JPH06214067A - 冷却デバイス - Google Patents
冷却デバイスInfo
- Publication number
- JPH06214067A JPH06214067A JP5003859A JP385993A JPH06214067A JP H06214067 A JPH06214067 A JP H06214067A JP 5003859 A JP5003859 A JP 5003859A JP 385993 A JP385993 A JP 385993A JP H06214067 A JPH06214067 A JP H06214067A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic circuit
- circuit element
- cooling device
- cooling
- latent heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D2020/0004—Particular heat storage apparatus
- F28D2020/0008—Particular heat storage apparatus the heat storage material being enclosed in plate-like or laminated elements, e.g. in plates having internal compartments
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電子機器を構成する電子回路素子を効率良く冷
却し、且つ使い勝手の良い冷却デバイスを提供する。 【構成】潜熱蓄熱材３ｂを封入したパッケージ３ａで形
成された冷却デバイス３を電子回路素子２に熱的に接触
させ、電子回路素子２で発生した熱を潜熱蓄熱材３ｂに
伝達し、固体から液体に状態変化する際の潜熱として蓄
熱することにより、電子回路素子２を冷却する。 【効果】潜熱蓄熱材をパッケージした薄形の冷却デバイ
スで電子回路素子を冷却できるので、電子回路基板の高
密度実装が可能になり、電子機器を薄形にすることがで
きる。
却し、且つ使い勝手の良い冷却デバイスを提供する。 【構成】潜熱蓄熱材３ｂを封入したパッケージ３ａで形
成された冷却デバイス３を電子回路素子２に熱的に接触
させ、電子回路素子２で発生した熱を潜熱蓄熱材３ｂに
伝達し、固体から液体に状態変化する際の潜熱として蓄
熱することにより、電子回路素子２を冷却する。 【効果】潜熱蓄熱材をパッケージした薄形の冷却デバイ
スで電子回路素子を冷却できるので、電子回路基板の高
密度実装が可能になり、電子機器を薄形にすることがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子回路基板上に実装
された電子回路素子を冷却するのに好適な冷却デバイス
及びこれを応用した電子回路冷却システムに関する。
された電子回路素子を冷却するのに好適な冷却デバイス
及びこれを応用した電子回路冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型軽量化により、電子回路
基板への電子回路素子の実装密度が高まり、電子回路基
板から発生する単位面積当たりの発熱量が増加してき
た。特に、パーソナルコンピュータやワークステーショ
ンでは急速な小型化が進んでおり、これらの要請に応え
るためには、電子回路素子を効率良く冷却する機構が必
要である。
基板への電子回路素子の実装密度が高まり、電子回路基
板から発生する単位面積当たりの発熱量が増加してき
た。特に、パーソナルコンピュータやワークステーショ
ンでは急速な小型化が進んでおり、これらの要請に応え
るためには、電子回路素子を効率良く冷却する機構が必
要である。
【０００３】従来の冷却法としては、特開昭60−224091
号公報に記載のように電子機器の筐体の内部に冷却ファ
ンを装着して、電子回路基板から発生する熱を強制的に
外部に排除する方式が提案されている。本方式は大型の
電子機器の冷却方式として広く普及している。
号公報に記載のように電子機器の筐体の内部に冷却ファ
ンを装着して、電子回路基板から発生する熱を強制的に
外部に排除する方式が提案されている。本方式は大型の
電子機器の冷却方式として広く普及している。
【０００４】また、小型の電子機器の冷却に適する方法
として、特開平2−83958号及び特開平2−196454 号公報
に記載のように電子回路素子に直接小型ファンを搭載し
て冷却する局所冷却ファン方式が提案されている。
として、特開平2−83958号及び特開平2−196454 号公報
に記載のように電子回路素子に直接小型ファンを搭載し
て冷却する局所冷却ファン方式が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
電子機器の筐体内部に冷却ファンを装着した方式では、
筐体内に均等な流れを発生させるのが困難である。ま
た、均等な流れが形成されても発熱量が高い電子回路素
子を効率良く冷却することが困難である。さらに、冷却
ファンの体積が電子機器に占める割合が大きくなる欠点
があった。
電子機器の筐体内部に冷却ファンを装着した方式では、
筐体内に均等な流れを発生させるのが困難である。ま
た、均等な流れが形成されても発熱量が高い電子回路素
子を効率良く冷却することが困難である。さらに、冷却
ファンの体積が電子機器に占める割合が大きくなる欠点
があった。
【０００６】一方、電子回路素子に小型ファンを搭載し
て冷却する方式では、モータと一体化された小型ファン
の厚さは、１０mm程度になり薄型の電子機器に搭載でき
ないこと、ファンの小型化によって効率が低下して十分
な冷却効果が得られないなどの問題があった。
て冷却する方式では、モータと一体化された小型ファン
の厚さは、１０mm程度になり薄型の電子機器に搭載でき
ないこと、ファンの小型化によって効率が低下して十分
な冷却効果が得られないなどの問題があった。
【０００７】本発明の目的は、小型の電子機器の冷却に
有効で、且つ使い勝手が良い局所冷却デバイスを提供す
ることにある。
有効で、且つ使い勝手が良い局所冷却デバイスを提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はパッケージ内に潜熱蓄熱材を封入した冷却
デバイスを電子回路素子に搭載して、電子回路素子で発
生した熱をパッケージを介して潜熱蓄熱材に伝達する。
め、本発明はパッケージ内に潜熱蓄熱材を封入した冷却
デバイスを電子回路素子に搭載して、電子回路素子で発
生した熱をパッケージを介して潜熱蓄熱材に伝達する。
【０００９】
【作用】電子回路素子で発生した熱は、電子回路素子に
熱的接触しているパッケージを介して潜熱蓄熱材に伝達
され、潜熱蓄熱材の相変化、例えば、固体から液体に状
態変化する際の潜熱として蓄熱されることにより、電子
回路素子は冷却される。また、内部の潜熱蓄熱材が状態
変化した冷却デバイスは、電子機器の使用後、外部に取
り出して放熱させることにより、初期の状態に戻り繰返
し使用することができる。
熱的接触しているパッケージを介して潜熱蓄熱材に伝達
され、潜熱蓄熱材の相変化、例えば、固体から液体に状
態変化する際の潜熱として蓄熱されることにより、電子
回路素子は冷却される。また、内部の潜熱蓄熱材が状態
変化した冷却デバイスは、電子機器の使用後、外部に取
り出して放熱させることにより、初期の状態に戻り繰返
し使用することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００１１】（実施例１）図１は本発明の実施例に係る
冷却デバイスの斜視図である。図において、１は基板、
２は電子回路素子、３は冷却デバイスを示している。冷
却デバイス３は、パッケージ３ａの内側に潜熱蓄熱材３
ｂが封入されている。本実施例では潜熱蓄熱材３ｂにポ
リエチレングリコール（融点５６℃）を用い、パッケー
ジ３ａにポリエチレンを用いている。冷却デバイス３
は、電子回路素子２に接触した状態で搭載されており、
電子回路素子２で発生した熱をパッケージ３ａを介して
潜熱蓄熱材３ｂに伝達することにより、電子回路素子２
を冷却するものである。この際、潜熱蓄熱材３ｂは蓄熱
することにより、固体の状態から融解して液体の状態に
変化する。このように電子回路素子を冷却して状態変化
した潜熱蓄熱材は、パッケージごと取り出して放熱させ
ることにより、初期の固体の状態に戻り、一千回以上繰
り返して使用できる。
冷却デバイスの斜視図である。図において、１は基板、
２は電子回路素子、３は冷却デバイスを示している。冷
却デバイス３は、パッケージ３ａの内側に潜熱蓄熱材３
ｂが封入されている。本実施例では潜熱蓄熱材３ｂにポ
リエチレングリコール（融点５６℃）を用い、パッケー
ジ３ａにポリエチレンを用いている。冷却デバイス３
は、電子回路素子２に接触した状態で搭載されており、
電子回路素子２で発生した熱をパッケージ３ａを介して
潜熱蓄熱材３ｂに伝達することにより、電子回路素子２
を冷却するものである。この際、潜熱蓄熱材３ｂは蓄熱
することにより、固体の状態から融解して液体の状態に
変化する。このように電子回路素子を冷却して状態変化
した潜熱蓄熱材は、パッケージごと取り出して放熱させ
ることにより、初期の固体の状態に戻り、一千回以上繰
り返して使用できる。
【００１２】いま、４０mm×４０mm×肉厚５mmのエポキ
シ樹脂でモールドされ、発熱量が６Ｗの電子回路素子の
冷却に４０mm×４０mm×肉厚５mmの冷却デバイスを用い
た場合、電子回路素子の使用限界温度３４８Ｋに達する
まで約４時間連続して使用できる。
シ樹脂でモールドされ、発熱量が６Ｗの電子回路素子の
冷却に４０mm×４０mm×肉厚５mmの冷却デバイスを用い
た場合、電子回路素子の使用限界温度３４８Ｋに達する
まで約４時間連続して使用できる。
【００１３】本実施例では潜熱蓄熱材としてポリエチレ
ングリコールを例に示したが、電子回路素子の発熱量に
応じて、塩化カルシウム・６水塩（融点２８℃），チオ
硫酸ナトリウム・５水塩(融点４８℃），塩化マグネシ
ウム・６水塩(融点１１７℃）を用いても同様な効果が
得られる。
ングリコールを例に示したが、電子回路素子の発熱量に
応じて、塩化カルシウム・６水塩（融点２８℃），チオ
硫酸ナトリウム・５水塩(融点４８℃），塩化マグネシ
ウム・６水塩(融点１１７℃）を用いても同様な効果が
得られる。
【００１４】一方、パッケージとして本実施例で示した
ポリエチレンの他、四フッ化エチレン，ポリフェニレン
サルファイド等の樹脂材料でも良い。また、パッケージ
の熱伝導を向上させるため、銅，アルミニウムをパッケ
ージに用いても良い。この場合、パッケージの腐食を防
止するために、潜熱蓄熱材と一緒にＡｒ，Ｎ2 等の不活
性ガスをパッケージに封入することが必要である。
ポリエチレンの他、四フッ化エチレン，ポリフェニレン
サルファイド等の樹脂材料でも良い。また、パッケージ
の熱伝導を向上させるため、銅，アルミニウムをパッケ
ージに用いても良い。この場合、パッケージの腐食を防
止するために、潜熱蓄熱材と一緒にＡｒ，Ｎ2 等の不活
性ガスをパッケージに封入することが必要である。
【００１５】図２に本実施例の冷却デバイスを実装した
電子機器の斜視図を示す。電子機器の筐体４の内部の扁
平な空間に設置された基板１に電子回路素子２，２ａが
多数マウントされており、特に発熱量が大きい電子回路
素子２には、本発明の冷却デバイス３が装着されてい
る。冷却デバイス３はカセット式になっており、電子機
器の使用時に外部から装着し、使用後は取り出しできる
ようになっている。また、電子回路素子２と冷却デバイ
ス３との接触面における熱伝導率を向上するため、図３
に示すように冷却デバイス３をばね７等の弾性部材で電
子回路素子に押し付けても良い。さらに、電子回路素子
２と接触している冷却デバイス３の表面に伝熱グリース
８を塗布し、接触面における熱伝導率を向上させること
により、電子回路素子で発生した熱を効率良く冷却デバ
イスに移送することができる。
電子機器の斜視図を示す。電子機器の筐体４の内部の扁
平な空間に設置された基板１に電子回路素子２，２ａが
多数マウントされており、特に発熱量が大きい電子回路
素子２には、本発明の冷却デバイス３が装着されてい
る。冷却デバイス３はカセット式になっており、電子機
器の使用時に外部から装着し、使用後は取り出しできる
ようになっている。また、電子回路素子２と冷却デバイ
ス３との接触面における熱伝導率を向上するため、図３
に示すように冷却デバイス３をばね７等の弾性部材で電
子回路素子に押し付けても良い。さらに、電子回路素子
２と接触している冷却デバイス３の表面に伝熱グリース
８を塗布し、接触面における熱伝導率を向上させること
により、電子回路素子で発生した熱を効率良く冷却デバ
イスに移送することができる。
【００１６】（実施例２）図４に本発明の冷却デバイス
の他の実施形態の断面図を示す。図４において、９は密
閉容器、１０は多孔物質を示している。該多孔物質１０
は密閉容器９に内張りされており、金網，ガーゼ，焼結
金属，メタルファイバ等で形成されている。また、多孔
物質の中には水，アルコール，フレオンなどの蒸発性液
体１１が含浸されている。
の他の実施形態の断面図を示す。図４において、９は密
閉容器、１０は多孔物質を示している。該多孔物質１０
は密閉容器９に内張りされており、金網，ガーゼ，焼結
金属，メタルファイバ等で形成されている。また、多孔
物質の中には水，アルコール，フレオンなどの蒸発性液
体１１が含浸されている。
【００１７】電子回路素子２から発生される熱が密閉容
器９に伝えられると、その近傍の多孔物質１０に含浸さ
れている蒸発性液体１１は蒸発し、蒸気差圧によって冷
却デバイス３が実装されている密閉容器側に移動する。
蒸気は冷却デバイスに熱を放出して凝縮し、凝縮された
液体は多孔物質の毛細管力によって電子回路素子側の密
閉容器に戻り、上記した作用を繰返し行う。密閉容器か
ら熱が流入する冷却デバイスは実施例１で記載した作用
により蓄熱する。
器９に伝えられると、その近傍の多孔物質１０に含浸さ
れている蒸発性液体１１は蒸発し、蒸気差圧によって冷
却デバイス３が実装されている密閉容器側に移動する。
蒸気は冷却デバイスに熱を放出して凝縮し、凝縮された
液体は多孔物質の毛細管力によって電子回路素子側の密
閉容器に戻り、上記した作用を繰返し行う。密閉容器か
ら熱が流入する冷却デバイスは実施例１で記載した作用
により蓄熱する。
【００１８】本実施例では、電子回路素子で発生する熱
の移送手段としてヒートパイプを例に示したが、金属製
のヒートシンク等でも同様な効果が得られる。
の移送手段としてヒートパイプを例に示したが、金属製
のヒートシンク等でも同様な効果が得られる。
【００１９】（実施例３）図５に本発明の冷却デバイス
を装着したワークステーション１２の斜視図を示す。図
に示したようにパッケージされた冷却デバイス３は、磁
気ディスクのように必要に応じてワークステーションに
抜き差しして電子回路素子２に装着され、電子回路素子
を冷却するようになっている。ワークステーションを使
用中に装着した冷却デバイスの吸熱量が飽和した場合、
図５に示したようにディスプレイ１３上に冷却デバイス
の交換を指示する文章が表示されるようになっている。
なお、冷却デバイスは互換性の有るものが複数個備えら
れ、必要に応じて交換できるようになっている。
を装着したワークステーション１２の斜視図を示す。図
に示したようにパッケージされた冷却デバイス３は、磁
気ディスクのように必要に応じてワークステーションに
抜き差しして電子回路素子２に装着され、電子回路素子
を冷却するようになっている。ワークステーションを使
用中に装着した冷却デバイスの吸熱量が飽和した場合、
図５に示したようにディスプレイ１３上に冷却デバイス
の交換を指示する文章が表示されるようになっている。
なお、冷却デバイスは互換性の有るものが複数個備えら
れ、必要に応じて交換できるようになっている。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、潜熱蓄熱材をパッケー
ジした薄形の冷却デバイスで電子回路素子を冷却できる
ので、電子回路基板の高密度実装が可能になり、電子機
器を薄形にすることができる。また、発熱量の大きい電
子回路素子を直接冷却するので、効率の良い局所冷却が
できる。
ジした薄形の冷却デバイスで電子回路素子を冷却できる
ので、電子回路基板の高密度実装が可能になり、電子機
器を薄形にすることができる。また、発熱量の大きい電
子回路素子を直接冷却するので、効率の良い局所冷却が
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す冷却デバイスの一部の
斜視図。
斜視図。
【図２】冷却デバイスを電子機器に実装した一形態を示
す斜視図。
す斜視図。
【図３】冷却デバイスの実装形態を示す断面図。
【図４】冷却デバイスの他の実施形態を示す断面図。
【図５】本発明の冷却デバイスを装着したワークステー
ションの斜視図。
ションの斜視図。
１…基板、２…電子回路素子、３…冷却デバイス、３ａ
…パッケージ、３ｂ…潜熱蓄熱材。
…パッケージ、３ｂ…潜熱蓄熱材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 武 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 畑田 敏夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に搭載された電子回路素子の冷却方
法において、前記電子回路素子により発生した熱を前記
電子回路素子に熱的接触させた潜熱蓄熱材に移送するこ
とによって前記電子回路素子を冷却することを特徴とす
る冷却デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003859A JPH06214067A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 冷却デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003859A JPH06214067A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 冷却デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06214067A true JPH06214067A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=11568923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003859A Pending JPH06214067A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 冷却デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06214067A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6847113B2 (en) | 2002-09-19 | 2005-01-25 | Hitachi, Ltd. | Electronic apparatus with plate-like member having plural recesses containing heat accumulating material |
| JP2009197136A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Shoji Taoda | 蓄熱材及び保温・保冷用品・医療器具 |
| JP2010258437A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-11-11 | Dainippon Printing Co Ltd | 給電器、非接触型電力伝送装置、及び関節補助装置 |
| WO2020158826A1 (ja) * | 2019-01-30 | 2020-08-06 | 日立化成株式会社 | 異方熱伝導性樹脂部材及び熱伝送基板 |
| US11814568B2 (en) | 2018-03-01 | 2023-11-14 | Resonac Corporation | Anisotropic thermal conductive resin member and manufacturing method thereof |
-
1993
- 1993-01-13 JP JP5003859A patent/JPH06214067A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6847113B2 (en) | 2002-09-19 | 2005-01-25 | Hitachi, Ltd. | Electronic apparatus with plate-like member having plural recesses containing heat accumulating material |
| JP2009197136A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Shoji Taoda | 蓄熱材及び保温・保冷用品・医療器具 |
| JP2010258437A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-11-11 | Dainippon Printing Co Ltd | 給電器、非接触型電力伝送装置、及び関節補助装置 |
| US11814568B2 (en) | 2018-03-01 | 2023-11-14 | Resonac Corporation | Anisotropic thermal conductive resin member and manufacturing method thereof |
| WO2020158826A1 (ja) * | 2019-01-30 | 2020-08-06 | 日立化成株式会社 | 異方熱伝導性樹脂部材及び熱伝送基板 |
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