微細ウィック構造を有するＣＰＬ冷却装置の蒸発器
【課題】 微細ウィック構造を有するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を提供する。
【解決手段】 ＣＰＬ冷却装置の蒸発器は、凝縮器から流し入れられる冷媒を貯蔵うる冷媒貯蔵部４２と、冷媒の気化を通じて発熱体Ｈの冷却が行われる冷却部４６と、冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に毛細管力による冷媒の移送が行われるチャンネル領域４４を形成するように結合された上部構造物５０及び下部構造物３８とを有している平板型であることを特徴とする。この時、下部構造物３８は、基板として使われる第１下部構造物４０及びその縁部上に形成された第２下部構造物５１から構成されている。
【解決手段】 ＣＰＬ冷却装置の蒸発器は、凝縮器から流し入れられる冷媒を貯蔵うる冷媒貯蔵部４２と、冷媒の気化を通じて発熱体Ｈの冷却が行われる冷却部４６と、冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に毛細管力による冷媒の移送が行われるチャンネル領域４４を形成するように結合された上部構造物５０及び下部構造物３８とを有している平板型であることを特徴とする。この時、下部構造物３８は、基板として使われる第１下部構造物４０及びその縁部上に形成された第２下部構造物５１から構成されている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却装置の蒸発器に係り、より詳細には、微細ウィック構造を有するＣＰＬ冷却装置の蒸発器に関する。
【０００２】
【従来の技術】チップを構成する半導体素子を駆動するのに必要な電力は微少であるにもかかわらず、単位チップを構成する半導体素子の数、すなわち、チップの集積度が高くいために、チップの単位面積当りの発熱量が増加しチップの表面温度が高くなる。このようにチップの表面温度が高くなれば、チップの信頼性が低下して寿命も短くなって、結局半導体装置の信頼性及び寿命が低下する。これにより、チップ冷却のための多様な方法が提示されているが、そのうちの一つが、微細構造で冷媒を循環させるための駆動力の一部として冷媒の表面張力を利用するＣＰＬ（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｐｕｍｐｅｄ Ｌｏｏｐ）を用いた方法である。ＣＰＬは、発熱体と接触して発熱体から熱を吸収する蒸発器と蒸発された気体を凝縮するための凝縮器と前記二つの要素の間に連結される液体管及び気体管とから構成されている。蒸発器で発生した気体は、凝縮器の気体より温度及び圧力が高い。したがって、自然的に蒸発器で発生した気体は、凝縮器に流れる。前記気体は、凝縮器で凝縮されて液体となる。前記液体は、微細ウィック構造を有する液体管及び蒸発器で引き起こされる毛細管力により再び蒸発器に流し入れられて発熱体を冷却する冷媒として使われる。ＣＰＬの冷却性能を左右する要因は、サイクルをなす各部分の構造と関係があるが、そのうちでも発熱体から熱を吸収し、凝縮器から凝縮された液体をポンピングする役割をする蒸発器の構造がより重要な役割を担うといえる。蒸発器を設計する際に考慮せねばならない点は、発熱体の熱を吸収する過程で蒸発された気体を蒸発器から凝縮器に移送するための適切な吐出構造と、ドライアウト（蒸発器の表面で液体の流れが切れて表面がかわく現象）なしに凝縮器で凝縮された液体を蒸発器に流入させるための微細構造とである。蒸発器で蒸発された気体の吐出と凝縮器から蒸発器への液体流入とが均衡を有して行われる場合、安定的に高度の性能を発揮できるＣＰＬ冷却装置の蒸発器が得られるが、現在のＣＰＬ冷却装置の蒸発器はこの条件を満たしていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、前記問題点を改善するためのものであって、蒸発された気体の吐出と冷媒の供給との間に均衡を保ち、安定的でしかも冷却効率を高めうるＣＰＬ冷却装置の蒸発器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題を達成するために、本発明は、凝縮器と、冷媒の相変化を通じて発熱体を冷却させる蒸発器とを備えているＣＰＬ冷却装置において、前記蒸発器は、前記凝縮器から流し入れられる冷媒を貯蔵しつつ上部空間に前記流し入れられる冷媒に含まれた非凝縮ガスを集める冷媒貯蔵部と、前記冷媒の気化を通じて前記発熱体の冷却が行われる冷却部と、前記冷媒貯蔵部から前記冷却部に毛細管力による前記冷媒の移送が行われるチャンネル領域を形成するように結合された上部及び下部構造物とを有している平板型とされていることを特徴とするＣＰＬ冷却装置の蒸発器を提供する。
【０００５】前記下部構造物は、基板として使われる第１下部構造物と、前記第１下部構造物の縁部上に形成されて前記上部構造物との間に前記凝縮器の冷媒流出口と連結される冷媒流入口及び前記凝縮器の蒸気流入口と連結される蒸気排出口を形成する第２下部構造物とから構成されている。
【０００６】前記チャンネル領域は、前記冷媒貯蔵部及び前記冷却部の間に形成されるとともに、一部領域が前記冷却部と前記第２下部構造物との間に延在形成されている。
【０００７】前記冷媒貯蔵部、前記チャンネル領域、及び前記冷却部は、少なくとも一つ以上のパターン領域から構成されている。
【０００８】前記冷却部は、二つのパターン領域を具備している。すなわち、発熱部位に対応する領域に所定のパターン（以下、発熱部位パターン領域という）を具備し、前記チャンネル領域と前記発熱部位パターン領域との間に前記発熱部位パターン領域を完全に取り囲む他のパターン領域を具備している。前記他のパターン領域は、少なくとも二つの相異なるパターンが形成された領域を有していることが望ましい。
【０００９】前記冷媒貯蔵部、前記チャンネル領域または前記冷却部の底部の少なくともいずれか一領域には、凝縮器または隣の領域から流し入れられる冷媒を前記冷却部またはその中央に向かって異方的または等方的に流させる複数のパターンが形成されている。この時、前記冷媒を異方的に流させる複数のパターンの各々は、所定の高さを有し、その平面の形状が前記冷媒の流れ方向に所定の長さを有する所定の幾何学的形状を有している。前記複数のパターンの各々の高さは、隣のパターン領域に形成されたパターンより高いかまたは低くなっている。
【００１０】前記冷却部を構成するパターン領域のうちいずれか一パターン領域には、隣のパターン領域から流し入れられる冷媒を前記冷却部の中心に流させると同時に自体のパターン領域全体に等方的に流させる複数のパターンが配設されている。
【００１１】前記冷却部の中央には、隣のパターン領域から流し入れられる冷媒を自体の全領域に均一かつ速く流させると同時に発熱体からの高熱を垂直方向に伝達するための複数のパターンが配設されている。この時、前記複数のパターンは、各々所定の高さを有する多様な幾何学的形態であり、端部から前記冷却部の中心にいくほどその直径は小さくなり、高さは高くなるように配設されていることが望ましい。
【００１２】本発明の他の実施形態によれば、前記下部構造物は、前記上部構造物と共に前記冷媒貯蔵部をなす一方、前記凝縮器の冷媒流出口と連結される冷媒流入口を形成する第１セグメントと、前記上部構造物の前記チャンネル領域を形成する面と向かい合う一方、前記冷媒が漏れないように一の側を前記第１セグメントに密着させた第２セグメントと、前記上部構造物と共に前記冷却部をなす一方、前記凝縮器の蒸気流入口と連結される蒸気排出口を形成して前記冷媒が漏れないように前記第２セグメントの他の側と接着された第３セグメントとから構成されている。
【００１３】この時、前記第１セグメントと第２セグメントとの間及び／または第２セグメントと第３セグメントとの間に段差が存在している。
【００１４】前記第２セグメントと前記上部構造物の前記チャンネル領域を形成する面との間には、前記冷却部に向けて前記冷媒貯蔵部に流し入れられる冷媒をポンピングするためのポンピング手段が、前記チャンネル領域に充填されるようにして設けられている。前記ポンピング手段は、多孔性部材であることが望ましいが、多孔性部材と前記第２セグメントの一部領域上に形成されたパターンから構成されていることもある。この時、前記パターンは、前記冷媒貯蔵部に流し入れられる冷媒または前記多孔性部材を通じて流し入れられる冷媒に対して毛細管力が作用し得るように形成されていることが望ましい。
【００１５】前記チャンネル領域の一部領域が前記冷却部と前記第３セグメントの垂直な部分との間に延在形成されている。また、前記チャンネル領域の他の一部領域が前記冷媒貯蔵部と前記第１セグメントの垂直な部分との間に延在形成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器を、添付した図面を参照して詳細に説明する。ここで、図面に示された層や領域の厚さは、明確に示す目的で誇張されて示されている。図１は、蒸発器の下部構造物に関する平面図である。図２は、図１を２−２´線に沿って切断した断面図であって、上部構造物と共に示す断面図である。
【００１７】図１を参照すれば、蒸発器の下部構造物３８は、第１及び第２下部構造物４０、５１から構成されている。第１下部構造物４０は、その表面に沿って冷媒が流れ、裏面に発熱体が接触させられる基板を示す。以下、第１下部構造物４０を基板４０という。第２下部構造物５１は、基板４０の縁部に沿って形成されている。第２下部構造物５１により基板４０の内側領域Ａが、境界が定められて形成されている。基板４０の内側領域Ａは、第２下部構造物５１の一方側に形成された冷媒流入口Ａ１を通じて凝縮器（図示せず）から流し入れられる冷媒に接触させられる。以下、基板４０の内側領域Ａを冷媒接触部Ａという。冷媒接触部Ａは、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６から構成されている。これら各部及び領域の底部に冷媒の流れのために所定のパターンが形成されている。冷媒貯蔵部４２は、冷媒流入口Ａ１を通じて凝縮器から流し入れられる冷媒が貯蔵される領域であり、チャンネル領域４４は、毛細管力により冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に冷媒のポンピングが行われる領域であって、冷媒の流れがある領域であり、冷却部４６は、チャンネル領域４４を通じて供給された冷媒が発熱体Ｈの熱を吸収して相変化する領域、例えば、冷媒が水の場合には、水が発熱体の熱を吸収して気化される領域であって、発熱体を冷却する領域である。
【００１８】一方、冷却部４６で発熱体から伝えられる熱により冷媒が気化（蒸発）されることを考慮すれば、冷却部４６を蒸発部ということもできる。
【００１９】冷却部４６で相変化した（気化した）冷媒は、蒸気排出口Ａ２を通じて凝縮器（図示せず）に排出される。冷媒流入口Ａ１及び蒸気排出口Ａ２は、冷媒の流れに追って直列に設けられていて冷却部４６で発生する蒸気と凝縮された冷媒との逆流を防止するだけでなく、高温の蒸気排出口Ａ２と冷媒流入口との熱伝逹を最大限防止できる。
【００２０】冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６は、一列かつ連続的に形成されており、冷媒接触部Ａは、一つの基板４０に形成された一領域であるため、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６は、一体化した一つのユニットと見なすことができる。
【００２１】冷媒貯蔵部４２と冷却部４６及びチャンネル領域４４は、各部または領域の役割によって区分したものであるが、図２で分かるように冷媒が冷媒貯蔵部４２からチャンネル領域４４を経て冷却部４６に連続して流れるように基板４０を通じて一つに連結されている。
【００２２】図２及び図３を参照すれば、蒸発器の冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６などの３次元的な領域は、上部構造物５０と下部構造物３８とにより境界が定められていることが分かる。そして上部構造物５０と下部構造物３８とを有している蒸発器は、平板型とされていることが分かる。
【００２３】冷媒接触部Ａは、チャンネル領域４４を中心に冷媒貯蔵部４２と冷却部４６とに分けられている。チャンネル領域４４は、冷却部４６の上側及び下側と第２下部構造物５１との間に延在形成されている。したがって、チャンネル領域４４は、コ字形になり、冷却部４６は、コ字形のチャンネル領域４４と第２下部構造物５１とにより取り囲まれた形になる。このような形のチャンネル領域４４は、冷媒を冷媒貯蔵部４２から冷却部４６の全領域に均一かつ連続的に流させるためのものである。すなわち、一方向から冷却部４６に冷媒を供給することではなく、四方から冷却部４６に冷媒を供給するためのものである。このようにして、冷却部４６全体または一部領域が瞬時にドライアウトされることを防止できる。このような目的を達成できるならば、チャンネル領域４４は、コ字形以外の他の形であってもよい。例えば、図４に示すように、チャンネル領域４４は、冷媒接触部Ａの上辺と下辺とを連結して冷媒接触部Ａを冷媒貯蔵部と冷却部とに両分する直線形態とすることもできる。また、図５に示すように冷却部４６の全体を取り囲むロ字形のチャンネル領域４４を備えることもできる。この時、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６の各領域は、必要に応じて調節できる。かくして、この場合には、冷却部４６に、より多くの冷媒が供給されるよう冷媒貯蔵部４２と発熱体Ｈに対応する第１冷却部４６ａとの間のチャンネル領域４４の幅を狭くするか、またはチャンネル領域４４で冷媒抵抗を減少させて第１冷却部４６ａに流し入れられる冷媒の量を増大させることができる。図１で符号４６ｂは、第１冷却部４６ａ以外の冷却部４６の残りの領域、すなわち、第２冷却部を示す。
【００２４】冷媒を冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に円滑に連続的にかつ均一に流すために、冷媒接触部Ａの冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６に対応する底部に多様な形のパターンが形成されている。
【００２５】一方、図３を参照すれば、基板４０、第２下部構造物５１、上部構造物５０のより具体的な形態が分かるが、符号４３は、上部構造物５０の底面に突設されて冷媒接触部Ａでチャンネル領域４４の境界を定める部材である。第２下部構造物５１は、基板４０の冷媒接触部Ａの周囲に封着され、上部構造物５０の底面の縁部は、第２下部構造物５１の上部の縁部と封着される。そしてチャンネル領域の境界を定める部材４３の厚さは、上部構造物５０の厚さと同一であることが望ましい。このようにして冷媒が冷媒流入口Ａ１以外の他の領域を通じて冷媒貯蔵部４２に流し入れられることが防止され、冷媒貯蔵部４２に流し入れられた冷媒は、チャンネル領域４４を通じてのみ冷却部４６に流し入れられ、冷却部４６で発生した蒸気は、蒸気排出口Ａ２を通じてのみ排出される。
【００２６】引続き、図６を参照すれば、冷媒接触部Ａの底部に形成されたパターンによって、冷媒接触部Ａは、複数の第１パターンが形成された第１パターン領域Ｒ１、複数の第２パターンが形成された第２パターン領域Ｒ２、複数の第３パターンが形成された第３パターン領域Ｒ３、複数の第４パターンが形成された第４パターン領域Ｒ４及び複数の第５パターンが形成された第５パターン領域Ｒ５に分けられる。一パターン領域のパターン密度は、均一であることが望ましいが、各パターン領域別パターン密度は、各パターン領域が属する領域によって異なることがさらに望ましい。また、各パターン領域が属する領域によって各パターン領域に形成されたパターンの形態は異なる。例えば、冷媒は、冷媒貯蔵部４２から冷却部４６へ均一かつ連続的に流れねばならないために、冷媒貯蔵部４２及びチャンネル領域４４に形成されたパターンは、冷媒が冷却部４６に向かって円滑で均一かつ連続的に流れうる形態であることが望ましい一方、発熱体の上部を有する冷却部４６に形成されたパターンは、発熱体の上部に冷媒が四方から均一かつ連続的に流し入れることのできる形態であることが望ましい。
【００２７】図１及び図６を共に比較すれば、冷媒貯蔵部４２以外のチャンネル領域４４及び冷却部４６は、いずれも複数のパターン領域から構成されていることが分かる。
【００２８】具体的に、冷媒貯蔵部４２は、第１パターン領域Ｒ１から構成されるとともに、チャンネル領域４４は、第１ないし第３パターン領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から構成されており、冷却部４６は、第２ないし第５パターン領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５から構成されている。チャンネル領域４４を構成するパターン領域のうち第２パターン領域Ｒ２は、冷媒貯蔵部４２から冷却部の中央への冷媒のポンピングを最大にするために設けられたものであって、第２冷却部４６ｂの左側と接触するチャンネル領域４４の一部領域と、チャンネル領域４４の図中において垂直な部分および第１冷却部４６ａの間を通過する第２冷却部４６ａの一部領域とを有している。第３パターン領域Ｒ３は、図１４と図１５に示されたように図において左右方向に延びるチャンネル領域４４の冷媒の流れを冷却部の中央に向かって上下方向に自然かつ連続的に生じさせるために設けられたものであって、チャンネル領域４４の二つの水平部分の第１冷却部４６ａに接した一部領域から第２冷却部４６ｂの一部領域に延在形成されており、冷媒接触部Ａの右側辺に沿っては前記二つの水平部分の前記一部領域から始まった部分が互いに接触させられている。すなわち、第２冷却部４６ｂの枠領域のうち左側の一部領域以外の全領域が第３パターン領域Ｒ３に属している。図１４で符号５６は、第３パターン領域Ｒ３での冷媒の流れを示す。
【００２９】冷却部４６を構成するパターン領域のうち第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５は、図２で分かるように発熱体Ｈの上に該当する領域であって、冷却部４６に流し入れられた冷媒の最終到達領域でもあり、冷媒の相変化が最も活発に起きる領域であって、左側は、第２パターン領域Ｒ２により、残りの部分は、第３パターン領域Ｒ３により取り囲まれている。第４パターン領域Ｒ４の上、下及び右側は、第３パターン領域Ｒ３と、左側は、第２パターン領域Ｒ２と境界をなす。すなわち、第４パターン領域Ｒ４は、第２及び第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３により取り囲まれた形態である。冷却部４６の第４パターン領域Ｒ４を取り囲んでいる第２及び第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３は、各々チャンネル領域４４の一部を構成じている第２及び第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３が延長されたものである。
【００３０】冷媒貯蔵部４２から冷却部４６へ冷媒が円滑で連続的かつ均一に供給される場合、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６のパターン領域構成は、図６のものと異なり、発熱体の発熱表面積または発熱体の発熱量によって異なるものにすることができる。
【００３１】例えば、図１５に示すように、チャンネル領域４４の一部を構成するパターン領域のうち第３パターン領域Ｒ３が冷媒貯蔵部４２と同じような第１パターン領域Ｒ１に取り替えられ、冷却部４６の右側部分を構成する第３パターン領域Ｒ３が冷却部の中央への冷媒ポンピングを増加させることのできる形のパターンで構成された第２パターン領域Ｒ２に取り替えられる。
【００３２】また、図１６に示すようにチャンネル領域４４の全体を冷媒ポンピングを最大化できる形態のパターンから構成された第２パターン領域Ｒ２だけで構成でき、冷却部中央の周囲に冷却部の中央へ冷媒が円滑に流し入れられることのできる形態のパターンから構成した第３パターン領域Ｒ３だけを設けることもできる。
【００３３】このように、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６のパターン領域の構成は、相異なるものとしてよい。
【００３４】一方、図１７及び図１８に示すように、チャンネル領域の形態が異なる場合に冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６を構成するパターン領域も変わる。
【００３５】具体的には、図１７を参照すれば、チャンネル領域４４ａは、冷媒接触部Ａの上下辺を図において垂直に連結して冷媒接触部Ａを両断する図４に示すような直線形態のチャンネル領域である。チャンネル領域４４ａは、第１及び第２パターン領域Ｒ１、Ｒ２から構成されているが、この時、第１パターン領域Ｒ１は、左右反転したコ字形であり、第２パターン領域Ｒ２は、第１パターン領域Ｒ１により左側及び上下側が取り囲まれている。冷却部４６は、中央に第５パターン領域Ｒ５が、その周囲に第４パターン領域Ｒ４が設けられており、第４パターン領域Ｒ４の左側とチャンネル領域４４ａとの間にチャンネル領域４４ａの第２パターン領域Ｒ２が延在形成されて第４パターン領域Ｒ４の左側に接触させられている。第２及び第４パターン領域Ｒ２、Ｒ４と第２下部構造物５１との間に第３パターン領域Ｒ３が設けられている。すなわち、第３パターン領域Ｒ３は、コ字形に設けられており、第３パターン領域Ｒ３と共に冷却部４６を構成する第２及び第４パターン領域Ｒ２、Ｒ４は、このような第３パターン領域Ｒ３により右側及び上下側が取り囲まれた形態である。
【００３６】図１８を参照すれば、チャンネル領域４４ｂは、ロ字形であり、第１ないし第３パターン領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から構成されている。そしてこのようなチャンネル領域４４ｂに取り囲まれた冷却部４６は、第２ないし第５パターン領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５から構成されている。冷却部４６の中央に第５パターン領域Ｒ５が設けられている。第５パターン領域Ｒ５の周囲に第４パターン領域Ｒ４が設けられている。第４パターン領域Ｒ４の右側とチャンネル領域４４ｂとの間に第２パターン領域Ｒ２が設けられており、この第２パターン領域Ｒ２は、チャンネル領域４４ｂの右辺を通じて第２下部構造物５１まで延在形成されている。第４パターン領域Ｒ４の左辺中央寄りの右側とチャンネル領域４４ｂの左辺との間にも第２パターン領域Ｒ２が設けられており、この第２パターン領域Ｒ２は、チャンネル領域４４ｂの上辺と下辺まで図において垂直に延在形成されており、この状態で左側にチャンネル領域４４ｂの左側一部領域まで延在形成されている。
【００３７】一方、第２及び第４パターン領域Ｒ２、Ｒ４とチャンネル領域４４ｂとの間に第３パターン領域Ｒ３が設けられており、第３パターン領域Ｒ３は、チャンネル領域４４ｂの上側と下側の一部領域まで延在形成されており、この状態で右側に第２下部構造物５１まで延在形成されている。
【００３８】結局、第４パターン領域Ｒ４は、左右の第２パターン領域Ｒ２及び上下の第３パターン領域Ｒ３により取り囲まれている。
【００３９】引続き、図７は、冷却接触部Ａを構成するいろいろなパターン領域のうち、第１パターン領域Ｒ１に形成されたパターンの構成を平面的に示すものであって、これを参照すれば、第１パターン領域Ｒ１に形成された複数のパターンＰ１は、いずれも同じ形態である。そして、各パターンＰ１は、冷媒が流れる方向Ａ３に所定の長さＬ１と左右間隔Ｄ１を有し、これに図において垂直の方向に長さに比べてはるかに短い所定の幅Ｗ１と上下間隔Ｈ１を有する直線型パターンである。この時、図中上下に隣接する二つの横方向の配列である行を構成するパターンは、図において垂直方向に関してパターンＰ１が横方向にずらされるようにして交互に整列されている。
【００４０】一方、図示されていないが、第１パターン領域Ｒ１に形成されたこのようなパターンＰ１は、所定の高さを有している。この時、第１パターン領域Ｒ１に形成されたパターンＰ１の高さは、いずれも同一であることが望ましいが、チャンネル領域４４以外の他の領域に形成されたパターンの高さが、チャンネル領域４４に形成されたものより高くても低くてもよい。
【００４１】このように、第１パターン領域Ｒ１に設けられたパターンＰ１は、立体的に形成されている。図７には、パターンＰ１の一部の斜視図が示されているが、これを参照することによってパターンＰ１が立体的な形態であるということが分かる。第１パターン領域Ｒ１を構成するパターンＰ１が前記のように立体的な形態であるために、冷媒貯蔵部４２に貯蔵された冷媒は、底部を通じて方向性を有してチャンネル領域４４に流し入れられる。
【００４２】図８は、第２パターン領域Ｒ２を構成するパターンＰ２の配列形態を示し、図中の一部拡大図（原案）は、パターンＰ２の一部の斜視図であって、この図から、パターンＰ２の立体的な形態であるということが分かる。図８を参照すれば、第２パターン領域Ｒ２を構成する複数のパターンＰ２は、第１パターン領域Ｒを構成するパターンＰ１と同じ形態であることが分かる。しかし、第２パターン領域Ｒ２に形成されたパターンＰ２の長さＬ２、左右間隔Ｄ２、上下間隔Ｈ２及び幅Ｗ２は、第１パターン領域Ｒ１に形成されたパターンＰ１の長さＬ１、上下間隔Ｈ１及び幅Ｗ１より短くて狭く、かつ冷媒の流れ方向への左右間隔Ｄ２も狭い。結局、第２パターン領域Ｒ２のパターン密度が第１パターン領域Ｒ１のパターン密度より高いということが分かる。したがって、第１パターン領域Ｒ１に沿ってチャンネル領域４４に流し入れられた冷媒は、第２パターン領域Ｒ２に接触した後より大きい毛細管力で均一に流される。
【００４３】第２パターン領域Ｒ２に形成されたパターンＰ２も第１パターン領域Ｒ１に形成されたパターンＰ１と同じ形状であるため、第１及び第２パターン領域Ｒ１、Ｒ２から構成されたチャンネル領域４４に流し入れられた冷媒は、方向性を有して冷却部４６に流し入れられる。
【００４４】チャンネル領域４４は、コ字形に冷却部４６の上下領域まで延在形成されており、延在形成された領域のうち第２下部構造物５１に近い領域は、第１パターン領域Ｒ１であり、冷却部４６に近い領域は、第３パターン領域Ｒ３である。第３パターン領域Ｒ３には、隣のパターン領域、すなわち、第１パターン領域Ｒ１から流し入れられる冷媒が冷却部の周囲または縁部に沿って流れると同時に冷却部の中央に向かうように前記冷媒の流れに方向性を与える複数のパターンが配設されている。前記複数のパターンの各々の高さは、隣のパターン領域に形成されたパターンと同一であることが望ましいが、より高いかまたは低いこともある。
【００４５】図９を参照すれば、第３パターン領域Ｒ３に複数のパターンＰ３が形成されているが、各パターンＰ３の長さＬ３、幅Ｗ３、左右間隔Ｄ３及び上下間隔Ｈ３が第２パターン領域Ｒ２を構成するパターンＰ２のそれとほぼ類似しているか、またはやや小さく、パターンＰ３が図において上下に揃えられた行列形態に整列されている点においてだけ異なり、その形状は、同一であることが分かる。したがって、チャンネル領域４４に流し入れられた冷媒は、第１パターン領域Ｒ１に沿って迅速に流れ、第２及び第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３に合ってより均一に四方から冷却部４６に向かって流れる。この時、第３パターン領域Ｒ３に流し入れられる冷媒は、図９R>９のパターンＰ３の整列形態から分かるように垂直及び水平方向への方向性を有している。したがって、冷却部４６の上下に形成されたチャンネル領域４４の第３パターン領域Ｒ３に流し入れられた冷媒は、チャンネル領域４４の第２パターン領域Ｒ２に流し入れられた冷媒と同じく冷却部４６に向かって均一に流れることができるだけでなく、冷却部の右側に設けられた第３パターン領域Ｒ３を通じて冷却部の周囲または縁部に沿って流れる。こうして、冷却部４６全体への冷媒の供給が連続的に円滑に引き起こされる。
【００４６】一方、図２を参照すれば、発熱体Ｈは、基板４０の冷却部のうち第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５に該当する基板の底面と接触することが分かる。
【００４７】したがって、第５パターン領域Ｒ５を取り囲み、第２ないし第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３に取り囲まれた第４パターン領域Ｒ４に第５パターン領域Ｒ５の次に多くの熱が発熱体Ｈから伝えられる。したがって、第４パターン領域Ｒ４に形成された複数のパターンは、流し入れられる冷媒を第５パターン領域Ｒ５の周囲に迅速でかつ均一に供給すると同時に冷媒との接触面積が大きくなければならず、発熱体Ｈから第４パターン領域Ｒ４に伝達される熱を吸収して上下方向に伝達できる形状であることが望ましい。また、第５パターン領域Ｒ５には、第４パターン領域Ｒ４に比べてより多くの熱が発熱体Ｈから集中的に伝えられるので、第５パターン領域Ｒ５に形成されたパターンは、第４パターン領域Ｒ４から均一に供給される冷媒をより効果的に利用できる、より大きな接触面積を有する高密度の複数パターンでなければならない。
【００４８】例えば、図１０及び図１１に示すように、第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５に設けられたパターンＰ４、Ｐ５は、所定の左右間隔Ｄ４、Ｄ５、上下間隔Ｈ４、Ｈ５及び高さ、所定の直径ｄ４、ｄ５を有する立体的な形態である。望ましくは、一部拡大図（原案）に示すように所定の高さを有する円柱であることが望ましい。このようなパターンＰ４、Ｐ５は、その密度が各々のパターン領域全体にわたって均一に設けられていることが望ましい。すなわち、第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５のパターンＰ４、Ｐ５は、第１パターン領域Ｒ１または第２パターン領域Ｒ２に形成されたパターンＰ１、Ｐ２のように冷媒の流れに方向性を与えられる形態に配設されていることではなく、冷媒が全方向に、すなわち、等方的に流れうる形態に配設可能なように形成されていることが望ましい。
【００４９】図１２は、第５パターン領域Ｒ５を取り囲む第４パターン領域Ｒ４に形成された密度と大きさが変化する複数のパターンを示すものである。
【００５０】第５パターン領域Ｒ５は、冷却部４６を構成する他のパターン領域に比べて発熱体Ｈから最も多くの熱が伝えられる領域である。したがって、第５パターン領域Ｒ５への冷媒流入は、第５パターン領域Ｒ５の四方で同時に実行させることが望ましく、これは、周囲に第４パターン領域Ｒ４が設けられているので自然に行なわれる。
【００５１】一方、第５パターン領域Ｒ５の四方から流し入れられた冷媒は、ほぼ同じ時間に第５パターン領域Ｒ５の全体に分散させることが望ましく、これにより、第５パターン領域Ｒ５の全体で均一な熱吸収が可能となり、局所的にドライアウト現象が発生することも防止できて、発熱体Ｈの冷却効率が高められる。
【００５２】このようなことを考慮する際、第５パターン領域Ｒ５に形成されたパターンＰ５の形状や単位面積に形成されたパターンの数、すなわち、パターンの構成密度またはパターン集積度及びパターン分布の形態などは、第４パターン領域Ｒ４に形成されたパターンＰ４´の延長線で考慮することが望ましい。しかし、発熱体Ｈから伝えられる熱をより迅速でかつ全領域でより均一に除去するために、流し入れられる冷媒を全領域へ迅速でかつ均一に分散でき、冷媒に接触させられる第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５の表面積は、できるだけ広いことが望ましい。
【００５３】このため、第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５を構成するパターンは、図１０及び図１１に示す通り、流し入れられる冷媒が全方向に均一かつ迅速に分散されるように等方的に配設された幾何学的な形態、例えば円柱であることが望ましい。
【００５４】また、第５パターン領域Ｒ５に設けられたパターンＰ５の直径ｄ５は、第４パターン領域Ｒ４に形成されたパターンＰ４に比べて狭く、パターンＰ５の構成密度または集積度は、第４パターン領域Ｒ４のパターンＰ４の構成密度または集積度より高くしていることが望ましい。
【００５５】図１３は、前述した冷媒接触部Ａを構成する複数のパターン領域、すなわち、第１ないし第５パターン領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５に形成された複数のパターンの一例とチャンネル領域４４とを共に示す斜視図であって、各パターン領域に形成されたパターンの立体的形状（原案）、パターンの分布形態、パターンの構成密度または集積度などを相互比較できる。図１３に示す各パターン領域のパターン形状や分布形態、構成密度は、冷媒が冷媒貯蔵部４２から冷却部４６の全領域、特に第５パターン領域Ｒ５の全領域に迅速で均一かつ連続的に供給されるという前提の下で異るものにすることができる。特に、冷媒貯蔵部４２やチャンネル領域４４は、冷却部４６に比べて発熱体Ｈから相対的に遠く離隔されている。そのため、冷媒貯蔵部４２やチャンネル領域４４のパターン領域構成と各パターン領域に形成されたパターンに対する変形マージンは、冷却部４６のそれに比べて大きいといえる。これにより、冷却部４６に比べて冷媒貯蔵部４２及びチャンネル領域４４のパターン構成や構成された各パターン領域に形成されたパターンの形状、構成密度または集積度、分布形態は、より多様に変形可能となる。
【００５６】冷媒貯蔵部４２に流し入れられた冷媒は、チャンネル領域４４の毛細管力により冷却部４６にポンピングされる。したがって、冷媒貯蔵部４２に流し入れられる冷媒の量に比べてチャンネル領域４４を通じて冷却部４６に到達する冷媒の量が少なくなって、図２に示すように余分の冷媒５４が冷媒貯蔵部４２に貯蔵される。冷媒貯蔵部４２の冷媒受容能力は、冷媒貯蔵部４２の横縦幅や高さを調節することによって調節できる。冷媒貯蔵部４２の冷媒受容能力は、凝縮器から冷媒が供給されなくても冷却部４６に冷媒を安定的にかつ均一に供給できる程度が望ましい。冷媒貯蔵部４２内の上部空間４２ａは、凝縮器から冷媒が流し入れられつつ一緒に流し入れられる非凝縮ガスＧを集める領域として使用できる。また、冷媒貯蔵部４２に所定の冷媒を貯蔵しておくことによって、冷却部４６に冷媒を安定的に供給できて発熱体の冷却効率を高められる。すなわち、冷却部４６で発熱体の発熱量が瞬時に増加する場合、冷却部４６の所定領域、特に第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５で冷媒が瞬時に蒸発して表面がかわくドライアウト現象が起こる可能性があるが、冷媒貯蔵部４２に冷媒を所定のレベルで常に維持する場合、瞬間過熱された冷却部４６に冷媒を持続的に供給できるので、瞬時に起きるドライアウト現象がチャンネル領域４４に広がって蒸発器全体に広がることを防止できる。
【００５７】図２及び図３を参照すれば、上部構造物５０は、冷媒接触部Ａの周囲の第２下部構造物５１と接触して冷媒接触部Ａの全領域を覆っている形態であるが、冷媒貯蔵部４２及び冷却部４６には、冷媒貯蔵及び相変化された冷媒を受容できる空間が設けられている。しかしながら、上部構造物５０は、チャンネル領域４４とは接触している。そのため、上部構造物５０とチャンネル領域４４に形成されたパターンとが接触している。このようにして、チャンネル領域４４には、冷媒が流れうる微細な水路が形成され、それにより毛細管現象が起きる。つまり、毛細管力が発生して、このような冷媒の表面張力による毛細管力により冷媒貯蔵部４２に貯蔵された冷媒は、外部の力によらず冷却部４６に自然にポンピングされる。冷媒貯蔵部４２及び冷却部４６の各上部には、冷媒の流入及び相変化結果の蒸気の排出のための冷媒流入口Ａ１及び蒸気排出口Ａ２が設けられている。便宜のため、冷媒接触部Ａの底部に形成されたパターンは、図示していない。
【００５８】図１９ないし図２２は、本発明の他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図であって、まず図１９を参照すれば、上部構造物５０と対応するように設けられた第３下部構造物４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、第１ないし第３セグメントを冷媒が漏れないように密着させて構成したものである。第１セグメント４０ａは、上部構造物５０と共に冷媒貯蔵部４２を形成するものであるが、これは、図１ないし図１８に示す実施形態による蒸発器で基板（図２の４０）の冷媒貯蔵部４２に対応する部分と第２下部構造物５１で冷媒貯蔵部４２を取り囲む部分とが一つの単一体に結合されて得られるものと同じものである。第１セグメント４０ａと第３セグメント４０ｃとの間に設けられた第２セグメント４０ｂは、上部構造物５０のチャンネル領域４４を、境界を定めて形成する面５０ａと向かい合う基板４０の一部に該当するものであって、前記面５０ａと向かい合って冷媒貯蔵部４２から冷却部４６へ冷媒が移送されるチャンネルを形成している。第３セグメント４０ｃは、第２セグメント４０ｂと密着されて底面が発熱体Ｈと接触する水平部分と、水平部分から垂直に延在形成されていて、冷却部４６で発生した蒸気の排出のために上部構造物５０と所定間隔だけ離隔される垂直部分とから構成されている。このような第３セグメント４０ｃは、前記一実施形態において、基板４０の冷却部４６に対応する部分と、第２下部構造物５１で冷却部４６を取り囲む部分とが一つの単一体に結合されて得られるものと同じものである。したがって、第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃの上部構造物５０に向かって垂直に延在形成された部分は、第２下部構造物（図２及び図３の５１）と同じものとなる。
【００５９】第１ないし第３セグメント４０ａ、４０ｂ、４０ｃの冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６に対応する各部分の底部には、図７ないし図１４１４に例示したようにに冷媒の流れのための多様なパターンが形成されているが、前記実施形態を説明する過程及びかかる図面を通じて詳細に説明したので、それに関する詳細な図示は、省略する。同じようなことが、図２０R>０ないし図２２にも当てはまる。
【００６０】図２０は、図１９に示す実施形態でチャンネル領域４４に冷媒ポンピングのための第１ポンピング手段６０が設けられた場合を示すものである。この場合には、第２セグメント４０ｂ上に別のパターンが設けられていない。
【００６１】具体的に、図２０を参照すれば、第２セグメント４０ｂと上部構造物５０のチャンネル領域４４を、境界を定めて形成する面５０ａとの間に毛細管力を利用して冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に冷媒をポンピングするための第１ポンピング手段６０が設けられている。第１ポンピング手段６０の冷媒貯蔵部４２に向かう面（以下、第１面）は、冷媒貯蔵部４２に流し入れられる冷媒と接触し、冷却部４６に向かう面（以下、第２面）は、冷却部４６に形成されたパターンに近接するか、または接触している。このようにして第１ポンピング手段６０によりポンピングされた冷媒が第１ポンピング手段６０を経て前記第２面に到達すると同時に冷却部４６に直ちに流し入れられる。第１ポンピング手段６０は、冷媒貯蔵部４２に流し入れられた冷媒に対して毛細管力を作用させることができ、毛細管力により第１ポンピング手段６０内に流し入れられた冷媒を前記第２面までポンピングできるものであれば、いかなる構成を有する部材でも構わないが、多孔性部材であることが望ましい。この時、前記多孔性部材に内在するホールは、少なくとも冷媒貯蔵部４２に流し入れられた冷媒に対して前記第２面まで前記冷媒を十分にポンピングできる毛細管力を加えられるサイズを有することが望ましい。
【００６２】一方、第１ポンピング手段６０の冷媒貯蔵部４２に向かう第１面は、図示されているものより冷媒貯蔵部４２にさらに延在形成されうる。すなわち、第１ポンピング手段６０の第１面は、冷媒貯蔵部４２に所定長さだけ突設されることもある。
【００６３】図２１は、図１９に示す実施形態の他の変形例を示すものである。これを参照すれば、第２セグメント４０ｂ及び第３セグメント４０ｃは、図１９に示すものと同じ形態に設けられている。しかし、第１セグメント４０ａ及び第２セグメント４０ｂは、境界で段差を有するように設けられている。すなわち、第１セグメント４０ａの第２セグメント４０ｂと接触する水平部分の表面が第２セグメント４０ｂの表面より低く位置している。これにより、第１セグメント４０ａの全体が第２セグメント４０ｂの第１セグメント４０ａと密着する面に沿って下に所定距離だけ移動したことと同じくなる。この時、移動距離は、第２セグメント４０ｂの厚さより短いことが望ましい。このようにして、第２セグメント４０ｂの第１セグメント４０ａと接触する面の一部は、冷媒貯蔵部４２に流し入れられる冷媒と接触する。第２セグメント４０ｂの前記露出された面は、冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に移動する冷媒に対して突起として作用する。
【００６４】第１ないし第３セグメント４０ａ、４０ｂ、４０ｃの水平部分の厚さは、同一であるために、第１セグメント４０ａ及び第２セグメント４０ｂの上面の間に段差が発生する場合、両者の下面の間にも段差が発生する。このような段差により第２及び第３セグメント４０ｂ、４０ｃの下方に前記段差に該当する厚さを有する空間４０ｃ−１が存在する。この空間４０ｃ−１は、そのままにしておいても構わないが、他の部材で充填することができる。後者の場合、発熱体Ｈがその下面に付着されねばならないために、空間４０ｃ−１を満たす部材は、少なくとも第３セグメント４０ｃと同じ部材であるか、または第３セグメント４０ｃより熱伝導率に優れた部材であることが望ましい。
【００６５】一方、図２１の下方に図２１において第１円Ｃ１で限定された部分を示す図が示されているが、これを参照すれば、第２セグメント４０ｂの厚さは、第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃの厚さより厚く、第２セグメント４０ｂの表面が第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃの水平部分の表面より高く位置している。したがって、第２セグメント４０ｂと上部構造物５０のチャンネル領域４４を、境界を定めて形成する面５０ａとの間のチャンネルが第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃの水平部分の表面より高い所に位置して３次元的な冷媒供給が可能になる。
【００６６】図２２は、図２１に示す実施形態においてチャンネル領域４４にパターンの代わりに冷媒ポンピングのための第２ポンピング手段６０ａが設けられた場合を示すものである。
【００６７】具体的に、第２セグメント４０ｂと上部構造物５０のチャンネル領域４４を、境界を定めて形成する面５０ａ、すなわち、第２セグメント４０ｂと向かい合う面との間に第２ポンピング手段６０ａが設けられているが、これは、前記第１ポンピング手段（図２０の６０）と同一であることが望ましいが、他のものでも構わない。
【００６８】例えば、第２ポンピング手段６０ａは、多孔性部材とパターンとを組合わせて構成したものである。すなわち、第２ポンピング手段６０ａの冷媒貯蔵部４２に近い部分は、第１多孔性部材で構成し、冷却部４６に近い部分は、第２多孔性部材で構成し、中央部分は、前記第１及び第２多孔性部材を連結して前記第１多孔性部材を通じて流し入れられる冷媒に毛細管力が作用可能となるように形成されたパターンから構成することができる。または第２ポンピング手段６０ａの冷媒貯蔵部４２に近い部分は、冷媒貯蔵部４２に流し入れられる冷媒に毛細管力を作用できるように形成されたパターンで構成し、残りの部分を多孔性部材で構成できる。または第２ポンピング手段６０ａの冷媒貯蔵部４２に近い部分及び中央部分は、多孔性部材で構成し、冷却部４６に近い部分は、中央部分を構成する前記多孔性部材を通じて流し入れられる冷媒に毛細管力を作用できるように形成されたパターンで構成できる。
【００６９】一方、図２２の下方に図２２において第２円Ｃ２で限定された部分を示す図が示されているが、これを参照すれば、第２ポンピング手段６０ａは、第２セグメント４０ｂが第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃより上に突出した状態に設けられた場合にも、第２セグメント４０ｂとそれと向かい合う面５０ａとの間に設けられる。この場合にも第２ポンピング手段６０ａは、前記のように多孔性部材とパターンとを組合わせて構成できる。
【００７０】以上の説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものではなく、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。例えば、当業者であれば冷媒貯蔵部４２を構成する第１パターン領域Ｒ１に他のパターン領域をさらに設けることができるだろう。また、冷媒貯蔵部４２の一部を冷却部４６方向に延在形成させても、第１パターン領域Ｒ１を冷却部４６を構成するパターン領域の一つにしてもよい。そして、チャンネル領域４４をコ字以外の形態に設けてもよい。
【００７１】また、前述した内容を組合わせることによって、言及しなかったものの、多分に類推可能な形態に冷却部、チャンネル領域及び冷媒貯蔵部を変形することができ、これらを構成するパターン領域のパターン密度の変形や各パターン領域に形成されたパターン形態の変形も可能である。また、冷却部４６だけでなく冷媒貯蔵部４２にも一部領域が延在形成された形態のチャンネル領域４４を設けることができる。また、冷媒貯蔵部４２、冷却部４６及びチャンネル領域４４の底部を構成するパターン領域のうち少なくともいずれか一パターン領域は、パターン領域の一位置から他の位置にパターンの構成密度、すなわち、集積度が順次に高くなるか、または低くなるようにパターンが配設されたパターン領域とされていてもよい。また、冷媒貯蔵部４２または冷却部４６の底部にチャンネル領域４４の底部に形成されたパターンより高いか、または低いパターンが設けられてもよい。また、冷媒貯蔵部４２の底部には、特別なパターンを設けなくてもよい。そのため、本発明の範囲は、説明された実施形態によってではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められねばならない。
【００７２】
【発明の効果】前述したように、本発明は、凝縮器から流し入れられる冷媒と非凝縮器内で非凝縮されたガスとを貯蔵できる冷媒貯蔵部を具備しているので、冷媒を安定的に供給できるだけでなく、凝縮器内の非凝縮ガスの蓄積を最小化し、冷却部で蒸発によって除去される冷媒量だけ前記冷媒貯蔵部から冷却部に均一かつ連続的に冷媒を供給できるので、ドライアウトのような望ましくない現象を防止できて蒸発器の冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器の底部構成を示す平面図である。
【図２】 図１を２−２´線で切断して示す断面図であって、底部を覆う上板を共に示す断面図である。
【図３】 本発明の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の分解斜視図である。
【図４】 図１に示す蒸発器に用いられる変形されたチャンネル領域の平面図である。
【図５】 図１に示す蒸発器に用いられる変形された他のチャンネル領域の平面図である。
【図６】 図１に示す蒸発器の冷媒接触部の底部を構成するパターン領域を示す平面図である。
【図７】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第１パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図８】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第２パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図９】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第３パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図１０】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第４パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図１１】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第５パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図１２】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第４パターン領域の他のパターン分布を示す平面図である。
【図１３】 図６の冷媒接触部を構成する第１ないし第５パターン領域とチャンネル領域と各パターン領域に形成されたパターンとの分布を共に示す平面図である。
【図１４】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第５パターン領域周囲のパターン分布の他の例による冷媒の流れの方向を示す平面図である。
【図１５】 冷媒接触部の底部を構成するパターン領域の分布が異なる本発明の他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器の平面図である。
【図１６】 冷媒接触部の底部を構成するパターン領域の分布が異なる本発明のさらに他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器の平面図である。
【図１７】 冷媒接触部の底部を構成するパターン領域の分布が異なる本発明のさらに他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器の平面図である。
【図１８】 冷媒接触部の底部を構成するパターン領域の分布が異なる本発明のさらに他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器の平面図である。
【図１９】 本発明のさらに他の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図である。
【図２０】 本発明のさらに他の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図である。
【図２１】 本発明のさらに他の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図である。
【図２２】 本発明のさらに他の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図である。
【符号の説明】
３８・・・蒸発器の下部構造物
４０・・・第１下部構造物（基板）
４２・・・冷媒貯蔵部
４４・・・チャンネル領域
４６・・・冷却部
４６ａ・・・第１冷却部
４６ｂ・・・第２冷却部
５１・・・第２下部構造物
Ａ１・・・冷媒流入口
Ａ２・・・蒸気排出口
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却装置の蒸発器に係り、より詳細には、微細ウィック構造を有するＣＰＬ冷却装置の蒸発器に関する。
【０００２】
【従来の技術】チップを構成する半導体素子を駆動するのに必要な電力は微少であるにもかかわらず、単位チップを構成する半導体素子の数、すなわち、チップの集積度が高くいために、チップの単位面積当りの発熱量が増加しチップの表面温度が高くなる。このようにチップの表面温度が高くなれば、チップの信頼性が低下して寿命も短くなって、結局半導体装置の信頼性及び寿命が低下する。これにより、チップ冷却のための多様な方法が提示されているが、そのうちの一つが、微細構造で冷媒を循環させるための駆動力の一部として冷媒の表面張力を利用するＣＰＬ（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｐｕｍｐｅｄ Ｌｏｏｐ）を用いた方法である。ＣＰＬは、発熱体と接触して発熱体から熱を吸収する蒸発器と蒸発された気体を凝縮するための凝縮器と前記二つの要素の間に連結される液体管及び気体管とから構成されている。蒸発器で発生した気体は、凝縮器の気体より温度及び圧力が高い。したがって、自然的に蒸発器で発生した気体は、凝縮器に流れる。前記気体は、凝縮器で凝縮されて液体となる。前記液体は、微細ウィック構造を有する液体管及び蒸発器で引き起こされる毛細管力により再び蒸発器に流し入れられて発熱体を冷却する冷媒として使われる。ＣＰＬの冷却性能を左右する要因は、サイクルをなす各部分の構造と関係があるが、そのうちでも発熱体から熱を吸収し、凝縮器から凝縮された液体をポンピングする役割をする蒸発器の構造がより重要な役割を担うといえる。蒸発器を設計する際に考慮せねばならない点は、発熱体の熱を吸収する過程で蒸発された気体を蒸発器から凝縮器に移送するための適切な吐出構造と、ドライアウト（蒸発器の表面で液体の流れが切れて表面がかわく現象）なしに凝縮器で凝縮された液体を蒸発器に流入させるための微細構造とである。蒸発器で蒸発された気体の吐出と凝縮器から蒸発器への液体流入とが均衡を有して行われる場合、安定的に高度の性能を発揮できるＣＰＬ冷却装置の蒸発器が得られるが、現在のＣＰＬ冷却装置の蒸発器はこの条件を満たしていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、前記問題点を改善するためのものであって、蒸発された気体の吐出と冷媒の供給との間に均衡を保ち、安定的でしかも冷却効率を高めうるＣＰＬ冷却装置の蒸発器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題を達成するために、本発明は、凝縮器と、冷媒の相変化を通じて発熱体を冷却させる蒸発器とを備えているＣＰＬ冷却装置において、前記蒸発器は、前記凝縮器から流し入れられる冷媒を貯蔵しつつ上部空間に前記流し入れられる冷媒に含まれた非凝縮ガスを集める冷媒貯蔵部と、前記冷媒の気化を通じて前記発熱体の冷却が行われる冷却部と、前記冷媒貯蔵部から前記冷却部に毛細管力による前記冷媒の移送が行われるチャンネル領域を形成するように結合された上部及び下部構造物とを有している平板型とされていることを特徴とするＣＰＬ冷却装置の蒸発器を提供する。
【０００５】前記下部構造物は、基板として使われる第１下部構造物と、前記第１下部構造物の縁部上に形成されて前記上部構造物との間に前記凝縮器の冷媒流出口と連結される冷媒流入口及び前記凝縮器の蒸気流入口と連結される蒸気排出口を形成する第２下部構造物とから構成されている。
【０００６】前記チャンネル領域は、前記冷媒貯蔵部及び前記冷却部の間に形成されるとともに、一部領域が前記冷却部と前記第２下部構造物との間に延在形成されている。
【０００７】前記冷媒貯蔵部、前記チャンネル領域、及び前記冷却部は、少なくとも一つ以上のパターン領域から構成されている。
【０００８】前記冷却部は、二つのパターン領域を具備している。すなわち、発熱部位に対応する領域に所定のパターン（以下、発熱部位パターン領域という）を具備し、前記チャンネル領域と前記発熱部位パターン領域との間に前記発熱部位パターン領域を完全に取り囲む他のパターン領域を具備している。前記他のパターン領域は、少なくとも二つの相異なるパターンが形成された領域を有していることが望ましい。
【０００９】前記冷媒貯蔵部、前記チャンネル領域または前記冷却部の底部の少なくともいずれか一領域には、凝縮器または隣の領域から流し入れられる冷媒を前記冷却部またはその中央に向かって異方的または等方的に流させる複数のパターンが形成されている。この時、前記冷媒を異方的に流させる複数のパターンの各々は、所定の高さを有し、その平面の形状が前記冷媒の流れ方向に所定の長さを有する所定の幾何学的形状を有している。前記複数のパターンの各々の高さは、隣のパターン領域に形成されたパターンより高いかまたは低くなっている。
【００１０】前記冷却部を構成するパターン領域のうちいずれか一パターン領域には、隣のパターン領域から流し入れられる冷媒を前記冷却部の中心に流させると同時に自体のパターン領域全体に等方的に流させる複数のパターンが配設されている。
【００１１】前記冷却部の中央には、隣のパターン領域から流し入れられる冷媒を自体の全領域に均一かつ速く流させると同時に発熱体からの高熱を垂直方向に伝達するための複数のパターンが配設されている。この時、前記複数のパターンは、各々所定の高さを有する多様な幾何学的形態であり、端部から前記冷却部の中心にいくほどその直径は小さくなり、高さは高くなるように配設されていることが望ましい。
【００１２】本発明の他の実施形態によれば、前記下部構造物は、前記上部構造物と共に前記冷媒貯蔵部をなす一方、前記凝縮器の冷媒流出口と連結される冷媒流入口を形成する第１セグメントと、前記上部構造物の前記チャンネル領域を形成する面と向かい合う一方、前記冷媒が漏れないように一の側を前記第１セグメントに密着させた第２セグメントと、前記上部構造物と共に前記冷却部をなす一方、前記凝縮器の蒸気流入口と連結される蒸気排出口を形成して前記冷媒が漏れないように前記第２セグメントの他の側と接着された第３セグメントとから構成されている。
【００１３】この時、前記第１セグメントと第２セグメントとの間及び／または第２セグメントと第３セグメントとの間に段差が存在している。
【００１４】前記第２セグメントと前記上部構造物の前記チャンネル領域を形成する面との間には、前記冷却部に向けて前記冷媒貯蔵部に流し入れられる冷媒をポンピングするためのポンピング手段が、前記チャンネル領域に充填されるようにして設けられている。前記ポンピング手段は、多孔性部材であることが望ましいが、多孔性部材と前記第２セグメントの一部領域上に形成されたパターンから構成されていることもある。この時、前記パターンは、前記冷媒貯蔵部に流し入れられる冷媒または前記多孔性部材を通じて流し入れられる冷媒に対して毛細管力が作用し得るように形成されていることが望ましい。
【００１５】前記チャンネル領域の一部領域が前記冷却部と前記第３セグメントの垂直な部分との間に延在形成されている。また、前記チャンネル領域の他の一部領域が前記冷媒貯蔵部と前記第１セグメントの垂直な部分との間に延在形成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器を、添付した図面を参照して詳細に説明する。ここで、図面に示された層や領域の厚さは、明確に示す目的で誇張されて示されている。図１は、蒸発器の下部構造物に関する平面図である。図２は、図１を２−２´線に沿って切断した断面図であって、上部構造物と共に示す断面図である。
【００１７】図１を参照すれば、蒸発器の下部構造物３８は、第１及び第２下部構造物４０、５１から構成されている。第１下部構造物４０は、その表面に沿って冷媒が流れ、裏面に発熱体が接触させられる基板を示す。以下、第１下部構造物４０を基板４０という。第２下部構造物５１は、基板４０の縁部に沿って形成されている。第２下部構造物５１により基板４０の内側領域Ａが、境界が定められて形成されている。基板４０の内側領域Ａは、第２下部構造物５１の一方側に形成された冷媒流入口Ａ１を通じて凝縮器（図示せず）から流し入れられる冷媒に接触させられる。以下、基板４０の内側領域Ａを冷媒接触部Ａという。冷媒接触部Ａは、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６から構成されている。これら各部及び領域の底部に冷媒の流れのために所定のパターンが形成されている。冷媒貯蔵部４２は、冷媒流入口Ａ１を通じて凝縮器から流し入れられる冷媒が貯蔵される領域であり、チャンネル領域４４は、毛細管力により冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に冷媒のポンピングが行われる領域であって、冷媒の流れがある領域であり、冷却部４６は、チャンネル領域４４を通じて供給された冷媒が発熱体Ｈの熱を吸収して相変化する領域、例えば、冷媒が水の場合には、水が発熱体の熱を吸収して気化される領域であって、発熱体を冷却する領域である。
【００１８】一方、冷却部４６で発熱体から伝えられる熱により冷媒が気化（蒸発）されることを考慮すれば、冷却部４６を蒸発部ということもできる。
【００１９】冷却部４６で相変化した（気化した）冷媒は、蒸気排出口Ａ２を通じて凝縮器（図示せず）に排出される。冷媒流入口Ａ１及び蒸気排出口Ａ２は、冷媒の流れに追って直列に設けられていて冷却部４６で発生する蒸気と凝縮された冷媒との逆流を防止するだけでなく、高温の蒸気排出口Ａ２と冷媒流入口との熱伝逹を最大限防止できる。
【００２０】冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６は、一列かつ連続的に形成されており、冷媒接触部Ａは、一つの基板４０に形成された一領域であるため、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６は、一体化した一つのユニットと見なすことができる。
【００２１】冷媒貯蔵部４２と冷却部４６及びチャンネル領域４４は、各部または領域の役割によって区分したものであるが、図２で分かるように冷媒が冷媒貯蔵部４２からチャンネル領域４４を経て冷却部４６に連続して流れるように基板４０を通じて一つに連結されている。
【００２２】図２及び図３を参照すれば、蒸発器の冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６などの３次元的な領域は、上部構造物５０と下部構造物３８とにより境界が定められていることが分かる。そして上部構造物５０と下部構造物３８とを有している蒸発器は、平板型とされていることが分かる。
【００２３】冷媒接触部Ａは、チャンネル領域４４を中心に冷媒貯蔵部４２と冷却部４６とに分けられている。チャンネル領域４４は、冷却部４６の上側及び下側と第２下部構造物５１との間に延在形成されている。したがって、チャンネル領域４４は、コ字形になり、冷却部４６は、コ字形のチャンネル領域４４と第２下部構造物５１とにより取り囲まれた形になる。このような形のチャンネル領域４４は、冷媒を冷媒貯蔵部４２から冷却部４６の全領域に均一かつ連続的に流させるためのものである。すなわち、一方向から冷却部４６に冷媒を供給することではなく、四方から冷却部４６に冷媒を供給するためのものである。このようにして、冷却部４６全体または一部領域が瞬時にドライアウトされることを防止できる。このような目的を達成できるならば、チャンネル領域４４は、コ字形以外の他の形であってもよい。例えば、図４に示すように、チャンネル領域４４は、冷媒接触部Ａの上辺と下辺とを連結して冷媒接触部Ａを冷媒貯蔵部と冷却部とに両分する直線形態とすることもできる。また、図５に示すように冷却部４６の全体を取り囲むロ字形のチャンネル領域４４を備えることもできる。この時、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６の各領域は、必要に応じて調節できる。かくして、この場合には、冷却部４６に、より多くの冷媒が供給されるよう冷媒貯蔵部４２と発熱体Ｈに対応する第１冷却部４６ａとの間のチャンネル領域４４の幅を狭くするか、またはチャンネル領域４４で冷媒抵抗を減少させて第１冷却部４６ａに流し入れられる冷媒の量を増大させることができる。図１で符号４６ｂは、第１冷却部４６ａ以外の冷却部４６の残りの領域、すなわち、第２冷却部を示す。
【００２４】冷媒を冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に円滑に連続的にかつ均一に流すために、冷媒接触部Ａの冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６に対応する底部に多様な形のパターンが形成されている。
【００２５】一方、図３を参照すれば、基板４０、第２下部構造物５１、上部構造物５０のより具体的な形態が分かるが、符号４３は、上部構造物５０の底面に突設されて冷媒接触部Ａでチャンネル領域４４の境界を定める部材である。第２下部構造物５１は、基板４０の冷媒接触部Ａの周囲に封着され、上部構造物５０の底面の縁部は、第２下部構造物５１の上部の縁部と封着される。そしてチャンネル領域の境界を定める部材４３の厚さは、上部構造物５０の厚さと同一であることが望ましい。このようにして冷媒が冷媒流入口Ａ１以外の他の領域を通じて冷媒貯蔵部４２に流し入れられることが防止され、冷媒貯蔵部４２に流し入れられた冷媒は、チャンネル領域４４を通じてのみ冷却部４６に流し入れられ、冷却部４６で発生した蒸気は、蒸気排出口Ａ２を通じてのみ排出される。
【００２６】引続き、図６を参照すれば、冷媒接触部Ａの底部に形成されたパターンによって、冷媒接触部Ａは、複数の第１パターンが形成された第１パターン領域Ｒ１、複数の第２パターンが形成された第２パターン領域Ｒ２、複数の第３パターンが形成された第３パターン領域Ｒ３、複数の第４パターンが形成された第４パターン領域Ｒ４及び複数の第５パターンが形成された第５パターン領域Ｒ５に分けられる。一パターン領域のパターン密度は、均一であることが望ましいが、各パターン領域別パターン密度は、各パターン領域が属する領域によって異なることがさらに望ましい。また、各パターン領域が属する領域によって各パターン領域に形成されたパターンの形態は異なる。例えば、冷媒は、冷媒貯蔵部４２から冷却部４６へ均一かつ連続的に流れねばならないために、冷媒貯蔵部４２及びチャンネル領域４４に形成されたパターンは、冷媒が冷却部４６に向かって円滑で均一かつ連続的に流れうる形態であることが望ましい一方、発熱体の上部を有する冷却部４６に形成されたパターンは、発熱体の上部に冷媒が四方から均一かつ連続的に流し入れることのできる形態であることが望ましい。
【００２７】図１及び図６を共に比較すれば、冷媒貯蔵部４２以外のチャンネル領域４４及び冷却部４６は、いずれも複数のパターン領域から構成されていることが分かる。
【００２８】具体的に、冷媒貯蔵部４２は、第１パターン領域Ｒ１から構成されるとともに、チャンネル領域４４は、第１ないし第３パターン領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から構成されており、冷却部４６は、第２ないし第５パターン領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５から構成されている。チャンネル領域４４を構成するパターン領域のうち第２パターン領域Ｒ２は、冷媒貯蔵部４２から冷却部の中央への冷媒のポンピングを最大にするために設けられたものであって、第２冷却部４６ｂの左側と接触するチャンネル領域４４の一部領域と、チャンネル領域４４の図中において垂直な部分および第１冷却部４６ａの間を通過する第２冷却部４６ａの一部領域とを有している。第３パターン領域Ｒ３は、図１４と図１５に示されたように図において左右方向に延びるチャンネル領域４４の冷媒の流れを冷却部の中央に向かって上下方向に自然かつ連続的に生じさせるために設けられたものであって、チャンネル領域４４の二つの水平部分の第１冷却部４６ａに接した一部領域から第２冷却部４６ｂの一部領域に延在形成されており、冷媒接触部Ａの右側辺に沿っては前記二つの水平部分の前記一部領域から始まった部分が互いに接触させられている。すなわち、第２冷却部４６ｂの枠領域のうち左側の一部領域以外の全領域が第３パターン領域Ｒ３に属している。図１４で符号５６は、第３パターン領域Ｒ３での冷媒の流れを示す。
【００２９】冷却部４６を構成するパターン領域のうち第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５は、図２で分かるように発熱体Ｈの上に該当する領域であって、冷却部４６に流し入れられた冷媒の最終到達領域でもあり、冷媒の相変化が最も活発に起きる領域であって、左側は、第２パターン領域Ｒ２により、残りの部分は、第３パターン領域Ｒ３により取り囲まれている。第４パターン領域Ｒ４の上、下及び右側は、第３パターン領域Ｒ３と、左側は、第２パターン領域Ｒ２と境界をなす。すなわち、第４パターン領域Ｒ４は、第２及び第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３により取り囲まれた形態である。冷却部４６の第４パターン領域Ｒ４を取り囲んでいる第２及び第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３は、各々チャンネル領域４４の一部を構成じている第２及び第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３が延長されたものである。
【００３０】冷媒貯蔵部４２から冷却部４６へ冷媒が円滑で連続的かつ均一に供給される場合、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６のパターン領域構成は、図６のものと異なり、発熱体の発熱表面積または発熱体の発熱量によって異なるものにすることができる。
【００３１】例えば、図１５に示すように、チャンネル領域４４の一部を構成するパターン領域のうち第３パターン領域Ｒ３が冷媒貯蔵部４２と同じような第１パターン領域Ｒ１に取り替えられ、冷却部４６の右側部分を構成する第３パターン領域Ｒ３が冷却部の中央への冷媒ポンピングを増加させることのできる形のパターンで構成された第２パターン領域Ｒ２に取り替えられる。
【００３２】また、図１６に示すようにチャンネル領域４４の全体を冷媒ポンピングを最大化できる形態のパターンから構成された第２パターン領域Ｒ２だけで構成でき、冷却部中央の周囲に冷却部の中央へ冷媒が円滑に流し入れられることのできる形態のパターンから構成した第３パターン領域Ｒ３だけを設けることもできる。
【００３３】このように、冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６のパターン領域の構成は、相異なるものとしてよい。
【００３４】一方、図１７及び図１８に示すように、チャンネル領域の形態が異なる場合に冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６を構成するパターン領域も変わる。
【００３５】具体的には、図１７を参照すれば、チャンネル領域４４ａは、冷媒接触部Ａの上下辺を図において垂直に連結して冷媒接触部Ａを両断する図４に示すような直線形態のチャンネル領域である。チャンネル領域４４ａは、第１及び第２パターン領域Ｒ１、Ｒ２から構成されているが、この時、第１パターン領域Ｒ１は、左右反転したコ字形であり、第２パターン領域Ｒ２は、第１パターン領域Ｒ１により左側及び上下側が取り囲まれている。冷却部４６は、中央に第５パターン領域Ｒ５が、その周囲に第４パターン領域Ｒ４が設けられており、第４パターン領域Ｒ４の左側とチャンネル領域４４ａとの間にチャンネル領域４４ａの第２パターン領域Ｒ２が延在形成されて第４パターン領域Ｒ４の左側に接触させられている。第２及び第４パターン領域Ｒ２、Ｒ４と第２下部構造物５１との間に第３パターン領域Ｒ３が設けられている。すなわち、第３パターン領域Ｒ３は、コ字形に設けられており、第３パターン領域Ｒ３と共に冷却部４６を構成する第２及び第４パターン領域Ｒ２、Ｒ４は、このような第３パターン領域Ｒ３により右側及び上下側が取り囲まれた形態である。
【００３６】図１８を参照すれば、チャンネル領域４４ｂは、ロ字形であり、第１ないし第３パターン領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から構成されている。そしてこのようなチャンネル領域４４ｂに取り囲まれた冷却部４６は、第２ないし第５パターン領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５から構成されている。冷却部４６の中央に第５パターン領域Ｒ５が設けられている。第５パターン領域Ｒ５の周囲に第４パターン領域Ｒ４が設けられている。第４パターン領域Ｒ４の右側とチャンネル領域４４ｂとの間に第２パターン領域Ｒ２が設けられており、この第２パターン領域Ｒ２は、チャンネル領域４４ｂの右辺を通じて第２下部構造物５１まで延在形成されている。第４パターン領域Ｒ４の左辺中央寄りの右側とチャンネル領域４４ｂの左辺との間にも第２パターン領域Ｒ２が設けられており、この第２パターン領域Ｒ２は、チャンネル領域４４ｂの上辺と下辺まで図において垂直に延在形成されており、この状態で左側にチャンネル領域４４ｂの左側一部領域まで延在形成されている。
【００３７】一方、第２及び第４パターン領域Ｒ２、Ｒ４とチャンネル領域４４ｂとの間に第３パターン領域Ｒ３が設けられており、第３パターン領域Ｒ３は、チャンネル領域４４ｂの上側と下側の一部領域まで延在形成されており、この状態で右側に第２下部構造物５１まで延在形成されている。
【００３８】結局、第４パターン領域Ｒ４は、左右の第２パターン領域Ｒ２及び上下の第３パターン領域Ｒ３により取り囲まれている。
【００３９】引続き、図７は、冷却接触部Ａを構成するいろいろなパターン領域のうち、第１パターン領域Ｒ１に形成されたパターンの構成を平面的に示すものであって、これを参照すれば、第１パターン領域Ｒ１に形成された複数のパターンＰ１は、いずれも同じ形態である。そして、各パターンＰ１は、冷媒が流れる方向Ａ３に所定の長さＬ１と左右間隔Ｄ１を有し、これに図において垂直の方向に長さに比べてはるかに短い所定の幅Ｗ１と上下間隔Ｈ１を有する直線型パターンである。この時、図中上下に隣接する二つの横方向の配列である行を構成するパターンは、図において垂直方向に関してパターンＰ１が横方向にずらされるようにして交互に整列されている。
【００４０】一方、図示されていないが、第１パターン領域Ｒ１に形成されたこのようなパターンＰ１は、所定の高さを有している。この時、第１パターン領域Ｒ１に形成されたパターンＰ１の高さは、いずれも同一であることが望ましいが、チャンネル領域４４以外の他の領域に形成されたパターンの高さが、チャンネル領域４４に形成されたものより高くても低くてもよい。
【００４１】このように、第１パターン領域Ｒ１に設けられたパターンＰ１は、立体的に形成されている。図７には、パターンＰ１の一部の斜視図が示されているが、これを参照することによってパターンＰ１が立体的な形態であるということが分かる。第１パターン領域Ｒ１を構成するパターンＰ１が前記のように立体的な形態であるために、冷媒貯蔵部４２に貯蔵された冷媒は、底部を通じて方向性を有してチャンネル領域４４に流し入れられる。
【００４２】図８は、第２パターン領域Ｒ２を構成するパターンＰ２の配列形態を示し、図中の一部拡大図（原案）は、パターンＰ２の一部の斜視図であって、この図から、パターンＰ２の立体的な形態であるということが分かる。図８を参照すれば、第２パターン領域Ｒ２を構成する複数のパターンＰ２は、第１パターン領域Ｒを構成するパターンＰ１と同じ形態であることが分かる。しかし、第２パターン領域Ｒ２に形成されたパターンＰ２の長さＬ２、左右間隔Ｄ２、上下間隔Ｈ２及び幅Ｗ２は、第１パターン領域Ｒ１に形成されたパターンＰ１の長さＬ１、上下間隔Ｈ１及び幅Ｗ１より短くて狭く、かつ冷媒の流れ方向への左右間隔Ｄ２も狭い。結局、第２パターン領域Ｒ２のパターン密度が第１パターン領域Ｒ１のパターン密度より高いということが分かる。したがって、第１パターン領域Ｒ１に沿ってチャンネル領域４４に流し入れられた冷媒は、第２パターン領域Ｒ２に接触した後より大きい毛細管力で均一に流される。
【００４３】第２パターン領域Ｒ２に形成されたパターンＰ２も第１パターン領域Ｒ１に形成されたパターンＰ１と同じ形状であるため、第１及び第２パターン領域Ｒ１、Ｒ２から構成されたチャンネル領域４４に流し入れられた冷媒は、方向性を有して冷却部４６に流し入れられる。
【００４４】チャンネル領域４４は、コ字形に冷却部４６の上下領域まで延在形成されており、延在形成された領域のうち第２下部構造物５１に近い領域は、第１パターン領域Ｒ１であり、冷却部４６に近い領域は、第３パターン領域Ｒ３である。第３パターン領域Ｒ３には、隣のパターン領域、すなわち、第１パターン領域Ｒ１から流し入れられる冷媒が冷却部の周囲または縁部に沿って流れると同時に冷却部の中央に向かうように前記冷媒の流れに方向性を与える複数のパターンが配設されている。前記複数のパターンの各々の高さは、隣のパターン領域に形成されたパターンと同一であることが望ましいが、より高いかまたは低いこともある。
【００４５】図９を参照すれば、第３パターン領域Ｒ３に複数のパターンＰ３が形成されているが、各パターンＰ３の長さＬ３、幅Ｗ３、左右間隔Ｄ３及び上下間隔Ｈ３が第２パターン領域Ｒ２を構成するパターンＰ２のそれとほぼ類似しているか、またはやや小さく、パターンＰ３が図において上下に揃えられた行列形態に整列されている点においてだけ異なり、その形状は、同一であることが分かる。したがって、チャンネル領域４４に流し入れられた冷媒は、第１パターン領域Ｒ１に沿って迅速に流れ、第２及び第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３に合ってより均一に四方から冷却部４６に向かって流れる。この時、第３パターン領域Ｒ３に流し入れられる冷媒は、図９R>９のパターンＰ３の整列形態から分かるように垂直及び水平方向への方向性を有している。したがって、冷却部４６の上下に形成されたチャンネル領域４４の第３パターン領域Ｒ３に流し入れられた冷媒は、チャンネル領域４４の第２パターン領域Ｒ２に流し入れられた冷媒と同じく冷却部４６に向かって均一に流れることができるだけでなく、冷却部の右側に設けられた第３パターン領域Ｒ３を通じて冷却部の周囲または縁部に沿って流れる。こうして、冷却部４６全体への冷媒の供給が連続的に円滑に引き起こされる。
【００４６】一方、図２を参照すれば、発熱体Ｈは、基板４０の冷却部のうち第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５に該当する基板の底面と接触することが分かる。
【００４７】したがって、第５パターン領域Ｒ５を取り囲み、第２ないし第３パターン領域Ｒ２、Ｒ３に取り囲まれた第４パターン領域Ｒ４に第５パターン領域Ｒ５の次に多くの熱が発熱体Ｈから伝えられる。したがって、第４パターン領域Ｒ４に形成された複数のパターンは、流し入れられる冷媒を第５パターン領域Ｒ５の周囲に迅速でかつ均一に供給すると同時に冷媒との接触面積が大きくなければならず、発熱体Ｈから第４パターン領域Ｒ４に伝達される熱を吸収して上下方向に伝達できる形状であることが望ましい。また、第５パターン領域Ｒ５には、第４パターン領域Ｒ４に比べてより多くの熱が発熱体Ｈから集中的に伝えられるので、第５パターン領域Ｒ５に形成されたパターンは、第４パターン領域Ｒ４から均一に供給される冷媒をより効果的に利用できる、より大きな接触面積を有する高密度の複数パターンでなければならない。
【００４８】例えば、図１０及び図１１に示すように、第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５に設けられたパターンＰ４、Ｐ５は、所定の左右間隔Ｄ４、Ｄ５、上下間隔Ｈ４、Ｈ５及び高さ、所定の直径ｄ４、ｄ５を有する立体的な形態である。望ましくは、一部拡大図（原案）に示すように所定の高さを有する円柱であることが望ましい。このようなパターンＰ４、Ｐ５は、その密度が各々のパターン領域全体にわたって均一に設けられていることが望ましい。すなわち、第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５のパターンＰ４、Ｐ５は、第１パターン領域Ｒ１または第２パターン領域Ｒ２に形成されたパターンＰ１、Ｐ２のように冷媒の流れに方向性を与えられる形態に配設されていることではなく、冷媒が全方向に、すなわち、等方的に流れうる形態に配設可能なように形成されていることが望ましい。
【００４９】図１２は、第５パターン領域Ｒ５を取り囲む第４パターン領域Ｒ４に形成された密度と大きさが変化する複数のパターンを示すものである。
【００５０】第５パターン領域Ｒ５は、冷却部４６を構成する他のパターン領域に比べて発熱体Ｈから最も多くの熱が伝えられる領域である。したがって、第５パターン領域Ｒ５への冷媒流入は、第５パターン領域Ｒ５の四方で同時に実行させることが望ましく、これは、周囲に第４パターン領域Ｒ４が設けられているので自然に行なわれる。
【００５１】一方、第５パターン領域Ｒ５の四方から流し入れられた冷媒は、ほぼ同じ時間に第５パターン領域Ｒ５の全体に分散させることが望ましく、これにより、第５パターン領域Ｒ５の全体で均一な熱吸収が可能となり、局所的にドライアウト現象が発生することも防止できて、発熱体Ｈの冷却効率が高められる。
【００５２】このようなことを考慮する際、第５パターン領域Ｒ５に形成されたパターンＰ５の形状や単位面積に形成されたパターンの数、すなわち、パターンの構成密度またはパターン集積度及びパターン分布の形態などは、第４パターン領域Ｒ４に形成されたパターンＰ４´の延長線で考慮することが望ましい。しかし、発熱体Ｈから伝えられる熱をより迅速でかつ全領域でより均一に除去するために、流し入れられる冷媒を全領域へ迅速でかつ均一に分散でき、冷媒に接触させられる第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５の表面積は、できるだけ広いことが望ましい。
【００５３】このため、第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５を構成するパターンは、図１０及び図１１に示す通り、流し入れられる冷媒が全方向に均一かつ迅速に分散されるように等方的に配設された幾何学的な形態、例えば円柱であることが望ましい。
【００５４】また、第５パターン領域Ｒ５に設けられたパターンＰ５の直径ｄ５は、第４パターン領域Ｒ４に形成されたパターンＰ４に比べて狭く、パターンＰ５の構成密度または集積度は、第４パターン領域Ｒ４のパターンＰ４の構成密度または集積度より高くしていることが望ましい。
【００５５】図１３は、前述した冷媒接触部Ａを構成する複数のパターン領域、すなわち、第１ないし第５パターン領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５に形成された複数のパターンの一例とチャンネル領域４４とを共に示す斜視図であって、各パターン領域に形成されたパターンの立体的形状（原案）、パターンの分布形態、パターンの構成密度または集積度などを相互比較できる。図１３に示す各パターン領域のパターン形状や分布形態、構成密度は、冷媒が冷媒貯蔵部４２から冷却部４６の全領域、特に第５パターン領域Ｒ５の全領域に迅速で均一かつ連続的に供給されるという前提の下で異るものにすることができる。特に、冷媒貯蔵部４２やチャンネル領域４４は、冷却部４６に比べて発熱体Ｈから相対的に遠く離隔されている。そのため、冷媒貯蔵部４２やチャンネル領域４４のパターン領域構成と各パターン領域に形成されたパターンに対する変形マージンは、冷却部４６のそれに比べて大きいといえる。これにより、冷却部４６に比べて冷媒貯蔵部４２及びチャンネル領域４４のパターン構成や構成された各パターン領域に形成されたパターンの形状、構成密度または集積度、分布形態は、より多様に変形可能となる。
【００５６】冷媒貯蔵部４２に流し入れられた冷媒は、チャンネル領域４４の毛細管力により冷却部４６にポンピングされる。したがって、冷媒貯蔵部４２に流し入れられる冷媒の量に比べてチャンネル領域４４を通じて冷却部４６に到達する冷媒の量が少なくなって、図２に示すように余分の冷媒５４が冷媒貯蔵部４２に貯蔵される。冷媒貯蔵部４２の冷媒受容能力は、冷媒貯蔵部４２の横縦幅や高さを調節することによって調節できる。冷媒貯蔵部４２の冷媒受容能力は、凝縮器から冷媒が供給されなくても冷却部４６に冷媒を安定的にかつ均一に供給できる程度が望ましい。冷媒貯蔵部４２内の上部空間４２ａは、凝縮器から冷媒が流し入れられつつ一緒に流し入れられる非凝縮ガスＧを集める領域として使用できる。また、冷媒貯蔵部４２に所定の冷媒を貯蔵しておくことによって、冷却部４６に冷媒を安定的に供給できて発熱体の冷却効率を高められる。すなわち、冷却部４６で発熱体の発熱量が瞬時に増加する場合、冷却部４６の所定領域、特に第４及び第５パターン領域Ｒ４、Ｒ５で冷媒が瞬時に蒸発して表面がかわくドライアウト現象が起こる可能性があるが、冷媒貯蔵部４２に冷媒を所定のレベルで常に維持する場合、瞬間過熱された冷却部４６に冷媒を持続的に供給できるので、瞬時に起きるドライアウト現象がチャンネル領域４４に広がって蒸発器全体に広がることを防止できる。
【００５７】図２及び図３を参照すれば、上部構造物５０は、冷媒接触部Ａの周囲の第２下部構造物５１と接触して冷媒接触部Ａの全領域を覆っている形態であるが、冷媒貯蔵部４２及び冷却部４６には、冷媒貯蔵及び相変化された冷媒を受容できる空間が設けられている。しかしながら、上部構造物５０は、チャンネル領域４４とは接触している。そのため、上部構造物５０とチャンネル領域４４に形成されたパターンとが接触している。このようにして、チャンネル領域４４には、冷媒が流れうる微細な水路が形成され、それにより毛細管現象が起きる。つまり、毛細管力が発生して、このような冷媒の表面張力による毛細管力により冷媒貯蔵部４２に貯蔵された冷媒は、外部の力によらず冷却部４６に自然にポンピングされる。冷媒貯蔵部４２及び冷却部４６の各上部には、冷媒の流入及び相変化結果の蒸気の排出のための冷媒流入口Ａ１及び蒸気排出口Ａ２が設けられている。便宜のため、冷媒接触部Ａの底部に形成されたパターンは、図示していない。
【００５８】図１９ないし図２２は、本発明の他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図であって、まず図１９を参照すれば、上部構造物５０と対応するように設けられた第３下部構造物４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、第１ないし第３セグメントを冷媒が漏れないように密着させて構成したものである。第１セグメント４０ａは、上部構造物５０と共に冷媒貯蔵部４２を形成するものであるが、これは、図１ないし図１８に示す実施形態による蒸発器で基板（図２の４０）の冷媒貯蔵部４２に対応する部分と第２下部構造物５１で冷媒貯蔵部４２を取り囲む部分とが一つの単一体に結合されて得られるものと同じものである。第１セグメント４０ａと第３セグメント４０ｃとの間に設けられた第２セグメント４０ｂは、上部構造物５０のチャンネル領域４４を、境界を定めて形成する面５０ａと向かい合う基板４０の一部に該当するものであって、前記面５０ａと向かい合って冷媒貯蔵部４２から冷却部４６へ冷媒が移送されるチャンネルを形成している。第３セグメント４０ｃは、第２セグメント４０ｂと密着されて底面が発熱体Ｈと接触する水平部分と、水平部分から垂直に延在形成されていて、冷却部４６で発生した蒸気の排出のために上部構造物５０と所定間隔だけ離隔される垂直部分とから構成されている。このような第３セグメント４０ｃは、前記一実施形態において、基板４０の冷却部４６に対応する部分と、第２下部構造物５１で冷却部４６を取り囲む部分とが一つの単一体に結合されて得られるものと同じものである。したがって、第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃの上部構造物５０に向かって垂直に延在形成された部分は、第２下部構造物（図２及び図３の５１）と同じものとなる。
【００５９】第１ないし第３セグメント４０ａ、４０ｂ、４０ｃの冷媒貯蔵部４２、チャンネル領域４４及び冷却部４６に対応する各部分の底部には、図７ないし図１４１４に例示したようにに冷媒の流れのための多様なパターンが形成されているが、前記実施形態を説明する過程及びかかる図面を通じて詳細に説明したので、それに関する詳細な図示は、省略する。同じようなことが、図２０R>０ないし図２２にも当てはまる。
【００６０】図２０は、図１９に示す実施形態でチャンネル領域４４に冷媒ポンピングのための第１ポンピング手段６０が設けられた場合を示すものである。この場合には、第２セグメント４０ｂ上に別のパターンが設けられていない。
【００６１】具体的に、図２０を参照すれば、第２セグメント４０ｂと上部構造物５０のチャンネル領域４４を、境界を定めて形成する面５０ａとの間に毛細管力を利用して冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に冷媒をポンピングするための第１ポンピング手段６０が設けられている。第１ポンピング手段６０の冷媒貯蔵部４２に向かう面（以下、第１面）は、冷媒貯蔵部４２に流し入れられる冷媒と接触し、冷却部４６に向かう面（以下、第２面）は、冷却部４６に形成されたパターンに近接するか、または接触している。このようにして第１ポンピング手段６０によりポンピングされた冷媒が第１ポンピング手段６０を経て前記第２面に到達すると同時に冷却部４６に直ちに流し入れられる。第１ポンピング手段６０は、冷媒貯蔵部４２に流し入れられた冷媒に対して毛細管力を作用させることができ、毛細管力により第１ポンピング手段６０内に流し入れられた冷媒を前記第２面までポンピングできるものであれば、いかなる構成を有する部材でも構わないが、多孔性部材であることが望ましい。この時、前記多孔性部材に内在するホールは、少なくとも冷媒貯蔵部４２に流し入れられた冷媒に対して前記第２面まで前記冷媒を十分にポンピングできる毛細管力を加えられるサイズを有することが望ましい。
【００６２】一方、第１ポンピング手段６０の冷媒貯蔵部４２に向かう第１面は、図示されているものより冷媒貯蔵部４２にさらに延在形成されうる。すなわち、第１ポンピング手段６０の第１面は、冷媒貯蔵部４２に所定長さだけ突設されることもある。
【００６３】図２１は、図１９に示す実施形態の他の変形例を示すものである。これを参照すれば、第２セグメント４０ｂ及び第３セグメント４０ｃは、図１９に示すものと同じ形態に設けられている。しかし、第１セグメント４０ａ及び第２セグメント４０ｂは、境界で段差を有するように設けられている。すなわち、第１セグメント４０ａの第２セグメント４０ｂと接触する水平部分の表面が第２セグメント４０ｂの表面より低く位置している。これにより、第１セグメント４０ａの全体が第２セグメント４０ｂの第１セグメント４０ａと密着する面に沿って下に所定距離だけ移動したことと同じくなる。この時、移動距離は、第２セグメント４０ｂの厚さより短いことが望ましい。このようにして、第２セグメント４０ｂの第１セグメント４０ａと接触する面の一部は、冷媒貯蔵部４２に流し入れられる冷媒と接触する。第２セグメント４０ｂの前記露出された面は、冷媒貯蔵部４２から冷却部４６に移動する冷媒に対して突起として作用する。
【００６４】第１ないし第３セグメント４０ａ、４０ｂ、４０ｃの水平部分の厚さは、同一であるために、第１セグメント４０ａ及び第２セグメント４０ｂの上面の間に段差が発生する場合、両者の下面の間にも段差が発生する。このような段差により第２及び第３セグメント４０ｂ、４０ｃの下方に前記段差に該当する厚さを有する空間４０ｃ−１が存在する。この空間４０ｃ−１は、そのままにしておいても構わないが、他の部材で充填することができる。後者の場合、発熱体Ｈがその下面に付着されねばならないために、空間４０ｃ−１を満たす部材は、少なくとも第３セグメント４０ｃと同じ部材であるか、または第３セグメント４０ｃより熱伝導率に優れた部材であることが望ましい。
【００６５】一方、図２１の下方に図２１において第１円Ｃ１で限定された部分を示す図が示されているが、これを参照すれば、第２セグメント４０ｂの厚さは、第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃの厚さより厚く、第２セグメント４０ｂの表面が第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃの水平部分の表面より高く位置している。したがって、第２セグメント４０ｂと上部構造物５０のチャンネル領域４４を、境界を定めて形成する面５０ａとの間のチャンネルが第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃの水平部分の表面より高い所に位置して３次元的な冷媒供給が可能になる。
【００６６】図２２は、図２１に示す実施形態においてチャンネル領域４４にパターンの代わりに冷媒ポンピングのための第２ポンピング手段６０ａが設けられた場合を示すものである。
【００６７】具体的に、第２セグメント４０ｂと上部構造物５０のチャンネル領域４４を、境界を定めて形成する面５０ａ、すなわち、第２セグメント４０ｂと向かい合う面との間に第２ポンピング手段６０ａが設けられているが、これは、前記第１ポンピング手段（図２０の６０）と同一であることが望ましいが、他のものでも構わない。
【００６８】例えば、第２ポンピング手段６０ａは、多孔性部材とパターンとを組合わせて構成したものである。すなわち、第２ポンピング手段６０ａの冷媒貯蔵部４２に近い部分は、第１多孔性部材で構成し、冷却部４６に近い部分は、第２多孔性部材で構成し、中央部分は、前記第１及び第２多孔性部材を連結して前記第１多孔性部材を通じて流し入れられる冷媒に毛細管力が作用可能となるように形成されたパターンから構成することができる。または第２ポンピング手段６０ａの冷媒貯蔵部４２に近い部分は、冷媒貯蔵部４２に流し入れられる冷媒に毛細管力を作用できるように形成されたパターンで構成し、残りの部分を多孔性部材で構成できる。または第２ポンピング手段６０ａの冷媒貯蔵部４２に近い部分及び中央部分は、多孔性部材で構成し、冷却部４６に近い部分は、中央部分を構成する前記多孔性部材を通じて流し入れられる冷媒に毛細管力を作用できるように形成されたパターンで構成できる。
【００６９】一方、図２２の下方に図２２において第２円Ｃ２で限定された部分を示す図が示されているが、これを参照すれば、第２ポンピング手段６０ａは、第２セグメント４０ｂが第１及び第３セグメント４０ａ、４０ｃより上に突出した状態に設けられた場合にも、第２セグメント４０ｂとそれと向かい合う面５０ａとの間に設けられる。この場合にも第２ポンピング手段６０ａは、前記のように多孔性部材とパターンとを組合わせて構成できる。
【００７０】以上の説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものではなく、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。例えば、当業者であれば冷媒貯蔵部４２を構成する第１パターン領域Ｒ１に他のパターン領域をさらに設けることができるだろう。また、冷媒貯蔵部４２の一部を冷却部４６方向に延在形成させても、第１パターン領域Ｒ１を冷却部４６を構成するパターン領域の一つにしてもよい。そして、チャンネル領域４４をコ字以外の形態に設けてもよい。
【００７１】また、前述した内容を組合わせることによって、言及しなかったものの、多分に類推可能な形態に冷却部、チャンネル領域及び冷媒貯蔵部を変形することができ、これらを構成するパターン領域のパターン密度の変形や各パターン領域に形成されたパターン形態の変形も可能である。また、冷却部４６だけでなく冷媒貯蔵部４２にも一部領域が延在形成された形態のチャンネル領域４４を設けることができる。また、冷媒貯蔵部４２、冷却部４６及びチャンネル領域４４の底部を構成するパターン領域のうち少なくともいずれか一パターン領域は、パターン領域の一位置から他の位置にパターンの構成密度、すなわち、集積度が順次に高くなるか、または低くなるようにパターンが配設されたパターン領域とされていてもよい。また、冷媒貯蔵部４２または冷却部４６の底部にチャンネル領域４４の底部に形成されたパターンより高いか、または低いパターンが設けられてもよい。また、冷媒貯蔵部４２の底部には、特別なパターンを設けなくてもよい。そのため、本発明の範囲は、説明された実施形態によってではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められねばならない。
【００７２】
【発明の効果】前述したように、本発明は、凝縮器から流し入れられる冷媒と非凝縮器内で非凝縮されたガスとを貯蔵できる冷媒貯蔵部を具備しているので、冷媒を安定的に供給できるだけでなく、凝縮器内の非凝縮ガスの蓄積を最小化し、冷却部で蒸発によって除去される冷媒量だけ前記冷媒貯蔵部から冷却部に均一かつ連続的に冷媒を供給できるので、ドライアウトのような望ましくない現象を防止できて蒸発器の冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器の底部構成を示す平面図である。
【図２】 図１を２−２´線で切断して示す断面図であって、底部を覆う上板を共に示す断面図である。
【図３】 本発明の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の分解斜視図である。
【図４】 図１に示す蒸発器に用いられる変形されたチャンネル領域の平面図である。
【図５】 図１に示す蒸発器に用いられる変形された他のチャンネル領域の平面図である。
【図６】 図１に示す蒸発器の冷媒接触部の底部を構成するパターン領域を示す平面図である。
【図７】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第１パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図８】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第２パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図９】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第３パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図１０】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第４パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図１１】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第５パターン領域のパターン分布を示す平面図である。
【図１２】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第４パターン領域の他のパターン分布を示す平面図である。
【図１３】 図６の冷媒接触部を構成する第１ないし第５パターン領域とチャンネル領域と各パターン領域に形成されたパターンとの分布を共に示す平面図である。
【図１４】 図６の冷媒接触部を構成するパターン領域のうち第５パターン領域周囲のパターン分布の他の例による冷媒の流れの方向を示す平面図である。
【図１５】 冷媒接触部の底部を構成するパターン領域の分布が異なる本発明の他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器の平面図である。
【図１６】 冷媒接触部の底部を構成するパターン領域の分布が異なる本発明のさらに他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器の平面図である。
【図１７】 冷媒接触部の底部を構成するパターン領域の分布が異なる本発明のさらに他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器の平面図である。
【図１８】 冷媒接触部の底部を構成するパターン領域の分布が異なる本発明のさらに他の実施形態によるＣＰＬ冷却装置の蒸発器の平面図である。
【図１９】 本発明のさらに他の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図である。
【図２０】 本発明のさらに他の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図である。
【図２１】 本発明のさらに他の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図である。
【図２２】 本発明のさらに他の実施形態による微細ウィック構造を具備するＣＰＬ冷却装置の蒸発器を示す断面図である。
【符号の説明】
３８・・・蒸発器の下部構造物
４０・・・第１下部構造物（基板）
４２・・・冷媒貯蔵部
４４・・・チャンネル領域
４６・・・冷却部
４６ａ・・・第１冷却部
４６ｂ・・・第２冷却部
５１・・・第２下部構造物
Ａ１・・・冷媒流入口
Ａ２・・・蒸気排出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】 凝縮器と、前記凝縮器から冷媒が供給されてこの冷媒の相変化を通じて発熱体を冷却する蒸発器と、前記蒸発器と前記凝縮器とを連結する液体管及び気体管を具備しているＣＰＬ冷却装置において、前記蒸発器は、前記凝縮器から流し入れられる冷媒を貯蔵しつつ上部空間に前記流し入れられる冷媒に含まれた非凝縮ガスを集める冷媒貯蔵部と、前記冷媒の気化を通じて前記発熱体の冷却が行われる冷却部と、前記冷媒貯蔵部から前記冷却部に毛細管力による前記冷媒の移送が行われるチャンネル領域を形成するように結合された上部及び下部構造物と、を有する平板型とされていることを特徴とするＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２】 前記下部構造物は、基板として使われる第１下部構造物と、前記第１下部構造物の縁部上に形成されて前記上部構造物との間に前記凝縮器の冷媒流出口と連結される冷媒流入口、及び前記凝縮器の蒸気流入口と連結される蒸気排出口を形成する第２下部構造物と、から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３】 前記チャンネル領域は、前記冷媒貯蔵部及び前記冷却部の間に形成されているとともに、一部領域が前記冷却部と前記第２下部構造物との間に延在形成されていることを特徴とする請求項２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４】 前記チャンネル領域の他の一部領域が前記冷媒貯蔵部と前記第２下部構造物との間に延在形成されていることを特徴とする請求項３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項５】 前記チャンネル領域は、コ字形、直線形またはロ字形とされていることを特徴とする請求項２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項６】 前記冷媒貯蔵部の底部は、少なくとも一つ以上のパターン領域から構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項７】 前記冷却部の底部は、少なくとも一つ以上のパターン領域から構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項８】 前記チャンネル領域の底部は、少なくとも一つ以上のパターン領域から構成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項５のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項９】 前記冷媒貯蔵部の底部は、第１パターン領域から構成されていることを特徴とする請求項６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１０】 前記第１パターン領域に少なくとも一つ以上の他のパターン領域が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１１】 前記冷却部の底部は、第１パターン領域から構成されていることを特徴とする請求項７に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１２】 前記第１パターン領域に少なくとも一つ以上の他のパターン領域がさらに設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１３】 前記冷却部の底部は、周囲に第２及び第３パターン領域を具備し、内側にこれらに取り囲まれた第４パターン領域及び前記第４パターン領域に取り囲まれた第５パターン領域から構成されていることを特徴とする請求項７に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１４】 前記冷却部の底部は、周囲に第４パターン領域を具備し、内側に前記第４パターン領域に取り囲まれた第５パターン領域を備えていることを特徴とする請求項７に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１５】 前記第４パターン領域の周囲に第３パターン領域が設けられており、前記第３パターン領域は、前記チャンネル領域と接触させられていることを特徴とする請求項１４に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１６】 前記チャンネル領域の底部は、第１パターン領域から構成されていることを特徴とする請求項８に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１７】 前記第１パターン領域に少なくとも一つ以上の他のパターン領域がさらに設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１８】 前記チャンネル領域の底部は、前記第１パターン領域と共に第２及び第３パターン領域をさらに備えるとともに、前記第１パターン領域は、前記冷媒貯蔵部の底部を構成するパターン領域と連結されており、前記第２及び第３パターン領域は、各々前記冷却部の底部を構成するパターン領域と連結されていることを特徴とする請求項１６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１９】 前記第１及び第３パターン領域は、前記チャンネル領域の前記冷却部及び前記基板の間に延在形成された領域を構成していることを特徴とする請求項１８に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２０】 前記第３パターン領域と連結されている前記冷却部の底部を構成するパターン領域は、前記第３パターン領域と同じパターンから形成された領域とされていることを特徴とする請求項１９に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２１】 前記第２パターン領域は、前記冷却部に延在形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２２】 前記第１パターン領域に前記凝縮器から流し入れられる冷媒が前記冷却部に向かうように前記冷媒の流れに方向性を与える複数のパターンが形成されていることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のうちいずれか一項または請求項１６ないし請求項１９のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２３】 前記第１パターン領域に形成された複数のパターンの各々は、所定の高さを有し、前記冷媒の流れ方向に所定の長さを有する所定の幾何学的平面形状とされていることを特徴とする請求項２２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２４】 前記パターンは、前記冷媒の流れ方向に一列に配設されているとともに、各々所定間隔離隔されており、前記列の方向に交わる方向に交互に配設されていることを特徴とする請求項２３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２５】 前記第１パターン領域に形成されたパターンのうち前記冷媒貯蔵部に形成されたパターンは、前記チャンネル領域に形成されたパターンより高いかまたは低いことを特徴とする請求項２３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２６】 前記第２パターン領域には、隣のパターン領域から流し入れられる冷媒が前記冷却部またはその中央に向かうように前記冷媒の流れに方向性を与える複数のパターンが配設されていることを特徴とする請求項１３、請求項１８または請求項２１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２７】 前記複数のパターンの各々は、所定の高さを有し、前記冷媒の流れ方向に所定の長さを有する所定の幾何学的平面形状とされていることを特徴とする請求項２６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２８】 前記パターンは、前記冷媒の流れ方向に一列に配設されるとともに、各々所定間隔離隔されており、前記列の方向に交わる方向に交互に配設されていることを特徴とする請求項２６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２９】 前記第２パターン領域に形成されたパターンのうち前記チャンネル領域以外の領域に形成されたパターンは、前記チャンネル領域に形成されたパターンより高いかまたは低いことを特徴とする請求項２６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３０】 前記第３パターン領域には、隣のパターン領域から流し入れられる冷媒が前記冷却部の周囲または端部に沿って流れると同時に前記冷却部の中央に向かうように前記冷媒の流れに方向性を与える複数のパターンが配設されていることを特徴とする請求項１３または請求項１６ないし請求項２０のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３１】 前記複数のパターンの各々は、所定の高さを有し、隣の行と並んでいるパターンが交互しないように配設されていることを特徴とする請求項３０に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３２】 前記複数のパターンは、隣のパターン領域に形成されたパターンより高いかまたは低いことを特徴とする請求項３０に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３３】 前記第４パターン領域の隣のパターン領域から流し入れられる冷媒を前記冷却部の中央に流させると同時に前記第４パターン領域全体に等方的に流させる複数のパターンが配設されていることを特徴とする請求項１３ないし請求項１５のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３４】 前記複数のパターンの各々は、所定の高さを有する円柱とされていることを特徴とする請求項３３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３５】 前記複数のパターンは、隣のパターン領域に形成されたパターンより高いかまたは低いことを特徴とする請求項３３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３６】 前記複数のパターンは、前記第４パターン領域から第５パターン領域にいくほどその直径が小さくなるように配設されていることを特徴とする請求項３３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３７】 前記第５パターン領域の隣のパターン領域から流し入れられる冷媒を第５パターン領域の全領域に均一かつ速く流させる複数のパターンが配設されていることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３８】 前記複数のパターンの各々の直径は、隣のパターン領域に形成されたパターンと同一かまたは小さいことを特徴とする請求項３７に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３９】 前記複数のパターンの各々は、所定の高さを有する円柱とされていることを特徴とする請求項３８に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４０】 前記下部構造物は、前記上部構造物と共に前記冷媒貯蔵部をなす一方、前記凝縮器の冷媒流出口と連結される冷媒流入口を形成する第１セグメントと、前記上部構造物の前記チャンネル領域を形成する面と向かい合う一方、前記冷媒が漏れないように一の側を前記第１セグメントに密着させた第２セグメントと、前記上部構造物と共に前記冷却部をなす一方、前記凝縮器の蒸気流入口と連結される蒸気排出口を形成して前記冷媒が漏れないように前記第２セグメントの他の側と接着された第３セグメントとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４１】 前記第１セグメントと第２セグメントとの間及び／または第２セグメントと第３セグメントとの間に段差が存在することを特徴とする請求項４０に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４２】 前記第２セグメントと前記上部構造物の前記チャンネル領域を形成する面との間には、前記チャンネル領域を充填するようにして、前記冷媒貯蔵部に流し入れられる冷媒を前記冷却部にポンピングするためのポンピング手段が設けられていることを特徴とする請求項４０または請求項４１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４３】 前記ポンピング手段は、多孔性部材とされていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４４】 前記ポンピング手段は、多孔性部材と前記第２セグメントの一部領域上に形成されたパターンから構成されているとともに、前記パターンは、前記冷媒貯蔵部に流し入れられる冷媒または前記多孔性部材を通じて流し入れられる冷媒に対して毛細管力が作用可能となるように形成されていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４５】 前記多孔性部材は、前記冷媒貯蔵部に所定長さだけ延在形成されていることを特徴とする請求項４３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４６】 前記チャンネル領域の一部領域が前記冷却部と前記第３セグメントの垂直な部分との間に延在形成されていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４７】 前記チャンネル領域の他の一部領域が前記冷媒貯蔵部と前記第１セグメントの垂直な部分との間に延在形成されていることを特徴とする請求項４６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４８】 前記冷却部の底部に少なくとも一種以上のパターンが形成されているとともに、これらパターンは、前記冷却部に流し入れられる冷媒に毛細管力を作用させるように設けられていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４９】 前記冷媒貯蔵部底に所定のパターンが形成されていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１】 凝縮器と、前記凝縮器から冷媒が供給されてこの冷媒の相変化を通じて発熱体を冷却する蒸発器と、前記蒸発器と前記凝縮器とを連結する液体管及び気体管を具備しているＣＰＬ冷却装置において、前記蒸発器は、前記凝縮器から流し入れられる冷媒を貯蔵しつつ上部空間に前記流し入れられる冷媒に含まれた非凝縮ガスを集める冷媒貯蔵部と、前記冷媒の気化を通じて前記発熱体の冷却が行われる冷却部と、前記冷媒貯蔵部から前記冷却部に毛細管力による前記冷媒の移送が行われるチャンネル領域を形成するように結合された上部及び下部構造物と、を有する平板型とされていることを特徴とするＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２】 前記下部構造物は、基板として使われる第１下部構造物と、前記第１下部構造物の縁部上に形成されて前記上部構造物との間に前記凝縮器の冷媒流出口と連結される冷媒流入口、及び前記凝縮器の蒸気流入口と連結される蒸気排出口を形成する第２下部構造物と、から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３】 前記チャンネル領域は、前記冷媒貯蔵部及び前記冷却部の間に形成されているとともに、一部領域が前記冷却部と前記第２下部構造物との間に延在形成されていることを特徴とする請求項２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４】 前記チャンネル領域の他の一部領域が前記冷媒貯蔵部と前記第２下部構造物との間に延在形成されていることを特徴とする請求項３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項５】 前記チャンネル領域は、コ字形、直線形またはロ字形とされていることを特徴とする請求項２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項６】 前記冷媒貯蔵部の底部は、少なくとも一つ以上のパターン領域から構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項７】 前記冷却部の底部は、少なくとも一つ以上のパターン領域から構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項８】 前記チャンネル領域の底部は、少なくとも一つ以上のパターン領域から構成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項５のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項９】 前記冷媒貯蔵部の底部は、第１パターン領域から構成されていることを特徴とする請求項６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１０】 前記第１パターン領域に少なくとも一つ以上の他のパターン領域が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１１】 前記冷却部の底部は、第１パターン領域から構成されていることを特徴とする請求項７に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１２】 前記第１パターン領域に少なくとも一つ以上の他のパターン領域がさらに設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１３】 前記冷却部の底部は、周囲に第２及び第３パターン領域を具備し、内側にこれらに取り囲まれた第４パターン領域及び前記第４パターン領域に取り囲まれた第５パターン領域から構成されていることを特徴とする請求項７に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１４】 前記冷却部の底部は、周囲に第４パターン領域を具備し、内側に前記第４パターン領域に取り囲まれた第５パターン領域を備えていることを特徴とする請求項７に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１５】 前記第４パターン領域の周囲に第３パターン領域が設けられており、前記第３パターン領域は、前記チャンネル領域と接触させられていることを特徴とする請求項１４に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１６】 前記チャンネル領域の底部は、第１パターン領域から構成されていることを特徴とする請求項８に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１７】 前記第１パターン領域に少なくとも一つ以上の他のパターン領域がさらに設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１８】 前記チャンネル領域の底部は、前記第１パターン領域と共に第２及び第３パターン領域をさらに備えるとともに、前記第１パターン領域は、前記冷媒貯蔵部の底部を構成するパターン領域と連結されており、前記第２及び第３パターン領域は、各々前記冷却部の底部を構成するパターン領域と連結されていることを特徴とする請求項１６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項１９】 前記第１及び第３パターン領域は、前記チャンネル領域の前記冷却部及び前記基板の間に延在形成された領域を構成していることを特徴とする請求項１８に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２０】 前記第３パターン領域と連結されている前記冷却部の底部を構成するパターン領域は、前記第３パターン領域と同じパターンから形成された領域とされていることを特徴とする請求項１９に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２１】 前記第２パターン領域は、前記冷却部に延在形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２２】 前記第１パターン領域に前記凝縮器から流し入れられる冷媒が前記冷却部に向かうように前記冷媒の流れに方向性を与える複数のパターンが形成されていることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のうちいずれか一項または請求項１６ないし請求項１９のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２３】 前記第１パターン領域に形成された複数のパターンの各々は、所定の高さを有し、前記冷媒の流れ方向に所定の長さを有する所定の幾何学的平面形状とされていることを特徴とする請求項２２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２４】 前記パターンは、前記冷媒の流れ方向に一列に配設されているとともに、各々所定間隔離隔されており、前記列の方向に交わる方向に交互に配設されていることを特徴とする請求項２３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２５】 前記第１パターン領域に形成されたパターンのうち前記冷媒貯蔵部に形成されたパターンは、前記チャンネル領域に形成されたパターンより高いかまたは低いことを特徴とする請求項２３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２６】 前記第２パターン領域には、隣のパターン領域から流し入れられる冷媒が前記冷却部またはその中央に向かうように前記冷媒の流れに方向性を与える複数のパターンが配設されていることを特徴とする請求項１３、請求項１８または請求項２１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２７】 前記複数のパターンの各々は、所定の高さを有し、前記冷媒の流れ方向に所定の長さを有する所定の幾何学的平面形状とされていることを特徴とする請求項２６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２８】 前記パターンは、前記冷媒の流れ方向に一列に配設されるとともに、各々所定間隔離隔されており、前記列の方向に交わる方向に交互に配設されていることを特徴とする請求項２６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項２９】 前記第２パターン領域に形成されたパターンのうち前記チャンネル領域以外の領域に形成されたパターンは、前記チャンネル領域に形成されたパターンより高いかまたは低いことを特徴とする請求項２６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３０】 前記第３パターン領域には、隣のパターン領域から流し入れられる冷媒が前記冷却部の周囲または端部に沿って流れると同時に前記冷却部の中央に向かうように前記冷媒の流れに方向性を与える複数のパターンが配設されていることを特徴とする請求項１３または請求項１６ないし請求項２０のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３１】 前記複数のパターンの各々は、所定の高さを有し、隣の行と並んでいるパターンが交互しないように配設されていることを特徴とする請求項３０に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３２】 前記複数のパターンは、隣のパターン領域に形成されたパターンより高いかまたは低いことを特徴とする請求項３０に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３３】 前記第４パターン領域の隣のパターン領域から流し入れられる冷媒を前記冷却部の中央に流させると同時に前記第４パターン領域全体に等方的に流させる複数のパターンが配設されていることを特徴とする請求項１３ないし請求項１５のうちいずれか一項に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３４】 前記複数のパターンの各々は、所定の高さを有する円柱とされていることを特徴とする請求項３３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３５】 前記複数のパターンは、隣のパターン領域に形成されたパターンより高いかまたは低いことを特徴とする請求項３３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３６】 前記複数のパターンは、前記第４パターン領域から第５パターン領域にいくほどその直径が小さくなるように配設されていることを特徴とする請求項３３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３７】 前記第５パターン領域の隣のパターン領域から流し入れられる冷媒を第５パターン領域の全領域に均一かつ速く流させる複数のパターンが配設されていることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３８】 前記複数のパターンの各々の直径は、隣のパターン領域に形成されたパターンと同一かまたは小さいことを特徴とする請求項３７に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項３９】 前記複数のパターンの各々は、所定の高さを有する円柱とされていることを特徴とする請求項３８に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４０】 前記下部構造物は、前記上部構造物と共に前記冷媒貯蔵部をなす一方、前記凝縮器の冷媒流出口と連結される冷媒流入口を形成する第１セグメントと、前記上部構造物の前記チャンネル領域を形成する面と向かい合う一方、前記冷媒が漏れないように一の側を前記第１セグメントに密着させた第２セグメントと、前記上部構造物と共に前記冷却部をなす一方、前記凝縮器の蒸気流入口と連結される蒸気排出口を形成して前記冷媒が漏れないように前記第２セグメントの他の側と接着された第３セグメントとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４１】 前記第１セグメントと第２セグメントとの間及び／または第２セグメントと第３セグメントとの間に段差が存在することを特徴とする請求項４０に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４２】 前記第２セグメントと前記上部構造物の前記チャンネル領域を形成する面との間には、前記チャンネル領域を充填するようにして、前記冷媒貯蔵部に流し入れられる冷媒を前記冷却部にポンピングするためのポンピング手段が設けられていることを特徴とする請求項４０または請求項４１に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４３】 前記ポンピング手段は、多孔性部材とされていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４４】 前記ポンピング手段は、多孔性部材と前記第２セグメントの一部領域上に形成されたパターンから構成されているとともに、前記パターンは、前記冷媒貯蔵部に流し入れられる冷媒または前記多孔性部材を通じて流し入れられる冷媒に対して毛細管力が作用可能となるように形成されていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４５】 前記多孔性部材は、前記冷媒貯蔵部に所定長さだけ延在形成されていることを特徴とする請求項４３に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４６】 前記チャンネル領域の一部領域が前記冷却部と前記第３セグメントの垂直な部分との間に延在形成されていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４７】 前記チャンネル領域の他の一部領域が前記冷媒貯蔵部と前記第１セグメントの垂直な部分との間に延在形成されていることを特徴とする請求項４６に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４８】 前記冷却部の底部に少なくとも一種以上のパターンが形成されているとともに、これらパターンは、前記冷却部に流し入れられる冷媒に毛細管力を作用させるように設けられていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【請求項４９】 前記冷媒貯蔵部底に所定のパターンが形成されていることを特徴とする請求項４２に記載のＣＰＬ冷却装置の蒸発器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１９】
【図２０】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
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【図１３】
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【図１５】
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【図２０】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００３−３５４７０（Ｐ２００３−３５４７０Ａ）
【公開日】平成１５年２月７日（２００３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−１４０５５３（Ｐ２００２−１４０５５３）
【出願日】平成１４年５月１５日（２００２．５．１５）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【公開日】平成１５年２月７日（２００３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年５月１５日（２００２．５．１５）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
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