JP5998834B2 - 電子機器及び冷却装置 - Google Patents
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Description
図1に示す電子機器100Aは、基板11、及び基板11に実装された電子部品12を含む部品実装基板(電子装置)10Aを有している。電子部品12は、その動作に伴って発熱する発熱体である。基板11の、電子部品12が実装されている領域には、基板11を貫通し、銅(Cu)等の熱伝導性の材料を用いて形成されたビア(サーマルビア)13、一例として複数のビア13が設けられている。
部品実装基板10Aの表面側には、配管21及びその配管21に繋がる流路を内部に有するクーリングプレート22が設けられている。このクーリングプレート22は、基板11に実装された電子部品12に熱的に接続されている。部品実装基板10Aの裏面側には、配管31及びその配管31に繋がる流路を内部に有するクーリングプレート32が設けられている。このクーリングプレート32は、基板11の、ビア13が設けられている領域(電子部品12に対応する領域)に、熱的に接続されている。
図2は電子機器の別例を示す図である。
図2に示す電子機器100Bは、基板11に複数の電子部品12、ここでは一例として3つの電子部品12a、電子部品12b、電子部品12cが実装された部品実装基板(電子装置)10を有している。電子部品12a、電子部品12b、電子部品12cが実装されている領域にはそれぞれ、複数のビア13が設けられている。ビア13の径及び本数は、電子部品12a、電子部品12b、電子部品12cの発熱量、基板11内の配線の配置等によって、例えば図2に示すように、電子部品12a、電子部品12b、電子部品12cでそれぞれ異なってくる場合がある。
図7は電子機器の構成例を示す図である。
図8及び図9は第1の実施の形態に係る調整部の説明図である。尚、図8では、便宜上、冷却水の流れを直線矢印で図示している。また、図9には、調整部の冷却水流通方向から見た断面の例を示している。
図10及び図11は第1の実施の形態に係るシリンダの説明図である。
また、配管51の内壁と仕切り板61の間に設ける伸縮部材には、図10及び図11に示したような形態のシリンダ64のほか、様々な形態の温感式のシリンダ、アクチュエータを利用することができる。
上記図7に示したような電子機器100において、部品実装基板10の表面側の配管21及び裏面側の配管31が接続される配管51には、以下の図13及び図14に示すような調整部60を設けることもできる。
図13に示すように、第2の実施の形態に係る調整部60は、配管51に内蔵された固定仕切り板65及び仕切り板61を有している。固定仕切り板65は、配管51の、表面側のクーリングプレート22に繋がる配管21及び裏面側のクーリングプレート32に繋がる配管31の接続部から、冷却水の流通方向に一定距離延在されるように、配管51の中央に固定して配置されている。仕切り板61は、固定仕切り板65の、冷却水の流通方向終端に、配管51の内壁とシリンダ64で連結されて配置されている。尚、仕切り板61には、例えば上記第1の実施の形態で述べた図9のような断面形状のものを採用することができる。
上記図7に示したような電子機器100において、部品実装基板10の表面側の配管21及び裏面側の配管31が接続される配管51には、以下の図15〜図17に示すような調整部60を設けることもできる。
(付記1) 基板と、
前記基板の第1領域に実装された第1部品と、
前記第1部品を冷却する冷却装置と
を備え、
前記冷却装置は、
前記第1部品に熱的に接続され、冷媒が流通する第1流路と、
前記基板に熱的に接続され、冷媒が流通する第2流路と、
前記第1流路から流出する冷媒の温度及び前記第2流路から流出する冷媒の温度に応じて、前記第1流路を流通する冷媒の流量と前記第2流路を流通する冷媒の流量との比を調整する第1調整部と
を含むことを特徴とする電子機器。
前記第2流路は、前記第1貫通ビアを通じて前記第1部品に熱的に接続されることを特徴とする付記1に記載の電子機器。
前記第1流路の冷媒及び前記第2流路の冷媒が流入する第3流路と、
前記第3流路に内蔵された第1仕切り板と
を含み、
前記第1仕切り板で仕切られた一方の第4流路に前記第1流路の冷媒が流入し、前記第1仕切り板で仕切られた他方の第5流路に前記第2流路の冷媒が流入し、
前記第4流路に流入した冷媒の温度及び前記第5流路に流入した冷媒の温度に応じて、前記第1仕切り板が、前記第4流路側又は前記第5流路側に変位し、前記第4流路及び前記第5流路の一方を広げ他方を狭めることを特徴とする付記1又は2に記載の電子機器。
前記伸縮部材の伸縮により、前記第1仕切り板が前記第4流路側又は前記第5流路側に変位することを特徴とする付記3に記載の電子機器。
(付記6) 前記シリンダは、前記圧力媒体の相変化によって伸縮することを特徴とする付記5に記載の電子機器。
(付記8) 前記第1調整部は、前記第3流路の内壁と前記第1仕切り板とを連結し、流入した冷媒の温度によって変形する変形部材を含み、
前記変形部材の変形により、前記第1仕切り板が前記第4流路側又は前記第5流路側に変位することを特徴とする付記3に記載の電子機器。
(付記10) 前記基板の第2領域に実装された第2部品を有し、
前記冷却装置は、
前記第2部品に熱的に接続され、前記第4流路及び前記第5流路に流入し前記第1仕切り板の通過後に前記第3流路内で合流した冷媒の、分流された一方が流通する第6流路と、
前記基板に熱的に接続され、前記第3流路内で合流した冷媒の、分流された他方が流通する第7流路と、
前記第6流路から流出する冷媒の温度及び前記第7流路から流出する冷媒の温度に応じて、前記第6流路を流通する冷媒の流量と前記第7流路を流通する冷媒の流量との比を調整する第2調整部と
を含むことを特徴とする付記3乃至9のいずれかに記載の電子機器。
前記第7流路は、前記第2貫通ビアを通じて前記第2部品に熱的に接続されることを特徴とする付記10に記載の電子機器。
前記第6流路の冷媒及び前記第7流路の冷媒が流入する第8流路と、
前記第8流路に内蔵された第2仕切り板と
を含み、
前記第2仕切り板で仕切られた一方の第9流路に前記第6流路の冷媒が流入し、前記第2仕切り板で仕切られた他方の第10流路に前記第7流路の冷媒が流入し、
前記第9流路に流入した冷媒の温度及び前記第10流路に流入した冷媒の温度に応じて、前記第2仕切り板が、前記第9流路側又は前記第10流路側に変位し、前記第9流路及び前記第10流路の一方を広げ他方を狭めることを特徴とする付記10乃至12のいずれかに記載の電子機器。
前記第1流路を流通する冷媒の流量と前記第2流路を流通する冷媒の流量との比を調整する第1調整部と
を含み、
前記第1調整部は、
前記第1流路の冷媒及び前記第2流路の冷媒が流入する第3流路と、
前記第3流路に内蔵された第1仕切り板と
を含み、
前記第1仕切り板で仕切られた一方の第4流路に前記第1流路の冷媒が流入し、前記第1仕切り板で仕切られた他方の第5流路に前記第2流路の冷媒が流入し、
前記第4流路に流入した冷媒の温度及び前記第5流路に流入した冷媒の温度に応じて、前記第1仕切り板が、前記第4流路側又は前記第5流路側に変位し、前記第4流路及び前記第5流路の一方を広げ他方を狭めることを特徴とする冷却装置。
前記伸縮部材の伸縮により、前記第1仕切り板が前記第4流路側又は前記第5流路側に変位することを特徴とする付記14に記載の冷却装置。
前記変形部材の変形により、前記第1仕切り板が前記第4流路側又は前記第5流路側に変位することを特徴とする付記14に記載の冷却装置。
前記第3流路内で合流した冷媒の、分流された他方が流通する第7流路と、
前記第6流路を流通する冷媒の流量と前記第7流路を流通する冷媒の流量との比を調整する第2調整部と
を含み、
前記第2調整部は、
前記第6流路の冷媒及び前記第7流路の冷媒が流入する第8流路と、
前記第8流路に内蔵された第2仕切り板と
を含み、
前記第2仕切り板で仕切られた一方の第9流路に前記第6流路の冷媒が流入し、前記第2仕切り板で仕切られた他方の第10流路に前記第7流路の冷媒が流入し、
前記第9流路に流入した冷媒の温度及び前記第10流路に流入した冷媒の温度に応じて、前記第2仕切り板が前記第9流路側又は前記第10流路側に変位し、前記第9流路及び前記第10流路の一方を広げ他方を狭めることを特徴とする付記14乃至16のいずれかに記載の冷却装置。
11 基板
12,12a,12b,12c 電子部品
13 ビア
21,31,51 配管
22,32 クーリングプレート
40 CDU
50 チラー
60 調整部
61 仕切り板
61a 支持部
62,63 流路
64 シリンダ
64a シリンダ部
64b ピストン部
64c,64ca,64cb フロン
64d オイル
65 固定仕切り板
66 バイメタル
100,100A,100B 電子機器
Claims (7)
- 基板と、
前記基板の第1領域に実装された第1部品と、
前記第1部品を冷却する冷却装置と
を備え、
前記冷却装置は、
前記第1部品に熱的に接続され、冷媒が流通する第1流路と、
前記基板に熱的に接続され、冷媒が流通する第2流路と、
前記第1流路から流出する冷媒の温度及び前記第2流路から流出する冷媒の温度に応じて、前記第1流路を流通する冷媒の流量と前記第2流路を流通する冷媒の流量との比を調整する第1調整部と
を含むことを特徴とする電子機器。 - 前記第1調整部は、
前記第1流路の冷媒及び前記第2流路の冷媒が流入する第3流路と、
前記第3流路に内蔵された第1仕切り板と
を含み、
前記第1仕切り板で仕切られた一方の第4流路に前記第1流路の冷媒が流入し、前記第1仕切り板で仕切られた他方の第5流路に前記第2流路の冷媒が流入し、
前記第4流路に流入した冷媒の温度及び前記第5流路に流入した冷媒の温度に応じて、前記第1仕切り板が、前記第4流路側又は前記第5流路側に変位し、前記第4流路及び前記第5流路の一方を広げ他方を狭めることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 前記第1調整部は、前記第3流路の内壁と前記第1仕切り板とを連結し、流入した冷媒の温度によって伸縮する伸縮部材を含み、
前記伸縮部材の伸縮により、前記第1仕切り板が前記第4流路側又は前記第5流路側に変位することを特徴とする請求項2に記載の電子機器。 - 前記第1調整部は、前記第3流路の内壁と前記第1仕切り板とを連結し、流入した冷媒の温度によって変形する変形部材を含み、
前記変形部材の変形により、前記第1仕切り板が前記第4流路側又は前記第5流路側に変位することを特徴とする請求項2に記載の電子機器。 - 前記基板の第2領域に実装された第2部品を有し、
前記冷却装置は、
前記第2部品に熱的に接続され、前記第4流路及び前記第5流路に流入し前記第1仕切り板の通過後に前記第3流路内で合流した冷媒の、分流された一方が流通する第6流路と、
前記基板に熱的に接続され、前記第3流路内で合流した冷媒の、分流された他方が流通する第7流路と、
前記第6流路から流出する冷媒の温度及び前記第7流路から流出する冷媒の温度に応じて、前記第6流路を流通する冷媒の流量と前記第7流路を流通する冷媒の流量との比を調整する第2調整部と
を含むことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の電子機器。 - 前記第2調整部は、
前記第6流路の冷媒及び前記第7流路の冷媒が流入する第8流路と、
前記第8流路に内蔵された第2仕切り板と
を含み、
前記第2仕切り板で仕切られた一方の第9流路に前記第6流路の冷媒が流入し、前記第2仕切り板で仕切られた他方の第10流路に前記第7流路の冷媒が流入し、
前記第9流路に流入した冷媒の温度及び前記第10流路に流入した冷媒の温度に応じて、前記第2仕切り板が、前記第9流路側又は前記第10流路側に変位し、前記第9流路及び前記第10流路の一方を広げ他方を狭めることを特徴とする請求項5に記載の電子機器。 - 冷媒がそれぞれ流通する第1流路及び第2流路と、
前記第1流路を流通する冷媒の流量と前記第2流路を流通する冷媒の流量との比を調整する第1調整部と
を含み、
前記第1調整部は、
前記第1流路の冷媒及び前記第2流路の冷媒が流入する第3流路と、
前記第3流路に内蔵された第1仕切り板と
を含み、
前記第1仕切り板で仕切られた一方の第4流路に前記第1流路の冷媒が流入し、前記第1仕切り板で仕切られた他方の第5流路に前記第2流路の冷媒が流入し、
前記第4流路に流入した冷媒の温度及び前記第5流路に流入した冷媒の温度に応じて、前記第1仕切り板が、前記第4流路側又は前記第5流路側に変位し、前記第4流路及び前記第5流路の一方を広げ他方を狭め、
前記第4流路及び前記第5流路に流入し前記第1仕切り板の通過後に前記第3流路内で合流した冷媒の、分流された一方が流通する第6流路と、
前記第3流路内で合流した冷媒の、分流された他方が流通する第7流路と、
前記第6流路を流通する冷媒の流量と前記第7流路を流通する冷媒の流量との比を調整する第2調整部と
を更に含み、
前記第2調整部は、
前記第6流路の冷媒及び前記第7流路の冷媒が流入する第8流路と、
前記第8流路に内蔵された第2仕切り板と
を含み、
前記第2仕切り板で仕切られた一方の第9流路に前記第6流路の冷媒が流入し、前記第2仕切り板で仕切られた他方の第10流路に前記第7流路の冷媒が流入し、
前記第9流路に流入した冷媒の温度及び前記第10流路に流入した冷媒の温度に応じて、前記第2仕切り板が前記第9流路側又は前記第10流路側に変位し、前記第9流路及び前記第10流路の一方を広げ他方を狭めることを特徴とする冷却装置。
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