JP2747235B2 - 電子部品冷却装置 - Google Patents
電子部品冷却装置Info
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- JP2747235B2 JP2747235B2 JP7025928A JP2592895A JP2747235B2 JP 2747235 B2 JP2747235 B2 JP 2747235B2 JP 7025928 A JP7025928 A JP 7025928A JP 2592895 A JP2592895 A JP 2592895A JP 2747235 B2 JP2747235 B2 JP 2747235B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、処理することにより加
熱する集積回路等の電子部品、特にコンパクトサイズの
装置に装着される部品を集積回路の発熱エネルギーを利
用した冷却する装置に関するものである。
熱する集積回路等の電子部品、特にコンパクトサイズの
装置に装着される部品を集積回路の発熱エネルギーを利
用した冷却する装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】最近のＩＣ特にＣＰＵの集積度が飛躍的に
進歩し、演算処理速度も高速化したことから、パーソナ
ルコンピュータやワードプロセッサーをコンパクトにま
とめたノートタイプのものが市場に出回っている。家庭
用電源を用いた通常のパソコンでは、電力供給に余裕が
あるために発熱した半導体素子を冷却するために各所に
ファンモータを設け、これをコンピュータのスイッチが
ＯＮされた時点から作動させ、回路があまり発熱しない
ように冷却するものが知られている。しかし前述したノ
ートタイプのパソコンやワープロでは、バッテリーを用
いて使用できるように構成されていること、なるべくコ
ンパクトにまとめたいというコンセプトで作られる関係
から冷却ファンは不要な部品として装着されていないも
のがほとんどであり、自然空冷方式を採用している。
進歩し、演算処理速度も高速化したことから、パーソナ
ルコンピュータやワードプロセッサーをコンパクトにま
とめたノートタイプのものが市場に出回っている。家庭
用電源を用いた通常のパソコンでは、電力供給に余裕が
あるために発熱した半導体素子を冷却するために各所に
ファンモータを設け、これをコンピュータのスイッチが
ＯＮされた時点から作動させ、回路があまり発熱しない
ように冷却するものが知られている。しかし前述したノ
ートタイプのパソコンやワープロでは、バッテリーを用
いて使用できるように構成されていること、なるべくコ
ンパクトにまとめたいというコンセプトで作られる関係
から冷却ファンは不要な部品として装着されていないも
のがほとんどであり、自然空冷方式を採用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近の集積回路は、昔
のものに比べて常温に維持する必要はなくなったが、ノ
ートタイプのパソコン等を長時間使用した場合には、一
部の集積回路において表面温度が７０℃近くまで発熱す
る場合がある。かかる場合に、過度の半導体素子の発熱
は誤動作、暴走の要因となると共に自然空冷だけでは冷
却することが困難なことが多い。そこで本発明はかかる
従来技術の欠点に鑑みなされたもので、ノートタイプ等
のコンパクトサイズのパソコンやワープロに組み込まれ
る半導体素子を、電源からの電力供給を得ることなくフ
ァンモータを作動して冷却することのできる装置を提供
することを目的とする。
のものに比べて常温に維持する必要はなくなったが、ノ
ートタイプのパソコン等を長時間使用した場合には、一
部の集積回路において表面温度が７０℃近くまで発熱す
る場合がある。かかる場合に、過度の半導体素子の発熱
は誤動作、暴走の要因となると共に自然空冷だけでは冷
却することが困難なことが多い。そこで本発明はかかる
従来技術の欠点に鑑みなされたもので、ノートタイプ等
のコンパクトサイズのパソコンやワープロに組み込まれ
る半導体素子を、電源からの電力供給を得ることなくフ
ァンモータを作動して冷却することのできる装置を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１の発明
は、半導体素子等の電子部品の上面に接合された第一放
熱器と、該第一放熱器の上面中央に接合された熱電素子
と、該熱電素子上に接合された第二放熱器と、前記熱電
素子と閉回路を形成するファンモータと、該ファンモー
タの駆動軸に接合されたファンとからなり、前記熱電素
子の加熱側を半導体素子側に当接させた電子部品冷却装
置であり、請求項２の発明はファンモータ及びファン
が、フレーム枠を介して熱電素子と所定間隔をおいて熱
電素子上に装着された電子部品冷却装置であり、請求項
３の発明は、前記第一放熱器上に中央で交叉する十文字
状の区画を残して放熱ピンが連設されており、第二放熱
器が十文字状に形成された電子部品冷却装置であり、こ
れら冷却装置により本目的を達成する。
は、半導体素子等の電子部品の上面に接合された第一放
熱器と、該第一放熱器の上面中央に接合された熱電素子
と、該熱電素子上に接合された第二放熱器と、前記熱電
素子と閉回路を形成するファンモータと、該ファンモー
タの駆動軸に接合されたファンとからなり、前記熱電素
子の加熱側を半導体素子側に当接させた電子部品冷却装
置であり、請求項２の発明はファンモータ及びファン
が、フレーム枠を介して熱電素子と所定間隔をおいて熱
電素子上に装着された電子部品冷却装置であり、請求項
３の発明は、前記第一放熱器上に中央で交叉する十文字
状の区画を残して放熱ピンが連設されており、第二放熱
器が十文字状に形成された電子部品冷却装置であり、こ
れら冷却装置により本目的を達成する。
【０００５】
【作用】本発明にかかる装置では、半導体素子を組み込
んだワープロ、パソコン等を作動させた時に、素子を利
用した演算処理を何回も行うことにより半導体素子は徐
々に発熱していき、半導体素子表面と接合された第一放
熱器及び熱電素子の加熱部も加熱される。その結果前記
熱電素子の加熱部と冷却との温度差が例えば１０℃以上
になった時に温度差により熱電素子に起電力が生じ、フ
ァンモータが作動を始める。その結果自然冷却のために
あけた電子機器の冷却窓を介して外気が内部に取り込ま
れると共に内部の暖かい空気が外部に放出されることに
なり電子機器内部の空気温度の低下と共に半導体素子表
面の加熱温度は冷却されることになる。本発明では、さ
らに熱電素子の冷却部となる上面に第二放熱器を接合し
ているので、半導体素子に面した熱電素子の加熱部との
温度差は高くなるように形成されている。
んだワープロ、パソコン等を作動させた時に、素子を利
用した演算処理を何回も行うことにより半導体素子は徐
々に発熱していき、半導体素子表面と接合された第一放
熱器及び熱電素子の加熱部も加熱される。その結果前記
熱電素子の加熱部と冷却との温度差が例えば１０℃以上
になった時に温度差により熱電素子に起電力が生じ、フ
ァンモータが作動を始める。その結果自然冷却のために
あけた電子機器の冷却窓を介して外気が内部に取り込ま
れると共に内部の暖かい空気が外部に放出されることに
なり電子機器内部の空気温度の低下と共に半導体素子表
面の加熱温度は冷却されることになる。本発明では、さ
らに熱電素子の冷却部となる上面に第二放熱器を接合し
ているので、半導体素子に面した熱電素子の加熱部との
温度差は高くなるように形成されている。
【０００６】そして、半導体素子表面と熱電素子の加熱
側温度との温度差が例えば１０℃未満になった時に、起
電力の低下によりファンモータは停止する。従って、電
子機器による処理を停止したり、スイッチをＯＦＦにし
ても温度差が１０℃以上の時は、ファンモータが作動し
続けることになり、常に半導体素子が異常に加熱するこ
とがない。請求項３の発明では、第一放熱器に放熱ピン
が接続されていることから、熱電素子と接合されていな
い半導体素子表面の温度をなるべく下げることができ
る。
側温度との温度差が例えば１０℃未満になった時に、起
電力の低下によりファンモータは停止する。従って、電
子機器による処理を停止したり、スイッチをＯＦＦにし
ても温度差が１０℃以上の時は、ファンモータが作動し
続けることになり、常に半導体素子が異常に加熱するこ
とがない。請求項３の発明では、第一放熱器に放熱ピン
が接続されていることから、熱電素子と接合されていな
い半導体素子表面の温度をなるべく下げることができ
る。
【０００７】
【実施例】以下に本発明を図示された実施例に従って詳
細に説明する。図において１は、ＩＣ等が組み込まれた
半導体素子（電子部品）であり、該半導体素子１の表面
中央には第一放熱器３を介してゼーベック効果を利用し
た熱電素子２の加熱側が接合されており、熱電素子２の
周囲には所定間隔で第一放熱器３から放熱ピン3aがその
高さが熱電素子２とほぼ同じ高さとなるように多数接続
されている。第一放熱器３は、図４に示すように中央の
熱電素子２を接合する区画８及び該区画８の上下左右方
向に伸びる空気通路区画９の部分からなる十文字状の区
画が平に形成され、その周囲（少なくとも熱電素子と接
続された部分を残して）ピン3aが多数接続された形状か
らなる。また熱電素子２の冷却側表面には、図１及び図
５に示すように前記十文字状の区画を覆うようにほぼ十
文字状に形成された第二放熱器10が接合されており、該
放熱器10上には、少なくとも熱電素子との接触部に放熱
ピン10ａが接続されており、該放熱ピン10ａ等を用いて
熱電素子２の冷却側を効率よく冷却するためのものであ
る。
細に説明する。図において１は、ＩＣ等が組み込まれた
半導体素子（電子部品）であり、該半導体素子１の表面
中央には第一放熱器３を介してゼーベック効果を利用し
た熱電素子２の加熱側が接合されており、熱電素子２の
周囲には所定間隔で第一放熱器３から放熱ピン3aがその
高さが熱電素子２とほぼ同じ高さとなるように多数接続
されている。第一放熱器３は、図４に示すように中央の
熱電素子２を接合する区画８及び該区画８の上下左右方
向に伸びる空気通路区画９の部分からなる十文字状の区
画が平に形成され、その周囲（少なくとも熱電素子と接
続された部分を残して）ピン3aが多数接続された形状か
らなる。また熱電素子２の冷却側表面には、図１及び図
５に示すように前記十文字状の区画を覆うようにほぼ十
文字状に形成された第二放熱器10が接合されており、該
放熱器10上には、少なくとも熱電素子との接触部に放熱
ピン10ａが接続されており、該放熱ピン10ａ等を用いて
熱電素子２の冷却側を効率よく冷却するためのものであ
る。
【０００８】次に４は、半導体素子１の四つの角に接合
した支柱を介して前記熱電素子２及び第一放熱器３とが
所定の距離を隔てて位置するように半導体素子１とほぼ
同形に接合されたフレーム枠であり、該フレーム枠４の
上部中央には非常に小さな電力で駆動が可能な直流型の
ファンモータ５がその駆動軸5aを下方に向けて吊下され
ている。ファンモータ５は例えば１．５Ｖ、０．１Ａ程
度の電力で充分作動するものを選択している。また熱電
素子２の大きさは、装着する半導体素子１の大きさによ
って決まるが、４０mm×４０mmの大きさ等の半導体素子
では、１０mm×１０mm〜１５mm×１５mm程度の大きさの
ものを使用する。これにより温度差が１０℃以上ある時
に１〜５ワット程度の出力を得ることができる。
した支柱を介して前記熱電素子２及び第一放熱器３とが
所定の距離を隔てて位置するように半導体素子１とほぼ
同形に接合されたフレーム枠であり、該フレーム枠４の
上部中央には非常に小さな電力で駆動が可能な直流型の
ファンモータ５がその駆動軸5aを下方に向けて吊下され
ている。ファンモータ５は例えば１．５Ｖ、０．１Ａ程
度の電力で充分作動するものを選択している。また熱電
素子２の大きさは、装着する半導体素子１の大きさによ
って決まるが、４０mm×４０mmの大きさ等の半導体素子
では、１０mm×１０mm〜１５mm×１５mm程度の大きさの
ものを使用する。これにより温度差が１０℃以上ある時
に１〜５ワット程度の出力を得ることができる。
【０００９】ファンモータ５の駆動軸5aには、ファン６
が装着されている。尚、フレーム枠４の下方は、図３に
示すように円形の通気口７があけられており、ファンモ
ータ５の作動により起された空気流が熱電素子２に接続
された第二放熱器10及び第一放熱器３に向けて送風され
るように構成されている。また、図中12は、熱電素子２
とファンモータ５とを結線して閉回路を形成するための
リード線である。
が装着されている。尚、フレーム枠４の下方は、図３に
示すように円形の通気口７があけられており、ファンモ
ータ５の作動により起された空気流が熱電素子２に接続
された第二放熱器10及び第一放熱器３に向けて送風され
るように構成されている。また、図中12は、熱電素子２
とファンモータ５とを結線して閉回路を形成するための
リード線である。
【００１０】以上述べた構成において本実施例にかかる
冷却装置では、半導体素子１を装着した装置の使用によ
り、半導体素子１は徐々に加熱していき、常温から５０
℃以上まで加熱される。すると半導体素子１に接続され
た熱電素子２の加熱側と冷却側との温度差が１０℃以上
となり、熱電素子２に起電力が起こりファンモータ５が
作動可能な電力に達すると作動を始める。この回転力
は、熱電素子２の温度差によって決まり、温度差が高け
れば高いほど回転速度は早くなる。
冷却装置では、半導体素子１を装着した装置の使用によ
り、半導体素子１は徐々に加熱していき、常温から５０
℃以上まで加熱される。すると半導体素子１に接続され
た熱電素子２の加熱側と冷却側との温度差が１０℃以上
となり、熱電素子２に起電力が起こりファンモータ５が
作動可能な電力に達すると作動を始める。この回転力
は、熱電素子２の温度差によって決まり、温度差が高け
れば高いほど回転速度は早くなる。
【００１１】ファンモータ５の作動によりファン６が回
転し、半導体素子１及び放熱器３，10に向けて風を引き
起こし、装置に設けた外部と内部を通気するための通気
窓から暖気を逃がし、冷気を外部から吸気する。本実施
例では、ファンモータ５の下方に位置する熱電素子２に
対してファン６から直接風が当らないことも考慮して、
熱電素子表面に十文字形状の第二放熱器10を接合してい
るので、ファン６の送風作用によっても冷却されること
になる。また、第二放熱器10が十文字形状であることか
ら半導体素子１の表面に接合されている第一放熱器３の
放熱ピン3aに対しても、直接ファン６の風が送風される
ことになりその結果半導体素子１は、第一放熱器３のピ
ン3aによってより効率よく冷却されることになる。
転し、半導体素子１及び放熱器３，10に向けて風を引き
起こし、装置に設けた外部と内部を通気するための通気
窓から暖気を逃がし、冷気を外部から吸気する。本実施
例では、ファンモータ５の下方に位置する熱電素子２に
対してファン６から直接風が当らないことも考慮して、
熱電素子表面に十文字形状の第二放熱器10を接合してい
るので、ファン６の送風作用によっても冷却されること
になる。また、第二放熱器10が十文字形状であることか
ら半導体素子１の表面に接合されている第一放熱器３の
放熱ピン3aに対しても、直接ファン６の風が送風される
ことになりその結果半導体素子１は、第一放熱器３のピ
ン3aによってより効率よく冷却されることになる。
【００１２】また、放熱器３には前述図４に示すように
空気通路区画９が設けられているので、該区画９によっ
て形成された通路及びピン3aを介して空気が流れ込むこ
とになり、熱電素子２付近も冷却されることになる。
尚、熱電素子２の加熱側と冷却側とは、冷却側に第二放
熱器10が接合されており、加熱側にはピンを有する放熱
器が接合されていない関係で、常に熱電素子2の冷却側
の方が、加熱側より冷却されるために両者間に温度差が
生じることになり、より効率よくファンーモータ５を作
動させることができ半導体素子１を冷却することができ
る。具体的に本実施例の冷却装置を装着したものと装着
しないものとで、比較するために同一条件で半導体素子
表面を７０℃まで加熱させたところ、自然対流方式のも
のは６０℃程度までしか下げることができないが、冷却
装置を装着したものでは５０℃以下まで押さえることが
できた。尚、本実施例の冷却用ファン６による空気送風
量は、最大で０．２５m3/min.程度になる。
空気通路区画９が設けられているので、該区画９によっ
て形成された通路及びピン3aを介して空気が流れ込むこ
とになり、熱電素子２付近も冷却されることになる。
尚、熱電素子２の加熱側と冷却側とは、冷却側に第二放
熱器10が接合されており、加熱側にはピンを有する放熱
器が接合されていない関係で、常に熱電素子2の冷却側
の方が、加熱側より冷却されるために両者間に温度差が
生じることになり、より効率よくファンーモータ５を作
動させることができ半導体素子１を冷却することができ
る。具体的に本実施例の冷却装置を装着したものと装着
しないものとで、比較するために同一条件で半導体素子
表面を７０℃まで加熱させたところ、自然対流方式のも
のは６０℃程度までしか下げることができないが、冷却
装置を装着したものでは５０℃以下まで押さえることが
できた。尚、本実施例の冷却用ファン６による空気送風
量は、最大で０．２５m3/min.程度になる。
【００１３】
【効果】以上述べたように本発明にかかる半導体素子の
冷却装置は、従来のように電源から電力の供給を受け送
風ファンを作動する方式と異なり半導体素子に直接ファ
ンを装着するように構成したので、コンパクトでありノ
ートパソコン等にも採用することができると共に自然対
流方式のものに比較して効率良く冷却することができる
ので、ＣＰＵの誤動作、暴走を防ぐ意味で効果的であ
る。また、半導体素子の発熱作用を利用し温度差により
起電力を起こすように構成されているため、ファン専用
の電源を必要とせずバッテリー方式のコンパクトタイプ
のパソコンにも適用することができる。さらに外部電源
の必要が不要であるために、既存製品の半導体素子後付
けすることも可能である。
冷却装置は、従来のように電源から電力の供給を受け送
風ファンを作動する方式と異なり半導体素子に直接ファ
ンを装着するように構成したので、コンパクトでありノ
ートパソコン等にも採用することができると共に自然対
流方式のものに比較して効率良く冷却することができる
ので、ＣＰＵの誤動作、暴走を防ぐ意味で効果的であ
る。また、半導体素子の発熱作用を利用し温度差により
起電力を起こすように構成されているため、ファン専用
の電源を必要とせずバッテリー方式のコンパクトタイプ
のパソコンにも適用することができる。さらに外部電源
の必要が不要であるために、既存製品の半導体素子後付
けすることも可能である。
【図１】 本発明の実施例にかかる装置の側面断面図で
ある。
ある。
【図２】 ファンを駆動する方式を示す概略回路図であ
る。
る。
【図３】 ファンを半導体素子に装着した状態を示す平
面図である。
面図である。
【図４】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】 図１のＢ−Ｂ断面図である。
１ 半導体素子 ２ 熱電素子 ３ 第一放熱器 ４ フレーム枠 ５ ファンモータ ６ ファン ７ 通気口 ８ 区画 ９ 空気通路区画 10 第二放熱器 12 リード線
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体素子等の電子部品の上面に接合さ
れた第一放熱器と、該第一放熱器の上面中央に接合され
た熱電素子と、該熱電素子上に接合された第二放熱器
と、前記熱電素子と閉回路を形成するファンモータと、
該ファンモータの駆動軸に接合されたファンとからな
り、前記第一放熱器上に少なくとも熱電素子と接続され
た部分を残して放熱ピンが接合され、前記第二放熱器上
に少なくとも熱電素子との接触部に放熱ピンが接続さ
れ、前記熱電素子の加熱側を半導体素子側に当接させた
ことを特徴とする電子部品冷却装置。 - 【請求項２】 ファンモータ及びファンが、フレーム枠
を介して熱電素子と所定間隔をおいて熱電素子上に装着
されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品冷
却装置。 - 【請求項３】 前記第一放熱器上に中央で交叉する十文
字状の区画を残して放熱ピンが連設されており、第二放
熱器が十文字状に形成されていることを特徴とする請求
項１記載の電子部品冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7025928A JP2747235B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電子部品冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7025928A JP2747235B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電子部品冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08204077A JPH08204077A (ja) | 1996-08-09 |
| JP2747235B2 true JP2747235B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=12179445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7025928A Expired - Fee Related JP2747235B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電子部品冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2747235B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3488060B2 (ja) | 1997-11-12 | 2004-01-19 | 株式会社Ｐｆｕ | 薄型電子装置の放熱装置 |
| JP3590325B2 (ja) * | 2000-04-18 | 2004-11-17 | オリオン機械株式会社 | 電子部品等冷却装置 |
| US7249464B1 (en) * | 2005-07-28 | 2007-07-31 | Watson Charles E | Thermoelectric-actuated backpack |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55121671A (en) * | 1979-03-14 | 1980-09-18 | Pioneer Electronic Corp | Waste heat utilizing type forcibly cooled heat sink |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP7025928A patent/JP2747235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08204077A (ja) | 1996-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |