JP2014192346A - Printed wiring board, temperature control program therefor, temperature control method therefor, manufacturing method therefor, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の技術は、電子部品が搭載されるプリント配線基板、その熱制御プログラム、その熱制御方法、その製造方法および電子装置に関する。
The technology of the present disclosure relates to a printed wiring board on which electronic components are mounted, a thermal control program thereof, a thermal control method thereof, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.
携帯端末装置やパーソナルコンピュータ(PC)などの電子装置では薄型化および小型化が図られている。この電子装置に搭載されるプリント配線基板に実装される部品点数は多く、薄型化や小型化による電子部品の実装密度が高くなり、発熱部品の密集による熱密度は高くなっている。多機能化や高機能化された電子装置では、プリント配線基板に搭載されるたとえば、CPU(Central Processing Unit )では高速化が図られ、動作温度が高くなる。このようなプリント配線基板では高温化の対策が施される。 Electronic devices such as portable terminal devices and personal computers (PCs) are being made thinner and smaller. The number of components mounted on the printed circuit board mounted on the electronic device is large, the mounting density of electronic components is increased due to thinning and miniaturization, and the heat density due to the denseness of heat generating components is increased. In a multi-functional and highly functional electronic device, for example, a CPU (Central Processing Unit) mounted on a printed wiring board is increased in speed, and the operating temperature is increased. In such a printed wiring board, measures against high temperatures are taken.
プリント配線基板の熱放出に関し、プリント配線基板の絶縁層内に金属配管を配置し、この金属配管に液体を循環させることが知られている(たとえば、特許文献1、特許文献2、特許文献3)。電子デバイスがセラミック基体を備え、このセラミック基体に空洞を形成して冷却液を循環させることが知られている(たとえば、特許文献4)。プリント配線基板が管を有し、この管に液体を導入して循環させ、冷却することが知られている(たとえば、特許文献5)。電子部品が搭載される基板に空洞部が形成され、この空洞部を冷媒で満たすことが知られている(たとえば、特許文献6)。プリント配線基板に形成される冷媒流路がプリント配線基板の構成材のエッチングによって形成されることが知られている(たとえば、特許文献7)。
Regarding heat release from a printed wiring board, it is known to dispose a metal pipe in an insulating layer of the printed wiring board and circulate a liquid through the metal pipe (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3). ). It is known that an electronic device includes a ceramic substrate, and a cooling liquid is circulated by forming a cavity in the ceramic substrate (for example, Patent Document 4). It is known that a printed wiring board has a tube, a liquid is introduced into the tube, circulated, and cooled (for example, Patent Document 5). It is known that a cavity is formed in a substrate on which an electronic component is mounted, and this cavity is filled with a refrigerant (for example, Patent Document 6). It is known that a coolant channel formed in a printed wiring board is formed by etching a constituent material of the printed wiring board (for example, Patent Document 7).
ところで、PCやサーバコンピュータなど電子装置では、プリント配線基板に搭載された発熱部品を冷却するにはファン(空冷方式)や、伝導冷却(水冷方式)などが用いられる。携帯端末装置などの携帯機能や小型であることが重視される電子装置では、大型の電子装置と同様の冷却部品の搭載には制約を伴い、放熱効率が低いという課題がある。また、電子装置の発熱や局所的な過熱は機能低下や、ユーザに不快感を与えてしまうという課題がある。 By the way, in an electronic device such as a PC or a server computer, a fan (air cooling method), a conduction cooling (water cooling method), or the like is used to cool a heat generating component mounted on a printed wiring board. In an electronic device such as a portable terminal device that places importance on small size, there is a problem that mounting of cooling parts similar to that of a large electronic device is restricted and heat dissipation efficiency is low. Moreover, there are problems that heat generation and local overheating of the electronic device cause functional deterioration and uncomfortable feeling to the user.
そこで、本開示技術の目的は、上記課題に鑑み、発熱部品が搭載されるプリント配線基板を均熱化することにある。 Therefore, in view of the above problems, an object of the disclosed technology is to equalize the temperature of the printed wiring board on which the heat generating component is mounted.
また、本開示技術の他の目的として、発熱部品が搭載されるプリント配線基板を備える電子装置の過熱を防止する。
Another object of the present disclosure is to prevent overheating of an electronic device including a printed wiring board on which a heat generating component is mounted.
上記目的を達成するため、本開示の技術は、電子部品が搭載されるプリント配線基板であって、前記電子部品から熱を吸収して流動する液体と、高温側および低温側の絶縁層または導体層に形成された流路を含んでいる。前記電子部品から熱を吸収した前記液体が流路を流動し、前記高温側から前記低温側に移動する。これにより、プリント配線基板が均熱化される。
In order to achieve the above object, a technique of the present disclosure is a printed wiring board on which an electronic component is mounted, and a liquid that absorbs and flows heat from the electronic component, and a high-temperature side and a low-temperature side insulating layer or conductor A flow path formed in the layer is included. The liquid that has absorbed heat from the electronic component flows in the flow path and moves from the high temperature side to the low temperature side. Thereby, the printed wiring board is soaked.
本開示技術によれば、次のいずれかの効果が得られる。 According to the disclosed technique, any of the following effects can be obtained.
(1) プリント配線基板の搭載部品の熱を吸収した液体が高温側から低温側に移動するので、プリント配線基板が均熱化される。 (1) Since the liquid that has absorbed the heat of the components mounted on the printed wiring board moves from the high temperature side to the low temperature side, the temperature of the printed wiring board is equalized.
(2) 均熱化により、プリント配線基板の局所的な過熱が回避される。 (2) By overheating, local overheating of the printed circuit board is avoided.
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
Other objects, features, and advantages of the present invention will become clearer with reference to the accompanying drawings and each embodiment.
〔第1の実施の形態〕 [First Embodiment]
図1は、第1の実施の形態に係るプリント配線基板を示している。図2は、プリント配線基板が搭載された携帯端末装置を示している。図1および図2に示す構成は一例であり、本開示の技術が図1および図2に示す構成に限定されるものではない。 FIG. 1 shows a printed wiring board according to the first embodiment. FIG. 2 shows a portable terminal device on which a printed wiring board is mounted. The configuration illustrated in FIGS. 1 and 2 is an example, and the technology of the present disclosure is not limited to the configuration illustrated in FIGS. 1 and 2.
図1に示すプリント配線基板2−1には、電子装置の一例である携帯端末装置を構成するための複数の電子部品41、42、43・・・4Nが搭載されている。これら電子部品41、42、43・・・4Nには、発熱が著しいものやそれ以外のものなど、多種のものが含まれる。CPU(Central Processing Unit )、バッテリ、LCD(Liquid Crystal Display)などは動作中発熱するので、発熱部品であり、斯かる発熱部品が熱源となる。コネクタなどの機構部品は発熱性の低い部品である。
A plurality of
プリント配線基板2−1の部品搭載エリア6−1には発熱性の高い部品を含む多数の部品が集中して搭載されている。それ以外のエリア6−2には発熱性の低い部品や、部品の搭載密度が低くなっている。このプリント配線基板2−1では、エリア6−1が部品搭載密度の高い熱源を含む高温側である。それ以外のエリア6−2が低温側である。 In the component mounting area 6-1 of the printed wiring board 2-1, a large number of components including highly exothermic components are mounted in a concentrated manner. In the other area 6-2, parts with low heat generation and the mounting density of the parts are low. In the printed wiring board 2-1, the area 6-1 is a high temperature side including a heat source having a high component mounting density. The other area 6-2 is the low temperature side.
このプリント配線基板2−1は携帯端末装置8に搭載され、図2に示すように、筐体10に収納される。携帯端末装置8は本開示の電子装置の一例である。図2はリアパネルを外した筐体10内のプリント配線基板2−1を示している。筐体10はたとえば、合成樹脂の成形体である。この筐体10には、プリント配線基板2−1の背面側にバッテリ12が設置されている。
This printed wiring board 2-1 is mounted on the
図3のAは、液体の流路を含むプリント配線基板2−1の一部を切り欠いて示している。図3のBは、図3のAのIIIB−IIIB線断面を示している。このプリント配線基板2−1は絶縁層14を備える。この絶縁層14には循環路16が形成されている。この循環路16は流路の一例である。この循環路16はエリア6−1、6−2を含ませて形成されたループ状流路である。この循環路16は図3のBに示すように、高温側および低温側の絶縁層14に循環する低沸点溶媒18が充填されている。この低沸点溶媒18は、電子部品4の熱を吸収し、高温側から低温側に流動させる液体の一例である。
FIG. 3A shows a part of the printed wiring board 2-1 including the liquid flow path cut away. FIG. 3B shows a cross section taken along line IIIB-IIIB in FIG. The printed wiring board 2-1 includes an
この低沸点溶媒18はたとえば、フロリナート(登録商標)などの溶媒である。低沸点溶媒18の一例であるフロリナートは熱特性に優れ、熱を迅速に伝達する性質を有する。このフロリナートのたとえば、「FC72」では、沸点は56〔℃〕であり、流動点はマイナス90〔℃〕である。このような低沸点溶媒18では、エリア6−1側にある電子部品4(電子部品41、42、43・・・4Nのいずれかまたは2以上)の熱を吸収して沸騰し、気化により自然対流を生じる。この自然対流は、高温側から低温側に生じる流動であり、この低沸点溶媒18の流動を熱伝達能力として機能する。
The low boiling point solvent 18 is, for example, a solvent such as Fluorinert (registered trademark). Fluorinate, which is an example of the low boiling point solvent 18, is excellent in thermal characteristics and has a property of rapidly transferring heat. For example, “FC72” of this fluorinate has a boiling point of 56 ° C. and a pour point of minus 90 ° C. In such a low boiling point solvent 18, the heat of the electronic component 4 (any one of
斯かる構成によれば、エリア6−1側にある低沸点溶媒18がエリア6−1側の熱源から熱を受けると、低沸点溶媒18には図4に示すたとえば、矢印aに示すように、流動が生じる。これにより、高温化した低沸点溶媒18が低温側のエリア6−2に移動する。この低沸点溶媒18に押された低温側の低沸点溶媒18が高温側のエリア6−1に移動し、エリア6−1側から熱を吸収する。 According to such a configuration, when the low boiling point solvent 18 on the area 6-1 side receives heat from the heat source on the area 6-1 side, the low boiling point solvent 18 has, for example, an arrow a as shown in FIG. , Flow occurs. As a result, the low-boiling point solvent 18 having a high temperature moves to the area 6-2 on the low temperature side. The low-boiling point solvent 18 on the low temperature side pushed by the low-boiling point solvent 18 moves to the high-temperature area 6-1 and absorbs heat from the area 6-1 side.
このような低沸点溶媒18の循環により熱移動が生じ、この熱移動により熱拡散が行われる。つまり、図5に示すように、高温側のエリア6−1の熱が矢印bに示すように、低温側のエリア6−2に拡散される。これにより、エリア6−1側の温度が低下し、エリア6−2側の温度が上昇する。この結果、プリント配線基板2−1が均熱化され、エリア6−1側の局所的な過熱を防止することができる。 The heat transfer is caused by the circulation of the low boiling point solvent 18, and the heat diffusion is performed by the heat transfer. That is, as shown in FIG. 5, the heat in the high-temperature area 6-1 is diffused into the low-temperature area 6-2 as shown by the arrow b. As a result, the temperature on the area 6-1 side decreases and the temperature on the area 6-2 side increases. As a result, the printed wiring board 2-1 is soaked and local overheating on the area 6-1 side can be prevented.
<第1の実施の形態の効果> <Effect of the first embodiment>
(1) 第1の実施の形態では、低沸点溶媒18を使用し、低沸点溶媒18の自己対流性を利用した熱拡散である。この熱拡散により、プリント配線基板2−1の搭載部品の熱を吸収した低沸点溶媒18が高温側から低温側に移動するので、プリント配線基板2−1の均熱化が図られる。 (1) In the first embodiment, the low-boiling point solvent 18 is used, and the thermal diffusion uses the self-convection property of the low-boiling point solvent 18. Due to this thermal diffusion, the low boiling point solvent 18 that has absorbed the heat of the components mounted on the printed wiring board 2-1 moves from the high temperature side to the low temperature side, so that the printed wiring board 2-1 can be uniformly heated.
(2) エリア6−1に集中する局所的な過熱を防止することができ、熱拡散による均熱化により、プリント配線基板2−1の放熱および冷却が図られる。 (2) Local overheating concentrated on the area 6-1 can be prevented, and heat radiation and cooling of the printed wiring board 2-1 can be achieved by heat equalization by thermal diffusion.
〔第2の実施の形態〕 [Second Embodiment]
図6は、第2の実施の形態に係るプリント配線基板を示している。図6に示す構成は一例であり、本開示の技術が図6に示す構成に限定されるものではない。 FIG. 6 shows a printed wiring board according to the second embodiment. The configuration illustrated in FIG. 6 is an example, and the technology of the present disclosure is not limited to the configuration illustrated in FIG.
このプリント配線基板2−2には既述の循環路16が形成されている。この循環路16には液体20が充填されている。この液体20には、既述の低沸点溶媒18を用いてもよく、それ以外の溶媒たとえば、純水などの流体であってもよい。
The above-described
この循環路16には、マイクロスクリュー22が設置されている。このマイクロスクリュー22は液体20の循環手段の一例である。このマイクロスクリュー22は、液体20の通流方向に回転可能に配置されている。
A
このマイクロスクリュー22には図7のAに示すように、円筒状のスクリュー本体部24が備えられている。このスクリュー本体部24には駆動モータ26が備えられる。このスクリュー本体部24の外面には螺旋羽28が備えられる。駆動モータ26にはリード線30−1、30−2が引き出されている。リード線30−1が陽極側であり、リード線30−2が接地側である。したがって、マイクロスクリュー22は、駆動モータ26により液体20中でスクリュー本体部24とともに螺旋羽28を回転させると、螺旋羽28の回転で液体20に流動を生じさせることができる。
The
図7のBは、図6のVIIB−VIIB線断面を示している。プリント配線基板2−2の絶縁層14には周回状に溝部34が形成されている。つまり、循環路16は周回状の溝部34を備える。この溝部34には第1の金属層36が形成され、この金属層36の表面に第2の金属層38が形成されている。金属層36は接地導体の一例である。金属層38は絶縁層14の保護層である。この金属層36、38により、液体20を溝部34である循環路16に閉じ込め、液体20の流出を防止する。金属層36はたとえば、銅メッキによって形成されている。金属層38はたとえば、ニッケル−銅メッキで形成されている。この図6および図7では、溝部34の上面がオープン状態であるが、図示しない閉塞部材によって閉じられる。これにより、循環路16の内部に液体20が閉じ込められて循環する。
FIG. 7B shows a cross section taken along the line VIIB-VIIB in FIG.
マイクロスクリュー22の設置部には溝部34の底面に接続端子50−1、50−2が設置されている。接続端子50−1は接続端子50−2と絶縁されている。すなわち、金属層38には、各接続端子50−1、50−2のそれぞれに対して開口52が設けられ、金属層36側に絶縁層54が設けられている。接続端子50−2は、金属層36と接続され、接地電位(GND)に保持されている。
Connection terminals 50-1 and 50-2 are installed on the bottom surface of the
図8は、マイクロスクリュー22の制御装置を示している。この制御装置56−1はコンピュータで構成され、プリント配線基板2−2に搭載される。この制御装置56−1にはプロセッサ58が備えられる。このプロセッサ58は制御部の一例である。このプロセッサ58にはROM(Read-Only Memory)60、RAM(Random-Access Memory)62および駆動部64が接続されている。プロセッサ58は、OS(Operating System)や制御プログラムを実行する。ROM60にはOSや制御プログラムが格納されている。RAM62はワークエリアである。
FIG. 8 shows a control device for the
駆動部64にはマイクロスクリュー22が接続されている。マイクロスクリュー22は、駆動部64からの駆動出力を受け、動作する。
The
図9は、液体20の流動制御の処理手順を示している。図9に示す処理手順は本開示の熱制御プログラムおよび熱制御方法の一例である。この処理手順では、プロセッサ58によりプリント配線基板2−2に搭載された電子部品4を含む携帯端末装置8の動作を監視する(S11)。携帯端末装置8が動作中であるか否かが判断される(S12)。動作中でなければ(S12−NO)、動作監視を継続する。
FIG. 9 shows a processing procedure for flow control of the liquid 20. The processing procedure illustrated in FIG. 9 is an example of the thermal control program and the thermal control method of the present disclosure. In this processing procedure, the operation of the mobile
動作中であれば(S12−YES)、マイクロスクリュー22の駆動モータ26を駆動する(S13)。これにより、循環路16に液体20が循環する。
If it is operating (S12-YES), the
この駆動の後、動作監視が行われる(S14)。携帯端末装置8が動作を継続していれば(S15−NO)、マイクロスクリュー22の駆動を継続する(S13)。
After this driving, operation monitoring is performed (S14). If the portable
携帯端末装置8が動作を停止していれば(S15−YES)、マイクロスクリュー22の駆動を停止する(S16)。この場合、携帯端末装置8の動作停止から所定時間の経過後にマイクロスクリュー22の駆動を停止してもよい。
If the portable
図10は、マイクロスクリュー22の制御装置の変形例を示している。この制御装置56−2はコンピュータで構成され、プリント配線基板2−2に搭載される。この制御装置56−2では制御装置56−1(図8)の構成に温度センサ66が備えられる。その他の構成は制御装置56−1と同様であるので、同一符号を付し、その説明を割愛する。
FIG. 10 shows a modification of the control device for the
図11は、液体20の流動制御の処理手順を示している。図11に示す処理手順は本開示の熱制御プログラムおよび熱制御方法の一例である。この処理手順では、温度センサ66によりプリント配線基板2−2の絶縁層14または電子部品4の温度が検出される。この検出温度により温度を監視する(S21)。この検出温度が一定温度(閾値)以上か否かが判断される(S22)。検出温度が一定温度未満であれば(S22−NO)、温度監視を継続する。この場合、一定温度の値はたとえば、体温程度の値である。
FIG. 11 shows a procedure for controlling the flow of the liquid 20. The processing procedure illustrated in FIG. 11 is an example of the thermal control program and the thermal control method of the present disclosure. In this processing procedure, the
検出温度が一定温度以上であれば(S22−YES)、マイクロスクリュー22の駆動モータ26を駆動する(S23)。これにより、循環路16に液体20が循環する。
If the detected temperature is equal to or higher than a certain temperature (S22-YES), the
この駆動の後、温度監視が行われる(S24)。検出温度が一定温度以上であれば(S25−YES)、マイクロスクリュー22の駆動を継続する(S23)。
After this driving, temperature monitoring is performed (S24). If the detected temperature is equal to or higher than a certain temperature (S25-YES), the driving of the
検出温度が一定温度未満であれば(S25−NO)、マイクロスクリュー22の駆動を停止し(S26)、S21に戻る。同様の処理手順を継続して行う。
If the detected temperature is lower than a certain temperature (S25-NO), the driving of the
<第2の実施の形態の効果> <Effects of Second Embodiment>
(1) 斯かる構成によれば、液体20の流動により、高温側のエリア6−1にある液体20が低温側のエリア6−2に循環し、高温側から低温側への流動により熱移動させることができる。これにより、プリント配線基板2−2の均熱化が図られる。 (1) According to such a configuration, the liquid 20 in the high-temperature area 6-1 circulates to the low-temperature area 6-2 due to the flow of the liquid 20, and heat is transferred by the flow from the high-temperature side to the low-temperature side. Can be made. Thereby, the heat equalization of the printed wiring board 2-2 is achieved.
(2) 第1の実施の形態と同様に、第2の実施の形態においても、エリア6−1に集中する局所的な過熱を液体20の流動により防止でき、熱拡散による均熱化により、プリント配線基板2−2の放熱および冷却が図られる。 (2) Similar to the first embodiment, in the second embodiment, the local overheating concentrated on the area 6-1 can be prevented by the flow of the liquid 20, and by the soaking by the thermal diffusion, Heat dissipation and cooling of the printed wiring board 2-2 are achieved.
(3) 携帯端末装置8の動作停止から所定時間の経過後にマイクロスクリュー22の駆動を停止すれば、蓄熱状態を回避でき、プリント配線基板2−2の均熱化を図ることができる。
(3) If the driving of the
〔第3の実施の形態〕 [Third Embodiment]
図12は、第3の実施の形態に係るプリント配線基板を示している。このプリント配線基板2−3の循環路16にはシリンダ装置68が設置されている。このシリンダ装置68は液体20の循環手段の一例である。このシリンダ装置68には摺動可能にピストン70が備えられている。このピストン70のプランジャ72には揺動板74が設置されている。このシリンダ装置68では、ピストン70を摺動させることにより、揺動板74を進退させ、液体20を流動させる。
FIG. 12 shows a printed wiring board according to the third embodiment. A
プリント配線基板2−3の絶縁層14には、温度センサ66が設置されている。この温度センサ66により、絶縁層14または電子部品4の温度が検出される。
A
図13は、シリンダ装置68の制御装置56−3を示している。この制御装置56−3には、プロセッサ58で制御されるシリンダ装置68の駆動部76が含まれる。この駆動部76はたとえば、シリンダ装置68のピストン70を摺動するソレノイドなどで構成すればよい。
FIG. 13 shows the control device 56-3 of the
斯かる構成では、温度センサ66でプリント配線基板2−3の温度を検出する。この検出温度が一定温度以上であれば、プロセッサ58から駆動部76に駆動信号を付与する。この駆動信号はたとえば、スイッチング信号であり、シリンダ装置68の電磁制御を行う。この制御には既述の流動制御(図11)を用いればよい。この制御により、ピストン70を図中(図13)左右に摺動させ、揺動板74を揺動させる。これにより、循環路16の液体20に矢印cに示す流れを生じさせることができる。この結果、循環路16の液体20をたとえば、矢印dに示す方向に循環させることができる。
In such a configuration, the
<第3の実施の形態の効果> <Effect of the third embodiment>
斯かる循環により、高温側で過熱された液体20が低温側に流れて熱移動が生じ、熱拡散が行われる。したがって、プリント配線基板2−3の均熱化が図られる。 By such circulation, the liquid 20 superheated on the high temperature side flows to the low temperature side, heat transfer occurs, and thermal diffusion is performed. Therefore, it is possible to equalize the temperature of the printed wiring board 2-3.
〔第4の実施の形態〕 [Fourth Embodiment]
図14のAは、第4の実施の形態に係る携帯端末装置の断面を示している。この携帯端末装置8は、既述のプリント配線基板2−1を備えている。
FIG. 14A shows a cross section of a mobile terminal device according to the fourth embodiment. The portable
この携帯端末装置8の筐体78はフロントケース80およびリアケース82により形成されている。フロントケース80にはLCDパネル84が設置されている。このLCDパネル84の背面側には金属フレーム86が配置されている。この金属フレーム86の背面側にはプリント配線基板2−1およびバッテリ12が配置されている。
A
プリント配線基板2−1の上面には電子部品44が配置されている。この電子部品44はたとえば、発熱部品である。この電子部品44はプリント配線基板2−1の導体パターンにはんだ88により接続されている。この電子部品44と金属フレーム86との間には拡散シート90−1が密着状態で設置されている。斯かる構成では、電子部品44の熱が拡散シート90−1から金属フレーム86や筐体78に伝達され、拡散される。つまり、拡散シート90−1が熱拡散経路となっている。この熱拡散経路では、たとえば、0.3〔W/m・K〕程度の熱拡散が得られる。
An
プリント配線基板2−1の絶縁層14には既述の循環路16が形成されている。この循環路16には既述の低沸点溶媒18が充填され、この低沸点溶媒18は循環路16内を循環可能である。
The above-described
このプリント配線基板2−1の背面側には複数の電子部品45、46、47が設置されている。電子部品47は電子部品44と同様に、プリント配線基板2−1の導体パターンにはんだ88により接続されている。これら電子部品45、46、47とリアケース82との間には拡散シート90−2が密着状態で設置されている。斯かる構成では、電子部品45、46、47が発する熱が拡散シート90−2からリアケース82に伝達され、リアケース82側に拡散する。つまり、拡散シート90−2が熱拡散経路となっている。この熱拡散経路では既述のようにたとえば、0.3〔W/m・K〕程度の熱拡散が得られる。
A plurality of
図14のBは、図14のAのXIVB −XIVB 線断面を示している。プリント配線基板2−1の絶縁層14に形成された循環路16は既述の通り、エリア6−1、6−2(図3)に跨がって周回しており、循環路16に充填された低沸点溶媒18は、高温側から低温側に移動可能である。循環路16および低沸点溶媒18については既述の通りであるから、その説明を割愛する。
14B shows a cross section along line XIVB-XIVB in FIG. 14A. As described above, the
図15は、低沸点溶媒18の移動によるプリント配線基板2−1の均熱化および熱拡散を示している。たとえば、電子部品44、47から吸熱して高温化した低沸点溶媒18は、吸熱により沸騰し、高温側から低温側に移動し、熱を移動させる。矢印e、f、g、hは低沸点溶媒18による熱移動を示している。この熱移動により、プリント配線基板2−1が均熱化される。
FIG. 15 shows soaking and thermal diffusion of the printed wiring board 2-1 due to the movement of the low boiling point solvent 18. For example, the low-boiling point solvent 18 that has absorbed heat from the
電子部品44の熱は、拡散シート90−1により矢印i、jで示すように、金属フレーム86に拡散する。電子部品47の熱は、拡散シート90−2により矢印k、lに示すようにリアケース82に拡散する。
The heat of the
<第4の実施の形態の効果> <Effect of the fourth embodiment>
斯かる構成によれば、プリント配線基板2−1側の低沸点溶媒18の循環による均熱化とともに、拡散シート90−1、90−2による熱拡散が得られる。これにより、携帯端末装置8の局所的な過熱が防止されるとともに、放熱による冷却効果が得られる。
According to such a configuration, thermal diffusion by the diffusion sheets 90-1 and 90-2 can be obtained along with the soaking by circulation of the low boiling point solvent 18 on the printed wiring board 2-1 side. Thereby, local overheating of the mobile
〔第5の実施の形態〕 [Fifth Embodiment]
図16は、第5の実施の形態に係るプリント配線基板の製造工程を示している。この製造工程は本開示のプリント配線基板の製造方法の一例である。 FIG. 16 shows a process for manufacturing a printed wiring board according to the fifth embodiment. This manufacturing process is an example of a method for manufacturing a printed wiring board according to the present disclosure.
この製造工程はたとえば、プリント配線基板2−1の循環路16の形成工程を示している。この製造工程に用いられるプリント配線基板2−1には、上層側に絶縁層14−1、下層側に絶縁層14−2が備えられている。
This manufacturing process shows, for example, a process of forming the
<プリント配線基板2−1の形成工程> <Formation process of printed wiring board 2-1>
プリント配線基板2−1の各絶縁層14−1、14−2は絶縁性樹脂で形成されている。絶縁層14−2が形成され、この絶縁層14−2の上面に導体層92が形成され、この導体層92の上面に絶縁層14−1が順に形成される。絶縁層14−1と絶縁層14−2との間に形成された導体層92は銅パターンである。この実施の形態のプリント配線基板2−1は、絶縁層14−1、14−2および導体層92の三層構造の積層体である。循環路16が形成されるプリント配線基板はこのような積層体に限定されない。つまり、二層構造でもよいし、絶縁層のみまたは導体層のみでもよいし、四層以上の積層体であってもよい。
The insulating layers 14-1 and 14-2 of the printed wiring board 2-1 are formed of an insulating resin. An insulating layer 14-2 is formed, a
<溝部34の加工工程>
<Processing of
絶縁層14−1には図16のAに示すように、UV加工またはレーザ加工により溝部34が形成される。このUV加工やレーザ加工は一例であり、溝部34にはエッチング加工などの他の加工方法を用いてもよい。レーザ加工にはたとえば、エキシマレーザを用いることができる。レーザ加工では溝部34の傾斜位置にレーザ加工機94からレーザ照射を行う。これにより、一定深さおよび一定幅の溝部34が形成される。この溝部34を図17のAに示すように、周回状に加工することにより、既述の循環路16が得られる。既述のマイクロスクリュー22やシリンダ装置68を設置する場合には、必要な幅を持つ溝部34を形成すればよい。また、溝部34の深さや幅は絶縁層14−1の厚さなど、プリント配線基板2−1の厚さなどにより選択すればよい。
As shown in FIG. 16A, a
<溝部34を含むプリント配線基板2−1の表面処理工程>
<Surface Treatment Process of Printed Wiring Board 2-1
絶縁層14−1に形成された溝部34には加工後、内壁面にデスミア処理を行う。このデスミア処理により、壁面がたとえば、平坦面に整えられる。
After processing the
このデスミア処理の後、溝部34を含む絶縁層14−1に図16のBに示すように、表面処理を施す。この表面処理はめっき加工により金属層36を形成する。この金属層36にはたとえば、金を使用する。この金属層36には金のほか、耐腐食性のある金属材料や導体材料が望ましい。この表面処理の結果、内壁に金属層36が被覆された溝部34により、循環路16が形成される。なお、金属層36の上層に既述の金属層38(図7のB)を形成してもよい。
After the desmear process, the insulating layer 14-1 including the
<低沸点溶媒18の充填工程> <Filling step of low boiling point solvent 18>
循環路16に対する低沸点溶媒18の充填に先立ち、図16のCに示すように、金属層36の上に導体層96を形成する。この導体層96は銅箔などの金属箔を用いればよい。この導体層96の設置により、金属層36が導体層96で覆われるとともに、溝部34の上面側が導体層96で閉塞される。導体層96に代え、絶縁層を用いてもよい。
Prior to filling the low-boiling point solvent 18 into the
循環路16には図16のCに示すように、低沸点溶媒18を充填する。この充填にはたとえば、ディスペンサを用いて注入すればよい。循環路16を閉じている場合には循環路16を穿孔し、ディスペンサで低沸点溶媒18を充填後、閉じればよい。
The
この実施の形態では、循環路16に低沸点溶媒18を使用しているが、低沸点溶媒18に代え、既述の液体20を用いてもよい。また、循環路16は絶縁層14−1に形成されているが、導体層92に形成してもよい。また、プリント配線基板2−1に代え、プリント配線基板2−2、2−3であってもよい。
In this embodiment, the low boiling point solvent 18 is used in the
<第5の実施の形態の効果> <Effect of Fifth Embodiment>
(1) 第5の実施の形態によれば、プリント配線基板2−1などの配線基板に対し、循環路16を容易に形成できる。
(1) According to the fifth embodiment, the
(2) 循環路16は、プリント配線基板2−1の既述のエリア6−1、6−2に跨がって形成できる。これにより、高温側および低温側に低沸点溶媒18を循環する流路を形成できる。
(2) The
〔他の実施の形態〕 [Other Embodiments]
a) 上記実施の形態では、プリント配線基板2−1、2−2、2−3が実装される電子装置として、携帯端末装置8を例示したが、本開示の技術はこれに限定されない。パーソナルコンピュータなどの電子装置に搭載されるプリント配線基板に適用できる。つまり、発熱部品をプリント配線基板に実装する形態であれば、本開示の技術を広く適用できる。
a) In the embodiment described above, the mobile
b)第1の実施の形態では、循環路16を循環させる液体として低沸点溶媒18を例示している。第2の実施の形態では、循環路16に循環させる液体20は循環手段により強制循環を行うので、低沸点溶媒18以外の液体であってもよい。しかしながら、第2の実施の形態においても、液体20として低沸点溶媒18を用いてもよい。つまり、本開示の技術はたとえば、低沸点溶媒18の強制循環を排除するものではない。
b) In the first embodiment, the low boiling point solvent 18 is exemplified as the liquid circulating in the
c)上記実施の形態では、循環路16を終端形態としたが、図17のBに示すように、プリント配線基板2−1、2−2、2−3の端部に終端開口部を持つ循環路16としてもよい。この循環路16の終端開口部に低沸点溶媒18や液体20などの冷媒を溜める冷媒タンクを設置し、この冷媒タンクから冷媒を循環路16に循環させてもよい。
c) In the above embodiment, the
d)上記実施の形態では、プリント配線基板2−1、2−2、2−3に一例としてエリア6−1、6−2(図1)を明示したが、これに限定されない。これらエリア6−1、6−2は散点的に存在し、複数が混在してもよい。 d) In the above embodiment, the areas 6-1 and 6-2 (FIG. 1) are clearly shown as examples on the printed wiring boards 2-1, 2-2, and 2-3, but the invention is not limited to this. These areas 6-1 and 6-2 exist in a scattered manner, and a plurality thereof may be mixed.
以上説明したように、本開示の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
As described above, the most preferable embodiment of the present disclosure has been described, but the present invention is not limited to the above description. It goes without saying that various modifications and changes can be made by those skilled in the art based on the gist of the invention described in the claims or disclosed in the embodiments for carrying out the invention. It goes without saying that such modifications and changes are included in the scope of the present invention.
2−1、2−2、2−3 プリント配線基板
4、41、42、43、44、45、46、47・・・4N、 電子部品
6−1、6−2 エリア
8 携帯端末装置
10 筐体
12 バッテリ
14、14−1、14−2 絶縁層
16 循環路
18 低沸点溶媒
20 液体
22 マイクロスクリュー
24 スクリュー本体部
26 駆動モータ
28 螺旋羽
30−1、30−2 リード線
34 溝部
36 第1の金属層
38 第2の金属層
50−1、50−2 接続端子
52 開口
54 絶縁層
56−1、56−2、56−3 制御装置
58 プロセッサ
60 ROM
62 RAM
64 駆動部
66 温度センサ
68 シリンダ装置
70 ピストン
72 プランジャ
74 揺動板
76 駆動部
78 筐体
80 フロントケース
82 リアケース
84 LCDパネル
86 金属フレーム
88 はんだ
90−1、90−2 拡散シート
92 導体層
94 レーザ加工機
96 導体層
2-1, 2-2, 2-3 Printed
62 RAM
64
Claims (8)
前記電子部品から熱を吸収して流動する液体と、
高温側および低温側の絶縁層または導体層に形成され、前記電子部品から熱を吸収した前記液体が前記高温側から前記低温側に移動する流路と、
を備えることを特徴とするプリント配線基板。 A printed wiring board on which electronic components are mounted,
A liquid that absorbs and flows heat from the electronic component;
A flow path formed in the insulating layer or conductor layer on the high temperature side and the low temperature side, and the liquid that has absorbed heat from the electronic component moves from the high temperature side to the low temperature side;
A printed wiring board comprising:
を備え、前記循環手段が前記電子部品から熱を吸収した前記液体を前記高温側から前記低温側に移動させることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線基板。 A circulating means for circulating the liquid in the flow path;
The printed circuit board according to claim 1, wherein the circulating means moves the liquid that has absorbed heat from the electronic component from the high temperature side to the low temperature side.
前記温度センサの検出温度が一定温度を超えた場合、前記循環手段を動作させる制御手段と、
を含むことを特徴とする請求項3に記載のプリント配線基板。 Furthermore, a temperature sensor that detects the temperature of the electronic component, the insulating layer, or the conductor layer;
Control means for operating the circulating means when the temperature detected by the temperature sensor exceeds a certain temperature;
The printed wiring board according to claim 3, comprising:
プリント配線基板、電子部品または前記プリント配線基板を循環する液体の検出温度が一定温度を超えたか否かを判定し、
前記検出温度が一定温度を超えた場合には循環手段により前記液体を循環させる、
処理を実行するための熱制御プログラム。 A thermal control program for causing a computer mounted on a printed circuit board to execute,
Determine whether the detection temperature of the printed circuit board, the electronic component or the liquid circulating through the printed circuit board exceeds a certain temperature,
When the detected temperature exceeds a certain temperature, the liquid is circulated by a circulation means.
Thermal control program for executing processing.
絶縁層または導体層に流路を形成し、
少なくとも前記電子部品から熱を吸収した液体を前記流路により前記絶縁層または前記導体層の高温側から低温側に循環させる
ことを特徴とするプリント配線基板の熱制御方法。 A thermal control method for a printed circuit board on which electronic components are mounted,
Form a flow path in the insulating layer or conductor layer,
At least a liquid that has absorbed heat from the electronic component is circulated from the high temperature side to the low temperature side of the insulating layer or the conductor layer through the flow path.
高温側および低温側の絶縁層または導体層に流路を形成し、
少なくとも電子部品の熱を吸収して流動する液体を前記流路に充填する
ことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。 A method of manufacturing a printed wiring board on which electronic components are mounted,
Form a flow path in the insulation layer or conductor layer on the high temperature side and low temperature side,
A method of manufacturing a printed wiring board, comprising filling the flow path with a liquid that flows by absorbing heat of at least an electronic component.
前記電子部品から熱を吸収して流動する液体と、
高温側および低温側の絶縁層または導体層に形成され、前記電子部品から熱を吸収した前記液体が前記高温側から前記低温側に移動する流路と、
を備えることを特徴とする電子装置。
An electronic device including a printed wiring board on which electronic components are mounted,
A liquid that absorbs and flows heat from the electronic component;
A flow path formed in the insulating layer or conductor layer on the high temperature side and the low temperature side, and the liquid that has absorbed heat from the electronic component moves from the high temperature side to the low temperature side;
An electronic device comprising:
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WO2022215902A1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-10-13 | 삼성전자주식회사 | Electronic device comprising thermal management chamber using boiling |
US11920869B2 (en) | 2020-02-19 | 2024-03-05 | Continental Automotive Systems, Inc. | Balanced heat transfer mechanism and control for automotive vehicles communication systems |
-
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