JPH0278256A - 浸漬冷却モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 半導体等の冷却に用いる浸漬冷却モジュールに関し、 冷却効率の良い浸漬冷却モジュールの提供を目的とし、 発熱体の上方に、当該発熱体と対向する側がラッパ型に
拡開された対流パイプを前記発熱体対応に装備して成る
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体等の冷却に用いる浸漬冷却モジュール
に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来の冷却モジュールの構成を示す模式的側断
面図、第５図（ａ）と（ｂｌは該冷却モジュールの動作
を説明するための模式的要部側断面図である。

第４図に示すように従来の冷却モジュールは、液槽５０
とその中に充填された冷却液１０とによって構成されて
いる。この冷却モジュールは冷却液１０中に例えばＬＳ
Ｉ等の発熱体２０を搭載した基板１５を浸漬してこれを
冷却する装置であって、発熱体２０の熱を冷却液１０の
気化熱により奪いとってこれを冷却する方式の装置であ
る。

以下、第５図（ａｌと（ｂ）を用いて上記冷却モジュー
ルの動作を説明する。

（１，１発熱体２０の発熱量が成る限度以下の時〔第５
図（ａ）参照〕は冷却液１０の気化によって発生する気
泡１０ａの量も比較的少ない。このため、冷却液１０は
発熱体２０の中心部分を経由する対流となり、その過程
で発熱体２０上に付着した気泡１０ａを浚えるようにし
て上昇するので、発熱体２０の冷却は正常に行われる。

なお、気泡１０ａは発熱体２０の熱によって沸騰した冷
却液１０が気化して生じたものである。

（２）発熱体２０が過熱状態になる〔第５図（ｂｌ参照
〕と、冷却液１０の沸騰により発熱体２０の表面が気泡
１０ａで覆われてしまい、冷却液１０が発熱体２０の中
心部分まで到達できなくなって発熱体２０の外側に対流
が発生する。このため、発熱体２０の表面に付着した気
泡１０ａは何時までもそこから放散せず、あたかも発熱
体２０の表面を覆うような形となる。

その結果、発熱体２０は気体で断熱された状態となり、
冷却液１０と接触することができないため、過熱度が益
々進むことになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の冷却モジ１−ルは、発熱体２０が過
熱状態になると、発熱体２０の表面に付着する気泡１０
ａによって冷却液１０の冷却作用が妨害され、結果的に
発熱体２０が過熱状態となり、その寿命が短くなるとい
った問題点があった。

本発明はこの問題を解決するためになされたもので、各
発熱体２０対応に冷却液１０の対流を活性化するための
対流パイプを装備している点にその特徴がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による浸漬冷却モジュールは、第１図（ａｌと（
ｂ）の原理図に示すように、各発熱体２０の上方に、当
該発熱体２０と対向する側がラッパ型に拡開された対流
パイプ１を前記発熱体２０対応に装備した構成になって
いる。なお、第１図（ａｌは発熱体２０の発熱量が規定
量以下の状態を示しており、第１図ｆｂｌは発熱体２０
が過熱時の状態を示している。

〔作　用〕

本発明による浸漬冷却モジュールは、対流パイプｌを各
発熱体２０対応に装備しているので、各発熱体２０に対
する冷却液ｌＯの対流が活性化され、発熱体２０が過熱
状態になった場合でも発熱体２０表面の気泡１０ａは第
１図（ｂｌに示すように的確に発熱体２０の表面から取
り除かれる。このように、本発明による冷却モジュール
は、発熱体２０からの発熱量の増減による影響を受けな
いので、発熱体２０の冷却効率を常に高度に保つことが
できる。

〔実　施　例〕

以下実施例図に基づいて本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す要部斜視図、第３図は
本発明に用いる主要構成部材の構造例を示す斜視図であ
るが、前記第１図、第４図、第５図と同一部分には同一
符号を付している。

第２図に示すように、本発明による浸漬冷却モジュール
は、基板１５上に搭載された各発熱体２０の上方に、当
該発熱体２０と対向する側がラッパ型に拡開された対流
パイプ１を前記発熱体２０対応に装備すると共に、発熱
体２０と対流パイプ１間の間隔を規定するスペーサ３５
を備えたパイプ取付は枠３０を装備している。なお、該
パイプ取付は枠３０は組型に形成され、前記各対流パイ
プ１の外側からも冷却液１０が循環（対流）するように
なっている。

前記対流パイプｌは第３図に示すように、ラッパ型に拡
開された鍔部２と直管型のストレート部３とによって構
成され、これら各対流パイプ１は前記パイプ取付は枠３
０の網目部分に例えば半田付は等の手段を用いて取着さ
れている。

以下本発明による浸漬冷却モジュールの動作を第１図と
第２図を用いて説明する。

■０発熱体２０から放射される熱によって冷却液１０は
沸騰し、液体１０と気泡１０ａとが混ざり合った状態と
なる。

■、この液体と気体が混ざり合った冷却液１０は周囲の
冷却液１０に比較すると比重が軽いため、対流パイプ１
内を上昇する。

■、この冷却液１０の上昇によって対流パイプＩ内に対
流が発生し、発熱体２０の中心部に付着している気泡１
０ａと冷却液１０は一諸になってどんどん上方（矢印方
向）に吸い上げられる。

■、このため、発熱体２０の中心に向かって冷却液１０
の流れが発生し、発熱体２０が過熱すればする程、この
流れは強くなり冷却性能がアンプする。従って発熱体２
０が過熱する現象も解消する。

このように、本発明による浸漬冷却モジュールは、各発
熱体２０対応に対流パイプ１を備えているので、発熱体
２０毎の対流作用が活性化され、その結果、発熱体２０
の熱による破損は著しく減少することになる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明による浸漬冷却
モジュールは、各発熱体対応に冷却液の対流作用を活性
化する対流パイプを備えているので、冷却効率を大幅に
向上し得るといった優れた工業的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）と（ｈ）は本発明の原理を示す模式的要部
側断面図、 第２図は本発明の一実施例を示す要部斜視図、第３図は
本発明に用いる主要構成部材の構造例を示す斜視図、 第４図は従来の冷却モジュールの構成を示す模式的側断
面図、 第５図（ａｌと（ｂ）は従来の冷却モジュールの動作を
説明するための模式的要部側断面図である。 図において、１は対流パイプ、 ２は鍔部、 ３はストレート部、 １０は冷却液、 １０ａは気泡、 １５は基板、 ２０は発熱体、 ３０はパイプ取付は枠、 ３５はスペーサ、 ５０は液槽、 をそれぞれ示す。 （ｂ） 不発３ハ厘ｒＷ回 第１図 ；４ミ；ｉｌ　ｅＦ４Ｌ０Ｐｌ−￥ｉ（Ｆ、、ｌ　ｒＸ
Ｊ第２図 購入Ｗガーー溝遺例の 第３図 ｅ（Ａ、’Ａレンジ四ン”ｘ−−〕ｂｓｎトＡ’／ｍコ
′第４図 （ＣＩ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ＞従
未−ンψ力Ｐモジｉ−ルめ動住鏡堅酊第３図 手続補正書□ １、　耳阿牛の２ｖ賀 暇ロ６３年１郭午願第２３１２４０号 ２、発明の名称 浸漬冷却モジュール ３、補正をする者 羽生との関係　　特許出願人 住所　神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地名称
（５２２）　　冨士通株式会社 ６、補正の対象　　　　　　図面 （ｂ） 苓亮朗の厘ＴＷ口 第　Ｉ　図 ン４；虜＝≦朗どう−ダ（二鉋イｉゴＣｚゴ第２図 購入かが一一瓜差例の 第３図 ９ｔ：ｈ　＞９ｑｙ−ｅ　＞＝−）ｂ　４ｉＡ’　ｍ第
４図 （０ン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（ｂ）便法、ンψ卵モジー−
ル／ｌ　ｔｌＪ４１鏡Ｅう９”ｂり１第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発熱体（２０）を冷媒液（１０）中に浸漬して冷却する
   浸漬冷却モジュールにおいて、 発熱体（２０）の上方に、当該発熱体（２０）と対向す
   る側がラッパ型に拡開された対流パイプ（１）を前記発
   熱体（２０）対応に装備してなることを特徴とする浸漬
   冷却モジュール。