(57)【要約】【課題】冷却液がアルミと化学反応してイオン化することが回避でき、クラッド銅や銅板を用いる場合に比べて安価であり軽量化が図れ、さらに、クラッド銅を用いる場合に比べて材料調達の面から短納期に対応させ得る。【解決手段】少なくとも一方のアルミ板の内面にプレスにより凹部が形成され、二枚のアルミ板が重なって前記凹部が冷媒流体を封入するか又は冷却液を通流させる空間部となっており、二枚のアルミ板の各内面には接合部となる周縁部を除く部分に不活性被膜が形成され、不活性被膜の周縁部に対向一対に形成されたエンドレスな凹条部と凸条部とが強制嵌合していることにより空間部の密閉が確保され、周縁接合部が電磁接合、拡散接合、又は電子ビーム接合により接合されてなる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方のアルミ板の内面にプレスにより凹部が形成され、二枚のアルミ板が重なって前記凹部が冷媒流体を封入するか又は冷却液を通流させる空間部となっており、二枚のアルミ板の各内面には接合部となる周縁部を除く部分に冷媒流体に対して非反応性を有する不活性被膜が形成され、一方のアルミ板の不活性被膜の周縁部に形成されたエンドレスな凹条部と他方のアルミ板の不活性被膜の周縁部に形成されたエンドレスな凸条部とが強制嵌合していることにより前記空間部の密閉が確保されており、さらに、二枚のアルミ板の周縁接合部が電磁接合、拡散接合、又は電子ビーム接合により接合されてなることを特徴とする受熱ジャケット。
【請求項２】
真空に近い負圧に保って冷媒の蒸発・拡散と凝縮・帰還のサイクルを利用して冷却を行なう冷却方式に使用される受熱ジャケットにおいて、冷却対象である発熱体と密着する箇所を二番底形状とすることを特徴とする受熱ジャケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、冷媒循環冷却方式に使用される受熱ジャケット又は冷媒を封じ込めてかつ真空に近い負圧に保って冷媒の蒸発・拡散と凝縮・帰還のサイクルを利用して冷却を行なう冷却方式に使用される受熱ジャケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＰＵの動作クロックはどんどん向上し、例えば、Ｐｅｎｔｉｕｍ　４（登録商標）では１．５ＧＨｚにも達している。駆動電圧が同じなら、クロックに比例して発熱も増える。そのため、マシンを安定して動作させるには、ＣＰＵクーラーの冷却性能が重要になってくる。ＣＰＵのオーバークロック限界も、ＣＰＵクーラーの冷却性能によって大きく左右される。
ＣＰＵに密着する厚肉のベース部及び該ベース部から延在しＣＰＵに対して垂直に生えている放熱フィンとからなるアルミ製ヒートシンクと、該アルミ製ヒートシンクに冷却風を送る送風ファンとを組み合わせた比較的オーソドックスな構成のＣＰＵクーラーの場合、ＣＰＵからの熱をまず厚肉のベース部において水平方向に拡散し、次に放熱フィンに伝熱させて垂直方向に分散させるという構造になっているから、水平方向の熱抵抗が高いためにベース部中央部（ＣＰＵコア直上部）に熱が集中しやすいという欠点がある。
上記冷却方式では半導体素子を冷却する能力に限界が来ており、ノート型パーソナルコンピュータにおいても、スーパーコンピュータと同様に冷媒循環冷却方式が採用され始めた。
冷媒循環冷却方式は、例えば、ダイヤフラム或いはピエゾ素子を用いた静粛なポンプと、プリント基板に実装された半導体素子に密着された受熱ジャケットと、放熱パイプとが接続パイプで接続され、ポンプにより冷却液（純水、不凍液、不凍液に近い液、或いは炭酸ガスやフロン）が循環して受熱ジャケットを通流するときに半導体素子の温熱を受け取り放熱パイプを通流するときに放熱する。
上記の受熱ジャケットは、少なくとも一方に凹部を形成した二枚の板の周縁部を密閉接続し前記凹部を冷却液貯留空間としているとともに、冷却液貯留空間に連通して冷却液の流入口と流出口がある。
他方、冷媒循環冷却方式とは異なる方式でＣＰＵクーラーの冷却性能を高める研究が進められている。これは、循環ポンプや放熱パイプ、接続パイプを必要としない冷却システムであり、受熱ジャケットだけが必要であり、受熱ジャケットの中空部に作動液と呼ばれる少量の液体（水やフロン等）が注入されかつ中空部から空気が抜かれて真空に近い負圧に保たれる。
この冷却方式は、受熱ジャケットの一部（外面）に発熱体（例えば半導体素子）を密着し、発熱体から伝わる熱で作動液を暖めて蒸発させそのときに蒸発潜熱を発熱体から奪って暖まり蒸気となることで受熱ジャケット内の発熱体から離れた位置に移動しそこで外気により冷却され（放熱作用）凝縮し、再び液になって加熱部に戻るサイクルを繰り返して熱輸送が行われる冷却システムである。
この受熱ジャケットは、少なくとも一方に凹部を形成した二枚の板の周縁部を密閉接続し前記凹部を作動液を密閉貯留した負圧空間としているとともに、開口が穿設されさらにパイプが接続され、パイプより作動液を注入しその後内部空気を抜いてパイプを潰して封じ込める構成になっている。
【０００３】
受熱ジャケットは、少なくとも一方に凹部を形成した二枚の板の周縁部を密閉接続し前記凹部を冷却液貯留空間としているとともに、冷却液貯留空間に連通して冷却液の流入口と流出口がある。
従来の受熱ジャケットは、
（１）周縁に銅メッキを付けたアルミ板の同士を鉛ハンダで接合してなるもの、
（２）例えば０．７ｍｍのアルミ板の合わせ面に０．０１ｍｍの銅泊を真空中で圧着したクラッド銅同士を無鉛ハンダで接合してなるもの、
（３）銅板同士を無鉛ハンダで接合してなるもの、
の３種類がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）の受熱ジャケットは、冷却液がアルミと化学反応してイオン化し冷却液が変性して冷却効率を低下させる欠点がある。
前記（２）の受熱ジャケットは、冷却液がイオン化することがないが、コストが高くつくと共に重量が大きくなる、又、材料調達の面から短納期に対応させることが出来ない。
前記（３）の受熱ジャケットは、冷却液がイオン化することがないが、コストが一番高くつくと共に重量が一番大きくなる。
【０００５】
本願発明は、上述した点に鑑み案出したもので、冷却液がアルミと化学反応してイオン化することが回避でき、クラッド銅や銅板を用いる場合に比べて安価であり軽量化が図れ、さらに、クラッド銅を用いる場合に比べて材料調達の面から短納期に対応させ得る、受熱ジャケットを提供することを解決課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、［請求項１］に記載の発明により、すなわち、少なくとも一方のアルミ板の内面にプレスにより凹部が形成され、二枚のアルミ板が重なって前記凹部が冷媒流体を封入するか又は冷却液を通流させる空間部となっており、二枚のアルミ板の各内面には接合部となる周縁部を除く部分に冷媒流体に対して非反応性を有する不活性被膜が形成され、一方のアルミ板の不活性被膜の周縁部に形成されたエンドレスな凹条部と他方のアルミ板の不活性被膜の周縁部に形成されたエンドレスな凸条部とが強制嵌合していることにより前記空間部の密閉が確保されており、さらに、二枚のアルミ板の周縁接合部が電磁接合、拡散接合、又は電子ビーム接合により接合されてなることを特徴とする受熱ジャケット、により解決することができる。
前記課題は、［請求項２］に記載の発明により、すなわち、真空に近い負圧に保って冷媒の蒸発・拡散と凝縮・帰還のサイクルを利用して冷却を行なう冷却方式に使用される受熱ジャケットにおいて、冷却対象である発熱体と密着する箇所を二番底形状とすることを特徴とする受熱ジャケット、により解決することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態の受熱ジャケットを図面を参照して説明する。
この受熱ジャケットは、二枚の適宜の同一形状のアルミ板１Ａ，１Ｂの中の少なくとも一方のアルミ板１Ａの内面にプレスにより凹部２が形成され、二枚のアルミ板１Ａ，１Ｂが重なって前記凹部２が冷媒流体を封入するか又は通流させる空間部となっており、二枚のアルミ板１Ａ，１Ｂの各内面には接合部となる周縁部を除く部分に冷媒流体に対して非反応性を有する不活性被膜３が形成され、一方のアルミ板１Ａの不活性被膜３の周縁部に形成されたエンドレスな凹条部４と他方のアルミ板１Ｂの不活性被膜３の周縁部に形成されたエンドレスな凸条部５とが強制嵌合していることにより前記空間部２の密閉が確保されており、さらに、二枚のアルミ板の周縁接合部６が電磁接合、拡散接合、又は電子ビーム接合により接合されてなる。なお、凹条部４がアルミ板１Ｂに、凸条部５がアルミ板１Ａに形成されていても良い。
不活性被膜３は、アルマイト加工による不活性被膜が形成されていることが望ましいが、他に、ポリアミドやポリイミド等の高耐熱性ポリマーを塗布してバーニング処理してなるポリマーコーティングであっても良い。不活性被膜３の形成はクラッド銅の製造に比べて簡単であり、短期間に製造でき、しかもより軽量である。
空間部２を取り巻いてエンドレスな凹条部４と凸条部５が強制嵌合しており、不活性被膜３が空間部２を取り巻いているだけでなくエンドレスな凹条部４と凸条部５との強制嵌合の外側に至るまで設けられていることにより、空間部２に封入又は通流される冷媒流体の周縁接合部６の方向への漏出を完全に遮断でき、もって、冷媒流体と周縁接合部６との完全なる接触を絶ち冷媒流体がイオン化されないように構成されている。
不活性被膜３は、アルミ板１Ａ，１Ｂに凹部２とエンドレスな凹条部４と凸条部５が形成された後に形成されることが望ましいが、アルミ板１Ａ，１Ｂに不活性被膜３が形成されてから凹部２とエンドレスな凹条部４と凸条部５が形成されていても良い。アルミ板１Ａ，１Ｂに形成する凹条部４と凸条部５の嵌合は可能な限り浅く形成されることが発生する歪を小さく抑えられ寸法精度が高まりアルミ板１Ａ，１Ｂの周縁接合部６の平面状態が保たれ密着度が高い。このため、図１（ａ）に示すように、アルミ板１Ａ，１Ｂの肉厚の半分まで打ち抜き加工を行なって凹条部４と凸条部５を形成することが好ましい。この加工を行なう場合には、不活性被膜３は、凹条部４と凸条部５を形成した後に設ける。
凹条部４は、深い部分の幅が浅い部分の幅よりも大きくなるように形成され、凸条部５が凹条部４の浅い部分に対して止まり嵌めとなる嵌め合い公差で嵌入していき深い部分で弛み嵌めの嵌め合い公差で嵌合し、凸条部５が凹条部４の底部に密着押圧することにより凹条部４の深い部分の側面がせり出して締り嵌めとなっていることが好ましい。
又、二枚のアルミ板の周縁部６には不活性被膜３が設けられておらず二枚のアルミ板の周縁部６はアルミニウム同士の密着が確保されているから、電磁接合、拡散接合、又は電子ビーム接合により接合が実現している。周縁部６は銅同士の密着を介在しないからハンダ付けはできない。
特に、電磁接合は、接合部に大きな発熱を伴なわないで強固な接合が実現でき、熱変形がなく、不活性被膜３に対する影響がないので最も好ましい。電磁接合の技術は、特開平１１−１９２５６２号を用いる。
なお、アルミ板１Ａ，１Ｂのいずれか一方に、空間部２に連通する孔７が開設される。冷媒循環冷却方式に使用される受熱ジャケットの場合には、空間部２の両端に冷媒入口と冷媒出口となる２つの孔７が開設される。又、冷媒を封じ込めてかつ真空に近い負圧に保って冷媒の蒸発・拡散と凝縮・帰還のサイクルを利用して冷却を行なう冷却方式に使用される受熱ジャケットの場合には、適宜の箇所に冷媒を封入しかつ内部空気を抜くための開口となる１つの孔７が開設される。図はこのタイプを示している。そして、冷媒を封じ込めてかつ真空に近い負圧に保って冷媒の蒸発・拡散と凝縮・帰還のサイクルを利用して冷却を行なう冷却方式に使用される受熱ジャケットの場合には、冷却対象である発熱体（図示しない）と密着する箇所を二番底形状とすることが好ましい。何故ならば、二番底に凝縮・帰還する冷媒が確実に集まり、蒸発する冷媒は二番底から離れるから、冷媒の循環が円滑に行なわれ冷却効果が上がるからである。
なお、凹部２を形成しているアルミ板の平面部分がぺこぺこしないように適宜に凹部又は凹条部を設けることが好ましい。
【０００８】
【発明の効果】
［請求項１］に記載の受熱ジャケットは、少なくとも一方のアルミ板の内面にプレスにより凹部が形成され、二枚のアルミ板が重なって前記凹部が冷媒流体を封入するか又は冷却液を通流させる空間部となっており、二枚のアルミ板の各内面には接合部となる周縁部を除く部分に不活性被膜が形成され、不活性被膜の周縁部に対向一対に形成されたエンドレスな凹条部と凸条部とが強制嵌合していることにより空間部の密閉が確保され、周縁接合部が電磁接合、拡散接合、又は電子ビーム接合により接合されてなる構成であるので、
冷却液がアルミと化学反応してイオン化することが回避でき、クラッド銅や銅板を用いる場合に比べて安価であり軽量化が図れ、さらに、クラッド銅を用いる場合に比べて材料調達の面から短納期に対応させ得る。
［請求項２］に記載の受熱ジャケットは、冷媒を封じ込めてかつ真空に近い負圧に保って冷媒の蒸発・拡散と凝縮・帰還のサイクルを利用して冷却を行なう冷却方式に使用される受熱ジャケットにおいて、冷媒の循環が円滑に行なわれ冷却効果が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係る受熱ジャケットを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は部分拡大図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ・・・アルミ板、２・・・凹部、３・・・不活性被膜、４・・・凹条部、５・・・凸条部、６・・・周縁接合部、７・・・孔、
【図１】
2004138347.tif 000003