JPH10303586A

JPH10303586A - 発熱体実装冷却装置

Info

Publication number: JPH10303586A
Application number: JP10915597A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Suga; 和成菅
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-13
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JP3381898B2

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却効率の良好な発熱体実装冷却装置を提供
する。【解決手段】基板１に冷却液体密封ケース２を覆い被
せることにより構成した冷却液体７を流通せしめると共
にマトリックス状に配列される発熱体３を包囲収容する
流通収容部２５を有し、流通収容部２５に冷却液体７を
流通せしめる発熱体実装冷却装置において、発熱体３を
列方向に２個づつに分離する隔壁８を具備し、行方向に
配置される発熱体３相互の間の１個おきに、互いに対向
する側壁２２、２３と隔壁８に対して、或いは互いに対
向する隔壁８に対して交互に形成される蛇行板９を具備
し、流通収容部２５に蛇行流通経路を形成する発熱体実
装冷却装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発熱体実装冷却
装置に関し、特に、基板に冷却液体密封ケースを覆い被
せることにより構成した冷却液体を流通せしめると共に
発熱体である電子素子を包囲収容する流通収容部を基板
に設けた発熱体実装冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩモジュールの動作速度の高速化が
進行すると共にＬＳＩモジュールの集積度の高密度化も
進行することに起因して、個々の高密度ＬＳＩモジュー
ルの発生する熱量は増大する一方である。この様な事情
から、高密度ＬＳＩモジュール実装半導体装置のより効
率的な冷却装置を開発することが要請されている。この
ＬＳＩモジュール実装半導体装置は、基板の一方の面或
は双方の面に必要とされる多数のＬＳＩモジュールを実
装するものである。ＬＳＩモジュールを冷却するには、
強制空冷によりＬＳＩモジュール実装半導体装置全体を
冷却するか、或いは半導体装置全体を冷却液体中に浸漬
する液冷により冷却する必要がある。

【０００３】従来例を図７を参照して説明する。図７
（ａ）は図７（ｂ）の線ａ−ａ’の断面を示す図、図７
（ｂ）は図７（ａ）の線ｂ−ｂ’の断面を示す図であ
る。図７において、プリント基板１にはその両面に発熱
体である電子素子３が左右上下方向にマトリックス状に
３２個配列取り付けられている。プリント基板１の両面
には冷却液体密封ケース２が設けられ、プリント基板１
との間に電子素子３を包囲収容すると共に冷却液体を流
通せしめる流通収容部２５を形成している。冷却液体密
封ケース２は底壁２１および互に対向する１組の側壁２
２および側壁２３、および端壁２２’および端壁２３’
より成る。プリント基板１表面と冷却液体密封ケース２
の周端部との間はＯリング４を介して液密に封止されて
いる。この冷却液体密封ケース２とプリント基板１との
間には、電子素子３を包囲収容すると共に矢印７１に示
される方向に冷却液体７が流通する経路ともなる流通収
容部２５が形成される。６１は流通収容部２５に冷却液
体７を流入せしめる流入口であり、６１’は端壁２２’
に形成された流入孔である。そして、６２は冷却液体７
を流出せしめる流出口であり、６２’は流出孔である。

【０００４】冷却液体７は半導体装置外から流入口６１
および流入孔６１’を介して流通収容部２５内に流入
し、電子素子３は冷却液体７に浸漬する。冷却液体７は
電子素子３を冷却しながら矢印７１方向に流通し、流出
孔６２’および流出口６２を介して半導体装置外に流出
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の半導体装置は、
発熱体である電子素子３に均等に冷却液体７を接触させ
て均等に冷却する必要がある。この要請を満足するに
は、冷却液体７の流入口および流出口の数を多く設置す
ればそれだけ均等冷却には好適であることは言うまでも
ないが、流入口および流出口の数を多く設置すればそれ
だけ浸漬液冷の構成を複雑化する上に、冷却液体の流入
口６１および流入孔６１’において冷却液体７の流速を
一様に設定することを困難にする恐れが生ずる。

【０００６】そして、冷却液体７の流量を電子素子３の
発熱量に見合った充分な流量に設定し、低い流速で冷却
しようとすると、冷却液体７はその低温度の下層流と比
較的高温度の上層流により成る層流状態になり、流量を
多く設定した割りに冷却効率は上がらない。また、電子
素子３に接触する冷却液体７の液量が少ないと、冷却液
体７の温度上昇は大きくなり、冷却液体７の温度は下流
に移行するにつれて上流における温度と比較して漸増す
ることとなり、下流に位置する発熱体である電子素子３
に対する冷却能力は低下してこの電子素子３の温度は著
しく高くなる。

【０００７】ここで、冷却液体７に高圧を加えてその流
速を増加することにより全対流量を増加することはでき
る。しかし、冷却液体７に高圧を加える構成を採用する
と、液冷装置のトータルの圧力損失が大きくなると共に
冷却液体７のリークに対する信頼性も低下する。更に、
冷却液体７の高圧化により液冷装置全体は大型化し、そ
の製造コストは上昇する。

【０００８】以上の半導体装置は、発熱体である電子素
子３を配置取り付けたプリント基板１表面に冷却装置を
設け、冷却液体７を流通せしめて冷却している。ところ
が、半導体試験装置の液体冷却においては、プリント基
板１を複数枚板厚方向に並列に実装して各プリント基板
１表面に取り付けられる電子素子３を同時に測定する構
成を採用しているので、冷却装置の厚さが大きくなる
と、半導体試験装置の大きさに大きな影響を与える。冷
却装置の厚さはでき得る限り薄く構成する必要がある。

【０００９】この発明は、上述した問題を解消した発熱
体実装冷却装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

請求項１：基板１に冷却液体密封ケース２を覆い被せる
ことにより構成した冷却液体７を流通せしめると共に配
列される発熱体３を包囲収容する流通収容部２５を有
し、流通収容部２５に冷却液体７を流通せしめる発熱体
実装冷却装置において、発熱体３を列方向に２個づつに
分離する隔壁８を具備し、行方向に配置される発熱体３
相互の間の１個おきに、互いに対向する側壁２２、２３
と隔壁８に対して、或いは互いに対向する隔壁８に対し
て交互に形成される蛇行板９を具備し、流通収容部２５
に蛇行流通経路を形成する発熱体実装冷却装置を構成し
た。

【００１１】そして、請求項２：請求項１に記載される
発熱体実装冷却装置において冷却液体密封ケース２は底
壁２１、互いに対向する１組の側壁２２および側壁２
３、端壁２２’および端壁２３’より成り、隔壁８は底
壁２１および端壁２２’から一体に延伸形成され、その
高さは側壁および端壁に等しく設定されると共にその幅
は他方の端壁２３’には達しておらずに側端部と端壁２
３’との間は開口しており、蛇行板９は底壁２１、側壁
２２、２３或は隔壁８から一体に延伸形成され、その高
さは側壁および端壁に等しく、その幅は対向する側壁２
２、２３或いは隔壁８には達しておらずに側端部との間
は開口している発熱体実装冷却装置を構成した。

【００１２】また、請求項３：請求項１および請求項２
の内の何れかに記載される発熱体実装冷却装置におい
て、冷却液体密封ケース２は基板１の両面に設けられて
いるものである発熱体実装冷却装置を構成した。更に、
請求項４：請求項３に記載される発熱体実装冷却装置に
おいて冷却液体７を流入する流入孔６１’を端壁２２’
に形成し、基板１のこの流入孔６１’近傍に冷却液体７
を流通せしめる流入連通孔１１を形成し、冷却液体７を
流出せしめる流出孔６２’を端壁２２’に形成し、基板
１のこの流出孔６２’近傍には冷却液体７を流出せしめ
る流出連通孔１２を形成した発熱体実装冷却装置を構成
した。

【００１３】ここで、請求項５：基板１に冷却液体密封
ケース２を覆い被せることにより構成した冷却液体７を
流通せしめると共にマトリックス状に配列される発熱体
３を包囲収容する流通収容部２５を有し、流通収容部２
５に冷却液体７を流通せしめる発熱体実装冷却装置にお
いて、発熱体３を列方向に２個づつに分離する隔壁８を
具備し、行方向にマトリックス状に配置される電子素子
３相互の間の１個おきに、冷却液体密封ケース２から延
伸形成される、側壁２２、２３、隔壁８の何れにも接続
しない独立蛇行板９’を具備し、行方向にマトリックス
状に配置される電子素子３相互の間の１個おきに、側壁
或いは隔壁から互に対向して逆向きに側壁或いは隔壁に
形成される蛇行板９を具備し、独立蛇行板９’および蛇
行板９を行方向に交互に形成して流通収容部２５に蛇行
流通経路を形成する発熱体実装冷却装置を構成した。

【００１４】そして、請求項６：請求項５に記載される
発熱体実装冷却装置において冷却液体密封ケース２は底
壁２１、互いに対向する１組の側壁２２および側壁２
３、端壁２２’および端壁２３’より成り、独立蛇行板
９’の高さは側壁および端壁の高さに等しく設定され、
その両側端部と、側壁或いは隔壁と、底壁と、基板とに
より側部開口２５１が構成され、側壁或いは隔壁から互
に対向して逆向きに形成される蛇行板９の両側端部と、
底壁と、基板とにより中央開口２５２が構成される発熱
体実装冷却装置を構成した。

【００１５】また、請求項７：請求項５および請求項６
の内の何れかに記載される発熱体実装冷却装置におい
て、冷却液体密封ケース２は基板１の両面に設けられて
いるものである発熱体実装冷却装置を構成した。更に、
請求項８：請求項７に記載される発熱体実装冷却装置に
おいて冷却液体７を流入する流入孔６１’を端壁２２’
に形成し、基板１のこの流入孔６１’近傍に冷却液体７
を流通せしめる流入連通孔１１を形成し、冷却液体７を
流出せしめる流出孔６２’を端壁２２’に形成し、基板
１のこの流出孔６２’近傍には冷却液体７を流出せしめ
る流出連通孔１２を形成した発熱体実装冷却装置を構成
した。

【００１６】ここで、請求項９：請求項１ないし請求項
８の内の何れかに記載される発熱体実装冷却装置におい
て、蛇行板９および独立蛇行板９’に貫通孔９１を形成
した発熱体実装冷却装置を構成した。そして、請求項１
０：請求項１ないし請求項９の内の何れかに記載される
発熱体実装冷却装置において、冷却液体密封ケース２の
周端部２６に凹溝２８を形成し、これにＯリング４を嵌
合して封止部２７を構成した発熱体実装冷却装置を構成
した。

【００１７】また、請求項１１：請求項１０に記載され
る発熱体実装冷却装置において、冷却液体密封ケース２
の周端部２６が係合する基板１表面領域に予め金属パタ
ーン１４を形成しておく発熱体実装冷却装置を構成し
た。更に、請求項１２：請求項１１に記載される発熱体
実装冷却装置において、金属パターン１４は、銅パター
ンである発熱体実装冷却装置を構成した。

【００１８】また、請求項１３：請求項１１および請求
項１２の内の何れかに記載される発熱体実装冷却装置に
おいて、金属パターン１４に金メッキを施した発熱体実
装冷却装置を構成した。ここで、請求項１４：請求項１
ないし請求項１３の内の何れかに記載される発熱体実装
冷却装置において、基板１の対向する２端縁部１３を装
置の一部を構成する案内保持部１００の案内溝１０２に
摺動案内して挿入保持する部材とした発熱体実装冷却装
置を構成した。

【００１９】そして、請求項１５：請求項１ないし請求
項１３の内の何れかに記載される発熱体実装冷却装置に
おいて、冷却液体密封ケース２の互に対向する側壁２
２、２３に、装置の一部を構成する案内保持部１００の
案内溝１０２に嵌合して摺動保持される突部２９を形成
した発熱体実装冷却装置を構成した。また、請求項１
６：請求項１ないし請求項１３の内の何れかに記載され
る発熱体実装冷却装置において、冷却液体密封ケース２
の対向する側壁２２、２３に装置の一部を構成する案内
突条１０１が嵌合する嵌合溝２９’を形成した発熱体実
装冷却装置を構成した。

【００２０】更に、請求項１７：請求項１ないし請求項
４の内の何れかに記載される発熱体実装冷却装置におい
て、隔壁８および蛇行板９を基板１から延伸形成した発
熱体実装冷却装置を構成した。また、請求項１８：請求
項５ないし請求項１６の内の何れかに記載される発熱体
実装冷却装置において、隔壁８、蛇行板９および独立蛇
行板９’を基板１から延伸形成した発熱体実装冷却装置
を構成した。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明の発熱体実装冷却装置の
実施の形態を図１の実施例を参照して説明する。図１
（ａ）は図１（ｂ）の線ａ−ａ’の断面を示す図であ
り、図１（ｂ）は図１（ａ）の線ｂ−ｂ’の断面を示す
図である。

【００２２】図１において、プリント基板１には、その
両面に発熱体である電子素子３が左右上下方向にマトリ
ックス状に３２個配列取り付けられている。即ち、行方
向に８個づつ４行に亘って配列取り付けられている。プ
リント基板１の両面には冷却液体密封ケース２が設けら
れて、プリント基板１との間に電子素子３を包囲収容す
ると共に冷却液体を流通せしめる流通収容部２５を形成
している。冷却液体密封ケース２は、底壁２１、互に対
向する１組の側壁２２および側壁２３、端壁２２’およ
び端壁２３’より成る。プリント基板１表面と冷却液体
密封ケース２の周端部との間はＯリング４を介して液密
に封止されている。この冷却液体密封ケース２とプリン
ト基板１との間には、電子素子３を包囲収容すると共に
矢印７１に示される方向に冷却液体７が流通する経路と
もなる流通収容部２５が形成される。６１は流通収容部
２５に冷却液体７を流入せしめる流入口であり、６１’
は端壁２２’に形成された流入孔である。そして、６２
は冷却液体７を流出せしめる流出口であり、６２’は端
壁２２’に形成された流出孔である。８は隔壁であり、
電子素子３を列方向に２個づつに分離している。この隔
壁８は底壁２１および端壁２２’から一体に延伸形成さ
れ、その高さは側壁および端壁に等しく設定されて、下
端部は密封ケース２がプリント基板１に取り付けられた
ときにプリント基板１に係合して冷却液体７の流通を遮
断する。この隔壁８の幅は端壁２３’には達しておら
ず、側端部と端壁２３’との間は開口している。９は蛇
行板である。この蛇行板９は底壁２１、側壁２２および
側壁２３或いは隔壁８から一体に延伸形成され、その高
さは側壁および端壁に等しく、下端部は密封ケース２が
プリント基板１に取り付けられたときにプリント基板１
に係合する。蛇行板９の幅は側壁２２或いは２３と隔壁
８との間の間隔のほぼ１／２程度である。そして、蛇行
板９は行方向に配置される電子素子３相互の間の１個お
きに、側壁２２および側壁２３と隔壁８とに対して交互
に形成される。

【００２３】冷却液体７が半導体装置外から流入口６１
および流入孔６１’を介して流通収容部２５内に流入し
すると、電子素子３は冷却液体７に浸漬されるに到る。
流通収容部２５は電子素子３相互の間に隔壁８および蛇
行板９が上述の通りに形成されることにより、冷却液体
７の流通する流路の断面積は小さく構成されて、冷却液
体７の流速は大きくされる。即ち、流入口６１および流
入孔６１’を介して流通収容部２５内に流入した冷却液
体７は流速を大きくされて蛇行板９に衝突しながら乱流
状態を呈し、矢印７１方向に流通して電子素子３を冷却
する。最後に、流出孔６２’および流出口６２を介して
半導体装置外に流出する。

【００２４】冷却液体７が乱流状態とされるにより、冷
却液体７はその高温部と低温部とが攪拌されて温度が均
一化され、これに接触する電子素子３に対する冷却効果
は向上する。冷却液体７を加圧して強制流通せしめるこ
とにより冷却効果は更に向上する。この実施例はプリン
ト基板１の両面に電子素子３が配列取り付けられている
が、電子素子３はこれをプリント基板１の片面のみに配
列取り付けることができる。そして、この実施例におい
て、隔壁８は１枚のみ形成されているが、これを複数枚
形成し、蛇行板９を行方向に配置される電子素子３相互
の間の１個おきに、対向する隔壁８に対して交互に形成
して多数の電子素子３を冷却することができる。

【００２５】この発明の他の実施例を図２を参照して説
明する。図２（ａ）は図２（ｂ）の線ａ−ａ’の断面を
示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の線ｂ−ｂ’の
断面を示す図である。図２の実施例は図１の実施例にお
けるプリント基板１の両面に電子素子３が配列、取り付
けられている例を対象としている。流通収容部２５内に
半導体装置外から冷却液体７を流入する流入孔６１’が
１個だけ端壁２２’に形成されているが、プリント基板
１のこの流入孔６１’近傍に冷却液体７を流通せしめる
流入連通孔１１を形成する。そして、流通収容部２５内
から半導体装置外に冷却液体７を流出せしめる流出孔６
２’が１個だけ端壁２２’に形成されているが、プリン
ト基板１のこの流出孔６２’近傍には冷却液体７を流出
せしめる流出連通孔１２を形成する。

【００２６】この実施例において、冷却液体７が流入口
６１および流入孔６１’を介して流入すると、この冷却
液体７はプリント基板１の上面に形成される流通収容部
２５内に流入すると共に流入連通孔１１を介してプリン
ト基板１の下面に形成される流通収容部２５内にも流入
する。そして、プリント基板１の上面に形成される流通
収容部２５内に流入した冷却液体７は図示される矢印７
１の向きに流通して流出孔６２’および流出口６２を介
して半導体装置外に流出する。プリント基板１の下面に
形成される流通収容部２５内に流入した冷却液体７は図
示される矢印７１の向きに流通して流出孔６２’および
流出口６２を介して半導体装置外に流出する。流入連通
孔１１を介してプリント基板１の下面に形成される流通
収容部２５内に流入した冷却液体７は同様に流通収容部
２５内を流通した後、流出連通孔１２を介して上側の流
通収容部２５内に流入し、最後に流出孔６２’および流
出口６２を介して半導体装置外に流出する。

【００２７】この実施例は、プリント基板１の流入孔６
１’近傍に冷却液体７を流通せしめる流入連通孔１１を
形成し、プリント基板１の流出孔６２’近傍に流出連通
孔１２を形成することにより、冷却液体密封ケース２に
対して冷却液体７の流入口６１および流出口６２をそれ
ぞれ１個のみ具備してプリント基板１の両面の流通収容
部２５に均等に冷却液体７を流通することができる。そ
の上に、浸漬液冷の構成が格別を複雑化することもな
い。即ち、流入口６１および流出口６２には必ず冷却液
体７を流通せしめるチューブを接続する必要があるが、
この半導体装置モジュール１個当たり合計２本のチュー
ブしか必要とされないので、プリント基板１を複数枚板
厚方向に並列に実装して各プリント基板１表面に取り付
けられる電子素子３を同時に測定する構成を採用するに
際して、全体のチューブ本数を大きく減少することがで
きる。これは半導体試験装置の大きさを小さくする上に
おいて好都合である。

【００２８】この発明の更に他の実施例を図３を参照し
て説明する。この実施例においては側壁２２、側壁２
３、隔壁８の何れにも接続しない独立蛇行板９’が冷却
液体密封ケース２から延伸形成される。この独立蛇行板
９’の高さも側壁および端壁の高さに等しく設定され
る。独立蛇行板９’は行方向にマトリックス状に配置さ
れる電子素子３相互の間の１個おきに形成される。側壁
或いは隔壁に形成される蛇行板９は行方向にマトリック
ス状に配置される電子素子３相互の間の１個おきに側壁
或いは隔壁から互に対向して逆向きに形成される。そし
て、独立蛇行板９’と蛇行板９とはマトリックス状に配
置される電子素子３の行方向に交互に形成される。蛇行
板９と独立蛇行板９’とを上述の通りに配置形成するこ
とにより、独立蛇行板９’の両側端部と、側壁或いは隔
壁と、底壁と、プリント基板とにより側部開口２５１が
構成される。そして、側壁或いは隔壁から互に対向して
逆向きに形成される蛇行板９の両側端部と、底壁と、プ
リント基板とにより中央開口２５２が構成される。

【００２９】流入口６１および流入孔６１’を介して流
通収容部２５内に流入した冷却液体７は、先ず、流入孔
６１’に最も近い独立蛇行板９’に遮られ、その両側の
側部開口２５１を介して矢印７１の向きに蛇行流通し、
この独立蛇行板９’の反対側において互いに逆向きに合
流して攪拌されるに到る。冷却液体７は合流して攪拌さ
れながら中央開口２５２を介して次の独立蛇行板９’に
衝突遮られ、矢印７１の向きに分流蛇行して、当該次の
独立蛇行板９’の反対側において互いに逆向きに合流し
て攪拌されるに到る。以降、冷却液体７はこの流通動作
を繰り返しながら電子素子３を冷却し、最後に、流出孔
６２’および流出口６２を介して半導体装置外に流出す
る。

【００３０】この実施例は、流通する冷却液体７が独立
蛇行板９’に遮られ、その両側の側部開口２５１を介し
て矢印７１の向きに蛇行流通し、この独立蛇行板９’の
反対側において互いに逆向きに合流して充分に攪拌がな
されることにより、冷却液体７の温度は均一化されて高
温冷却液体と低温冷却液体の層流を形成することはなく
なり、それだけ冷却効率は向上する。

【００３１】この発明の他の実施例を図４を参照して説
明する。図４は図１および図２の実施例において、蛇行
板９に貫通孔９１を形成したものに相当する。先に図示
説明した通り、流入口６１および流入孔６１’を介して
流通収容部２５内に流入した冷却液体７は流速を大きく
されて蛇行板９に衝突しながら乱流状態を呈して、矢印
７１方向に流通しながら電子素子３を冷却する。しか
し、冷却液体７のすべてが矢印７１方向に流通するとは
限らず、その内の一部はどうしても蛇行板９に衝突した
ところにおいて滞留することになる。

【００３２】ここで、蛇行板９に貫通孔９１を１個或い
は複数個形成することにより、蛇行板９近傍に滞留した
冷却液体７はこの貫通孔９１を介して隣接する流通経路
に流入し、滞留は解消されることとなる。この貫通孔９
１は図３の実施例において独立蛇行板９’に形成するこ
とにより、蛇行板９の場合と同様に、独立蛇行板９’近
傍に滞留した冷却液体７をこの貫通孔９１を介して隣接
する流通経路に流入せしめて滞留を解消する。

【００３３】以上の実施例におけるプリント基板１表面
と冷却液体密封ケース２周端部２６との間を液密に封止
する封止部２７について、図５を参照して説明する。封
止部２７を構成するには、プリント基板１表面の冷却液
体密封ケース２の周端部２６に凹溝２８を形成し、これ
にＯリング４を嵌合する。この場合、周端部２６が係合
するプリント基板１表面領域に予め金属パターン１４を
形成しておくと、液密効果は増大する。金属パターン１
４はプリント基板１表面に銅パターンを施すことにより
形成するか、或は先に銅パターンを施してからその上に
金メッキを施すことにより形成する。プリント基板１表
面と冷却液体密封ケース２とは、周端部２６の端面に構
成される凹溝２８と金属パターン１４との間にＯリング
より成る弾性体パッキング４を介在させて係合せしめら
れ、プリント基板１に対してその両側から冷却液体密封
ケース２を圧接することにより封止部２７による密封は
確保される。冷却液体密封ケース２とプリント基板１と
の間に介在される弾性体パッキング４は冷却液体７によ
り劣化することのない材料により構成される。冷却液体
７としては、不活性液体であるフロリナート（登録商標
名：スリーエム社）を使用することができる。そして、
金属パターン１４に金メッキを施すことにより、封止部
２７の密封性を長期間に亘って保持することができる。

【００３４】最後に、以上の発熱体実装冷却装置を装
置、特に半導体試験装置に実装する構成を図６を参照し
て説明する。図６（ａ）において、１００は半導体試験
装置の一部を構成する案内保持部である。この案内保持
部１００には案内溝１０２が形成されており、この案内
溝１０２に発熱体実装冷却装置のプリント基板１の対向
する２端縁部１３を挿入して摺動案内して保持する部材
である。発熱体実装冷却装置は案内溝１０２にプリント
基板１の端縁部１３が嵌合した状態において、案内保持
部１００に沿って案内挿入され、固定される。

【００３５】図６（ｂ）においては、発熱体実装冷却装
置の冷却液体密封ケース２の対向する側壁２２および側
壁２３に、案内保持部１００の案内溝１０２に嵌合して
摺動保持される突部２９を形成する。発熱体実装冷却装
置は案内溝１０２に突部２９が嵌合した状態において、
案内保持部１００に沿い案内挿入されて固定される。図
６（ｃ）において、１０１は半導体試験装置の一部を構
成する案内突条である。そして、冷却液体密封ケース２
の対向する側壁２２および側壁２３には案内突条１０１
が嵌合する嵌合溝２９’が形成されている。発熱体実装
冷却装置は嵌合溝２９’に案内突条１０１が嵌合した状
態において、案内突条１０１に沿って案内挿入され、固
定される。

【００３６】以上の通りにして、発熱体実装冷却装置は
これを１枚単位で半導体試験装置に対して実装、交換、
取り扱いすることができる。以上の実施例として、隔壁
８、蛇行板９、独立蛇行板９’は冷却液体密封ケース２
から延伸形成した例を示したが、これらはプリント基板
１から延伸形成することができる。

【００３７】そして、以上の説明において、発熱電子素
子３はこれを一般に発熱体として実施することができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上の通りであって、この発明によれ
ば、冷却液体７が各個の発熱電子素子３近傍において乱
流状態とされるにより、冷却液体７はその高温部と低温
部とが攪拌されて温度が均一化され、これに接触する電
子素子３に対する冷却効果は向上する。冷却液体７を加
圧して強制流通せしめることにより冷却効果は更に向上
する。

【００３９】そして、プリント基板１の流入孔６１’近
傍に冷却液体７を流通せしめる流入連通孔１１を形成
し、プリント基板１の流出孔６２’近傍に流出連通孔１
２を形成することにより、冷却液体密封ケース２に対し
て冷却液体７の流入口６１および流出口６２をそれぞれ
１個のみ具備してプリント基板１の両面の流通収容部２
５に均等に冷却液体７を流通することができる。その上
に、浸漬液冷の構成が格別を複雑化することもない。即
ち、流入口６１および流出口６２には必ず冷却液体７を
流通せしめるチューブを接続する必要があるが、この半
導体装置モジュール１個当たり合計２本のチューブしか
必要とされないので、プリント基板１を複数枚板厚方向
に並列に実装して各プリント基板１表面に取り付けられ
る電子素子３を同時に測定する構成を採用するに際し
て、全体のチューブ本数を大きく減少することができ
る。これは半導体試験装置の大きさを小さくする上にお
いて好都合である。

【００４０】また、流通する冷却液体７が独立蛇行板
９’に遮られ、その両側の側部開口２５１を介して矢印
７１の向きに蛇行流通し、この独立蛇行板９’の反対側
において互いに逆向きに合流して充分に攪拌がなされる
ことにより、冷却液体７の温度は均一化されて高温冷却
液体と低温冷却液体の層流を形成することは一層少なく
なり、それだけ冷却効率は向上する。

【００４１】更に、蛇行板９に貫通孔９１を１個或いは
複数個形成することにより、蛇行板９近傍に滞留した冷
却液体７はこの貫通孔９１を介して隣接する流通経路に
流入し、滞留は解消されることとなる。この貫通孔９１
を独立蛇行板９’にも形成することにより、蛇行板９の
場合と同様に、独立蛇行板９’近傍に滞留した冷却液体
７をこの貫通孔９１を介して隣接する流通経路に流入せ
しめて滞留を解消することができる。

【００４２】また、プリント基板１表面の冷却液体密封
ケース２の周端部２６に凹溝２８を形成し、これにＯリ
ング４を嵌合することにより、良好な封止部２７を構成
することができる。この場合、周端部２６が係合するプ
リント基板１表面領域に予め金属パターン１４を形成し
ておくと、液密効果は増大する。金属パターン１４はプ
リント基板１表面に銅パターンを施すことにより形成す
るか、或は先に銅パターンを施してからその上に金メッ
キを施すことにより形成する。金属パターン１４に金メ
ッキを施すことにより、封止部２７の密封性を長期間に
亘って保持することができる。

【００４３】そして、半導体試験装置の一部を構成する
案内保持部１００或いは案内突条１０１により発熱体実
装冷却装置を案内、挿入、固定する構成を採用すること
により、発熱体実装冷却装置を１枚単位で半導体試験装
置に対して実装交換することができて、その取り扱い上
好都合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を説明する図。

【図２】他の実施例を説明する図。

【図３】更なる他の実施例を説明する図。

【図４】他の実施例を説明する図。

【図５】封止を説明する図。

【図６】実装の仕方を説明する図。

【図７】従来例を説明する図。

【符号の説明】

１プリント基板１００案内保持部１０１案内突条１０２案内溝１１流入連通孔１２流出連通孔１３端縁部１４金属パターン２冷却液体密封ケース２１底壁２２側壁２２’端壁２３側壁２３’端壁２５流通収容部２５１側部開口２５２中央開口２６周端部２７封止部２８凹溝２９突部２９’嵌合溝３電子素子４Ｏリング６１流入口６１’流入孔６２流出口６２’流出孔７冷却液体８隔壁９蛇行板９’独立蛇行板９１貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に冷却液体密封ケースを覆い被せる
ことにより構成した冷却液体を流通せしめると共に、配
列される発熱体を包囲収容する流通収容部を有し、流通
収容部に冷却液体を流通せしめる発熱体実装冷却装置に
おいて、発熱体を列方向に２個づつに分離する隔壁を具備し、行方向に配置される発熱体相互の間の１個おきに、互に
対向する側壁と隔壁に対して、或いは互いに対向する隔
壁に対して交互に形成される蛇行板を具備し、流通収容部に蛇行流通経路を形成することを特徴とする
発熱体実装冷却装置。
【請求項２】請求項１に記載される発熱体実装冷却装
置において、冷却液体密封ケースは、底壁、互に対向する１組の側
壁、端壁より成り、隔壁は底壁および端壁から一体に延伸形成され、その高
さは側壁および端壁に等しく設定されると共に、その幅
は他方の端壁には達しておらずに側端部と端壁との間は
開口しており、蛇行板は底壁、側壁或いは隔壁から一体に延伸形成さ
れ、その高さは側壁および端壁に等しく、その幅は対向
する側壁或いは隔壁には達しておらずに側端部との間は
開口していることを特徴とする発熱体実装冷却装置。
【請求項３】請求項１および請求項２の内の何れかに
記載される発熱体実装冷却装置において、冷却液体密封ケースは基板の両面に設けられているもの
であることを特徴とする発熱体実装冷却装置。
【請求項４】請求項３に記載される発熱体実装冷却装
置において、冷却液体を流入する流入孔を端壁に形成し、基板のこの
流入孔近傍に冷却液体を流通せしめる流入連通孔を形成
し、冷却液体を流出せしめる流出孔を端壁に形成し、基
板のこの流出孔近傍には冷却液体を流出せしめる流出連
通孔を形成したことを特徴とする発熱体実装冷却装置。
【請求項５】基板に冷却液体密封ケースを覆い被せる
ことにより構成した冷却液体を流通せしめると共にマト
リックス状に配列される発熱体を包囲収容する流通収容
部を有し、流通収容部に冷却液体を流通せしめる発熱体
実装冷却装置において、発熱体を列方向に２個づつに分離する隔壁を具備し、行方向にマトリックス状に配置される電子素子相互の間
の１個おきに、冷却液体密封ケースから延伸形成され
る、側壁、隔壁の何れにも接続しない独立蛇行板を具備
し、行方向にマトリックス状に配置される電子素子相互の間
の１個おきに、側壁或いは隔壁から互いに対向して逆向
きに側壁或いは隔壁に形成される蛇行板を具備し、独立蛇行板および蛇行板を行方向に交互に形成して流通
収容部に蛇行流通経路を形成することを特徴とする発熱
体実装冷却装置。
【請求項６】請求項５に記載される発熱体実装冷却装
置において、冷却液体密封ケースは、底壁、互に対向する１組の側
壁、端壁より成り、独立蛇行板の高さは側壁および端壁の高さに等しく設定
し、その両側端部と、側壁或いは隔壁と、底壁と、基板
とにより側部開口が構成され、側壁或は隔壁から互に対
向して逆向きに形成される蛇行板の両側端部と、底壁
と、基板とにより中央開口が構成されることを特徴とす
る発熱体実装冷却装置。
【請求項７】請求項５および請求項６の内の何れかに
記載される発熱体実装冷却装置において、冷却液体密封ケースは基板の両面に設けられているもの
であることを特徴とする発熱体実装冷却装置。
【請求項８】請求項７に記載される発熱体実装冷却装
置において、冷却液体を流入する流入孔を端壁に形成し、基板のこの
流入孔近傍に冷却液体を流通せしめる流入連通孔を形成
し、冷却液体を流出せしめる流出孔を端壁に形成し、基
板のこの流出孔近傍には冷却液体を流出せしめる流出連
通孔を形成したことを特徴とする発熱体実装冷却装置。
【請求項９】請求項１ないし請求項８の内の何れかに
記載される発熱体実装冷却装置において、蛇行板および独立蛇行板に貫通孔を形成したことを特徴
とする発熱体実装冷却装置。
【請求項１０】請求項１ないし請求項９の内の何れか
に記載される発熱体実装冷却装置において、冷却液体密封ケースの周端部に凹溝を形成し、これにＯ
リングを嵌合して封止部を構成したことを特徴とする発
熱体実装冷却装置。
【請求項１１】請求項１０に記載される発熱体実装冷
却装置において、冷却液体密封ケースの周端部が係合する基板表面領域に
予め金属パターンを形成しておくことを特徴とする発熱
体実装冷却装置。
【請求項１２】請求項１１に記載される発熱体実装冷
却装置において、金属パターンは、銅パターンであることを特徴とする発
熱体実装冷却装置。
【請求項１３】請求項１１および請求項１２の内の何
れかに記載される発熱体実装冷却装置において、金属パターンに、金メッキを施したことを特徴とする発
熱体実装冷却装置。
【請求項１４】請求項１ないし請求項１３の内の何れ
かに記載される発熱体実装冷却装置において、基板の対向する２端縁部を装置の一部を構成する案内保
持部の案内溝に摺動案内して挿入保持する部材としたこ
とを特徴とする発熱体実装冷却装置。
【請求項１５】請求項１ないし請求項１３の内の何れ
かに記載される発熱体実装冷却装置において、冷却液体密封ケースの対向する側壁に、装置の一部を構
成する案内保持部の案内溝に嵌合して摺動保持される突
部を形成したことを特徴とする発熱体実装冷却装置。
【請求項１６】請求項１ないし請求項１３の内の何れ
かに記載される発熱体実装冷却装置において、冷却液体密封ケースの対向する側壁に装置の一部を構成
する案内突条が嵌合する嵌合溝を形成したことを特徴と
する発熱体実装冷却装置。
【請求項１７】請求項１ないし請求項４の内の何れか
に記載される発熱体実装冷却装置において、隔壁および蛇行板を基板から延伸形成したことを特徴と
する発熱体実装冷却装置。
【請求項１８】請求項５ないし請求項１６の内の何れ
かに記載される発熱体実装冷却装置において、隔壁、蛇行板および独立蛇行板を基板から延伸形成した
ことを特徴とする発熱体実装冷却装置。