JP2012182398A

JP2012182398A - 冷却構造

Info

Publication number: JP2012182398A
Application number: JP2011045849A
Authority: JP
Inventors: Keishi Arimoto; 佳史有本; Takafumi Enami; 貴文江波; Shigetada Sato; 重匡佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2012-09-20

Abstract

【課題】
電子機器内で発生する単数または複数の局所的な高温部を冷却することができ、冷却対象となる部品の大きさや形状、そして周囲の構造物による搭載制限の影響を受けることなく使用できる、変形が可能な帯状の放熱板を提供する。
【解決手段】
基板上に搭載される１又は２以上の発熱部品を１つの放熱板により冷却する冷却構造であって、前記放熱板を、所定の曲げ形状を連続して繰り返して薄い帯状に形成し、前記放熱板の曲げ形状の一部を前記発熱部品に密接する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器内部の局所的な高温部品からの熱を積極的に伝熱促進させて部品の温度低減を図り、電子機器の信頼性を向上させる冷却構造に関する。

サーバ機器に代表される電子機器の熱設計は、CPUなどの発熱量が大きい部品の冷却が主である。従来は、該当する部品に対して個別に最適な大きさのヒートシンクを密接し、電子機器の信頼性を確保してきた。

特開２０１０−１２９５９３

しかし、近年は基板上の部品で電源用MOS、オンボード電源、レギュレーターなどの発熱量の比較的小さい部品でも局所的に高温化する問題が生じている。この原因は、発熱量は小さいながらも、部品サイズが小さいため、発熱密度が大きくなるからである。よって、これらの部品に対してもヒートシンクの搭載が必要となる。しかし、これらの部品は周囲部品と密に搭載される場合が多く、隣接部品との干渉から個別にヒートシンクを搭載することが難しい。また、ヒートシンクの搭載が可能であっても、機器内の部品レイアウトの影響で該当部品周辺の冷却風が少ない場合には、十分な放熱効果を得られない問題がある。

従って、上記の問題を解決するためには、個別のヒートシンク搭載には適さない小型部品に対して容易に使用することができ、かつ十分な放熱効果を有する放熱部材が必要となる。

本発明は、基板上に搭載される１又は２以上の発熱部品を１つの放熱板により冷却する冷却構造であって、前記放熱板を、所定の曲げ形状を連続して繰り返して薄い帯状に形成し、前記放熱板の曲げ形状の一部を前記発熱部品に密接することを特徴とする。

さらに、本発明の冷却構造は、放熱板の曲げ形状の一部を放熱部材に密接することを特徴とする。

本発明により、高さが異なる複数の小型部品を１つの放熱板で冷却できる。また、本発明の放熱板は任意の形状に変形することが可能であるため、周囲の搭載物の干渉を受けずに機器内の空いたスペースを用いて部品を冷却できる。更に、ヒートシンク固定用のねじ穴を基板に設ける必要が無いため、基板の配線性が向上する。

本発明における第１の実施例本発明における第２の実施例本発明における第３の実施例本発明における第４の実施例

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

本発明における第１の実施例を図１に示す。

本発明品である変形が可能な放熱板は薄い帯状であり、矩形形状１０１、蛇腹形状１０２、波形状１０３など、曲げ形状を連続して繰り返しており、サイズは用途に応じて任意に成形することができる。また、矩形形状１０１の一部にスリットを設けた形状１０４など、放熱板を加工して運用することも可能である。

放熱板の材質には熱伝導率が高く、形状の変形が可能な材質を用いる。放熱板にはアルミニウムや銅などの熱伝導率の高い金属だけではなく、熱伝導率の高いカーボンシートなどの非金属材料も使用することができる。放熱板の厚みは、放熱板の変形が容易にできる０．５[mm]以下とする。また、薄い平板状のヒートパイプを放熱板として使用することも可能である。本発明の放熱板は部品に密接する際、熱伝導材を使用する。

なお、本発明の放熱板の使用を想定している主な部品は発熱量が１〜３[W]程度であるものの、部品サイズが□１０[mm]以下と小型で、従来形状のヒートシンク搭載を考慮していないものを指す。これらの部品は発熱量こそ大きくないものの、自身の発熱面積が小さいため、部品の発熱密度がヒートシンク搭載を必須とする□３０〜４０[mm]以上の大型電子部品と同等であるため、冷却部材の使用が必要である。

本発明における第２の実施例を図２に示す。

実施例１で示した矩形形状１０４の放熱板を水平方向に変形させた放熱板２０１を基板２０２上で非規則的に搭載される電源MOS群２０３に密接する。放熱板２０１は電源MOS群２０３の発熱を空気中に放熱することにより、電源MOS群２０３を冷却する。この際、放熱板２０１のスリットが放熱板周囲の風通しを良くするため、放熱板２０１は風向に影響されずに電源MOS群２０３を冷却できる。

本発明における第３の実施例を図３に示す。

本発明の放熱板３０１を用いて、ヒートシンク３０２の直下にありヒートシンクの使用が困難なLSI３０３、および天井側に設置されるヒートシンク３０４によってヒートシンクの使用が困難な電源MOS３０５の両方を冷却する。まず、放熱板３０１をLSI３０３および電源MOS３０５に密接させ、LSI３０３および電源MOS３０５の熱を放熱板３０１から基板３０６に伝熱させて冷却する。また、放熱板３０１の一部をLSI３０７に密接させる際、放熱板１０１がヒートシンクの羽根を模した形状にすることで、より多くの熱を空気中に放熱することができる。

本発明における第４の実施例を図４に示す。

本発明品の放熱板４０１を用いてコイル４０６と電源MOS４０７を冷却する。コイル４０６と電源MOS４０７はコンデンサ４０２とヒートシンク４０３の間にあり、更に基板４０４を筐体板金に固定する支柱４０５が背景側にあるためヒートシンクの搭載が困難である。そこで、放熱板４０１を変形させて発熱するコイル４０６と電源MOS４０７に密接し、放熱板４０１の一端をヒートシンク４０３に密接することで、MOS４０７の熱をヒートシンク４０３に伝え、空気中に放熱させる。一方、コイル４０６の発熱を放熱板４０１から板金４０８に密接することにより、空気中への放熱及び板金４０８への伝熱によって冷却する。この際、放熱板４０１は変形することで電源MOS４０６〜板金４０８間の障害物となるコンデンサ４０２およびコネクタ４０９との接触を回避する。

１０１．実施例１における矩形形状を連続で繰り返す本発明の放熱板
１０２．実施例１における蛇腹形状を連続で繰り返す本発明の放熱板
１０３．実施例１における波形状を連続で繰り返す本発明の放熱板
１０４．実施例１におけるスリット加工がなされた、矩形形状を連続で繰り返す本発明の放熱板
２０１．実施例２における本発明の放熱板
２０２．実施例２の基板
２０３．実施例２の電源MOS群
３０１．実施例３における本発明の放熱板
３０２．実施例３のヒートシンク
３０３．実施例３のヒートシンクを搭載できないLSI
３０４．実施例３のヒートシンク
３０５．実施例３の電源MOS
３０６．実施例３の基板
３０７．実施例３のLSI
４０１．実施例４における本発明の放熱板
４０２．実施例４のコンデンサ
４０３．実施例４のヒートシンク
４０４．実施例４の基板
４０５．実施例４の背面側にある支柱
４０６．実施例４のコイル
４０７．実施例４の電源MOS
４０８．実施例４の板金
４０９．実施例４のコネクタ

Claims

基板上に搭載される１又は２以上の発熱部品を１つの放熱板により冷却する冷却構造であって、前記放熱板を、所定の曲げ形状を連続して繰り返して薄い帯状に形成し、前記放熱板の曲げ形状の一部を前記発熱部品に密接することを特徴とする冷却構造。
前記曲げ形状には、矩形形状、蛇腹形状、波形状が含まれることを特徴とする請求項１記載の冷却構造。
前記放熱板の曲げ形状の一部を放熱部材に密接することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却構造。