これ
は、断面が矩形の実施例では、その流路の底面幅が円形
の流管の直径に等しいからである。所与の流量値におけ
る熱伝達率の値はいずれの実施例においても同程度であ
る。図８の実施例と同様に、図９のブロック９０２〜９
０８も、好ましくは電子ビーム熔接によって接合するの
が良い。
【００３１】複数本の別体のブロックである棒部材を電
子ビーム熔接によって接合するというこの製作法は、更
にその他の多くの利点をも有するものである。即ち、乱
流領域で使用するものとする場合であれば、 1) 流路を
より細くすることができ、それによって、より大径のピ
ストン部材嵌装穴を穿設することができ（即ちより大径
のピストン部材を嵌装することができ）、従って伝熱性
能を向上させることができると共に、 2) 流路の壁部の
剛性を高めることができる。例えば、個々のブロック
を、断面Ｉ字形ではなく、断面「Ｅ」字形にすることも
できる。断面Ｅ字形にした場合のその壁部は、ピストン
部材嵌装穴を穿設する際の切削加工や高い流体圧力（例
えばこの伝熱モジュールの高圧試験時に加えられる圧力
等）によって発生する、変形応力に対する抵抗力が大き
なものとなる。また、 3) 流路表面に対して、その素材
に適合した表面処理や流路の詰まりを防止するための表
面処理をより容易に施せるようになり、更には 4) 流路
の壁部を切削加工して、（例えば図９に示すものをはじ
めとする）様々な態様で、伝熱面を拡張することが可能
となる。
【００３２】以上に説明したブロック接合方式の製作法
は、層流領域で使用するものとする場合（即ち流路の流
体力学的径寸法を基準としたレイノルズ数を２３００以
下に設定する場合）にも、有利なものである。例えば、
図１４に示したように、フィン１４０２が突出した形状
となるようにブロック１４０４、１４０６の側面を切削
加工し、ブロックどうしを接合したときに、それらのフ
ィンが互い違いに入り込むことによって、極めて幅の狭
い流路が形成されるようにする（例えば、引用符号１４
０８で示されているようにする）。ここ極めて幅が狭い
という意味は、流路の幅が０．３ミリメートル以下であ
るということである。実際上最適な流路の幅の値は、好
適な圧力降下（例えば１０〜１２psi ）と、流体の全体
に亙る好適な温度上昇（例えば５℃）とを実現したいな
らば、０．２５ミリメートルにすれば良い。
【００３３】次に図２０を参照して、冷却用一体構造体
の全体の製作方法に関する、別の方法について説明す
る。この方法では先ず最初に、流入口側マニホルド２０
０２、流出口側マニホルド２００４、及び中央セクショ
ン２００６を、むくの素材ブロック（素材は例えば無酸
素銅等である）の夫々の部分を削り取って中空とするこ
とにより形成する。こうして削り出した中空のブロック
は、ベース・セクション２００８を構成するものであ
る。続いて、断面矩形の複数本の素材ブロック２０１０
を、互いの間に間隙を確保しつつ、中央セクション２０
０６の中に配設し、それらの間隙によって、冷却媒体を
流入口側マニホルド２００２から流出口側マニホルド２
００４へ流動させる複数本の流路２０１２を形成する。
次に、このベース・セクション２００８の全体をカバー
するカバー・プレート（不図示）を、このベース・セク
ション２００８とそれら複数本のブロック２０１０との
上にかぶせる。この状態で、ブロック２０１０とベース
・セクション２００８とを、ロウ付けにより互いに接合
する。この後、ピストン部材を嵌装するための穴（不図
示）を、ドリルによって、ベース２００８の底壁を貫通
するようにしてブロック２０１０に穿設する。
【００３４】伝熱を効率的なものとするための重要な点
の１つに、ピストン部材とチップ表面との間の熱の受渡
しが良好に行なわれるようにするということがある。と
ころが、ウエハの表面に集積回路を構成するプロセスに
おいて、チップに湾曲や波打ちが発生する。更には、発
熱時のチップの熱膨張量は、その各部分において均一で
はなく、なぜならば電力を消費する回路は、典型的な場
合においてはチップの一方の側に片寄って配置されてい
るからである。従って、ピストン部材に接触しているチ
ップ表面は、一般的には平坦ではない。また、その平坦
度は、チップの大きさにも関係する。従って、大型のチ
ップでは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示したように、１個
のチップに対して複数個の熱的最適化ピストン部材を使
用することが望ましい。
【００３５】図１０Ａ及び図１０Ｂは、チップ１０１０
の１個あたり４個ずつの熱的最適化ピストン部材１００
２〜１００８を用いてチップを冷却するようにした構成
を示すものである。熱最適化ピストン部材の各々は、そ
の末広がり形状のヘッダ部に正方形のチップ接触面１０
１２〜１０１８を備えており、それらのチップ接触面に
は潤滑用流路が形成されている。熱搬出式冷却のための
冷却用流路１０２０〜１０２４が、キャップ部材（蓋
体）の内部のピストン部材列とピストン部材列との間に
形成されている。それら冷却用流路の中を、液体冷却媒
体（例えば冷却水等）が流れるようにしてあり、それら
冷却用流路の熱搬出率は、体積流量とその流路の寸法形
状とによって決まるものである。図２Ａ〜図２Ｄに関連
して既に説明したように、各ピストン部材は、コイル・
スプリング１０２６と、互いに同心的に形成した非貫通
穴１０２８と１０３０とを備えている。
【００３６】用途によっては、製作容易性の観点から、
（図３、図１０Ａ、及び図１０Ｂに示した、チップ１個
あたりピストン部材４個ずつの実施例よりも）チップ１
個あたりピストン部材１個ずつの実施例の方が好都合な
場合もある。その場合には、ピストン部材の最適長さ
は、複数ピストン部材の実施例における最適値よりも長
いものとなる。この単一ピストン部材の実施例における
最適熱的性能を提供するピストン部材形状を図１８Ａ〜
図１８Ｃに示した。これらの図１８Ａ〜図１８Ｃに示し
たピストン部材は、チップと接触しない方の端部に形成
した比較的長い先細り形状部分１８０２と、チップの湾
曲ないし傾きを考慮した際に許容される最長の長さとし
た円筒形状部分１８０４と、チップの表面と接触する方
のピストン部材端部に形成した比較的短い先細り形状部
分１８０６とを含んでいる。先細り形状に関する最適寸
法の例としては、典型的な場合では、長い方の先細り形
状部分１８０２が、短い方の先細り形状部分１８０６の
２倍から３倍程度の長さとするのが普通である。
【００３７】先に触れたように、チップの表面は、その
チップが基板上に搭載されて使用されている状態におい
ては、球面状に凹んだ形状となっている傾向がある。大
型のチップでは、この湾曲の程度は、接触面が平坦な単
一のピストン部材を用いた場合にはその湾曲によって、
その接触面とチップの中央との間に大きな間隙が空いて
しまう程のものとなる。このような間隙ができると、そ
の結果としてチップの中央部にホット・スポットができ
てしまう。そこで、単一チップの実施例において、この
ホット・スポットの発生を防止し、或いはその程度を低
減するための、２種類の手段について以下に説明する。
【００３８】第１の種類の手段としては、ピストン部材
の、チップに対して接触するヘッダ部１８０８を切削加
工して、球面を備えたクラウン形状部分とし、しかもそ
の球面の曲率半径を、チップ表面の曲率半径と略々等し
くするという方法がある。具体的な用途によっては、ピ
ストン部材に形成するこのクラウン形状部分の曲率半径
を、チップ表面の曲率半径よりやや長くしたり、或いは
やや短くしたりすることが有利な場合もあるが、両者の
曲率半径が余りに違ってしまうと問題を生じることがあ
る。例えば、曲率半径がチップのものより著しく長いク
ラウン形状部分を形成した場合、チップの中央部にホッ
ト・スポットが発生するのを防止することができない。
同様に、ピストン部材に形成するクラウン形状部分の曲
率半径をチップのものと比べて著しく短くした場合に
は、ホット・スポットが、そのチップの辺縁部ないし角
部に発生することになる。
【００３９】場合によっては、チップの曲率半径に略々
等しい程に長い半径の工具を製作することが実際的でな
いこともある。その場合には、平面用のダイヤモンド工
具を僅かな角度だけ傾けることによって、僅かな円錐形
状を呈したチップ接触ヘッダ部１８０８を形成するよう
にすれば良い。更には、その円錐形の先端を切り落とし
た形状とする（即ち中央を平面とする）ようにしても良
い。
【００４０】図１９Ａ及び図１９Ｂは、図１８Ａ〜図１
８Ｃのピストン部材をチップ１個あたりピストン部材１
個の構成態様で使用するようにした、改良伝熱モジュー
ルの一実施例を示したものである。熱搬出式冷却のため
の冷却用流路１９０２は、伝熱モジュールの外縁部１９
０４においては、その深さが浅くなっており、これは１
つにはオイル膨張用空間１９１４を確保するためであ
り、２つには外側の列のチップ搭載位置の冷却過剰を防
止するためである。更には、各々の冷却用流路はその両
端部が丸みのついた形状であるようにしても良く、そう
すれば、丸鋸形の工具を使用する場合の必要条件に容易
に適合すると共に、冷却用流路の両端部の付近のチップ
搭載位置の冷却過剰を防止することもできる。図１９Ｂ
に示したように、それら冷却用流路は、直並列形の複数
経路方式で配列してある。用途によっては、マニホルド
を伝熱モジュールの上面に設けた、頂部マニホルド式と
するのが好ましいこともある。流入口１９１０には、幅
が次第に広がって行く形状とした流入用マニホルド１９
１２を備えてあり、それによって各流路の流量が均一と
なるようにしている。同様に、流出口１９０６には、幅
が次第に狭まる形状とした流出用マニホルド１９０８
を、冷却媒体の収集のために備えてある。
【００４１】図１９Ｂからは、第２横断流動経路（即
ち、冷却媒体が流出口へ戻ってくる側の横断流動経路）
に用いられている流路の本数が、第１横断流動経路に用
いられている流路の本数より少ないことが分かる。具体
的には、第１横断流動経路である流入側経路には６本の
流路が用いられており、一方、第２横断流動経路には流
路５本分の領域しか使用されていない。このように、第
２横断流動経路ではその中に含まれている流路の本数が
少ないために、そこを通過する際の冷却媒体の流速が第
１横断流動経路中の流速よりも高速となっている。そし
て、第２横断流動経路中では流速がより大きいために、
熱伝達率もより大きくなっており、このことが、第１横
断流動経路を流動している間に生じた冷却媒体の温度上
昇の、熱伝達量に対する、負の影響と釣り合うという利
点が得られている。横断流動の回数を２回以上とした実
施例では、各々の冷却用横断流動経路に含まれる流路の
本数を、後の方の横断流動経路ほど少なくするように、
その伝熱モジュールを構成することができる。
【００４２】既述の如く、冷却水による熱排出率は、熱
搬出式冷却用流路の性能を強化することによって向上さ
せることができる。この冷却用流路の性能強化は、夫々
図９及び図１４に関して先に説明したようにしても、達
成することが可能であるが、図１１に示すように、流路
中にものを配設することによっても達成することができ
る。図１１は、３種類の互いに異なった流路性能強化法
を示すものである。同図に図示してあるのは、チップ１
個あたり複数個のピストン部材を用いる実施例（即ち、
各チップ１１１０ごとに、熱的最適化ピストン部材１０
０６、１００８と、更にこの断面図では破断して取り除
かれている２個を加えて、計４個の熱的最適化ピストン
部材を接触させている）として図示してあるが、ここに
示した性能強化法は、チップ１個あたりピストン部材１
個とした実施例にも適用可能であることが理解されよ
う。
【００４３】図１１に示したように、左側の流路１１２
０の中には網部材（ワイヤを編んで網状としたもの）１
１０２を介装してあり、中央の流路１１２２にはバッフ
ル板１１０４を挿入してあり、右側の流路１１２４には
流動抑制用の粒状体１１０６を充填してある。網部材１
１０２を介装することによって伝熱性能が向上してお
り、その理由は、冷却水の流路の複雑性が増すからであ
る。そのため、乱流状態が発生して、冷却水が完全に混
合されるようになる。
【００４４】中央の流路１１２２は、キャップ部材から
この流路の本流の中へ延出した、流量を抑制するバッフ
ル板１１０４によって、２つの狭い流路に分割されてい
る。このバッフル板１１０４は流路の流体力学的直径を
減少させ、また、流体の流速を増大させている。これら
２つの要因はいずれも、流路の熱排出能力を増大させる
ように作用する。バッフル板は、流路の深い位置まで垂
下しており、また、流路の長手方向へは、その全長に亙
って延在しているようにしても良く、或いは、長手方向
へは所々に形成した切欠によって途切れ途切れの形状と
しても良く、そうすれば、冷却媒体の境界層を一定距離
ごとに断続的に破壊することができる。また、バッフル
板を、細長く交互に折曲した形状とすることによって、
流体の大半が流路の壁面に衝突するように流れの方向を
変えられるようにしても良い。
【００４５】図１１中の右側の流路１１２４には小径の
粒状体１１０６を充填してあり、その直径は流路の幅と
略々等しくしてある。このようにしたため、その粒状体
が発生する乱流状態が、この流路の壁面を介した熱排出
量を増強している。
【００４６】流路に対して、更にその他の性能強化法を
適用することも可能である。例えば図１２は、流路セク
ションの破断上面図であり、乱流発生部材１２０２を周
期的に配設した流路を示したものである。更に別の態様
として、流路の中に周期的にしかも交互に乱流発生用の
リブ１３０２を配設した態様を、図１３に示した。
【００４７】以上に示した種々の流路性能強化法のいず
れも、単独で用いても良く、また、他のものと組合せて
用いるようにしても良い。どのように用いるかは、伝熱
モジュールの所与の領域における熱排出性能をどの程度
にするのが望ましいかということと、冷却媒体供給シス
テムに付随する、圧力降下の大きさに関する条件とに合
わせて決定すれば良い。
【００４８】上記以外にも、本発明の範囲並びに概念か
ら逸脱することなく、多種多様な変更実施例ないし別実
施例を構成し得ることが当業者には理解されよう。従っ
て、以上に説明した本発明の実姉例は、あくまで具体例
として説明したものであり、本発明がそれらに限定され
るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の伝熱モジュールの断面図である。
【図２】図２Ａは本発明の一実施例に係る改良ピストン
部材の等測投影図法による斜視図、図２Ｂは図２Ａのピ
ストン部材の上面図、図２Ｃは図２Ａのピストン部材の
側面図、そして、図２Ｄは図２Ａのピストン部材の底面
図である。
【図３】本発明の一実施例に係る改良伝熱モジュールの
断面側面図である。
【図４】図３に示した種類の改良伝熱モジュールの組立
図である。
【図５】図４の伝熱モジュールに備えられた冷却用一体
構造体の断面上面図である。
【図６】図４の冷却用一体構造体の、第１の別実施例の
断面上面図である。
【図７】図４の冷却用一体構造体の、第２の別実施例の
断面上面図である。
【図８】別体の複数の部材を用いて製作した流路セクシ
ョンの一部分を示す、等測投影図法による底面図であ
る。
【図９】流路セクションについての別実施例の一部分を
示す、等測投影図法による底面図である。
【図１０】図１０Ａは、図３に示した種類の、チップ１
個あたり４個のピストン部材を用いてチップを冷却する
ようにした冷却構造の断面側面図であり、また、図１０
Ｂは図１０Ａの冷却構造の上面図である。
【図１１】性能強化を施した流路を備えた伝熱モジュー
ル内に構成されている、ピストン部材群の断面側面図で
ある。
【図１２】乱流状態発生部材を流路内に周期的に配設し
た流路セクションの断面上面図である。
【図１３】乱流状態発生リブを流路内に周期的に交互に
配設した流路セクションの断面上面図である。
【図１４】互いに接合されたときに、互い違いに入り込
むフィンを備えた狭い流路を形成する、複数個の個別の
部材を用いて製作した流路セクションの、断面側面図で
ある。
【図１５】図３の伝熱モジュールを複数個、平面的に並
べて配設したものを示す、等測投影図法による斜視図で
ある。
【図１６】図３の伝熱モジュールを複数個、積み重ねて
３次元的に配設したものを示す、等測投影図法による斜
視図である。
【図１７】図４の冷却用一体構造体の、第３の別実施例
の断面上面図である。
【図１８】図１８Ａは、チップ１個あたり１個ずつのピ
ストンを用いる用途に適した改良ピストン部材の等測投
影図法による斜視図、図１８Ｂは図１８Ａのピストン部
材の上面図、そして、図１８Ｃは図１８Ａのピストン部
材の側面図である。
【図１９】図１９Ａは、図１８Ａに示した種類のピスト
ン部材を備えた改良伝熱モジュールの断面側面図、そし
て、図１９Ｂは図１９Ａの伝熱モジュールの断面上面図
である。
【図２０】別の製作法を用いて製作した冷却用一体構造
体の一実施例の、等測投影図法による破断図である。
【符号の説明】
２００ 熱的最適化ピストン部材 ２０２ ピストン部材の上部 ２０４ ピストン部材の中央部 ２０６ ピストン部材の下部（ヘッダ部） ２１４ 潤滑溝 ３０２ 熱的最適化ピストン部材 ３０４ 冷却用流路 ３０６ 集積回路チップ ３０８ 基板 ３１２ 流出口 ３１４ 非貫通穴 ４０２ カバー・プレート ４０４ 流入口側分配ブロック ４０６ 流出口側分配ブロック ４０８ 流路セクション ４１０ フレーム ４１２ 基板 ４１４ 集積回路チップ ４１６ 冷却用流路 ４１８ 熱的最適化ピストン部材 ５０２ 流入口 ５０４ 第１流れ分配部 ５０６ 第２流れ分配部 ５０８ 収集部 ５１０ 流出口 ６０２ 流入口側分配部 ６０４〜６１６ 冷却用流路 ６１８ 流出口側収集部 ７０２ 流出口側連通路 ７０４ 流入口 ７０６ 流出口 ８０２ 冷却用流路 ８０４〜８１０ ブロック ８１２ ピストン部材嵌装穴 ９０２〜９０８ ブロック ９１０ 半円形流路 ９１２ 円形流管 １００２〜１００８ 熱的最適化ピストン部材 １０１０ 集積回路チップ １０１２〜１０１８ チップ接触面 １０２０〜１０２４ 冷却用流路 １１０２ 網部材 １１０４ バッフル板 １１０６ 粒状体 １１１０ 集積回路チップ １１２０〜１１２４ 冷却用流路 １２０２ 乱流発生部材 １３０２ 乱流発生用リブ １４０２ フィン １４０４、１４０６ ブロック １４０８ 流路 １７０２ 流入口 １７０４ 冷却用流路 １７０６ 流入口側分配部 １７０８ 流出口側収集部 １７１０ 流出口 １８０２ 先細り形状部分 １８０４ 円筒形状部分 １８０６ 先細り形状部分 １８０８ ヘッダ部（クラウン形状部分） １９０２ 冷却用流路 １９０６ 流出口 １９０８ 流出用マニホルド １９１０ 流入口 １９１２ 流入用マニホルド ２００２ 流入口側マニホルド ２００４ 流出口側マニホルド ２００６ 中央セクション ２００８ ベース・セクション ２０１０ 素材ブロック ２０１２ 流路
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１２】
【図１６】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・ジョセフ・エルスワース、ジュ ニアー アメリカ合衆国12603、ニューヨーク州 ポウキープシー、デイリー・ロード 62番 地 (72)発明者 ゲーリー・フランクリン・ゴース アメリカ合衆国12569、ニューヨーク州 プリーザント・ヴァレー、フォレスト・ヴ ァレー・ロード 48番地 (72)発明者 ロバート・エドワード・シモンズ アメリカ合衆国12603、ニューヨーク州 ポウキープシー、シャムロック・サークル 16番地 (72)発明者 マイケル・リン・ズンブルンネン アメリカ合衆国12603、ニューヨーク州 ポウキープシー、ミルドレッド・アベニュ ー 32番地

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子回路冷却モジュールであって、 複数個の集積回路チップを搭載した基板を備え、 前記複数個のチップを収容する囲繞空間を前記基板と協
    働して形成する蓋体を備え、該蓋体には冷却媒体分配用
    高圧室が形成されており、該冷却媒体分配用高圧室に
    は、複数本の溝部が形成されており、該冷却媒体分配用
    高圧室は、該高圧室を前記封入空間から区画する区画部
    を備えており、該区画部には複数個の非貫通穴が形成さ
    れており、それら非貫通穴は前記複数本の溝部と溝部と
    の間に位置していると共に、その開口部が前記基板に臨
    んでおり、 アレイ状に配置された複数個の伝熱用のピストン部材を
    備え、それらピストン部材の各々は、先細り形状の上部
    と、円筒形状の中央部と、末広がり形状の下部とを有し
    ており、前記上部と前記中央部とは、少なくとも部分的
    に前記非貫通穴の中に位置するようにしてある、ことを
    特徴とする電子回路冷却モジュール。
  2. 【請求項２】 電子回路冷却モジュールであって、 複数本の流路が形成された第１セクションと、 前記第１セクションに連結され、前記複数本の流路の第
    １端側に配設された第１流れ分配部であって、前記複数
    本の流路のうちの第１の複数本の流路へ冷却媒体を供給
    するための流入手段を備えた、第１流れ分配部と、 前記第１セクションに連結され、前記複数本の流路の第
    ２端側に配設された第２流れ分配部であって、前記第１
    の複数本の流路から冷却媒体を収集して前記複数本の流
    路のうちの第２の複数本の流路へ再分配する再分配手段
    を備えた、第２流れ分配部と、を備えていることを特徴
    とする電子回路冷却モジュール。
  3. 【請求項３】 前記複数本の流路を覆うように配設され
    前記第１セクションに連結された上面板部材を更に備え
    ていることを特徴とする請求項２の電子回路冷却モジュ
    ール。
  4. 【請求項４】 前記再分配手段が、前記第２流れ分配部
    に形成された凹部であることを特徴とする請求項２の電
    子回路冷却モジュール。
  5. 【請求項５】 前記第１セクションが複数本の棒状部を
    備えており、それら棒状部の各々が、その各側面に少な
    くとも１つの突出部を備えていることを特徴とする請求
    項２の電子回路冷却モジュール。
  6. 【請求項６】 前記流路はその少なくとも１面が合金で
    メッキされていることを特徴とする請求項２の電子回路
    冷却モジュール。
  7. 【請求項７】 前記流路がフィンを備えており、該フィ
    ンは、フィンとフィンとが互いの間に入り込むようにし
    てあり、それにより前記流路の幅を０．３ミリメートル
    以下としてあることを特徴とする請求項２記載の電子回
    路冷却モジュール。
  8. 【請求項８】 前記第２の複数本の流路の本数を前記第
    １の複数本の流路の本数より少なくしたことを特徴とす
    る請求項２の電子回路冷却モジュール。
  9. 【請求項９】 前記流路の中に乱流状態発生部材を配設
    してあることを特徴とする請求項２の電子回路冷却モジ
    ュール。
  10. 【請求項１０】 前記乱流状態発生部材を前記流路の中
    に周期的に交互に配設してあることを特徴とする請求項
    ９の電子回路冷却モジュール。
  11. 【請求項１１】 前記第１セクションに複数個の非貫通
    穴を形成してあり、それら非貫通穴は、前記複数本の流
    路の、その流路と流路との間に配設されており、更に、
    複数個のピストン部材を備えており、それらピストン部
    材が前記非貫通穴の中に少なくとも部分的に収容されて
    いるようにしたことを特徴とする請求項２の電子回路冷
    却モジュール。
  12. 【請求項１２】 前記複数個のピストン部材の各々が、
    クラウン形状部分を備えており、該クラウン形状部分
    が、チップ接触面を有しており、該チップ接触面には、
    そのチップ接触面が接触する集積回路チップの表面の曲
    率半径と略々等しい曲率半径を持たせてあることを特徴
    とする請求項１１の電子回路冷却モジュール。
  13. 【請求項１３】 前記ピストン部材が、先細り形状の上
    部と、円筒形状の中央部と、該中央部から広がって行く
    末広がり形状の下部とを備えていることを特徴とする請
    求項２１の電子回路冷却モジュール。
  14. 【請求項１４】 前記上部の長さが前記中央部の長さよ
    り長いことを特徴とする請求項１３の電子回路冷却モジ
    ュール。
  15. 【請求項１５】 電子回路冷却モジュールであって、 複数本の流路が形成された第１セクションと、 前記第１セクションに連結され、前記複数本の流路の第
    １端側に配設された第１流れ分配部であって、流入口か
    ら冷却媒体を受取りその冷却媒体を前記複数本の流路の
    前記第１端へ供給するための冷却媒体分配手段を備え
    た、第１流れ分配部と、 前記第１セクションに連結され、前記複数本の流路の第
    ２端側に配設された第２流れ分配部であって、前記複数
    本の流路からの冷却媒体を集めてその冷却媒体をこの冷
    却モジュールから排出するための冷却媒体収集手段を備
    えた、第２流れ分配部と、を備え、 前記冷却媒体分配手段が、前記複数本の流路の前記第１
    端へ向かって流路断面が次第に広がって行く形状であ
    り、前記冷却媒体収集手段が、前記複数本の流路から流
    路断面が次第に収束して行く形状である、ことを特徴と
    する電子回路冷却モジュール。
  16. 【請求項１６】 伝熱ピストン部材であって、 円筒形状の第１部分と、 前記第１部分の第１端に設けた、先細り形状の第２部分
    と、 前記第１部分の第２端に設けた、末広がり形状の第３部
    分と、を備えていることを特徴とする伝熱ピストン部
    材。
  17. 【請求項１７】 前記第１部分及び前記第２部分の表面
    に直線状の切欠部を形成してあることを特徴とする請求
    項１６の伝熱ピストン部材。
  18. 【請求項１８】 前記第３部分に、曲面形状のチップ接
    触面を設けてあることを特徴とする請求項１６の伝熱ピ
    ストン部材。
  19. 【請求項１９】 前記第２部分と前記第３部分との間
    に、先細り形状の第４部分を更に設けたことを特徴とす
    る請求項１６の伝熱ピストン部材。
  20. 【請求項２０】 先細り形状の前記第４部分の長さが、
    先細り形状の前記第２部分の長さの少なくとも２倍以上
    の長さであるようにしたことを特徴とする請求項１９の
    伝熱ピストン部材。
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