(57)【要約】【課題】ラックマウント型サーバのような高密度実装品に関しては冷却板の前後に配管のためのスペースを確保するのが難しく、また、冷却性能を向上させるために圧力の高い冷媒を採用する必要があった。本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、コンパクトで高性能な冷却装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】この課題を解決するために本発明の冷却装置は、冷却板１の内部を扁平中空とし、前記扁平中空内に奇数個の仕切り板７を設置して、冷却板１の一辺に吸入管５ａおよび吐出管５ｂを取り付け、前記扁平中空内に流路を構成したものである。この構成により吸入管５ａと吐出管５ｂを同一辺に設置しコンパクトとなり、また仕切り板７を設けることにより冷却板１の強度を補強でき、性能の良い高圧の冷媒を使用することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体である半導体素子を冷却するための冷却板と、熱交換器と、冷媒ポンプとを配管で接続して冷媒循環式の冷却装置を構成し、前記冷却板の内部を扁平中空とし、前記扁平中空内に奇数個の仕切り板を設置すると共に、前記冷却板の一辺に吸入管および吐出管を取り付けて前記扁平中空内に流路を構成したことを特徴とする半導体素子の冷却装置。
【請求項２】
冷却板を、仕切り板を含めた冷却板下部と、上部平板とで構成し、前記冷却板下部の成形をプレス加工または切削で行うと共に、前記上部平板と気密的にろう付け接合による構成としたことを特徴とする請求項１記載の半導体素子の冷却装置。
【請求項３】
冷却板を、下部平板と、中部枠体と、仕切り板、および上部平板とで構成し、前記４部品を還元炉ろう付け接合による構成としたことを特徴とする請求項１記載の半導体素子の冷却装置。
【請求項４】
下部平板または上部平板に仕切り板を挿入する溝を形成したことを特徴とする請求項３記載の半導体素子の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高発熱の半導体素子を、冷媒を用いて効率よく冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷却装置として、ノート型パソコンに用いるようなものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、従来の冷却装置の模式図で、図８は、その冷却板の分解斜視図である。図において、冷却装置はノート型パソコン２１に組み込まれ、冷却板（吸熱器）２２と放熱器２３とポンプ２４が流路２５により結ばれて閉回路循環サイクルを構成し、内部を液体冷媒が循環している。
【０００４】
冷却板２２は、有底状の筐体２６の開口を樹脂製の蓋２７で封止して構成され、ＣＰＵなどの発熱体２８に密着している。また、内部は空洞になっており、吸入管２９および吐出管３０は、冷却板２２の相対する辺に配設されている。
【特許文献１】特開２００２−３１４２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、冷却板の内部は空洞で、圧力の高い冷媒を封入した場合には、底や蓋が変形する可能性があった。冷却板が変形すると発熱体との密着性が悪くなって、冷却効率が低下するという問題がある。
【０００６】
また、吸入管および吐出管は冷却板の相対する辺より出ているため、特に、ラックマウント型サーバのような高密度実装品に関しては、冷却板の前後に配管のためのスペースを確保するのが難しいという問題がある。さらには、冷却性能を向上させるために、より圧力の高い冷媒を採用する必要があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、コンパクトで高性能な冷却装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために本発明の冷却装置は、冷却板の内部を扁平中空として前記扁平中空内に奇数個の仕切り板を設置し、前期冷却板の一辺に吸入管および吐出管を取り付け、前記扁平中空内に流路を構成したものである。この構成により吸入管と吐出管を同一辺に設置しコンパクトとなり、また前記仕切り板を設けることにより前記冷却板の強度を補強でき、性能の良い高圧の冷媒を使用することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷却装置は、コンパクトで強度が高く、高性能の冷却ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、発熱体である半導体素子を冷却するための冷却板と、熱交換器と、冷媒ポンプとを配管で接続して冷媒循環式の冷却装置を構成し、前記冷却板の内部を扁平中空とし、前記扁平中空内に奇数個の仕切り板を設置すると共に、前記冷却板の一辺に吸入管および吐出管を取り付けて前記扁平中空内に流路を構成するものであり、冷却板の一辺に
吸入管と吐出管を設置することによりコンパクトな構成にすることができる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明の冷却板を、仕切り板を含めた冷却板下部と、上部平板とで構成し、冷却板下部の成形をプレス加工または切削で行うと共に、上部平板と気密的にろう付け接合した構成であり、仕切り板も含めてろう付け固定されるため強度の高い冷却板を得ることができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１の発明の冷却板を、下部平板、中部枠体、仕切り板および上部平板とし、前記４部品を還元炉ろう付け接合した構成であり、それぞれの部品の加工が簡単であり安価な冷却板を得ることができる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第３の発明の下部平板または上部平板に仕切り板を挿入する溝を形成しているので、ろう付け時に仕切り板がずれたりすることを防ぐことができる。
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における半導体冷却装置の冷凍サイクル図である。図１において、高発熱体である半導体素子６を冷却するための冷却板１とコンデンサー２と冷媒ポンプ３とを、順番に配管５で接続して冷凍サイクルを構成している。ＣＰＵなどの半導体素子６と冷却板１とは、熱的に密着して構成され、コンデンサー２はファン４により冷却される。
【００１６】
冷凍サイクル内には冷媒が封入されており、冷媒の流れはまずコンデンサー２より出てきた液冷媒を冷媒ポンプ３により吸入管５ａを通って冷却板１に送られ、高発熱の半導体素子６の熱を奪って、冷却板１の中で一部の液冷媒は蒸気冷媒に相変化を起こす。蒸気冷媒を含む二相冷媒は、吐出管５ａを通ってコンデンサー２に送られ、ファン４により冷却されて蒸気冷媒は再び液冷媒に相変化を起こす。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態１における冷却板の横断面図である。図２において、冷却板１の内部は１枚の仕切り板７を配管５が配設された一辺に設けて仕切られており、吸入管５ａより流入した冷媒は仕切り板７で構成された流路を通り、吸入管５ａと同じ辺に設けられた吐出管５ｂより排出される。
【００１８】
図３は、同じく冷却板の横断面図で、仕切り板７が３枚設置された状態である。仕切り板７が冷却板１内に、両端の仕切り板７を配管５側の一辺に設けて、残りを千鳥状に配置され流路を構成している。
【００１９】
以上のように、本実施の形態においては冷却板１の一辺に吸入管５と吐出管６が配設され、高密度実装品で冷却板の前後に配管のためのスペースがなくても構成できるようになっているためコンパクトに配管を収めることができる。
【００２０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における冷却板の縦断面図である。図４において、冷却板下部９は仕切り板７と下部容器部が一体構造になっており、上部平板８と冷媒の漏れがなきように気密的にろう付け接合されている。この構成によれば、仕切り板７により上部平板８の中央付近がろう付け接合されているため、冷却板１の耐圧強度が強化され性能の良い圧力の高い冷媒を使用することが可能となり高性能な冷却装置を得ることができる。
【００２１】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における冷却板内の縦断面図である。図５において、冷却板１は下部平板９、中部枠体１０、仕切り板７および上部平板８の４部品により構成されている。そして、これらの４部品はそれぞれ還元炉ろう付けにより強固に気密的に接合されている。この構成によれば、それぞれの部品の形状が単純になるため加工が容易になり安価な冷却板を得ることができる。
【００２２】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における冷却板の縦断面図である。図６において、下部平板９の周囲および所定の位置に設けられた溝１１に、中部枠体１０および仕切り板７がそれぞれ挿入された構成になっている。この構成によれば、中部枠体１０および冷却板７の位置決めが容易にでき、ろう付け時に位置ずれを起こして流路が確保できない等の不具合を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上のように、本発明にかかわる半導体素子の冷却装置は、コンパクトに高発熱半導体の冷却が可能となるので、１Ｕラックサーバの半導体素子、パワー系デバイス素子の冷却装置等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体冷却装置の冷凍サイクル図
【図２】本発明の実施の形態１における冷却板の横断面図
【図３】本発明の実施の形態１における他の冷却板の横断面図
【図４】本発明の実施の形態２における冷却板の縦断面図
【図５】本発明の実施の形態３における冷却板の縦断面図
【図６】本発明の実施の形態４における冷却板の縦断面図
【図７】従来の半導体冷却装置の模式図
【図８】従来の冷却板の分解斜視図
【符号の説明】
【００２５】
１  冷却板
２  コンデンサー
３  冷媒ポンプ
４  ファン
５  配管
５ａ  吸入管
５ｂ  吐出管
６  発熱体
７  仕切り板
８  上部平板
９  下部平板
１０  中部枠体
１１  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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