JPS5936960Y2 - 電子機器の冷却構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （１）考案の技術分野 本考案は、集積回路素子（以下ＬＳＩと称す。

）等が実施された印刷配線板の冷却に関し、特に発熱密
度の高いＬＳＩを多数実装した印刷配線板の冷却構造に
関する。

（２）従来技術と問題点 近年、ＬＳＩの集積度はますます向上し、それにつれて
発熱密度も増大し、単なる空冷では素子内部の温度上昇
をおさえきれなくなってきている。

そのために素子自身にいろいろの形状の放熱フィンを設
けたり、あるいわ印刷配線板自体をセラミック等熱伝導
の良い材料で作り、さらにそのような基板にコールドプ
レートを密着させて冷却を行うことが提案されている。

しかしながら、これらの方法にもそれぞれ欠点がある。

ＬＳＩ素子自体に放熱フィンを設けて空冷する場合、一
般には送風方向に沿って複数のＬＳＩが並んで実装され
ており、従って風下のＬＳＩと風上のＬＳＩには温度差
を生じる。

ＬＳＩの発熱密度が高い場合にはこの温度差は無視し得
なくなり、論理設計の段階でも最も高温にさらされる素
子の特性に合せて性能が決定されることにより、装置全
体の性能が思うように向上されない一因になっている。

このような温度差を小さくするために第１図で後述する
如く、途中に冷却器を設けて空気を再冷却する試みもあ
るが、冷却期間にはやはり温度勾配が生じてしまい充分
な効果が得られない。

また、コールドプレートと称する冷却板により印刷配線
板全体を冷却する方法によればこのような素子間の温度
差は減少されるが、コールドプレートと印刷破配線板と
の密着を保つ必要性がらグリスや各種コンバンドを塗布
したり、軟金属を介在させたりするため、印刷配線板の
装着、取り外しが不便であり、特にコールドプレートと
印刷配線板とを一体にした場合にはコールドプレートに
貫流する冷媒の遮断のために特殊な継手を必要とするな
ど一般に取扱が不便な問題がある。

（３）考案の目的 本考案は上記問題に鑑みて、各プリント板における発熱
素子各々の温度勾配を極めて小さくし、各ＬＳＩの周囲
温度を一様に保つことを目的とする。

（４）考案の構成 そのため、本考案は発熱素子を搭載した複数のプリント
板を母基板に対して垂直にコネクタを介して接続し、所
定方向からの送風により上記複数のプリント板の冷却を
行う電子機器の冷却構造において、上記各プリント板の
発熱素子搭載面に対向させてフィンを有する放熱板を平
行して配設すると共に、前記プリント板に搭載される発
熱素子と上記放熱板に設けられたフィンを各々上記送風
方向に沿って交互に配設し構成したことを特徴とする。

（５）考案の実施例 以下、本考案を図面に基いて詳細に説明する。

第１図は、従来の空冷方式の一例を示しており図中１は
プリント板シェルフ、２はプリント板、３は発熱素子（
ＬＳＩ等）、４はプロワ、５は冷却器である。

図のようにプリント板段間に冷却器を入れることにより
、同図すの一点鎖線イで示す如き温度分布が同図口で示
す分布に改良され得ることは明らかである。

尚、Ｔｏは流入端温度である。しかし、１枚のプリント
板中には依然として温度勾配が存在し、回路設計上の不
都合が残ってしまう。

第２図は、本考案の空冷方式を示す一実施例であり、各
プリント板１と平行に放熱板を配設し、両板間に送風す
ることを特徴とする。

本考案によれば、プリント板１と放熱板との間で何等か
の方法で熱伝達を向上させることにより、同図すに示す
如く温度勾配は直線状にかつ小さな勾配におさえること
が可能となる。

さらに、排気温を測定して放熱板の冷却力を調整すれば
図示斜線範囲内に常に保持させることができる。

第３図は、本考案の一実施例構造の斜視図であり、１〜
６は第２図と同様であり、７は冷媒供給管、８は母基板
、９はコネクタである。

第４図は第３図の一部詳細斜視図であり、１０はシェル
フ構造体と冷媒流路とを兼ねるフレームであり、さらに
放熱板６とは１１のはめ込み部により熱伝導が行なわれ
る。

このようにすれはプリント板２と放熱板６とを一体にし
て挿抜可能となる。

プリント板上の各ＬＳＩ素子３と放熱板６の表面にはと
もにフィン構造を有し、熱交換が行なわれる。

このフィン構造を工夫することにより両者の熱交換は充
分に行なわれ得る。

放熱板６のフィン構造としては、図示の如きプレートフ
ィン、それを送風方向に沿って波釘たせた波型フィン、
ピンを突出させたピンフィン、ルーバー付フィン、千鳥
状プレートフィン、あるいわタビュレータ付フィン等が
用いられ得る。

特にタピューレータ、例えば横桟付のフィンでは風が放
熱板６からプリント板２へ変向されるために素子３の冷
却に効果大である。

さらに、高能率な熱交換構造として第５図の構造がある
。

この実施例では放熱板６から突設されたフィン１１と、
ＬＳＩ素子３のフィンとが互い違いに入り組むように配
置される。

また素子３及び放熱板のフィン１１は互いに平行に横方
向に並列実装されているので、矢印１３の方向にプリン
ト板２の挿抜が可能である。

矢印１２は送風方向である。また、放熱板６の冷却は必
ずしも第４図の如くの接触熱伝導に限る必要はなく、放
熱板６に直接冷媒を貫流させてもよい。

考案の効果 以上、本考案によれば素子搭載プリント板上ント板とを
近接して平行に配置し、その間に送風して素子を冷却す
るため、素子間の温度差を極めて小さくすることができ
る。

そのために回路全体の雑音余裕度が大きくなり、また許
容消費電力を大きくできるため、より高速動作が可能な
電子機器が提供され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来における断面構造図ａ及び温度分布図ｂ
、第２図は本考案−実施例における断面構造図ａ及び温
度分布図ｂ、第３図は本考案の一実施例の斜視図、第４
図は第３図の一部詳細図、第５図は本考案他の実施例の
一部平面図ａ及び断面図すである。 図中、２・・・・・・プリント板、２・・・・・・発熱
素子、６・・・・・・放熱板、８・・・・・・母基板で
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発熱素子を搭載した複数のプリント板を母基板に対して
   垂直にコネクタを介して接続し、所定方向からの送風に
   より上記複数のプリント板の冷却を行う電子機器の冷却
   構造であって、上記各プリント板の発熱素子搭載面に対
   向させてフィンを有する放熱板を平行して配設すると共
   に、前記プリント板に搭載される発熱素子と上記放熱板
   に設けられたフィンとを各々上記送風方向に沿って交互
   に配設したことを特徴とする電子機器の冷却構造。