(57)【要約】【課題】  冷却効率に優れる冷却板などの提供。【解決手段】  ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、  前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する冷却板である。【選択図】図２Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、
前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有することを特徴とする冷却板。
【請求項２】
前記疎水性を有する領域が、長方形であって、
前記親水性を有する領域が、長方形であって、
前記流路において、前記疎水性を有する領域及び前記親水性を有する領域が、前記流路において前記冷媒が通流する方向と直交にする方向に向かって交互に配されている請求項１に記載の冷却板。
【請求項３】
前記疎水性を有する領域が、長方形であって、
前記親水性を有する領域が、長方形であって、
前記流路において、前記疎水性を有する領域及び前記親水性を有する領域が、前記流路において前記冷媒が通流する方向に向かって交互に配されている請求項１に記載の冷却板。
【請求項４】
前記疎水性を有する領域の短手方向の幅が、１μｍ以上１００μｍ以下であり、
前記親水性を有する領域の短手方向の幅が、１μｍ以上１００μｍ以下である、
請求項２から３のいずれかに記載の冷却板。
【請求項５】
前記疎水性を有する領域の短手方向の幅（Ｗｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）と、前記親水性を有する領域の短手方向の幅（Ｗｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ）との比率〔Ｗｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ：Ｗｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ〕が、０．５：１．０〜１．０：０．５である請求項２から４のいずれかに記載の冷却板。
【請求項６】
前記疎水性を有する領域が、疎水性基を有する請求項１から５のいずれかに記載の冷却板。
【請求項７】
前記疎水性基が、フッ素基である請求項６に記載の冷却板。
【請求項８】
前記疎水性を有する領域が、フッ素樹脂を有する請求項１から７のいずれかに記載の冷却板。
【請求項９】
前記親水性を有する領域が、親水性基を有する請求項１から８のいずれかに記載の冷却板。
【請求項１０】
前記親水性基が、カルボキシル基である請求項９に記載の冷却板。
【請求項１１】
ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する冷却板を製造する冷却板の製造方法であって、
前記ベース部及び前記フィン部の前記表面に、疎水性材料を付与する工程と、
前記表面の一部の前記疎水性材料を除去して、前記疎水性を有する領域を形成する工程と、
前記表面に、親水性材料を付与して、前記疎水性材料が除去された前記表面の一部に、前記親水性を有する領域を形成する工程と、
を含むことを特徴とする冷却板の製造方法。
【請求項１２】
電子機器を冷却する冷却板を有する冷却装置であって、
前記冷却板が、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項１３】
冷却された前記冷媒を前記冷却板に供給するための冷媒循環器と、
前記冷却板及び前記冷媒循環器に接続され、前記冷却板と前記冷媒循環器との間で前記冷媒を循環させるための配管と、
を更に有する請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１４】
電子機器と、前記電子機器を冷却する冷却板とを有する情報処理装置であって、
前記冷却板が、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する、
ことを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却板、冷却板の製造方法、冷却装置、及び情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理装置の冷却システムでは、システムボード上のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などで生じた熱を、ＣＰＵ上に配備した冷却板（クーリングプレート）を通じて循環される冷媒によって、ラジエータまで輸送して、そこで放熱する。そうすることにより、ＣＰＵの発熱を抑制する。
【０００３】
冷却板は、例えば、ベースプレート、カバー部材、隣接する冷却板間を接続するための配管部などを有する。ベースプレートは、ベース部、及びフィン部を有する。
【０００４】
ＣＰＵの発熱量が増大する時は、冷却効率を上げるために、ベースプレートに形成されているフィンのフィン間の隙間、フィン高さなどの寸法を小さくしていくことが必要となる。マイクロチャンネル構造の冷却板では水力直径が１００μｍ〜１０００μｍである。その場合フィンエリアを変えずにフィン寸法を小さくすると、冷媒を冷却板に通流したときの流動抵抗が大きくなることで、圧力損失が大きくなり、作動流体の循環ポンプの負荷が大きくなって冷媒の流れがスムーズにならずに発熱部品の十分な冷却ができなくなる課題がある。一方、冷媒を冷却板に通流したときの流動抵抗を小さくしようと、流路を疎水性にすると、熱伝達性が低下して、発熱部品の十分な冷却ができなくなる課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４５０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、冷却効率に優れる冷却板、及びその製造方法、並びに、前記冷却板を用いた冷却装置、及び情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、開示の冷却板は、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、
前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する。
【０００８】
１つの態様では、開示の冷却板の製造方法は、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する冷却板を製造する冷却板の製造方法であって、
前記ベース部及び前記フィン部の前記表面に、疎水性材料を付与する工程と、
前記表面の一部の前記疎水性材料を除去して、前記疎水性を有する領域を形成する工程と、
前記表面に、親水性材料を付与して、前記疎水性材料が除去された前記表面の一部に、前記親水性を有する領域を形成する工程と、
を含む。
【０００９】
１つの態様では、開示の冷却装置は、電子機器を冷却する冷却板を有する冷却装置であって、
前記冷却板が、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する。
【００１０】
１つの態様では、開示の情報処理装置は、電子機器と、前記電子機器を冷却する冷却板とを有する情報処理装置であって、
前記冷却板が、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する。
【発明の効果】
【００１１】
一つの側面では、冷却効率に優れる冷却板を提供できる。
また、一つの側面では、冷却効率に優れる冷却板の製造方法を提供できる。
また、一つの側面では、冷却効率に優れる冷却板を備える冷却装置を提供できる。
また、一つの側面では、冷却効率に優れる冷却板を備える情報処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは、開示の冷却板のベースプレートの一例の概略図（上面図）である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのベースプレートのＡ−Ａ’断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１Ａの領域Ｂの一例の拡大図（上面図）である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１Ａの領域Ｂの一例の拡大図（斜視図）である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１Ａの領域Ｂの他の一例の拡大図（上面図）である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１Ａの領域Ｂの他の一例の拡大図（斜視図）である。
【図４】図４は、開示の冷却板の一例の断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、治具の概略図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、治具を流路に挿入する様子を示す概略図である。
【図６Ａ】図６Ａは、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例を説明するための図である（上面図その１）。
【図６Ｂ】図６Ｂは、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例を説明するための図である（斜視図その１）。
【図７Ａ】図７Ａは、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例を説明するための図である（上面図その２）。
【図７Ｂ】図７Ｂは、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例を説明するための図である（斜視図その２）。
【図８Ａ】図８Ａは、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例を説明するための図である（上面図その３）。
【図８Ｂ】図８Ｂは、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例を説明するための図である（斜視図その３）。
【図９Ａ】図９Ａは、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例を説明するための図である（上面図その４）。
【図９Ｂ】図９Ｂは、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例を説明するための図である（斜視図その４）。
【図１０】図１０は、情報処理装置の一例の概略図である。
【図１１】図１１は、情報処理装置の他の一例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（冷却板）
開示の冷却板は、ベースプレートを少なくとも有し、更に必要に応じて、カバー部材などのその他の部材を有する。
前記冷却板は、冷媒を通流させて使用される。
【００１４】
＜ベースプレート＞
前記ベースプレートは、ベース部と、フィン部とを有する。
前記ベースプレートは、前記ベース部と、前記フィン部とが一体に形成されていてもよいし、前記ベース部上に前記フィン部が接合されていてもよい。
前記ベースプレートの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、銅合金などが挙げられる。
【００１５】
前記ベースプレートにおいて、前記フィン部は、複数設けられ、例えば、前記ベース部上に離間して配されている。そして、複数の前記フィン部の間が、前記冷媒の流路となる。
前記冷媒の流路の高さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、３０μｍ以上５００μｍ以下であってもよいし、５０μｍ以上２００μｍ以下であってもよい。前記流路の高さとは、前記冷却板の厚み方向と同じ方向の長さである。
前記冷媒の流路の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、３０μｍ以上５００μｍ以下であってもよいし、５０μｍ以上２００μｍ以下であってもよい。前記流路の幅とは、前記流路において前記冷媒が通流する方向と直交する方向であって、かつ前記冷却板の厚み方向と直交する方向と同じ方向の長さである。
【００１６】
前記フィン部の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、四角柱状などが挙げられる。四角柱の長さ方向に直交する方向の断面の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、長方形、正方形などが挙げられる。
前記四角柱状の前記フィン部の高さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、３０μｍ以上５００μｍ以下であってもよし、５０μｍ以上２００μｍ以下であってもよい。ここで、前記フィン部の高さとは、前記冷却板の厚み方向と同じ方向の長さである。
前記四角柱状の前記フィン部の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、３０μｍ以上５００μｍ以下であってもよいし、５０μｍ以上２００μｍ以下であってもよい。ここで、前記フィン部の幅とは、前記冷却板の厚み方向と直交する方向であって、かつ前記流路において前記冷媒が通流する方向と直交する方向と同じ方向の長さである。
前記四角柱状の前記フィン部の長さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であってもよいし、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であってもよい。ここで、前記フィン部の長さとは、前記流路において前記冷媒が通流する方向と同じ方向の長さである。
【００１７】
前記ベースプレートの厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記ベース部の厚みとして、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であってもよいし、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であってもよい。
【００１８】
前記ベースプレートの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一辺の長さが５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の四角形などが挙げられる。
【００１９】
＜＜疎水性を有する領域、及び親水性を有する領域＞＞
前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面は、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する。
前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有することで、流路において、優れた流動抵抗と、優れた熱伝達性との両立が得られ、冷却効率に優れた冷却板が得られる。
【００２０】
本発明において、前記疎水性を有する領域は、例えば、水接触角が９０°以上である。前記親水性を有する領域は、例えば、水接触角が６５°以下である。
水接触角は、例えば、液滴法により測定される。
ここでの水接触角は、平滑な面で測定した際の水接触角である。また、例えば、クーリングベースに通常使用される銅の水接触角は、７０°程度である。
【００２１】
前記疎水性を有する領域の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、正方形、円形、楕円形、長方形、不定形などが挙げられる。
【００２２】
前記親水性を有する領域の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、正方形、円形、楕円形、長方形、不定形などが挙げられる。
【００２３】
前記冷却板の一例では、前記疎水性を有する領域が、長方形であって、前記親水性を有する領域が、長方形であって、前記流路において、前記疎水性を有する領域及び前記親水性を有する領域が、前記流路において前記冷媒が通流する方向と直交にする方向に向かって交互に配されている。
【００２４】
前記冷却板の他の一例では、前記疎水性を有する領域が、長方形であって、前記親水性を有する領域が、長方形であって、前記流路において、前記疎水性を有する領域及び前記親水性を有する領域が、前記流路において前記冷媒が通流する方向に向かって交互に配されている。
【００２５】
前記疎水性を有する領域の形状が長方形の場合、その短手方向の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、冷却効率がより優れる点で、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上６０μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。
前記親水性を有する領域の形状が長方形の場合、その短手方向の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、冷却効率がより優れる点で、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上６０μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。
【００２６】
前記疎水性を有する領域の短手方向の幅（Ｗｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）と、前記親水性を有する領域の短手方向の幅（Ｗｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ）との比率〔Ｗｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ：Ｗｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ〕としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．５：１．０〜１．０：０．５が好ましく、０．７：１．０〜１．０〜０．７がより好ましい。
【００２７】
前記疎水性を有する領域は、例えば、疎水性基を有する。前記疎水性基としては、例えば、フッ素基が挙げられる。
前記疎水性を有する領域は、例えば、フッ素樹脂を有する。前記フッ素樹脂は、市販品であってもよい。前記市販品としては、例えば、旭硝子製のＣｙｔｏｐなどが挙げられる。
【００２８】
前記親水性を有する領域は、例えば、親水性基を有する。前記親水性基としては、例えば、カルボキシル基などが挙げられる。
【００２９】
ここで、開示の冷却板のベースプレートの一例を、概略図を用いて説明する。
図１Ａは、開示の冷却板のベースプレートの一例の上面図である。図１Ｂは、図１ＡのベースプレートのＡ−Ａ’断面図である。
ベースプレート１は、ベース部１Ａと、ベース部１Ａ上に、並行して設けられた複数のフィン部１Ｂとから形成されている。
【００３０】
次に、ベースプレートにおける、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域との態様の一例について、図を用いて説明する。
図２Ａ及び図２Ｂは、図１Ａの領域Ｂの拡大図の一例であって、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とがわかるようにした図である。図２Ａは、上面図であって、図２Ｂは、斜視図である。
この例では、疎水性を有する領域１１が、長方形であって、親水性を有する領域１２が、長方形であって、流路において、疎水性を有する領域１１及び親水性を有する領域１２が、流路において冷媒が通流する方向と直交にする方向に向かって交互に配されている。
【００３１】
更に、ベースプレートにおける、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域との態様の他の一例について、図を用いて説明する。
図３Ａ及び図３Ｂは、図１Ａの領域Ｂの拡大図の他の一例であって、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とがわかるようにした図である。図３Ａは、上面図であって、図３Ｂは、斜視図である。
この例では、疎水性を有する領域１１が、長方形であって、親水性を有する領域１２が、長方形であって、流路において、疎水性を有する領域１１及び親水性を有する領域１２が、流路において冷媒が通流する方向に向かって交互に配されている。
【００３２】
疎水性を有する領域と親水性を有する領域とが交互に配される態様は、上記に限定されず、例えば、格子状であってもよい。
【００３３】
＜カバー部材＞
前記カバー部材としては、例えば、前記ベースプレートを覆う樹脂部材などが挙げられる。
【００３４】
＜＜樹脂部材＞＞
前記樹脂部材としては、樹脂製の部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記樹脂部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィドなどが挙げられる。
【００３５】
開示の冷却板の一例を、図を用いて説明する。
図４は、開示の冷却板の一例の断面図である。図４の冷却板３は、図１Ｂのベースプレート１にカバー部材２が接合された状態の冷却板である。
カバー部材２は、例えば、樹脂製であり、ベースプレート１の周縁部において、ベースプレート１と接合されている。接合方法は、例えば、熱圧着であってもよいし、ボルト接合であってもよい。ボルト接合の際には、例えば、水漏れを防ぐためにゴム製のＯリングを介してボルト接合がされる。
【００３６】
（冷却板の製造方法）
開示の冷却板の製造方法は、疎水性材料を付与する工程と、疎水性を有する領域を形成する工程と、親水性を有する領域を形成する工程とを含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
【００３７】
前記冷却板の製造方法は、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する冷却板を製造する方法である。
【００３８】
＜疎水性材料を付与する工程＞
前記疎水性材料を付与する工程としては、前記ベース部及び前記フィン部の前記表面に、疎水性材料を付与する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記疎水性材料を含有する液に、前記ベースプレートを浸漬する方法などが挙げられる。
【００３９】
前記疎水性材料としては、例えば、フッ素樹脂などが挙げられる。前記フッ素樹脂は、ベースプレートと反応可能な官能基を有することが好ましい。そのような官能基としては、例えば、カルボキシル基などが挙げられる。
前記液における前記疎水性材料の濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４０】
前記液に前記ベースプレートを浸漬する際には、前記ベースプレートにおいて前記疎水性材料を付着させたくない箇所を保護しておくことが好ましい。前記保護は、例えば、マスキングテープを用いて行うことができる。
【００４１】
前記浸漬の際の、前記液の温度、及び前記浸漬の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４２】
＜疎水性を有する領域を形成する工程＞
前記疎水性を有する領域を形成する工程としては、前記表面の一部の前記疎水性材料を除去して、前記疎水性を有する領域を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記疎水性を有する領域を剥離可能な治具を用いて行うことができる。
【００４３】
＜親水性を有する領域を形成する工程＞
前記親水性を有する領域を形成する工程としては、前記表面に、親水性材料を付与して、前記疎水性材料が除去された前記表面の一部に、前記親水性を有する領域を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記親水性材料を含有する液に、前記ベースプレートを浸漬する方法などが挙げられる。
【００４４】
前記親水性材料としては、前記親水性を有する領域を形成できる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、親水性官能基を有することが好ましい。前記親水性官能基としては、例えば、カルボキシル基などが挙げられる。
また、前記親水性材料は、ベースプレートと反応可能な官能基を有することが好ましい。そのような官能基としては、例えば、メルカプト基などが挙げられる。
【００４５】
前記浸漬の際の、前記液の温度、及び前記浸漬の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４６】
上記工程を行うことで、ベース部及びフィン部により形成される冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有するベースプレートを作製できる。
【００４７】
＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、接合工程などが挙げられる。
【００４８】
＜＜接合工程＞＞
前記接合工程としては、前記ベースプレートと、カバー部材とを接合する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱圧着、ボルト接合などが挙げられる。
【００４９】
ここで、開示の冷却板の製造方法について、その一例を、図を用いて説明する。この例では、疎水性を有する領域及び親水性を有する領域の形成方法の一例について説明する。
以下の説明の形成方法では、図５Ａに示す治具１５を用いる。治具１５は、突起を有する。図５Ｂに示すように、流路に治具１５を挿入し、表面の疎水性材料の一部をこすり取る。
【００５０】
まず、ベースプレートを用意する（図６Ａ及び図６Ｂ）。図６Ａ及び図６Ｂは、図１Ａの領域Ｂの拡大図の一例である。図６Ａは、上面図であって、図６Ｂは、斜視図である。
図６Ａ及び図６Ｂに示すベースプレートは銅製であり、流路に面するグレーの領域において、銅が表面に露出している。
【００５１】
続いて、図６Ａ及び図６Ｂに示すベースプレートのベース部１Ａ及びフィン部１Ｂの表面（冷媒の流路における表面）に、疎水性材料を付与する。そうすると、冷媒の流路におけるベース部１Ａ及びフィン部１Ｂの表面が疎水性材料１１’で被覆される（図７Ａ及び図７Ｂ）。ここで、図７Ａは、上面図であって、図７Ｂは、斜視図である。
【００５２】
続いて、治具１５を用いて、表面の一部の疎水性材料１１’をこすり落とす。そうすることで、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、疎水性を有する領域１１のパターンが得られる。ここで、図８Ａは、上面図であって、図８Ｂは、斜視図である。
【００５３】
続いて、表面に、親水性材料を付与して、疎水性材料が除去された表面の一部に、親水性を有する領域１２を形成することで、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、疎水性を有する領域１１と、親水性を有する領域１２とを交互に有する表面が得られる。ここで、図９Ａは、上面図であって、図９Ｂは、斜視図である。
【００５４】
（冷却装置）
開示の冷却装置は、電子機器を冷却する冷却板を少なくとも有し、更に必要に応じて、冷媒循環器、配管などのその他の部品を有する。
【００５５】
＜冷却板＞
前記冷却板は、開示の前記冷却板である。
前記冷却板に通流される前記冷媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水などが挙げられる。水には、銅の腐食を防止する腐食防止剤を添加することが好ましい。前記腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。前記腐食防止剤の濃度としては、５０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍが好ましい。
【００５６】
＜その他の部品＞
前記その他の部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、冷媒循環器、配管などが挙げられる。
【００５７】
＜＜冷媒循環器＞＞
前記冷却循環器としては、冷却された冷媒を前記冷却板に供給する部品であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱交換器と、ポンプとを備える。
前記冷媒循環器によって、前記冷却装置において前記冷媒が循環される。
【００５８】
＜＜配管＞＞
前記配管は、前記冷却板と前記冷媒循環器との間で前記冷媒を循環させるための管である。
前記配管は、前記冷却板に接続され、前記冷却板に前記冷媒を導入、又は前記冷却板から前記冷媒を排出するために用いられる。
【００５９】
（情報処理装置）
開示の情報処理装置は、電子機器と、冷却板とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部品を有する。
【００６０】
＜電子機器＞
前記電子機器としては、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリモジュール、ハードディスク装置等を搭載したシステムボードなどが挙げられる。
【００６１】
＜冷却板＞
前記冷却板は、開示の前記冷却板である。
前記冷却板は、前記電子機器を冷却する。
前記冷却板は、前記ベースプレートが前記電子機器に接して配される。
【００６２】
＜その他の部品＞
前記その他の部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、配管、ラック、冷媒循環器などが挙げられる。
【００６３】
＜＜配管＞＞
前記配管は、前記冷却板に接続され、前記冷却板に冷媒を導入、又は前記冷却板から冷媒を排出するための管である。
【００６４】
＜＜ラック＞＞
前記ラックは、例えば、その表面に前記電子機器を配置することで、前記電子機器を支持する。
【００６５】
＜＜冷媒循環器＞＞
前記冷却循環器としては、冷却された冷媒を前記冷却板に供給する部品であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱交換器と、ポンプとを備える。
前記冷媒循環器によって、前記冷媒が循環される。
【００６６】
図１０は、情報処理装置の一例の概略図であり、システムボード５２はラック５１に複数台多段に配置され、このようなラック５１が多数設置されている。冷却板としてのクーリングプレートユニット５３はラック配管５４１，５４２とホース５５１，５５２を介してカプラ５３１，５３２，５５３，５５４により接続され、冷却水が供給される。また、一方のラック配管５４１には冷却水供給用配管５６１が接続され、他方のラック配管５４２には冷却水排出用配管５６２が接続される。なお、ここでは構造が分かりやすいように、カプラ５３１，５３２，５５３，５５４は非接続の状態で示しているが、実際には雄型のカプラ５３１，５５３と雌型のカプラ５３２，５５４とが互いに対向して接続している。
【００６７】
このとき温度調整された冷却水が各クーリングプレートユニット５３に供給されるようにホース５５１，５５２とラック配管５４１，５４２は並列に接続されている。
【００６８】
図１１は、情報処理装置の他の一例の概略図である。図１１の情報処理装置では、循環ポンプ２０の駆動力によって冷媒が循環ライン２１を循環しており、冷却部２２によって電子計算機等の電子装置が冷却される。冷却部２２は、冷媒を電子装置内で分流するための銅製のマニフォールド２３と、マニフォールド２３から出た冷媒が通るゴムチューブ２４と、冷却板であるクーリングプレートユニット２５とを備える。クーリングプレートユニット２５は、搭載されたＬＳＩ等の半導体装置毎に設けられ、各半導体装置は個別のクーリングプレートユニット２５により冷却される。
冷媒が銅用の腐食防止剤を含有することで、銅製のマニフォールド２３及びクーリングプレートユニット２５の銅部材において、冷媒と接する部分が冷媒によって溶出することが防止される。
冷却部２２において温められた冷媒は、冷却部２２の下流の循環ライン２１に設けられた熱交換器２６に入る。熱交換器２６では、ファンにより冷媒が空冷され、冷媒の熱が外部に放熱される。冷媒と接する部分の熱交換器２６には銅材料が使用されるが、上記のように冷媒に銅用の腐食防止剤を添加することにより、熱交換器２６の腐食を抑制し、熱交換器２６における漏水を防止できる。
【実施例】
【００６９】
以下、開示の技術の実施例について説明するが、開示の技術は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１）
＜クーリングプレートの作製＞
＜＜クーリングプレートベース＞＞
水冷フィンの付いた銅製のクーリングプレートベースを用いた。
クーリングプレートベースのベース部の厚みは、２ｍｍである。
クーリングプレートベースにおいて、フィンの肉厚（幅）は、１００μｍであり、フィン間の隙間は、１００μｍであり、フィンの高さは、１００μｍである。
クーリングプレートベースにおけるフィンの投影面積は、１０ｍｍ×１０ｍｍである。
クーリングプレートベースの伝熱面以外を、マスキングテープで保護した。
【００７１】
＜＜疎水性材料＞＞
旭硝子製ＣＴ−ＳＯＬＶ１００Ｅを用いて、旭硝子製Ｃｙｔｏｐ溶液（ＣＴＸ−１０９Ａ）を１質量％に希釈し、疎水性材料を調製した。
旭硝子製ＣＴ−ＳＯＬＶ１００Ｅは、１，１，１，２，３，４，４，５，５，５−デカフルオロ−３−メトキシ−２−（トリフルオロメチル）ペンタンである。
旭硝子製Ｃｙｔｏｐ溶液（ＣＴＸ−１０９Ａ）は、アモルファスフッ素樹脂の溶液である。
なお、疎水性材料の膜を平滑な面上に形成した際の、前記膜の水接触角は、１１０°である。
【００７２】
＜＜親水性材料＞＞
同仁化学製３−メルカプトプロピオン酸の０．１質量％水溶液を、親水性材料とした。
なお、平滑な銅板の表面に、親水性材料を、後述するディップコーティングで付与した際の、親水性材料が付与された表面の水接触角は、３０°である。
【００７３】
＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞
−ディップコーティングによる疎水処理−
前記疎水性材料を用いて、前記クーリングプレートベースのディップコーティングを行った。
ディップコーティングにおける引き上げ速度は、１ｍｍ／秒である。
前記クーリングプレートベースを、前記疎水性材料から引き上げた後、１００℃で３０分加熱した。
【００７４】
−疎水性領域の一部剥離−
その後、パターン形成治具（パターンピッチ：５μｍ）を用いて、クーリングプレートベースのベース部とフィン部とにおける流体の流れ方向に対して疎水性材料の剥離領域の長手方向が平行になるように、ベース部とフィン部とを加工した。
【００７５】
−ディップコーティングによる親水処理−
前記親水性材料を用いて、疎水性領域の一部剥離を行ったクーリングプレートベースのディップコーティングを行った。
ディップコーティングにおける引き上げ速度は、１ｍｍ／秒である。
前記クーリングプレートベースを、前記親水性材料から引き上げた後、１００℃で３０分加熱した。
【００７６】
以上により、クーリングプレートベースの改質を行い、クーリングプレートベースのベース部とフィン部とにおける流体の流れ方向に直交する方向において、疎水性領域と親水性領域とが５μｍの幅（短手方向のパターンサイズ）で交互に並んだパターンを得た。
【００７７】
＜＜シーリング＞＞
樹脂カバー部材として、ポリプロピレン樹脂（ＰＧ８Ｎ１：ダイセルポリマー製）をカバー形状に成形して用いた。
前記樹脂カバー部材と、改質済みの前記クーリングプレートベースとの接合（シーリング）は、Ｏリングを介して、前記樹脂カバー部材の周囲部をねじ止めすることで行った。
【００７８】
〔評価〕
＜流動特性及び伝熱特性＞
作製したクーリングプレート内の水の流動特性を、以下の方法で評価した。
流動圧損及び伝熱特性を調べる実験は、作動流体供給タンク、作動流体ポンプ、流量計、差圧計、及びテストセクションから構成された装置を用いた。
実験は、温湿度を一定（温度２５度、相対湿度４０％）にした恒温室内で行った。
作動流体には純水を用いた。
作動流体ポンプを作動させて目的流量（１００ｍｌ／ｍｉｎ）で純水をクーリングプレート内に送液した。定常状態における作動流体の差圧と流量とを測定して、管摩擦係数を算出した。また、クーリングプレート下面に配置したヒータブロック（熱抵抗測定時のヒータの熱量：１０Ｗ）から熱流束一定条件で加熱して、伝熱特性を調べた。
流路内の単相流れの流動特性は、以下のように求めることができる。
円管チャンネル内の十分発達した流れの圧力損失ΔＰは、管摩擦係数λ、あるいはファニングの摩擦係数ｆの導入によって、以下の式（１）で計算することができる。
ΔＰ＝λ×（Ｌ／Ｄ）×（ρｖ２／２）＝４×ｆ×（Ｌ／Ｄ）×（ρｖ２／２）  式（１）
この管摩擦係数は、流れの様式により異なり、理論的及び実験的に、以下の式（２）又は式（３）であることが知られている。
層流：λ＝６４／Ｒｅ  （ｆ＝１６／Ｒｅ）              式（２）
乱流：λ＝０．３１６／Ｒｅ０．２５（ｆ＝０．０７９／Ｒｅ０．２５）    式（３）
層流の式（２）はハーゲンポアズイユの法則と呼ばれたものである。Ｒｅはレイノルズ数であり、以下の式（４）である。
Ｒｅ＝ρｖＤ／μ    式（４）
そして、層流から乱流への遷移は、Ｒｅ＝２３００で生じる。
ここで、各符号の意味は以下のとおりである。
・ΔＰ：圧力損失
・ｆ：ファニング摩擦係数
・Ｌ：チャンネル長さ
・Ｄ：（円管以外の時）水力等価直径
・ρ：流体の密度
・ｖ：チャンネル内平均流速
・μ：液体の粘度
以上の条件及び式から、Ｒｅ数、ｆ（摩擦係数）、圧力損失（圧損：ｋＰａ）、熱抵抗（℃／Ｗ）を求めた。結果を表１に示した。
【００７９】
＜水接触角＞
改質したクーリングプレートベースの疎水性領域と親水性領域とのパターンの水接触角を測定した。水接触角は、液滴法により測定した。具体的には以下の方法で行った。
疎水性領域と親水性領域とのパターンが形成されたベース部及びフィン部の表面に、水を１μＬ滴下し、全自動接触角測定装置〔協和界面科学製の製品名”ＣＡ−Ｗ１５０”〕を用いて、１０秒間静置した後の水の接触角をθ／２法により測定した。結果を表１に示した。
【００８０】
（実施例２〜４）
実施例１の＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞において、クーリングプレートベースのベース部とフィン部とにおける流体の流れ方向に直交する方向において、疎水性領域と親水性領域とが表１に記載の幅（短手方向のパターンサイズ）で交互に並んだパターンを得た以外は、実施例１と同様にして、クーリングプレートを作製した。
作製したクーリングプレートを用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００８１】
（実施例５）
実施例１において、＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞を以下の方法に変えた以外は、実施例１と同様にして、クーリングプレートを作製した。
作製したクーリングプレートを用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００８２】
＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞
−ディップコーティングによる疎水処理−
前記疎水性材料を用いて、前記クーリングプレートベースのディップコーティングを行った。
ディップコーティングにおける引き上げ速度は、１ｍｍ／秒である。
前記クーリングプレートベースを、前記疎水性材料から引き上げた後、１００℃で３０分加熱した。
【００８３】
−疎水性領域の一部剥離−
その後、パターン形成治具（パターンピッチ：５μｍ）を用いて、クーリングプレートベースのベース部とフィン部とにおける流体の流れ方向と直交する方向に対して疎水性材料の剥離領域の長手方向が平行になるように、ベース部とフィン部とを加工した。
【００８４】
−ディップコーティングによる親水処理−
前記親水性材料を用いて、疎水性領域の一部剥離を行ったクーリングプレートベースのディップコーティングを行った。
ディップコーティングにおける引き上げ速度は、１ｍｍ／秒である。
前記クーリングプレートベースを、前記親水性材料から引き上げた後、１００℃で３０分加熱した。
【００８５】
以上により、クーリングプレートベースの改質を行い、クーリングプレートベースのベース部とフィン部とにおける流体の流れ方向において、疎水性領域と親水性領域とが５μｍの幅で交互に並んだパターンを得た。
【００８６】
（実施例６〜９）
実施例５の＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞において、クーリングプレートベースのベース部とフィン部とにおける流体の流れ方向において、疎水性領域と親水性領域とが表１に記載の幅（短手方向のパターンサイズ）で交互に並んだパターンを得た以外は、実施例５と同様にして、クーリングプレートを作製した。
作製したクーリングプレートを用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００８７】
（比較例１）
実施例１の＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞を行なわなかった以外は、実施例１と同様にして、クーリングプレートを作製した。
作製したクーリングプレートを用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００８８】
（比較例２）
実施例１において、＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞を以下の方法に変えた以外は、実施例１と同様にして、クーリングプレートを作製した。
作製したクーリングプレートを用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００８９】
＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞
−ディップコーティングによる疎水処理−
前記疎水性材料を用いて、前記クーリングプレートベースのディップコーティングを行った。
ディップコーティングにおける引き上げ速度は、１ｍｍ／秒である。
前記クーリングプレートベースを、前記疎水性材料から引き上げた後、１００℃で３０分加熱した。
【００９０】
以上により、クーリングプレートベースの改質を行い、クーリングプレートベースのベース部とフィン部との表面を疎水化した。
【００９１】
（比較例３）
実施例１において、＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞を以下の方法に変えた以外は、実施例１と同様にして、クーリングプレートを作製した。
作製したクーリングプレートを用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００９２】
＜＜クーリングプレートベースの改質＞＞
−ディップコーティングによる親水処理−
前記親水性材料を用いて、クーリングプレートベースのディップコーティングを行った。
ディップコーティングにおける引き上げ速度は、１ｍｍ／秒である。
前記クーリングプレートベースを、前記親水性材料から引き上げた後、１００℃で３０分加熱した。
【００９３】
以上により、クーリングプレートベースの改質を行い、クーリングプレートベースのベース部とフィン部との表面を親水化した。
【００９４】
【表１】
2019160879.tif 000003
【００９５】
実施例１〜９では、摩擦係数及び圧損が小さく、熱抵抗値も小さかった。このことから、熱伝達性も良好であることが推測される。
比較例１では、摩擦係数及び圧損が大きい結果、熱抵抗値が大きかった。
比較例２では、摩擦係数及び圧損は小さいものの、流路におけるベース部及びフィン部の全面が疎水性であると熱伝達性が低下し、結果、熱抵抗値が大きかった。
比較例３では、流路におけるベース部及びフィン部の全面が親水性であるため、摩擦係数及び圧損が大きくなり、結果、熱抵抗値が大きかった。
【００９６】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、
前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有することを特徴とする冷却板。
（付記２）
前記疎水性を有する領域が、長方形であって、
前記親水性を有する領域が、長方形であって、
前記流路において、前記疎水性を有する領域及び前記親水性を有する領域が、前記流路において前記冷媒が通流する方向と直交にする方向に向かって交互に配されている付記１に記載の冷却板。
（付記３）
前記疎水性を有する領域が、長方形であって、
前記親水性を有する領域が、長方形であって、
前記流路において、前記疎水性を有する領域及び前記親水性を有する領域が、前記流路において前記冷媒が通流する方向に向かって交互に配されている付記１に記載の冷却板。
（付記４）
前記疎水性を有する領域の短手方向の幅が、１μｍ以上１００μｍ以下であり、
前記親水性を有する領域の短手方向の幅が、１μｍ以上１００μｍ以下である、
付記２から３のいずれかに記載の冷却板。
（付記５）
前記疎水性を有する領域の短手方向の幅（Ｗｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）と、前記親水性を有する領域の短手方向の幅（Ｗｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ）との比率〔Ｗｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ：Ｗｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ〕が、０．５：１．０〜１．０：０．５である付記２から４のいずれかに記載の冷却板。
（付記６）
前記疎水性を有する領域が、疎水性基を有する付記１から５のいずれかに記載の冷却板。
（付記７）
前記疎水性基が、フッ素基である付記６に記載の冷却板。
（付記８）
前記疎水性を有する領域が、フッ素樹脂を有する付記１から７のいずれかに記載の冷却板。
（付記９）
前記親水性を有する領域が、親水性基を有する付記１から８のいずれかに記載の冷却板。
（付記１０）
前記親水性基が、カルボキシル基である付記９に記載の冷却板。
（付記１１）
ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する冷却板を製造する冷却板の製造方法であって、
前記ベース部及び前記フィン部の前記表面に、疎水性材料を付与する工程と、
前記表面の一部の前記疎水性材料を除去して、前記疎水性を有する領域を形成する工程と、
前記表面に、親水性材料を付与して、前記疎水性材料が除去された前記表面の一部に、前記親水性を有する領域を形成する工程と、
を含むことを特徴とする冷却板の製造方法。
（付記１２）
電子機器を冷却する冷却板を有する冷却装置であって、
前記冷却板が、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する、
ことを特徴とする冷却装置。
（付記１３）
冷却された前記冷媒を前記冷却板に供給するための冷媒循環器と、
前記冷却板及び前記冷媒循環器に接続され、前記冷却板と前記冷媒循環器との間で前記冷媒を循環させるための配管とを、
を更に有する付記１２に記載の冷却装置。
（付記１４）
電子機器と、前記電子機器を冷却する冷却板とを有する情報処理装置であって、
前記冷却板が、ベース部と、フィン部とを有するベースプレートを有し、冷媒を通流させて使用される冷却板であって、前記ベース部及び前記フィン部により形成される前記冷媒の流路において、前記ベース部及び前記フィン部の表面が、疎水性を有する領域と、親水性を有する領域とを交互に有する、
ことを特徴とする情報処理装置。
【符号の説明】
【００９７】
１      ベースプレート
１Ａ    ベース部
１Ｂ    フィン部
２      カバー部材
３      冷却板
１１    疎水性を有する領域
１２    親水性を有する領域
１５    治具
２０    循環ポンプ
２１    循環ライン
２２    冷却部
２３    マニフォールド
２４    ゴムチューブ
２５    クーリングプレートユニット
２６    熱交換器
５１    ラック
５２    システムボード
５３    クーリングプレートユニット
５３１  カプラ
５３２  カプラ
５４１  ラック配管
５４２  ラック配管
５５１  ホース
５５２  ホース
５５３  カプラ
５５４  カプラ
５６１  冷却水供給用配管
５６２  冷却水排出用配管
【図１Ａ】
2019160879.tif 000004
【図１Ｂ】
2019160879.tif 000005
【図２Ａ】
2019160879.tif 000006
【図２Ｂ】
2019160879.tif 000007
【図３Ａ】
2019160879.tif 000008
【図３Ｂ】
2019160879.tif 000009
【図４】
2019160879.tif 000010
【図５Ａ】
2019160879.tif 000011
【図５Ｂ】
2019160879.tif 000012
【図６Ａ】
2019160879.tif 000013
【図６Ｂ】
2019160879.tif 000014
【図７Ａ】
2019160879.tif 000015
【図７Ｂ】
2019160879.tif 000016
【図８Ａ】
2019160879.tif 000017
【図８Ｂ】
2019160879.tif 000018
【図９Ａ】
2019160879.tif 000019
【図９Ｂ】
2019160879.tif 000020
【図１０】
2019160879.tif 000021
【図１１】
2019160879.tif 000022