JP2007035901A - 受熱器及びそれを備えた冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱フィンの隙間の液流路を流れる液体冷媒との接触面にマイクロフィンを形成し、その液体冷媒を放熱フィンに接触する接触面積を増大させ冷却性能を向上する受熱器及びそれを備えた冷却装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の受熱器１は、一対の液循環路を接続して内部に液体冷媒を流す受熱器であって、一方の面には発熱体１３と熱接続する受熱面２ｂを有し他方の面には複数の放熱フィン３を形成した受熱板２と、受熱板２に放熱フィン３を収容するように組み合わされて、受熱板２との空間が液体冷媒の流路の一部を構成するケーシング４とを備え、放熱フィン３の液体冷媒との接触面に複数のマイクロフィン３ａを形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ等に使われるマイクロプロセッシングユニット（以下、ＭＰＵと称する）等の発熱する半導体素子、またはその他の発熱部を有する電子部品などの発熱電子部品を液体冷媒の循環による冷却に用いられる受熱器と、その受熱器を備えた冷却装置に関するものである。

最近のコンピュータなどの電子機器におけるデータ処理の高速化の動きはきわめて急速であり、ＭＰＵなどの発熱電子部品のクロック周波数は以前と比較して格段に大きなものになってきているので、その発熱量が増大している。このため、各発熱電子部品が動作温度範囲を越えてしまい、その結果電子部品の誤動作や熱破壊を招くことが少なからず発生している。

従って、その電子機器内に実装された各発熱電子部品を動作温度範囲内に保つことは、それらの各発熱電子部品を正常に動作させることとなり、その結果、その電子機器を安定して操作できるようにするための重要な課題となってきている。

従来のように発熱電子部品の放熱方法として複数個の放熱フィンから構成されたヒートシンクを発熱電子部品に直接接触させて自然放熱する方法だけでなく、そのヒートシンクをファン装置で送風冷却する方法、受熱部からヒートパイプを用いて放熱部に熱接続したヒートシンクモジュールにおいてその放熱部をファン送風により強制的に送風冷却する方法、或いは、液体冷媒をポンプにより強制的に液循環させ受熱部から放熱部へ熱輸送を行なった液冷却方式による冷却装置などが必要不可欠になっており、今後さらにそれら冷却装置の冷却能力の向上と併せて小型軽量化も必要とされている。

そこで、半導体素子の小型化及び高集積化に対応した受熱器として、例えば（特許文献１）に記載されたように、より液体冷媒の液流路内の圧力損失を低減しながらコンパクト化を実現できる受熱器が提案されている。

図１０（ａ）は（特許文献１）に記載の受熱器の分解斜視図、図１０（ｂ）は（特許文献１）に記載の受熱器の部分断面図を示しており、例えば、一辺が約１５ｍｍの方形の中板１０１の両主面に、複数の溝１０２ａ、１０２ｂを化学エッチング等の公知の手段により、例えば、幅が５０μｍ程度で、深さが３００μｍ程度に設定してほぼ等間隔で平行に形成することにより、複数の放熱フィン１０７ａ、１０７ｂを構成している。

ここで、中板１０１の周縁部は残し、フィン１０７ａ、１０７ｂの頂面は、その周縁部よりも高さが低くなるようにしている。

中板１０１の両主面上には、その全面を覆うようにカバープレート１０３ａ，１０３ｂが張り合わされており、これらのカバープレート１０３ａ，１０３ｂには、液体冷媒の供給口及び排出口を構成するため、貫通孔１０４ａ，１０５ａ並びに１０４ｂ，１０５ｂが両主面のそれぞれに設けられている。また、カバープレート１０３ａの中板１０１に接続される主面と反対側の主面上には半導体素子１０６が設けられている。

例えば、カバープレート１０３ａの貫通孔１０４ａ及びカバープレート１０３ｂの貫通孔１０５ｂを液体冷媒の供給口として適用し、残りの貫通孔１０５ａ，１０４ｂを液体冷媒の排出口として適用することにより、中板１０１の両主面とカバープレート１０３ａ，１０３ｂとの間に設けられた液体冷媒の液流路に、液体冷媒を対向流となるように流すことができ、これにより、液体冷媒の流れ方向の温度勾配が緩和され、受熱器の内の温度分布を平均化することが可能となっている。

また、図１０（ｂ）に示すように放熱フィン１０７ａ，１０７ｂの頂面とカバープレート１０３ａ，１０３ｂとの間に一定の間隙を設け、複数の溝１０２ａ，１０２ｂにより構成される微小な液体冷媒の液流路を連結して流路面積を拡大することにより、液体冷媒が流れる際の圧力損失の低減を図っている。これにより、液体冷媒が受熱器に設けられた液体冷媒の液流路内をスムーズに流れるようになり、十分な冷却効果が発揮されるようになるため、冷却対象である半導体素子１０６が破壊される心配もなくなり信頼性が向上する。

なお、本図においては、半導体素子１０６を一方のカバープレート１０３ａのみに設けているが、他方のカバープレート１０３ｂの中板１０１に接続される主面と反対側の主面上にも半導体素子１０６を設けて、同時に冷却するようにしてもよい。

一方、冷却性能を改善した別の受熱器の構造としては、例えば（特許文献２）のように、受熱器の一方の外面に熱接続された半導体素子などの発熱体の熱を、その反対側に位置する受熱器の内面に形成した複数の平板状の放熱フィンや棒状の放熱フィンに熱伝導することによって、その発熱体から受熱した熱を受熱器の内部を流れる液体冷媒に効率的に放熱できる構造も提案されている。
特開平６−３２６２２６号公報 特開２００４−２２９１４号公報

しかしながら、前述した（特許文献１）の受熱器では、受熱器そのものを薄型でコンパクトにすることは容易であるが、中板の両主面上に別々の液体冷媒の液流路が形成されているため、それぞれの液流路に対して液体冷媒の供給口と排出口を設ける必要があるので、その受熱器に接続する液循環路の構造がより複雑になるという課題があった。

また、発熱体と熱接続し最も温度の高くなる受熱面の反対側の面は、内部を流れる液体冷媒との接触面が平面であるため液体冷媒との実効的な接触面積が小さいうえ、その発熱体の受熱面から放熱性のよい複数の放熱フィンが形成された中板の両主面までは周縁部を介した長い熱伝導経路となり熱抵抗が大きくなるため、効率的かつ十分な放熱を行なうことが困難となるという課題もあった。

さらに、（特許文献２）の受熱器では、発熱体が熱接続され最も温度の高くなる受熱面の反対側に面に複数の放熱フィンが形成されているので、発熱体から放熱フィンまでの熱伝導経路は短くなり、より効率的な放熱が可能となるが、単純な形状の放熱フィンであるため発熱量の大きな発熱体に対応する場合には十分な冷却性能が得られないという課題があった。

一方では、このような受熱器を備えた冷却装置を搭載する電子機器の薄型軽量化などに伴い当然受熱器を小型化する必要もあり、限られた受熱器内の空間を流れる液体冷媒と放熱フィン間の接触面積を大きくするため平板状の放熱フィンの間隔を狭めていくのと相反して液体冷媒の液流路が小さくなるので、圧力損失が増大し循環する液体冷媒の流量が減少してしまい冷却性能が低下するという課題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、受熱器の構造を改良し、放熱フィンの隙間の液流路を流れる液体冷媒との接触面にマイクロフィンを形成し、その液体冷媒をマイクロフィンに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより撹拌効果が得られるだけでなく、平板状の放熱フィン間のマイクロフィンが液体冷媒との接触面積を増大することにもなるので、少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上でき、小型化への対応も容易な受熱器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係わる受熱器は、一対の液循環路を接続して内部に液体冷媒を流す受熱器であって、一方の面には発熱体と熱接続する受熱面を有し他方の面には複数の放熱フィンを形成した受熱板と、受熱板に放熱フィンを収容するように組み合わされて、受熱板との空間が液体冷媒の流路の一部を構成するケーシングとを備え、放熱フィンの液体冷媒との接触面に複数のマイクロフィンを形成したことを主要な特徴としている。

本発明の受熱器によれば、液体冷媒との熱交換を促進して、少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上でき、小型化への対応も容易にできるという効果を奏する。

本発明の請求項１記載の発明は、一対の液循環路を接続して内部に液体冷媒を流す受熱器であって、一方の面には発熱体と熱接続する受熱面を有し他方の面には複数の放熱フィンを形成した受熱板と、受熱板に放熱フィンを収容するように組み合わされて、受熱板との空間が液体冷媒の流路の一部を構成するケーシングとを備え、放熱フィンの液体冷媒との接触面に複数のマイクロフィンを形成することにより、まず発熱体が熱接続され最も温度の高くなる受熱面の反対側に面に複数の放熱フィンが形成されているので、発熱体から放熱フィンまでの熱伝導経路は短くなり熱抵抗が小さくなるので、より効率的に発熱体の熱を放熱フィンの隙間の液流路を流れる液体冷媒に熱伝達することができる。

しかも、放熱フィンの液体冷媒との接触面に複数のマイクロフィンを形成しその放熱フィンの隙間の液流路を流れる液体冷媒をマイクロフィンに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるだけでなく、平板状の放熱フィン間のマイクロフィンが液体冷媒との接触面積を増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され、少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上でき、小型化への対応も容易な受熱器を提供できる。

本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に従属する発明で、液循環路の吸込側に位置する吸込路と連通し放熱フィンの延設方向に液体冷媒を供給する冷媒供給路を備えたことを特徴とする受熱器であって、液循環路の吸込側に位置する吸込路と連通する冷媒供給路を経由させ放熱フィンの延設方向に液体冷媒を供給することにより放熱フィンと略平行で且つ複数の放熱フィンの隙間の液流路に対して均一的な流量の液体冷媒を送り込むことができるので、簡素な構造にも拘わらず液体冷媒の滞留も少なく液流路内に液体冷媒を安定して流すことができ、冷却性能を向上することができる。

本発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明に従属する発明で、マイクロフィンを平板状とし液体冷媒の流れる方向へ延設したことを特徴とする受熱器であって、放熱フィンの隙間の液流路を流れる液体冷媒を平板状のマイクロフィンに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるだけでなく、放熱フィンの液体冷媒との接触面に形成されたマイクロフィンも平板状であるため液体冷媒との接触面積を大幅に増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

本発明の請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明に従属する発明で、マイクロフィンをピン状とし液体冷媒の流れる方向へ千鳥状に配列したことを特徴とする受熱器であって、放熱フィンの液体冷媒との接触面に形成されたマイクロフィンが液体冷媒との接触面積を増大するだけでなく、ピン状のマイクロフィンが液体冷媒の流れる方向へ千鳥状に配列され、放熱フィンの隙間の液流路を流れる液体冷媒をピン状のマイクロフィンに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるので、液体冷媒との熱交換が促進され少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

本発明の請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の発明に従属する発明で、マイクロフィンの全高を相互に異なる高さとしたことを特徴とする受熱器であって、例えば、隣接する放熱フィンの所定のマイクロフィンを相互に突き合わせて接合できる高さに設定すればそのマイクロフィン間の直接的な熱伝導性を得ることができ発熱体から放熱フィンまでの熱伝導経路は短くなり熱抵抗が小さくなるので、放熱フィンを受熱板と略平行となるように配置しても受熱板との良好な熱伝導性を確保することができる。

或いは、部分的にマイクロフィンの全高を小さくすれば受熱器の内部を流れる液体冷媒の圧力損失を低減することができるので、発熱量の大きな発熱体を冷却する場合などにも液体冷媒の流量を容易に増やすことができる。

本発明の請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明に従属する発明で、マイクロフィンをエッチングにより形成したことを特徴とする受熱器であって、平板状の放熱フィンを薄肉化しても容易にその表面上に細密なマイクロフィンを形成することができるので、放熱フィンのさらなる狭ピッチ化が可能となり液体冷媒との接触面積を大きくすることができ冷却性能を向上できる。

また、機械加工や切削加工ではなくエッチングによりマイクロフィンを形成しているので、そのマイクロフィンの形状、高さ、大きさ、配列などを受熱器の構造や冷却効果などにより適宜選定することが容易となりその量産性もよくなる。

本発明の請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明に従属する発明で、放熱フィンを相互に接合し積層構造体としたことを特徴とする受熱器であって、放熱フィンを薄肉化してもそれらを複数個を略平行に並べた積層構造体にすることにより容易に受熱板の受熱面と反対側の面への放熱フィンの形成が可能となり、放熱フィンが相互に接合されているので熱伝導性も良好となる。

本発明の請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明に従属する発明で、放熱フィンの液体冷媒の流れる方向と略平行に位置する端部を相互に接合した積層構造体としたことを特徴とする受熱器であって、放熱フィンの端部が相互に接合されその隙間に液体冷媒の液流路を形成することができ、積層構造体が液供給側と液排出側のみが開放された密閉構造となり、受熱器内での液体冷媒の迂回や滞留も少なく液流路内を安定して流すことができるので、熱交換が効率的に行われ冷却性能をさらに向上することができる。

本発明の請求項９記載の発明は、請求項１記載の発明に従属する発明で、放熱フィンを受熱板に対して略垂直に配置したことを特徴とする受熱器であって、発熱体から放熱フィンまでの伝熱経路を最短距離に設定できるので、受熱面と放熱フィンの間の熱抵抗が小さくなり、放熱フィンの表面温度を受熱面と接触した発熱体の表面温度により近づけることができるので、熱交換が効率的に行われ冷却性能が向上する。

本発明の請求項１０記載の発明は、請求項１記載の発明に従属する発明で、放熱フィンを受熱板に対して略平行に配置したことを特徴とする受熱器であって、放熱フィンの隙間で形成される液流路が受熱板と略平行に配置されるので、発熱体の受熱器を装着する側の方向に大きな実装空間が得られず受熱器を薄型化する必要がある場合でも、その放熱フィンを容易に拡大して液体冷媒との接触面積を大きくでき、冷却性能を向上することができる。

本発明の請求項１１記載の発明は、請求項１記載の発明に従属する発明で、受熱器内に液体冷媒を循環させる遠心ポンプを備えたことを特徴とする受熱器であって、受熱器内に液体冷媒を液循環路内で循環させるポンプ機能を有しているので、この受熱器を備えた冷却装置では、別体のポンプを必要せず、装置全体の小型軽量化が容易となる。

本発明の請求項１２記載の発明は、請求項１記載の受熱器を備えたことを特徴とする冷却装置であって、その冷却装置の受熱器は放熱フィンの液体冷媒との接触面にマイクロフィンを形成し、その放熱フィンの隙間の液流路を流れる液体冷媒をマイクロフィンに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られ、平板状の放熱フィン間のマイクロフィンが液体冷媒との接触面積を増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上でき、小型軽量化にも対応が容易となる。

本発明の請求項１３記載の発明は、一方の面には発熱体と熱接続する受熱面を有し他方の面には複数の放熱フィンを形成した受熱板と、受熱板に放熱フィンを収容するように組み合わされて、受熱板との空間が液体冷媒の流路の一部を構成するケーシングとを備え、放熱フィンの液体冷媒との接触面に複数のマイクロフィンを形成した受熱器の製造方法であって、放熱フィンの表面にマイクロフィンをエッチングにより形成する第１工程と、放熱フィンを相互に接合して積層構造体にする第２工程と、積層構造体を受熱板に接合する第３工程とを備えた受熱器の製造方法であって、薄肉化した放熱フィンの表面上にも容易に細密なマイクロフィンを形成でき、しかも従来の機械加工や切削加工では製作が困難であった平板状の放熱フィンを薄肉化して狭ピッチで並べることにも対応可能となるので、冷却性能を向上した受熱器の量産性が向上し安価な製造が可能となる。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、各図面において、受熱面側を下方、ケーシング側を上方として説明した。

（実施例１）
図１〜図４において、図１は本発明の実施例１における受熱器の一部切り欠き斜視図で、図２は図１のラインＡ−Ａ断面図で、図３は本発明の実施例１における受熱板の上面の要部斜視図で、図４（ａ）は図３のラインＢ−Ｂ断面図で、図４（ｂ）は図３のラインＣ−Ｃ断面図で、図５（ａ）は本発明の実施例１におけるマイクロフィンをピン状とした変形例のラインＢ−Ｂ断面図で、図５（ｂ）は本発明の実施例１におけるマイクロフィンをピン状とした変形例のラインＣ−Ｃ断面図である。

まず、図１に基づいて遠心ポンプを備えた受熱器１の主要な構成について説明するが、受熱板２、放熱フィン３、及びケーシング４を除く他の構成部材については後述するのでそれらを省略して図示した。

略円柱形状の外形を有する受熱器１の底面は、半導体素子などの発熱体（図示せず）と接触し後述する受熱面を介して良好な熱接続を得られるように銅、銅合金、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属材料により製作された受熱板２で構成されており、その受熱板２の上面には矢印で示した方向に液流路を形成するように複数の平板状の放熱フィン３が左右方向に所定のピッチで平行に形成されている。

そして、受熱板２の上面に形成された放熱フィン３を収容するように、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等の樹脂成型で製作されたケーシング４が組み合わされており、受熱板２との空間が受熱器１の内部を流れる液体冷媒の液流路の一部を構成している。

一方、ケーシング４の側壁には、図示しない冷却装置の一対の液循環路を接続する吸込路５と吐出路６が設けられており、吸込路５から矢印で示したように流入した液体冷媒は、受熱器１の内部を流れながら放熱フィン３との熱交換を行った後に吐出路６より矢印で示したように受熱器１の外部へ流出する。

次に、図２に基づいて遠心ポンプを備えた受熱器１の内部構成について詳細に説明する。

図２において、遠心ポンプを構成する羽根車７は受熱器１の略中心部に軸支され、オープン型の羽根７ａが羽根車７の表面に略放射状に複数個立設され、マグネットロータ８が羽根車７の内周側方に設けられている。ここで、羽根車７はマグネットロータ８と別体で構成してもよいが、マグネットロータ８となる部分に着磁させた一体型の羽根車７とするのが好適である。

この羽根車７が液体冷媒内で回転すると、羽根７ａの外周側における液体冷媒の圧力は羽根７ａの周縁の方が羽根車７の入口（図１のＫで示した中央の部分）より高くなり、またその羽根車７の入口の圧力は小孔７ｂによって連通した羽根車７の裏側圧力と略同一であるから、液体冷媒は羽根車７の裏面を通り、小孔７ｂを抜けて入口へ少量還流する。これにより小孔７ｂがない場合と比較して羽根車７へスラスト力が軽減され羽根車７の回転がよりスムーズになる。

なお、この受熱器１の遠心ポンプは小型で一般の遠心ポンプに対して数十分の一、若しくは数百分の一以下の大きさであり、一例としてその諸元を示すと、厚さ３ｍｍ〜５０ｍｍ、半径方向代表寸法１０ｍｍ〜１００ｍｍ、回転数は１０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐｍ、ヘッド０．５ｍ〜１０ｍ程度のポンプである。

次に、マグネットロータ８の内周側にはステータ９が設けられ、磁界を発生させるコイル１０がステータ９に巻かれ、回路基板１１にはコイル５に電流を流す電気回路が実装されている。ここで、ステータ９は渦電流損失を少なくするため珪素鋼板を複数枚積層して構成されることが望ましく、コイル１０としては絶縁皮膜のついた銅線が適しており、コイル１０の線径と巻数は使用される電源電圧、線積率を鑑み最適化される。

そして、図示していないが、回路基板１１上には、マグネットロータ８の回転位置を検出するホール素子、電流方向切り替え用のトランジスタやダイオードが実装されている。

また、ケーシング４は羽根車７を収容すると同時に羽根車７により遠心方向の推進力を与えられた液体冷媒をその側面に接続された吐出路６の方向へ導き、また吸込路５もケーシング４の側面の同じ方向に接続されている。

さらに、ケーシング４はその形状が複雑であり、加えてある程度の耐熱性が要求されることから、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等の樹脂成型での製作がより好適である。

反面、ケーシング４を金属材料で製作することは、ステータ９等の磁気回路が発生する磁束変動により渦電流損失を発生させるので好ましくない。

そして、ポンプ室１２ではオープン型の羽根７ａにより推進力を与えられた液体冷媒が吐出路６へと導かれる。

一方、受熱板２は熱伝導性グリース等（図示せず）を介し２点鎖線で示した半導体素子などの発熱体１３と直接的に接触するので、その表面はなるべく平面度を高くし、高熱伝導率で放熱性のよい銅、銅合金、アルミニウム等の金属材料を用いて、鋳造、鍛造、機械加工やこれらの組み合わせの加工方法により製作される。

また、この受熱板２には熱伝導性のよい金属材料を用いているので、その剛性が高まり、受熱器１を強い力でケーシング４を発熱体１３の方向へ押圧しても、その応力による受熱板２の変形を抑えることができ、発熱体１３と受熱面２ｂの間に隙間ができることを防ぐことができる。そしてその強い力で発熱体１３に押圧できれば、発熱体１３と受熱面２ｂの間に塗布されている熱伝導性グリース（図示せず）を薄く伸ばすことができ、これによって熱伝導性グリースでの熱抵抗を小さくすることができ、製品の振動・衝撃落下時の部品外れを予防することができる。

さらに、ケーシング４は受熱板２の外周部に形成された鍔部２ａと当接しながら組み合わされ、その内部の空間であるポンプ室１２などの所定の空間が液体冷媒の液流路の一部を構成する。

ここで、受熱板２の下部には２点鎖線で示した半導体素子などの発熱体１３との接触面である受熱面２ｂが設けられ、その反対側の面には複数の放熱用突起である放熱フィン３が配置され、その放熱フィン３はその隙間の液流路を流れる液体冷媒と接触しながら熱交換し、発熱体１３から受け取った熱を効率的に液体冷媒に伝える働きを行なう。

平板状の放熱フィン３は放熱面積を容易に増加させることができる上に、この放熱フィン３の隙間の液流路を通過する液体冷媒に対して大きな流路抵抗となることを抑制しているので、小さな圧力損失となり十分な流量を確保することができる。

さらに、複数の放熱フィン３の液体冷媒との接触面には複数の平板状のマイクロフィン３ａが液体冷媒の流れる方向へ延設されており、放熱フィン３の隙間の液流路を流れる液体冷媒を平板状のマイクロフィン３ａに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるだけでなく、放熱フィン３の液体冷媒との接触面に形成されたマイクロフィン３ａも平板状であるため液体冷媒との接触面積を大幅に増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

また、複数の放熱フィン３は冷媒供給路１４から周回伝熱室１５の方向、つまり液体冷媒が流れる方向へそれぞれが略平行となるように延設されており、しかも吸込路５と連通した冷媒供給路１４を経由して放熱フィン３の延設方向に液体冷媒を供給し、放熱フィン３と略平行で且つ複数の放熱フィン３の隙間の液流路に対して均一的な流量の液体冷媒が送り込まれているので、簡素な構造にも拘わらず液体冷媒の滞留も少なく液流路内に液体冷媒を安定して流すことができ、冷却性能を向上することができる。

さらに、平坦な円板形状の受熱板２は、受熱面２ｂより受熱した熱を受熱面２ｂの反対側の面に形成された放熱フィン３へ伝熱し易い構造となっており、その放熱フィン３は、ケーシング４に収容され受熱板２に対して略垂直に配置されているので、受熱面２ｂから放熱フィン３までの伝熱経路が最短距離に設定できる。

つまり、伝熱経路が短いということは、受熱面２ｂと放熱フィン３の間の熱抵抗が小さいことを意味し、放熱フィン３の表面温度を受熱面２ｂと接触した発熱体１３の表面温度により近づけることができるので、液体冷媒と接触しながらその広範囲に対して効率的に熱交換を行なわれ冷却性能が向上する。

一方、吸込路５から矢印で示したように流入した液体冷媒は冷媒供給路１４を経由し複数の放熱フィン３の隙間の液流路を熱交換しながら通過し周回伝熱室１５へ流れ込み、隔壁部材１６の円筒壁１６ａにぶつかりながら進行方向に対して左右の２方向に分流され、この周回伝熱室１５で後続の液体冷媒と混ざり合いながら、最終的には隔壁部材１６の周回伝熱室１５側に形成された貫通穴１６ｂを通過してポンプ室１２に送り出される。

ここで、放熱フィン３の周回伝熱室１５側の一部にマイクロフィン３ａを形成していないのは、その部分の流路抵抗を減らし、液体冷媒を直接的に放熱フィン３の間より貫通穴１６ｂを通過させてポンプ室１２側に送り出すのを容易にするためのものである。

つまり、液体冷媒が前述したように受熱板２の中央部に流入し、隔壁部材１６の貫通穴１６ｂを通過してポンプ室１２側に送り出されるまでの間、発熱体１３より受熱した熱が伝熱され高温になった放熱フィン３の表面と羽根車７の回転運動により循環駆動された液体冷媒が接触するので、液体冷媒は効率よく放熱フィン３と熱交換を行なうことができる。

そして、その放熱フィン３は平板状であり液体冷媒の流れる方向と略平行となるように冷媒供給路１４から周回伝熱室１５の方向へ延設されているので、流路抵抗が小さくしかも液体冷媒との接触面積を格段に増やせ、熱交換効率を高めている。

ここで、受熱器１の構成についてさらに図２に基づいて説明すると、ケーシング４の中心にはインサート成型により耐食性の高いステンレス等の材質で製作されたシャフト１７が一体的に固定され、羽根車７を回転自在に軸支している。

また、前述した皿形状の隔壁部材１６はケーシング４と嵌合してポンプ室１２を形成し、そのケーシング４と受熱板２の鍔部２ａとの間に挟装されたＯリング等のシール部材１８はケーシング４と受熱板２の間から液体冷媒が漏れるのを防止し、周回伝熱室１５は隔壁部材１６と受熱板２との間に形成された閉路となっている。

この隔壁部材１６についても、ケーシング４と同様に形状が複雑であり、耐熱性が要求されることから、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等の樹脂成型での製作が好適である。

以上説明した受熱器１を組み立てるときは、まず、隔壁部材１６を装着した後ケーシング４とインサート成型により一体的に固定されたシャフト１７に羽根車７を挿入する。次いで、ケーシング４に受熱板２を嵌合し、ねじ等（図示せず）を用いて固定される。

一方、別工程でステータ９にコイル１０を巻回し、さらに羽根車７を回転駆動する電子部品を実装した回路基板１１をステータ９に取り付けておく。この組み立て体をケーシング４のくぼみの中に挿入した後、充填剤（図示せず）を流し込み、その後恒温槽等を用いてその充填剤を硬化させる。

充填剤を使用する理由は回路基板１１に実装された電子部品の放熱のためと、万が一に液体冷媒が漏れた場合でも回路基板１１に直接触れないようにし信頼性を向上するためであり、そのような充填剤としてはエポキシ系のポッティング剤が好ましい。

次にこの受熱器１に備えられた遠心ポンプの作用について説明する。まず、回路基板１１を動作させ、ステータ９に交番磁界を発生させると、この交番磁界によりマグネットロータ８と一体化された羽根車７が回転し、液体冷媒に運動量を与え中央部が負圧となる。

これにより、液体冷媒は吸込路５から流入して吸込連通口１６ｄを通り、受熱板２と隔壁部材１６で挟まれた空間である冷媒供給路１４に流入する。流入した液体冷媒は発熱体１３の真上に位置する高温の放熱フィン３の熱を効率的に奪う。

その後、液体冷媒は放熱フィン３に沿って流れた後、その流出側端部に達し、周回伝熱室１５の中で隔壁部材１６の円筒壁１６ａにぶつかりながら進行方向に対して左右の２方向に分流される。そして分流された液体冷媒はそれぞれ周回伝熱室１５を周回し、羽根車７の入口（図１のＫで示した中央の部分）が負圧であるため再び放熱フィン３の中心部に吸引され、隔壁部材１６の周回伝熱室１５側に形成された貫通穴１６ｂからポンプ室１２へ送り出される。

ポンプ室１２に送り出された液体冷媒は、最終的に羽根車７の回転運動により遠心方向の推力となる運動量を与えられてポンプ室１２の外周部へと導かれ、矢印で示したように吐出路６から流出される。

以上のように、実施例１の遠心ポンプを備えた受熱器１は、受熱した熱を受熱板２や放熱フィン３の表面より液体冷媒に伝える機能に加えて、ケーシング４と受熱板２との間の所定位置に隔壁部材１６を設けて羽根車７を回転運動させるポンプ機能を有しているので、この受熱器１を備えた冷却装置では、液体冷媒の循環駆動用の別体のポンプを必要しないため、装置全体の小型軽量化を容易に実現することができる。

次に、図３〜図４を用いて、受熱板２の上面に形成された放熱フィン３について詳細に説明する。まず、図３で示したように、平坦な円板形状の受熱板２の上面の略中央に少し窪んだ矩形の凹部２ｃが形成されており、その凹部２ｃの内面に複数の放熱フィン３で構成された積層構造体１９がろう材２０で接合されている。

この積層構造体１９は、例えば、板厚が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲の銅、銅合金、アルミニウム、銀などの熱伝導性よい金属板を選定した場合は、あらかじめ液体冷媒の流れる方向と略平行に位置する上下方向の端部やマイクロフィン３ａを形成する領域を残してエッチングにより肉厚方向で０．０５ｍｍ〜０．９ｍｍの板厚まで薄肉化したものを狭ピッチで複数並べ、その上下方向の端部をろう材２０を用いて相互に接合して製作されたものである。

つまり、放熱フィン３の液体冷媒との接触面に、マイクロフィン３ａをエッチングにより形成したことを特徴としており、平板状の放熱フィン３を薄肉化しても容易にその表面上に細密なマイクロフィン３ａを形成することができるので、放熱フィン３のさらなる狭ピッチ化が可能となり液体冷媒との接触面積を大きくすることができ冷却性能を向上できる。

さらに、機械加工や切削加工ではなくエッチングによりマイクロフィン３ａを形成しているので、そのマイクロフィン３ａの形状、高さ、大きさ、配列などを受熱器１の構造や冷却効果などにより適宜選定すればよい。

なお、本実施例では、細密加工に適したエッチングによりマイクロフィン３ａを形成したが、他の加工方法として、ワイヤー放電加工、レーザー加工、粉末焼結、精密鍛造なども量産性やコストを考慮して選択してもよい。

次に、図４（ａ）は図３のラインＢ−Ｂ断面図を示しており、受熱板２の略中央の凹部２ｃの内面にろう材２０で接合された積層構造体１９を構成するそれぞれの放熱フィン３は、上下の端部がろう材２０で相互に接合され受熱板２に対して略垂直となるように均等間隔で配置され、受熱面２ｂから受けた熱を放熱フィン３までの伝熱経路が最短距離となるように設定されている。

従って、受熱面２ｂと放熱フィン３の間の熱抵抗が小さくなり、放熱フィン３の表面温度を受熱面２ｂと接触した発熱体１３の表面温度により近づけることができるので、熱交換が効率的に行われ冷却性能が向上する。

また、この積層構造体１９を構成する複数の放熱フィン３の隙間２１はエッチングにより除去された部分に相当し、この狭小な隙間２１を液体冷媒が流れるときに放熱フィン３と液体冷媒との熱交換が行われており、この液体冷媒との接触面に複数の平板状のマイクロフィン３ａが形成され、その放熱フィン３の隙間２１の液流路を流れる液体冷媒をマイクロフィン３ａに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるだけでなく、複数の放熱フィン３の間のマイクロフィン３ａが液体冷媒との接触面積を増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され、少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

さらに、放熱フィン３の液体冷媒の流れる方向と略平行に位置する上側端部３ｂと下側端部３ｃがろう材２０で相互に接合された積層構造体１９となっているので、その隙間２１に液体冷媒の液流路を形成することができ、積層構造体１９が液供給側と液排出側のみが開放された密閉構造となり、受熱器１内での液体冷媒の迂回や滞留も少なく液流路内を安定して流すことができ、熱交換が効率的に行われ冷却性能をさらに向上することができる。

一方、図４（ｂ）は図３のラインＣ−Ｃ断面図を示しており、平板状のマイクロフィン３ａが矢印で示した液体冷媒が流れる方向、つまり液供給側端部３ｄから液排出側端部３ｅの方向へ延設されており、放熱フィン３の隙間２１の液流路を流れる液体冷媒を複数の平板状のマイクロフィン３ａに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるだけでなく、放熱フィン３の液体冷媒との接触面に形成されたマイクロフィン３ａも平板状であるため液体冷媒との接触面積を大幅に増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

なお、ここでマイクロフィン３ａは液供給側端部３ｄから液排出側端部３ｅまで液体冷媒の流れる方向へ連続的に延設するのが好ましいが、より大きな層流境界層の撹拌・剥離作用を得たい場合には、マイクロフィン３ａを液体冷媒の流れる方向へ断続的に形成しても構わない。

次に、図５（ａ）は、本発明の実施例１における受熱器のマイクロフィン３ａをピン状とした変形例のラインＢ−Ｂ断面図で、この場合も、狭小な隙間２１を液体冷媒が流れることにより放熱フィン３と液体冷媒との熱交換が行われており、この液体冷媒との接触面に複数のピン状のマイクロフィン３ａが形成され、その放熱フィン３の隙間２１の液流路を流れる液体冷媒をマイクロフィン３ａに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるだけでなく、複数の放熱フィン３の間のマイクロフィン３ａが液体冷媒との接触面積を増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され、少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

さらに、図５（ｂ）は、本発明の実施例１おけるマイクロフィン３ａをピン状とした変形例のラインＣ−Ｃ断面図で示したように、マイクロフィン３ａをピン状とし矢印で示した液体冷媒の流れる方向へ千鳥状に配列されているので、放熱フィン３の液体冷媒との接触面に形成されたマイクロフィン３ａが液体冷媒との接触面積を増大するだけでなく、ピン状のマイクロフィン３ａが液体冷媒の流れる方向へ千鳥状に配列され、放熱フィン３の隙間２１の液流路を流れる液体冷媒をピン状のマイクロフィン３ａに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるので、液体冷媒との熱交換が促進され少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

なお、本実施例においては、平板状やピン状のマイクロフィン３ａについて説明したが、形状、高さ、大きさ、配列などは受熱器１の構造やその冷却効果などにより適宜選定すればよく、平板状とピン状のマイクロフィン３ａが混在するような形状でも構わない。

また、マイクロフィン３ａの形状は、平板状やピン状が好ましいが、円錐状、翼状、三角状、波状等同様の作用、効果を有するものであれば他の形状でも構わない。

（実施例２）
図６〜図７において、図６（ａ）は本発明の実施例２における受熱器の一部切り欠き斜視図で、図６（ｂ）はそのラインＤ−Ｄ断面図で、図７（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例２における受熱器のマイクロフィンの変形例を示したラインＤ−Ｄ断面図である。

まず、図６（ａ）を用いて、本発明の実施例２における受熱器１の主要な構成について説明するが、実施例１において説明したものと同様のものについては同一の符号を付けてその説明の一部を省略する。

略直方体の外形を有する受熱器１の底面は、半導体素子などの発熱体（図示せず）と接触し後述する受熱面２ｂを介して良好な熱接続を得られるように銅、銅合金、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属材料により製作された受熱板２で構成されており、その受熱板２の上面には矢印で示した方向に液流路を形成するように複数の平板状の放熱フィン３が上下方向に所定のピッチで略平行に形成されている。

そして、その受熱板２の上面に形成された放熱フィン３を収容するように、同じく銅、銅合金、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属材料により製作されたケーシング４が組み合わされており、ケーシング４と受熱板２との空間により受熱器１の内部を流れる液体冷媒の液流路の一部を構成している。

一方、ケーシング４の両側の側壁には、図示しない冷却装置の一対の液循環路を接続する吸込路５と吐出路６がそれぞれ設けられており、吸込路５から矢印で示したように流入した液体冷媒は、受熱器１の内部を流れながら放熱フィン３との熱交換を行った後に矢印で示したように吐出路６から受熱器１の外部へ流出する。

ここで、複数の放熱フィン３は冷媒供給路１４から冷媒排出路２２の方向へ略平行となるように延設されており、しかも吸込路５と連通した冷媒供給路１４を経由して放熱フィン３の延設方向に液体冷媒を供給し、放熱フィン３と略平行で且つ複数の放熱フィン３の隙間２１の液流路に対して均一的な流量の液体冷媒を送り込んでいるので、簡素な構造にも拘わらず液体冷媒の滞留も少なく液流路内に液体冷媒を安定して流すことができ、冷却性能を向上することができる。

また、図６（ｂ）で示されるように放熱フィン３は、平坦な長方形状の受熱板２の上面の略中央の凹部２ｃに放熱フィン３で構成された積層構造体１９がろう材２０で接合されている。

この積層構造体１９は、実施例１と同様に、例えば、板厚が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲の銅、銅合金、アルミニウム、銀などの熱伝導性よい金属板を選定した場合は、あらかじめ液体冷媒の流れる方向と略平行に位置する左右方向の端部やマイクロフィン３ａを形成する領域を残してエッチングにより肉厚方向で０．０５ｍｍ〜０．９ｍｍの板厚まで薄肉化したものを狭ピッチで複数並べ、その左右方向の端部をろう材２０を用いて相互に接合して製作されたものである。

つまり、放熱フィン３の液体冷媒の流れる方向と略平行に位置する右側端部３ｆと左側端部３ｇがろう材２０で相互に接合された積層構造体１９となっているので、その隙間２１に液体冷媒の液流路を形成することができ、積層構造体１９が液供給側と液排出側のみが開放された密閉構造となり、受熱器１内での液体冷媒の迂回や滞留も少なく液流路内を安定して流すことができるので、熱交換が効率的に行われ冷却性能をさらに向上することができる。

また、放熱フィン３の液体冷媒との接触面に、平板状のマイクロフィン３ａがエッチングにより液体冷媒の流れる方向へ延設されており、放熱フィン３の隙間２１の液流路を流れる液体冷媒を平板状のマイクロフィン３ａに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られるだけでなく、放熱フィン３の液体冷媒との接触面に形成されたマイクロフィン３ａも平板状であるため液体冷媒との接触面積を大幅に増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

さらに、機械加工や切削加工ではなくエッチングによりマイクロフィン３ａを形成するのが好ましく、そのマイクロフィン３ａの形状、高さ、大きさ、配列などは受熱器１の構造や冷却効果などにより適宜選定すればよく、高細密な加工に適している。

なお、本実施例では、エッチングによりマイクロフィン３ａを形成したが、他の加工方法として、レーザー加工、粉末焼結、精密鍛造なども量産性やコストを考慮して選択してもよい。

また、放熱フィン３はケーシング４に収容され受熱板２に対して略平行に配置されているので、放熱フィン３の隙間２１で形成される液流路も受熱板２と略平行となり、この受熱器１を装着する側の方向に大きな実装空間が得られず受熱器１を薄型化する必要がある場合でも、その放熱フィン３を容易に拡大して液体冷媒との接触面積を大きくでき、冷却性能を向上することができる。

なお、ここでマイクロフィン３ａは図６（ａ）で示したように液体冷媒の流れる方向、つまり、液供給側端部３ｄから液排出側端部３ｅの方向へ連続的に延設するのが好ましいが、より大きな層流境界層の撹拌・剥離作用を得たい場合には、マイクロフィン３ａを液体冷媒の流れる方向へ断続的に形成しても構わない。

次に、本発明の実施例２における受熱器のマイクロフィンの変形例のラインＤ−Ｄ断面図である図７（ａ）で示したように、放熱フィン３の液体冷媒の流れる方向と略平行に位置する右側端部３ｆと左側端部３ｇと同様に隣接する放熱フィン３のマイクロフィン３ａを相互に突き合わせてろう材２０で接合できる高さに設定すれば、そのマイクロフィン３ａ間の直接的な熱伝導性を得ることができ発熱体（図示せず）から放熱フィン３までの熱伝導経路は短くなり熱抵抗が小さくなるので、放熱フィン３を受熱板２と略平行となるように配置しても受熱板２との良好な熱伝導性を確保することができる。

また、図７（ｂ）で示したように、マイクロフィン３ａの全高を相互に異なる高さに設定すれば、受熱器１の内部を流れる液体冷媒の圧力損失を低減することができるので、発熱量の大きな発熱体を冷却する場合などにも液体冷媒の流量を容易に増やすことができる。

さらに、平板状のマイクロフィン３ａを、図７（ｃ）で示したように同一幅で異なるピッチで配列したり、図７（ｄ）で示したように幅が相互に異なるように配置したりしてもよく、さらに、より大きな層流境界層の撹拌・剥離作用を得たい場合には、マイクロフィン３ａを液体冷媒の流れる方向へ断続的に形成しても構わない。

なお、マイクロフィン３ａの形状、高さ、大きさ、配列などは受熱器１の構造や冷却効果などを考慮して適宜選定すればよく、実施例１の場合と同様にピン状のマイクロフィン３ａとしてもよいし、平板状とピン状のマイクロフィン３ａが混在するような形状でも構わない。

また、マイクロフィン３ａの形状は、平板状やピン状が好ましいが、円錐状、翼状、三角状、波状等同様の作用、効果を有するものであれば他の形状でも構わない。

次に、図８（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例２における受熱フィンの製造方法を示す正面図であり、この図を用いて受熱器１の放熱フィン３の製造方法について段階的に説明する。

まず、図８（ａ）は、銅、銅合金、アルミニウム、銀などの熱伝導性のよい放熱フィン３のエッチング前の状態を示しており、その放熱フィン３を狭ピッチで並べるために０．１〜１．０ｍｍの範囲の薄い板厚のものが選定されている。次に、図８（ｂ）は、その放熱フィン３の上下方向に位置する両面の所定の領域に感光性のレジスト２３を塗布した後の状態を示している。

そして、図８（ｃ）は放熱フィン３の表面にマイクロフィン３ａをエッチングにより形成する第１工程後の状態を示した図で、放熱フィン３が例えば銅又は銅合金の金属板であれば、塩化第二鉄の溶液を吹き付けてレジスト２３が塗布されていない領域、すなわち、放熱フィン３の左右方向の右側端部３ｆと左側端部３ｇ、そしてマイクロフィン３ａが形成される領域を残して上下方向均等に肉厚方向で０．０５〜０．９ｍｍの板厚となるまで薄肉化されるので、放熱フィン３の表面に所定のマイクロフィン３ａが形成されている。

さらに、図８（ｄ）は放熱フィン３を相互に接合して積層構造体１９にする第２工程後の状態を示した図で、エッチングにより所定のマイクロフィン３ａを形成した放熱フィン３を複数重ね合わせて右側端部３ｆと左側端部３ｇをろう材２０で相互に接合された積層構造体１９であり、放熱フィン３を薄肉化しても容易に製造が可能で、ろう材２０で相互に接続されているので熱伝導性も良好となっている。

そして最後に、図８（ｅ）は、積層構造体１９を受熱板２に接合する第３工程後の状態を示した図で、受熱板２の受熱面２ｂと反対側の面の凹部２ｃに積層構造体１９がろう材２０を用いて接合されており、放熱フィン３の液体冷媒の流れる方向と略平行に位置する右側端部３ｆと左側端部３ｇをろう材２０で相互に接合した積層構造体１９の隙間２１に液体冷媒の液流路を形成することができ、その積層構造体１９が液供給側と液排出側のみが開放された密閉構造となり、受熱器１内での液体冷媒の迂回や滞留も少なく液流路内を安定して流すことができるので、熱交換が効率的に行われ冷却性能をさらに向上することができる。

以上説明したように、本発明の受熱器１の製造方法は、一方の面には図示しない発熱体と熱接続する受熱面２ｂを有し他方の面には複数の放熱フィン３を形成した受熱板２と、受熱板２に放熱フィン３を収容するように組み合わされて、受熱板２との空間が液体冷媒の流路の一部を構成するケーシング４とを備え、放熱フィン３の液体冷媒との接触面に複数のマイクロフィン３ａを形成した受熱器１の製造方法であって、放熱フィン３の表面にマイクロフィン３ａをエッチングにより形成する第１工程と、放熱フィン３を相互に接合して積層構造体１９にする第２工程と、積層構造体１９を受熱板２に接合する第３工程とを備えており、薄肉化した放熱フィン３の表面上にも容易に細密なマイクロフィン３ａを形成でき、しかも従来の機械加工や切削加工では製作が困難であった平板状の放熱フィン３をエッチングにより薄肉化して狭ピッチで並べることにも対応可能となるので、冷却性能を向上した受熱器１の量産性が向上し安価な製造が可能となる。

なお、以上の説明において、積層構造体１９において放熱フィン３を相互に接合するろう材２０や放熱フィン３と受熱板２の間を接合するろう材２０としては、放熱フィン３や受熱板２の金属材料として銅や銅合金を用いた場合は、熱伝導性のよい銀、銅、金、白金、ニッケル等が望ましいが、他の金属のろう材やはんだでもよく、熱伝導性、生産性、価格などを考慮して適宜選択すればよい。

さらに、十分な熱伝導性が得られれば、本実施例のようなろう付けとは異なる抵抗溶接、レーザ溶接、かしめなど他の方法を用いて接合しても構わない。

（実施例３）
図９は、本発明の実施例３における冷却装置をノートＰＣに実装した全体構成図である。

ここで、電子機器であるノートＰＣの筐体２４の内部には冷却装置が搭載され、そのノートＰＣのキーボード２５の下に、ＭＰＵ等の発熱体１３と接触して受熱する実施例１に記述した遠心ポンプを備えた受熱器１が実装されている。発熱体１３は基板２６に実装され、ノートＰＣのディスプレイの背面（裏側）には発熱体１３から受熱した液体冷媒の熱を外部に放熱する放熱器２７が配置されており、一対の液循環路２８の両端には受熱器１と放熱器２７のそれぞれと接続されていて、その閉路中を液体冷媒が循環している。

なお、この液体冷媒としては、エチレングリコール水溶液やプロピレングリコール水溶液等の不凍液が適当であり、受熱板２の材料として銅や銅合金等を使用するため、防食添加剤を添加するのが望ましい。

一方、放熱器２７は、熱伝導率が高く放熱性のよい材料、例えば銅、銅合金、アルミニウム等の薄板材で構成され、その内部に液体冷媒の液流路とリザーブタンクなどが形成され、一対の液循環路２８は、配管レイアウトの自由度を確保するため、フレキシブルでガス透過性の少ないゴム、例えばブチルゴムなどのゴムチューブで構成されている。

また、放熱器２７に強制的に空気を当てて冷却効果を向上する目的でファン装置を別に設けてもよい。

従って、この冷却装置の受熱器１には一対の液循環路２８が接続され内部に液体冷媒を流しており、実施例１で説明したように、放熱フィン３の液体冷媒との接触面にマイクロフィン３ａを形成し、その放熱フィン３の隙間２１の液流路を流れる液体冷媒をマイクロフィン３ａに衝突させ微小な乱流を強制的に発生させることにより伝熱量の小さい層流境界層の撹拌・剥離作用が得られ、平板状の放熱フィン３間のマイクロフィン３ａが液体冷媒との接触面積を増大することにもなるので、液体冷媒との熱交換が促進され少ない液体冷媒の流量でも容易に冷却性能を向上できる。

しかも、本実施例の受熱器１は、ポンプ機能も有しているので、別体のポンプを必要せず、ノートＰＣの筐体２４全体の小型軽量化を容易に実現することができる。

本発明は、電子機器に搭載された発熱体を液体冷媒の循環により冷却する冷却装置に適用することができる。

本発明の実施例１における受熱器の一部切り欠き斜視図 図１のラインＡ−Ａ断面図 本発明の実施例１における受熱板の上面の要部斜視図 （ａ）図３のラインＢ−Ｂ断面図、（ｂ）図３のラインＣ−Ｃ断面図 （ａ）本発明の実施例１おけるマイクロフィンをピン状とした変形例のラインＢ−Ｂ断面図、（ｂ）本発明の実施例１おけるマイクロフィンをピン状とした変形例のラインＣ−Ｃ断面図 （ａ）本発明の実施例２における受熱器の一部切り欠き斜視図、（ｂ）そのラインＤ−Ｄ断面図 本発明の実施例２における受熱器のマイクロフィンの変形例を示したラインＤ−Ｄ断面図 本発明の実施例２における放熱フィンの製造方法を示す正面図 本発明の実施例３における冷却装置をノートＰＣに実装した全体構成図 （ａ）（特許文献１）に記載の受熱器の分解斜視図、（ｂ）（特許文献１）に記載の受熱器の部分断面図

符号の説明

１ 受熱器
２ 受熱板
２ａ 鍔部
２ｂ 受熱面
２ｃ 凹部
３ 放熱フィン
３ａ マイクロフィン
３ｂ 上側端部
３ｃ 下側端部
３ｄ 液供給側端部
３ｅ 液排出側端部
３ｆ 右側端部
３ｇ 左側端部
４ ケーシング
５ 吸込路
６ 吐出路
７ 羽根車
７ａ 羽根
７ｂ 小孔
８ マグネットロータ
９ ステータ
１０ コイル
１１ 回路基板
１２ ポンプ室
１３ 発熱体
１４ 冷媒供給路
１５ 周回伝熱室
１６ 隔壁部材
１６ａ 円筒壁
１６ｂ 貫通穴
１６ｃ 吸込連通口
１７ シャフト
１８ シール部材
１９ 積層構造体
２０ ろう材
２１ 隙間
２２ 冷媒排出路
２３ レジスト
２４ 筐体
２５ キーボード
２６ 基板
２７ 放熱器
２８ 液循環路
Ｋ 羽根車の入口

Claims (13)

1. 一対の液循環路を接続して内部に液体冷媒を流す受熱器であって、一方の面には発熱体と熱接続する受熱面を有し他方の面には複数の放熱フィンを形成した受熱板と、前記受熱板に放熱フィンを収容するように組み合わされて、前記受熱板との空間が液体冷媒の流路の一部を構成するケーシングとを備え、前記放熱フィンの液体冷媒との接触面に複数のマイクロフィンを形成したことを特徴とする受熱器。
2. 前記液循環路の吸込側に位置する吸込路と連通し前記放熱フィンの延設方向に液体冷媒を供給する冷媒供給路を備えたことを特徴とする請求項１記載の受熱器。
3. 前記マイクロフィンを平板状とし液体冷媒の流れる方向へ延設したことを特徴とする請求項１記載の受熱器。
4. 前記マイクロフィンをピン形状とし液体冷媒の流れる方向へ千鳥状に配列したことを特徴とする請求項１記載の受熱器。
5. 前記マイクロフィンの全高を相互に異なる高さとしたことを特徴とする請求項３または４記載の受熱器。
6. 前記マイクロフィンをエッチングにより形成したことを特徴とする請求項１記載の受熱器。
7. 前記放熱フィンを相互に接合し積層構造体としたことを特徴とする請求項１記載の受熱器。
8. 前記放熱フィンの液体冷媒の流れる方向と略平行に位置する端部を相互に接合した積層構造体としたことを特徴とする請求項７記載の受熱器。
9. 前記放熱フィンを前記受熱板に対して略垂直に配置したことを特徴とする請求項１記載の受熱器。
10. 前記放熱フィンを前記受熱板に対して略平行に配置したことを特徴とする請求項１記載の受熱器。
11. 前記受熱器内に液体冷媒を循環させる遠心ポンプを備えたことを特徴とする請求項１記載の受熱器。
12. 請求項１記載の受熱器を備えたことを特徴とする冷却装置。
13. 一方の面には発熱体と熱接続する受熱面を有し他方の面には複数の放熱フィンを形成した受熱板と、前記受熱板に放熱フィンを収容するように組み合わされて、前記受熱板との空間が液体冷媒の流路の一部を構成するケーシングとを備え、前記放熱フィンの液体冷媒との接触面に複数のマイクロフィンを形成した受熱器の製造方法であって、前記放熱フィンの表面に前記マイクロフィンをエッチングにより形成する第１工程と、前記放熱フィンを相互に接合して積層構造体にする第２工程と、前記積層構造体を前記受熱板に接合する第３工程とを備えたことを特徴とする受熱器の製造方法。

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