JPH11121958A

JPH11121958A - 電子機器

Info

Publication number: JPH11121958A
Application number: JP28362697A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Ikeda; 英史池田
Original assignee: Asia Electronics Co
Current assignee: Asia Electronics Co
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1999-04-30
Anticipated expiration: 2017-10-16
Also published as: JP2907800B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒートパイプで吸い取ったプリント基板の発
熱体の熱を、枠体を利用して放散させ、構造の簡素化を
図る。【解決手段】プリント基板３の発熱体７から発生した
熱を、発熱体７に圧接したヒートパイプ５の受熱部５ａ
で吸い取る。ヒートパイプ５の放熱部５ｂは筐体を構成
する熱伝導性の良好な枠体２に取り付ける。プリント基
板３で発生した熱をヒートパイプ５を介して枠体２に逃
がし、枠体２から熱放散させる。プリント基板３の発熱
量が多いときは、枠体２内に冷媒流通路８を設けて、熱
放散量を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子機器に関し、特
に電子機器の内部で発生する熱を冷却する冷却装置に係
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器、例えば半導体試験装置では、
内部で発生するプリント基板の熱を冷却するための冷却
装置が設けられる。この冷却装置として、ヒートパイプ
を使ってプリント基板の熱を吸い取り、その熱を熱放散
手段により外部に放散するようにしたものが考えられて
いる。ヒートパイプを使う場合、その放熱部の熱をいか
に効率良く外部に放出させるかが重要な問題になるが、
その熱の放散手段には、冷却ファンでヒートパイプの放
熱部を冷却するもの、冷媒配管にヒートパイプの放熱部
を取り付けて冷却するものなどがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、冷却ファンや冷媒配管などの専用部品を新たに配設
するスペースを確保する必要があるが、これらの専用部
品はスペースを取るため、機器内のスペースを圧迫し、
それにより機器の構造を複雑化し、機器が大型化すると
いう欠点があった。このことは半導体試験装置でいえ
ば、ＩＣが年々、多ピン化、高密度化するにつれて、特
に問題となっていた。

【０００４】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、機器の筐体を構成する枠体を熱放散手段
に利用することによって、簡単な構成で小型化がはか
れ、放熱面積が広く、冷却効率の良好な電子機器を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の枠体を接続して組み立てて筐体が構成される電子機器
において、前記枠体にプリント基板の発熱を吸い出すヒ
ートパイプを取り付けたものである。

【０００６】より具体的には、熱伝導性の良好な複数の
枠体を互いに接続して組み立てて構成した筐体と、前記
筐体内に設けられ、電子部品などの発熱体が搭載された
プリント基板と、前記枠体に放熱部が取り付けられ、受
熱部が前記プリント基板に搭載された発熱体に接触して
いる板状のヒートパイプとを備え、前記ヒートパイプの
受熱部で受熱した前記発熱体の熱を放熱部を介して前記
枠体に逃がすようにしたものである。

【０００７】この場合、取り外しができるように、ヒー
トパイプは枠体に着脱自在に取り付けるようにすること
が好ましい。また、ヒートパイプを枠体に取り付けるに
は、ヒートパイプを片持支持するようにしても、あるい
は両持ち支持されるようにしてもよい。これらの支持に
よりヒートパイプの受熱部が発熱体に圧接されることが
好ましい。

【０００８】プリント基板の発熱体から生じた熱はヒー
トパイプで吸収されて熱伝導性の良好な枠体との取付部
から枠体に放出され、複数の枠体間を伝わる過程で枠体
表面から放散する。電子機器の筐体を構成する枠体は外
部との接触面積が大きいため、熱は伝達途中で外気に奪
われる。このため発熱体の発熱が防止され、発熱体を有
効に冷却できる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、枠体内に冷媒流通路を設けたものである。枠体内に
冷媒を流すと熱交換量が大きいので、プリント基板を一
層冷却できる。また、枠体内に冷媒流通路を設けると、
冷媒流通路のためのスペースを別途必要としない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を半導体試験装置の
本体に適用した実施の形態を説明する。

【００１１】図３に示すように、本体を構成する筐体１
は縦横，長短各種の枠体２を接続して組み立てて立体的
に構成される。枠体２から組み立てられた筐体１内に、
電子機器を構成するための多数のプリント基板３（図面
では便宜上１枚としてある）がマザーボード４に装着さ
れる。各プリント基板３には比較的発熱量が小さく自然
放熱できる電子部品（以下、非発熱体６という）や、比
較的発熱量が大きく強制冷却を必要とする電子部品（以
下、発熱体７という）が搭載され、電子機器の稼働によ
り、発熱体７が発熱して筐体１内の温度が上昇する。こ
のプリント基板３に搭載された発熱体７を冷却するため
にヒートパイプ５を枠体２（２ａ）に取り付けて、ヒー
トパイプ５で吸収した発熱体７の熱を枠体２（２ａ）か
ら放出するようになっている。なお、１枚のプリント基
板３上に搭載されている発熱体７は、一枚の板状のヒー
トパイプ５で共通に吸熱しやすいように一列に並べるこ
とが多い。

【００１２】図１に示すように、筐体を構成する枠体２
は熱伝導性の良好な金属製で中実に形成してあり、枠体
２に冷媒を流すために枠体２内部に独立した２本の冷媒
流通路８を並行に走らせて、ここに冷媒を流して冷媒冷
却を行うようにしてある。冷媒流通路８は、枠体形成時
に一体形成しても、あるいは、冷媒配管を組み込んで形
成するようにしてもよい。さらには枠体２は中実ではな
くチャネル状としてもよく、その場合、チャネル内壁に
冷媒配管をビス止めまたは溶接して一体的に取り付け
る。さらには冷媒配管自体を枠体としてもよい。

【００１３】図２に示すように、枠体２間を接続すると
きは、前記冷媒流通路８が漏れなく連通するように、筐
体１のコーナ部に対応する分岐部には、はめあいや公知
の継手からなる分岐ジョイント１１を使用し、枠体２間
を互いに連結して筐体１を組み立てる。また、冷媒供給
源を２つ用意して、図２に示すように、入口と出口とを
筐体１の同じ部位に設け、枠体２内に設けられた２本の
冷媒流通路８に、互いに逆方向に水または空気などの冷
媒１３を還流して、冷媒流通路８の方向に温度差が生じ
ず、プリント基板３が均等に冷却されるようにしてあ
る。

【００１４】ヒートパイプ５は前記した発熱体７に押し
付けることが可能な押付け平面を有した板状体であっ
て、冷却しようとするプリント基板３に最も近い枠体２
に片持支持される。すなわち、その支持端である放熱部
５ｂが枠体２に取り付けられ、反対側の受熱部５ａが自
由端となっている。片持支持によるヒートパイプ５の撓
み性を利用して自由端である受熱部５ａを発熱体７の表
面に押し付ける。ヒートパイプ５の枠体２への取付け
は、例えば、図示するように取付部材１０で放熱部５ｂ
を覆い、取付部材１０の両端を枠体２にねじ止めする。
また、枠体２とヒートパイプ５の放熱部５ｂ間に図示し
ない電気的絶縁性を確保できる伝熱シートを介在して熱
伝達性をよくすることが好ましい。なお、プリント基板
３の近傍に枠体２が走っていなければ、その近傍に補助
枠体２ａ（図３参照）を追設すればよい。

【００１５】プリント基板３の発熱体７から生じた熱
は、ヒートパイプ５の受熱部５ａで吸収されて、放熱部
５ｂから熱伝導性の良好な枠体２に伝えられ、枠体２の
表面から放散される一方、枠体２の中を走っている冷媒
流通路８を還流する冷媒１３に逃がされる。その結果、
プリント基板３の発熱体７は有効に冷却される。

【００１６】このように実施の形態によれば、既存の枠
体２を利用して、プリント基板３から吸収したヒートパ
イプ５の熱を枠体２から放出するので、ヒートパイプ５
から熱を放出するための特別な熱放出手段を必要とせ
ず、枠体２中の熱伝導過程で効率良く熱放散を行うこと
ができ、プリント基板３で発生する熱を有効に冷却する
ことができる。また、枠体冷却が実現できて電子機器の
冷却構造の簡素化が図れる。特に接続した複数の枠体２
の総表面積が大きいほど、枠体２からの熱放散量が多
く、プリント基板３を有効に冷却できる。したがってＩ
Ｃの多ピン化、高密度化にも十分対応できる。

【００１７】また、ヒートパイプ５のために特別な熱放
散部材を必要としないので、構造を簡素化でき、スペー
スの有効利用が図れ、装置を小型化できる。また、枠体
２内に冷媒流通路８を設けるようにした場合には、冷媒
流通路８が筐体１内に納める部品の邪魔になることがな
く、しかも冷媒による熱交換によって、より有効に冷却
することができる。また、ヒートパイプ５の受熱部５ａ
が発熱体７に押し付けられているだけなので、プリント
基板３の交換が容易に行える。

【００１８】なお、上記実施の形態では、枠体２内に２
本の冷媒流通路８を設けて互いに逆方向に冷媒１３を還
流させる場合について説明したが、構造の簡素化をはか
るために冷媒流通路８を１本とし、しかも全部の枠体に
ではなく、主要な枠体にのみ冷媒を流すようにしてもよ
い。例えば図４(a) に示すように矩形に組んだ上下の横
枠２２、２２のみに冷媒を還流するようにしても、図４
(b) に示すようにさらに筐体１の四隅の縦枠２２ｂに流
すようにしてもよい。図中２２ａは、ヒートパイプを取
り付ける補助枠である。なお、冷媒の入口と出口は筐体
１の同じ部位に設けてもよいが、図示するように別の部
位に設けてもよい。また、冷媒を補助枠２２ａにも流し
た方が冷却効果を高めることができるが、補助枠２２ａ
に流さなくても、冷媒を流した主な枠体２２から補助枠
２２ａに冷熱が伝わるので、冷却効果は確保できる。

【００１９】図５は、既述したチャネル状の枠体の内壁
に冷媒配管をビス止めまたは溶接して一体的に取り付け
る場合において、冷媒配管２８を１本としてチャネル状
枠体２２に取り付けたときの構成を示し、図４の実施形
態に適用できるものである。

【００２０】また、実施の形態では、枠体２、２２内に
冷媒流通路８、冷媒配管２８を設けるようにしたが、枠
体２、２２を接続した全長がプリント基板３を冷却する
のに十分大きな表面積であれば、冷媒流通路８、冷媒配
管２８を省略してもよい。

【００２１】この場合、筐体１の天井部または背面部
に、枠体２と熱的に連結される放熱ブロックないし放熱
フィンを取り付ければ、放熱効果を一層向上できる。ま
た、図６に示すように、枠体２の表面積を増加するため
に表面に凹凸１４を設けることが好ましい。さらに、枠
体２の取付け箇所に溝１５を設けて、その溝１５に取付
部材１０を含むヒートパイプ５の取付部を納めて、その
表面を枠体２と面一にすると、枠体２は平面を維持でき
るから、筐体１を覆うパネル１２（図３参照）の取り付
けが容易で、パネル表面に凹凸ができない。

【００２２】また、枠体にではなく、枠体に貼り付けら
れた最も大きな面積をもつパネル面に沿って冷媒流通路
を形成することも考えられる。冷媒流通路の流路抵抗が
極端に大きくならず、実用的な冷媒吐出圧の範囲内で冷
媒を流すことができるポンプが使用できれば、可能であ
る。

【００２３】本発明は、半導体試験装置の本体に限定さ
れず、テストヘッドさらにはプリント基板を有する一般
の電子機器にも適用できる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、特別な熱放散
手段を必要とせず、筐体の枠体を利用するだけの簡単な
構造で、ヒートパイプが受熱した熱を枠体から外部に放
散できので、プリント基板を有効に冷却できる。

【００２５】請求項２の発明によれば、枠体内に冷媒を
流すので、一層効果的にプリント基板を冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態による電子機器の冷却構造の要部説明
図である。

【図２】実施形態による冷媒流通路の冷媒の流れを説明
する模式図である。

【図３】実施形態による電子機器の筐体を構成する枠体
構成図である。

【図４】実施形態による他の冷媒流通路の冷媒の流れを
説明する模式図であり、(a) は上下の横枠にのみ冷媒を
流すようにした場合、(b) はさらに四隅の縦枠にも冷媒
を流すようにした場合を示す。

【図５】実施形態によるチャネル状の枠体に１本の冷媒
配管を取付ける構造の説明図である。

【図６】実施形態による枠体へのヒートプレート取付部
の要部説明図である。

【符号の説明】

１筐体２枠体３プリント基板５ヒートパイプ５ａ受熱部５ｂ放熱部７発熱体８冷媒流通路１３冷媒

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の枠体を接続して組み立てて筐体が構成される電子機器
において、前記枠体にプリント基板の発熱を吸い出すヒ
ートパイプを取り付け、前記枠体内に逆方向に冷媒を流
す冷媒通路を設けたものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】より具体的には、熱伝導性の良好な複数の
枠体を互いに接続して組み立てて構成した筐体と、前記
筐体内に設けられ、電子部品などの発熱体が搭載された
プリント基板と、前記枠体に放熱部が取り付けられ、受
熱部が前記プリント基板に搭載された発熱体に接触して
いる板状のヒートパイプと、前記枠体内に並行に設けら
れ、前記ヒートパイプの放熱部からの熱を逃がす冷媒を
互いに逆方向に流す２本の冷媒流通路とを備え、前記ヒ
ートパイプの受熱部で受熱した前記発熱体の熱を放熱部
を介して前記枠体に逃がすようにしたものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】プリント基板の発熱体から生じた熱はヒー
トパイプで吸収されて熱伝導性の良好な枠体との取付部
から枠体に放出され、さらに枠体内を流れる冷媒により
逃がされる。このため発熱体の発熱が防止され、発熱体
を有効に冷却できる。冷媒を互いに逆方向に流すと、複
数のプリント基板を均等に冷却できる。また、枠体内に
冷媒流通路を設けると、冷媒流通路のためのスペースを
別途必要としない。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記枠体の表面に凹凸を設けたものであり、これに
より放熱効果を一層向上できる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】請求項１の発明によれば、特別な熱放散手
段を必要とせず、筐体の枠体を利用するだけの簡単な構
造で、ヒートパイプが受熱した熱を互いに逆方向に流す
冷媒から外部に放散できるので、プリント基板を有効か
つ均一に冷却できる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】請求項２の発明によれば、枠体の表面に凹
凸を設けたので、放熱効果を一層向上できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の枠体を接続して組み立てて機器筐体
が構成される電子機器において、前記枠体にプリント基板の発熱を吸い出すヒートパイプ
を取り付けたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】前記枠体内に冷媒流通路を設けた請求項１
に記載の電子機器。