JP2004327481A - Circuit device, electronic equipment, and method of manufacturing circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートパイプの機能を有する冷却装置を備えた回路装置、またその回路装置を搭載した電子機器、さらにその回路装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えばコンピュータ等の回路基板に実装されるCPU(Central Processing Unit)等の発熱素子を冷却する機構としてヒートパイプを利用したものが提案されている。ヒートパイプはコンテナの内部に凝縮性の作動流体を封入している。ヒートパイプのコンテナの受熱部には、発熱素子から発せられる熱が伝達され、作動流体が蒸発して蒸気になる。作動流体が蒸気になると、コンテナ内における入熱部付近の圧力が高くなるため、コンテナ内の圧力が低い側、すなわち放熱部側へ流れる。蒸気が放熱部側へ流れるとその作動流体は凝縮して熱を放出する。凝縮した作動流体は、コンテナ内に設けられたグルーブ(溝)を通って受熱部側へ戻る。作動流体がグルーブを流通する現象は毛細管現象を利用している。このようにしてヒートパイプは受熱及び放熱を繰り返すことにより発熱素子を冷却する。
【0003】
ヒートパイプは、熱伝導性を上げるために、通常コンテナが銅やアルミ等の金属でなっている。そしてそのコンテナにヒートスプレッダ(熱拡散部材)を介在させて発熱素子を取り付けている。また伝熱シート等の接着剤により、コンテナ、ヒートスプレッダ、発熱素子を接着している(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−76664号公報(段落[0020] 、[0021]等)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近では発熱素子の集積度の向上に伴ってその発熱量も増加しつつある。ヒートパイプの熱伝導率が低いと、発熱量が大きい素子を実装したコンピュータでは熱暴走を引き起こすおそれがある。このような問題を解決するために素子の低電力化により発熱量を低減させる方法もある。しかしこのような方法に加え、上記ヒートパイプを用いてさらに効率良く発熱素子を冷却することが要求されている。
【0006】
また、特許文献1に記載の放熱装置のように、ヒートパイプのコンテナが金属製の場合、熱伝導性は良好であるが軽量化に適さないという問題がある。また特許文献1に記載の装置では、ヒートスプレッダ等の薄型化を図っているが、それでもまだ厚み(方向Wの厚み)が大きいため、装置を小型化することも困難となってくる。したがって、例えばノート型のコンピュータにその放熱装置を組み込むような場合、さらなる小型化、薄型化、軽量化を達成することが期待される。
【0007】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、発熱素子を効率良く冷却することができるとともに、小型化、薄型化、または軽量化を図ることができる、冷却装置を備えた回路装置、電子機器、回路装置の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る回路装置は、内部に作動流体を封入した電気絶縁材でなるコンテナを有し、前記作動流体の蒸発作用及び凝縮作用を用いて熱を吸収及び放出する冷却装置と、前記コンテナの表面に直接設置され、発した熱が前記冷却装置により吸収される発熱素子と、コンテナの表面に直接形成され、前記発熱素子に電気的に接続された導体線とを有する回路部とを具備する。
【0009】
本発明では、冷却装置の電気絶縁材でなるコンテナの表面に発熱素子を直接設置し、該表面に導体線を直接形成する構成とした。これにより、例えばコンテナの材料に比較的熱伝導率の高いものを用いれば、冷却装置の熱効率を向上させることができる。また、従来のようにヒートスプレッダやこれをコンテナに取り付けるための接着剤等は不要であり、薄型化、小型化を図ることができる。
【0010】
本発明において、発熱素子として、例えばCPU、MPU(Micro Processing Unit)、メモリ、モータ等が挙げられ、熱を発する素子であれば何でもよい。
【0011】
本発明の一の形態では、前記コンテナは、ABS(Acrylonitrile Butadiene Strene)、PPS(Poly Phenylene Sulfide)、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、窒化ケイ素セラミックス、または窒化アルミニウムセラミックスでなる。これにより、コンテナが金属でなる場合に比べ回路装置の軽量化、薄型化を図ることができる。特にポリイミド、ポリアミド、またはポリエステルを用いることによりコンテナに柔軟性を持たせることができる。その結果、例えば電子機器に回路装置を搭載させる場合にその設置箇所の限定が少なくなり、小型化、薄型化に寄与する。一方、熱伝導性に優れた窒化ケイ素セラミックス、窒化アルミニウムセラミックス等を用いることで、コンテナの電気絶縁性を維持しつつ冷却装置の熱効率を向上させることができる。
【0012】
本発明の一の形態では、前記コンテナは、該コンテナの表面のうち少なくとも一部が平面に形成された平面部を有する壁部を備え、前記平面部に前記回路部が設けられている。このように平面部を設け、その平面部に回路部を設けることで、コンテナを極力薄くすることができる、また、平面部に発熱素子等を直接設置することとなるので、発熱素子が例えば集積回路チップのような平板状の形状を有する場合は、そのコンテナ表面と発熱素子との接触面積を極力大きくすることができる。その結果冷却装置の熱効率をより高めることができる。また、コンテナの形状は、例えば平板形状とすることができる。平板形状とすることにより冷却装置がいわば回路基板のような存在となる。すなわち、回路部の基板が冷却装置となる。その結果、例えば電子機器に回路装置を搭載させる場合に、電子機器の薄型化を達成することができる。
【0013】
本発明の一の形態では、前記冷却装置は、前記コンテナの内部に設けられ前記平面部にかかる外部の圧力から前記壁部を支持する支持体を有する。例えば、コンテナの内部を真空にして作動流体を封入する場合、平面部に大気圧がかかりコンテナの壁部がつぶれるおそれがある。本発明ではコンテナ内部から壁部を支持する支持体を設けることで、そのような問題を回避することができる。
【0014】
本発明の一の形態では、前記発熱素子はモータを有するとともに、前記コンテナは、該コンテナの表面に平面状に形成され少なくとも前記導体線が形成された第1の平面部と、該第1の平面部に対向する第2の平面部とを有し、前記回路部は、前記第2の平面部に形成され前記モータの磁気回路を構成するための磁気回路部材を有する。これにより、冷却装置と一体となったモータ用回路装置を提供することができる。磁気回路部材として磁性体であれば何でもよい。また本発明において発熱素子にはモータの他、そのモータを駆動するための集積回路等が含まれる。この集積回路は例えば第1の平面部に設置することが可能であるがこの限りではない。
【0015】
本発明に係る電子機器は、内部に作動流体を封入した電気絶縁材でなるコンテナを有し、前記作動流体の蒸発作用及び凝縮作用を用いて熱を吸収及び放出する冷却装置と、前記コンテナの表面に直接設置され、発した熱が前記冷却装置により吸収される発熱素子と、コンテナの表面に直接形成され、前記発熱素子に対し電気的に接続された導体線とを有する回路部とを具備する回路装置を搭載した。
【0016】
本発明では、冷却装置の電気絶縁材でなるコンテナの表面に発熱素子を設置し、該表面に導体線を直接形成する構成とした。これにより、例えばコンテナの材料に比較的熱伝導率の高いものを用いれば、冷却装置の熱効率を向上させることができる。また、従来のようにヒートスプレッダやこれをコンテナに取り付けるための接着剤等は不要であり、薄型化、小型化を図ることができる。その結果、電子機器を薄型化、小型化することができる。
【0017】
本発明に係る回路装置の製造方法は、(a)内部に作動流体を封入した電気絶縁材でなるコンテナを有し、前記作動流体の蒸発作用及び凝縮作用を用いて熱を吸収及び放出する冷却装置を所定の位置に配置する工程と、(b)前記所定の位置に配置された前記冷却装置のコンテナの表面に発熱素子を直接設置する工程と、(c)前記発熱素子に対し電気的に接続された導体線を前記コンテナの表面に直接形成する工程とを具備する。
【0018】
本発明によれば、例えばコンテナの材料に比較的熱伝導率の高いものを用いれば、冷却装置の熱効率を向上させることができる。また、従来のようにヒートスプレッダやこれをコンテナに取り付けるための接着剤等は不要であり、製造工程数を減少させることができコストを抑えることができる。さらに回路装置の薄型化、小型化を図ることができる。
【0019】
本発明において、所定の位置とは、工程(b)、(c)を行うことができる場所であればどこでもよい。例えばフォトリソグラフィ技術等により導体線を形成する場合は、所定の位置とは、フォトリソグラフィ工程等で用いられる各種装置内で用いられる載置台上になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0021】
図1は本発明の第1の実施形態に係る回路装置を示す斜視図である。図2、図3はそれぞれ図1に示す回路装置のA−A断面図、B−B断面図である。この回路装置1には冷却装置5が設けられており、この冷却装置5上には回路部10が設けられている。回路部10は、発熱素子として、CPU2やその他コンデンサや抵抗等の素子4を有し、また、導体線である回路配線3を有している。一般的にCPU2の発熱量はその他の素子4の発熱量が無視できるくらいに大きい。
【0022】
冷却装置5はヒートパイプの機能を有している。図2、図3に示すように、冷却装置5のコンテナ15の内部15bは例えば真空とされており、作動流体6が封入されている。作動流体6としては例えば純水、メタノール、アンモニア、代替フロン等を用いることができる。作動流体6は図2においてコンテナ15の内部15bの右側に位置しているが、回路装置1が図に示すように水平に配置されるとすれば、実際は重力により内部15bの下方に位置することになる。
【0023】
コンテナ15の内壁にはメッシュ部材7が取り付けられている。メッシュ部材7は、作動流体6を毛細管現象により還流させる機能を有する。このメッシュ部材7は例えば金属、布、または炭素繊維等でなっている。ここで布とは、織物、メリヤス、不織布等のことをいう。このように布を用いることにより、金属製のメッシュ部材を用いる場合に比べ熱伝導率を向上させることができる。
【0024】
コンテナ15は、ほぼ平板状に形成されており電気絶縁材でなる。例えばその材料はABS、PPS、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、窒化アルミニウムセラミックス、窒化ケイ素セラミックスを用いている。これにより、コンテナ15が金属でなる場合に比べ回路装置の軽量化、薄型化を図ることができる。具体的には、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエステル等を用いることによりコンテナ15に柔軟性を持たせることができる。その結果、例えば、ノート型のコンピュータやPDA(Personal Digital Assistance)等の電子機器に回路装置1を搭載させる場合にその設置箇所の限定が少なくなり、電子機器の小型化、薄型化に寄与する。一方、熱伝導性に優れた窒化アルミニウムセラミックス、窒化ケイ素セラミックス等を用いることで、コンテナ15の電気絶縁性を維持しつつ冷却装置の熱効率を向上させることができる。窒化アルミニウムセラミックス、窒化ケイ素セラミックスは約200〜400[W/(m・K)]という高い熱伝導率を有する。
【0025】
回路部10の発熱素子2、4等は、コンテナ15の表面15aに直接取り付けられている。また導体線3もコンテナ15の表面15aに直接形成され配線されている。導体線3は例えば薄膜形成技術やフォトリソグラフィ技術等で形成することができる。具体的には、まず図4(a)に示すように、コンテナ15の表面15aに金属膜8を形成し、図4(b)に示すようにレジスト膜9を形成し、露光し、現像する。そしてエッチング等により余分な金属膜8を除去し、図4(c)に示すようにレジスト剥離を行う。以上のようにして導体線3を形成した後、例えば発熱素子2等を設置する。
【0026】
次に、この回路装置1に設けられた冷却装置5の作用を説明する。発熱素子2から発生した熱は、冷却装置5の受熱部20から受け入れられる。具体的には発熱素子2から発生した熱は、受熱部20においてコンテナ15の表面15aに伝わる。厳密には、コンデンサや抵抗等の素子4からも多少発熱するので、その熱も表面15aに伝わり入熱されることになる。
【0027】
受熱部20が受けた熱により作動流体6が蒸発して蒸気になると、コンテナ15内における受熱部20付近の圧力が高くなるため、コンテナ15内の圧力が低い側、すなわち放熱部30側へ流れる。蒸気が放熱部30側へ流れると作動流体6は凝縮して熱を放出する。凝縮した作動流体6は、メッシュ部材7を通って受熱部20側へ戻る。このようにして冷却装置5は受熱及び放熱を繰り返すことにより発熱素子2、4を冷却する。
【0028】
以上のように本実施の形態では、冷却装置5の電気絶縁材でなるコンテナ15の表面15aに発熱素子2を直接設置し、また表面15aに導体線3を直接形成する構成とした。これにより、例えば、一般的に用いられる熱伝導率の低いガラスエポキシ積層板(熱伝導率0.35[W/(m・K)]程度)を使用する必要がないので、冷却装置5の熱効率を向上させることができる。また、従来のようにヒートスプレッダやこれをコンテナ15に取り付けるための接着剤等は不要であり、薄型化、小型化を図ることができる。またその結果、回路装置の製造工程数を減少させることができコストを抑えることができる。
【0029】
本実施の形態では、コンテナ15の平坦部である表面15aに発熱素子等を直接設置することとなるので、その表面15aと発熱素子2、4との接触面積を極力大きくすることができる。その結果、冷却装置5の熱効率をより高めることができる。
【0030】
本実施の形態では、コンテナ15を平板形状とすることにより冷却装置5がいわば回路基板のような存在となる。すなわち、回路部10の基板が冷却装置5となる。そのため、例えば電子機器に回路装置1を搭載させる場合に、電子機器の薄型化を達成することができる。
【0031】
図5は本発明の第2の実施の形態に係る回路装置の斜視図である。
【0032】
冷却装置25のコンテナ35の表面35aには回路部31が設けられている。冷却装置25は、上記第1の上記実施の形態に係る冷却装置5と同様にヒートパイプの機能を有している。回路部31は例えば2つのプロセシングユニット22a、22bを有している。これら2つのプロセシングユニット22a、22bは例えばメインCPU、サブCPUとして機能するものである。この回路装置21においても、上記第1の実施の形態に係る回路装置1と同様に、発熱素子22a、22b、24がコンテナ35の表面35aに直接設置され、また導体線23も表面35aに直接形成されている。また、コンテナ35も電気絶縁材でなり、例えばABS、PPS、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、窒化ケイ素セラミックス、窒化アルミニウムセラミックスでなる。コンテナ35の形状は平板状であり、上記実施の形態におけるコンテナ15より幅広に形成されている。
【0033】
この回路装置21では、2つの大きな発熱量の素子22a、22bを有しているため、それらの素子22a、22bが設置されている箇所付近がそれぞれ冷却装置25の受熱部となる。したがって、放熱部は、素子22a、22bが設置されている箇所以外の箇所となる。
【0034】
このように、本実施の形態では上記第1の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、CPU等の発熱量の比較的大きな発熱素子が複数ある場合であっても効率良く発熱素子を冷却することができる。
【0035】
図6は、図5に示す回路装置21に、例えばファンモータ33とヒートシンク34を取り付けた状態を示す斜視図である。具体的には冷却装置25のコンテナ35の放熱部にヒートシンク34を接触させている。ファンモータ33はケース32に収納されている。ファンモータ33により外部からケース32内に取り込まれた空気は、ケースの開口部32aを介してヒートシンク34側へ流れるようになっている。これにより、冷却装置25から放出される熱がヒートシンク34に伝達され、ヒートシンク34に蓄積される熱は、ファンモータ33により供給される空気によって効率良く放出される。これにより、さらに効率良く発熱素子22a等が冷却される。
【0036】
図7は本発明の第3の実施の形態に係る回路装置を示す斜視図である。図8はその図7におけるC−C断面図である。
【0037】
この回路装置41は、ヒートパイプ機能を有する冷却装置45と、発熱素子42、その他図示しない導体線等を含む回路部とを有している。発熱素子42は冷却装置45のコンテナ55の表面55aに直接取り付けられている。コンテナ55の内部55bには支持体52が設けられている。支持体52は、例えば複数設けられ、筒形状を有する。支持体52はコンテナ55の上下の壁部55cに当接されて設けられて、壁部55cを内部から支持している。支持体52がない場合、内部55bが真空であることから壁部が大気圧によってへこんだりつぶれたりする等、変形するおそれがあるが、本実施の形態によればそのような問題はない。なお、コンテナ55の材質が大気圧により変形しない材質を用いることができ、あるいは、その壁部が大気圧により変形しないような厚みを有していれば支持体52を設ける必要はない。
【0038】
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図9は本実施の形態に係るモータ用の回路装置を示す断面図である。
【0039】
この回路装置61は、モータ用の回路装置であり、例えばモータ80はコンピュータ等に搭載されるファンモータである。回路装置61は、冷却装置65を有し、発熱素子62、導体線63等を有する回路部を有している。発熱素子62は例えばファンモータ80を駆動するための集積回路であり、冷却装置65のコンテナ75の表面75aに直接取り付けられている。また導体線63も表面75aに直接形成されている。さらにコンテナ75の表面75aであって、発熱素子62の設けられた側と逆側の表面75a(裏面側)に磁性部材71が直接取り付けられている。磁性部材71は、例えばケイ素鋼板、アルミ板、亜鉛鋼板である。また図示せずとも、後述するモータのコイル部85には導線が接続されている。
【0040】
ファンモータ80のコイル部85はその中心に設けられた支持部材86に取り付けられており、支持部材86は、図10に示す冷却装置65のコンテナ75に設けられた穴部75dに嵌合されて固定されている。シャフト83はベアリング84を介して支持部材86に取り付けられている。シャフト83には羽根部81が固定されており、羽根部81にはマグネット82が取り付けられている。コイル部85に流れる電流により、磁性部材71を用いて磁気回路Mが形成され、羽根部81が回転するように構成されている。
【0041】
図10に示すように、集積回路62が発する熱は冷却装置65における受熱部20で受け入れられ、放熱部30で放熱される。発熱する素子には集積回路62だけではなくファンモータ80の特にコイル部85も含まれる。したがってコイル部85から発生する熱も支持部材86を介して受熱部20で受け入れられ、放熱部30で放熱されることになる。
【0042】
本実施の形態によれば、冷却装置65と一体となったモータ用回路装置を提供することができるとともに、チップ状の集積回路62だけでなくモータ80も効率良く冷却することができる。
【0043】
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0044】
冷却装置のコンテナの形状は上記各実施の形態において説明した形状に限られず、例えば平板状であって、三角形状、L字形状、口形状等の形状でもよい。またコンテナの断面が円形状をつぶしたような略楕円形状を有するものでもよいし、平板状に限られず、コンテナの表面の一部が曲面状であってもよい。
【0045】
また、上記第4の実施の形態において、磁性部材71は必ずしもコンテナの裏面側に取り付けなくてもよく、コイル部85がある側に取り付けるように取り付けるようにしてもよい。またモータはファンモータに限られず、例えばサーボ用のモータやボイスコイルモータでもかまわない。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発熱素子等を効率良く冷却することができるとともに、回路装置の小型化、薄型化、または軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る回路装置を示す斜視図である。
【図2】図1に示す回路装置のA−A断面図である。
【図3】図1に示す回路装置のB−B断面図である。
【図4】導体線の形成工程を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る回路装置の斜視図である。
【図6】図5に示す回路装置に、ファンモータとヒートシンクを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態に係る回路装置を示す斜視図である。
【図8】図7におけるC−C断面図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態に係る回路装置を示す断面図である。
【図10】図9における回路装置の冷却装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1、21、41、61…回路装置
2、22a、22b、42、62、…発熱素子
3、23、63…回路配線、導体線
5、25、45、65…冷却装置
6…作動流体
10、31…回路部
15、35、55、75…コンテナ
15a、35a、55a、75a…表面
15b、55b…内部
52…支持体
55c…壁部
71…磁性部材
80…モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit device provided with a cooling device having a heat pipe function, an electronic device equipped with the circuit device, and a method of manufacturing the circuit device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a device using a heat pipe has been proposed as a mechanism for cooling a heating element such as a CPU (Central Processing Unit) mounted on a circuit board such as a computer. The heat pipe has a condensable working fluid sealed inside the container. Heat generated from the heat generating element is transmitted to the heat receiving portion of the heat pipe container, and the working fluid evaporates to vapor. When the working fluid becomes steam, the pressure in the vicinity of the heat input section in the container increases, so that the working fluid flows to the side where the pressure in the container is low, that is, to the heat radiating section. When the steam flows to the radiator, the working fluid condenses and releases heat. The condensed working fluid returns to the heat receiving section through a groove provided in the container. The phenomenon in which the working fluid flows through the groove utilizes a capillary phenomenon. In this way, the heat pipe cools the heat generating element by repeating heat reception and heat radiation.
[0003]
In the heat pipe, the container is usually made of metal such as copper or aluminum in order to increase the thermal conductivity. A heating element is attached to the container with a heat spreader (heat diffusion member) interposed therebetween. Further, the container, the heat spreader, and the heat generating element are bonded by an adhesive such as a heat transfer sheet (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-76664 (paragraphs [0020], [0021], etc.)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, recently, the amount of heat generation has been increasing with the improvement in the degree of integration of the heating elements. If the heat conductivity of the heat pipe is low, a computer mounted with an element generating a large amount of heat may cause thermal runaway. In order to solve such a problem, there is a method of reducing heat generation by lowering the power of the element. However, in addition to such a method, it is required that the heating elements be cooled more efficiently by using the heat pipe.
[0006]
Further, when the heat pipe container is made of metal, as in the heat dissipation device described in
[0007]
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a circuit device having a cooling device, which can efficiently cool a heating element, and which can be reduced in size, thickness, or weight. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an apparatus and a circuit device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a circuit device according to the present invention has a container made of an electrically insulating material in which a working fluid is sealed, and absorbs and discharges heat using an evaporating action and a condensing action of the working fluid. A cooling device, a heating element that is directly installed on the surface of the container and generates heat is absorbed by the cooling device, and a conductor wire that is directly formed on the surface of the container and electrically connected to the heating element. And a circuit unit.
[0009]
In the present invention, the heating element is directly installed on the surface of the container made of the electrically insulating material of the cooling device, and the conductor wire is directly formed on the surface. Thus, for example, if a material having relatively high thermal conductivity is used as the material of the container, the thermal efficiency of the cooling device can be improved. Further, a heat spreader and an adhesive for attaching the heat spreader to a container as in the related art are not required, and the thickness and the size can be reduced.
[0010]
In the present invention, examples of the heating element include a CPU, an MPU (Micro Processing Unit), a memory, a motor, and the like, and any heating element may be used.
[0011]
In one embodiment of the present invention, the container is made of ABS (Acrylonitrile Butadiene Strain), PPS (Poly Phenylene Sulfide), polyimide, polyamide, polyester, silicon nitride ceramics, or aluminum nitride ceramics. This makes it possible to reduce the weight and thickness of the circuit device as compared with the case where the container is made of metal. In particular, the container can be made flexible by using polyimide, polyamide, or polyester. As a result, for example, when a circuit device is mounted on an electronic device, the installation location is less limited, which contributes to size reduction and thickness reduction. On the other hand, by using silicon nitride ceramics, aluminum nitride ceramics, or the like having excellent thermal conductivity, the thermal efficiency of the cooling device can be improved while maintaining the electrical insulation of the container.
[0012]
In one embodiment of the present invention, the container includes a wall having a flat portion at least a part of which is formed as a flat surface, and the circuit portion is provided on the flat portion. By providing the flat portion and providing the circuit portion on the flat portion as described above, the container can be made as thin as possible. Further, since the heating element or the like is directly installed on the flat portion, the heating element is integrated, for example. When it has a flat shape like a circuit chip, the contact area between the container surface and the heating element can be made as large as possible. As a result, the thermal efficiency of the cooling device can be further increased. Further, the shape of the container can be, for example, a flat plate shape. By having a flat plate shape, the cooling device is like a circuit board. That is, the substrate of the circuit unit serves as a cooling device. As a result, for example, when a circuit device is mounted on an electronic device, the thickness of the electronic device can be reduced.
[0013]
In one embodiment of the present invention, the cooling device includes a support provided inside the container and supporting the wall portion from external pressure applied to the flat portion. For example, when the inside of the container is evacuated and the working fluid is sealed therein, atmospheric pressure is applied to the plane portion, and the wall portion of the container may be crushed. In the present invention, such a problem can be avoided by providing a support for supporting the wall from inside the container.
[0014]
In one embodiment of the present invention, the heating element has a motor, the container has a first flat portion formed on a surface of the container in a flat shape and at least the conductor wire is formed, A second flat portion facing the flat portion, and the circuit portion has a magnetic circuit member formed on the second flat portion to configure a magnetic circuit of the motor. Thus, a motor circuit device integrated with the cooling device can be provided. Any magnetic material may be used as the magnetic circuit member. In the present invention, the heat generating element includes a motor and an integrated circuit for driving the motor. This integrated circuit can be installed, for example, on the first plane portion, but is not limited to this.
[0015]
The electronic device according to the present invention has a container made of an electrically insulating material in which a working fluid is sealed, and a cooling device that absorbs and emits heat by using an evaporating action and a condensing action of the working fluid; A heating element is provided directly on the surface, and the generated heat is absorbed by the cooling device, and a circuit section is formed directly on the surface of the container and has a conductor wire electrically connected to the heating element. Circuit device.
[0016]
In the present invention, a heating element is installed on the surface of a container made of an electrically insulating material of a cooling device, and a conductor wire is directly formed on the surface. Thus, for example, if a material having relatively high thermal conductivity is used as the material of the container, the thermal efficiency of the cooling device can be improved. Further, a heat spreader and an adhesive for attaching the heat spreader to a container as in the related art are not required, and the thickness and the size can be reduced. As a result, the electronic device can be made thinner and smaller.
[0017]
The method for manufacturing a circuit device according to the present invention includes: (a) a cooling device that includes a container made of an electrically insulating material in which a working fluid is sealed, and absorbs and discharges heat using an evaporating action and a condensing action of the working fluid. Arranging a device at a predetermined position; (b) directly installing a heating element on the surface of the container of the cooling device arranged at the predetermined position; and (c) electrically connecting the heating element to the container. Forming the connected conductor wire directly on the surface of the container.
[0018]
According to the present invention, for example, if a material having relatively high thermal conductivity is used as the material of the container, the thermal efficiency of the cooling device can be improved. Further, unlike the conventional case, a heat spreader or an adhesive for attaching the heat spreader to a container is not required, so that the number of manufacturing steps can be reduced and the cost can be suppressed. Further, the thickness and the size of the circuit device can be reduced.
[0019]
In the present invention, the predetermined position may be any place where the steps (b) and (c) can be performed. For example, when a conductor line is formed by a photolithography technique or the like, the predetermined position is on a mounting table used in various apparatuses used in a photolithography process or the like.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a perspective view showing a circuit device according to a first embodiment of the present invention. 2 and 3 are an AA sectional view and a BB sectional view of the circuit device shown in FIG. 1, respectively. A
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
Next, the operation of the
[0027]
When the working
[0028]
As described above, in the present embodiment, the heating element 2 is directly installed on the
[0029]
In the present embodiment, the heating element or the like is directly installed on the
[0030]
In the present embodiment, by making the
[0031]
FIG. 5 is a perspective view of a circuit device according to the second embodiment of the present invention.
[0032]
The
[0033]
Since the
[0034]
As described above, in the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and even when there are a plurality of heating elements such as a CPU having a relatively large heating value, the heating elements can be efficiently cooled. can do.
[0035]
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which, for example, a
[0036]
FIG. 7 is a perspective view showing a circuit device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a sectional view taken along the line CC in FIG.
[0037]
The
[0038]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a sectional view showing a circuit device for a motor according to the present embodiment.
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
As shown in FIG. 10, the heat generated by the integrated
[0042]
According to the present embodiment, it is possible to provide a motor circuit device integrated with the
[0043]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible.
[0044]
The shape of the container of the cooling device is not limited to the shape described in each of the above embodiments, and may be, for example, a flat plate shape, a triangular shape, an L-shaped shape, a mouth shape, or the like. Further, the cross section of the container may have a substantially elliptical shape obtained by crushing a circular shape, or the shape is not limited to a flat plate shape, and a part of the surface of the container may be a curved surface shape.
[0045]
In the fourth embodiment, the
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently cool the heating element and the like, and to reduce the size, thickness, and weight of the circuit device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a circuit device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the circuit device shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of the circuit device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a view illustrating a process of forming a conductor wire.
FIG. 5 is a perspective view of a circuit device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing a state where a fan motor and a heat sink are attached to the circuit device shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a perspective view showing a circuit device according to a third embodiment of the present invention.
8 is a sectional view taken along the line CC in FIG. 7;
FIG. 9 is a sectional view showing a circuit device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a cooling device of the circuit device in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
1, 21, 41, 61 ...
Claims (7)
前記コンテナの表面に直接設置され、発した熱が前記冷却装置により吸収される発熱素子と、コンテナの表面に直接形成され、前記発熱素子に電気的に接続された導体線とを有する回路部と
を具備することを特徴とする回路装置。A cooling device that has a container made of an electrically insulating material in which a working fluid is sealed, and that absorbs and emits heat using an evaporating action and a condensing action of the working fluid;
A heating element which is directly installed on the surface of the container and in which generated heat is absorbed by the cooling device, and a circuit section having a conductor wire directly formed on the surface of the container and electrically connected to the heating element. A circuit device comprising:
前記コンテナは、ABS、PPS、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、窒化ケイ素セラミックス、または窒化アルミニウムセラミックスでなることを特徴とする回路装置。The circuit device according to claim 1, wherein
The circuit device, wherein the container is made of ABS, PPS, polyimide, polyamide, polyester, silicon nitride ceramics, or aluminum nitride ceramics.
前記コンテナは、該コンテナの表面のうち少なくとも一部が平面に形成された平面部を有する壁部を備え、
前記平面部に前記回路部が設けられていることを特徴とする回路装置。The circuit device according to claim 1, wherein
The container includes a wall having a flat portion in which at least a part of the surface of the container is formed flat,
A circuit device, wherein the circuit portion is provided on the plane portion.
前記冷却装置は、前記コンテナの内部に設けられ前記平面部にかかる外部の圧力から前記壁部を支持する支持体を有することを特徴とする回路装置。The circuit device according to claim 3, wherein
The said cooling device is a circuit device provided with the support body provided in the inside of the said container, and supporting the said wall part from the external pressure applied to the said flat part.
前記発熱素子はモータを有するとともに、
前記コンテナは、該コンテナの表面に平面状に形成され少なくとも前記導体線が形成された第1の平面部と、該第1の平面部に対向する第2の平面部とを有し、
前記回路部は、前記第2の平面部に形成され前記モータの磁気回路を構成するための磁気回路部材を有することを特徴とする回路装置。The circuit device according to claim 1, wherein
The heating element has a motor,
The container has a first flat portion formed flat on the surface of the container and at least the conductor wire is formed, and a second flat portion facing the first flat portion,
The circuit device according to claim 1, wherein the circuit portion includes a magnetic circuit member formed on the second plane portion to configure a magnetic circuit of the motor.
前記コンテナの表面に直接設置され、発した熱が前記冷却装置により吸収される発熱素子と、コンテナの表面に直接形成され、前記発熱素子に対し電気的に接続された導体線とを有する回路部と
を具備する回路装置を搭載したことを特徴とする電子機器。A cooling device that has a container made of an electrically insulating material in which a working fluid is sealed, and that absorbs and emits heat using an evaporating action and a condensing action of the working fluid;
A circuit part having a heating element directly installed on the surface of the container and absorbing generated heat by the cooling device; and a conductor wire formed directly on the surface of the container and electrically connected to the heating element. An electronic device comprising a circuit device comprising:
(b)前記所定の位置に配置された前記冷却装置のコンテナの表面に発熱素子を直接設置する工程と、
(c)前記発熱素子に対し電気的に接続された導体線を前記コンテナの表面に直接形成する工程と
を具備することを特徴とする回路装置の製造方法。(A) having a container made of an electrically insulating material in which a working fluid is sealed, and arranging a cooling device at a predetermined position for absorbing and releasing heat by using an evaporating action and a condensing action of the working fluid;
(B) directly installing a heating element on the surface of the container of the cooling device disposed at the predetermined position;
(C) a step of directly forming a conductor wire electrically connected to the heating element on the surface of the container.
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