JP2000357888A - 半導体モジュール装置 - Google Patents
半導体モジュール装置Info
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体モジュール装置に関し、冷却効率を向上
させ、かつ、実装高さも低く押さえることを目的とす
る。 【解決手段】複数の発熱素子１、１・・を実装した基板
２の上面を該基板２の保持フレームを兼ねる放熱プレー
ト３で覆ってなる半導体モジュール装置であって、前記
放熱プレート３には複数の放熱フィン４、４・・が突設
されるとともに、放熱プレート３には該放熱プレート３
の上方を覆って冷却風の風洞５を形成するカバープレー
ト６が固定され、かつ、前記冷却風洞５内には冷却ファ
ン装置７を固定して構成する。
させ、かつ、実装高さも低く押さえることを目的とす
る。 【解決手段】複数の発熱素子１、１・・を実装した基板
２の上面を該基板２の保持フレームを兼ねる放熱プレー
ト３で覆ってなる半導体モジュール装置であって、前記
放熱プレート３には複数の放熱フィン４、４・・が突設
されるとともに、放熱プレート３には該放熱プレート３
の上方を覆って冷却風の風洞５を形成するカバープレー
ト６が固定され、かつ、前記冷却風洞５内には冷却ファ
ン装置７を固定して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体モジュール装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体モジュール装置の従来例を図１
２、１３に示す。この従来例において、半導体モジュー
ル装置は、フレーム１９により保持される実装基板２上
に複数の半導体素子を実装して形成される。フレーム１
９はアルミニウム等の熱伝導性の良好な材料により形成
され、半導体素子の搭載領域の上方を覆うカバー部１９
ａを有する。カバー部１９ａの上面には図示しない小型
冷却ファン装置７を保持したファン組立体２０が固定さ
れ、半導体素子からの発熱はヒートスプレッダとして機
能するカバー部１９ａに伝熱された後、ファン組立体２
０により冷却される。なお、図において１９ｂはファン
組立体２０の上面に冷却風の風洞を形成するためのカバ
ー体を示す。
２、１３に示す。この従来例において、半導体モジュー
ル装置は、フレーム１９により保持される実装基板２上
に複数の半導体素子を実装して形成される。フレーム１
９はアルミニウム等の熱伝導性の良好な材料により形成
され、半導体素子の搭載領域の上方を覆うカバー部１９
ａを有する。カバー部１９ａの上面には図示しない小型
冷却ファン装置７を保持したファン組立体２０が固定さ
れ、半導体素子からの発熱はヒートスプレッダとして機
能するカバー部１９ａに伝熱された後、ファン組立体２
０により冷却される。なお、図において１９ｂはファン
組立体２０の上面に冷却風の風洞を形成するためのカバ
ー体を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
例には以下の欠点がある。すなわち、上述した従来例に
おいては、カバー部１９ａ上にファン組立体２０を積層
する構造を取るために、実装高さが高くなる。また、半
導体素子からの発熱は、カバー部１９ａに伝熱された
後、さらに、ファン組立体２０のベースプレート２０ａ
に伝熱されて放熱される構造を取るためには、カバー部
１９ａとベースプレート２０ａとの接触部における熱抵
抗が大きく、冷却効率が悪い。
例には以下の欠点がある。すなわち、上述した従来例に
おいては、カバー部１９ａ上にファン組立体２０を積層
する構造を取るために、実装高さが高くなる。また、半
導体素子からの発熱は、カバー部１９ａに伝熱された
後、さらに、ファン組立体２０のベースプレート２０ａ
に伝熱されて放熱される構造を取るためには、カバー部
１９ａとベースプレート２０ａとの接触部における熱抵
抗が大きく、冷却効率が悪い。
【０００４】本発明は、以上の欠点を解消すべくなされ
てものであって、冷却効率が高く、かつ実装高さも低く
押さえられる半導体モジュール装置の提供を目的とす
る。さらに、本発明の他の目的は、冷却効率の高い発熱
体の冷却装置を提供することにある。
てものであって、冷却効率が高く、かつ実装高さも低く
押さえられる半導体モジュール装置の提供を目的とす
る。さらに、本発明の他の目的は、冷却効率の高い発熱
体の冷却装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、複数の発熱素子１、１・・を実装した基板２の上面
を該基板２の保持フレームを兼ねる放熱プレート３で覆
ってなる半導体モジュール装置であって、前記放熱プレ
ート３には複数の放熱フィン４、４・・が突設されると
ともに、放熱プレート３には該放熱プレート３の上方を
覆って冷却風の風洞５を形成するカバープレート６が固
定され、かつ、前記冷却風洞５内には冷却ファン装置７
が固定される半導体モジュール装置を提供することによ
り達成される。
は、複数の発熱素子１、１・・を実装した基板２の上面
を該基板２の保持フレームを兼ねる放熱プレート３で覆
ってなる半導体モジュール装置であって、前記放熱プレ
ート３には複数の放熱フィン４、４・・が突設されると
ともに、放熱プレート３には該放熱プレート３の上方を
覆って冷却風の風洞５を形成するカバープレート６が固
定され、かつ、前記冷却風洞５内には冷却ファン装置７
が固定される半導体モジュール装置を提供することによ
り達成される。
【０００６】本発明において、基板２上の発熱素子１か
らの発熱は、基板２の保持フレームを兼ねる放熱プレー
ト３に伝熱された後、放熱プレート３上の放熱フィン４
から放熱される。したがって、伝熱ルートに機械的接合
境界面が存在しないために、熱抵抗が少なくなり、冷却
効率が向上する。また、冷却ファン装置７は冷却風洞５
内に配置されるために、高さ寸法が小さくなり、実装高
さが低くなる。
らの発熱は、基板２の保持フレームを兼ねる放熱プレー
ト３に伝熱された後、放熱プレート３上の放熱フィン４
から放熱される。したがって、伝熱ルートに機械的接合
境界面が存在しないために、熱抵抗が少なくなり、冷却
効率が向上する。また、冷却ファン装置７は冷却風洞５
内に配置されるために、高さ寸法が小さくなり、実装高
さが低くなる。
【０００７】冷却ファン装置７は放熱プレート３に固定
することも、カバープレート６に固定することも可能で
あるが、カバープレート６に固定した場合には、冷却フ
ァン装置７、特に軸受け部の熱による劣化を防止するこ
とができる。冷却ファン装置７には種々のものが使用可
能であるが、冷却風を上方から吸い込み真横に吹き出す
遠心型ファンは面積が広く薄型の構造をもつ本発明に係
る半導体モジュール装置に最適である。また、冷却ファ
ン装置７は一般に吐き出し側に障害壁がある場合の方が
吸い込み側にある場合に比して風量低下が少ないという
特性を持つために、冷却ファン装置７は、排気側が冷却
風洞５内方を向くように配置するのが望ましい。
することも、カバープレート６に固定することも可能で
あるが、カバープレート６に固定した場合には、冷却フ
ァン装置７、特に軸受け部の熱による劣化を防止するこ
とができる。冷却ファン装置７には種々のものが使用可
能であるが、冷却風を上方から吸い込み真横に吹き出す
遠心型ファンは面積が広く薄型の構造をもつ本発明に係
る半導体モジュール装置に最適である。また、冷却ファ
ン装置７は一般に吐き出し側に障害壁がある場合の方が
吸い込み側にある場合に比して風量低下が少ないという
特性を持つために、冷却ファン装置７は、排気側が冷却
風洞５内方を向くように配置するのが望ましい。
【０００８】上記放熱フィン４は適宜形状に形成するこ
とが可能であるが、ピン形状に形成し、その内の幾本か
を他のものに比して長く形成し、当該長寸の放熱フィン
４ａをカバープレート６を貫通してカバープレート６の
上方に露出させることにより、冷却風洞５への導入流を
利用した放熱が可能になる。また、カバープレート６上
にすべての放熱フィン４を突出させない構成を取ること
により、導入流の圧損がいたずらに高くなることが防止
され、冷却ファン装置７の吸入性能を悪化させることが
ない。
とが可能であるが、ピン形状に形成し、その内の幾本か
を他のものに比して長く形成し、当該長寸の放熱フィン
４ａをカバープレート６を貫通してカバープレート６の
上方に露出させることにより、冷却風洞５への導入流を
利用した放熱が可能になる。また、カバープレート６上
にすべての放熱フィン４を突出させない構成を取ること
により、導入流の圧損がいたずらに高くなることが防止
され、冷却ファン装置７の吸入性能を悪化させることが
ない。
【０００９】カバープレート６に冷却風の吐き出し方向
を規制する遮断立ち上がり壁９を設けると、冷却風洞５
の排気口、すなわち、冷却風の吐き出し方向をカバープ
レート６の取付姿勢により変更することが可能になる。
吐き出し方向を変更できるようにすると、半導体モジュ
ール装置が装着される装置本体側の排気を直接筐体外部
に吐き出す位置に実装する方法が理想的だが、排気口近
傍に部品、壁面等の排気障害物があって排気能力が低下
する場合にも排気方向を簡単に変更できるために、実装
位置の融通性が向上し、使い勝手がより向上する。
を規制する遮断立ち上がり壁９を設けると、冷却風洞５
の排気口、すなわち、冷却風の吐き出し方向をカバープ
レート６の取付姿勢により変更することが可能になる。
吐き出し方向を変更できるようにすると、半導体モジュ
ール装置が装着される装置本体側の排気を直接筐体外部
に吐き出す位置に実装する方法が理想的だが、排気口近
傍に部品、壁面等の排気障害物があって排気能力が低下
する場合にも排気方向を簡単に変更できるために、実装
位置の融通性が向上し、使い勝手がより向上する。
【００１０】この場合、冷却ファン装置７を冷却風洞５
の中心に配置し、カバープレート６の裏面に導風壁１０
を設けておくと、カバープレート６の装着姿勢に関わら
ず、冷却風を吐き出し方向に導くことができるために、
装着姿勢による冷却効果の違いを最小限にすることがで
きる。導風壁１０は、図７に示すように、冷却ファン装
置７の回転翼７ａの回転接線方向Ａに対して排気方向が
鋭角で交差する隅部（図７における領域Ｂ）近傍から排
気方向に沿って延びており、該隅部での回転ファン装置
７から送られる冷却風と排気流との衝突を防止し、さら
に、冷却風を図７において矢印Ｃで示すように、導風壁
１０が設けられていない辺縁に導く。この結果、冷却風
の衝突による全体的な冷却効率の低下が防止されるとと
もに、カバープレート６の取付姿勢が変化しても、導風
壁１０に対応する辺縁近傍以外の領域内の発熱素子１を
優先的に冷却することができる。
の中心に配置し、カバープレート６の裏面に導風壁１０
を設けておくと、カバープレート６の装着姿勢に関わら
ず、冷却風を吐き出し方向に導くことができるために、
装着姿勢による冷却効果の違いを最小限にすることがで
きる。導風壁１０は、図７に示すように、冷却ファン装
置７の回転翼７ａの回転接線方向Ａに対して排気方向が
鋭角で交差する隅部（図７における領域Ｂ）近傍から排
気方向に沿って延びており、該隅部での回転ファン装置
７から送られる冷却風と排気流との衝突を防止し、さら
に、冷却風を図７において矢印Ｃで示すように、導風壁
１０が設けられていない辺縁に導く。この結果、冷却風
の衝突による全体的な冷却効率の低下が防止されるとと
もに、カバープレート６の取付姿勢が変化しても、導風
壁１０に対応する辺縁近傍以外の領域内の発熱素子１を
優先的に冷却することができる。
【００１１】また、カバープレート６は長方形の放熱プ
レート３の短辺長を一辺の長さとする正方形状に形成
し、放熱プレート３の３辺に辺縁を対応させて装着した
場合には、カバープレート６の装着姿勢を変更して排気
方向を変えても、放熱プレート３の冷却風洞対応領域３
ａを可及的に広く、かつ、一定にすることが可能とな
る。このため、カバープレート６の装着姿勢の変更に伴
う冷却効果の違いを最小限にすることができる。さら
に、カバープレート６に設けた補助導風切欠１３から冷
却風を放熱プレート３の中央部に排出するように構成す
ると、冷却風洞対応領域３ａ以外の領域に冷却風を送風
させることが可能になるために、該領域直下に配置され
た発熱素子１も効率的に冷却することができる。
レート３の短辺長を一辺の長さとする正方形状に形成
し、放熱プレート３の３辺に辺縁を対応させて装着した
場合には、カバープレート６の装着姿勢を変更して排気
方向を変えても、放熱プレート３の冷却風洞対応領域３
ａを可及的に広く、かつ、一定にすることが可能とな
る。このため、カバープレート６の装着姿勢の変更に伴
う冷却効果の違いを最小限にすることができる。さら
に、カバープレート６に設けた補助導風切欠１３から冷
却風を放熱プレート３の中央部に排出するように構成す
ると、冷却風洞対応領域３ａ以外の領域に冷却風を送風
させることが可能になるために、該領域直下に配置され
た発熱素子１も効率的に冷却することができる。
【００１２】この場合、補助導風口１１近傍の天井壁
を、辺縁に近づくにつれて漸次放熱プレート３に接近す
る傾斜面１２とすると、補助導風口１１近傍において冷
却風流が絞られて風速が速くなるために、冷却風洞対応
領域３ａに比して冷却効率が低下する中央部の領域の冷
却効率を可及的に向上させることができる。
を、辺縁に近づくにつれて漸次放熱プレート３に接近す
る傾斜面１２とすると、補助導風口１１近傍において冷
却風流が絞られて風速が速くなるために、冷却風洞対応
領域３ａに比して冷却効率が低下する中央部の領域の冷
却効率を可及的に向上させることができる。
【００１３】また、カバープレート６の排気用開放辺８
以外の辺縁に補助導風切欠１３を形成し、放熱プレート
３側に、放熱プレート３の３辺に対応する補助導風切欠
１３を閉塞する閉塞壁１４を設けると、カバープレート
６をどのような姿勢で取り付けても放熱プレート３の中
央部を向く補助導風切欠１３のみが開放されて補助導風
口１１を形成し、他の補助導風切欠１３は閉塞壁１４に
より閉塞されることとなる。この結果、冷却風洞５から
の冷却風の吹き出し口が徒に多くなることがなく、冷却
風洞対応領域３ａでの冷却効率の低下が防止される。
以外の辺縁に補助導風切欠１３を形成し、放熱プレート
３側に、放熱プレート３の３辺に対応する補助導風切欠
１３を閉塞する閉塞壁１４を設けると、カバープレート
６をどのような姿勢で取り付けても放熱プレート３の中
央部を向く補助導風切欠１３のみが開放されて補助導風
口１１を形成し、他の補助導風切欠１３は閉塞壁１４に
より閉塞されることとなる。この結果、冷却風洞５から
の冷却風の吹き出し口が徒に多くなることがなく、冷却
風洞対応領域３ａでの冷却効率の低下が防止される。
【００１４】さらに、半導体モジュール装置を、複数の
発熱素子１を実装した基板２の上面を基板２の保持フレ
ーム１９を兼ねる放熱プレート３で覆ってなる半導体モ
ジュール装置であって、前記放熱プレート３には複数の
放熱フィン４が突設されるとともに、放熱プレート３の
放熱フィン基端面１５には、ヒートパイプ保持溝１６が
形成され、かつ、放熱プレート３には、冷却ファン装置
７の固定部１７が形成されるように構成することができ
る。
発熱素子１を実装した基板２の上面を基板２の保持フレ
ーム１９を兼ねる放熱プレート３で覆ってなる半導体モ
ジュール装置であって、前記放熱プレート３には複数の
放熱フィン４が突設されるとともに、放熱プレート３の
放熱フィン基端面１５には、ヒートパイプ保持溝１６が
形成され、かつ、放熱プレート３には、冷却ファン装置
７の固定部１７が形成されるように構成することができ
る。
【００１５】この半導体モジュール装置によれば、電源
の容量等の事情によって、冷却ファン装置７を取り外し
て放熱プレート３の上面に形成されるヒートパイプ保持
溝１６にヒートパイプ２１を固定した状態で運用するこ
とも、あるいは、ヒートパイプ２１を取り除き、装置本
体側に冷却ファン装置７を固定して運用することも可能
であり、融通性を向上させることができる。
の容量等の事情によって、冷却ファン装置７を取り外し
て放熱プレート３の上面に形成されるヒートパイプ保持
溝１６にヒートパイプ２１を固定した状態で運用するこ
とも、あるいは、ヒートパイプ２１を取り除き、装置本
体側に冷却ファン装置７を固定して運用することも可能
であり、融通性を向上させることができる。
【００１６】以上における半導体モジュール装置は、基
板２の保持フレームを兼ねる放熱プレート３と冷却ファ
ン装置７により冷却装置を構成するものであるが、発熱
体１への固定ブロック１８から長短２種類の放熱フィン
４を複数本突設した放熱プレート３と、放熱プレート３
に固定され、該放熱プレート３の上方を覆って冷却風の
風洞５を形成するカバープレート６と、風洞５内に固定
される冷却ファン装置７とを有し、前記長寸の放熱フィ
ン４ａは、カバープレート６を貫通してカバープレート
６上方に突出する独立した発熱体の冷却装置を構成する
ことができる。
板２の保持フレームを兼ねる放熱プレート３と冷却ファ
ン装置７により冷却装置を構成するものであるが、発熱
体１への固定ブロック１８から長短２種類の放熱フィン
４を複数本突設した放熱プレート３と、放熱プレート３
に固定され、該放熱プレート３の上方を覆って冷却風の
風洞５を形成するカバープレート６と、風洞５内に固定
される冷却ファン装置７とを有し、前記長寸の放熱フィ
ン４ａは、カバープレート６を貫通してカバープレート
６上方に突出する独立した発熱体の冷却装置を構成する
ことができる。
【００１７】この冷却装置は、複数の発熱体１、１・
・、あるいは単一の発熱体１をスポット的に冷却する場
合に有効であり、カバープレート６を貫通してカバープ
レート６の上方に飛び出す長寸の放熱フィン４ａが吸気
流により冷却されるために、冷却効率がより向上する。
すなわち、上述したように、冷却ファン装置７への冷却
効率の低下に与える影響は、吸気側での圧損の増加の方
が、排気側での圧損の増加より大きなために、圧損の原
因となる放熱フィン４ａの本数を冷却風洞５内で多く、
吸気側のカバープレート６上面で少なくすることによ
り、冷却ファン装置７の効率的運用が可能になる。ま
た、カバープレート６から長寸の放熱フィン４ａを飛び
出させることにより、半導体モジュール装置の上面を壁
等に密着させた状態で配置しても、放熱フィン４ａの先
端とカバープレート６との間には吸気用の空間を確実に
確保することができる。
・、あるいは単一の発熱体１をスポット的に冷却する場
合に有効であり、カバープレート６を貫通してカバープ
レート６の上方に飛び出す長寸の放熱フィン４ａが吸気
流により冷却されるために、冷却効率がより向上する。
すなわち、上述したように、冷却ファン装置７への冷却
効率の低下に与える影響は、吸気側での圧損の増加の方
が、排気側での圧損の増加より大きなために、圧損の原
因となる放熱フィン４ａの本数を冷却風洞５内で多く、
吸気側のカバープレート６上面で少なくすることによ
り、冷却ファン装置７の効率的運用が可能になる。ま
た、カバープレート６から長寸の放熱フィン４ａを飛び
出させることにより、半導体モジュール装置の上面を壁
等に密着させた状態で配置しても、放熱フィン４ａの先
端とカバープレート６との間には吸気用の空間を確実に
確保することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１、２に基板２上にＣＰＵ、お
よびその周辺回路を実装し、外部ＰＣＩバスをサポート
し、対象装置に接続することにより対象装置の制御部を
構成することのできる３×５インチ程度の大きさのカー
ドプロセッサとして構成された本発明の実施の形態を示
す。
よびその周辺回路を実装し、外部ＰＣＩバスをサポート
し、対象装置に接続することにより対象装置の制御部を
構成することのできる３×５インチ程度の大きさのカー
ドプロセッサとして構成された本発明の実施の形態を示
す。
【００１９】半導体モジュール装置は、ＣＰＵ、ＶＣ
Ｌ、ビデオチップセット等の発熱素子１と、受動素子２
ａを表面実装した基板２と、放熱プレート３を有し、基
板２の一側縁裏面に固定される図示しないコネクタによ
り対象装置に接続される。また、上記コネクタの反対
面、すなわち、基板２の表面一側縁には、補助基板２２
を接続するためのコネクタ２ｂが固定される。コネクタ
２ｂは後述する放熱プレート３の放熱部３ｂに開設され
たコネクタ挿通開口３ｃを貫通して放熱部３ｂ上に突出
し、補助基板２２は、コネクタ挿通開口３ｃ近傍におい
て放熱部３ｂにねじ止めされる。この実施の形態におい
て補助基板２２にはカードコネクタ２２ａが固定され、
該カードコネクタ２２ａに例えば増設メモリボード等が
接続される。なお、図２において２３は補助基板２２と
放熱パネルとの間に介装される絶縁シートを示す。
Ｌ、ビデオチップセット等の発熱素子１と、受動素子２
ａを表面実装した基板２と、放熱プレート３を有し、基
板２の一側縁裏面に固定される図示しないコネクタによ
り対象装置に接続される。また、上記コネクタの反対
面、すなわち、基板２の表面一側縁には、補助基板２２
を接続するためのコネクタ２ｂが固定される。コネクタ
２ｂは後述する放熱プレート３の放熱部３ｂに開設され
たコネクタ挿通開口３ｃを貫通して放熱部３ｂ上に突出
し、補助基板２２は、コネクタ挿通開口３ｃ近傍におい
て放熱部３ｂにねじ止めされる。この実施の形態におい
て補助基板２２にはカードコネクタ２２ａが固定され、
該カードコネクタ２２ａに例えば増設メモリボード等が
接続される。なお、図２において２３は補助基板２２と
放熱パネルとの間に介装される絶縁シートを示す。
【００２０】放熱プレート３は、アルミニウム合金等、
熱伝導性の良好な材料により製せられ、基板２のほぼ全
面を覆う長方形の放熱部３ｂの四側縁に基板２を保持す
るフレーム部３ｄを一体に膨隆して形成される。フレー
ム部３ｄの四隅部には取付部２４が設けられ、該取付部
２４にねじ止めして対象装置に固定される。
熱伝導性の良好な材料により製せられ、基板２のほぼ全
面を覆う長方形の放熱部３ｂの四側縁に基板２を保持す
るフレーム部３ｄを一体に膨隆して形成される。フレー
ム部３ｄの四隅部には取付部２４が設けられ、該取付部
２４にねじ止めして対象装置に固定される。
【００２１】図３に示すように、上記放熱部３ｂには冷
却風洞対応領域３ａが設定される。冷却風洞対応領域３
ａは、上記コネクタ挿通開口３ｃが開設される辺縁に対
向する辺縁を一辺とする正方形領域を占有し、該冷却風
洞対応領域３ａ上面には、図４に示すように、基端面か
らの突出高さが異なる２種類のピン状放熱フィン４ａ、
４ｂが交互に複数本立設される。なお、図３において、
長寸の放熱フィン４ａを塗りつぶして表示する。これら
放熱フィン４ａ、４ｂは、冷却風洞対応領域３ａ内の中
心に位置する円形のファン収容領域２５、およびこのフ
ァン収容領域２５から側縁に延びる帯状領域を除く範囲
に立設されており、上記帯状領域は放熱フィン基端面１
５より１段低くされてヒートパイプ保持溝１６とされ
る。また、上記冷却風洞対応領域３ａの側縁には後述す
るカバープレート６の補助導風切欠１３を閉塞するため
の閉塞壁１４が立設される。
却風洞対応領域３ａが設定される。冷却風洞対応領域３
ａは、上記コネクタ挿通開口３ｃが開設される辺縁に対
向する辺縁を一辺とする正方形領域を占有し、該冷却風
洞対応領域３ａ上面には、図４に示すように、基端面か
らの突出高さが異なる２種類のピン状放熱フィン４ａ、
４ｂが交互に複数本立設される。なお、図３において、
長寸の放熱フィン４ａを塗りつぶして表示する。これら
放熱フィン４ａ、４ｂは、冷却風洞対応領域３ａ内の中
心に位置する円形のファン収容領域２５、およびこのフ
ァン収容領域２５から側縁に延びる帯状領域を除く範囲
に立設されており、上記帯状領域は放熱フィン基端面１
５より１段低くされてヒートパイプ保持溝１６とされ
る。また、上記冷却風洞対応領域３ａの側縁には後述す
るカバープレート６の補助導風切欠１３を閉塞するため
の閉塞壁１４が立設される。
【００２２】上記冷却風洞対応領域３ａの上方にはファ
ン組立体２０が固定される。ファン組立体２０は、冷却
風洞対応領域３ａとほぼ等しい正方形状のカバープレー
ト６に冷却ファン装置７を固定して形成される。図５、
６に示すように、カバープレート６は中心部、すなわ
ち、上記放熱部３ｂのファン収容領域２５の直上位置に
円形の吸気開口６ａを有し、該吸気開口６ａの中心に冷
却ファン装置７の回転翼７ａが配置される（図１、２参
照）。冷却ファン装置７はカバープレート６に固定され
るファン保持脚７ｂにより保持される。なお、図１、２
において７ｃは冷却ファン装置７への給電用のハーネス
を示す。
ン組立体２０が固定される。ファン組立体２０は、冷却
風洞対応領域３ａとほぼ等しい正方形状のカバープレー
ト６に冷却ファン装置７を固定して形成される。図５、
６に示すように、カバープレート６は中心部、すなわ
ち、上記放熱部３ｂのファン収容領域２５の直上位置に
円形の吸気開口６ａを有し、該吸気開口６ａの中心に冷
却ファン装置７の回転翼７ａが配置される（図１、２参
照）。冷却ファン装置７はカバープレート６に固定され
るファン保持脚７ｂにより保持される。なお、図１、２
において７ｃは冷却ファン装置７への給電用のハーネス
を示す。
【００２３】上記ファン組立体２０の放熱プレート３へ
の固定は、放熱プレート３に形成された固定部１７にね
じ止めして行われ、固定状態において短寸の放熱フィン
４ｂがカバープレート６裏面に形成されたフィン嵌合凹
部６ｂに嵌合するとともに、長寸の放熱フィン４ａはカ
バープレート６に開設されたフィン挿通孔６ｃを貫通し
てカバープレート６上部に露出する（図８参照）。図６
に示すように、カバープレート６は放熱プレート３に対
して中心周りに９０°刻みで相対回転位置を変更しても
カバープレート６のフィン挿通孔６ｃが長寸の放熱フィ
ン４ａに、フィン嵌合凹部６ｂが短寸の放熱フィン４に
対応するように、放熱フィン４の配置、およびフィン嵌
合凹部６ｂ等の配置が決定される。なお、図６において
フィン嵌合凹部６ｂを塗りつぶして表示する。カバープ
レート６を固定した状態でカバープレート６と冷却風洞
対応領域３ａとの間には長寸、および端寸の放熱フィン
４、４・・が林立した冷却風洞５が形成され、冷却風洞
５内の中央部に回転翼７ａが周囲を放熱フィン４により
囲まれた状態で配置される。冷却ファン装置７を駆動す
ると、カバープレート６近傍の空気が吸気開口６ａから
冷却風洞５内に強制導入される。
の固定は、放熱プレート３に形成された固定部１７にね
じ止めして行われ、固定状態において短寸の放熱フィン
４ｂがカバープレート６裏面に形成されたフィン嵌合凹
部６ｂに嵌合するとともに、長寸の放熱フィン４ａはカ
バープレート６に開設されたフィン挿通孔６ｃを貫通し
てカバープレート６上部に露出する（図８参照）。図６
に示すように、カバープレート６は放熱プレート３に対
して中心周りに９０°刻みで相対回転位置を変更しても
カバープレート６のフィン挿通孔６ｃが長寸の放熱フィ
ン４ａに、フィン嵌合凹部６ｂが短寸の放熱フィン４に
対応するように、放熱フィン４の配置、およびフィン嵌
合凹部６ｂ等の配置が決定される。なお、図６において
フィン嵌合凹部６ｂを塗りつぶして表示する。カバープ
レート６を固定した状態でカバープレート６と冷却風洞
対応領域３ａとの間には長寸、および端寸の放熱フィン
４、４・・が林立した冷却風洞５が形成され、冷却風洞
５内の中央部に回転翼７ａが周囲を放熱フィン４により
囲まれた状態で配置される。冷却ファン装置７を駆動す
ると、カバープレート６近傍の空気が吸気開口６ａから
冷却風洞５内に強制導入される。
【００２４】また、排気用開放辺８を除くカバープレー
ト６の各辺縁には、遮断立ち上がり壁９が放熱プレート
３側に突設されており、該遮断立ち上がり壁９を切り欠
くことにより、補助導風切欠１３が形成される。カバー
プレート６を放熱プレート３に固定した状態で、放熱プ
レート３の放熱フィン基端面１５と排気用開放辺８によ
り冷却風洞５の排気口が形成され、該冷却風洞５内に導
入された冷却風は、カバープレート６の裏面に形成され
た導風壁１０によりガイドされて速やかに排気用開放辺
８から排気される。導風壁１０は、反時計回り（図７に
おける矢印Ｄ方向）に回転駆動される冷却ファン装置７
に対応させたもので、図６、７に示すように、冷却ファ
ン装置７の回転翼７ａの回転接線方向Ａを向く導入部１
０ａと、カバープレート６の辺縁に平行で、上記排気用
開放辺８に向かう平行部１０ｂとからなる。導入部１０
ａは、冷却ファン装置７の回転中心から冷却風の衝突領
域（図７のＢ領域）にやや寄った位置に始端を有して配
置される。上記冷却風の衝突領域への風向きを変更し、
かつ、風路幅の縮小により過大な圧損が生じないよう
に、導風壁１０の平行部１０ｂの基端は、回転翼７ａの
回転接線方向Ａ上の回転翼７ａの回転径の１／５ないし
１／４離れた位置で、かつ、回転翼７ａの回転軌跡外周
とカバープレート６の周縁とを１：２ないし１：１に内
分（図７におけるａ：ｂ）する点に設定するのが望まし
い。
ト６の各辺縁には、遮断立ち上がり壁９が放熱プレート
３側に突設されており、該遮断立ち上がり壁９を切り欠
くことにより、補助導風切欠１３が形成される。カバー
プレート６を放熱プレート３に固定した状態で、放熱プ
レート３の放熱フィン基端面１５と排気用開放辺８によ
り冷却風洞５の排気口が形成され、該冷却風洞５内に導
入された冷却風は、カバープレート６の裏面に形成され
た導風壁１０によりガイドされて速やかに排気用開放辺
８から排気される。導風壁１０は、反時計回り（図７に
おける矢印Ｄ方向）に回転駆動される冷却ファン装置７
に対応させたもので、図６、７に示すように、冷却ファ
ン装置７の回転翼７ａの回転接線方向Ａを向く導入部１
０ａと、カバープレート６の辺縁に平行で、上記排気用
開放辺８に向かう平行部１０ｂとからなる。導入部１０
ａは、冷却ファン装置７の回転中心から冷却風の衝突領
域（図７のＢ領域）にやや寄った位置に始端を有して配
置される。上記冷却風の衝突領域への風向きを変更し、
かつ、風路幅の縮小により過大な圧損が生じないよう
に、導風壁１０の平行部１０ｂの基端は、回転翼７ａの
回転接線方向Ａ上の回転翼７ａの回転径の１／５ないし
１／４離れた位置で、かつ、回転翼７ａの回転軌跡外周
とカバープレート６の周縁とを１：２ないし１：１に内
分（図７におけるａ：ｂ）する点に設定するのが望まし
い。
【００２５】したがってこの実施の形態において、導風
壁１０側に送られた冷却風Ａ’は導風壁１０により曲げ
られてＣＰＵ等の発熱素子の中でも高い発熱量を有する
高発熱素子１の搭載領域に送風されるために、該高発熱
素子１を効率的に冷却することができる。また、上記高
発熱素子１側に多量の冷却風の送ることにより、隅部Ｅ
での冷却風のよどみもなくなるために、全体の冷却効率
も向上する。
壁１０側に送られた冷却風Ａ’は導風壁１０により曲げ
られてＣＰＵ等の発熱素子の中でも高い発熱量を有する
高発熱素子１の搭載領域に送風されるために、該高発熱
素子１を効率的に冷却することができる。また、上記高
発熱素子１側に多量の冷却風の送ることにより、隅部Ｅ
での冷却風のよどみもなくなるために、全体の冷却効率
も向上する。
【００２６】上記ファン組立体２０は、放熱プレート３
の冷却風洞対応領域３ａに平面視において合致するよう
に固定されるもので、図９に示すように、冷却ファン装
置４の中心周りに回転した４種類の取付姿勢を選択する
ことが可能であり、いずれの取付姿勢をとっても中央部
に向かう補助導風切欠１３のみが開放され、他の３カ所
の補助導風切欠１３は、放熱プレート３上の閉塞壁１４
により閉塞されるように、補助導風切欠１３、および閉
塞壁１４の位置が決定される。また、各補助導風切欠１
３近傍の天井壁は、図８に示すように、辺縁に近づくに
つれて漸次放熱プレート３に接近する傾斜面１２とされ
ている。
の冷却風洞対応領域３ａに平面視において合致するよう
に固定されるもので、図９に示すように、冷却ファン装
置４の中心周りに回転した４種類の取付姿勢を選択する
ことが可能であり、いずれの取付姿勢をとっても中央部
に向かう補助導風切欠１３のみが開放され、他の３カ所
の補助導風切欠１３は、放熱プレート３上の閉塞壁１４
により閉塞されるように、補助導風切欠１３、および閉
塞壁１４の位置が決定される。また、各補助導風切欠１
３近傍の天井壁は、図８に示すように、辺縁に近づくに
つれて漸次放熱プレート３に接近する傾斜面１２とされ
ている。
【００２７】したがってこの実施の形態において、放熱
プレート３にファン組立体２０を固定した状態で冷却フ
ァン装置４を駆動すると、図８において矢印Ａで示すよ
うに、外気が吸気開口６ａから冷却風洞５内に強制導入
される。一方、基板２上の高発熱素子１からの発熱は、
放熱プレート３に伝達され、冷却風洞５内に林立する放
熱フィン４から直ちに放熱される。また、図８に示すよ
うに、カバープレート６外部から冷却風洞５内に導入さ
れる外気は、導入途中で長寸の放熱フィン４ａを冷却す
るために、全体の冷却効率が向上する。さらに、対象装
置内の部品等の配置により、排気方向を変更するには、
ファン組立体２０を一旦放熱プレート３から取り外し、
カバープレート６の排気用開放辺８の位置を所望の方向
に向ければよい。カバープレート６の取付姿勢に関わら
ず、放熱プレート３の中央部には、補助導風切欠１３が
開放されるために、放熱プレート３中央部上面は補助導
風切欠１３から排出される冷却風により冷却される。図
９において排気方向を矢印Ｂで、補助導風切欠１３から
の風の流れを矢印Ｃで示す。補助導風切欠１３により形
成される補助導風口１１は、天井面が排気方向に向いて
傾斜する傾斜状となっているために、排出途中に絞られ
て風速が速くなるために、冷却効率も向上する。
プレート３にファン組立体２０を固定した状態で冷却フ
ァン装置４を駆動すると、図８において矢印Ａで示すよ
うに、外気が吸気開口６ａから冷却風洞５内に強制導入
される。一方、基板２上の高発熱素子１からの発熱は、
放熱プレート３に伝達され、冷却風洞５内に林立する放
熱フィン４から直ちに放熱される。また、図８に示すよ
うに、カバープレート６外部から冷却風洞５内に導入さ
れる外気は、導入途中で長寸の放熱フィン４ａを冷却す
るために、全体の冷却効率が向上する。さらに、対象装
置内の部品等の配置により、排気方向を変更するには、
ファン組立体２０を一旦放熱プレート３から取り外し、
カバープレート６の排気用開放辺８の位置を所望の方向
に向ければよい。カバープレート６の取付姿勢に関わら
ず、放熱プレート３の中央部には、補助導風切欠１３が
開放されるために、放熱プレート３中央部上面は補助導
風切欠１３から排出される冷却風により冷却される。図
９において排気方向を矢印Ｂで、補助導風切欠１３から
の風の流れを矢印Ｃで示す。補助導風切欠１３により形
成される補助導風口１１は、天井面が排気方向に向いて
傾斜する傾斜状となっているために、排出途中に絞られ
て風速が速くなるために、冷却効率も向上する。
【００２８】上記冷却ファン装置７は、ベアリングハウ
スを放熱プレート３に埋め込んで、保持することも可能
であるが、この実施の形態に示すように、冷却ファン装
置７をカバープレート６に固定してファン組立体２０を
構成すると、ファン組立体２０を取り外して状態で運用
することもできる。この場合、冷却効率を高めるために
は、図１０に示すように、ヒートパイプ保持溝１６にヒ
ートパイプ２１を嵌合させ、ファン収容部において固定
することもできる。なお、図１０において２７はヒート
パイプ固定具を示す。
スを放熱プレート３に埋め込んで、保持することも可能
であるが、この実施の形態に示すように、冷却ファン装
置７をカバープレート６に固定してファン組立体２０を
構成すると、ファン組立体２０を取り外して状態で運用
することもできる。この場合、冷却効率を高めるために
は、図１０に示すように、ヒートパイプ保持溝１６にヒ
ートパイプ２１を嵌合させ、ファン収容部において固定
することもできる。なお、図１０において２７はヒート
パイプ固定具を示す。
【００２９】なお、以上の例において放熱プレート３
は、基板２全体を覆う大きさとして、フレーム部３ｄを
兼ねるように構成されているが、図１１に示すように、
基板２上の特定の素子をスポット的に冷却する際に使用
する冷却装置として構成することもできる。なお、本実
施の形態の説明において、上述した実施の形態と実質的
に同一の構成要素は図中に同一符号を付して説明を省略
する。
は、基板２全体を覆う大きさとして、フレーム部３ｄを
兼ねるように構成されているが、図１１に示すように、
基板２上の特定の素子をスポット的に冷却する際に使用
する冷却装置として構成することもできる。なお、本実
施の形態の説明において、上述した実施の形態と実質的
に同一の構成要素は図中に同一符号を付して説明を省略
する。
【００３０】この実施の形態において、冷却装置は発熱
素子１に固定される放熱プレート３と、放熱プレート３
上に固定されて冷却風洞５を形成するカバープレート６
と、ベアリングハウス（冷却ファン装置７の軸受け部）
が放熱プレート３に埋め込まれた冷却ファン装置７とを
有して構成される。放熱プレート３はアルミニウム合金
等の熱伝導製の良好な材料により形成され、発熱素子１
に固定される固定ブロック１８から複数の放熱フィン
４、４・・を突設させて形成される。放熱プレート３上
の放熱フィン４は、長短２種類が交互に配置され、長寸
の放熱フィン４ａはカバープレート６上面に突出する。
素子１に固定される放熱プレート３と、放熱プレート３
上に固定されて冷却風洞５を形成するカバープレート６
と、ベアリングハウス（冷却ファン装置７の軸受け部）
が放熱プレート３に埋め込まれた冷却ファン装置７とを
有して構成される。放熱プレート３はアルミニウム合金
等の熱伝導製の良好な材料により形成され、発熱素子１
に固定される固定ブロック１８から複数の放熱フィン
４、４・・を突設させて形成される。放熱プレート３上
の放熱フィン４は、長短２種類が交互に配置され、長寸
の放熱フィン４ａはカバープレート６上面に突出する。
【００３１】したがってこの実施の形態において、カバ
ープレート６の上方に発生する風流も放熱フィン４の放
熱に利用することができるために、冷却効率が向上す
る。また、カバープレート６から突出する放熱フィン４
ａの本数は、冷却風洞５内の本数に比して少ないため
に、吸気開口６ａからの吸い込み時に過大な圧損を生じ
させることがない。このため、冷却ファン装置７の吸気
能力に悪影響を及ぼすこともない。
ープレート６の上方に発生する風流も放熱フィン４の放
熱に利用することができるために、冷却効率が向上す
る。また、カバープレート６から突出する放熱フィン４
ａの本数は、冷却風洞５内の本数に比して少ないため
に、吸気開口６ａからの吸い込み時に過大な圧損を生じ
させることがない。このため、冷却ファン装置７の吸気
能力に悪影響を及ぼすこともない。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、冷却効率を向上させることができる上に、実
装高さも低くできる。
によれば、冷却効率を向上させることができる上に、実
装高さも低くできる。
【図１】本発明を示す斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】放熱プレートを示す平面図である。
【図４】図３の４Ａ-４Ａ線断面図である。
【図５】カバープレートの表面図である。
【図６】カバープレートの裏面図である。
【図７】導風壁の作用を示す図である。
【図８】図６の７Ａ-７Ａ線断面図である。
【図９】カバープレートの取付姿勢を示す図である。
【図１０】ヒートパイプを装着した状態を示す図であ
る。
る。
【図１１】本発明の他の実施の形態を示す図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）の一部を断面して示す側面図
である。
は平面図、（ｂ）は（ａ）の一部を断面して示す側面図
である。
【図１２】従来例を示す斜視図である。
【図１３】図１２の分解斜視図である。
１ 発熱素子 ２ 基板 ３ 放熱プレート ４ 放熱フィン ４ａ 長寸の放熱フィン ５ 風洞 ６ カバープレート ７ 冷却ファン装置 ８ 排気用開放辺 ９ 遮断立ち上がり壁 １０ 導風壁 １１ 補助導風口 １２ 傾斜面 １３ 補助導風切欠 １４ 閉塞壁 １５ 放熱フィン基端面 １６ ヒートパイプ保持溝 １７ 固定部 １８ 固定ブロック
Claims (10)
- 【請求項１】複数の発熱素子を実装した基板の上面を該
基板の保持フレームを兼ねる放熱プレートで覆ってなる
半導体モジュール装置であって、 前記放熱プレートには複数の放熱フィンが突設されると
ともに、放熱プレートには該放熱プレートの上方を覆っ
て冷却風の風洞を形成するカバープレートが固定され、 かつ、前記冷却風洞内には冷却ファン装置が固定される
半導体モジュール装置。 - 【請求項２】前記冷却ファン装置はカバープレートに固
定される請求項１記載の半導体モジュール装置。 - 【請求項３】前記放熱フィンはピン形状に形成されると
ともに、その内の適宜本数は他に比して長寸とされ、 前記長寸の放熱フィンがカバープレートを貫通してカバ
ープレートの上方に露出している請求項１または２記載
の半導体モジュール装置。 - 【請求項４】前記カバープレートは放熱プレートに対す
る取付姿勢が可変であり、かつ、カバープレートには排
気用開放辺以外からの冷却風の吐き出しを規制する遮断
立ち上がり壁が設けられる請求項１、２または３記載の
半導体モジュール装置。 - 【請求項５】前記冷却ファン装置は冷却風洞の中心に配
置されるとともに、カバープレートの裏面には、冷却フ
ァン装置の回転翼の回転接線方向に対して排気方向が鋭
角で交差する隅部近傍から排気方向に沿って延びる導風
壁が設けられる請求項４記載の半導体モジュール装置。 - 【請求項６】前記放熱プレートは長方形形状をなすとと
もに、カバープレートは、前記放熱プレートの短辺長を
一辺とする正方形形状に形成されて辺縁を放熱プレート
の３辺に対応させて固定され、 かつ、冷却風洞には、放熱プレート中央部を向く補助導
風口が開設される請求項４または５記載の半導体モジュ
ール装置。 - 【請求項７】前記補助導風口近傍の天井壁は、辺縁に近
づくにつれて漸次放熱プレートに接近する傾斜面とされ
る請求項６記載の半導体モジュール装置。 - 【請求項８】前記カバープレートの排気用開放辺以外の
辺縁には補助導風切欠が形成されるとともに、 放熱プレートには、該放熱プレートの３辺に対応する補
助導風切欠を閉塞する閉塞壁が設けられる請求項６また
は７記載の半導体モジュール装置。 - 【請求項９】複数の発熱素子を実装した基板の上面を該
基板の保持フレームを兼ねる放熱プレートで覆ってなる
半導体モジュール装置であって、 前記放熱プレートには複数の放熱フィンが突設されると
ともに、放熱プレートの放熱フィン基端面には、ヒート
パイプ保持溝が形成され、 かつ、放熱プレートには、冷却ファン装置の固定部が形
成される半導体モジュール装置。 - 【請求項１０】発熱体への固定ブロックから長短２種類
の放熱フィンを複数本突設した放熱プレートと、 放熱プレートに固定され、該放熱プレートの上方を覆っ
て冷却風の風洞を形成するカバープレートと、 風洞内に固定される冷却ファン装置とを有し、 前記長寸の放熱フィンは、カバープレートを貫通してカ
バープレート上方に突出する発熱体の冷却装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16846999A JP4156132B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 半導体モジュール装置 |
| PCT/JP2000/003894 WO2004084600A1 (ja) | 1999-06-15 | 2000-06-15 | 半導体モジュール装置および冷却装置 |
| US09/762,939 US6549404B1 (en) | 1999-06-15 | 2000-06-15 | Semiconductor module apparatus and cooling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16846999A JP4156132B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 半導体モジュール装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008148527A Division JP4757899B2 (ja) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | 半導体モジュール装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357888A true JP2000357888A (ja) | 2000-12-26 |
| JP4156132B2 JP4156132B2 (ja) | 2008-09-24 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16846999A Expired - Fee Related JP4156132B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 半導体モジュール装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4156132B2 (ja) |
| WO (1) | WO2004084600A1 (ja) |
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| JP2014078688A (ja) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Asustek Computer Inc | 放熱構造 |
| JP2018078206A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 三菱電機株式会社 | 電子機器 |
| WO2021124665A1 (ja) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | 株式会社東芝 | ヒートシンク、および電子機器ユニット |
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| TW527101U (en) * | 2002-07-23 | 2003-04-01 | Abit Comp Corp | Interface card heat sink |
| US6671177B1 (en) * | 2002-10-25 | 2003-12-30 | Evga.Com Corporation | Graphics card apparatus with improved heat dissipation |
| TWM245517U (en) * | 2003-10-30 | 2004-10-01 | Quanta Comp Inc | Computer device and its modular structure |
| US7304846B2 (en) * | 2005-02-11 | 2007-12-04 | Inventec Corporation | Heatsink device of video graphics array and chipset |
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| US7365989B2 (en) * | 2006-03-08 | 2008-04-29 | Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. | Heat dissipating device for computer add-on cards |
| US7443672B2 (en) * | 2006-10-03 | 2008-10-28 | Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. | Video graphics array (VGA) card assembly |
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