WO2023281286A1

WO2023281286A1 - 冷却装置

Info

Publication number: WO2023281286A1
Application number: PCT/IB2021/000456
Authority: WO
Inventors: 江森健太; 新井田淳平; 高橋瑛美; 山上滋春
Original assignee: 日産自動車株式会社; ルノーエス．ア．エス．
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2023-01-12
Also published as: CN117643185A; EP4369878A1

Abstract

冷却装置は、誘電体と、誘電体の一方の面に配置されて誘起流を発生させる第1電極と、誘電体の他方の面に配置された第2電極とを備えたプラズマアクチュエータを用いて電子部品を冷却する。そして、誘起流が流れていく方向に電子部品と第3電極を配置し、第3電極に印加される電圧は、第1電極との間に誘起流を引き付けることのできる電位差を生じさせる電圧である。

Description

冷却装置

　本発明は、プラズマアクチュエータを用いた冷却装置に関する。

　従来では、シールドケース等の筐体内の基板及び基板上の素子を冷却する電子機器として、特許文献１が開示されている。特許文献１に開示された電子機器では、冷却ファンから排気された空気を上壁板に斜めに当てることによって向きを変えてメイン基板の方向へ流し、メイン基板の素子を冷却していた。

特開２０１７−１１７９５０号公報

　しかしながら、上述した従来の電子機器では、冷却ファンからの空気をシールドケースの壁に当てて向きを変えていたので、壁に当たった空気はすべてが基板上の電子部品の方向へ流れるわけではなく、シールドケース内に拡散していた。そのため、電子部品に効率的に風を当てることができないので、冷却性能を向上させることができないという問題点があった。

　そこで、本発明は上記実情に鑑みて提案されたものであり、電子部品に効率的に風を当てることによって冷却性能を向上させることのできる冷却装置を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る冷却装置は、プラズマアクチュエータを用いて電子部品を冷却する。プラズマアクチュエータは、誘電体と、誘電体の一方の面に配置されて誘起流を発生させる第１電極と、誘電体の他方の面に配置された第２電極とを備える。そして、誘起流が流れていく方向に電子部品と第３電極を配置し、第３電極に印加される電圧は、第１電極との間に誘起流を引き付けることのできる電位差を生じさせる電圧である。

　本発明によれば、電子部品に効率的に風を当てることができるので、冷却装置の冷却性能を向上させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置の構成を示す上面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置の構成を示す断面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置において、電子部品としてヒートシンクを備えた場合の構成を示す上面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置において、電子部品としてヒートシンクを備えた場合の構成を示す断面図である。図６は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置において、制御電極を２つ備えた場合の構成を示す上面図である。図７は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置において、制御電極を２つ備えた場合の構成を示す上面図である。図８は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置において、制御電極をオンオフするスイッチを備えた場合の構成を示す断面図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置において、制御電極が電源装置に接続されている場合の構成を示す断面図である。図１０は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置において、上部電極に印加される電圧の時間変化を示す図である。図１１は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置において、制御電極に印加される電圧を示す図である。図１２は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置において、上部電極に印加される電圧の時間変化を示す図である。図１３は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置において、制御電極に印加される電圧を示す図である。図１４は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置において、上部電極と制御電極に印加される電圧の時間変化を示す図である。図１５は、本発明の第３実施形態に係る冷却装置において、プラズマアクチュエータの誘電体をプリント基板とした場合の構成を示す断面図である。図１６は、本発明の第３実施形態に係る冷却装置において、２枚のプリント基板の間に主流発生装置を設けた場合の構成を示す断面図である。図１７は、本発明の第３実施形態に係る冷却装置において、制御電極がプリント基板に埋め込まれた場合の構成を示す断面図である。図１８は、本発明の第３実施形態に係る冷却装置において、制御電極がプリント基板に埋め込まれた場合の構成を示す断面図である。図１９は、本発明の第３実施形態に係る冷却装置において、制御電極がプリント基板に埋め込まれた場合の構成を示す断面図である。

［第１実施形態］
　以下、本発明を適用した第１実施形態について図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

　［冷却装置の構成］
　図１は、本実施形態に係る冷却装置の構成を示す斜視図、図２は上面図、図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。図１~３に示すように、冷却装置１は、プラズマアクチュエータ３と、制御電極（第３電極）５と、電子部品７を備えている。

　プラズマアクチュエータ３は、誘電体１１と、誘電体１１の上面に配置されて誘起流を発生させる上部電極（第１電極）１３と、誘電体１１の下面に配置される下部電極（第２電極）１５と、電源装置１７を備えている。

　誘電体１１は、所定の絶縁材料から構成される。特に、絶縁材料としては、高電圧に対する耐性及び高絶縁性の観点からポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、シリコン又はナイロンを採用することが好ましい。また、酸化アルミニウムやセラミックスでも良く、数百μｍの厚さで数ｋＶの耐圧があればよい。したがって、上部電極１３と下部電極１５の間は絶縁されている。

　上部電極１３と下部電極１５は、銅、アルミニウム、又は鉄等の金属材料から構成される。各電極の厚みは銅テープのように数百μｍ厚などの薄いものを使用することができ、タングステンワイヤなどの数十μｍの線を利用することも可能である。尚、各電極に用いる金属は別々でも良い。下部電極１５は、上部電極１３が配置された位置からＸ軸方向にずれて配置されており、このように配置することによって上部電極１３と下部電極１５の間に電界が生じて、Ｘ軸方向に流れる誘起流を発生させることができる。尚、下部電極１５は、本実施形態では接地されている。

　電源装置１７は、交流電源によって構成され、上部電極１３と下部電極１５の間に高電圧の交流電圧を印加する。上部電極１３と下部電極１５の間に高電圧の交流電圧を印加することで、上部電極１３からＸ軸の正方向にプラズマが発生する。このプラズマによる電離でイオンと電子が発生し、発生したイオンと電子は電界によって加速され、酸素等の中性粒子に衝突することでＸ軸の正方向に向かって流れる誘起流が発生する。誘起流を発生させる最適な周波数は、数ｋＨｚ~１０数ｋＨｚ程度とされている。プラズマは空気中であれば発生するが、アルゴンなどの他の気体または流体であってもよい。

　制御電極５は、プラズマアクチュエータ３で発生した誘起流の流れを制御する電極であり、図１~３に示すように、上部電極１３と同様に誘電体１１の上面に配置され、上面から露出している。ただし、制御電極５の全体が露出する必要はなく、少なくとも一部が露出していればよい。また、上部電極１３との間で放電することを回避するために、制御電極５は絶縁膜で覆われていてもよい。

　また、制御電極５は、誘電体１１の上面において、誘起流が流れていく方向に電子部品７とともに配置されている。図３において、下部電極１５は、上部電極１３の位置からＸ軸方向にずれて配置されているので、電界が生じ、それによってＸ軸の正方向に流れる誘起流が発生する。さらに、Ｘ軸の正方向の下流側に制御電極５が配置されているので、制御電極５は、誘起流が流れていく方向に配置されている。

　したがって、図３のＸ軸の正方向では、上部電極１３、下部電極１５、制御電極５の順に配置されており、上部電極１３と下部電極１５との間の最短距離は、上部電極１３と制御電極５との間の最短距離よりも短くなっている。

　制御電極５には制御電圧が印加されており、この制御電圧は、上部電極１３との間に誘起流を引き付けることのできる電位差を生じさせる電圧である。すなわち、上部電極１３と制御電極５との間の電位差が、誘起流を引き付けることができる電位差となるように、制御電極５に制御電圧が印加される。例えば、制御電極５は接地されていてもよいし、上部電極１３の電圧と正負が反対の電圧が、制御電極５に印加されてもよい。これにより、上部電極１３と制御電極５の間に電界が発生し、この電界によってプラズマから発生したイオンが制御電極５に引き付けられる方向に移動して中性粒子に衝突するので、誘起流の流れを制御電極５の方向にコントロールすることができる。

　具体的に、制御電極５は、図３に示すように下部電極１５に接続されている。下部電極１５は接地されているので、制御電極５も接地される。上部電極１３には高電圧の交流電圧が印加されているので、上部電極１３と制御電極５の間には、誘起流を引き付けることのできる電位差が生じる。したがって、図２に示すように、上部電極１３で発生した誘起流を、制御電極５の方向に引き付けて集めることができる。特に、制御電極５のＹ軸方向の幅は、上部電極１３の幅よりも狭いので、上部電極１３の横幅全体で発生した誘起流を制御電極５に集中させて集めることができる。

　電子部品７は、例えば半導体素子であり、図１~３に示すように、上部電極１３と同様に誘電体１１の上面に配置され、誘起流が流れていく方向に制御電極５とともに配置されている。特に、図１~３では、電子部品７は、制御電極５の上面に接触して設けられている。ただし、電子部品７は、必ずしも制御電極５に接触して設ける必要はなく、例えば制御電極５よりも誘起流の下流側に制御電極５から離れて設置されていてもよい。

　また、電子部品７と制御電極５の間は、電気的に接続されていてもよいし、接着剤等を介して絶縁されていてもよい。ただし、電子部品７と制御電極５が電気的に接続されていると、電子部品７は制御電極５と同電位になるので、上部電極１３と電子部品７との間に電界が発生し、電子部品７が誘起流を引き付けることができる。特に、電子部品７は高さがあるので、誘起流を誘電体１１に沿って引き付けるだけでなく、Ｚ軸方向にも引き付けることができる。

　電子部品７が半導体素子の場合、例えばロジックＩＣやパワー半導体などであり、樹脂パッケージされていても、ベアチップとして実装されていてもよい。このとき、制御電極５は、半導体素子の電極パッドとして、複数に分割されていてもよい。

　また、電子部品７は、図４、５に示すように、ヒートシンク７１であってもよい。図４、５では、ベースプレートにピンフィンがついたヒートシンク７１を示しているが、ベースプレートのみであっても、ストレートフィンがついたものでもよい。ヒートシンク７１の材質は銅やアルミニウムなどの金属が一般的であるが、その他の金属でもよいし、セラミックスなどの絶縁性のものでもよい。

　尚、制御電極５とヒートシンク７１が電気的に接続されていると、上部電極１３とヒートシンク７１の間に電界が発生するので、ヒートシンク７１に向けて誘起流が流れるよう制御することができる。したがって、冷却性能をより向上させることができる。また、ヒートシンク７１を、制御電極５の上面に設けられた電子部品７のさらに上面に接触して設けてもよい。これにより、発熱体である電子部品７の熱を、ヒートシンク７１を介して放熱することができる

　また、電子部品７は、コンデンサ、コイル、抵抗等の受動部品であってもよい。例えば、図６に示すように制御電極５を２つ設けて、受動部品７３と制御電極５を電気的に接続し、２つの制御電極５をパッド電極として利用してもよい。尚、２つの制御電極５は、同じ電位でもよいし、異なっていてもよい。

　さらに、図６で示した２つの制御電極５を９０度回転させて、図７に示すように配置してもよい。この場合、２つの制御電極５がそれぞれ誘起流を引き付けるので、誘起流は２つに分かれて流れていき、受動部品７３を冷却する。受動部品７３が制御電極５と電気的に接続されていると、上部電極１３と受動部品７３の間に電界が発生するので、受動部品７３に向けて誘起流が流れるよう制御することができる。

　このように構成された冷却装置１において、電源装置１７を駆動すると、上部電極１３と下部電極１５の間に高電圧の交流電圧が印加され、上部電極１３からＸ軸の正方向にプラズマが発生し、上部電極１３と下部電極１５の間の電界によって誘起流が発生する。さらに、制御電極５に制御電圧を印加することにより、図２に示すように、プラズマアクチュエータ３で発生した誘起流を、制御電極５の方向に引き付けて集めることができる。したがって、本実施形態に係る冷却装置１は、制御電極５に集めた誘起流の風を電子部品７に当てることによって、電子部品７を冷却する。

［変形例］
　本実施形態に係る冷却装置１の変形例として、図８に示すように、スイッチ９をさらに備えていてもよい。スイッチ９は、制御電極５に印加される制御電圧をオンオフする。スイッチ９で制御電圧をオンオフすることにより、必要なときだけ誘起流を制御電極５の方向に引き付けて電子部品７を冷却するように制御することができる。

　［第１実施形態の効果］
　以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る冷却装置１では、誘起流が流れていく方向に電子部品７と制御電極５を配置し、制御電極５に印加される電圧を、上部電極１３との間に誘起流を引き付けることのできる電位差を生じさせる電圧としている。これにより、誘起流を制御電極５の方向に引き付けることができるので、電子部品７に効率的に風を当てることができる。したがって、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　特に、通常では、ファン等を用いて電子部品に風を当てようとしても、電子部品７を避けるように風の流れが分かれてしまうので、電子部品７を効率的に冷却することは難しかった。しかし、本実施形態では、制御電極５の方向に風を集めることができるので、風の流れが分かれてしまうことを防止して、より効率的に電子部品７に風を当てることができる。したがって、冷却装置１の冷却性能をさらに向上させることができる。また、経年使用によって堆積するホコリや有機物をプラズマで発生するイオンやオゾンによって除去できるので、長期的に冷却装置１の性能を保つことができる。

　また、本実施形態に係る冷却装置１では、制御電極５が、下部電極１５に接続されている。これにより、上部電極１３と制御電極５の間の電位差を大きくできるので、誘起流を強く引き付けることができる。したがって、電子部品７に効率的に風を当てることができるので、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　さらに、本実施形態に係る冷却装置１では、制御電極５の少なくとも一部が誘電体１１の上面に露出して配置される。これにより、上部電極１３と制御電極５の間の電界が強くなるので、誘起流をより強く引き付けることができる。したがって、電子部品７に効率的に風を当てることができるので、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　また、本実施形態に係る冷却装置１では、上部電極１３と下部電極１５との間の最短距離が、上部電極１３と制御電極５との間の最短距離よりも短くなっている。これにより、上部電極１３と下部電極１５の間で誘起流を発生させることができ、発生した誘起流を制御電極５で引き付けて集めることができる。したがって、電子部品７に効率的に風を当てることができるので、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　さらに、本実施形態に係る冷却装置１では、制御電極５に印加される電圧をオンオフするためのスイッチ９をさらに備えている。これにより、必要に応じて制御電極５をオンオフできるので、必要なときだけ電子部品７に風を当てることができる。したがって、効率的に風を制御することができるので、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　また、本実施形態に係る冷却装置１では、電子部品７が、制御電極５に電気的に接続されている。これにより、上部電極１３と電子部品７の間に電界が発生するので、電子部品７に直接風を当てることができる。したがって、電子部品７に効率的に風を当てることができるので、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　さらに、本実施形態に係る冷却装置１では、電子部品７が、制御電極５に接触して設けられている。これにより、制御電極５に引き付けられた風が電子部品７に直接当たるので、電子部品７を効率的に冷却することができる。したがって、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　また、本実施形態に係る冷却装置１では、電子部品７が半導体素子なので、制御電極５に引き付けられた風を、発熱体である半導体素子に当てることができる。したがって、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　また、本実施形態に係る冷却装置１では、電子部品７がヒートシンクなので、制御電極５に引き付けられた風を、放熱するためのヒートシンクに当てることができる。したがって、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　さらに、本実施形態に係る冷却装置１では、電子部品７が受動部品なので、制御電極５に引き付けられた風を、発熱体である受動部品に当てることができる。したがって、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

［第２実施形態］
　以下、本発明を適用した第２実施形態について図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

　図９は、本実施形態に係る冷却装置の構造を示す断面図である。図９に示すように、本実施形態に係る冷却装置１は、電源装置２０をさらに備えている。第１実施形態では、制御電極５を下部電極１５に接続していたが、本実施形態では、プラズマアクチュエータ３の電源装置１７とは別の電源装置２０を用意し、この電源装置２０から制御電極５に制御電圧を印加する。制御電圧は、第１実施形態と同様に、上部電極１３との間に誘起流を引き付けることのできる電位差を生じさせる電圧である。ただし、電源装置２０を設けなくても、電子部品７に供給されている電圧を制御電極５に印加してもよい。この場合には電源装置２０を設けないので、安価に構成することができる。

　本実施形態では、上部電極１３に電源装置１７から交流電圧が印加され、制御電極５に電源装置２０から直流電圧が印加される。具体的に説明すると、上部電極１３に印加される交流電圧の時間変化（ｄＶ／ｄｔ）が、図１０に示すように正勾配のときには、図１１に示すように、制御電極５に負の制御電圧を印加する。ただし、上部電極１３に印加される交流電圧の時間変化が正勾配のときには、制御電極５を接地してもよい。一方、上部電極１３に印加される交流電圧の時間変化（ｄＶ／ｄｔ）が、図１２に示すように負勾配のときには、図１３に示すように、制御電極５に正の制御電圧を印加する。

　ここで、交流電圧の時間変化（ｄＶ／ｄｔ）が上昇する正勾配のときと、下降する負勾配のときでは、プラズマから発生するイオンが異なる。そのため、正勾配のときにはプラスイオンが引き付けられて誘起流を発生するが、負勾配のときにはマイナスイオンが引き付けられて誘起流を発生する。そのため、制御電極５の電圧は、正勾配のときに負バイアス、負勾配のときに正バイアスにすると、誘起流をより強く引き付けることができる。

　したがって、図１４に示すように、上部電極１３と下部電極１５の間に電源装置１７から交流電圧が印加されると、電源装置２０は、交流電圧の時間変化（ｄＶ／ｄｔ）に応じて、制御電極５に印加する直流電圧の正負を切り替えている。すなわち、上部電極１３の交流電圧の時間変化が正勾配のときには制御電極５に負の直流電圧を印加し、交流電圧の時間変化が負勾配に切り替わると、制御電極５に正の直流電圧を印加する。

　［第２実施形態の効果］
　以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る冷却装置１では、上部電極１３の電圧の時間変化が正勾配のときには、制御電極５を接地するか、または負の電圧を印加し、上部電極１３の電圧の時間変化が負勾配のときには、制御電極５に正の電圧を印加する。これにより、プラズマから発生するイオンを引き付けることができるので、誘起流を引き付けるように制御することができる。したがって、電子部品７に効率的に風を当てることができ、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

［第３実施形態］
　以下、本発明を適用した第３実施形態について図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

　図１５は、本実施形態に係る冷却装置の構造を示す断面図である。図１５に示すように、本実施形態に係る冷却装置１は、誘電体をプリント基板３０で構成したことが第１実施形態と相違している。

　プリント基板３０の上面には、上部電極１３と制御電極５が配置され、制御電極５に接触して受動部品７３が設けられている。一方、プリント基板３０の下面には下部電極１５が配置されている。また、プリント基板３０の上面と下面には、配線パターンを備えた電子回路が形成されている。そして、この電子回路にはパッド電極（第４電極）３２が形成され、パッド電極３２に複数の電子部品７が電気的に接続されている。この電子部品７の中にはヒートシンク７１と受動部品７３が含まれている。パッド電極３２をプリント基板３０上に広く形成することによって、ノイズの広がりを抑える電磁シールドとして利用することができる。

　尚、プリント基板３０に、ガラスエポキシなどで構成される電子回路基板やポリイミドなどで構成されるフレキシブルプリント基板を用いれば、安価に多層配線でｍｍ、μｍ単位の高精度なプリント基板にプラズマアクチュエータ３を形成することができる。また、ガラスエポキシなどの電子回路基板を用いることにより、その特性を生かして高強度で信頼性の高い冷却装置１を提供することができる。さらに、フレキシブルプリント基板を用いた場合には、薄く折り曲げ可能なプリント基板にプラズマアクチュエータ３を形成することができる。

　また、プリント基板３０の上面には、ファンなどの主流発生装置３４が備えられている。主流発生装置３４は、図１５に示すように、プリント基板３０の一方の端部から誘起流が流れる方向に向かって主流を発生させる。これにより、プリント基板３０の上面に配置された電子部品７を、誘起流だけでなく主流も利用して冷却することができる。

　ただし、主流は、プリント基板３０との間の摩擦によって境界層が発生し、次第に境界層は発達するので、主流がプリント基板３０から剥離していた。そのため、プリント基板３０のＸ軸方向の下流側に行くにつれて、プリント基板３０と空気層との間の熱伝達は低下していた。

　しかし、本実施形態では、プラズマアクチュエータ３によって誘起流を発生させ、制御電極５を用いて誘起流を引き付けるので、主流がプリント基板３０から剥離することを抑制できる。したがって、プリント基板３０と空気層との間の熱伝達を向上させることができるので、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　この場合に、電子部品７を強電部品と弱電部品に分類して、強電部品をプリント基板３０の上面に配置し、弱電部品を下面に配置すれば、発熱が大きい強電部品を、主流と誘起流の両方を用いてより効率的に冷却することが可能となる。

　また、図１６に示すように、２枚のプリント基板３０を上下に重ねて、その間に主流発生装置３４を配置してもよい。このとき上側のプリント基板３０の下面にはヒートシンク７１のベースプレート３６が形成されていてもよい。このように２枚のプリント基板３０の間に主流発生装置３４を配置することにより、ダクト内に主流を流すことができるので、プリント基板３０上の電子部品７に確実に風を当てることができる。さらに、ベースプレート３６が形成されていることにより、電子部品７の冷却とヒートシンク７１の冷却を両立させることができるので、冷却装置１の冷却性能を向上できるとともに小型化を実現することもできる。

　尚、図１５、１６では、プラズマアクチュエータ３がプリント基板３０上に１つのみ形成されているが、冷却したい個所などに複数設けてもよい。また、主流発生装置３４は、本実施形態だけでなく、第１及び第２実施形態の冷却装置１に設けてもよい。

　［変形例］
　本実施形態に係る冷却装置１の変形例として、図１７に示すように、制御電極５が、プリント基板３０に埋め込まれていてもよい。プリント基板３０は、基板の中に例えば４層の配線層をレイヤー毎に形成できるので、制御電極５をプリント基板３０の内部に形成することは容易に可能である。尚、制御電極５は、誘電体１１に埋め込まれていてもよい。この場合、制御電極５を固定して液状の誘電体を流して固める方法や制御電極５を誘電体に差し込む工法を用いることができる。

　このように制御電極５をプリント基板３０に埋め込むことで、制御電極５がプリント基板３０によって絶縁保護され、上部電極１３と制御電極５の間で絶縁破壊することを抑制できる。したがって、信頼性を向上させることができる。また、制御電極５が空気に露出して酸化することを防止できる。

　さらに、図１８に示すように、制御電極５を複数設けて、上部電極１３に近い側の制御電極５を深い位置に埋め込み、上部電極１３から遠い側の制御電極５を浅い位置に埋め込むように配置してもよい。上部電極１３に近い側の制御電極５を深い位置に埋め込んでいるので、絶縁破壊を抑制することができる。一方、上部電極１３から遠い側の制御電極５を浅い位置に埋め込んでいるので、上部電極１３との間の電界を強くすることができる。

　また、図１９に示すように、制御電極５をプリント基板３０に埋め込んで、制御電極５を下部電極１５に接続し、制御電極５の上面が上部電極１３に向けて斜めになるように配置してもよい。制御電極５を水平に配置すると、制御電極５の上部電極１３に近い側の端部と遠い側の端部では、上部電極１３からの距離が相違するので、電界が相違してしまう。これに対して、図１９に示すように、制御電極５の上面を上部電極１３に向けて斜めに配置すると、上部電極１３に近い側の端部と遠い側の端部の間で電界を均一に近づけることができる。したがって、制御電極５は、上部電極１３との間で絶縁距離を確保できるとともに、制御電極５の上面において電界を均一に強くすることができる。

　［第３実施形態の効果］
　以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る冷却装置１では、誘電体をプリント基板３０で構成したので、各電極を高精度に形成することができ、耐電圧を容易に確保することができる。したがって、冷却装置１の信頼性を確保できるとともに、量産性を向上させることができる。

　また、本実施形態に係る冷却装置１では、制御電極５が、プリント基板３０に埋め込まれている。これにより、上部電極１３と制御電極５の間で絶縁破壊することを抑制できるので、冷却装置１の信頼性を向上させることができる。

　さらに、本実施形態に係る冷却装置１では、プリント基板３０に電子回路が形成されているので、電子回路上に形成された各電子部品をプラズマアクチュエータ３で発生させた誘起流で冷却することができる。

　また、本実施形態に係る冷却装置１では、プリント基板３０の上部電極１３が配置された面に強電部品を配置する。これにより、発熱の大きい強電部品を誘起流で冷却することができるので、冷却装置１の冷却性能を向上させることができる。

　さらに、本実施形態に係る冷却装置１では、電子回路に、電子部品７を接続するためのパッド電極３２が形成されているので、電子回路から発生するノイズをシールドすることができる。

　また、本実施形態に係る冷却装置１では、誘起流が流れる方向に向かって主流を発生させる主流発生装置３４をさらに備えている。これにより、主流発生装置３４から発生される主流を、制御電極５を利用して制御できるので、冷却装置１の冷却性能をさらに向上させることができる。

　なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

　１　冷却装置
　３　プラズマアクチュエータ
　５　制御電極（第３電極）
　７　電子部品
　１１　誘電体
　１３　上部電極（第１電極）
　１５　下部電極（第２電極）
　１７、２０　電源装置
　３０　プリント基板
　３２　パッド電極（第４電極）
　３４　主流発生装置
　３６　ベースプレート
　７１　ヒートシンク
　７３　受動部品

Claims

　誘電体と、前記誘電体の一方の面に配置されて誘起流を発生させる第１電極と、前記誘電体の他方の面に配置された第２電極とを備えたプラズマアクチュエータを用いて電子部品を冷却する冷却装置であって、
　前記誘起流が流れていく方向に前記電子部品と第３電極を配置し、
　前記第３電極に印加される電圧は、前記第１電極との間に前記誘起流を引き付けることのできる電位差を生じさせる電圧である冷却装置。
　前記第３電極は、前記第２電極に接続されている請求項１に記載の冷却装置。
　前記第３電極は、前記第１電極の電圧の時間変化が正勾配のときには接地されるか、または負の電圧が印加され、前記第１電極の電圧の時間変化が負勾配のときには正の電圧が印加される請求項１に記載の冷却装置。
　前記第３電極は、少なくとも一部が前記誘電体の一方の面に露出して配置される請求項１~３のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記第１電極と前記第２電極との間の最短距離は、前記第１電極と前記第３電極との間の最短距離よりも短い請求項１~４のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記第３電極に印加される電圧をオンオフするためのスイッチをさらに備えている請求項１~５のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記電子部品は、前記第３電極に電気的に接続されている請求項１~６のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記電子部品は、前記第３電極に接触して設けられている請求項１~７のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記電子部品は、半導体素子である請求項１~８のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記電子部品は、ヒートシンクである請求項１~８のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記電子部品は、受動部品である請求項１~８のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記誘電体は、プリント基板である請求項１~１１のいずれか１項に記載の冷却装置。
　前記第３電極は、前記プリント基板に埋め込まれている請求項１２に記載の冷却装置。
　前記プリント基板には、電子回路が形成されている請求項１２または１３に記載の冷却装置。
　前記電子回路が形成されたプリント基板では、前記第１電極が配置された面に強電部品を配置する請求項１４に記載の冷却装置。
　前記電子回路には、前記電子部品を接続するための第４電極が形成されている請求項１４または１５に記載の冷却装置。
　前記誘起流が流れる方向に向かって主流を発生させる主流発生装置をさらに備えている請求項１~１６のいずれか１項に記載の冷却装置。