JP2010040886A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器におけるメモリモジュールのクロックアップなどに対して、メモリモジュールの高速で、安定した修理能力の維持を可能とする電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器に、受熱部材９１が、メモリモジュール４の基板の平面に対向して配置され、メモリモジュールを押圧して熱的に接続する平板状の熱伝導部９１１、９１３と、冷媒液を通流可能な密閉空間を有するジャケット部９１２、９１４とで構成し、熱伝導部とジャケット部とは、一体的な接合によって熱的に接続された構造とした冷却装置を搭載した。
【選択図】図３

Description

本発明は、回路基板上で挿抜可能なメモリモジュールに対して、該メモリモジュールの温度上昇の抑制を図る冷却装置を搭載した電子装置に関するものである。

近年、電子機器の高性能化、ＣＰＵのクロックアップによる処理速度の高速化に伴い、メモリモジュールもクロックアップして使用されることから、自ずと発熱量が増大している。一方で、電子機器は小型化の傾向にあり、電子機器内部の実装密度は高密度化しているため、放熱への対策がますます重要となっている。その中でメモリモジュールは、一般的にファン等による強制送風による放熱の冷却処理が行われてきた。

このメモリモジュールの冷却に関して、特許文献１には、ファンからの風を有効利用して放熱性を向上させるメモリモジュールとその実装方法が開示されている。

一方、特許文献２には、装着などの作業が容易で、汎用性の高いメモリモジュールの放熱装置が開示されている。

特開２００６−４１３８１ 特開２００４−７９９４０

上記従来技術においては、解決しなければならない課題がある。

特許文献１に記載の技術は、ボードとモジュールとを接続ピン又はバネで接続し、ボードとモジュールの電源配線を固定治具でネジ留めして接続することで、着脱可能な、放熱性の良いモジュールを得ることの出来る実装方法とされている。しかしこの方法は、使用中のボードにおけるモジュールの交換は、ボード上からソケットを取外して変更を加えるか、新規のボードに交換しなくてはならない。また、ピンだけでは強度不足であり、モジュール挿抜時変形する可能性もある。更にはネジで固定する必要があり、モジュール交換時の工数が増加する等の課題がある。

特許文献２に記載の技術は、所定値以上の熱伝導率を有する熱伝導部品と、それを当接するような力を発揮する弾性部品を有するメモリモジュール放熱装置を、半導体メモリモジュール間に挿入配置し、熱伝導率を利用して熱移送量を増加させ、他部材において半導体メモリモジュールの放熱を行うものである。しかし、このメモリモジュール放熱装置は、熱移送の機能を有するものの自らの放熱効果は小さく、半導体メモリモジュール間に挿入配置するだけでは、大幅な温度低下は期待できない。更には、メモリモジュール間にメモリモジュール放熱装置が配置されるため、逆に、通風が阻害される等の課題が懸念される。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、小型で、冷却効率がよく、更に装着の容易性を高めた電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、回路基板上で挿抜自在に装着されるメモリモジュールと、前記メモリモジュールの発熱を冷却する冷却装置とを搭載する電子機器であって、前記冷却装置は、冷媒液により受熱する受熱部材と、前記冷媒液の熱を放熱する放熱部材とを有し、前記受熱部材と放熱部材とを前記冷媒液が流通する配管で接続して前記受熱部材と放熱部材との間で前記冷媒液が循環するように構成されており、前記受熱部材が、前記メモリモジュールの基板の平面に対向して配置され、前記メモリモジュールを押圧して熱的に接続する平板状の熱伝導部と、前記冷媒液を流通可能な密閉空間を有するジャケット部とを含み、前記熱伝導部と前記ジャケット部とは、一体的な接合によって熱的に接続された構造としたことを特徴とする。

本発明によれば、電子機器におけるメモリモジュールのクロックアップなどに対して、小型で、冷却効率がよく、装着の容易性の大きい冷却装置によって、メモリモジュールの高速で、安定した処理能力を維持することの可能な電子機器を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明におけるメモリモジュールの冷却装置を搭載した電子機器の概略構成を模式的に示す正面図である。

図１において、電子機器１の構成について説明する。電子機器１の本体ケース２の内部には、回路基板３、ＨＤＤ５、光ディスク装置６、電源７等を搭載している。回路基板３上には複数個のメモリモジュール４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を装着するソケット１１（１１ａ、１１ｂ）、及びＣＰＵ８が付設されている。さらに、電子機器１に搭載されている発熱体を冷却するための冷却装置９を有している。

メモリモジュール４の詳細は後述するが、メモリモジュール４は、回路基板３上のソケット１１において、挿抜自在に装着可能としている。

ここで、本実施例における被冷却体は、電子機器１に搭載された発熱体のうちでメモリモジュール４としている。勿論、ＨＤＤ５やＣＰＵ８も発熱体であり、ＨＤＤ５及びＣＰＵ８を同様に冷却対象とする場合には、詳細を後述する冷却装置９の循環流路内にＨＤＤ５及びＣＰＵ８の各々と熱的に接続する受熱部材を設けて、冷媒液の循環量を制御してメモリモジュール４とともに冷却することは可能である。ただ、本実施例では、メモリモジュール４の能力を高速で安定して維持するための冷却技術に関するものであり、メモリモジュール４における発生熱を冷却するための、配置スペースを抑制し、かつ効率良く冷却する冷却装置として説明する。すなわち、メモリモジュール４の冷却における冷却装置９は、ＨＤＤ５やＣＰＵ８を冷却しているか否かに関わらず構造的な相違を有さないので、ＨＤＤ５やＣＰＵ８の冷却に関する説明は、ここでは省略するものとする。

つづけて、電子機器１に搭載されたメモリモジュール４の冷却装置９について説明する。冷却装置９は、被冷却体であるメモリモジュール４と熱的に接続され、内部を流通する冷媒液によってメモリモジュール４からの熱が伝達される受熱部材９１（詳細は後述する）と、冷媒液が受熱した熱を大気中に放熱する放熱部材９２とを有し、これら受熱部材９１と放熱部材９２が配管９４群によって互いに接続されている。この配管９４群は、その内部に冷媒液が流通されており、更にポンプ９３の駆動によって冷媒液が循環するように構成されている。さらには、循環流路の途中には冷媒液を貯留するタンク９５が設けられている。すなわち、本実施例に係る冷却装置９は、液冷方式の冷却装置である。

受熱部材９１は、複数のメモリモジュール４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）における発熱を受熱可能な複数の平板状の熱伝導部９１１（９１１ａ、９１１ｂ、９１１ｃ、９１１ｄ）を互いに対向して設けている。

放熱部材９２は、受熱部材９１で受熱した熱を本体ケース２の外に排出するために、本体ケース２の後方の内壁部、あるいは、本体ケース２から放熱部材９２の一部を突出して設置している。

ここで、複数のメモリモジュール４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、回路基板３上に付設されているソケット１１に挿抜自在に装着されるものである。また、電子機器１に載置されるメモリモジュール４は、多数個に及ぶことからソケット１１も複数個（実施例においては２個、１１ａ、１１ｂ）載置される場合がある。この場合には、複数の組の受熱部９１（９１ａ、９１ｂ）を搭載することになる。

ここで、メモリモジュール４について説明する。

図２は、本実施例に係るメモリモジュールの概略説明図である。図２に示すように、メモリモジュール４は、一般的に、平板状のＤＩＭＭ（Ｄｕａｌ ｉｎｌｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）基板４１によって構成され、基板４１上には複数のメモリＩＣ４２やコンデンサ４３等を搭載し、回路基板３との電気接続のための金属端子部４４を設けている。

メモリモジュール４の形態には、メモリＩＣ４２を、メモリモジュール基板４１の片面側のみに実装される場合も、両面側に実装される場合もある。また、電子機器１における実装状態においては、メモリモジュール４がソケット１１のいずれかの一部において装着されていない場合もある。本実施例は、いずれの場合でも、メモリモジュール４に対する冷却を行うことが可能である。

また、発熱体は、メモリＩＣ４２であることから、冷却装置９の受熱部材９１は、メモリＩＣ４２と熱的に接続して、受熱することが好適である。よって、基板４１の両平面側にメモリＩＣ４２を載置している場合には、受熱部材９１（詳細は後述）を基板４１の両面に対向させる熱伝導部９１１、９１３によって構成して、基板４１の両平面側から押圧して、基板４１を狭持することが好適である。

次に、メモリモジュール４と熱的に接続される受熱部材９１の構造について説明を行う。

図３は、本実施例に係る冷却装置の受熱部材の構造を示す分解斜視図である。図３に示すように、メモリモジュール４は、回路基板３上において付設されているソケット１１に装着されており、Ｚ軸方向で挿抜自在に保持されている。ソケット１１には、４つのメモリモジュール４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが装着可能な構造としているが、この数はこれに限定されるものではない。

この冷却装置９における受熱部材９１は、メモリモジュール４の基板４１の両平面側で基板４１と対向して配置され、Ｘ軸上において進退自在に移動してメモリモジュール４と熱的な接続を離合する平板状の熱伝導部９１１、９１３と、熱伝導部９１１、９１３に一体的に接合されて熱的に接続された冷媒液を流通可能な密閉空間を有するジャケット部９１２、９１４とを有している。熱伝導部９１１、９１３とジャケット部９１２、９１４は、熱伝導性のよい金属材料で構成されていることが好ましい。

また、熱伝導部９１１、９１３は、複数のメモリモジュール４a、４ｂ、４ｃ、４ｄの基板４１の両面に載置されているメモリＩＣ４２と熱的な接続を図るために、メモリモジュール４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを挟んで、基板４１の両面側に対向して配置された、同数の熱伝導部９１１ａ、９１１ｂ、９１１ｃ、９１１ｄ、および９１３ａ、９１３ｂ、９１３ｃ、９１４ｄを有している。また、熱伝導部９１１、９１３における各々の基板４１の対向平面には、メモリモジュール４との熱的な接続の向上を図るために、弾力性に優れ、かつ熱伝導性に優れる熱伝導シート９１５を添付している。

さらには、ジャケット部９１２、９１４には、冷媒液の流通入口９１６、９１７および流通出口９１８、９１９を有している。流通出口９１８と流通入口９１７とは、配管で接続され、流通入口９１６、及び流通出口９１９には、循環のための配管が接続され、図１に示す冷媒液の循環流路を構成している。

また、ジャケット部９１２と９１４は、互いに略等しい高さの平面位置において他方の熱伝導部９１３、９１１の上部を覆う状態で配置されている。

また、ジャケット部９１２、９１４の上部には、受熱部材９１を保持し、熱伝導部９１１をＸ軸方向に進退自在に移動操作するための受熱保持部材９２０と、受熱操作部材９２１、９２２が設けられている。

次に、冷却装置９の受熱部材９１とメモリモジュール４との熱変換に関して説明する。

図４は、本実施例に係る冷却装置の受熱部材がメモリモジュールと熱的な接続状態の前を示す構成斜視図である。また、図５は、本実施例に係る冷却装置の受熱部材がメモリモジュールと熱的な接続状態を示す構成斜視図である。図６は、本実施例に係る受熱部材とメモリモジュールの熱的な接続を模式的に示した構成断面図の一部である。

図６は、メモリモジュール４と受熱部材９１との熱的な接続の離合における説明を分かりやすくために、メモリモジュール４のメモリＩＣ４２が基板４１の片面のみに設置されており、更にその片面に対向する受熱部材９１のみを記述している。メモリモジュール４の基板４１の両面にメモリＩＣ４２を搭載している場合は、破線で示すように同様な構造によって、メモリモジュール４の両平面から、熱的に接続されることは、容易に想定されるものである。

図６（１）は、メモリモジュール４と熱伝導部９１１が乖離された状態を示し、回路基板３上のソケット１１からメモリモジュール４を抜去する際等における熱伝導部９１１を白抜き矢印の方向に移動させている状態を示している。図６（２）は、電子機器１の動作状態におけるメモリモジュール４の発熱を冷却するためにメモリモジュール４に熱伝導部９１１を押圧して熱的な接続をし、受熱して冷却する状態を示している。

この複数の熱伝導部９１１ａ、９１１ｂ、９１１ｃ、９１１ｄは、一体構造であるため、矢印方向に一体的に移動して複数のメモリモジュール４と同時に熱的な接続が行われる。

ここで、メモリモジュール４の発熱体であるメモリＩＣ４２と熱伝導部９１１との個体間の物理的な接触性を高めて、熱伝達効率を向上するために熱伝導シート９１５を介して押圧される。熱伝導性シートの厚さ（Ｔ）をメモリモジュールの厚さ（ｔ）よりも大きく設定することが好ましい。このようにすることにより、仮に基板４１の一方の面にしかメモリＩＣ４２が搭載されていない場合であっても、基板４１の他方の面に対向する熱伝導部９１１の熱伝導シート９１５は、当該他方の面と接触、押圧することから、基板４１に熱伝導された熱を受熱することが可能となる。

勿論、メモリモジュール４のいずれかがソケット１１に装着されていない場合には、対応する熱伝導部９１１は、熱的に接続されるものがないが、他の熱伝導部９１１と装着されているメモリモジュール４との熱的な接続状態に支障は生じない。

上記のようなメモリモジュール４と、熱伝導部９１１との熱的な接続によって、メモリモジュール４の熱は、熱伝導シート９１５を介して、熱伝導部９１１に伝達される。熱伝導部９１１で受けた熱は、熱伝導部９１１によってジャケット部９１２に移送され、ジャケット部９１２において内部を流通する冷媒液に伝達される。ジャケット部９１２で冷媒液に伝達された熱は、配管内における冷媒液の循環を通じて放熱部材９２に移送されて、放熱部９２において大気中に放熱される。

また、ジャケット部９１２は、メモリモジュール４の上部を覆うように配置されているので、メモリモジュール４の発熱により暖められた空気は上昇してジャケット部９１２に2次的に熱伝達されることから、受熱の効果をより向上させることができる。

ここで、熱伝導部９１１の熱的な接続の離合を行う移動操作は、図４、図５に示す受熱保持部材９２０と、受熱操作部材９２１、９２２と、によって行われる。

前述の１組の受熱部材９１は、各々をメモリモジュール４に押圧するために進退自在に操作される案内ピン９２４（９２４ａ、９２４ｂ、９２４ｃ、９２４ｄ）を有している。
案内ピン９２４は、受熱保持部材９２０を貫通して上部に設置されている受熱操作部材９２１、９２２に設けられた案内孔９２３（９２３ａ、９２３ｂ、９２３ｃ、９２３ｄ）に係合配置されている。この案内孔９２３は、Ｘ軸、およびＹ軸方向に対し所定の角度を有して開口されたカム孔である。

図４に示すように、受熱操作部材９２１、９２２をＹ軸方向で矢印（イ）方向に広げることによって、案内ピン９２４ａ、９２４ｂは、案内孔９２３ａ、９２３ｂによって矢印（ハ）方向に、また、案内ピン９２４ｃ、９２４ｄは、案内孔９２３ｃ、９２３ｄによって矢印（ニ）方向に各々の押圧弾性部材９２５ａ、９２５ｂの付勢力に抗した移動をさせられる。すなわち案内ピン９２４の移動によって、受熱部材９１をメモリモジュール４との熱的な接合が開放される状態となる。

ここで、図５に示すように受熱操作部材９２１、９２２をＹ軸方向で矢印（ロ）方向に縮めることによって、案内ピン９２４ａ、９２４ｂは、案内孔９２３ａ、９２３ｂによって矢印（ホ）方向に、また、案内ピン９２４ｃ、９２４ｄは、案内孔９２３ｃ、９２３ｄによって矢印（ヘ）方向に移動される。これにより、各々の押圧弾性部材９２５ａ、９２５ｂによって、メモリモジュール４に受熱部材９１の熱伝導部９１１を押圧し、メモリモジュール４と熱伝導部材９１１との熱的な接続を行う構造としている。

さらには、受熱部材９１の電子機器１への挿抜は、メモリモジュール４の回路基板３からの挿抜方向と同一方向において可能な構造とし、受熱部材９１は、熱伝導部９１１、９１３のメモリモジュール４への押圧力によって保持され、受熱部材９１のメモリモジュール４への押圧力の解除の操作によって離脱可能とされる。

以上のような構成によって、複数のメモリモジュールの冷却を簡素な構造で、効率よく行える冷却装置を提供でき、メモリモジュールの交換や、増設の挿抜作業を阻害することなく自在に行うことが可能とする電子機器を提供できる。

本発明の実施例に係るメモリモジュールの冷却装置を搭載した電子機器の概略構成を模式的に示す正面図である。 本実施例に係るメモリモジュールの概略説明図である。 本実施例に係る冷却装置の受熱部材の構造を示す分解斜視図である。 本実施例に係る冷却装置の受熱部材がメモリモジュールと熱的な接続状態の前を示す構成斜視図である。 本実施例に係る冷却装置の受熱部材がメモリモジュールと熱的な接続状態を示す構成斜視図である。 本実施例に係る受熱部材とメモリモジュールの熱的な接続を模式的に示した構成断面の一部を示す図である。

符号の説明

１…電子機器、２…本体ケース、３…回路基板、４…メモリモジュール、５…ＨＤＤ、６…光ディスク装置、７…電源、８…ＣＰＵ、９…冷却装置、９１…受熱部材、９２…放熱部材。９１１・９１３…熱伝導部、９１２・９１４…ジャケット部、９１５…熱伝導シート、９１６・９１７…通流入口、９１８・９１９…通流出口、９２０…受熱保持部材、９２１・９２２…受熱操作部材、９３…ポンプ、９４…配管、９５…タンク。

Claims (5)

1. 回路基板上で挿抜自在に装着されるメモリモジュールと、前記メモリモジュールの発熱を冷却する冷却装置とを搭載する電子機器であって、
   前記冷却装置は、冷媒液により受熱する受熱部材と、前記冷媒液の熱を放熱する放熱部材とを有し、前記受熱部材と放熱部材とを前記冷媒液が流通する配管で接続して前記受熱部材と放熱部材との間で前記冷媒液が循環するように構成されており、
   前記受熱部材が、前記メモリモジュールの基板の平面に対向して配置され、前記メモリモジュールを押圧して熱的に接続する平板状の熱伝導部と、前記冷媒液を流通可能な密閉空間を有するジャケット部とを含み、前記熱伝導部と前記ジャケット部とは、一体的な接合によって熱的に接続された構造である
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記熱伝導部は、前記メモリモジュールが装着される回路基板の両側にそれぞれ配置された１組の熱伝導部として構成され、該１組の熱伝導部は前記基板の平面と直交する方向に互いに進退自在に移動に構成されており、これにより、該１組の熱伝導部で前記メモリモジュールを押圧狭持する構成とした
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項２に記載の電子機器において、
   前記回路基板上において前記メモリモジュールが複数個、互いに平行となるように装着可能とされ、
   前記熱伝導部は、前記複数のメモリモジュールに対応した複数の平板を略平行に設けて前記ジャケット部と一体的に接合した構成であって、前記複数のメモリモジュールに対して一同に熱的な接続の離合を可能とした
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項３に記載の電子機器において、
   前記１組の平板に接合された各々のジャケット部は、前記各々の熱伝導部の上端部において接合されており、
   1組の互いのジャケット部が、前記複数のメモリモジュール及び1組の熱伝導部の上部を覆う平面的な配置として構成された
   ことを特徴とする電子機器。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の電子機器において、
   前記受熱部材の前記電子機器への挿抜は、前記メモリモジュールの前記回路基板からの挿抜方向と同一方向において可能な構造とし、前記受熱部材は、前記熱伝導部のメモリモジュールへの押圧力によって保持され、前記受熱部材のメモリモジュールへの押圧力の解除の操作によって離脱可能とした
   ことを特徴とする電子機器。

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