JP2023159853A - ファンレス電子部品用の熱吸収シャーシ - Google Patents

Abstract

【課題】液体冷却剤用のチャンバーを有する熱吸収シャーシを提供する。【解決手段】電子部品を囲むように動作可能な熱吸収シャーシであり、熱吸収シャーシは、内面及び外面を有するヒートシンク部であって、内面は、発熱電子機器と接触するように構成されている、ヒートシンク部と、内面の近くの横方向の中空コンパートメントと、中空コンパートメントに含まれる冷却剤と、を備える。【選択図】図２Ａ

Description

本開示は、５Ｇコンポーネントの冷却に関し、特に、本開示の態様は、液体冷却剤用のチャンバーを有する熱吸収シャーシに関する。

第５世代移動通信技術（５Ｇと呼ばれる第５世代無線システム）は、最新世代の移動通信技術である。５Ｇテクノロジーは、従来の４Ｇ（ＬＴＥ）移動通信システムの拡張技術である。５Ｇ通信インフラストラクチャの最近の展開に伴い、５Ｇ対応コンポーネントの展開が必要となっている。従来の４Ｇシステムは、モバイルデバイス間の通信を可能にするために、ベースバンドユニット（ＢＢＵ）、リモート無線ユニット（ＲＲＵ）及びアンテナが必要であった。モバイルデバイス間の通信用の５Ｇシステムは、より高速で、より低遅延で、より広い帯域幅を有し、より多くの接続とより多くのデータ処理が可能になる。このような機能は、無線ユニット（ＲＵ）、集中ユニット（ＣＵ）、分散ユニット（ＤＵ）及びアクティブアンテナユニット（ＡＡＵ）等のファンレス部品によって可能になる。５Ｇシステムでは、４ＧシステムのＢＢＵの機能は、分散ユニットと集中ユニットによって実行され、４ＧシステムのアンテナとＲＲＵの機能は、アクティブアンテナユニットによって実行される。

４Ｇと比較して、５Ｇの伝送速度が速くなり、より多くの熱を発生するより多くの部品が必要になる。５Ｇ機器のヒートシンクやフィン等の放熱部品の面積は、５Ｇの動作を可能にするために増加させる必要がある。例えば、５Ｇ基地局の消費電力は、４Ｇ基地局の２～３倍である。消費電力が大きいほど、発熱量が大きくなる。５Ｇ基地局の放熱性が悪いと、作業効率が低下し、損傷、クラッシュ、ネットワークの切断等の機器の問題が発生し、ユーザーエクスペリエンスに深刻な影響を与える可能性がある。

５ＧのＤＵ及びＡＡＵは、通常、屋外環境に配置される部品である。ＤＵ及びＡＡＵの屋外用電子シャーシ（筐体）設計は、防水性、防塵性及び耐腐食性が求められる。従って、５Ｇの屋外部品の筐体はクローズドシステムとして設計され、筐体は、通常、そのような部品内の電子機器を冷却するヒートシンクとして設計される。従って、このようなサーマルソリューションは、ファンレス設計である。

屋外部品の従来のシャーシのサーマルソリューションは、内部サーマルソリューションと外部サーマルソリューションに分けられる。ヒートパイプ又はベーパーチャンバー（ｖａｐｏｒ ｃｈａｍｂｅｒ）等の内部サーマルソリューションは、シャーシの一部とすることができる。ヒートパイプ又はベーパーチャンバーは、電子機器から発生した熱を拡散させ、内部シャーシが熱性能を向上させることができる均一な温度に達することができるようにする。外部サーマルソリューションは、通常、シャーシ上に構築された外部フィン構造であり、部品によって生成された熱を周囲の空気に放散することができる。

標準的なヒートパイプは、ヒートパイプの軸に沿ってのみ熱を伝達するため、個別の熱源を冷却するのに最適である。ベーパーチャンバー又は高導電性（ＨｉＫ^ＴＭ）プレートは、本質的に、より大きな面積の熱源から熱を収集するのに用いられる２次元のヒートパイプである。ベーパーチャンバーは、熱を広い表面積に拡散するか、又は、熱を冷却用のコールドレール（ｃｏｌｄ ｒａｉｌ）に伝導する。ベーパーチャンバーは、一般に、高熱流束のアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）、又は、純粋な２次元の熱拡散が必要な場合に用いられる。ベーパーチャンバーは、ヒートパイプと同様に機能するが、ヒートパイプの熱伝導モードは１次元であり、ベーパーチャンバーは２次元であるため、ベーパーチャンバーは、熱源から冷却領域への熱伝達という従来の機能に加え、急速な熱拡散も可能にする。ベーパーチャンバーの熱性能はヒートパイプよりも優れているが、ベーパーチャンバーはより大きな面積を必要とし、一般にコストが高くなる。

一般に図１Ａ及び図１Ｂに示すように、従来技術のファンレスシステムは、この例では５Ｇ分散ユニット（ＤＵ）である電気通信部品１０に非効率的及び／又は不十分な熱伝達を提供する。図１Ａは部品１０の外観図を示しており、図１Ｂは部品１０の断面図を示している。従来技術のファンレス部品１０は、プリント回路基板２２を囲むシャーシハウジング２０を含む。シャーシハウジング２０は、コネクタ及びケーブル２６のためのエントリポイントを提供するパネル２４を含む。シャーシハウジング２０の厚いヒートシンク部３０は、プリント回路基板２２を囲む大きなシャーシヒートシンクとして機能する。ヒートシンク部３０は、内面３２と、一連の冷却フィン３６を支える外面３４と、を有する。冷却フィン３６は、増加した表面積を提供し、熱を周囲空気に放散する。熱は内面３２によって吸収され、ヒートシンク３０を通って冷却フィン３６に伝達され、周囲の空気に放散される。従って、シャーシハウジング２０は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の熱伝導性材料より製造される。

プリント回路基板２２は、複数の電子機器（プロセッサ４０等）を含む。この例では、プロセッサ４０は、シャーシ２０のヒートシンク部３０の内面３２と熱的に接触している。従って、ファンレスシステムでは、プロセッサ４０によって生成された熱は、ヒートシンク部３０に伝達され、放熱される。

残念ながら、図１Ａ～図１Ｂの従来のシャーシ設計は、内部サーマルソリューションなしでは、生成された熱をうまく拡散しない。これは、このようなシャーシのみの熱伝導率が約１６０Ｗ／ｍＫであるためである。熱伝導率を向上させるために、ヒートパイプ又はベーパーチャンバーがシャーシ２０の内面に配置され、シャーシ内の均一な温度を実現することができる。ヒートパイプのコンパクトな熱伝導率は約１２０００Ｗ／ｍＫであるが、ベーパーチャンバーの熱伝導率は約６０００Ｗ／ｍＫであり、何れもシャーシ材料のみの熱伝導率より高くなっている。ヒートパイプ又はベーパーチャンバーをシャーシに実装するには、シャーシにヒートパイプ又はベーパーチャンバーを収容するための追加の製造ステップが必要である。ヒートパイプを収容できるようにするための製造プロセスは非常に複雑であり、シャーシの熱伝導率の歩留まり率（ｙｉｅｌｄ ｒａｔｅ）に影響を与える可能性がある。

図１Ｃ～図１Ｄは、追加の熱放散を有する別の従来技術のシャーシ５０のヒートパイプの実施態様を示している。図１Ｃは、シャーシ５０の切断図（ｃｕｔａｗａｙ ｖｉｅｗ）を示しており、図１Ｄは、シャーシ５０の横断面（ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ）を示している。シャーシ５０は、内面５２と、冷却フィン５６を有する外面５４と、を有する。シャーシ５０は、プロセッサ６２を有するプリント回路基板６０を囲んでいる。内面５２は、ヒートパイプ７０のネットワークを挿入するために機械加工された一連の溝６４を含む。一連のヒートパイプ７０は、プロセッサ６２に近接する部分と、熱をプロセッサ６２から離れるようにする別の部分と、をそれぞれ有する。シャーシ５０は、図１Ｂのシャーシ２０と同じ一般的な機能を有するが、熱をプロセッサ６２から内面５２の領域に伝達するヒートパイプ７０を含むことにより、より大きな熱伝導率を有する。

シャーシ５０の熱伝導率は向上するが、ヒートパイプ７０を内部サーマルソリューションとして用いる場合、シャーシ５０のフットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を増加させなければならない。図１Ｄに示すように、シャーシ５０は、熱性能への考慮と、ヒートパイプ７０を保持する溝６４を機械加工するための製造上の制限とに基づいて、十分な厚さを有する必要がある。しかしながら、シャーシ５０の厚みが増すと、熱抵抗が高くなり、熱性能に影響を与える。あるいは、ベーパーチャンバーを内面５２の表面積に挿入して、溝６４を形成する必要をなくすことができる。しかしながら、ベーパーチャンバーは依然としてシャーシの全体の高さを増加させ、且つ、ヒートパイプよりも高価である。また、ベーパーチャンバーは比較的大きなサイズを有するため、製造能力上、歩留まり率が問題となる可能性がある。さらに、発熱チップと接触するベーパーチャンバーの面の平坦度を制御することが困難である。

従って、機器シャーシの内部サーマルソリューションが必要である。また、機器シャーシのより厚いヒートシンク部を必要としない内部サーマルソリューションも必要である。また、製造が簡単で効果的な熱吸収シャーシも必要である。

液体冷却剤用のチャンバーを有する熱吸収シャーシを提供する。

開示された一例は、電子部品を囲むように動作可能な熱吸収シャーシである。シャーシは、内面及び外面を有するヒートシンク部を含む。内面は、発熱電子機器と接触するように構成されている。横方向の中空コンパートメント（ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）は、内面の近くに形成される。冷却剤は、中空コンパートメントに含まれる。

例示的なシャーシのさらなる実施形態は、シャーシがヒートシンク部の外面から延在する冷却フィンを含むことである。別の実施形態は、ヒートシンク部が、中空空間及び内面を共に画定するために溝の上にはんだ付けされたプレートを含むことである。別の実施形態では、プレートが第１の熱伝導性材料であり、ヒートシンク部が第２の異なる熱伝導性材料であることである。別の実施形態では、冷却剤は、水又は冷媒の何れかであることである。別の実施形態では、ヒートシンク部は、アルミニウム又はアルミニウム合金から製造されることである。別の実施形態では、中空コンパートメントは、反対側の端部を有することである。反対側の端部の１つは、発熱機器に接触する内面の部分の近くに配置される。別の実施形態では、電子部品は、５Ｇモバイル通信システムの動作のためのものであることである。

別の開示された例は、発熱機器を有するプリント回路基板を含む電子部品である。例示的な部品は、プリント回路基板を囲むシャーシを含む。シャーシは、側壁と、プリント回路基板を支えるベースと、ヒートシンク部と、を有する。ヒートシンク部は、発熱機器と熱的に接触する内面と、反対側の外面と、内面に近接して冷却剤を保持するチャンバーと、を含む。

例示的な電子部品のさらなる実施形態は、シャーシがヒートシンク部の外面から延在する冷却フィンを含むことである。別の実施形態は、ヒートシンク部が、中空空間及び内面を共に画定するために溝の上にはんだ付けされたプレートを含むことである。別の実施形態では、プレートが第１の熱伝導性材料であり、ヒートシンク部が第２の異なる熱伝導性材料であることである。別の実施形態では、冷却剤は、水又は冷媒の何れかであることである。別の実施形態では、ヒートシンク部は、アルミニウム又はアルミニウム合金から製造されることである。別の実施形態では、コンパートメントは、反対側の端部を有することである。反対側の端部の１つは、発熱機器に接触する内面の部分の近くに配置される。別の実施形態では、発熱部品は、５Ｇモバイル通信システムの動作のためのものであることである。

別の開示された例は、ファンレス部品用の熱吸収シャーシを製造する方法である。内面及び外面を有するヒートシンク部が製造される。内面に溝が形成される。プレートが溝の上に取り付けられ、内部コンパートメントを形成する。内部コンパートメントは、冷却剤で充填される。

例示的な方法のさらなる実施形態は、ヒートシンク部の製造がダイカスト（ｄｉｅ ｃａｓｔｉｎｇ）を介して実行されることである。ヒートシンク部は、外面に取り付けられたフィンを含む。別の実施形態は、冷却剤が水又は冷媒の何れかであることである。別の実施形態では、ヒートシンク部がアルミニウム又はアルミニウム合金であり、プレートが銅であることである。

上述した概要は、本開示の各実施形態又は全ての態様を表すことを意図するものではない。むしろ、上述した概要は、本明細書に記載された新規な態様及び特徴のいくつかの例を提供するに過ぎない。本開示の上述した特徴及び利点、並びに、他の特徴及び利点は、添付の図面及び添付の特許請求の範囲と関連して、本発明を実施するための代表的な実施形態及び態様についての以下の詳細な説明から容易に明らかとなるであろう。

本開示は、例示的な実施形態の以下の説明及び添付の図面からよりよく理解されるであろう。

従来技術の電気通信部品シャーシの斜視図である。 図１Ａの従来技術の電気通信部品シャーシの断面図である。 ヒートパイプが埋め込まれた従来技術の電気通信部品シャーシの斜視図である。 ヒートパイプが埋め込まれた従来技術の電気通信部品シャーシの横断面図である。 本開示の特定の態様による、電気通信部品の熱放散が改善された例示的なシャーシの斜視切断図である。 本開示の特定の態様による、図２Ａの例示的なシャーシの断面図である。 本開示の特定の態様による、プリント回路基板に対する図２Ａの例示的なシャーシの上面図である。 本開示の特定の態様による、図２Ａの例示的なシャーシを製造するプロセスを示す図である。 本開示のいくつかの態様による、典型的な屋外環境に配置された場合の例示的なシャーシの断面図である。

本開示は、様々な変更及び代替形態を受け入れることができるが、具体的な実施の形態が例示的に図面に示され、本明細書で詳細に説明されることになる。しかしながら、この発明は、開示された特定の形態に限定されることを意図していないことを理解されたい。この発明は、特許請求の範囲に定義されるこの発明の趣旨及び範囲内に入る全ての修正物、均等物及び代替物を包含する。

本発明は、多くの異なる形態で具現化することができる。代表的な実施形態が図面に示されており、本明細書において詳細に説明される。本開示は、本発明の原理を例示又は説明するものであり、本発明の広範な態様を、示された実施形態に限定することを意図していない。その範囲において、例えば、概要、要約及び詳細な説明において開示されているが、特許請求の範囲に明記されていない要素及び制限は、含意、推論若しくは他の方式によって単独又は集合的に特許請求の範囲に組み込まれるべきではない。詳細な説明の目的のために、具体的にそうではないと主張されない限り、単数形は複数形を含み、複数形は単数形を含む。「含む」という用語は、「制限なしに含む」ことを意味する。また、例えば、「約（ａｂｏｕｔ）」、「ほとんど（ａｌｍｏｓｔ）」、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「おおよそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」等の近似の用語は、ここでは、例えば「…で（ａｔ）、…近くで（ｎｅａｒ）、…に近接して（ｎｅａｒｌｙ ａｔ）」、「…の３～５％内で」、「製造誤差の許容範囲内で」、又は、これらの任意の論理的組み合わせの意味を含むことができる。

本開示は、屋外環境に配備された電子機器の熱放散が改善された例示的なシャーシに関する。例示的なシャーシは、冷却液等の流動性のある液体で充填されたチャンバーを含み、熱をシャーシ全体に均等に分散する。冷却剤は、冷媒（例えば、Ｒ１２３３ｚｄ）又は水とすることができる。例示的なシャーシは、簡単な製造プロセス、及び、ファンレス冷却により優れた熱性能を有する。例示的なシャーシは、ヒートパイプ又はベーパーチャンバー等の内部サーマル装置（ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｖｉｃｅ）が不要になり、熱伝導率を向上させる。

例示的なシャーシは、ヒートパイプ又はベーパーチャンバーをシャーシに埋め込むための特殊な機械加工が必要ないため、製造プロセスを簡素化する。例示的なシャーシ設計は、ヒートパイプを有する従来のシャーシ設計より厚みが薄いため、機器のフットプリントがよりコンパクトになる。例示的なシャーシは、従来のファンレス冷却設計よりも低い熱抵抗及びより優れた熱性能を有する。

一般に図２Ａ～図２Ｃに示すように、ファンレス電気通信機器部品１００が示されている。この例では、部品１００は、プリント回路基板１１２を保持するシャーシ１１０を含む５Ｇ分散ユニット（ＤＵ）である。図２Ａは、例示的な部品１００の斜視切断図を示しており、図２Ｂは、例示的なシャーシ１１０の断面図を示しており、図２Ｃは、プリント回路基板１１２に対する例示的なシャーシ１１０の上面図を示している。例示的な熱吸収シャーシ１１０は、例えば、他の５Ｇ電気通信部品（無線ユニット（ＲＵ）又はアクティブアンテナユニット（ＡＡＵ）等）、ファンレス冷却システムに依存し、その内部電子機器を冷却する任意の機器に用いられることができる。この例では、ＤＵ部品１００は、適切な動作のために熱放散を必要とする電子機器に依存する５Ｇモバイル通信システムの一部である。

シャーシ１１０は、ベースプレート１２０と、一対の側壁１２２及び１２４と、コネクタパネル１２６と、反対側のパネル１２８と、を含む。接続ケーブル及びコネクタがコネクタパネル１２６に取り付けられ、電力及び信号をプリント回路基板１１２に提供することができる。ヒートシンク部１３０は、ベースプレート１２０の反対側に配置され、プリント回路基板１１２を囲むように用いられる。ヒートシンク部１３０は、部品１００の内部電子機器によって生成された熱を周囲の外部環境に伝達させることができる。

プリント回路基板１１２は、ヒートシンク部１３０に近接して取り付けられ、ベースプレート１２０の上方に吊り下げられる。プリント回路基板１１２は、５Ｇ通信のための機能を実行する様々な電子部品を支持する。従って、プリント回路基板１１２は、通常、ＣＰＵ１３２等のプロセッサ、ダブルデータレート（ＤＤＲ）メモリ、物理層鍵生成回路、ネットワークインターフェース、及び、他の部品を含む。ＣＰＵ１３２とは反対側のプリント回路基板１１２は、スモールフォームファクタプラガブル（Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ－ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ；ＳＦＰ）光コネクタ及びＲＪ４５タイプコネクタ１３４等のコネクタを保持することができる。従って、図示した例によれば、プリント回路基板１１２は、シャーシ１１０によって吸収され得る熱を生成する他の部品１３６を有する。

シャーシヒートシンク部１３０は、ヒートシンク部１３０を介して反対側の外面１４２に伝達される熱を吸収するほぼ平坦な内面１４０を有する。内面１４０の一部は、ＣＰＵ１３２等の回路基板１１２上の部品と熱の伝達を行う接触面として機能する。一連の垂直フィン１４４は、外面１４２から延在する。垂直フィン１４４は、ヒートシンク部１３０から周囲環境へ熱を放散するのに利用可能な表面積を増加させる。

内面１４０は、ＣＰＵ１３２等の発熱部品と接触する内面１４０の面積上に形成された中空コンパートメント（ｈｏｌｌｏｗ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）１５０を含む。この例では、中空コンパートメント１５０は、水又は冷媒等の冷却剤１５２を含む。この例では、冷却剤は水又はＲ１２３３ｚｄ等の冷媒であってもよい。一般的に、冷媒は、水より高い熱性能を有する。この例では、中空コンパートメント１５０は長方形の形状を有し、好ましくは、ＣＰＵ１３２等の発熱部品と接触する内面１４０のセクション上に形成される。

中空コンパートメント１５０は、ヒートシンク部１３０に形成される。プレート１５４は、中空コンパートメント１５０を覆い、所定の位置にはんだ付けされて液密シールを形成する。中空コンパートメント１５０及びプレート１５４の壁は、冷却剤１５２を含む。この例では、プレート１５４は、熱伝達を促進するために銅等のより熱伝導性の高い材料から製造され、ヒートシンク部１３０は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のより熱伝導性の低い材料から製造される。あるいは、プレート１５４とヒートシンク部１３０の残りの部分の両方は同じ材料から製造されてもよい。或いは、プレート及びヒートシンク部１３０は、はんだ付けを必要としない一体型（ｓｉｎｇｌｅ ｐｉｅｃｅ）として製造されてもよい。

ヒートシンク部１３０の高さは、ヒートパイプを保持するための溝ネットワーク（ｇｒｏｏｖｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）等の追加構造を有する既知のシャーシの高さよりも低い。例えば、プレート１５４は１．５ｍｍの高さを有することができ、中空コンパートメント１５０は３．０ｍｍの高さを有し、ヒートシンク部１３０の全体の高さが８ｍｍの場合、ヒートシンク部１３０の残りの部分の高さは３．５ｍｍの高さを有する。対照的に、図１Ｃ～図１Ｄの既知のシャーシ５０の高さは１１．２ｍｍである。このようにして、熱伝達は、ヒートシンク部１３０の材料の抵抗を最小化することによって、最大化される。

シャーシ１１０のヒートシンク部１３０は、冷却剤１５２をリフローするための毛細管構造を必要としない。この例では、コンパートメント１５０は、ＣＰＵ１３２に近接する端部１６０と、反対側の端部１６２と、を有する。しかしながら、毛細管構造がないということは、部品１００が垂直に設置された場合に、重力の影響により性能が低下する可能性があるということを意味する。

例えば、図３は、支持構造３１０上に垂直位置に取り付けられた部品１００の断面を示している。支持構造３１０は、柱若しくは建物の外部、又は、他の支持構造であってもよい。部品１００は、通常、フィン１４４が屋外環境に露出された状態で支持構造３１０に取り付けられる。図３の同様の要素は、図２Ａ～図２Ｂの対応する要素と同じ符号が付けられている。この例では、部品１００は、コネクタパネル１２６が下を向いた状態で垂直位置に取り付けられる。部品１００は、発熱要素であるＣＰＵ１３２が部品１００の底部により近くなるように取り付けられる。従って、中空コンパートメント１５０の端部１６０は、最大の電力放散を有する主熱源に近接して配置される。この配置では、冷却剤１５２は、一般に、重力により、ＣＰＵ１３２に近接する中空コンパートメント１５０の端部１６０に溜まる。この配置構成により、ＣＰＵ１３２等の主熱源及び冷却剤１５２はほぼ同じ高さにあり、冷却剤１５２の放熱性能が確実に維持される。通常の動作では、端部１６０の冷却剤１５２はＣＰＵ１３２からの熱によって気化され、蒸気は端部１６２まで上昇し、そこで凝縮し、重力により端部１６０に降下する。熱は、主に効率的な冷却剤１５２及び周囲の外気に曝されるフィン１４４によって放散される。機器部品１００は、動作環境において他の方向に向けられてもよいことを理解されたい。

図４は、図２Ａ～図２Ｂのシャーシ１１０を製造するための製造プロセス４００を示している。この例では、シャーシヒートシンク部１３０は、対応するフィン（図示省略）（４１０）と共にダイカストされる。この例では、シャーシヒートシンク部１３０は、ＥＮ４４３００等のアルミニウム合金から製造されたダイカストであるが、熱伝導率に基づいて、ＡＤＣ６若しくはＡＤＣ１０等の他の合金、又は、任意の同様の材料を用いてもよい。第１のステップ４２０では、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械を介して溝４１２が内面１４０上のヒートシンク部１３０内に形成され、中空コンパートメント１５０を形成する。この例では、溝４１２は、内面１４０より小さい面積を有する長方形の形状を有する。もちろん、他の非長方形の形状が溝４１２に形成されてもよい。溝４１２を形成する代わりに、ヒートシンク部１３０のダイカストにより溝４１２を形成してもよい。

第２のステップ４３０では、プレート１５４が挿入されて、溝４１２を覆い、内面１４０を画定する。この例では、プレート１５４は、ヒートシンク部１３０の材料よりも比較的熱伝導性の高い銅等の材料である。プレート１５４は、アルミニウム又はＡｌ１０５０若しくはＡｌ６０６３等のアルミニウム合金から構成されてもよい。プレート１５４は、コンパートメント１５０の端部１６０及び１６２を画定する溝４１２の側面にはんだ付けされてもよい。第３のステップ４４０では、充填孔４４２が、溝４１２に隣接するヒートシンク部１３０の側面に穿設される。第４のステップ４５０では、冷却剤１５２は、充填孔４４２を通して中空コンパートメント１５０に注入される。第５のステップ４６０では、充填孔４４２は、はんだ付けによって封止され、プラグ４４４を形成する。従って、冷却剤１５２は、中空コンパートメント１５０から出ることができず、従って、中空コンパートメント１５０内に収容される。完成したシャーシ１１０は、電気通信部品１００の他の部分と組み立てられてもよい。

熱シミュレーションは、図２Ａ～図２Ｂのシャーシ１１０の熱性能が、ヒートパイプ又はベーパーチャンバーの何れかを有する既知のシャーシ設計の熱性能よりも優れていることを示している。シミュレーションでは、３８５×４２０×１２０ｍｍの部品サイズがシミュレーションされている。従って、シミュレーションは、シャーシ１１０が図２Ａのフィン１４４を含めて１２０ｍｍの全高を有すると仮定する。ヒートパイプを有する既知のベースシャーシは、１２０００Ｗ／ｍＫの熱伝導率及び７９．６ＣのＣＰＵ温度を有する。既知のベースシャーシとベーパーチャンバーは、６０００Ｗ／ｍＫの熱伝導率及び７７．６℃のＣＰＵ温度を有する。シミュレーションは、例示的なシャーシ１１０が１２０００Ｗ／ｍＫの熱伝導率及び７５．７℃のＣＰＵ温度を有することを示した。従って、例示的なシャーシ１１０は、既知のヒートパイプベースの設計よりもコンパクトであるが、既知のベーパーチャンバー設計よりも良好な熱伝導率を有する。ヒートシンク部の熱抵抗が最小であるため、ＣＰＵの温度は、既知のヒートパイプベースの設計よりも低い。

本願で使用されているように、「コンポーネント」、「モジュール」、「システム」、「インターフェース」等の用語は、一般に、コンピュータ関連のエンティティ、ハードウェア（例えば、回路）、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は、１つ以上の特定の機能を有する動作機械に関連するエンティティを指している。例えば、コンポーネントは、プロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ）上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、プログラム、及び／又は、コンピュータであってもよいが、これらに限定されない。例として、コントローラ上で実行されるアプリケーションとコントローラとの両方は、コンポーネントであってもよい。１つ以上のコンポーネントは、プロセス及び／又は実行スレッド内に存在してもよく、コンポーネントは、１つのコンピュータ上にローカライズされ、及び／又は、２つ以上のコンピュータ間に分散されてもよい。また、「デバイス」は、特別に設計されたハードウェアの形態、ハードウェアが特定の機能を実行可能なソフトウェアの実行によって特化された汎用ハードウェアの形態、コンピュータ可読媒体に記憶されたソフトウェアの形態、又は、これらの組み合わせの形態で提供され得る。

本明細書で使用する用語は、特定の実施形態のみを説明するものであって、本発明を限定するものではない。本明細書では、単数形の「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈によって他の明確な指示がされない限り、複数形も含む。さらに、「含む」、「有する」又はこれらの変形は、詳細な説明及び／又は特許請求の範囲で使用される限りにおいて、「備える」という用語と同様に包括的であることが意図される。

特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術的及び科学的用語を含む）は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、関連技術の文脈における意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想化された又は過度に形式的な意味で解釈されない。

本発明の様々な実施形態について上述したが、それらは限定ではなく例として提示されたものであることを理解されたい。本発明を１つ以上の実施形態に関して詳細に述べてきたが、本明細書及び図面を読み理解する際に他の当業者により同等の修正及び変更が生じ得る。また、本発明の特定の特徴は、複数の実施形態のうち何れかのみに関連して述べられているが、このような特徴は、所定の又は特定の用途に必要で利点がある１つ以上の他の実施形態の他の特徴と組み合わせられてもよい。従って、本発明の幅及び範囲は、上記の実施形態の何れかによって限定されるべきではない。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物に従って定義されるべきである。

１０…電気通信部品
２０…シャーシハウジング
２２…プリント回路基板
２４…パネル
２６…ケーブル
３０…ヒートシンク部
３２…内面
３４…外面
３６…冷却フィン
４０…プロセッサ
５０…シャーシ
５２…内面
５４…外面
５６…冷却フィン
６０…プリント回路基板
６２…プロセッサ
６４…溝
７０…ヒートパイプ
１００…部品
１１０…シャーシ
１１２…プリント回路基板
１２０…ベースプレート
１２２、１２４…側壁
１２６…コネクタパネル
１２８…反対側のパネル
１３０…ヒートシンク部
１３２…ＣＰＵ
１３４…ＲＪ４５タイプコネクタ
１３６…部品
１４０…内面
１４２…外面
１４４…フィン
１５０…中空コンパートメント
１５２…冷却剤
１５４…プレート
１６０…端部
１６２…反対側の端部
３１０…支持構造
４００…製造プロセス
４１０…フィン
４１２…溝
４２０…第１のステップ
４３０…第２のステップ
４４０…第３のステップ
４４２…充填孔
４４４…プラグ
４５０…第４のステップ
４６０…第５のステップ

Claims (10)

1. 電子部品を囲むように動作可能な熱吸収シャーシであって、
   内面及び外面を有するヒートシンク部であって、前記内面は、発熱電子機器と接触するように構成されている、ヒートシンク部と、
   前記内面の近くの横方向の中空コンパートメントと、
   前記中空コンパートメントに含まれる冷却剤と、を備える、熱吸収シャーシ。
2. 前記ヒートシンク部の前記外面から延在する冷却フィンをさらに備える、請求項１に記載の熱吸収シャーシ。
3. 前記ヒートシンク部は、前記横方向の中空コンパートメント及び前記内面を共に画定するために溝の上にはんだ付けされたプレートを含む、請求項１に記載の熱吸収シャーシ。
4. 前記プレートは第１の熱伝導性材料であり、前記ヒートシンク部は第２の異なる熱伝導性材料である、請求項３に記載の熱吸収シャーシ。
5. 前記冷却剤は、水又は冷媒のうち何れかである、請求項１に記載の熱吸収シャーシ。
6. 前記ヒートシンク部は、アルミニウム又はアルミニウム合金から製造されている、請求項１に記載の熱吸収シャーシ。
7. 前記中空コンパートメントは、反対側の端部を有し、前記反対側の端部の１つは、前記内面のうち前記発熱電子機器に接触する部分の近くに配置されている、請求項１に記載の熱吸収シャーシ。
8. 発熱電子機器を有するプリント回路基板と、
   前記プリント回路基板を囲むシャーシと、を備える電子部品であって、
   前記シャーシは、
   複数の側壁と、前記プリント回路基板を支えるベースと、ヒートシンク部と、を有し、
   前記ヒートシンク部は、前記発熱機器と熱的に接触する内面と、反対側の外面と、前記内面に近接して冷却剤を保持するチャンバーと、を含む、電子部品。
9. ファンレス部品用の熱吸収シャーシを製造する方法であって、
   前記方法は、
   内面及び外面を有するヒートシンク部を製造するステップと、
   前記内面に溝を形成するステップと、
   前記溝の上にプレートを取り付け、内部コンパートメントを形成するステップと、
   前記内部コンパートメントに冷却剤を充填するステップと、を含む、方法。
10. 前記ヒートシンク部の製造はダイカストを介して実行され、前記ヒートシンク部は、前記外面に取り付けられた複数のフィンを含む、請求項９に記載の方法。

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