WO2018179162A1 - 冷却装置 - Google Patents

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WO2018179162A1
WO2018179162A1 PCT/JP2017/012997 JP2017012997W WO2018179162A1 WO 2018179162 A1 WO2018179162 A1 WO 2018179162A1 JP 2017012997 W JP2017012997 W JP 2017012997W WO 2018179162 A1 WO2018179162 A1 WO 2018179162A1
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WO
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refrigerant
cooling
cooling device
heating element
housing
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/012997
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English (en)
French (fr)
Inventor
正樹 千葉
邦彦 石原
水季 和田
Original Assignee
日本電気株式会社
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • 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
    • H01L23/44—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements the complete device being wholly immersed in a fluid other than air
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to a cooling device, for example, a cooling device that cools the heat of a heating element.
  • Patent Documents 1 and 2 As a heat dissipation technique for a heating element, a technique for cooling the heating element by directly immersing the heating element in an insulating refrigerant is known (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Document 1 discloses a technology for cooling a semiconductor element, in which an insulating refrigerant is pumped up vertically by a pump, and the insulating refrigerant is supplied from a vertically upward side to a heating element arranged vertically below. Is disclosed.
  • a plurality of heating elements semiconductor elements
  • Each of the plurality of cooling liquid storage boxes is attached to each of the plurality of heating elements.
  • An opening 31 into which an insulating refrigerant pumped up by the pump is injected is provided at the upper part of the cooling liquid storage box, and an insulating refrigerant flowing from the opening is provided at the lower part of the cooling liquid storage box.
  • a pipe 32 is provided to flow out downward. Then, the cooling liquid storage box arranged at the uppermost vertical side is filled with an insulating refrigerant, and the overflowed insulating refrigerant is poured into the lower cooling liquid storage box via a pipe, and the lower cooling liquid storage box is sequentially Meet.
  • the heating element is cooled by an insulating refrigerant filled in the cooling liquid storage box.
  • Patent Document 2 discloses a technique for supplying an insulating refrigerant to a heating element by circulating an insulating refrigerant without using a pump, unlike Patent Document 1.
  • a liquid-phase insulating refrigerant is stored at the bottom of the container.
  • the heating part (LSI (Large-Scale Integration)) is provided at the bottom of the container in a state of being immersed in a liquid-phase insulating refrigerant.
  • the heating unit applies heat to the liquid-phase insulating refrigerant stored at the bottom of the container to change the phase to a gas-phase insulating refrigerant.
  • the condenser condenses the vapor-phase insulating refrigerant above the container to generate a liquid-phase insulating refrigerant.
  • the reservoir is provided vertically above the liquid surface of the liquid-phase insulating refrigerant in the container.
  • the reservoir contains a liquid-phase insulating refrigerant generated by the condenser.
  • the liquid return pipe is provided at the bottom of the reservoir, and returns the liquid-phase refrigerant in the reservoir to the bottom of the container.
  • a circuit board on which a heating element (LSI) is mounted is provided in the return pipe. The heating element is cooled by a liquid phase insulating refrigerant that descends in the return pipe.
  • LSI heating element
  • Patent Document 1 requires a drive source such as a pump for circulating the refrigerant.
  • Patent Document 2 requires a large container that can accommodate all of the reservoir, condenser, liquid return pipe, and the like.
  • a heating unit at the bottom of the container for changing the phase of the liquid-phase insulating refrigerant in the container to a gas phase.
  • Patent Documents 1 and 2 have a problem that the structure becomes complicated.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cooling device that can cool a heating element with a simple structure.
  • the cooling device of the present invention includes a housing that stores a refrigerant that changes phase between a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant, a substrate that is provided in the housing and on which a heating element is mounted, and a vertically upper side of the substrate. And a refrigerant cooling unit that cools the gas-phase refrigerant in the housing and supplies the liquid-phase refrigerant generated by the cooling to the heating element along the substrate.
  • the cooling device according to the present invention can cool the heating element with a simple structure.
  • FIG. 1A is a front view showing the configuration of the cooling device 1000 in a transparent manner.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling device 1000, and is a cross-sectional view of the cooling device 1000 taken along the line AA in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the cooling device 1000.
  • the vertical direction G is shown for convenience of explanation.
  • the cooling device 1000 includes a housing 100, a substrate 200, and a coolant cooling unit 300.
  • the outer shape of the housing 100 is formed in a rectangular parallelepiped shape, for example.
  • the outer shape of the housing 100 is not limited to a rectangular parallelepiped shape.
  • a cavity is provided inside the housing 100.
  • the housing 100 is formed of a heat conducting member such as aluminum or an aluminum alloy, for example.
  • the casing 100 stores a refrigerant (Condensation preparations: hereinafter referred to as COO).
  • the refrigerant COO is made of an insulating material. Further, the refrigerant COO is made of, for example, a polymer material and changes in phase between a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant. Refrigerant COO has a characteristic that it evaporates when the temperature rises from the boiling point to the boiling point and liquefies when the temperature falls from the boiling point to the boiling point. As the refrigerant COO, for example, a low boiling point refrigerant such as hydrofluorocarbon, hydrofluoroether, or hydrofluoroolefins can be used. Further, the refrigerant COO is stored in a state of being sealed in the housing 100. The case 100 is evacuated to a saturated vapor pressure. For convenience, in FIG. 1A and FIG. 1B, the liquid-phase refrigerant is shown as refrigerant COO.
  • the method of filling the casing 100 with the refrigerant COO is, for example, as follows. First, refrigerant COO is injected from an opening hole for refrigerant injection (not shown).
  • pouring is provided in the upper surface of the housing
  • the present invention is not limited to this, and the opening hole for injecting the coolant may be provided on a portion other than the upper surface of the housing 100.
  • the opening hole for coolant injection is sealed after coolant injection. Further, air is excluded from the cavity of the housing 100 using a vacuum pump (not shown) or the like, and the refrigerant COO is sealed in the housing 100.
  • the pressure in the casing 100 becomes equal to the saturated vapor pressure of the refrigerant COO, and the boiling point of the refrigerant COO sealed in the casing 100 is near room temperature.
  • the method for filling the casing 1000 with the refrigerant COO has been described.
  • the substrate 200 is provided in the housing 100.
  • a heating element 210 is mounted on the substrate 200.
  • the heating element 210 refers to an element that generates heat when operated.
  • a heating element such as a central processing unit (CPU) or an integrated circuit (Multi-chip Module: MCM) can be used.
  • a part of the heating element 210 is immersed in a liquid-phase refrigerant (refrigerant COO in FIGS. 1A and 1B) stored in the housing 100.
  • refrigerant COO in FIGS. 1A and 1B
  • it is not immersed in the liquid phase refrigerant stored in the housing 100.
  • the heating element 210 immersed in the liquid-phase refrigerant stored in the housing 100 is referred to as a heating element 210A. Further, the heating element 210 that is not immersed in the liquid-phase refrigerant stored in the housing 100 is referred to as a heating element 210B.
  • the substrate 200 is provided in the housing 100 before injecting the refrigerant COO to make the housing 100 in a sealed state.
  • the upper side of the substrate 200 in the vertical direction G is connected to the coolant cooling unit 300.
  • the upper side of the substrate 200 in the vertical direction G is fixed to the coolant cooling unit 300 by, for example, screwing or the like.
  • the coolant cooling unit 300 is provided so as to be connected to the upper side of the substrate 200 in the vertical direction G.
  • the refrigerant cooling unit 300 cools the gas-phase refrigerant in the casing 100, and supplies the liquid-phase refrigerant generated by this cooling to the heating element 210 along the substrate 200 as indicated by an arrow ⁇ 1 in FIG. 1B.
  • the liquid-phase refrigerant that has been cooled by the refrigerant cooling unit 300 and has undergone a phase change from the gas-phase refrigerant is supplied to the heating element 210.
  • the heating element 210 is cooled by the liquid phase refrigerant.
  • the refrigerant cooling unit 300 uses a liquid-phase refrigerant generated by cooling the gas-phase refrigerant in the housing 100 as the heating element 210 of the main surface of the substrate 200. You may supply also to the surface which is not mounted. As a result, the heating element 210 is indirectly cooled from the side of the main surface of the substrate 200 where the heating element 210 is not mounted.
  • the refrigerant cooling unit 300 includes, for example, a pipe through which the cooling water W flows.
  • the pipe may be formed in an annular shape so that the cooling water W can circulate.
  • a refrigerant such as hydrofluorocarbon or hydrofluoroether can be used instead of the cooling water W flowing in the pipe of the refrigerant cooling unit 300.
  • the configuration of the cooling device 1000 has been described above.
  • the heating elements 210A and 210B on the substrate 200 generate heat when operated. Due to the heat of the heating element 210A, the liquid-phase refrigerant stored in the casing 100 changes into a gas-phase refrigerant.
  • the heating element 210 ⁇ / b> A is cooled by the liquid phase refrigerant stored in the housing 100. Further, the cooling water W flowing in the piping of the refrigerant cooling unit 300 absorbs part of the heat of the heating element 210.
  • the gas phase refrigerant rises in the casing 100 upward in the vertical direction G.
  • the refrigerant cooling unit 300 cools the gas phase refrigerant existing around the refrigerant cooling unit 300 and changes the phase to a liquid phase refrigerant. As indicated by arrows ⁇ 1 and ⁇ 2 in FIG. 1B, this liquid-phase refrigerant flows down from the piping of the refrigerant cooling unit 300 downward in the vertical direction G along the main surface of the substrate 200.
  • the heating element 210B when the liquid refrigerant is supplied to the heating element 210B along the substrate 200, the heating element 210B is directly cooled by the liquid refrigerant. As shown by the arrow ⁇ 2 in FIG. 1B, when the liquid-phase refrigerant is supplied to the heating element 210B along the substrate 200, the heating element 210B is not mounted on the main surface of the substrate 200. From the surface side, it is indirectly cooled by the liquid phase refrigerant.
  • the liquid-phase refrigerant flows downward along the substrate 200 in the vertical direction G, and is then stored in the bottom of the casing 100. As described above, the liquid-phase refrigerant is changed into a gas-phase refrigerant again by the heat of the heating element 210A. .
  • the heating elements 210A and 210B are cooled by repeating the above operation.
  • the cooling device 1000 includes the housing 100, the substrate 200, and the coolant cooling unit 300.
  • Case 100 stores refrigerant COO that changes phase between a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant.
  • the substrate 200 is provided in the housing 100 and mounted with heating elements 210A and 210B.
  • the coolant cooling unit 300 is provided so as to be connected to the upper side of the substrate 100 in the vertical direction G.
  • the refrigerant cooling unit 300 cools the gas-phase refrigerant in the casing 100 and supplies the liquid-phase refrigerant generated by this cooling to the heating element 210 ⁇ / b> B along the substrate 200.
  • the coolant cooling unit 300 is provided so as to be connected to the upper side in the vertical direction G of the substrate 100.
  • the refrigerant cooling unit 300 cools the gas-phase refrigerant in the housing 100 by the refrigerant cooling unit 300, and supplies the liquid-phase refrigerant generated by this cooling to the heating element 210 ⁇ / b> B along the substrate 200.
  • the heat generating body 210 can be cooled with a simple structure.
  • the cooling device 1000 can cool the heating element 210 without requiring a drive source such as a pump for circulating the refrigerant as in the technique described in Patent Document 1. Further, unlike the technique described in Patent Document 2, the cooling device 1000 does not require a large container that can accommodate all of the reservoir, the condenser, the liquid return pipe, and the like.
  • the refrigerant cooling unit 300 cools the gas-phase refrigerant in the housing 100 by the refrigerant cooling unit 300, and the liquid-phase refrigerant generated by this cooling is temporarily accumulated in the heating element 210B along the substrate 200. Supply.
  • the cooling device 1000 does not require a reservoir for temporarily storing the liquid-phase refrigerant generated by the phase change caused by the cooling by the refrigerant cooling unit 300. Furthermore, unlike the technique described in Patent Document 2, the cooling apparatus 1000 does not require a heating unit for changing the liquid-phase insulating refrigerant in the container to the liquid phase at the bottom of the container. .
  • the heating element 210 can be cooled with a simple structure without having a complicated structure as in the techniques described in Patent Documents 1 and 2.
  • the refrigerant cooling unit 300 may include a pipe through which a refrigerant (for example, cooling water or the like) flows.
  • a refrigerant for example, cooling water or the like
  • the refrigerant cooling unit 300 can be configured simply by providing the pipe and the refrigerant flowing in the pipe.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a cooling device 1000A which is a first modification of the cooling device 1000.
  • constituent elements equivalent to those shown in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals as those shown in FIGS.
  • the vertical direction G is shown for convenience of explanation.
  • the heat radiating unit 400 is provided outside the housing 100.
  • the heat radiating unit 400 is thermally connected to the housing 100.
  • the heat dissipating unit 400 includes, for example, a plurality of heat dissipating fins 401.
  • the plurality of heat radiation fins 401 are provided on the outer wall of the housing 100 so as to extend from the outer wall.
  • the plurality of heat radiating fins 401 radiate the heat (including the heat of the heating element 210) transmitted to the housing 100 to the outside air.
  • a material of the plurality of heat radiation fins 401 for example, a heat conductive member such as aluminum or an aluminum alloy is used.
  • the cooling device 1000 ⁇ / b> A which is the first modification of the cooling device 1000, further includes the heat radiating unit 400.
  • the heat radiating unit 400 is thermally connected to the housing 100. Further, the heat radiating unit 400 radiates the heat of the heating element 210 to the outside air.
  • the heat dissipating unit 400 thermally connecting the heat dissipating unit 400 to the outer wall of the housing 100, the heat of the heating element 210 in the housing 100 can be efficiently dissipated to the outside air. As a result, the heating element 210 can be cooled more efficiently.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a cooling device 1000B that is a first modification of the cooling device 1000.
  • FIG. 4 constituent elements equivalent to those shown in FIGS. 1 to 3 are given the same reference numerals as those shown in FIGS. In FIG. 4, the vertical direction G is shown for convenience of explanation.
  • the refrigerant cooling unit 300A is provided so that a refrigerant such as cooling water W can circulate. Further, the heat radiating unit 500 is attached to a part of the refrigerant cooling unit 300A around the piping of the refrigerant cooling unit 300A.
  • the heat radiating section 500 is constituted by a plurality of heat radiating fins 501, for example.
  • the plurality of radiating fins 501 are provided so as to extend outward from the piping of the refrigerant cooling unit 300A.
  • the plurality of radiating fins 501 radiate heat transmitted to the refrigerant cooling unit 300A to the outside air.
  • the heat transmitted to the refrigerant cooling unit 300A includes the heat of the heating element 210 received through the refrigerant such as the cooling water W flowing in the pipe.
  • a heat conductive member such as aluminum or an aluminum alloy is used as the material of the plurality of heat radiation fins 501.
  • the cooling device 1000B which is the second modification of the cooling device 1000, further includes the heat radiating unit 500.
  • the heat radiating unit 500 is thermally connected to the refrigerant cooling unit 300A. Further, the heat radiating unit 500 radiates the heat of the heating element 210 to the outside air.
  • the heat radiating unit 500 to the refrigerant cooling unit 300A, the heat of the heating element 210 in the housing 100 can be efficiently radiated to the outside air. As a result, the heating element 210 can be cooled more efficiently.
  • FIG. 5A is a front view illustrating the structure of the cooling device 1000C.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling device 1000C, and is a cross-sectional view when the cooling device 1000C is cut along the BB cut surface of FIG. 5A.
  • FIGS. 5A and 5B components equivalent to those shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same symbols as those shown in FIGS. 5A and 5B, the vertical direction G is shown for convenience of explanation.
  • the cooling device 1000C includes a housing 100, a substrate 200, a refrigerant cooling unit 300, and a heat conductive sheet 600.
  • the cooling device 1000 shown in FIGS. 1A and 1B is compared with the cooling device 1000C shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the cooling device 1000 ⁇ / b> C is different from the cooling device 1000 in that it further includes a heat conductive sheet 600.
  • the heat conductive sheet 600 is disposed between the upper surface of the heating element 210 and the inner surface of the housing 100.
  • the thermal conductive sheet 600 has thermal conductivity and thermally connects the heating element 210 and the housing 100.
  • As the material of the heat conductive sheet 600 for example, an acrylic material or a ceramic sandwiched between flexible materials is used.
  • the following operation is further added to the operation of the cooling device 1000 in the first embodiment.
  • the heating element 210 ⁇ / b> B is thermally connected to the inner wall of the housing 100 through the heat conductive sheet 600. For this reason, the heat of the heating element 210 ⁇ / b> B is transmitted to the inner surface of the housing 100 through the heat conductive sheet 600 and is radiated from the outer surface of the housing 100 to the outside air. Therefore, the heating element 210 ⁇ / b> B can transfer the heat of the heating element 100 to the housing 100 in addition to being cooled by the liquid-phase refrigerant supplied by the refrigerant cooling unit 300. As a result, in the cooling device 1000C, the heat of the heating element 210B can be cooled more efficiently.
  • the heating element 210A is thermally connected to the inner wall of the housing 100 through the heat conductive sheet 600, similarly to the heating element 210B. For this reason, the heat of the heating element 210 ⁇ / b> A is transmitted to the inner surface of the housing 100 through the heat conductive sheet 600 and is radiated from the outer surface of the housing 100 to the outside air. Therefore, the heating element 210 ⁇ / b> A can transfer the heat of the heating element 100 to the casing 100 in addition to being cooled by the liquid-phase refrigerant stored in the casing 100. As a result, the cooling device 1000C can cool the heat of the heating element 210A more efficiently.
  • the heating elements 210A and 210B are thermally connected to the inner surface of the housing 100. Thereby, the heat of the heating elements 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B can be transmitted to the inner surface of the housing 100. As a result, the heat of the heating elements 210A and 210B can be cooled more efficiently.
  • the heat generators 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B are thermally connected to the inner surface of the housing 100 by providing the heat conductive sheet 600.
  • the heating elements 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B may be brought into direct contact with the inner surface of the housing 100 without providing the heat conductive sheet 600.
  • FIG. 6A is a front view showing the configuration of cooling device 1000D in a transparent manner.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling device 1000D, and is a cross-sectional view of the cooling device 1000D taken along the line CC of FIG. 6A.
  • FIGS. 6A and 6B components equivalent to those shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same symbols as those shown in FIGS. 6A and 6B, the vertical direction G is shown for convenience of explanation.
  • the cooling device 1000D includes a housing 100, a substrate 200, a coolant cooling unit 300, a heat conductive sheet 600, and a first connection unit 700.
  • the cooling device 1000C shown in FIGS. 5A and 5B is compared with the cooling device 1000D shown in FIGS. 6A and 6B.
  • the cooling device 1000D is different from the cooling device 1000C in that it further includes a first connection portion 700.
  • the first connection portion 700 is provided on the refrigerant cooling portion 300 side.
  • the first connection unit 700 connects the coolant cooling unit 300 and the inner surface of the housing 100.
  • the first connection portion 700 is provided so as to extend from the outer surface of the coolant cooling unit 300 toward the inner surface of the housing 100 in a direction below the vertical direction G.
  • the first connection portion 700 is disposed on the upper side in the vertical direction G of the heating element 210B.
  • a metal such as aluminum or an aluminum alloy is used as the material of the first connection portion 700.
  • the material of the first connection portion 700 is not limited to the metal exemplified above as long as the material is not easily corroded by a refrigerant or the like.
  • the first connection unit 700 is attached to the inner surfaces of the coolant cooling unit 300 and the housing 100 by, for example, screwing or the like.
  • the width W1 of the first connection portion 700 is a width in the vertical direction with respect to the vertical direction G.
  • the width W2 of the heating element 210B is a width in the direction perpendicular to the vertical direction G.
  • the width W1 of the 1st connection part 700 is set so that it may become smaller than the width
  • the following operation is further added to the operation of the cooling device 1000C in the second embodiment.
  • the liquid-phase refrigerant generated by being cooled by the refrigerant cooling unit 300 is as indicated by an arrow ⁇ 1 in FIG. 6B in a region other than the width W1 of the first connecting portion 700 in the width W2 of the heating element 210B.
  • the heat generating body 210B is supplied along the main surface of the substrate 200.
  • the liquid-phase refrigerant generated by being cooled by the refrigerant cooling unit 300 is the second phase in the region within the width W1 of the first connection unit 700, as indicated by arrows ⁇ 3 and ⁇ 4 in FIG. 1 is supplied to the heating element 210B along the connection portion 700, the inner surface of the housing 100, and the heat conductive sheet 600.
  • the heating element 210B can be cooled more efficiently by using two routes.
  • the cooling device 1000D further includes the first connecting portion 700.
  • the first connection unit 700 connects the coolant cooling unit 300 and the inner surface of the housing 100.
  • the refrigerant cooling unit 300 supplies the liquid-phase refrigerant generated by cooling the gas-phase refrigerant in the casing 100 to the heating element 210B along the inner surface of the casing 100 via the first connection unit 700. .
  • the first connecting portion 700 is provided so as to connect the coolant cooling portion 300 and the inner surface of the housing 100. Then, the refrigerant cooling unit 300 supplies the liquid-phase refrigerant to the heating element 210B along the inner surface of the casing 100 via the first connection unit 700.
  • the liquid-phase refrigerant generated by being cooled by the refrigerant cooling unit 300 is supplied to the heating element 210B along the main surface of the substrate 200 as shown by an arrow ⁇ 1 in FIG. As indicated by arrows ⁇ 3 and ⁇ 4, the heat is supplied to the heating element 210B along the first connection portion 700, the inner surface of the housing 100, and the heat conductive sheet 600. Thereby, the heating element 210B can be cooled more efficiently by using two routes.
  • the heat generators 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B are thermally connected to the inner surface of the housing 100 by providing the heat conductive sheet 600.
  • the heating elements 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B may be brought into direct contact with the inner surface of the housing 100 without providing the heat conductive sheet 600.
  • FIG. 7A is a front view showing the configuration of the cooling device 1000E in a transparent manner.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling device 1000D, and is a cross-sectional view of the cooling device 1000E cut along the DD cut surface of FIG. 7A.
  • FIGS. 7A and 7B components equivalent to those shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by reference symbols equivalent to those shown in FIGS. 7A and 7B, the vertical direction G is shown for convenience of explanation.
  • the cooling device 1000E includes a housing 100, a substrate 200, a coolant cooling unit 300, a heat conductive sheet 600, and a heat conducting unit 800.
  • cooling device 1000C shown in FIGS. 5A and 5B is compared with the cooling device 1000E shown in FIGS. 7A and 7B.
  • Cooling device 1000E is different from cooling device 1000C in that heat conduction unit 800 is further provided.
  • the heat conductive sheet 600 is different from each other in that it is not provided between the heating element 210 ⁇ / b> A and the inner surface of the housing 100.
  • the heat conducting unit 800 is provided so as to be embedded on the bottom side of the side surface of the housing 100.
  • the heat conducting unit 800 is made of at least a material having a higher thermal conductivity than the housing 100.
  • the material of the housing 100 is aluminum (thermal conductivity: 236 W / (m ⁇ K))
  • copper thermal conductivity: 398 W / (m ⁇ K)
  • the heat conducting unit 800 may be configured by a heat pipe, for example.
  • the heat conducting unit 800 is thermally connected to the heating element 210B.
  • the heat conducting unit 800 is thermally connected to the heating element 210 ⁇ / b> B via the housing 100 and the heat conductive sheet 600.
  • the heat conducting unit 800 is provided from the region facing the heating element 210 ⁇ / b> B to the bottom of the side surface of the housing 100. Note that the heat conducting unit 800 may be provided up to the bottom surface of the housing 100.
  • the heat conducting unit 800 conducts the heat of the heating element 210 ⁇ / b> B to the liquid refrigerant stored at the bottom of the housing 100.
  • the following operation is further added to the operation of the cooling device 1000C in the second embodiment.
  • the heat of the heating element 210B is conducted to the liquid refrigerant on the bottom side of the casing 100 through the heat conductive sheet 600, the casing 100, and the heat conducting section 800.
  • the cooling device 1000E further includes the heat conducting unit 800.
  • the heat conducting unit 800 is made of a material having a thermal conductivity larger than that of the housing 100. Further, the heat conducting unit 800 is thermally connected to the heating element 210B. The heat conducting unit 800 conducts the heat of the heating element 210 ⁇ / b> B to the liquid phase refrigerant stored in the bottom of the housing 100.
  • the heat conducting unit 800 is made of a material having a thermal conductivity larger than that of the casing 100, and is thermally connected to the heating element 210B. For this reason, the heat conducting unit 800 can conduct the heat of the heating element 210 ⁇ / b> B to the liquid phase refrigerant stored in the bottom of the housing 100. Thereby, the phase change to the gaseous-phase refrigerant
  • the refrigerant cooling unit 300 can phase change the gas-phase refrigerant in the housing 100 to the liquid phase refrigerant more efficiently, and can supply the liquid phase refrigerant to the heating element 210B more efficiently.
  • the heat source (heat generating element 210B) that transmits heat to the heat conducting unit 800 may be provided at a position higher than the liquid level of the liquid refrigerant. Further, by using the heat conducting unit 800, it is possible to conduct the heat of the heat source (heating element 210B) that is not in contact with the liquid phase refrigerant to the liquid phase refrigerant and promote the phase change.
  • a heat source in contact with the liquid-phase refrigerant may be used as a heat source for transferring heat to the heat conducting unit 800.
  • the heat conductive sheet 600 can be provided between the heating element 210 ⁇ / b> A and the inner surface of the housing 100.
  • the heat generators 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B are thermally connected to the inner surface of the housing 100 by providing the heat conductive sheet 600.
  • the heating elements 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B may be brought into direct contact with the inner surface of the housing 100 without providing the heat conductive sheet 600.
  • FIG. 8A is a front view illustrating the configuration of the cooling device 1000F.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling device 1000F, and is a cross-sectional view of the cooling device 1000F taken along the line EE in FIG. 8A.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a configuration including the refrigerant cooling unit 300B and the substrate 200 of the cooling device 1000F.
  • the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG. 7 are given to the same constituent elements as those shown in FIG. 8A, 8B, and 9 show the vertical direction G for convenience of explanation.
  • the cooling device 1000F includes a housing 100, a substrate 200, a coolant cooling unit 300B, and a heat conductive sheet 600.
  • the cooling device 1000 shown in FIGS. 1A and 1B is compared with the cooling device 1000F shown in FIGS. 8A and 8B.
  • the cooling device 1000F is different from the cooling device 1000C having only one substrate 200 in that it has two substrates 200.
  • the configuration of the refrigerant cooling unit 300B of the present embodiment is also different from that of the refrigerant cooling unit 300 of the first embodiment.
  • the two substrates 200 are arranged in the housing 100 so as to face each other.
  • the mounting surface of the heating element 210 of the substrate 200 is provided so as to face the inner wall of the side surface of the housing 100.
  • casing 100 can be easily thermally connected by interposing the thermoconductive sheet 600 between the heat generating body 210 and the inner wall of the side surface of the housing
  • the coolant cooling unit 300B is attached to the upper end portion side of the substrate 200. Further, as shown in FIGS. 8B and 9, the coolant cooling unit 300 ⁇ / b> B is provided in parallel along the upper end side of the substrate 200. Further, as illustrated in FIG. 9, the coolant cooling unit 300 ⁇ / b> B is connected so as to connect the two substrates 200 between both ends on the upper end side of the substrate 200. Therefore, as shown in FIG. 9, the coolant cooling unit 300 ⁇ / b> B is formed in an annular shape. A coolant such as cooling water W flows in the piping of the coolant cooling unit 300.
  • the operation of the cooling device 1000F is the same as that described in the first embodiment. That is, the refrigerant cooling unit 300B supplies the liquid-phase refrigerant to the heating elements 210B mounted on each of the two substrates 200. Thereby, according to the cooling apparatus 1000F of this embodiment, compared with the one board
  • FIG. 10 is a perspective view showing a configuration including a refrigerant cooling unit 300C, which is a modification of the refrigerant cooling unit 300B, and a substrate 200.
  • a refrigerant cooling unit 300C which is a modification of the refrigerant cooling unit 300B
  • a substrate 200 a substrate that is a substrate that is a substrate that is a substrate that is a substrate that is a substrate that is a substrate 200.
  • constituent elements equivalent to those shown in FIGS. 1 to 9 are given the same reference numerals as those shown in FIGS.
  • FIG. 10 shows the vertical direction G for convenience of explanation.
  • FIG. 9 and FIG. 10 are compared.
  • the refrigerant cooling unit 300B is formed in an annular shape.
  • the refrigerant cooling unit 300 ⁇ / b> C is not formed in an annular shape, but is formed in an N shape of the alphabet. Even if it is such a shape, there can exist an effect as mentioned above.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a configuration of a cooling device 1000G that is a modification of the cooling device 1000F.
  • the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 10 are attached to the same constituent elements as those shown in FIGS.
  • the heat radiating unit 400 is provided on the outside of the housing 100, similarly to the cooling device 1000 ⁇ / b> A described with reference to FIG. 3.
  • the configuration of the heat radiating unit 400 is the same as that described with reference to FIG.
  • the cooling device 1000G which is a modification of the cooling device 1000F, further includes the heat radiating unit 400.
  • the heat radiating unit 400 is thermally connected to the housing 100. Further, the heat radiating unit 400 radiates the heat of the heating element 210 to the outside air.
  • the heat dissipating unit 400 thermally connecting the heat dissipating unit 400 to the outer wall of the housing 100, the heat of the heating element 210 in the housing 100 can be efficiently dissipated to the outside air. As a result, the heating element 210 can be cooled more efficiently.
  • FIG. 12A is a front view showing the configuration of cooling device 1000H in a transparent manner.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling device 1000H, and is a cross-sectional view of the cooling device 1000H cut along the FF cut surface of FIG. 12A.
  • FIGS. 12A and 12B components equivalent to those shown in FIGS. 1 to 11 are denoted by reference symbols equivalent to those shown in FIGS. 12A and 12B, the vertical direction G is shown for convenience of explanation.
  • the cooling device 1000H includes a housing 100A, a substrate 200, a refrigerant cooling unit 300, a heat radiating unit 400A, and a second connection unit 900.
  • cooling device 1000 shown in FIGS. 1A and 1B is compared with the cooling device 1000H shown in FIGS. 12A and 12B.
  • the cooling device 1000H is different from the cooling device 1000 in that a second connection portion 900 and a heat radiating portion 400A are provided.
  • Cooling device 1000H differs from cooling device 1000 in that refrigerant cooling unit 300 is embedded in the upper surface of housing 100A.
  • the housing 100A accommodates the substrate 200, the coolant cooling unit 300, and the second connection unit 900.
  • a refrigerant cooling unit 300 is embedded in the upper wall surface in the vertical direction G of the casing 100A.
  • the heat dissipating part 400A is provided outside the upper surface of the housing 100A.
  • the heat radiating part 400 ⁇ / b> A is thermally connected to the housing 100.
  • the heat radiating part 400A is configured by, for example, a plurality of heat radiating fins 401, similarly to the heat radiating part 400 described with reference to FIG.
  • the second connection portion 900 is attached to the upper plate of the housing 100A by, for example, screwing.
  • the second connection unit 900 is thermally connected to the refrigerant cooling unit 300.
  • the 2nd connection part 900 is thermally connected to the refrigerant
  • the second connection portion 900 is physically connected to the upper side of the substrate 200 in the vertical direction G.
  • the second connection portion 900 connects the upper plate of the housing 100 ⁇ / b> A and the upper side of the substrate 200 in the vertical direction G.
  • the refrigerant cooling unit 300 supplies the liquid-phase refrigerant generated by cooling the gas-phase refrigerant in the housing 100A to the heating element 210B along the substrate 200 via the second connection unit 900.
  • the configuration of the cooling device 1000H has been described above.
  • the heating elements 210A and 210B on the substrate 200 generate heat when operated. Due to the heat of the heating element 210A, the liquid-phase refrigerant stored in the casing 100 changes into a gas-phase refrigerant. At this time, the heating element 210A is simultaneously cooled by the liquid-phase refrigerant stored in the housing 100. Further, the cooling water W flowing in the piping of the refrigerant cooling unit 300 absorbs part of the heat of the heating element 210.
  • the vapor phase refrigerant rises in the housing 100.
  • the refrigerant cooling unit 300 cools the gas-phase refrigerant existing around the refrigerant cooling unit 300 via the upper plate of the housing 100A, and changes the phase to a liquid phase refrigerant.
  • This liquid-phase refrigerant adheres to the inner wall surface of the upper plate of the housing 100A.
  • the liquid-phase refrigerant is vertically extended from the inner wall surface of the upper surface of the housing 100A along the main surface of the substrate 200 via the second connection portion 900. It flows down in the direction G.
  • the heating element 210B is directly cooled by the liquid-phase refrigerant.
  • the heating element 210B is not mounted on the main surface of the substrate 200. From the surface side, it is indirectly cooled by the liquid phase refrigerant.
  • the liquid-phase refrigerant flows downward along the substrate 200 in the vertical direction G, and is then stored in the bottom of the casing 100. As described above, the liquid-phase refrigerant is changed into a gas-phase refrigerant again by the heat of the heating element 210A. .
  • the heating elements 210A and 210B are cooled by repeating the above operation.
  • the cooling device 1000H further includes the second connecting portion 900.
  • the second connection unit 900 is thermally connected to the coolant cooling unit 300 and is connected to the upper side of the substrate 200 in the vertical direction G.
  • the refrigerant cooling unit 300 supplies the liquid-phase refrigerant generated by cooling the gas-phase refrigerant in the housing 100 ⁇ / b> A to the heating element 210 ⁇ / b> B along the substrate 200 via the second connection unit 900.
  • the liquid phase generated by the coolant cooling unit 300 can be obtained without directly connecting the upper side of the substrate 200 in the vertical direction G and the coolant cooling unit 300.
  • the refrigerant can be supplied to the heating element 210 ⁇ / b> B on the substrate 200.
  • Cooling device 100 Case 200 Substrate 210, 210A, 210B Heating element 300, 300A, 300B, 300C Refrigerant cooling unit 400, 400A Heat dissipating part 401 Heat dissipating fin 500 Heat dissipating part 501 Heat dissipating fin 600 Thermal conductive sheet 700 First connecting part 800 Thermal conduction unit 900 Second connection unit 1000, 1000A, 1000B, 1000C Cooling device 1000D, 1000E, 1000F, 1000G, 1000H Cooling device

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Abstract

［課題］簡素な構造で、発熱体を冷却することができる冷却装置を提供すること。 ［解決手段］冷却装置１０００は、筐体１００と、基板２００と、冷媒冷却部３００とを備えている。筐体１００は、液相冷媒および気相冷媒の間で相変化する冷媒ＣＯＯを貯留する。基板２００は、筐体１００内に設けられ、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂが実装されている。冷媒冷却部３００は、基板１００の鉛直方向Ｇの上方側に接続されるように設けられている。また、冷媒冷却部３００は、筐体１００内の気相冷媒を冷却し、この冷却により生成される液相冷媒を基板２００に沿って発熱体２１０Ｂに供給する。

Description

冷却装置
　本発明は、冷却装置に関し、例えば、発熱体の熱を冷却する冷却装置に関する。
　近年、プロセス技術の進歩によって電子機器の小型化が進んでいる一方、電子機器が処理すべき情報量が増え続けている。このため、電子機器に搭載される発熱体の発熱量は増加し、電子機器内の部品の高密度化が進んでいる。
　たとえば、携帯電話機の基地局等のように、屋外に設置される電子機器は、雨風が機器内に浸入することを防ぐために、密閉構造にする必要がある。このため、屋外に設置される電子機器では、機器内部に熱がこもりやすく、発熱体の放熱を効率よく行うことが課題となっている。
　発熱体の放熱技術として、絶縁性の冷媒に発熱体を直接浸すことで発熱体を冷却する技術が、知られている（たとえば、特許文献１、２）。
　特許文献１には、半導体素子の冷却構造の技術として、ポンプにより絶縁性の冷媒を鉛直上方にくみ上げて、鉛直上方側から鉛直下方側に配列された発熱体に絶縁性の冷媒を供給する技術が、開示されている。特許文献１に記載の技術では、複数の発熱体（半導体素子）は、基板上に実装され、鉛直上方から鉛直下方に向けて縦方向に、配列されている。また、複数の冷却液収容ボックスの各々が複数の発熱体の各々に取り付けられている。冷却液収容ボックスの上部には、ポンプでくみ上がられた絶縁性の冷媒が注入される開口３１が設けられており、冷却液収容ボックスの下部には、開口から流れてくる絶縁性の冷媒を下方に流出させるパイプ３２が設けられている。そして、最も鉛直上方側に配置された冷却液収容ボックスを絶縁性の冷媒で満たし、オーバーフローした絶縁性の冷媒をパイプを介して下方の冷却液収容ボックスに流し込み、順次、下方の冷却液収容ボックスを満たす。発熱体は、冷却液収容ボックス内で満たされた絶縁性の冷媒によって、冷却される。
　特許文献２には、特許文献１と異なり、ポンプを用いずに絶縁性の冷媒を循環させて、発熱体に絶縁性の冷媒を供給する技術が、開示されている。特許文献２に記載の技術では、容器の底部に液相状の絶縁性冷媒が貯留されている。また、加熱部（ＬＳＩ（Large-Scale Integration））は、液相状の絶縁性冷媒に浸された状態で、容器の底部に設けられている。加熱部は、容器の底部に貯留されている液相状の絶縁性冷媒に熱を加えて、気相状の絶縁性冷媒に相変化させる。凝縮器は、容器の上方で、気相状の絶縁性冷媒を凝縮して、液相状の絶縁性冷媒を生成する。リザーバは、容器内の液相状の絶縁性冷媒の液面よりも鉛直上方に設けられている。また、リザーバは、凝縮器により生成される液相状の絶縁性冷媒を収容する。液戻し管は、リザーバの底部に設けられ、リザーバ内の液相状の冷媒を容器の底部に戻す。戻し管内には、発熱体（ＬＳＩ）が実装された回路基板が、設けられている。そして、発熱体は、戻し管内を降下する液相状の絶縁性冷媒によって、冷却される。
実開平２－４４３４６号公報 特開平２－１２９９９９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、冷媒を循環させるためのポンプ等の駆動源が必要であった。
　また、特許文献２に記載の技術では、リザーバ、凝縮器および液戻し管等を全て収容することができる大型の容器を必要とする。また、容器内の液相状の絶縁性冷媒を気相に相変化させるための加熱部を、容器の底部に設ける必要があった。
　このように、特許文献１および２に記載の技術では、構造が複雑になってしまうという問題があった。
　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡素な構造で、発熱体を冷却することができる冷却装置を提供することにある。
　本発明の冷却装置は、液相冷媒および気相冷媒の間で相変化する冷媒を貯留する筐体と、前記筐体内に設けられ、発熱体が実装された基板と、前記基板の鉛直上方側に接続されるように設けられ、前記筐体内の気相冷媒を冷却し、この冷却により生成される液相冷媒を前記基板に沿って前記発熱体に供給する冷媒冷却部とを備えている。
　本発明にかかる冷却装置によれば、簡素な構造で、発熱体を冷却することができる。
本発明の第１の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態における冷却装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における冷却装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における冷却装置の第１の変形例の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における冷却装置の第２の変形例の構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態における冷却装置の構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す正面図である。 本発明の第３の実施の形態における冷却装置の構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す正面図である。 本発明の第４の実施の形態における冷却装置の構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す正面図である。 本発明の第５の実施の形態における冷却装置の構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態における冷却装置の冷媒冷却部と基板を含む構成を示す斜視図である。 本発明の第５の実施の形態における冷却装置の冷媒冷却部の変形例と基板を含む構成を示す斜視図である。 本発明の第５の実施の形態における冷却装置の変形例の構成を示す斜視図である。 本発明の第６の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す正面図である。 本発明の第６の実施の形態における冷却装置の構成を示す断面図である。
＜第１の実施の形態＞
　本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００の構成について説明する。図１Ａは、冷却装置１０００の構成を透過して示す正面図である。図１Ｂは、冷却装置１０００の構成を示す断面図であって、図１ＡのＡ－Ａ切断面で冷却装置１０００を切断したときの断面図である。図２は、冷却装置１０００の構成を示す斜視図である。なお、図１Ａ、図１Ｂおよび図２には、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、冷却装置１０００は、筐体１００と、基板２００と、冷媒冷却部３００とを備えている。
　図１Ａ、図１Ｂおよび図２に示されるように、筐体１００の外形は、たとえば直方体状に形成されている。ただし、筐体１００の外形は、直方体状に限られない。また、図１Ａおよび図２に示されるように、筐体１００の内部は、空洞が設けられている。筐体１００は、たとえば、アルミニウムやアルミニウム合金のような熱伝導部材により形成されている。筐体１００は、内部に冷媒（Condensation preparations：以下ＣＯＯと称する。）を貯留する。
　冷媒ＣＯＯは、絶縁性の材料で構成されている。また、冷媒ＣＯＯは、例えば高分子材料などにより構成されており、液相冷媒および気相冷媒の間で相変化する。冷媒ＣＯＯは、沸点以下から沸点まで温度が上昇すると気化し、沸点以上から沸点以下まで温度が下降すると液化する特性を有している。冷媒ＣＯＯには、例えば、ハイドロフルオロカーボン（Hydrofluorocarbon）やハイドロフルオロエーテル（Hydrofluoroether）やハイドロフルオロオレフィン（hydrofluoro olefins）などの低沸点の冷媒を用いることができる。また、冷媒ＣＯＯは、筐体１００内に密閉された状態で、貯留される。筐体１００内は、真空引きすることにより、飽和蒸気圧下とする。なお、便宜上、図１Ａおよび図１Ｂには、液相冷媒を冷媒ＣＯＯとして示している。
　筐体１００内に冷媒ＣＯＯを充填する方法については、たとえば、次の通りである。まず、冷媒注入用の開口穴（不図示）から冷媒ＣＯＯを注入する。なお、冷媒注入用の開口穴は、たとえば、筐体１００の上面に、設けられている。ただし、これに限定されず、冷媒注入用の開口穴は、筐体１００の上面以外に設けられても良い。冷媒注入用の開口穴は、冷媒注入後に、封止される。また、真空ポンプ（不図示）などを用いて、筐体１００の空洞内から空気を排除して、筐体１００内に冷媒ＣＯＯを密閉する。これにより、筐体１００内の圧力は冷媒ＣＯＯの飽和蒸気圧と等しくなり、筐体１００内に密閉された冷媒ＣＯＯの沸点が室温近傍となる。以上の通り、筐体１０００内に冷媒ＣＯＯを充填する方法を説明した。
　図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、基板２００は、筐体１００内に設けられる。基板２００上には、発熱体２１０が実装されている。発熱体２１０は、動作することにより
発熱する素子をいう。発熱体２１０には、たとえば、中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）や集積回路（Multi-chip Module：ＭＣＭ）などの発熱素子を用いることができる。発熱体２１０の一部は、筐体１００内に貯留される液相冷媒（図１Ａおよび図１Ｂの冷媒ＣＯＯ）内に浸漬されている。一方、発熱体２１０の一部以外は、筐体１００内に貯留される液相冷媒内に浸漬されていない。ここで、便宜上、筐体１００内に貯留される液相冷媒内に浸漬されている発熱体２１０を発熱体２１０Ａとする。また、筐体１００内に貯留される液相冷媒内に浸漬されていない発熱体２１０を発熱体２１０Ｂとする。
　基板２００は、冷媒ＣＯＯを注入して筐体１００内を密閉状態にする前に、筐体１００内に設けられる。ここでは、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、基板２００の鉛直方向Ｇの上方側は、冷媒冷却部３００に接続されている。基板２００の鉛直方向Ｇの上方側は、たとえば、ネジ留め等によって、冷媒冷却部３００に、固定される。
　図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、冷媒冷却部３００は、基板２００の鉛直方向Ｇの上方側に接続されるように設けられている。冷媒冷却部３００は、筐体１００内の気相冷媒を冷却し、この冷却により生成される液相冷媒を図１Ｂの矢印α１のように基板２００に沿って発熱体２１０へ供給する。これにより、冷媒冷却部３００により冷却されて気相冷媒から相変化した液相冷媒が、発熱体２１０に供給される。この結果、発熱体２１０は、液相冷媒によって、冷却される。
　なお、図１Ｂの矢印α２に示されるように、冷媒冷却部３００は、筐体１００内の気相冷媒の冷却によって生成される液相冷媒を、基板２００の主面のうち、発熱体２１０が実装されていない面にも供給してもよい。これにより、発熱体２１０は、基板２００の主面のうち、発熱体２１０が実装されていない面側から、間接的に冷却される。
　ここで、冷媒冷却部３００は、たとえば、冷却水Ｗが流れる配管を含んで構成される。配管は、冷却水Ｗが循環できるように環状に形成されてもよい。なお、冷却装置１０００では、冷媒冷却部３００の配管内を流れる冷却水Ｗに代えて、ハイドロフルオロカーボンやハイドロフルオロエーテルなどの冷媒を用いることもできる。
　以上、冷却装置１０００の構成について説明した。
　次に、冷却装置１０００の動作について説明する。基板２００上の発熱体２１０Ａおよび２１０Ｂは、動作することにより発熱する。発熱体２１０Ａの熱によって、筐体１００に貯留されている液相冷媒が、気相冷媒へ相変化する。発熱体２１０Ａは、筐体１００に貯留されている液相冷媒により冷却される。また、冷媒冷却部３００の配管内を流れる冷却水Ｗは、発熱体２１０の熱の一部を吸熱する。
　気相冷媒は、筐体１００内を鉛直方向Ｇの上方へ向けて上昇する。冷媒冷却部３００は、当該冷媒冷却部３００の周囲に存在する気相冷媒を冷却し、液相冷媒に相変化させる。この液相冷媒は、図１Ｂの矢印α１、α２に示されるように、冷媒冷却部３００の配管から、基板２００の主面に沿って、鉛直方向Ｇの下方へ向けて流れ落ちる。
　図１Ｂの矢印α１に示されるように、液相冷媒が基板２００に沿って発熱体２１０Ｂへ供給されると、発熱体２１０Ｂは液相冷媒によって直接的に冷却される。図１Ｂの矢印α２に示されるように、液相冷媒が基板２００に沿って発熱体２１０Ｂに供給されると、発熱体２１０Ｂは、基板２００の主面のうちで発熱体２１０が実装されていない面側から、液相冷媒によって間接的に冷却される。
　そして、液相冷媒は、基板２００に沿って鉛直方向Ｇの下方に流れた後、筐体１００の底部に貯留され、上述のように再度、発熱体２１０Ａの熱によって気相冷媒へ相変化する。以上の動作を繰り返すことにより、発熱体２１０Ａおよび２１０Ｂを冷却する。
　以上の通り、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００は、筐体１００と、基板２００と、冷媒冷却部３００とを備えている。筐体１００は、液相冷媒および気相冷媒の間で相変化する冷媒ＣＯＯを貯留する。基板２００は、筐体１００内に設けられ、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂが実装されている。冷媒冷却部３００は、基板１００の鉛直方向Ｇの上方側に接続されるように設けられている。また、冷媒冷却部３００は、筐体１００内の気相冷媒を冷却し、この冷却により生成される液相冷媒を基板２００に沿って発熱体２１０Ｂに供給する。
　このように、冷却装置１０００では、冷媒冷却部３００は、基板１００の鉛直方向Ｇの上方側に接続されるように設けられている。また、冷媒冷却部３００は、冷媒冷却部３００により筐体１００内の気相冷媒を冷却し、この冷却により生成される液相冷媒を基板２００に沿って発熱体２１０Ｂに供給する。このため、冷却装置１０００によれば、簡素な構造で、発熱体２１０を冷却することができる。
　すなわち、冷却装置１０００は、特許文献１に記載の技術のように、冷媒を循環させるためのポンプ等の駆動源を必要とすることなく、発熱体２１０を冷却することができる。また、冷却装置１０００は、特許文献２に記載の技術のように、リザーバ、凝縮器および液戻し管等を全て収容することができる大型の容器を必要としない。とくに、冷媒冷却部３００は、冷媒冷却部３００により筐体１００内の気相冷媒を冷却し、この冷却により生成される液相冷媒を一時的に溜めることなく基板２００に沿って発熱体２１０Ｂに供給する。したがって、冷却装置１０００では、特許文献２に記載の技術のように、冷媒冷却部３００による冷却により相変化して生成される液相冷媒を一時的に溜めるためのリザーバも必要としない。また、さらに、冷却装置１０００は、特許文献２に記載の技術のように、容器内の液相状の絶縁性冷媒を液相に相変化させるための加熱部を容器の底部に設ける必要がない。
　以上のように、冷却装置１０００によれば、特許文献１および２に記載の技術のように、複雑な構造を有することなく、簡素な構造で発熱体２１０を冷却することができる。
　また、冷媒冷却部３００は、冷媒（たとえば、冷却水等）が流れる配管を含んで構成されてもよい。これにより、配管と、配管内を流れる冷媒とを設けるだけで、冷媒冷却部３００を簡単に構成することができる。
　（第１の実施の形態の第１の変形例）
　つぎに、第１の実施の形態における冷却装置１０００の第１の変形例を説明する。図３は、冷却装置１０００の第１の変形例である冷却装置１０００Ａの構成を示す斜視図である。なお、図３では、図１～図２で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図２に示した符号と同等の符号を付している。また、図３には、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　図３に示されるように、冷却装置１０００Ａでは、放熱部４００が筐体１００の外側に設けられている。放熱部４００は、筐体１００に熱的に接続されている。放熱部４００は、図３に示されるように、たとえば、複数の放熱フィン４０１により構成される。これら複数の放熱フィン４０１は、筐体１００の外壁に、当該外壁から延出するように、設けられている。複数の放熱フィン４０１は、筐体１００に伝達される熱（発熱体２１０の熱を含む。）を外気へ放熱する。複数の放熱フィン４０１の材料には、たとえば、アルミニウムやアルミニウム合金等の熱伝導性部材が、用いられている。
　以上のように、冷却装置１０００の第１の変形例である冷却装置１０００Ａは、放熱部４００をさらに備えている。放熱部４００は、筐体１００に熱的に接続されている。また、放熱部４００は、発熱体２１０の熱を外気へ放熱する。
　このように、放熱部４００を筐体１００の外壁に熱的に接続することにより、筐体１００内の発熱体２１０の熱を、効率よく外気へ放熱することができる。この結果、さらに効率よく発熱体２１０を冷却することができる。
　（第１の実施の形態の第２の変形例）
　つぎに、第１の実施の形態における冷却装置１０００の第２の変形例を説明する。図４は、冷却装置１０００の第１の変形例である冷却装置１０００Ｂの構成を示す斜視図である。なお、図４では、図１～図３で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図３に示した符号と同等の符号を付している。また、図４には、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　図４に示されるように、冷却装置１０００Ｂでは、冷媒冷却部３００Ａは、冷却水Ｗ等の冷媒が循環できるように設けられている。また、放熱部５００が、冷媒冷却部３００Ａの一部において、当該冷媒冷却部３００Ａの配管の周囲に取り付けられている。
　図４に示されるように、放熱部５００は、たとえば、複数の放熱フィン５０１により構成される。これら複数の放熱フィン５０１は、冷媒冷却部３００Ａの配管から外方に延出するように、設けられている。複数の放熱フィン５０１は、冷媒冷却部３００Ａに伝達される熱を外気へ放熱する。冷媒冷却部３００Ａに伝達される熱には、配管内を流れる冷却水Ｗ等の冷媒を介して受け取った発熱体２１０の熱が、含まれている。複数の放熱フィン５０１の材料には、たとえば、アルミニウムやアルミニウム合金等の熱伝導性部材が、用いられている。
　以上のように、冷却装置１０００の第２の変形例である冷却装置１０００Ｂは、放熱部５００をさらに備えている。放熱部５００は、冷媒冷却部３００Ａに熱的に接続されている。また、放熱部５００は、発熱体２１０の熱を外気へ放熱する。
　このように、放熱部５００を冷媒冷却部３００Ａに熱的に接続することにより、筐体１００内の発熱体２１０の熱を、効率よく外気へ放熱することができる。この結果、さらに効率よく発熱体２１０を冷却することができる。
　＜第２の実施の形態＞
　本発明の第２の実施の形態における冷却装置１０００Ｃの構成について説明する。図５Ａは、冷却装置１０００Ｃの構成を透過して示す正面図である。図５Ｂは、冷却装置１０００Ｃの構成を示す断面図であって、図５ＡのＢ－Ｂ切断面で冷却装置１０００Ｃを切断したときの断面図である。図５Ａおよび図５Ｂでは、図１～図４で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図４に示した符号と同等の符号を付している。図５Ａおよび図５Ｂには、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、冷却装置１０００Ｃは、筐体１００と、基板２００と、冷媒冷却部３００と、熱伝導性シート６００とを備えている。
　ここで、図１Ａおよび図１Ｂに示される冷却装置１０００と、図５Ａおよび図５Ｂに示される冷却装置１０００Ｃを対比する。冷却装置１０００Ｃは、熱伝導性シート６００をさらに備えている点で、冷却装置１０００と相違する。
　図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、熱伝導性シート６００は、発熱体２１０の上面および筐体１００の内面の間に、配置されている。熱伝導性シート６００は、熱伝導性を有しており、発熱体２１０および筐体１００の間を熱的に接続する。熱伝導性シート６００の材料には、たとえば、アクリル系材料や、両面を柔軟な材質で挟まれたセラミックなどが用いられている。
　次に、冷却装置１０００Ｃの動作について説明する。
　冷却装置１０００Ｃの動作では、第１の実施の形態における冷却装置１０００の動作に、さらに以下の動作が加わる。
　すなわち、発熱体２１０Ｂは、熱伝導性シート６００を介して、筐体１００の内壁に熱接続されている。このため、発熱体２１０Ｂの熱が、熱伝導性シート６００を介して、筐体１００の内面に伝わり、筐体１００の外面から外気へ放熱される。したがって、発熱体２１０Ｂは、冷媒冷却部３００により供給される液相冷媒により冷却されるのに加えて、当該発熱体１００の熱を筐体１００へ伝達することができる。この結果、冷却装置１０００Ｃでは、発熱体２１０Ｂの熱をより効率よく冷却することができる。
　また、発熱体２１０Ａも、発熱体２１０Ｂと同様に、熱伝導性シート６００を介して、筐体１００の内壁に熱接続されている。このため、発熱体２１０Ａの熱が、熱伝導性シート６００を介して、筐体１００の内面に伝わり、筐体１００の外面から外気へ放熱される。したがって、発熱体２１０Ａは、筐体１００内に貯留されている液相冷媒により冷却されるのに加えて、当該発熱体１００の熱を筐体１００へ伝達することができる。この結果、冷却装置１０００Ｃでは、発熱体２１０Ａの熱をより効率よく冷却することができる。
　以上の通り、本発明の第２の実施の形態における冷却装置１０００Ｃにおいて、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂは、筐体１００の内面に熱的に接続されている。これにより、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂの熱を、筐体１００の内面に伝達させることができる。この結果、より効率よく発熱体２１０Ａ、２１０Ｂの熱を冷却することができる。
　なお、本実施形態の説明では、熱伝導性シート６００を設けることにより、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂを筐体１００の内面に熱的に接続していた。一方、熱伝導性シート６００を設けることなく、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂを直接的に筐体１００の内面に接触させてもよい。
　＜第３の実施の形態＞
　本発明の第３の実施の形態における冷却装置１０００Ｄの構成について説明する。図６Ａは、冷却装置１０００Ｄの構成を透過して示す正面図である。図６Ｂは、冷却装置１０００Ｄの構成を示す断面図であって、図６ＡのＣ－Ｃ切断面で冷却装置１０００Ｄを切断したときの断面図である。図６Ａおよび図６Ｂでは、図１～図５で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図５に示した符号と同等の符号を付している。図６Ａおよび図６Ｂには、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、冷却装置１０００Ｄは、筐体１００と、基板２００と、冷媒冷却部３００と、熱伝導性シート６００と、第１の接続部７００を備えている。
　ここで、図５Ａおよび図５Ｂに示される冷却装置１０００Ｃと、図６Ａおよび図６Ｂに示される冷却装置１０００Ｄを対比する。冷却装置１０００Ｄは、第１の接続部７００をさらに備えている点で、冷却装置１０００Ｃと相違する。
　図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、第１の接続部７００は、冷媒冷却部３００側に設けられている。第１の接続部７００は、冷媒冷却部３００および筐体１００の内面を接続する。このとき、第１の接続部７００は、冷媒冷却部３００の外面から筐体１００の内面に向けて、鉛直方向Ｇの下方側の方向に、延出されるように、設けられている。
　図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、第１の接続部７００は、発熱体２１０Ｂの鉛直方向Ｇの上方側に配置されている。第１の接続部７００の材料には、たとえば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属が、用いられる。なお、第１の接続部７００の材料には、冷媒等によって腐食が生じにくい材料であれば、前述で例示した金属に限られない。第１の接続部７００は、たとえば、ネジ留め等によって、冷媒冷却部３００および筐体１００の内面に取り付けられる。
　また、図６Ａに示されるように、第１の接続部７００の幅Ｗ１は、鉛直方向Ｇに対して垂直方向の幅である。また、発熱体２１０Ｂの幅Ｗ２は、鉛直方向Ｇに対して垂直方向の幅である。そして、第１の接続部７００の幅Ｗ１は、発熱体２１０Ｂの幅よりも小さくなるように設定されている。
　次に、冷却装置１０００Ｄの動作について説明する。
　冷却装置１０００Ｄの動作では、第２の実施の形態における冷却装置１０００Ｃの動作に、さらに以下の動作が加わる。
　冷媒冷却部３００により冷却されることで生じる液相冷媒は、発熱体２１０Ｂの幅Ｗ２のうちで第１の接続部７００の幅Ｗ１以外の領域にて、図６Ｂの矢印α１に示されるように、基板２００の主面に沿って、発熱体２１０Ｂに供給される。また、併せて、冷媒冷却部３００により冷却されることで生じる液相冷媒は、第１の接続部７００の幅Ｗ１以内の領域にて、図６Ｂの矢印α３およびα４に示されるように、第１の接続部７００、筐体１００の内面および熱伝導性シート６００に沿って、発熱体２１０Ｂに供給される。これにより、２つのルートを使って、発熱体２１０Ｂをより効率よく冷却することができる。
　以上の通り、本発明の第３の実施の形態における冷却装置１０００Ｄは、第１の接続部７００をさらに備えている。第１の接続部７００は、冷媒冷却部３００および筐体１００の内面を接続する。また、冷媒冷却部３００は、第１の接続部７００を介して、筐体１００内の気相冷媒の冷却により生成される液相冷媒を筐体１００の内面に沿って発熱体２１０Ｂに供給する。
　このように、冷却装置１０００Ｄでは、冷媒冷却部３００および筐体１００の内面を接続するように、第１の接続部７００を設けている。そして、冷媒冷却部３００は、第１の接続部７００を介して、液相冷媒を筐体１００の内面に沿って発熱体２１０Ｂに供給する。
　すなわち、冷媒冷却部３００により冷却されることで生じる液相冷媒は、図６Ｂの矢印α１に示されるように、基板２００の主面に沿って、発熱体２１０Ｂに供給されるとともに、図６Ｂの矢印α３およびα４に示されるように、第１の接続部７００、筐体１００の内面および熱伝導性シート６００に沿って、発熱体２１０Ｂに供給される。これにより、２つのルートを使って、発熱体２１０Ｂをより効率よく冷却することができる。
　なお、本実施形態の説明では、熱伝導性シート６００を設けることにより、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂを筐体１００の内面に熱的に接続していた。一方、熱伝導性シート６００を設けることなく、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂを直接的に筐体１００の内面に接触させてもよい。
　＜第４の実施の形態＞
　本発明の第４の実施の形態における冷却装置１０００Ｅの構成について説明する。図７Ａは、冷却装置１０００Ｅの構成を透過して示す正面図である。図７Ｂは、冷却装置１０００Ｄの構成を示す断面図であって、図７ＡのＤ－Ｄ切断面で冷却装置１０００Ｅを切断したときの断面図である。図７Ａおよび図７Ｂでは、図１～図６で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図６に示した符号と同等の符号を付している。図７Ａおよび図７Ｂには、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、冷却装置１０００Ｅは、筐体１００と、基板２００と、冷媒冷却部３００と、熱伝導性シート６００と、熱伝導部８００とを備えている。
　ここで、図５Ａおよび図５Ｂに示される冷却装置１０００Ｃと、図７Ａおよび図７Ｂに示される冷却装置１０００Ｅを対比する。冷却装置１０００Ｅは、熱伝導部８００をさらに備えている点で、冷却装置１０００Ｃと相違する。また、熱伝導性シート６００は、発熱体２１０Ａと筐体１００の内面の間に設けられていない点で、両者は互いに相違する。
　図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、熱伝導部８００は、筐体１００の側面の底部側に、埋め込まれるように設けられている。
　熱伝導部８００は、少なくとも、筐体１００よりも大きい熱伝導率の材料で構成されている。たとえば、筐体１００の材料がアルミニウム（熱伝導率：２３６Ｗ／（ｍ・Ｋ））の場合、熱伝導部８００の材料には銅（熱伝導率：３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ））を用いることができる。熱伝導部８００は、たとえば、ヒートパイプによって、構成されてもよい。
　また、熱伝導部８００は、発熱体２１０Ｂに熱的に接続されている。図７Ｂに示される例では、熱伝導部８００は、筐体１００および熱伝導性シート６００を介して、発熱体２１０Ｂに、熱的に接続されている。
　熱伝導部８００は、筐体１００の側面のうち、発熱体２１０Ｂと向かい合う領域から底面にかけて、設けられている。なお、熱伝導部８００は、筐体１００の底面まで設けられてもよい。
　熱伝導部８００は、筐体１００の底部に貯留される液相冷媒に発熱体２１０Ｂの熱を伝導させる。
　次に、冷却装置１０００Ｅの動作について説明する。
　冷却装置１０００Ｅの動作では、第２の実施の形態における冷却装置１０００Ｃの動作に、さらに以下の動作が加わる。
　発熱体２１０Ｂの熱が、熱伝導性シート６００、筐体１００および熱伝導部８００を介して、筐体１００の底部側の液相冷媒に伝導される。
　以上の通り、本発明の第４の実施の形態における冷却装置１０００Ｅは、熱伝導部８００をさらに備えている。熱伝導部８００は、筐体１００よりも大きい熱伝導率の材料で構成されている。また、熱伝導部８００は、発熱体２１０Ｂに熱的に接続されている。熱伝導部８００は、筐体１００の底部に貯留される液相冷媒に、発熱体２１０Ｂの熱を伝導する。
　このように、熱伝導部８００は、筐体１００よりも大きい熱伝導率の材料で構成されており、発熱体２１０Ｂに熱的に接続されている。このため、熱伝導部８００は、筐体１００の底部に貯留される液相冷媒に、発熱体２１０Ｂの熱を伝導することができる。これにより、筐体１００の底部に貯留されている液相冷媒の気相冷媒への相変化が促進される。この結果、筐体１００内の気相冷媒が増加し、冷媒冷却部３００の周辺の気相冷媒も増加する。したがって、冷媒冷却部３００は、筐体１００内の気相冷媒をより効率よく液相冷媒に相変化させ、この液相冷媒をより効率よく発熱体２１０Ｂに供給することができる。このように、熱伝導部８００に熱を伝える熱源（発熱体２１０Ｂ）は、液相冷媒の液面よりも高い位置に設けられてもよい。また、熱伝導部８００を用いることで、液相冷媒に接していない熱源（発熱体２１０Ｂ）の熱を液相冷媒に伝導し、相変化を促進することも可能となる。なお、液相冷媒に接している熱源（発熱体２１０Ａ）を熱伝導部８００に熱を伝える熱源として用いてもよい。この場合、発熱体２１０Ａと筐体１００の内面の間に熱伝導性シート６００を設けることができる。
　なお、本実施形態の説明では、熱伝導性シート６００を設けることにより、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂを筐体１００の内面に熱的に接続していた。一方、熱伝導性シート６００を設けることなく、発熱体２１０Ａ、２１０Ｂを直接的に筐体１００の内面に接触させてもよい。
　＜第５の実施の形態＞
　本発明の第５の実施の形態における冷却装置１０００Ｆの構成について説明する。図８Ａは、冷却装置１０００Ｆの構成を透過して示す正面図である。図８Ｂは、冷却装置１０００Ｆの構成を示す断面図であって、図８ＡのＥ－Ｅ切断面で冷却装置１０００Ｆを切断したときの断面図である。図９は、冷却装置１０００Ｆの冷媒冷却部３００Ｂと基板２００を含む構成を示す斜視図である。図８Ａ、図８Ｂおよび図９では、図１～図７で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図７に示した符号と同等の符号を付している。図８Ａ、図８Ｂおよび図９には、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、冷却装置１０００Ｆは、筐体１００と、基板２００と、冷媒冷却部３００Ｂと、熱伝導性シート６００とを備えている。
　ここで、図１Ａおよび図１Ｂに示される冷却装置１０００と、図８Ａおよび図８Ｂに示される冷却装置１０００Ｆを対比する。冷却装置１０００Ｆは、２枚の基板２００を有する点で、１枚の基板２００しか有さない冷却装置１０００Ｃと相違する。また、本実施形態の冷媒冷却部３００Ｂの構成も、第１の実施形態の冷媒冷却部３００と異なる。
　図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、２枚の基板２００は、筐体１００内で、互いに向かい合うように、配置されている。このとき、基板２００のうち、発熱体２１０の実装面は、筐体１００の側面の内壁と向かい合うように、設けられている。これにより、発熱体２１０および筐体１００の側面の内壁の間に、熱電導性シート６００を介在させることにより、簡単に発熱体２１０および筐体１００を熱的に接続することができる。
　図８Ａ、図８Ｂおよび図９に示されるように、冷媒冷却部３００Ｂは、基板２００の上端部側に取り付けられている。また、図８Ｂおよび図９に示されるように、冷媒冷却部３００Ｂは、基板２００の上端部側に沿って、平行に設けられている。また、図９に示されるように、冷媒冷却部３００Ｂは、基板２００の上端側の両端部間で、２枚の基板２００を連結するように、接続されている。したがって、図９に示されるように、冷媒冷却部３００Ｂは、環状に形成されている。冷媒冷却部３００の配管内には、冷却水Ｗ等の冷媒が流れている。
　なお、冷却装置１０００Ｆの動作について、第１の実施形態で説明した内容と同様である。すなわち、冷媒冷却部３００Ｂは、２枚の基板２００の各々に実装された発熱体２１０Ｂに対して、液相冷媒を供給する。これにより、本実施形態の冷却装置１０００Ｆによれば、１枚の基板２００と比較して、より多くの発熱体２１０をより効率よく冷却することができる。
　つぎに、冷媒冷却部３００Ｂの変形例について説明する。図１０は、冷媒冷却部３００Ｂの変形例である冷媒冷却部３００Ｃと、基板２００とを含む構成を示す斜視図である。図１０では、図１～図９で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図９に示した符号と同等の符号を付している。図１０には、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　ここで、図９と図１０を比較する。図９では、冷媒冷却部３００Ｂは環状に形成されている。これに対して、図１０では、冷媒冷却部３００Ｃは、環状に形成されておらず、アルファベットのＮ字状に形成されている。このような形状であっても、上述したような効果を奏することができる。
　つぎに、本発明の第５の実施の形態における冷却装置１０００Ｆの変形例である冷却装置１０００Ｇの構成について説明する。図１１は、冷却装置１０００Ｆの変形例である冷却装置１０００Ｇの構成を示す斜視図である。なお、図１１では、図１～図１０で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図１０に示した符号と同等の符号を付している。
　図１１に示されるように、冷却装置１０００Ｇでは、図３を用いて説明した冷却装置１０００Ａと同様に、放熱部４００が筐体１００の外側に設けられている。放熱部４００の構成は、図３を用いて説明した内容と同様である。
　以上のように、冷却装置１０００Ｆの変形例である冷却装置１０００Ｇは、放熱部４００をさらに備えている。放熱部４００は、筐体１００に熱的に接続されている。また、放熱部４００は、発熱体２１０の熱を外気へ放熱する。
　このように、放熱部４００を筐体１００の外壁に熱的に接続することにより、筐体１００内の発熱体２１０の熱を、効率よく外気へ放熱することができる。この結果、さらに効率よく発熱体２１０を冷却することができる。
　＜第６の実施の形態＞
　本発明の第６の実施の形態における冷却装置１０００Ｈの構成について説明する。図１２Ａは、冷却装置１０００Ｈの構成を透過して示す正面図である。図１２Ｂは、冷却装置１０００Ｈの構成を示す断面図であって、図１２ＡのＦ－Ｆ切断面で冷却装置１０００Ｈを切断したときの断面図である。図１２Ａおよび図１２Ｂでは、図１～図１１で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～図１１に示した符号と同等の符号を付している。図１２Ａおよび図１２Ｂには、説明の便宜上、鉛直方向Ｇが示されている。
　図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、冷却装置１０００Ｈは、筐体１００Ａと、基板２００と、冷媒冷却部３００と、放熱部４００Ａと、第２の接続部９００とを備えている。
　ここで、図１Ａおよび図１Ｂに示される冷却装置１０００と、図１２Ａおよび図１２Ｂに示される冷却装置１０００Ｈを対比する。冷却装置１０００Ｈでは、第２の接続部９００および放熱部４００Ａが設けられている点で、冷却装置１０００と相違する。また、冷却装置１０００Ｈでは、冷媒冷却部３００が筐体１００Ａの上面内に埋め込まれている点で、冷却装置１０００と相違する。
　図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、筐体１００Ａは、基板２００と、冷媒冷却部３００と、第２の接続部９００とを収容する。筐体１００Ａの鉛直方向Ｇの上方側の壁面内には、冷媒冷却部３００が埋め込まれている。
　図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、放熱部４００Ａは、筐体１００Ａの上面の外側に設けられている。放熱部４００Ａは、筐体１００に熱的に接続されている。放熱部４００Ａは、図３を用いて説明した放熱部４００と同様に、たとえば、複数の放熱フィン４０１により構成される。
　図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、第２の接続部９００は、筐体１００Ａの上板に、たとえば、ネジ留めなどにより取り付けられている。第２の接続部９００は、冷媒冷却部３００に熱的に接続されている。ここでは、第２の接続部９００は、筐体１００Ａの上板を介して、冷媒冷却部３００に熱的に接続されている。また、第２の接続部９００は、物理的に、基板２００の鉛直方向Ｇの上方側に接続されている。ここでは、第２の接続部９００は、筐体１００Ａの上板と、基板２００の鉛直方向Ｇの上方側とを接続する。
　冷媒冷却部３００は、第２の接続部９００を介して、筐体１００Ａ内の気相冷媒の冷却により生成される液相冷媒を基板２００に沿って発熱体２１０Ｂに供給する。
　以上、冷却装置１０００Ｈの構成について説明した。
　次に、冷却装置１０００Ｈの動作について説明する。基板２００上の発熱体２１０Ａおよび２１０Ｂは、動作することにより発熱する。発熱体２１０Ａの熱によって、筐体１００に貯留されている液相冷媒が、気相冷媒へ相変化する。このとき、同時に、発熱体２１０Ａは、筐体１００に貯留されている液相冷媒により冷却される。また、冷媒冷却部３００の配管内を流れる冷却水Ｗは、発熱体２１０の熱の一部を吸熱する。
　気相冷媒は、筐体１００内を上昇する。この間、冷媒冷却部３００は、当該冷媒冷却部３００の周囲に存在する気相冷媒を筐体１００Ａの上板を介して冷却し、液相冷媒に相変化させる。この液相冷媒は、筐体１００Ａの上板の内壁面に付着する。
　そして、液相冷媒は、図１２Ｂの矢印α５、α６に示されるように、筐体１００Ａの上面の内壁面から、第２の接続部９００を介して、基板２００の主面に沿って、鉛直方向Ｇの下方へ向けて流れ落ちる。
　図１２Ｂの矢印α５に示されるように、液相冷媒が基板２００に沿って発熱体２１０Ｂへ供給されると、発熱体２１０Ｂは液相冷媒によって直接的に冷却される。図１２Ｂの矢印α６に示されるように、液相冷媒が基板２００に沿って発熱体２１０Ｂに供給されると、発熱体２１０Ｂは、基板２００の主面のうちで発熱体２１０が実装されていない面側から、液相冷媒によって間接的に冷却される。
　そして、液相冷媒は、基板２００に沿って鉛直方向Ｇの下方に流れた後、筐体１００の底部に貯留され、上述のように再度、発熱体２１０Ａの熱によって気相冷媒へ相変化する。以上の動作を繰り返すことにより、発熱体２１０Ａおよび２１０Ｂを冷却する。
　以上の通り、本発明の第６の実施の形態における冷却装置１０００Ｈは、第２の接続部９００をさらに備えている。第２の接続部９００は、冷媒冷却部３００に熱的に接続され、基板２００の鉛直方向Ｇの上方側に接続されている。冷媒冷却部３００は、第２の接続部９００を介して、筐体１００Ａ内の気相冷媒の冷却により生成される液相冷媒を基板２００に沿って発熱体２１０Ｂに供給する。
　このように、第２の接続部９００を設けることにより、基板２００の鉛直方向Ｇの上方側と冷媒冷却部３００とを直接的に接続しなくても、冷媒冷却部３００により生成される液相冷媒を基板２００上の発熱体２１０Ｂに供給することができる。
　以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　１０００　　冷却装置
　１００　　筐体
　２００　　基板
　２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ　　発熱体
　３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ　　冷媒冷却部
　４００、４００Ａ　　放熱部
　４０１　　放熱フィン
　５００　　放熱部
　５０１　　放熱フィン
　６００　　熱伝導性シート
　７００　　第１の接続部
　８００　　熱伝導部
　９００　　第２の接続部
　１０００、１０００Ａ、１０００Ｂ、１０００Ｃ　　冷却装置
　１０００Ｄ、１０００Ｅ、１０００Ｆ、１０００Ｇ、１０００Ｈ　　冷却装置

Claims (7)

  1. 　液相冷媒および気相冷媒の間で相変化する冷媒を貯留する筐体と、
    　前記筐体内に設けられ、発熱体が実装された基板と、
    　前記基板の鉛直上方側に接続されるように設けられ、前記筐体内の気相冷媒を冷却し、この冷却により生成される液相冷媒を前記基板に沿って前記発熱体に供給する冷媒冷却部とを備えた冷却装置。
  2. 　前記発熱体は、前記筐体の内面に熱的に接続されている請求項１に記載の冷却装置。
  3. 　前記冷媒冷却部および前記筐体の内面を接続する第１の接続部をさらに備え、
    　前記冷媒冷却部は、前記第１の接続部を介して、前記筐体内の気相冷媒の冷却により生成される液相冷媒を前記筐体の内面に沿って前記発熱体に供給する請求項２に記載の冷却装置。
  4. 　前記冷媒冷却部に熱的に接続され、前記基板の鉛直上方側に接続された第２の接続部をさらに備え、
    　前記冷媒冷却部は、前記第２の接続部を介して、前記筐体内の気相冷媒の冷却により生成される液相冷媒を前記基板に沿って前記発熱体に供給する請求項１～３のいずれか１項に記載の冷却装置。
  5. 　前記筐体よりも大きい熱伝導率の材料で構成され、前記発熱体に熱的に接続され、前記筐体の底部に貯留される液相冷媒に前記発熱体の熱を伝導する熱伝導部をさらに備えた請求項１～４に記載の冷却装置。
  6. 　前記冷媒冷却部は、冷媒が流れる配管を含む請求項１～５のいずれか１項に記載の冷却装置。
  7. 　前記筐体または前記冷媒冷却部に熱的に接続され、前記発熱体の熱を放熱する放熱部をさらに備えた請求項１～６のいずれか１項に記載の冷却装置。
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