JP2005093973A - 電子素子の冷却構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】回路基板に装着された特定電子素子の冷却性能をより向上させると共に長期間にわたって電子回路の安定した動作性能を確保できるようにした電子素子の冷却構造を提供する。
【解決手段】上記のような目的を達成するための本発明は、内側回路基板を遮蔽するように設けられた内部遮蔽物であって内側回路基板に装着された冷却対象電子素子の上面に接触するように延長して形成された延長部と；前記冷却対象電子素子の下側に該当する前記内側回路基板に穿孔された複数の通過孔と；前記内部遮蔽物及び前記内側回路基板の外側を囲む遮蔽ケースの上側面に装着された放熱板と；前記遮蔽ケースの下側面に形成された複数の遮蔽ケース孔と；を含んで構成されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子回路基板に装着された電子素子の冷却構造に関し、より詳しくは、回路基板に設けられた電子素子の内で発熱量が大きい特定素子の集中的な冷却に関する技術である。
最近の電子回路基板では複数の素子を集積し単一パッケージとして装着する場合が多いが、上記のように複数の素子が単一パッケージとして集約された場合、ここで発生する熱をどのように冷却させるかということは非常に重要な問題である。
特に、車両に装着されるＣＤＭＡモデムの場合、車両の高温環境で長期間にわたって安定した作動がなされるようにするためには、ＣＤＭＡモデムをなす電子素子の内で発熱量が多いＰＡＭの冷却性能が充分に確保されなければならない。
特開２００３−２２９６８９号公報
本発明の目的は、回路基板に装着された特定電子素子の冷却性能をより向上させると共に長期間にわたって電子回路の安定した動作性能を確保できるようにした電子素子の冷却構造を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は、内側回路基板を遮蔽するように設けられた内部遮蔽物であって内側回路基板に装着された冷却対象電子素子の上面に接触するように延長して形成された延長部と；前記冷却対象電子素子の下側に該当する前記内側回路基板に穿孔された複数の通過孔と；前記内部遮蔽物及び前記内側回路基板の外側を囲む遮蔽ケースの上側面に装着された放熱板と；前記遮蔽ケースの下側面に形成された複数の遮蔽ケース孔と；を含んで構成されたことを特徴とする。
本発明により、ファンなどの強制冷却手段を使用せずに、冷却対象電子素子から伝導と対流による多様な熱伝達経路を通じて円滑に熱伝達がなされるようにし、電子素子の冷却性能をより向上させると共に長期間にわたって電子回路の安定した動作性能を確保できる。
以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。
図１は本発明による電子素子の冷却構造の一実施例を示したものであり、本実施例で冷却対象電子素子はＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）モデム１のＰＡＭ３（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇ Ｍｏｄｕｌｅ）である。
本実施例のＣＤＭＡモデム１は大きく内側回路基板５と外側回路基板７とからなるが、もちろん、単一の回路基板の形態を有する場合にも本発明の適用が可能であり、この時には内側回路基板が単一の回路基板となる。
図１において、内側回路基板５を遮蔽するように内部遮蔽物９と遮蔽ケース１１とが備えられ、内部遮蔽物９には内側回路基板５に装着された冷却対象電子素子であるＰＡＭ３の上面に接触するように延長部１３を形成している（図２参照）。内側回路基板５にはＰＡＭ３の下側に該当する部分に複数の通過孔１５が穿孔されており（図５参照）、内部遮蔽物９及び内側回路基板５の外側を囲む遮蔽ケース１１の上側面には放熱板１７が装着され、下側面には図３に示されているように複数の遮蔽ケース孔２１が形成されている。
遮蔽ケース１１の下側面は外側回路基板７の上側面に面着されているが、遮蔽ケース１１の下側面が面着される外側回路基板７の上側面には図４のように金属性冷却面１９が備えられており、遮蔽ケース１１の遮蔽ケース孔２１に相応して連通するように外側回路基板７に複数の外側回路基板孔２３が形成されている。
ここで、金属性冷却面１９はソルダーマスキングオープン（Ｓｏｌｄｅｒ Ｍａｓｋｉｎｇ Ｏｐｅｎ）処理によって外側回路基板７上に形成された鉛からなる平面で構成することによって、回路基板の半田付け作業によって自動的に形成できるようにしている。
次に、上記のような構造を有するＣＤＭＡモデムでの冷却作用について詳述する。
内部遮蔽物９の延長部はＰＡＭ３の上面に直接接触した状態でＰＡＭ３で発生した熱を伝導を通じて迅速に外部に引き出す。
一方、ＰＡＭ３の下側では内側回路基板５に形成された複数の通過孔１５を通じてＰＡＭ３からの熱が内側回路基板５の下部に抜ける。
通過孔１５は図５に示すように内側回路基板５の上側と下側とを連通させる金属性円筒２５を形成する構造で、内側回路基板５の上側と下側との電気的連結に使用されると同時に上記のように電子素子で発生した熱を移動させる媒介体として作用する。
上記のように内部遮蔽物９の延長部及び内側回路基板５の通過孔１５を通じて抜け出た熱は遮蔽ケース１１を通じて外部に排出されるが、遮蔽ケース１１は上側面に設けられた放熱板１７と下側面に備えられた遮蔽ケース孔２１及び金属性冷却面１９によって熱を迅速に外部に放出する。
即ち、放熱板１７に形成された複数のピンが形成する広い冷却面積によって周辺の空気と迅速な熱交換がなされ、遮蔽ケース１１の内部で熱くなった空気は遮蔽ケース孔２１を通じて迅速に外部に放出されて内側回路基板５及びＰＡＭ３の効果的な冷却を図る。
もちろん、遮蔽ケース１１は外側回路基板７に設けられた金属性冷却面１９に面着されているため、金属性冷却面１９を通じる伝導によっても熱を外部に発散し、遮蔽ケース１１の内部で熱くなった空気は遮蔽ケース１１の孔及び外側回路基板７の孔を一度に通過して外部に放出される。
上記のような冷却作用を熱伝達の代表的な２つの類型である伝導と対流の側面から見ると、ＰＡＭ３→延長部１３→内部遮蔽物９→遮蔽ケース１１→放熱板１７の経路とＰＡＭ３→延長部１３→内部遮蔽物９−遮蔽ケース１１→外側回路基板７の金属性冷却面１９の経路で伝導し；ＰＡＭ３→通過孔１５→遮蔽ケース孔２１→外側回路基板孔２３の経路で対流する。
上記のような多角的な冷却手段の適用によってＰＡＭ３は安定動作温度を外れずにいつも正常な作動状態を提供することができ、特に強制冷却手段であるファン（ＦＡＮ）を使わないことによって、長期間使用でも埃の侵入などによる回路損傷を防止することができ、ファン自体の寿命にも影響されずに、長期間にわたる安定した作動性を確保することができる。
本発明による電子素子の冷却構造を示した断面構成図である。 図１の内部遮蔽物及びその延長部を示した図面である。 図１の遮蔽ケース底面に形成された遮蔽ケース孔を示した図面である。 外部回路基板の冷却面を示した図面である。 図１の通過孔を示した詳細図である。
符号の説明
１ ＣＤＭＡモデム
３ ＰＡＭ
５ 内側回路基板
７ 外側回路基板
９ 内部遮蔽物
１１ 遮蔽ケース
１３ 延長部
１５ 通過孔
１７ 放熱板
２１ 遮蔽ケース孔
１９ 金属性冷却面
２３ 外側回路基板孔

Claims (4)

  1. 内側回路基板を遮蔽するように設けられた内部遮蔽物であって内側回路基板に装着された冷却対象電子素子の上面に接触するように延長して形成された延長部と；
    前記冷却対象電子素子の下側に該当する前記内側回路基板に穿孔された複数の通過孔と；
    前記内部遮蔽物及び前記内側回路基板の外側を囲む遮蔽ケースの上側面に装着された放熱板と；
    前記遮蔽ケースの下側面に形成された複数の遮蔽ケース孔と；
    を含んで構成されたことを特徴とする電子素子の冷却構造。
  2. 前記遮蔽ケースの下側面が面着される外側回路基板の上側面に備えられた金属性冷却面と；
    前記遮蔽ケースの遮蔽ケース孔に相応して連通するように前記外側回路基板に形成された複数の外側回路基板孔と；
    をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子素子の冷却構造。
  3. 前記金属性冷却面はソルダーマスキングオープン処理によって外側回路基板上に形成された鉛からなる平面であることを特徴とする請求項２に記載の電子素子の冷却構造。
  4. 前記冷却対象電子素子はＣＤＭＡモデムのＰＡＭであることを特徴とする請求項１に記載の電子素子の冷却構造。
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