JP2024087237A - コールドプレート - Google Patents

Abstract

【課題】高温流路および低温流路の双方を含む冷媒流路を容易に形成可能なコールドプレートを提供する。【解決手段】コールドプレートは、基部を有する金属製のベースプレートと、前記基部に接合された外壁部を有する樹脂カバーと、前記基部と前記外壁部とによって囲まれた内部空間と、前記内部空間に連通して冷媒が流入する流入孔と、前記内部空間に連通して前記冷媒が流出する流出孔と、を有する筐体を備え、前記ベースプレートは、前記内部空間に位置して発熱体から受け取った熱を前記冷媒に伝達する熱交換部を有し、前記樹脂カバーは、前記内部空間に位置して前記熱交換部から熱を受け取る前の前記冷媒が流れる低温流路と、前記内部空間に位置して前記熱交換部から熱を受け取った後の前記冷媒が流れるとともに前記低温流路には開口しない高温流路と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、コールドプレートに関する。

従来、筐体の内部空間を流れる冷媒によって発熱体を冷却する金属製のコールドプレートが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

国際公開第２０２０／１７４５９３号

近年の電子部品高集積化による発熱密度の増大により、コールドプレートにはより高い冷却性能が求められるようになっている。この課題に対して、いわゆる噴流冷却や二相流冷却を採用して冷却性能を高めたコールドプレートが提案されてきている。例えば、特許文献１には、二相流冷却方式のコールドプレートが開示されている。噴流冷却方式や二相流冷却方式のコールドプレートは、一般に、発熱体の熱を受け取る前の冷媒が流れる低温流路と、発熱体の熱を受け取った後の冷媒が流れる高温流路と、を備える。

しかしながら、コールドプレートが金属製である場合（例えば、特許文献１）、高温流路と低温流路とを含む複雑な冷媒流路を形成することが容易でない場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされ、高温流路および低温流路の双方を含む冷媒流路を容易に形成可能なコールドプレートを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の態様１に係るコールドプレートは、基部を有する金属製のベースプレートと、前記基部に接合された外壁部を有する樹脂カバーと、を有する筐体を備え、前記筐体には、前記基部と前記外壁部とによって囲まれた内部空間と、前記内部空間に連通して冷媒が流入する流入孔と、前記内部空間に連通して前記冷媒が流出する流出孔と、が形成され、前記ベースプレートは、前記内部空間に位置して発熱体から受け取った熱を前記冷媒に伝達する熱交換部を有し、前記樹脂カバーは、前記内部空間に位置して前記熱交換部から熱を受け取る前の前記冷媒が流れる低温流路と、前記内部空間に位置して前記熱交換部から熱を受け取った後の前記冷媒が流れるとともに前記低温流路には開口しない高温流路と、を有する。

本発明の態様１によれば、低温流路および高温流路が樹脂カバーに設けられているため、例えばこれらの流路を金属で形成する場合と比較して、流路の形成を容易に行うことができる。

また、本発明の態様２は、態様１のコールドプレートにおいて、前記樹脂カバーは、前記低温流路と前記高温流路とを隔てる隔壁部を有し、前記隔壁部は、前記ベースプレートに接合されている。

また、本発明の態様３は、態様２のコールドプレートにおいて、前記隔壁部は、前記熱交換部に接合されている。

また、本発明の態様４は、態様１から態様３のいずれか一つのコールドプレートにおいて、前記低温流路が前記熱交換部に開口する部位と、前記高温流路が前記熱交換部に開口する部位とは、前記高温流路が延びる第１方向に交差する第２方向における位置が互いに異なっており、前記熱交換部は、前記第２方向に延びる複数のフィンを有する。

また、本発明の態様５は、態様１から態様４のいずれか一つのコールドプレートにおいて、前記外壁部、前記低温流路、および前記高温流路は、一体に形成されている。

また、本発明の態様６は、態様１から態様５のいずれか一つのコールドプレートにおいて、前記高温流路は、前記流出孔に近づくにつれて漸次広がる形状を有する。

本発明の上記態様によれば、高温流路および低温流路の双方を含む冷媒流路を容易に形成可能なコールドプレートを提供できる。

本発明の第１実施形態に係るコールドプレートを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るコールドプレートを示す分解図である。 図１に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示すＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図３に示す領域Ａを拡大して示す図である。 本発明の第１実施形態に係るコールドプレートを示す一部破断図である。 本発明の第２実施形態に係るコールドプレートを示す分解図である。 本発明の第２実施形態に係る樹脂カバーを示す斜視図である。 図７に示すＩＸ－ＩＸ線に沿う、入口凹部を含む断面図である。 図７に示すＸ－Ｘ線に沿う、出口凹部を含む断面図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る樹脂カバーを示す斜視図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るコールドプレートについて図面に基づいて説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態に係るコールドプレート１００は、金属製のベースプレート１０と、樹脂カバー２０と、を有する扁平な筐体１を備える。また、図２から図４に示すように、筐体１には、内部空間Ｓと、内部空間Ｓに連通して冷媒が流入する流入孔Ｈ１と、内部空間Ｓに連通して冷媒が流出する流出孔Ｈ２と、が形成されている。

＜方向定義＞
ここで、本実施形態では、コールドプレート１００の厚み方向を、単に厚み方向Ｚと称する。厚み方向Ｚは、ベースプレート１０と樹脂カバー２０とが対向する方向でもある。厚み方向Ｚから見ることを、平面視と称する。また、厚み方向Ｚに交差する（例えば、直交する）一方向を、第１方向Ｘと称する。また、厚み方向Ｚおよび第１方向Ｘの双方に交差する（例えば、直交する）方向を、第２方向Ｙと称する。また、厚み方向Ｚに沿って、ベースプレート１０から樹脂カバー２０に向かう向きを、＋Ｘの向きまたは上方と称する。＋Ｚの向きとは反対の向きを、－Ｚの向きまたは下方と称する。第１方向Ｘにおける一つの向きを、＋Ｘの向きと称する。＋Ｘの向きとは反対の向きを、－Ｘの向きと称する。第２方向Ｙにおける一つの向きを、＋Ｙの向きと称する。＋Ｙの向きとは反対の向きを、－Ｙの向きと称する。

ベースプレート１０の材質としては、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属を好適に用いることができる。図２から図４に示すように、本実施形態に係るベースプレート１０は、板状の基部１１と、熱交換部１２と、を有する。

図３および図４に示すように、基部１１は、上方を向く第１面１１ａと、第１面１１ａとは反対側に位置して下方を向く第２面１１ｂと、を有する。熱交換部１２は、第１面１１ａに形成されている。基部１１と熱交換部１２とは一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。第２面１１ｂには、不図示の発熱体や伝熱部材等が接触する。

図２から図４に示すように、本実施形態に係る熱交換部１２は、第２方向Ｙに延びる複数のフィン１３を有する。各フィン１３は、第２方向Ｙおよび厚み方向Ｚに延在する板状の形状を有する。各フィン１３は、上方を向く上端面１３ａを有する。熱交換部１２は、不図示の発熱体から受け取った熱を冷媒に伝達する役割を有する。熱交換部１２が複数のフィン１３を有することにより、熱交換部１２と冷媒との接触面積が増え、熱伝導効率が向上する。

図２に示すように、本実施形態に係る基部１１の第１面１１ａには、嵌合溝１１ｃが形成されている。嵌合溝１１ｃは、平面視において、熱交換部１２を取り囲む環状の形状を有する。

樹脂カバー２０の材質としては、疎水性の樹脂を好適に用いることができる。樹脂カバー２０を構成する樹脂としては、例えば、ポリフェニレンスルフィルド（ＰＰＳ）、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の熱可塑性を有する結晶性プラスチックを用いることができる。樹脂カバー２０の熱伝導率は、金属製であるベースプレート１０の熱伝導率よりも低い。

図１から図４に示すように、本実施形態に係る樹脂カバー２０は、板状の天板部２０Ａと、メイン部材２０Ｂと、を含む２つの部材を有している。天板部２０Ａとメイン部材２０Ｂとは、例えば熱融着や超音波接合等によって互いに接合されている。

図３および図４に示すように、本実施形態に係るメイン部材２０Ｂは、メイン部材２０Ｂの上面から下方に向けて凹む第１凹部２１と、メイン部材２０Ｂの下面から上方に向けて凹む第２凹部２２と、を有する。第１凹部２１および第２凹部２２は、メイン部材２０Ｂの平面視における周縁部を除いた全体にわたって形成されている（図２も参照）。

第１凹部２１および連通孔２５ａ（後述）は、熱交換部１２から熱を受け取る前の冷媒が流れる低温流路Ｐ１として機能する。図２に示すように、第１凹部２１には流入孔Ｈ１が開口する。図３および図４に示すように、第２凹部２２には、熱交換部１２が収容される。図４に示すように、第２凹部２２の第１方向Ｘにおける寸法は熱交換部１２の第１方向Ｘにおける寸法よりも大きい。これにより、第２凹部２２と熱交換部１２との間には、第１方向Ｘにおける隙間（以下、合流空間Ｓ２と称する）が設けられる。合流空間Ｓ２には、流出孔Ｈ２が開口する。

以下、樹脂カバー２０のうち平面視において凹部２１、２２が形成されていない部分（平面視における周縁部）を周壁部２４と称する（図２も参照）。周壁部２４は、筒状の形状を有する。周壁部２４の形状は、基部１１に形成された嵌合溝１１ｃの形状に対応している。周壁部２４は、嵌合溝１１ｃに嵌合された状態で、基部１１に接合されている。周壁部２４と基部１１との接合の詳細については後述する。

また、図３および図４に示すように、樹脂カバー２０のうち、厚み方向Ｚにおいて第１凹部２１と第２凹部２２との間に位置する部分を、閉塞部２５と称する。閉塞部２５は、第１凹部２１と第２凹部２２とを厚み方向Ｚにおいて隔てるように、筒状の周壁部２４の内側を閉塞している。閉塞部２５は、周壁部２４の厚み方向Ｚにおける中央部に位置する。本実施形態において、周壁部２４と閉塞部２５とは、一体に形成されている。閉塞部２５は、熱交換部１２に接合されている。閉塞部２５と熱交換部１２との接合の詳細については後述する。

閉塞部２５には、第１凹部２１および第２凹部２２の双方に開口する複数の連通孔２５ａが形成されている。つまり、各連通孔２５ａは、閉塞部２５を厚み方向Ｚに貫通している。連通孔２５ａ（低温流路Ｐ１）は、熱交換部１２に開口している。図２に示すように、本実施形態に係る連通孔２５ａは、第１方向Ｘにおける寸法が第２方向Ｙにおける寸法よりも長い長孔形状を有する。また、本実施形態に係る閉塞部２５は、複数（図示の例においては４つ）の連通孔２５ａが第１方向Ｘにおいて間隔を空けて配された列Ｒを複数有している。複数の列Ｒは、第２方向Ｙにおいて間隔を空けて配されている。

図３に示すように、閉塞部２５は、閉塞部２５の下面から上方に向けて凹む複数の第３凹部２３を有する。複数の第３凹部２３は、第２方向Ｙにおいて間隔を空けて配されている。また、図４に示すように、第３凹部２３は、第１方向Ｘに延びている（図６も参照）。より具体的に、本実施形態に係る第３凹部２３は、熱交換部１２の第１方向Ｘにおける全体にわたって延在している。第３凹部２３は、熱交換部１２から熱を受け取った後の冷媒が流れる高温流路Ｐ２として機能する。第３凹部２３（高温流路Ｐ２）は、熱交換部１２に開口している。

ここで、第３凹部２３（高温流路Ｐ２）は、第１凹部２１（低温流路Ｐ１）に開口していない。つまり、第３凹部２３は閉塞部２５を厚み方向Ｚに貫通していない。また、図３および図４に示すように、第３凹部２３と連通孔２５ａとは、第２方向Ｙにおける位置が互いに異なっており、第３凹部２３は連通孔２５ａに開口していない。これにより、閉塞部２５は、第１凹部２１（低温流路Ｐ１）と第３凹部２３（高温流路Ｐ２）とを隔てる隔壁部Ｂとして機能する。隔壁部Ｂは、低温流路Ｐ１を流れる冷媒と高温流路Ｐ２を流れる冷媒とが熱交換部１２を介さずに混ざり合うことを防止する役割を有する。

図３および図４に示すように、周壁部２４の上端部には、周壁部２４の内周側（第１方向Ｘまたは第２方向Ｙにおける内側）と、上方と、に開口する嵌合凹部２４ａが形成されている。図２に示すように、嵌合凹部２４ａは、周壁部２４の全周にわたって形成されている。また、第１凹部２１の平面視における中央部には、上方に向けて突出する一対の支持突起２５ｂが設けられている。図３および図４に示すように、天板部２０Ａは、嵌合凹部２４ａに嵌合されてかつ支持突起２５ｂに接した状態で、メイン部材２０Ｂに固定される。より具体的に、天板部２０Ａは、例えば熱融着や超音波接合等によって嵌合凹部２４ａおよび支持突起２５ｂに接合される。

以下、メイン部材２０Ｂの周壁部２４と、天板部２０Ａと、を併せて、樹脂カバー２０の外壁部Ｗと称する場合がある。外壁部Ｗは、有頂筒状の形状を有する。前述した内部空間Ｓは、有頂筒状の外壁部Ｗと、ベースプレート１０の板状の基部１１と、によって囲まれる空間である。図３および図４に示すように、前述した熱交換部１２、低温流路Ｐ１および高温流路Ｐ２は、内部空間Ｓに位置している。

以下、ベースプレート１０と樹脂カバー２０との接合の詳細について説明する。本実施形態においては、嵌合溝１１ｃと周壁部２４（外壁部Ｗ）とが熱融着により接合され、フィン１３の上端面１３ａと閉塞部２５（隔壁部Ｂ）とが熱融着により接合されている。

図３および図４に示すように、基部１１の嵌合溝１１ｃおよびフィン１３の上端面１３ａには、後述する適宜の表面処理によって、粗面化部４０が形成されている。以下、嵌合溝１１ｃに形成された粗面化部４０を第１粗面化部４０Ａと称し、フィン１３の上端面１３ａに形成された粗面化部４０を第２粗面化部４０Ｂと称する。図５に示すように、各粗面化部４０Ａ、４０Ｂは、複数の微細孔４１を有している。

熱融着の際には、ベースプレート１０が加熱されるとともに、粗面化された嵌合溝１１ｃおよび上端面１３ａ（すなわち、第１粗面化部４０Ａおよび第２粗面化部４０Ｂ）に対して、周壁部２４および閉塞部２５が各々押し付けられる。このとき、ベースプレート１０は、樹脂カバー２０を構成する樹脂の融点以上の温度まで加熱される。このため、ベースプレート１０に押し付けられた周壁部２４および閉塞部２５の一部が溶融し、微細孔４１に入り込む。

そして、加熱後にベースプレート１０を冷却することで、溶融した樹脂が微細孔４１の内部で固化する。固化した樹脂はアンカーとして機能し、樹脂カバー２０とベースプレート１０とが、第１粗面化部４０Ａおよび第２粗面化部４０Ｂの双方において強固に接合される。ベースプレート１０と樹脂カバー２０とを強固に接合することで、内部空間Ｓの気密性を向上させることができる。

粗面化部４０Ａ、４０Ｂを形成するために嵌合溝１１ｃおよび上端面１３ａに対して行う表面処理としては、レーザー照射やエッチング等の化成処理を採用することができる。例えば、レーザーによって接合領域（嵌合溝１１ｃおよび上端面１３ａ）に深さ１０～１００μｍ程度の微細孔４１を複数形成してもよい。また、複数の微細孔４１を、閉ループ状に所定の間隔を空けて形成してもよい。微細孔４１同士の間隔は、例えば、微細孔４１の直径～５００μｍ程度であってもよい。また、接合領域を酸化させてもよい。これらの方法によれば、ベースプレート１０と樹脂カバー２０との間の接合表面積を十分に確保することができる。

次に、以上のように構成されたコールドプレート１００の作用について説明する。

コールドプレート１００は、ベースプレート１０を介して発熱体から熱を受け取り、受け取った熱を外部に放出する放熱モジュールである。以下、放熱の原理について説明する。

コールドプレート１００の内部空間Ｓには、流入孔Ｈ１を通じて冷媒が供給される。流入孔Ｈ１から供給された冷媒は、図４および図６に示すように、第１凹部２１（低温流路Ｐ１）を流れる（流れＦ１として図示）。その後、冷媒は、図３および図６に示すように、連通孔２５ａ（低温流路Ｐ１）を通じて熱交換部１２に到達する（流れＦ２として図示）。熱交換部１２に到達した冷媒は、熱交換部１２から熱を受け取りながらフィン１３に沿って第２方向Ｙに移動し（流れＦ３として図示）、複数の第３凹部２３（高温流路Ｐ２）のいずれかに到達する（流れＦ４として図示）。第３凹部２３に到達した冷媒は、図４および図６に示すように、第３凹部２３に沿って第１方向Ｘに移動し、合流空間Ｓ２に到達する（流れＦ５として図示）。合流空間Ｓ２に到達した冷媒は、流出孔Ｈ２を通じてコールドプレート１００の外部へと排出される。上記のように、本実施形態に係るコールドプレート１００においては、低温流路Ｐ１、熱交換部１２、高温流路Ｐ２の順に冷媒が流れる。このプロセスにより、コールドプレート１００は、発熱体から熱を受け取り、受け取った熱を外部に放出することができる。

コールドプレート１００は、いわゆる二相流冷却方式のコールドプレートであってもよい。すなわち、コールドプレート１００は、熱交換部１２において冷媒が液体から気体へと蒸発するように構成されていてもよい。この場合、冷媒の蒸発潜熱によって効率よく発熱体を冷却することができる。二相流冷却方式のコールドプレート１００においては、低温流路Ｐ１に液体の冷媒が流れ、高温流路Ｐ２には気体の冷媒が流れる。

また、コールドプレート１００は、いわゆる噴流冷却方式のコールドプレートであってもよい。すなわち、コールドプレート１００は、冷媒が連通孔２５ａの流路抵抗によって加速され、熱交換部１２に対して高い流速で噴出されるように構成されていてもよい。この構成によっても、コールドプレート１００によって効率よく発熱体を冷却することができる。噴流冷却方式のコールドプレート１００においては、低温流路Ｐ１および高温流路Ｐ２の双方に液体の冷媒が流れる。

以上説明したように、本実施形態に係るコールドプレート１００は、基部１１を有するベースプレート１０と、基部１１に接合された外壁部Ｗ（天板部２０Ａおよび周壁部２４）を有する樹脂カバー２０と、を有する筐体１を備え、筐体１には、基部１１と外壁部Ｗとによって囲まれた内部空間Ｓと、内部空間Ｓに連通して冷媒が流入する流入孔Ｈ１と、内部空間Ｓに連通して冷媒が流出する流出孔Ｈ２と、が形成され、ベースプレート１０は、内部空間Ｓに位置して発熱体から受け取った熱を冷媒に伝達する熱交換部１２を有し、樹脂カバー２０は、内部空間Ｓに位置して熱交換部１２から熱を受け取る前の冷媒が流れる低温流路Ｐ１（第１凹部２１）と、内部空間Ｓに位置して熱交換部１２から熱を受け取った後の冷媒が流れるとともに低温流路Ｐ１には開口しない高温流路Ｐ２（第３凹部２３）と、を有する。

この構成によれば、コールドプレート１００が低温流路Ｐ１および高温流路Ｐ２を有しているため、コールドプレート１００に対して二相流冷却方式や噴流冷却方式を適用することができる。また、低温流路Ｐ１および高温流路Ｐ２が樹脂カバー２０に設けられているため、例えば流路Ｐ１、Ｐ２を金属で形成する場合と比較して、流路Ｐ１、Ｐ２の形成を容易に行うことができる。また、低温流路Ｐ１が金属よりも熱伝導性の低い樹脂で形成されているため、コールドプレート１００に二相流冷却方式を適用した場合においては、冷媒が熱交換部１２ではなく低温流路Ｐ１において蒸発してしまうことを防止できる。また、高温流路Ｐ２を疎水性の樹脂によって形成することで、熱交換部１２において一度蒸発した冷媒が高温流路Ｐ２に液体として付着することを防止できる。これにより、コールドプレート１００の冷却効率を安定させることができる。

また、樹脂カバー２０は、低温流路Ｐ１と高温流路Ｐ２とを隔てる隔壁部Ｂ（閉塞部２５）を有し、隔壁部Ｂは、ベースプレート１０に接合されている。この構成により、例えば外壁部Ｗのみがベースプレート１０と接合されている場合と比較して、ベースプレート１０と樹脂カバー２０とをより強固に接合することができる。また、隔壁部Ｂが樹脂カバー２０に接合されていることで、冷媒が熱交換部１２を経由せずに低温流路Ｐ１と高温流路Ｐ２との間を移動しまう可能性を低減することができる。特に、コールドプレート１００に二相流冷却方式を適用した場合においては、蒸発に伴う冷媒の体積増大に起因してコールドプレート１００の内圧が高まる。これにより、冷媒が熱交換部１２を経由せずに低温流路Ｐ１と高温流路Ｐ２との間を移動してしまう可能性が高まる。したがって、隔壁部Ｂをベースプレート１０に接合させて流路Ｐ１、Ｐ２間における冷媒の移動を防止する構成が好適である。

また、隔壁部Ｂは、熱交換部１２に接合されている。より具体的に、隔壁部Ｂは、複数のフィン１３に接合されている。この構成により、隔壁部Ｂの接合対象として熱交換部１２を好適に活用することができる。

また、低温流路Ｐ１が熱交換部１２に開口する部位（第３凹部２３）と、高温流路Ｐ２が熱交換部１２に開口する部位（連通孔２５ａ）とは、高温流路Ｐ２が延びる第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙにおける位置が互いに異なっており、熱交換部１２は、第２方向Ｙに延びる複数のフィン１３を有する。この構成により、フィン１３を用いて低温流路Ｐ１から高温流路Ｐ２へと冷媒を誘導することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

図７に示すように、本実施形態に係るコールドプレート２００は、第１実施形態に係る樹脂カバー２０とは異なる形状の樹脂カバー５０を有する。本実施形態に係る樹脂カバー５０は、第１実施形態に係る樹脂カバー２０とは異なり、一体の部材によって形成されている。

具体的に、本実施形態に係る樹脂カバー５０は、図８に示すように、天板部５１と、周壁部５２と、蛇行壁部５３と、を有する。天板部５１、周壁部５２および蛇行壁部５３は、互いに一体に形成されている。図７から図１０に示すように、天板部５１および周壁部５２は、第１実施形態に係る天板部２０Ａおよび周壁部２４と同様に、有頂筒状の外壁部Ｗを構成する。周壁部５２（外壁部Ｗ）は、第１実施形態と同様に、基部１１の嵌合溝１１ｃに対して接合されている。

図９および図１０に示すように、蛇行壁部５３は、天板部５１から下方に向けて突出している。蛇行壁部５３は、外壁部Ｗ（天板部５１および周壁部５２）とベースプレート１０の基部１１とによって囲まれる内部空間Ｓに位置している。図８に示すように、蛇行壁部５３は、平面視において蛇行壁部５３の中央部に配置されている。

蛇行壁部５３の第１方向Ｘにおける寸法は、外壁部Ｗの第１方向Ｘにおける内径よりも小さい。これにより、蛇行壁部５３と外壁部Ｗとの間には、第１方向Ｘにおける隙間が２つ設けられている。当該２つの隙間は、蛇行壁部５３の第１方向Ｘにおける両側に位置する。２つの隙間のうち一方の隙間（以下、分岐空間Ｓ１と称する）には、流入孔Ｈ１が開口する。２つの隙間のうち他方の隙間（以下、合流空間Ｓ２と称する）には、流出孔Ｈ２が開口する。

図８に示すように、蛇行壁部５３は、第１方向Ｘに蛇行しながら第２方向Ｙに延びる波状の形状を有する。これにより、蛇行壁部５３は、分岐空間Ｓ１に開口する複数の入口凹部５４と、合流空間Ｓ２に開口する複数の出口凹部５５と、を有する。複数の入口凹部５４と複数の出口凹部５５とは、第２方向Ｙにおいて交互に配されている。なお、蛇行壁部５３の第２方向Ｙにおける両端は、ともに外壁部Ｗに接続されている。

図９に示すように、入口凹部５４は、合流空間Ｓ２に開口していない。図１０に示すように、出口凹部５５は、分岐空間Ｓ１に開口していない。本実施形態においては、入口凹部５４が低温流路Ｐ１として機能し、出口凹部５５が高温流路Ｐ２として機能する。また、蛇行壁部５３は、低温流路Ｐ１（入口凹部５４）と高温流路Ｐ２（出口凹部５５）とを隔てる隔壁部Ｂとして機能する。隔壁部Ｂである蛇行壁部５３は、内部空間Ｓに位置する熱交換部１２（フィン１３の上端面１３ａ）に対して接合されている。入口凹部５４および出口凹部５５は、熱交換部１２に開口している。

以上のように構成されたコールドプレート２００は、第1実施形態に係るコールドプレート１００と同様に、ベースプレート１０を介して発熱体から熱を受け取り、受け取った熱を外部に放出する放熱モジュールとして機能する。以下、放熱の原理について説明する。

図９に示すように、流入孔Ｈ１から供給された冷媒は、分岐空間Ｓ１から複数の入口凹部５４（低温流路Ｐ１）へと分岐した後、入口凹部５４（低温流路Ｐ１）に沿って第１方向Ｘに流れる（流れＦ６として図示）。その後、冷媒は、入口凹部５４の先端部５４ａにおいてせき止められ、熱交換部１２に移動する（流れＦ７として図示）。熱交換部１２に到達した冷媒は、熱交換部１２から熱を受け取りながらフィン１３に沿って第２方向Ｙに移動し、図１０に示すように、複数の出口凹部５５（高温流路Ｐ２）のいずれかに到達する（流れＦ８として図示）。出口凹部５５に到達した冷媒は、出口凹部５５に沿って第１方向Ｘに移動し、合流空間Ｓ２に到達する（流れＦ９として図示）。合流空間Ｓ２に到達した冷媒は、流出孔Ｈ２を通じてコールドプレート２００の外部へと排出される。上記のように、本実施形態に係るコールドプレート２００においても、低温流路Ｐ１、熱交換部１２、高温流路Ｐ２の順に冷媒が流れる。このプロセスにより、コールドプレート２００は、発熱体から熱を受け取り、受け取った熱を外部に放出することができる。

なお、図９に示すように、入口凹部５４の先端部５４ａは、第２方向Ｙに交差する断面において円弧状の形状を有していてもよい。この構成によれば、入口凹部５４（低温流路Ｐ１）から熱交換部１２への冷媒の流れを促進することができる。同様に、出口凹部５５の先端部５５ａは、第２方向Ｙに交差する断面において円弧状の形状を有していてもよい（図１０参照）。この構成によれば、先端部５５ａにおける冷媒の滞留を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るコールドプレート２００は、第１実施形態に係るコールドプレート１００と同様に、樹脂カバー５０が、低温流路Ｐ１および高温流路Ｐ２を有する。この構成により、例えば流路Ｐ１、Ｐ２を金属で形成する場合と比較して、流路Ｐ１、Ｐ２の形成を容易に行うことができる。

さらに、本実施形態に係るコールドプレート２００においては、外壁部Ｗ、低温流路Ｐ１、および高温流路Ｐ２が、一体に形成されている。この構成により、例えば外壁部Ｗ、低温流路Ｐ１、および高温流路Ｐ２が別体に形成されている場合と比較して、樹脂カバー５０の製造をより容易に行うことができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

図１１は、第２実施形態に係る樹脂カバー５０の変形例を示す図である。図１１に示すように、出口凹部５５（高温流路Ｐ２）の幅（第２方向Ｙにおける寸法）は、第１方向Ｘにおいて一定でなくてもよい。この変形例において、出口凹部５５（高温流路Ｐ２）は、流出孔Ｈ２に近づくにつれて漸次広がる形状を有している。この構成によれば、出口凹部５５（高温流路Ｐ２）に到達した冷媒が、流出孔Ｈ２に向けて流れやすくなる。これにより、コールドプレート２００の冷却効率をより高めることができる。

また、熱交換部１２はフィン１３を有していなくてもよい。発熱体から受け取った熱を冷媒に伝達することが可能であれば、熱交換部１２の構成は適宜変更可能である。

また、隔壁部Ｂの位置や形状によっては、隔壁部Ｂがベースプレート１０のうち熱交換部１２以外の部分に接合されていてもよい。

また、低温流路Ｐ１と高温流路Ｐ２との間での冷媒の移動を抑制可能であれば、隔壁部Ｂはベースプレート１０に接合されていなくてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

１００、２００…コールドプレート １…筐体 １０…ベースプレート １１…基部 １２…熱交換部 １３…フィン ２０、５０…樹脂カバー Ｗ…外壁部 Ｂ…隔壁部 Ｈ１…流入孔 Ｈ２…流出孔 Ｐ１…低温流路 Ｐ２…高温流路

Claims (6)

1. 基部を有する金属製のベースプレートと、前記基部に接合された外壁部を有する樹脂カバーと、を有する筐体を備え、
   前記筐体には、前記基部と前記外壁部とによって囲まれた内部空間と、前記内部空間に連通して冷媒が流入する流入孔と、前記内部空間に連通して前記冷媒が流出する流出孔と、が形成され、
   前記ベースプレートは、前記内部空間に位置して発熱体から受け取った熱を前記冷媒に伝達する熱交換部を有し、
   前記樹脂カバーは、前記内部空間に位置して前記熱交換部から熱を受け取る前の前記冷媒が流れる低温流路と、前記内部空間に位置して前記熱交換部から熱を受け取った後の前記冷媒が流れるとともに前記低温流路には開口しない高温流路と、を有する、
   コールドプレート。
2. 前記樹脂カバーは、前記低温流路と前記高温流路とを隔てる隔壁部を有し、
   前記隔壁部は、前記ベースプレートに接合されている、
   請求項１に記載のコールドプレート。
3. 前記隔壁部は、前記熱交換部に接合されている、
   請求項２に記載のコールドプレート。
4. 前記低温流路が前記熱交換部に開口する部位と、前記高温流路が前記熱交換部に開口する部位とは、前記高温流路が延びる第１方向に交差する第２方向における位置が互いに異なっており、
   前記熱交換部は、前記第２方向に延びる複数のフィンを有する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のコールドプレート。
5. 前記外壁部、前記低温流路、および前記高温流路は、一体に形成されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のコールドプレート。
6. 前記高温流路は、前記流出孔に近づくにつれて漸次広がる形状を有する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のコールドプレート。

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