JPS62257796A - 電子部品の冷却装置 - Google Patents

電子部品の冷却装置

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JPS62257796A
JPS62257796A JP10093586A JP10093586A JPS62257796A JP S62257796 A JPS62257796 A JP S62257796A JP 10093586 A JP10093586 A JP 10093586A JP 10093586 A JP10093586 A JP 10093586A JP S62257796 A JPS62257796 A JP S62257796A
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JP
Japan
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chip
air
air flow
cooling
flow path
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JP10093586A
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English (en)
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正昭 伊藤
崇弘 大黒
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子部品の冷却装置に係り、特に、例えばコ
ンピュータ用マルチチップなどの空気冷却に好適な電子
部品の冷却装置に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、例えばコンピュータなどの電子装置では、発熱
する電子部品を強制的に冷却するための空冷装置が設け
られている。
従来の半導体大現模集積回路(以下■、S■という)チ
ップの冷却用放熱板の空冷について、第3図および第4
図を参照して説明する。
第3 I8:lIは、従来のマルチチップの冷却装置の
略示閘成図、第4図は、第;3図の装置における冷却空
気の温度、ヒ昇と圧力損失とを示す線図である。
第:3図において、1は空気流路を形成するための隔壁
、2は、コンピュータなどに用いるr、srチップすな
才)ちマルチチップ、:3は、マルチチップ2の放熱部
材に係る放熱板を示している。
マルチチップ2は1図示しない電子部品を実装した基板
よりなり、その電子部品を実装した裁板の背面に複数の
放熱板3を間隔を保って配列して形成されている。太い
矢印4は入口空気、太い矢印5は出口空気の方向を示し
ている。
このように、従来のマルチチップ2の放熱板3は、空気
流路に対して直列方向の配列となるよう構成されていた
その結果、第4図に示すように、空気流路下流の冷却空
気温度が上り、下流に位置するマルチチップの冷却が不
十分になるという問題があった。
第4図(、)は、第:3図のマルチチップの空冷作用を
示す図で、第3図を横位置に示したものである。第4図
(b)は、横軸に(a)図に対応する空気流路の距離を
とり、RlHに冷却空気温度’1.’ aをとって、各
マルチチップ2の各位置に才ぜける空気温度を示してい
る。図から、出口側すなわち空気流路の下流側のマルチ
チップの冷却が不十分であることが明らかである。
また、第41!2I(e)は、横軸に(?l)図に対応
する空気流路の距離をとり、縦軸に圧力損失ΔPaをと
って(b)図同様、各マルチチップ2の圧力損失を示し
ている6図から、出口側すなわち空気流路の下流側のマ
ルチチップの圧力損失が高いことが明らかである。
したがって、第3図に示す冷却手段を、そのまま発熱1
1にの大きいマルチチップに適用することはできない。
電子部品の冷却装置の先行技術として、例えば、特公昭
60−11830号公報、実公昭60−8475号公報
記載のものが知られている。
前者は、幾つかの〔,3丁チップをまとめて1つの空気
流路をつくり、その空気流路を並列において、′冷却空
気温度を均一化する手段を開示している。しかしこの場
合、各空気流路に送風機を備えているので、独立した空
気流路を形成しており、空気量の分配に関しては問題が
なかった。
また、後者は、各マルチチップの側面部に蛇腹携造の空
気ダク1−を配設し、空気ダクトの通風孔から各マルチ
チップに送風するものである。この例では、基板そのも
のを水平に置くことが示されているが、各チップそのも
のにとってみれば、冷却空気に対し多数のチップが直列
に並べられて冷却されることになり、温度上昇の均一化
について配慮されていなかった。
なお1両者はいずれも、空気流路を形成する隔壁とマル
チチップとの間隔を空気流れ方向に順次変化させていく
という本発明の考えはなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、冷却空気がチップを冷却すると同時に
温度J―昇していく点についての配慮がなされておらず
、空気下流側のチップの冷却が十分に行われないという
r!t1題があった。また、空気下流側のチップが冷却
されるに十分な空気量を流すためには、大きな圧力損失
を生じ、大きな送風動力を必要とするという問題があっ
た。
本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされた
もので、小さな送J虱動力で、各マルチチップを均一に
冷却しうる電子部品の冷却装置の提供を、その目的とし
ている。
〔問題点を解決するための手段〕
」ユ記問題点を解決するために1本発明に係る電子部品
の冷却装置の5溝成は、複数の放熱部材を間隔を保って
配列してなるマルチチップを、隔壁により形成された空
気流路内に仕切板を介して複数段保持し、冷却空気を流
通せしめる電子部品の冷却装置によりいて、前記空気流
路を形成する隔壁と前記マルチチップとの間隔を空気流
れ方向に順次変化させるとともに、前記マルチチップの
放熱部材部を通過する冷却空気の分岐流が、前記隔壁と
前記マルチチップとの間に形成されろ空気流路の方向と
90°以下の角度をなして流れるように、前記放熱部材
の配列方向を定めろようにしたものである。
〔作用〕
このように隔壁とマルチチップを配列することにより、
多量の冷却空気が流わる空気流路の断面積は大きくなり
、少量の冷却空気が流れる空気流路の断面積は小さくな
り、両者の風速の差は小さくなる。各マルチチップの放
熱板の空気流れ方向を第11Aに示すように、全体の空
気流路に対しほぼ直角に設置すると、すべてのマルチチ
ップが\)3列となり、各チップとも均一温度の冷却空
気で、はぼ同一風、hトで冷却することができろ。その
結果、マルチチップの温度」−昇は均一で小さくなり、
圧力損失も直列に空気を流した場合に比べて、格段に小
さくなるのである。
〔実施例〕
以下、本発明の各実施例を第1図および第2図、ならび
に第5図ないし第9図を参照して説明する。
まず、第1図は、本発明の一実施例に係るマルチチップ
の冷却袋Vtの略示構成図、第2図は、第1図の装置に
おけろ冷却空気の温度上昇と圧力損失とを示す線図であ
る。第1図において、先の第3図と同一符号のものは、
従来技術と同等部分であるから、その説明を省略する。
第】図によ?いて、10は空気流路を形成するための隔
壁、2−1.2−2.2−3は、複数段(ここでは3段
)に隔壁1.0内に保持されたマルチチップである。7
は、これらマルチチップを隔壁10内に保持し、冷却空
気の通風方向を案内するための仕切板である。マルチチ
ップ2−1.2−2.2−3は、それぞれ複数の放熱板
3が水平方向、すなわち、入口空気4、出口空気5の矢
印が示す空’sL流路の方向に対して直角方向に配列す
るように構成されている。
隔壁10は、マルチチップ2−1に対応する壁部10/
l、マルチチップ2−2に対応する壁部10b、マルチ
チップ2−3に対応する壁部]Ocが、第1図に示すよ
うに折れ曲り部を介して偏心してゆくような構成になっ
ている。すなわち入口空気4側は、隔壁10とマルチチ
ップ2−1.2−2.2−3との間隔が、壁部10a、
 1ob。
1、 Or、に沿って次第に狭められるように空気流路
8が形成され、出口空気5側は、隔壁10とマルチチッ
プ2−1.2−2.2−3との間隔が、壁部10 ++
 、  10 b 、  10 cに沿って次第に大き
くなるように空気流路9が形成されている。
このように構成されたマルチチップの冷却装置では、図
示しない送風機によって空気流路8に吹き込まれた冷却
空気に係る入口空気4は、隔壁10とマルチチップ2−
1.2−2.2−3との間隔が次第に狭められるため、
マルチチップに取り付けられた放熱板:3の間を実線矢
印に示すように分岐流6となって流れつつ、マルチチッ
プを冷却する・マルチチップ2−1.2−2.2−3を
冷却した分岐流6は再び合流し、次第に大きくなる空気
流路9の中を通って出口空気5の方向に排出されろ。
第2図(a)は、第1図のマルチチップの空冷作用を示
す図で、第1図を横位置に示したものであり、同一部は
同一符号で示している。第2 II(b)は、各マルチ
チップ2−1.2−2.2−3の各位置における冷却空
気温度′raの線図、第2図(、+)は、同じく各位置
におけろ圧力損失ΔPaの線図である。(b)、(c)
図において、破線は入口側の空気流路8から出口側の空
気流路9へ移る分岐流の空気温度、圧力損失の変化を示
している。
第2図を、先に説明した従来技術の第4図と比較すると
、同−空気敗の場合、各マルチチップが本実施例により
均一に冷却されろことがわかる。
また、空気の圧力損失が減少して一定水準に保たれるの
で風量が増し、冷却効果が大きくなるものである。
次に、第5図は、第1図の冷却装置を適用したコンピュ
ータ用マルチチップの全体略示猜成図である。図中、第
1図と同一符号のものは同等部分であり、第5図の冷却
装置は、第1図の装置を複数組(VAでは73組)1)
η列結合した構成のものである。
隔べ9′、10により空気流路8,9を形成したものが
多数並列に結合され、弔独の人容晴送風機で冷却されろ
場合に、空気流はほぼ均等に分けられ、第1図の実施例
で説明したように分岐流は均等に放熱板部を通過し、効
率よく冷却されろ。
第5図における両端の隔壁で形成されろ、斜線で示す死
水領域11は、充填物によって充填したり、固体で成形
してもよい6 次に本発明の他の実施例を第61Q1を参照して説明す
る。
第6図は、本発明の他の実施例に係るマルチチップの冷
却装置の略示構成図であり1図中、第1図と同一符号の
ものは同等部分であるから、その説明を省略する。
第6図の実施例は、隔壁1Aを、従来技術のもののよう
に真っ直ぐにして、マルチチップ2−】。
2−2..2.−3を図のようにずらせて保持し、入口
空気4側は、隔壁1Aとマルチチップ2−1゜2−2.
.2−3との間隔が次第に狭められろように空気流路8
′が形成され、出口空気5側は、隔壁1Aとマルチチッ
プ2−1.2−2..9.−:3との間隔が次第に大き
くなるように空気流路9′が形成されている。
マルチチップの放熱板3の配列方向は第1図の実施例と
同じである。
第6図の実施例によれば、第1図の実施例と全く同様の
効果が期待される。
次に、第7図は、本発明のさらに他の実施例に係るマル
チチップの冷却装置の略示端成図であり、図中、第1図
と同一符号のものは同等部分であるから、その説明を省
略する。
第7図の実施例は、隔壁1Bを斜めの面にし、マルチチ
ップは第1図の実施例と同様に配置したものである。
このようにすれば、先の各実施例と同様、隔壁1[3と
マルチチップ2−1.2.−2.2−3との間隔を空気
流れ方向に順次変化させることができる。
第71’/lの実施例によれば、先の第1図の実施例と
全く同様に効果を期待できるとともに、特に空気の流れ
はなめらかになり、圧力損失低減に効果がある。
次に、第8図は1本発明のさらに他の実施例に係るマル
チチップの冷却装置の略示構成図であり。
図中、第1図と同一符号のものは同等部分であるから、
その説明を省略する。
第8図において、] 2−1.12−2. ] 2−:
3は、複数段(ここでは:3段)に隔壁10内に保持さ
れたマルチチップである。マルチチップ12−1.12
.−2,1セー3は、それぞれ複数の斜めフィン13が
間隔を保って斜めに取付けられており、空気流路8に流
入する入口空気4が分岐流6′のように、隔壁]0とマ
ルチチップとの間に形成される空気流路の方向と鋭角を
なして流れろようになっている。
隔壁1oの形状は第1図の実施例と同様のものであり、
7Aは、マルチチップを隔壁10内に保持し、冷却空気
の通風方向を案内するための仕切板である。
第8図の実施例によれば、第12図の実施例と同様の効
果が期待されろほか、マルチチップ上に放熱用の斜めフ
ィン13を設けているので、冷却空2が直角に曲げられ
ることを防いでおり、空気の流れがなめらかになるので
圧力損失低減に効果がある。
次に、本発明のさらに他の実施例を第9図を参照して説
明する。
第9図は、本発明のさらに他の実施例に係るマルチチッ
プの冷却装置の略示構成図であり、図中。
第1図と同−符号−のものは同等部分であるから、その
説明を省略する。
第ぎ〕図の実施例は、先の各実施例の板状の放熱板に代
えて、ピンフィン15を突出したものである。
第9図において、i 4−、L、 i、4.−2..1
4−;3は、複数段(ここでは3段)に隔Q10内に保
持されたマルチチップである。マルチチップ14−1.
1/I−2,14−3には、それぞれ複数のピンフィン
15が間隔を保って形成されており、空気流路8に流入
する冷却空気は実線矢印に示す分岐dε6′のように、
隔壁10とマルチチップとの間に形成される空気流路の
方向と90°以下の角度をなして流れるようになってい
る。
第9図の実施例によれば、先の各実施例と同様の効果が
期待されろ。
なお、前述の各実施例では、マルチチップの放熱部材と
して放熱板やピンフィンを用いた例を説明したが、これ
に限らずオフセットフィン、ルーバフィンなど高性能の
放熱部材を用いてもよいことはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上述べたように1本発明によれば、小さな送風動力で
、各マルチチップを均一に冷却しろる電子部品の冷却装
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係るマルチチップの冷却
装置の略示ホq成図、第2図は、第1図の装置における
冷却空気の温度上昇と圧力損失とを示す8図、第3図は
、従来のマルチチップの冷却′!A置の略示構成図、第
4図は、第;3図の装置における冷却空気の温度上昇と
圧力損失とを示す線図。 第5図は、第1図の冷却装置を適用したコンピュータ用
マルチチップの全体略示構成図、第6図は、本発明の他
の実施例に係るマルチチップの冷却装置の略示構成図、
第7図ないし第9回は、いずれも本発明のさらに他の実
施例に係るマルチチップの冷却装置の略示構成図である
。 IA、IB・・・隔壁、2.2−1.2−2.2−3゜
] ]2−1.,12−2.1.2−:314−1.1
4−2.14−3・・・マルチチップ、3・・・放熱板
、6゜6/ 、6#・・・分岐流、7.7A・・・仕切
板、8.8’9.9′・・・空気流路、10・・・隔壁
、13・・・斜めフィン、15・・・ピンフィン。 10−−一隔壁 第 Z 図 第 3 図 第 4 困 距  面生 ′fJ 6 図 /A −−一隔y θ’、 q’、−qtUK 第 7 口 ′f:J g 回 6′−−一今壓戊 7A−−−イ士aイスε I2−1.12−2.12−.3−−−マル手チ・lフ
113−4+カ乃ン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、複数の放熱部材を間隔を保つて配列してなるマルチ
    チップを、隔壁により形成された空気流路内に仕切板を
    介して複数段保持し、冷却空気を流通せしめる電子部品
    の冷却装置において、前記空気流路を形成する隔壁と前
    記マルチチップとの間隔を空気流れ方向に順次変化させ
    るとともに、前記マルチチップの放熱部材部を通過する
    冷却空気の分岐流が、前記隔壁と前記マルチチップとの
    間に形成される空気流路の方向と90°以下の角度をな
    して流れるように、前記放熱部材の配列方向を定めるよ
    うに構成したことを特徴とする電子部品の冷却装置。
JP10093586A 1986-05-02 1986-05-02 電子部品の冷却装置 Pending JPS62257796A (ja)

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