JPH07321265A - 集積回路素子モジュールの冷却構造 - Google Patents

集積回路素子モジュールの冷却構造

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JPH07321265A
JPH07321265A JP6115409A JP11540994A JPH07321265A JP H07321265 A JPH07321265 A JP H07321265A JP 6115409 A JP6115409 A JP 6115409A JP 11540994 A JP11540994 A JP 11540994A JP H07321265 A JPH07321265 A JP H07321265A
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Japan
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integrated circuit
circuit element
duct
element module
main duct
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JP6115409A
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Masahiro Suzuki
正博 鈴木
Akihiko Fujisaki
明彦 藤▼さき▲
Jiyunichi Ishimine
潤一 石峰
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積回路素子で発生する熱を除去する集積回
路素子モジュールの冷却構造に関し、冷却性能が向上
し、しかも、全ての集積回路素子に対しても略均等に冷
却可能な集積回路素子モジュールの冷却構造を提供する
ことを目的とする。 【構成】 基板１１上に設けられ、１個以上の集積回路
素子１３,及び集積回路素子１３に接続されたヒートシ
ンク１４を備えた集積回路素子モジュール１２と、集積
回路素子モジュール１２のヒートシンク１４に接続され
た主ダクト１８と、主ダクト１８に接続され、主ダクト
１８内の冷媒を搬送する冷媒搬送装置１７とで構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路素子で発生す
る熱を除去する集積回路素子モジュールの冷却構造に関
する。
【０００２】近年、集積回路素子の実装密度が向上し、
又、集積回路素子自体の発熱量も増大している。よっ
て、従来の強制空冷方式では、対処出来なくなりつつあ
り、冷却能力の高い集積回路素子モジュールの冷却構造
が要望されている。
【０００３】
【従来の技術】次に、図面を用いて従来例を説明する。
図２３は特開昭59-202657号公報に記載された従来の集
積回路素子モジュールの冷却構造を示す部分断面斜視
図、図２４は図２３におけるA-A断面図である。
【０００４】これらの図において、１は基板、２は基板
１上に設けられ、１個以上の集積回路素子３と、積回路
素子３に接続され、多数のフィンが形成されたヒートシ
ンク４とを備えた集積回路素子モジュールである。
【０００５】基板１上には、ダクト５が設けられてい
る。このダクト５の底面５ａのヒートシンク４との対向
部には、穴６が穿設されている。７はダクト５内に空気
を送り込むファンである。
【０００６】次に、上記構成の動作を説明する。集積回
路素子３で発生した熱は、ヒートシンク４に伝熱する。
ファンより空気がダクト５内に送り込まれると、空気は
穴６を介してヒートシンク４に至り、ヒートシンク４を
冷却し、集積回路素子３の冷却が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ヒートシン
ク４のフィンの冷却性能を表す指標として、フィンと冷
媒(上記従来例では、空気)との間の熱抵抗θfa(℃/W)が
ある。
【０００８】ここで、フィンの有効面積をAf(m2)、平均
熱伝達率をh(W/m2K)とすると、 θfa = 1/(Af・h) である。
【０００９】上記構成の集積回路素子モジュールの冷却
構造においては、ダクト５の底面５ａとヒートシンク４
との間はオープンな状態である。このような構成におい
て、冷却性能を向上させるために、フィンを微細化し、
フィンの有効面積Afを大きくすると、フィンでの圧力損
失が大きくなり、フィンの中まで空気が通らなくなり、
却って平均熱伝達率hが小さくなり、冷却性能(熱抵抗θ
fa)に限界がある。
【００１０】更に、集積回路素子モジュール２がファン
７より離れた、換言すれば、下流での集積回路素子モジ
ュール２に供給される空気は、途中の集積回路素子３の
発熱により、空気温度が上がっており、冷却効率が悪く
なる。
【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、冷却性能が向上し、しかも、全ての
集積回路素子に対しても略均等に冷却可能な集積回路素
子モジュールの冷却構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は以下に示すような冷却構造を提供することにより達
成される。
【００１３】図１(a)は請求項１記載の発明の原理図で
ある。図において、１１は基板、１２は基板１１上に設
けられ、１個以上の集積回路素子１３,及び集積回路素
子１３に接続されたヒートシンク１４を備えた集積回路
素子モジュールである。
【００１４】１８は集積回路素子モジュール１２のヒー
トシンク１４接続された主ダクトである。１７は主ダク
ト１８に冷媒を供給する冷媒搬送装置である。図１(b)
は請求項２記載の発明の原理図である。図において、１
１は基板、１２は基板１１上に設けられ、１個以上の集
積回路素子１３,及び集積回路素子１３に接続されたヒ
ートシンク１４を備えた集積回路素子モジュールであ
る。
【００１５】１５は集積回路素子モジュール１２のヒー
トシンク１４近傍に設けられた主ダクトである。１６は
一端部が主ダクト１５に、他端部が集積回路素子モジュ
ール１２のヒートシンク１４に接続されたモジュール接
続用ダクトである。
【００１６】１７は主ダクト１５に冷媒を供給する冷媒
搬送装置である。請求項３記載の発明は、請求項２記載
の発明のモジュール接続用ダクトを、前記主ダクト,前
記ヒートシンクのうち少なくともどちらか一方に対して
着脱可能にしたものである。
【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１から３記
載の発明の主ダクトを、前記集積回路素子モジュールに
対して、離反/接近可能に設けたものである。請求項５
記載の発明は、請求項１から４記載の発明の主ダクト
に、前記モジュール接続用ダクトに対してアクセス可能
な穴を設けたものである。
【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１から５記
載の発明のモジュール接続用ダクトの一方の端部を前記
集積回路素子モジュールに、他方の端部を前記主ダクト
にそれぞれ固着して、基板モジュールを構成し、前記冷
媒搬送装置と前記基板モジュールの主ダクトとを柔構造
の接続ダクトを用いて接続したものである。
【００１９】請求項７記載の発明は、請求項１から６に
記載の発明の基板モジュールの主ダクト,前記冷媒搬送
装置との接続を、主ダクト側に取り付けられる柔構造の
接続ダクトと、前記冷媒搬送装置側に取り付けられ、複
数の接続ダクト又は複数の冷媒搬送装置が取付可能なヘ
ッダダクトとを用いて行うものである。
【００２０】請求項８記載の発明は、請求項１から７記
載の発明のヒートシンクの冷媒流路部分に、多数のフィ
ンを形成したものである。請求項９記載の発明は、請求
項１から８記載の発明の冷媒搬送装置から前記集積回路
素子モジュール迄の冷媒流路以外の箇所に補助冷媒搬送
装置を設けたものである。
【００２１】請求項１０記載の発明は、請求項１から９
記載の発明の各ダクトの接続部分にシール部材を設けた
ものである。請求項１１記載の発明は、請求項１から１
０記載の発明の主ダクトに、補強部材を設けたものであ
る。
【００２２】請求項１２記載の発明は、請求項１から１
１記載の発明のヒートシンクは、良熱伝導性材料からな
る板状のベースと、該ベースの上面において所定の高さ
まで突出した良熱伝導性材料からなる複数のフィンと、
該フィンの上端を覆い、それとフィン及び前記ベースと
で囲まれた冷媒流路を形成する１又は２以上のカバー
と、該カバーの上方において前記ベースと略同じ外形で
前記主ダクトに接続する上方への開口部を一端に持ち、
他端では前記冷媒流路の一端に接続し、かつ前記開口部
よりも下の部分において前記冷媒流路の他端に位置する
面で前記ベースよりも幅を狭くし、その外側に冷媒流通
溝を形成した仕切ダクトからなるヒートシンクブロック
を１又は２以上、前記冷媒流通溝が相互につながってそ
の最外側面に開口するような向きに、密に連結して構成
される。
【００２３】請求項１３記載の発明は、請求項２から１
２記載の発明のモジュール接続用ダクトの両端、及び前
記冷媒搬送装置と前記基板モジュールとを接続する前記
柔構造の接続ダクトの両端の接続部のうちの少なくとも
一箇所において、前記接続部の一方には磁力を生じる磁
力発生手段を設け、また、他方には前記磁力に吸引され
る吸引部材を設けて、前記磁力発生手段と前記吸引部材
の間の吸引力によって前記接続部の接続を維持するもの
である。
【００２４】
【作用】請求項１記載の発明の集積回路素子モジュール
の冷却構造において、冷媒搬送装置１７によって搬送さ
れる冷媒は、主ダクト１８を介して強制的にヒートシン
ク１４に供給され、集積回路素子１３の冷却が行われ
る。
【００２５】請求項２記載の発明の集積回路素子モジュ
ールの冷却構造において、主ダクト１５と集積回路素子
モジュール１２との間にモジュール接続用ダクト１６を
設けた。よって、冷媒搬送装置１７によって搬送される
冷媒は、強制的にヒートシンク１４に供給され、集積回
路素子１３の冷却が行われる。
【００２６】請求項３記載の発明の集積回路素子モジュ
ールの冷却構造において、モジュール接続用ダクトは、
主ダクト,ヒートシンクにうち少なくともどちらか一方
が着脱可能であるので、主ダクトや集積回路素子モジュ
ールの点検や交換が容易となる。
【００２７】請求項４記載の発明の集積回路素子モジュ
ールの冷却構造において、主ダクトは集積回路素子モジ
ュールに対して離反/接近可能に設けられているので、
集積回路素子モジュールの点検や交換が容易となる。
【００２８】請求項５記載の発明の集積回路素子モジュ
ールの冷却構造において、モジュール接続用ダクトにア
クセス可能な穴を形成したことにより、モジュール接続
用ダクトの接続,開放が容易となる。
【００２９】請求項６記載の発明の集積回路素子モジュ
ールの冷却構造において、冷媒搬送装置と基板モジュー
ルとの接続に柔構造の接続ダクトを用いたことにより、
冷媒搬送装置の取り外しが容易となる。
【００３０】請求項７記載の発明の集積回路素子モジュ
ールの冷却構造において、ヘッダダクトを用いて接続ダ
クト及び冷媒搬送装置の取付を行うことにより、集積回
路素子の発熱量に応じて、基板モジュール及び冷媒搬送
装置の増減を容易に行うことができる。
【００３１】請求項８記載の発明の集積回路素子モジュ
ールの冷却構造において、ヒートシンクはモジュール接
続用ダクトを介して主ダクトに接続され、冷媒搬送装置
によって搬送される冷媒は、強制的にヒートシンクに供
給され、フィンの間を通過し、大きな冷却能力を得るこ
とができる。
【００３２】又、フィン部分での圧力損失が他のダクト
での圧力損失より遙に大きくなり、各集積回路素子モジ
ュールへ略均一な冷媒が供給される。請求項９記載の発
明の集積回路素子モジュールの冷却構造において、補助
冷媒搬送装置を設けたことにより、冷却能力が向上す
る。
【００３３】請求項１０記載の発明の集積回路素子モジ
ュールの冷却構造において、シール部材を設けたことに
より、冷媒の漏洩がなくなる。請求項１１記載の発明の
集積回路素子モジュールの冷却構造において、補強部材
を設けたことにより、主ダクトの内圧が上がり変形する
ことを防止する。
【００３４】請求項１２記載の発明の集積回路素子モジ
ュールの冷却構造において、集積回路素子の数等に対応
してサイズも必要とする冷却能力も異なる個々のヒート
シンクが、１素子分等を冷却単位とする１種類の小さな
ヒートシンクブロックの集合体として構成される。
【００３５】請求項１３記載の発明の集積回路素子モジ
ュールの冷却構造において、両者を引き離すだけで接続
部分が分離され、逆に両者を接近させるだけで互いに引
き合い接続部の固定が完了する。
【００３６】
【実施例】次に図面を用いて本発明の望ましい実施例を
説明する。図２は本発明の第１の実施例の平面図、図３
は図２における左側面断面図である。
【００３７】これらの図において、２１は基板、２２は
基板上に複数設けられ、１個以上の集積回路素子２３,
及び集積回路素子２３に接続されたヒートシンク２４を
備えた集積回路素子モジュールである。
【００３８】２５は各集積回路素子モジュール２２のヒ
ートシンク２４近傍に設けられた主ダクトである。２６
は一端部が主ダクト２５に、他端部が各集積回路素子モ
ジュール２２のヒートシンク２４に接続されたモジュー
ル接続用ダクトである。
【００３９】２７は主ダクト２５に冷媒としての空気を
送り込む冷媒搬送装置としてのファンである。次に、ヒ
ートシンク２４の構造を図４を用いて説明を行う。図４
はヒートシンクの説明する図で、(a)は正面断面図、(b)
は(a)におけるB-B断面図である。ヒートシンク２４は、
集積回路素子２３上に設けられるベース２９と、このベ
ース２９と間隔をもって配設され、中央部に穴３０ａが
形成されたカバー３０と、これらベース２９とカバー３
０間に、中央部から外側に向かって放射状に形成された
フィン２８とから構成されている。
【００４０】尚、本実施例においては、ヒートシンク２
４での圧力損失総和(ΔP)を下記のような条件のどちら
か一方で設定した。 例えば、□70×30(mm)のサイズのヒートシンクの場
合、 ΔP(mmH2O) ≧ 10V2 V:ファン２７の吐出風量(m3/min) (例えば、V=1m3/minの時、ΔPは10mmH2O以上) ヒートシンク２４での圧力損失が装置全体の圧力損
失の少なくとも25%以上とする。
【００４１】次に、上記構成の動作を説明する。各集積
回路素子モジュール２２の集積回路素子２３で発生する
熱は、ヒートシンク２４に伝熱される。ここで、吸込み
ファン２７を駆動すると、空気が主ダクト２５内に搬送
され、各モジュール接続用ダクト２６を介して、各集積
回路素子モジュール２２のヒートシンク２４に供給され
る。ヒートシンク２４に供給された空気は、カバー３０
の穴３０ａを通って、各フィン２８間に形成された冷媒
流路を通り、放射状に外部へ抜けて行く。この時、熱交
換が行われ、ヒートシンクの冷却がなされる。
【００４２】このような構成によれば、主ダクト２５と
集積回路素子モジュール２２との間にモジュール接続用
ダクト２６を設けたことにより、吸込みファン２７によ
って搬送される空気は、強制的にヒートシンク２４に供
給され、フィン２８の間を通過し、大きな冷却能力を得
ることができる。
【００４３】又、前述の又はの条件で設定したよう
に、フィン２８部分での圧力損失が他のダクトでの圧力
損失より遙に大きくなり、各集積回路素子モジュールへ
略均一な空気が供給される。
【００４４】図５はヒートシンクの他の実施例を説明す
る図で、(a)は正面断面図、(b)は(a)におけるB-B断面図
である。図において、ヒートシンク３１は、３つの側面
を有したベース３２とベース３２の天面に設けられ、穴
３３ａを有したカバー３３とを有し、これらベース３２
とカバー３３間に平行なフィン３４が形成されている。
この様な構成のヒートシンク３１を用いても、上記実施
例のヒートシンク２４と同様な効果を得ることができ
る。
【００４５】又、ファン２７は主ダクト２５に空気を送
り込むものであるが、逆に図６に示すように、主ダクト
２５から空気を抜き取るように駆動してもよい。この場
合、冷媒としての空気は、ヒートシンク２４回りからヒ
ートシンク２４内に入り、モジュール接続用ダクト２
６,主ダクト２５を介してファン２７より抜かれる。
【００４６】次に、図７を用いて本発明の第２の実施例
を説明する。本実施例と第１の実施例との相違点は、モ
ジュール接続用ダクトの構造である。よって、第１の実
施例と同一部分には、同一符号を付し、それらの説明は
省略する。本実施例のモジュール接続用ダクト４０は、
柔構造としてベローズを用い、一端部は主ダクト２５に
固着され、他端部はヒートシンク２４上に設けられたロ
ック機構４１によって、着脱可能となっている。
【００４７】このような構成によれば、第１の実施例の
効果に加えて、主ダクト２５や集積回路素子モジュール
２２の点検や交換が容易となる。尚、上記実施例では、
モジュール接続用ダクト４０は主ダクト２５に対して固
着、ヒートシンク２４に対して着脱可能としたが、逆
に、主ダクト２５に対して着脱可能、ヒートシンク２４
に対して固着としてもよいし、更に、主ダクト２５及び
ヒートシンク２４両方に対して着脱可能としてもよい。
【００４８】次に、図８を用いて、本発明の第３の実施
例を説明する。本実施例と第２の実施例との相違点は、
主ダクト４５の構造である。よって、第２の実施例と同
一部分には、同一符号を付し、それらの説明は省略す
る。
【００４９】本実施例の主ダクト４５及び主ダクト４５
に接続されているファン２７は、シャフト４６を中心に
回転可能に設けられ、集積回路素子モジュール２２に対
して離反/接近可能な構造となっている。
【００５０】上記構成によれば、第１及び第２の実施例
の効果に加え、主ダクト４５を実線位置に退避させるこ
とで、集積回路素子モジュール２２の点検や交換が容易
となる。
【００５１】次に、図９を用いて本発明の第４の実施例
を説明する。本実施例と第３の実施例との相違点は、主
ダクト５０の構造である。よって、第３の実施例と同一
部分には、同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５２】主ダクト５０には、各モジュール接続用ダ
クト４０にアクセス可能な穴５０ａが形成されている。
上記構成によれば、第１から第３の実施例の効果に加
え、穴５０ａを設けたことにより、モジュール接続用ダ
クトの着脱を行うロック装置４１の操作を行うことがで
き、モジュール接続用ダクトの接続,開放が容易とな
る。
【００５３】次に、図１０及び図１１を用いて本発明の
第５の実施例を説明する。図１０は本発明の第５の実施
例の平面図、図１１は図１０における左側面図である。
本実施例と第１の実施例との相違点は、主ダクト６０の
構造である。よって、第１の実施例と同一部分には、同
一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５４】本実施例の主ダクト６０は、取付ブラケッ
ト６３を用いて基板２１に固着され、基板２１,集積回
路素子モジュール２２及び主ダクト６０は一体化され、
基板モジュール６１が形成されている。
【００５５】更に、主ダクト６０とファンとは、一端部
が主ダクト６０に固着された柔構造のベローズ状の接続
ダクト６２を用いてなされる。上記構成によれば、第１
の実施例の効果に加え、ファンの取り外しが容易とな
る。
【００５６】次に、図１２を用いて本発明の第６の実施
例を説明する。本実施例と第５の実施例との相違点は、
ヘッダダクト７０を設けた点である。よって、第５の実
施例と同一部分には、同一符号を付し、それらの説明は
省略する。
【００５７】図において、主ダクト６０とファン２７と
の接続はヘッダダクト７０を介して行われる。ヘッダダ
クト７０には、ファン２７側と主ダクト６０側とにそれ
ぞれ１つ又は２つ以上の接続用の穴７０ａが形成されて
いる。
【００５８】そして、接続されない穴７０ａは、封止板
７１を用いて、封鎖されている。上記構成によれば、第
５の実施例に効果に加え、集積回路素子の発熱量に応じ
て、基板モジュール６１及びファン２７の増減を容易に
行うことができる。
【００５９】次に、図１３を用いて本発明の第７の実施
例を説明する。本実施例と第１の実施例との相違点は、
補助冷媒搬送装置を設けた点である。よって、第１の実
施例と同一部分には、同一符号を付し、それらの説明は
省略する。
【００６０】図において、８０は、ファン２７から集積
回路素子モジュール２２迄の冷媒流路以外の場所に設け
られ、装置内の空気を装置外へ排出する冷媒搬送補助装
置としての補助ファンである。
【００６１】上記構成によれば、第１の実施例の効果に
加え、集積回路素子モジュール２２で熱交換された空気
を強制的に外部に排出することにより、ファン２７から
集積回路素子モジュール２２迄の冷媒流路での流速が上
がり、ファン２７が主ダクト２５へ供給する空気の量が
アップし、冷却能力が上がる。
【００６２】尚、上記実施例でのファン２７は、主ダク
ト２５に空気を送り込み、補助ファン８０は装置内の空
気を装置外へ排出するタイプであったが、逆にファン２
７が主ダクト２５から空気を抜き取るように駆動する際
には、図１４に示すように補助ファン８０は装置内に空
気を送り込むように駆動すればよい。
【００６３】次に、図１５を用いて本発明の第８の実施
例を説明する。図８(a)において、９０は今まで説明を
行った第１から第７の実施例での各ダクト、９１はダク
ト９０が接続される例えば、ファンや集積回路素子モジ
ュール等のダクト被接続体である。
【００６４】ダクト９０のフランジ９０ａは、ダクト被
接続体９１のフランジ９１ａにねじ９２で取り付けられ
る取付金具９３を用いて接続されるが、この時、フラン
ジ９１ａ,９０ａ間に弾性のシール部材９４(パッキン)
を介在させている。
【００６５】上記構成によれば、ダクト接続部における
空気(冷媒)の漏洩がなくなり、冷却効率が向上する。更
に、上記実施例では、ねじ９２を用いてフランジ同士を
固着するようにしたが、図８(b)に示すように、フラン
ジ９０ａとフランジ９１ａの少なくとも一方の設けられ
た磁力発生手段である磁石片９５と、相対するフランジ
の吸引部材にあたる鉄,フェライト等の磁性材料からな
る面９６との間の磁力による吸引力を用いて固定するこ
ともできる。
【００６６】このような構成によれば、両者を引き離す
だけで接続部が分離され、逆に両者を接近させるだけで
互いに引き合い、接続部の固定が完了するため、接続部
の脱着が確実かつ容易に行なえるようになる。尚、磁性
材料からなる面９６は、それ自身が磁石であってもよ
い。
【００６７】次に、図１６を用いて本発明の第９の実施
例を説明する。図において、１００は今まで説明を行っ
た第１から第７の実施例での主ダクトである。この主ダ
クト１００は、金属や樹脂の薄板を加工して作られる
が、所定の箇所には、補強部材としてリブ１０１を設け
た。
【００６８】上記構成によれば、リブ１０１を設けたこ
とにより主ダクト１００の内圧が上がった際に、主ダク
ト１００が変形することを防止できる。次に、図１７及
び図１８を用いて本発明の第１０の実施例を説明する。
図１７は本実施例のヒートシンクの図で(a)は上面部分
断面図、(b)は(a)における正面部分断面図、図１８は図
１７におけるヒートシンクブロックの斜視図である。
【００６９】図において、ヒートシンク１１０は、４つ
の同じヒートシンクブロック１１１を連結して構成され
ている。ヒートシンクブロック１１１は、銅,アルミニ
ウム等の良熱伝導性材料からなる複数の並行平板フィン
１１３と、フィン１１３の上端を覆い、それとフィン１
１３及びベース１１２とで囲まれた冷媒流路１１６を形
成するカバー１１４と、カバー１１４の上方においてベ
ース１１２と略同じ外形で主ダクト１５(又は４５,５
０,６０,１００)に接続する上方への開口部１１７を一
端に持ち、他端では冷媒流路１１６の一端に接続し、か
つ開口部１１７よりも下の部分において、冷媒流路１１
６の他端に位置する面１１８でベース１１２よりも幅を
狭くしてその外側に冷媒流通路１１９を形成した仕切り
ダクト１１５とからなっている。
【００７０】各ヒートシンクブロック１１１は、各冷媒
流通溝１１９が相互につながって、ヒートシンク１１０
の外側面に開口する冷媒流通経路を形成するような向き
に配置されている。尚、各ベース１１２の下面では、集
積回路素子２３と直接または間接に熱的に接続される。
【００７１】このような構成によれば、集積回路素子２
３の数等に対応してサイズも必要とする冷却能力も異な
るヒートシンクを、一素子分を冷却単位とする一種類の
ヒートシンクブロックのみで構成することがで可能とな
り、部品種類の削減とコスト低減が図れる。
【００７２】また、各冷媒流路１１６の長さがヒートシ
ンク１１０全体の長さに比べて短くなるので、同じ圧力
損失に対してフィン１１３間の隙間をより微細にでき
る。フィン１１３の表面から冷媒への熱伝達率は、この
隙間の寸法におおむね反比例して向上するため、冷却性
能の向上とフィン１１３の小型化が同時に可能となる。
【００７３】また、冷媒流路１１６の長さの短縮によ
り、冷媒流路１１６内での冷媒温度上昇による各集積回
路素子２３の今度ばらつきが緩和されるため、冷媒流量
の低減も可能である。
【００７４】更に、各ヒートシンクブロック１１１は、
主ダクト２５(または４５,５０,６０,１００)に対して
全て並列に接続される構成となるが。各ヒートシンクブ
ロック１１１の流体抵抗が等しいため、冷媒は各ヒート
シンクブロック１１１へ略等分配される。従って、各ヒ
ートシンク１１０を主ダクト２５(または４５,５０,６
０,１００)に対して並列に接続するだけで、適切な冷媒
分配を得ることができる。
【００７５】又、冷媒流通溝１１９が各ヒートシンクブ
ロック１１１の側面に沿って形成されるため、ヒートシ
ンクブロック１１１間での冷媒流通経路の形成,接続に
関する自由度が高まる。例えば、図１７では同一方向に
ヒートシンクブロック１１１を並べたが、図１９に示す
ように互いに向い合せとなるように配置することも可能
であり、この場合、冷媒流通経路１２１の幅が図１７に
対して２倍となるため、この経路での圧力損失が大幅に
低減できる。更に、ベース１１２の底面が正方形であれ
ば、縦横の配置を適宜組合せることも可能となる。
【００７６】図２０は4×4のブロック構成のヒートシン
ク１２０におけるヒートシンクブロック１１１の配置の
一例を示す上面図であり、斜線部分が各冷媒流通溝１１
９から形成された冷媒流通経路の配置を示している。こ
のような配置をとることにより、ヒートシンク１１０の
内側のヒートシンクブロック１１１から冷媒流通経路を
広くとることができ、その圧損が抑えられるため、各ヒ
ートシンクブロック１１１間の冷媒流量のばらつきが一
層低減され、より均一な冷却が可能となる。
【００７７】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。以下その一例を述
べる。まずヒートシンクブロックは、上記実施例の形状
に限定されるものではなく、種々の形態をとれる。例え
ば、図２１は、相対する２つの側面に冷媒流通溝１３６
を形成するように、フィン１３３と２つのカバー１３４
と仕切りダクト１３５を設けたヒートシンクブロック１
３１を示している。この場合、冷媒流路は各カバー１３
３の下側にそれぞれ短縮することが可能である。図２２
は、ヒートシンクブロック１３１を用いた4×4ブロック
構成のヒートシンク１３０の一例を示す上面図であり、
斜線部分が各冷媒流通溝１３６から形成された冷媒流通
経路の配置を示している。
【００７８】また、フィンについても、上記のような並
行平板フィンの他、ピン状のフィンや、冷媒がその中を
流通できる多孔質状の部材等によっても上記実施例と全
く同様な効果を得ることが可能である。
【００７９】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、冷媒搬送装置によって搬送される冷媒は、主
ダクトを介して強制的にヒートシンクに供給され、集積
回路素子１３の冷却が行われることにより、冷却性能が
向上する。
【００８０】請求項２記載の発明によれば、主ダクトと
集積回路素子モジュールとの間にモジュール接続用ダク
トを設けたことにより、冷媒搬送装置によって搬送され
る冷媒は、強制的にヒートシンクに供給され、集積回路
素子の冷却が行われることにより、冷却性能が向上す
る。
【００８１】請求項３記載の発明によれば、モジュール
接続用ダクトは、主ダクト,ヒートシンクにうち少なく
ともどちらか一方が着脱可能であるので、主ダクトや集
積回路素子モジュールの点検や交換が容易となる。
【００８２】請求項４記載の発明によれば、主ダクトは
集積回路素子モジュールに対して離反/接近可能に設け
られているので、集積回路素子モジュールの点検や交換
が容易となる。
【００８３】請求項５記載の発明によれば、モジュール
接続用ダクトにアクセス可能な穴を形成したことによ
り、モジュール接続用ダクトの接続,開放が容易とな
る。請求項６記載の発明によれば、冷媒搬送装置と基板
モジュールとの接続に柔構造の接続ダクトを用いたこと
により、冷媒搬送装置の取り外しが容易となる。
【００８４】請求項７記載の発明によれば、ヘッダダク
トを用いて接続ダクト及び冷媒搬送装置の取付を行うこ
とにより、集積回路素子の発熱量に応じて、基板モジュ
ール及び冷媒搬送装置の増減を容易に行うことができ
る。
【００８５】請求項８記載の発明によれば、ヒートシン
クはモジュール接続用ダクトを介して主ダクトに接続さ
れ、冷媒搬送装置によって搬送される冷媒は、強制的に
ヒートシンクに供給され、フィンの間を通過し、大きな
冷却能力を得ることができる。
【００８６】又、フィン部分での圧力損失が他のダクト
での圧力損失より遙に大きくなり、各集積回路素子モジ
ュールへ略均一な冷媒が供給される。請求項９記載の発
明によれば、補助冷媒搬送装置を設けたことにより、冷
却能力が向上する。
【００８７】請求項１０記載の発明によれば、シール部
材を設けたことにより、冷媒の漏洩がなくなる。請求項
１１記載の発明によれば、補強部材を設けたことによ
り、主ダクトの内圧が上がり変形することを防止でき
る。
【００８８】請求項１２記載の発明によれば、ヒートシ
ンクの部品種類の削減とコスト低減が図れ、かつ、冷却
性能の向上とフィンの小型化と、冷媒流量の低減が同時
に可能となる。また、各ヒートシンクへの適切な冷媒分
配を容易に得ることができる。
【００８９】請求項１３記載の発明によれば、接続部の
脱着が確実かつ容易に行なえるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の原理図である。
【図２】本発明の第１の実施例の平面図である。
【図３】図２における左側面断面図である。
【図４】図２におけるヒートシンクを説明する図で、
(a)は正面断面図、(b)は(a)におけるB-B断面図である。
【図５】ヒートシンクの他の実施例を説明する図で、
(a)は正面断面図、(b)は(a)におけるB-B断面図である。
【図６】図２におけるファンの他の実施例を説明する図
である。
【図７】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図８】本発明の第３の実施例を説明する図である。
【図９】本発明の第４の実施例を説明する図である。
【図１０】本発明の第５の実施例の平面図である。
【図１１】図１０における左側面断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施例を説明する図である。
【図１３】本発明の第７の実施例を説明する図である。
【図１４】図１３における補助ファンの他の実施例を説
明する図である。
【図１５】本発明の第８の実施例を説明する図である。
【図１６】本発明の第９の実施例を説明する図である。
【図１７】本発明の第１０の実施例のヒートシンクの図
で(a)は上面部分断面図、(b)は(a)における正面部分断
面図である。
【図１８】図１７におけるヒートシンクブロックの斜視
図である。
【図１９】第１０の実施例におけるヒートシンクブロッ
クの他の配置例を説明する図である。
【図２０】図１７に示すヒートシンクブロックの一配列
例を示す図である。
【図２１】ヒートシンクブロックの他の実施例を説明す
る図である。
【図２２】図２１に示すヒートシンクブロックの一配列
例を示す図である。
【図２３】特開昭59-202657号公報に記載された従来の
集積回路素子モジュールの冷却構造を示す部分断面斜視
図である。
【図２４】図２３におけるA-A断面図である。
【符号の説明】
１１ 基板 １２ 集積回路素子モジュール １３ 集積回路素子 １４ ヒートシンク １５,１８ 主ダクト １６ モジュール接続用ダクト １７ 冷媒搬送装置

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板（１１）上に設けられ、１個以上の
    集積回路素子（１３）,及びヒートシンク（１４）を備
    えた集積回路素子モジュール（１２）と、 該集積回路素子モジュール（１２）のヒートシンク（１
    ４）に接続された主ダクト（１８）と、 該主ダクト（１８）に接続され、前記主ダクト（１８）
    内の冷媒を搬送する冷媒搬送装置（１７）と、からなる
    ことを特徴とする集積回路素子モジュールの冷却構造。
  2. 【請求項２】 基板（１１）上に設けられ、１個以上の
    集積回路素子（１３）,及びヒートシンク（１４）を備
    えた集積回路素子モジュール（１２）と、 該集積回路素子モジュール（１２）のヒートシンク（１
    ４）近傍に設けられた主ダクト（１５）と、 一端部が前記主ダクト（１５）に、他端部が前記集積回
    路素子モジュール（１２）のヒートシンク（１４）に接
    続されたモジュール接続用ダクト（１６）と、 前記主ダクト（１５）に接続され、前記主ダクト（１
    ５）内の冷媒を搬送する冷媒搬送装置（１７）と、から
    なることを特徴とする集積回路素子モジュールの冷却構
    造。
  3. 【請求項３】 前記モジュール接続用ダクトは、前記主
    ダクト,前記ヒートシンクのうち少なくともどちらか一
    方に対して着脱可能であることを特徴とする請求項２記
    載の集積回路素子モジュールの冷却構造。
  4. 【請求項４】 前記主ダクトは、前記集積回路素子モジ
    ュールに対して、離反/接近可能に設けられていること
    を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の集積回
    路素子モジュールの冷却構造。
  5. 【請求項５】 前記主ダクトに、前記モジュール接続用
    ダクトに対してアクセス可能な穴を設けたことを特徴と
    する請求項１乃至４のいずれかに記載の集積回路素子モ
    ジュールの冷却構造。
  6. 【請求項６】 前記モジュール接続用ダクトの一方の端
    部を前記集積回路素子モジュールに、他方の端部を前記
    主ダクトにそれぞれ固着し、基板モジュールを構成し、 前記冷媒搬送装置と前記基板モジュールの主ダクトとの
    接続は、柔構造の接続ダクトを用いて接続したことを特
    徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の集積回路素
    子モジュールの冷却構造。
  7. 【請求項７】 前記基板モジュールの主ダクト,前記冷
    媒搬送装置の接続は、主ダクト側に取り付けられる柔構
    造の接続ダクトと、前記冷媒搬送装置側に取り付けら
    れ、複数の接続ダクト又は複数の冷媒搬送装置が取付可
    能なヘッダダクトとを用いて行うことを特徴とする請求
    項１乃至６のいずれかに記載の集積回路素子モジュール
    の冷却構造。
  8. 【請求項８】 前記ヒートシンクの冷媒流路部分には、
    多数のフィンが形成されていることを特徴とする請求項
    １乃至７のいずれかに記載記載の集積回路素子モジュー
    ルの冷却構造。
  9. 【請求項９】 前記冷媒搬送装置から前記集積回路素子
    モジュール迄の冷媒流路以外の箇所に補助冷媒搬送装置
    を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに
    記載の集積回路素子モジュールの冷却構造。
  10. 【請求項１０】 前記各ダクトの接続部分にシール部材
    を設けたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに
    記載の集積回路素子モジュールの冷却構造。
  11. 【請求項１１】 前記主ダクトに、補強部材を設けたこ
    とを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の集
    積回路素子モジュールの冷却構造。
  12. 【請求項１２】 前記ヒートシンクは、 良熱伝導性材料からなる板状のベースと、 該ベースの上面において所定の高さまで突出した良熱伝
    導性材料からなる複数のフィンと、 該フィンの上端を覆い、それとフィン及び前記ベースと
    で囲まれた冷媒流路を形成する１又は２以上のカバー
    と、 該カバーの上方において前記ベースと略同じ外形で前記
    主ダクトに接続する上方への開口部を一端に持ち、他端
    では前記冷媒流路の一端に接続し、かつ前記開口部より
    も下の部分において前記冷媒流路の他端に位置する面で
    前記ベースよりも幅を狭くし、その外側に冷媒流通溝を
    形成した仕切ダクトと、からなるヒートシンクブロック
    を１又は２以上、前記冷媒流通溝が相互につながってそ
    の最外側面に開口するような向きに、密に連結して構成
    されたものであることを特徴とする請求項１乃至１１の
    いずれかに記載の集積回路素子モジュールの冷却構造。
  13. 【請求項１３】 前記モジュール接続用ダクトの両端、
    及び前記冷媒搬送装置と前記基板モジュールとを接続す
    る前記柔構造の接続ダクトの両端の接続部のうちの少な
    くとも一箇所において、前記接続部の一方には磁力を生
    じる磁力発生手段を設け、また、他方には前記磁力に吸
    引される吸引部材を設けて、前記磁力発生手段と前記吸
    引部材の間の吸引力によって前記接続部の接続を維持す
    ることを特徴とする請求項２乃至１３のいずれかに記載
    の集積回路素子モジュールの冷却構造。
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