JPH04233300A - 流体冷却式回路パッケージ組立構造 - Google Patents
流体冷却式回路パッケージ組立構造Info
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- JPH04233300A JPH04233300A JP3178983A JP17898391A JPH04233300A JP H04233300 A JPH04233300 A JP H04233300A JP 3178983 A JP3178983 A JP 3178983A JP 17898391 A JP17898391 A JP 17898391A JP H04233300 A JPH04233300 A JP H04233300A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 title abstract description 11
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、積層構造に配置された
回路パッケージを、強制的に空気冷却する方法に関する
。
回路パッケージを、強制的に空気冷却する方法に関する
。
【0002】
【従来技術】電子回路パッケージにおける発熱部品の実
装密度は、上昇の一途を辿っており、それに伴い、回路
パッケージを適切に冷却する必要性が高まっている。近
い将来において、強制的な流体冷却が必要となることが
予想されており、そのような流体冷却を行うための幾つ
かの方法が提案されている。
装密度は、上昇の一途を辿っており、それに伴い、回路
パッケージを適切に冷却する必要性が高まっている。近
い将来において、強制的な流体冷却が必要となることが
予想されており、そのような流体冷却を行うための幾つ
かの方法が提案されている。
【0003】例えば、分離プレナムを介して(例えば、
米国特許第4,851,965号参照)、あるいは、回
路板組立構造自体によって、発熱部品上に空気のジェッ
ト流を供給する方法が提案されている。また、回路部品
を包囲する包囲部材あるいはシールド部材に設けた孔を
介して、その部品に空気を吹き付ける方法(例えば、米
国特許第4,393,437号及び米国特許第4,40
8,255号参照)が提案されている。さらに、積層配
置された回路パッケージにおいて、回路板自体に設けた
孔を介して、部品に空気噴流を供給する方法(米国特許
第4,399,484号参照)が提案されている。
米国特許第4,851,965号参照)、あるいは、回
路板組立構造自体によって、発熱部品上に空気のジェッ
ト流を供給する方法が提案されている。また、回路部品
を包囲する包囲部材あるいはシールド部材に設けた孔を
介して、その部品に空気を吹き付ける方法(例えば、米
国特許第4,393,437号及び米国特許第4,40
8,255号参照)が提案されている。さらに、積層配
置された回路パッケージにおいて、回路板自体に設けた
孔を介して、部品に空気噴流を供給する方法(米国特許
第4,399,484号参照)が提案されている。
【0004】図1は、積層配置の回路板10、11を含
む一時的な回路パッケージ組立構造を示す側面図である
。各回路板の前表面上には、少なくとも1つの発熱部品
(例えば12及び13)が実装されている。矢印に示さ
れるように、流体を流すための2つのチャネルが形成さ
れている。1つのチャネルは、回路板11の後表面と回
路板10の前表面との間に形成されている。もう1つの
チャネルは、回路板11の前表面と表面14との間に形
成されている。この表面14は、例えば、カバーまたは
積層された別の回路板によって構成することができる。 一般的な回路パッケージのシェルフにおいては、幾つか
の同様のチャネルが形成される。
む一時的な回路パッケージ組立構造を示す側面図である
。各回路板の前表面上には、少なくとも1つの発熱部品
(例えば12及び13)が実装されている。矢印に示さ
れるように、流体を流すための2つのチャネルが形成さ
れている。1つのチャネルは、回路板11の後表面と回
路板10の前表面との間に形成されている。もう1つの
チャネルは、回路板11の前表面と表面14との間に形
成されている。この表面14は、例えば、カバーまたは
積層された別の回路板によって構成することができる。 一般的な回路パッケージのシェルフにおいては、幾つか
の同様のチャネルが形成される。
【0005】チャネル内には、ファン15などの手段に
より、空気や液体などの流体が、回路板の表面と本質的
に平行な方向で、強制的に送り込まれる。部品に空気を
吹き付けた場合、矢印に示すような流れを生じる。
より、空気や液体などの流体が、回路板の表面と本質的
に平行な方向で、強制的に送り込まれる。部品に空気を
吹き付けた場合、矢印に示すような流れを生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図1に示すような従来
の積層構造の回路パッケージにおいては、パッケージ間
が開放されており、空気などの流体が、回路パッケージ
に対して本質的に平行な方向で流れる。しかしながら、
その反面、図1の矢印に示すように、部品間には、エア
ポケットなどの流体の淀み領域が形成され易く、それに
よって冷却効率が低下してしまうという問題があった。 この問題は、回路パッケージの部品に対向する壁面に、
乱流を導入することによって解決されるが、現段階にお
いて、低コストの実用的な方法は提案されていない。
の積層構造の回路パッケージにおいては、パッケージ間
が開放されており、空気などの流体が、回路パッケージ
に対して本質的に平行な方向で流れる。しかしながら、
その反面、図1の矢印に示すように、部品間には、エア
ポケットなどの流体の淀み領域が形成され易く、それに
よって冷却効率が低下してしまうという問題があった。 この問題は、回路パッケージの部品に対向する壁面に、
乱流を導入することによって解決されるが、現段階にお
いて、低コストの実用的な方法は提案されていない。
【0007】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、積
層配置された回路パッケージ組立構想において、部品間
に流体の淀み領域を生じることなく、効率よく流体冷却
を行うことが可能であり、且つ、低コスト化に貢献し得
るような、優れた流体冷却式回路パッケージ組立構造を
提供することである。
解決するために提案されたものであり、その目的は、積
層配置された回路パッケージ組立構想において、部品間
に流体の淀み領域を生じることなく、効率よく流体冷却
を行うことが可能であり、且つ、低コスト化に貢献し得
るような、優れた流体冷却式回路パッケージ組立構造を
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的は本発明によ
って達成される。すなわち、本発明による流体冷却式回
路パッケージ組立構造は、その上に少なくとも1つの発
熱部品を実装してなる前表面を有する第1の回路板を含
む。別の表面が、第1の回路板の前表面と対向して配置
される。これら2つの表面の間には、間隔が置かれ、前
記発熱部品上に、これらの表面と本質的に平行な方向で
冷却流体を流すためのチャネルが形成される。少なくと
も前記別の表面には、貫通孔が配置される。この貫通孔
は、チャネル内の冷却流体の流れによって、別の表面の
上方の流体をチャネル内に導入する。
って達成される。すなわち、本発明による流体冷却式回
路パッケージ組立構造は、その上に少なくとも1つの発
熱部品を実装してなる前表面を有する第1の回路板を含
む。別の表面が、第1の回路板の前表面と対向して配置
される。これら2つの表面の間には、間隔が置かれ、前
記発熱部品上に、これらの表面と本質的に平行な方向で
冷却流体を流すためのチャネルが形成される。少なくと
も前記別の表面には、貫通孔が配置される。この貫通孔
は、チャネル内の冷却流体の流れによって、別の表面の
上方の流体をチャネル内に導入する。
【0009】
【実施例】図2及び図3は、本発明に従って冷却方法を
改善してなる回路パッケージ組立構造の一実施例を示す
側面図と平面図である。この組立構造は、積層配置の2
つの回路板20、21を含む。各回路板の前表面には、
発熱部品(例えば22及び23)が実装されている。ま
た、この組立構造においては、2つのチャネルが形成さ
れている。1つのチャネルは、回路板20と回路板21
との間に形成されており、もう1つのチャネルは、回路
板21と表面24との間に形成されている。この表面2
4は、例えば、カバーまたは積層された別の回路板によ
って構成することができる。また、図1に示した従来技
術と同様に、チャネル内には、ファン25により、空気
が、回路板と本質的に平行な方向で、強制的に送り込ま
れる。
改善してなる回路パッケージ組立構造の一実施例を示す
側面図と平面図である。この組立構造は、積層配置の2
つの回路板20、21を含む。各回路板の前表面には、
発熱部品(例えば22及び23)が実装されている。ま
た、この組立構造においては、2つのチャネルが形成さ
れている。1つのチャネルは、回路板20と回路板21
との間に形成されており、もう1つのチャネルは、回路
板21と表面24との間に形成されている。この表面2
4は、例えば、カバーまたは積層された別の回路板によ
って構成することができる。また、図1に示した従来技
術と同様に、チャネル内には、ファン25により、空気
が、回路板と本質的に平行な方向で、強制的に送り込ま
れる。
【0010】そして、本実施例においては、従来技術と
異なる特徴的な構成として、回路板21における各部品
の近接位置に、かなり大きな貫通孔26〜29が配列さ
れている。これらの貫通孔は、各部品の全長に及ぶこと
が望ましい。この場合、部品の全長は、一般的には1c
m乃至2.5cmである。また、貫通孔の幅は、高い冷
却能力を得るために、例えば、少なくとも0.60cm
以上の十分に大きな寸法とされる。
異なる特徴的な構成として、回路板21における各部品
の近接位置に、かなり大きな貫通孔26〜29が配列さ
れている。これらの貫通孔は、各部品の全長に及ぶこと
が望ましい。この場合、部品の全長は、一般的には1c
m乃至2.5cmである。また、貫通孔の幅は、高い冷
却能力を得るために、例えば、少なくとも0.60cm
以上の十分に大きな寸法とされる。
【0011】以上のような構成を有する本実施例は、回
路板20、21及び表面24に対して本質的に平行な方
向で空気を送り込むという点では、従来技術と同様であ
る。しかしながら、本実施例においては、回路板21の
下方のチャネル内の空気は、回路板21の上方のチャネ
ル内の部品の近接位置に形成される淀み領域よりも高速
で流れる。この結果、ベルヌーイの原理により、貫通孔
26〜29の下方には、低圧領域が生じる。それにより
、回路板21の上方のチャネルから下方のチャネル内に
空気が吸い込まれる。そして、この流れは、回路板21
と表面24の間に形成されたチャネル内の淀み領域を消
失させる。
路板20、21及び表面24に対して本質的に平行な方
向で空気を送り込むという点では、従来技術と同様であ
る。しかしながら、本実施例においては、回路板21の
下方のチャネル内の空気は、回路板21の上方のチャネ
ル内の部品の近接位置に形成される淀み領域よりも高速
で流れる。この結果、ベルヌーイの原理により、貫通孔
26〜29の下方には、低圧領域が生じる。それにより
、回路板21の上方のチャネルから下方のチャネル内に
空気が吸い込まれる。そして、この流れは、回路板21
と表面24の間に形成されたチャネル内の淀み領域を消
失させる。
【0012】また、回路板20と回路板21の間に形成
されたチャネル内の淀み領域は、上方からこのチャネル
内に吸い込まれる空気の流れに伴って発生する乱流によ
り、消失する。さらに、本実施例においては、回路板2
0上の部品(例えば22)に対し、貫通孔を介して冷却
流体を直接吹き付けることができる。従って、本実施例
によれば、両方のチャネルにおける部品の冷却効率の向
上を実現できる。
されたチャネル内の淀み領域は、上方からこのチャネル
内に吸い込まれる空気の流れに伴って発生する乱流によ
り、消失する。さらに、本実施例においては、回路板2
0上の部品(例えば22)に対し、貫通孔を介して冷却
流体を直接吹き付けることができる。従って、本実施例
によれば、両方のチャネルにおける部品の冷却効率の向
上を実現できる。
【0013】最良の結果を得るためには、図3に示すよ
うに、貫通孔26〜29は、空気流のチャネル内の各発
熱部品に近接する位置に配置されることが必要である。 また、貫通孔を介して十分な量の流体を流すために、流
体の流速は、少なくとも0.75m/s以上であること
が望ましい。さらに、同じ理由により、各貫通孔の面積
は、少なくとも0.6cm2以上とされる必要がある。
うに、貫通孔26〜29は、空気流のチャネル内の各発
熱部品に近接する位置に配置されることが必要である。 また、貫通孔を介して十分な量の流体を流すために、流
体の流速は、少なくとも0.75m/s以上であること
が望ましい。さらに、同じ理由により、各貫通孔の面積
は、少なくとも0.6cm2以上とされる必要がある。
【0014】前記実施例においては、表面実装部品22
、23を有する回路板について説明したが、本発明は、
スルーホール実装部品を有する回路板にも同様に適用可
能であり、この場合には、スルーホールの近接位置に貫
通孔を配置することによって、同様の作用効果を得られ
る。また、冷却流体としては、空気以外の各種の冷却流
体を適宜使用することができる。さらに、この技術分野
の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るも
のであるが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包
括される。なお、特許請求の範囲に記載された参照番号
は、発明の容易な理解のための単なる例示であり、発明
の範囲を制限するように解釈されるべきではない。
、23を有する回路板について説明したが、本発明は、
スルーホール実装部品を有する回路板にも同様に適用可
能であり、この場合には、スルーホールの近接位置に貫
通孔を配置することによって、同様の作用効果を得られ
る。また、冷却流体としては、空気以外の各種の冷却流
体を適宜使用することができる。さらに、この技術分野
の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るも
のであるが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包
括される。なお、特許請求の範囲に記載された参照番号
は、発明の容易な理解のための単なる例示であり、発明
の範囲を制限するように解釈されるべきではない。
【0015】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、部
品間に流体の淀み領域を生じることなく効率よく流体冷
却を行うことが可能であり、且つ、低コスト化に貢献し
得るような、優れた流体冷却式回路パッケージ組立構造
を提供することができる。
品間に流体の淀み領域を生じることなく効率よく流体冷
却を行うことが可能であり、且つ、低コスト化に貢献し
得るような、優れた流体冷却式回路パッケージ組立構造
を提供することができる。
【図1】従来技術による流体フローパターンを有する回
路パッケージ組立構造の一例を示す側面図。
路パッケージ組立構造の一例を示す側面図。
【図2】本発明による流体フローパターンを有する回路
パッケージ組立構造の一実施例を示す側面図。
パッケージ組立構造の一実施例を示す側面図。
【図3】図2の回路パッケージ組立構造の一部を示す平
面図。
面図。
10、11 回路板
12、13 発熱部品
14 表面
15 ファン
20、21 回路板
22、23 発熱部品
24 表面
25 ファン
26〜29 貫通孔
Claims (8)
- 【請求項1】 その上に少なくとも1つの発熱部品を
実装してなる前表面を有する第1の回路板(20)と、
前記第1の回路板の前表面と対向し、且つ、この前表面
との間に間隔を置いて配置された別の表面(21)を含
む流体冷却式回路パッケージ組立構造において、前記別
の表面は、これらの表面と本質的に平行な方向で、前記
発熱部品上に冷却流体を流すためのチャネルを形成する
ものとされ、且つ、前記別の表面には、前記チャネル内
の流体の流れによって、前記別の表面の上方の流体をそ
のチャネル内に導入する貫通孔(26〜29)が配置さ
れたことを特徴とする流体冷却式回路パッケージ組立構
造。 - 【請求項2】 前記別の表面は、その上に少なくとも
1つの発熱部品を実装してなる第2の回路板であること
を特徴とする請求項1に記載の流体冷却式回路パッケー
ジ組立構造。 - 【請求項3】 前記貫通孔は、少なくとも0.60c
mの幅を持ち、且つ、前記発熱部品の長さに及ぶもので
あることを特徴とする請求項2に記載の流体冷却式回路
パッケージ組立構造。 - 【請求項4】 前記貫通孔は、少なくとも0.6cm
2の面積を有することを特徴とする請求項1に記載の流
体冷却式回路パッケージ組立構造。 - 【請求項5】 さらに、前記回路板に本質的に平行な
方向で、前記チャネル内に強制的に流体を送り込む手段
(25)を含むことを特徴とする請求項1に記載の流体
冷却式回路パッケージ組立構造。 - 【請求項6】 前記手段は、少なくとも0.75m/
sの速度を有する流体の流れを生成する手段であること
を特徴とする請求項5に記載の流体冷却式回路パッケー
ジ組立構造。 - 【請求項7】 前記貫通孔は、前記第2の回路板にお
いて、前記発熱部品の冷却流体の流れに垂直な側面の各
々の近接位置に配置されることを特徴とする請求項2に
記載の流体冷却式回路パッケージ組立構造。 - 【請求項8】 前記第2の回路板は、複数の発熱部品
と、各発熱部品の冷却流体の流れに垂直な側面の各々の
近接位置に形成された複数の貫通孔とを有することを特
徴とする請求項7に記載の流体冷却式回路パッケージ組
立構造。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/542,613 US5121290A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Circuit pack cooling using perforations |
US542613 | 1995-10-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04233300A true JPH04233300A (ja) | 1992-08-21 |
JPH088425B2 JPH088425B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=24164577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3178983A Expired - Fee Related JPH088425B2 (ja) | 1990-06-25 | 1991-06-25 | 流体冷却式回路パッケージ組立構造 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5121290A (ja) |
EP (1) | EP0463782B1 (ja) |
JP (1) | JPH088425B2 (ja) |
KR (1) | KR100228367B1 (ja) |
AU (1) | AU629751B2 (ja) |
CA (1) | CA2041461C (ja) |
DE (1) | DE69102497T2 (ja) |
ES (1) | ES2055961T3 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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JP2015501978A (ja) * | 2011-11-10 | 2015-01-19 | エイ サリバン ジェイソン | 処理制御ユニットの提供並びに動的な搭載及び収容 |
JP2020064941A (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | 住友電装株式会社 | 回路構造体及び電気接続箱 |
WO2021132488A1 (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 株式会社エンプラス | 風案内部材、試験装置ユニット、試験装置、電気部品用ソケット及び該電気部品ソケットを複数有する試験装置 |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05299858A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-11-12 | Nec Corp | 多数のプリント配線基板を含む電子装置の構造 |
JP3069819B2 (ja) * | 1992-05-28 | 2000-07-24 | 富士通株式会社 | ヒートシンク並びに該ヒートシンクに用いるヒートシンク取付具及びヒートシンクを用いた可搬型電子装置 |
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