JPS6345899A

JPS6345899A - 吸熱可能な基板

Info

Publication number: JPS6345899A
Application number: JP19037286A
Authority: JP
Inventors: 薫渡部; 石渡　秀典
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1986-08-13
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1988-02-26

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、実装された抵抗、ＩＣチップなどの素子が発
生する熱を外部に放熱し得る基板に関する。

〈従来の技術〉最近、エレクトロニクスの発達に伴い電子回路の集積化
が進み、同一基板上に多数の半導体、抵抗、コンデンサ
などの素子を組合せた混合集積回路が広く使用されてい
る。これらの素子は使用の際に発熱するので、この熱に
よって基板及び周辺温度が上昇すると電子回路の機能が
著しく損われることになる。特にインバータ、パルスモ
ータドライバなどの産業用電子機器、またはレギュレー
タなどの電源回路は放熱性の問題から使用上大きな制約
を受けている。

この問題を解決するために、金属製基板の上に熱伝導性
の高い樹脂絶縁層を形成し、その上に金属箔配線を貼着
することにより、素子から発生する熱を金属基板側へ伝
導して放熱効果を高めた絶縁高熱伝導金属基板が知られ
ている。しかしながら、この基板によれば、金属基板側
に蓄積した熱を自然空冷または強制空冷により放熱する
のみであることから、物理的に制限があり、高度な集積
化を行なうことが困難であった。

また、基板に放熱フィンなどの放熱器を取付け、ファン
モータなどにより強制的に空冷する冷却装置が使用され
ているが、基板からの発熱量が増加するに伴い放熱器を
大型化する必要があるため、電子回路の高集積化に於て
は設削上または組立上の問題が発生する。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明の主な目的は１、電子回路す高度な集積化に対し
ても高い放熱効果を有する基板を提供することにある。

　　　　　　　　゛また本発明の第２の目的は、発熱する多数の電子素子を
同時に冷却することができるコンパクトなかつ効率の高
い吸熱可能な基板を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉上述の目的を達成するために、本発明によれば、高熱伝
導性材料からなり、外部の冷却系統と接続可能な冷却材
のための流路を内部に備えることにより、概ね全体的に
冷却、される吸熱板と、前記吸熱板の少なくとも一方の
面に設けられた伝熱性樹脂からなる絶縁層と、前記絶縁
層上に形成された電子回路とを有することを特徴とする
吸熱可能な基板が提供される。また、特に、上記基板に
、更に前記吸熱板内部の流路と閉回路を形成するように
接続された放熱器を設Ｃブ、前記閉回路内を冷却材が循
環するようにすると良い。

く作用〉本発明によれば、吸熱板の内部に形成された流路に冷却
材を循環させ、別個に設けられた放熱器または熱交換器
を介して基板を充分かつ効率的に冷却することができる
。

〈実施例〉以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図に示すように、本発明による基板１は、互いに離
隔して平行に配置された前面２と後面３とそれらを一体
的に接続する枠材４とで構成さ、れる肉薄の吸熱板から
なり、その内部にはフィン５によって平面状に冷却材を
流通させるだめの複数の流路６が形成されている。この
吸熱板は、例えばアルミニウムなどの高伝熱性材料を用
いてろう付などにより形成される。吸熱板の前面２及び
後面３には、それぞれ仝面に亘って伝熱性樹脂からなる
絶縁層７．８が形成されている。第２図に示すように、
絶縁層７．８上には銅箔などからなる電子回路９．１０
が形成され、これらの回路上に発熱する素子１１．１２
が実装されている。枠材４の一側部の下端及び上端には
、それぞれ冷却材の注入管１３及び排出管１４が設けら
れている。

第１図に示すように、冷却材は注入管１３から矢印の方
向に吸熱板内に流入し、流路６内を各素子から発生する
熱を吸収しつつ上方へ移動し、排出管１４から排出され
る。本実施例に於ては流路６はフィン５により形成され
ているが、多数の管材を配設することにより形成するこ
ともできる。

以下に本発明による基板の使用要領について説明する。

本発明による基板は素子を実装した後に箱体内に挿入さ
れ、例えば第３図に示すように、別個に設けられた放熱
器と接続される。第３図に示された実施例に於ては、互
いに平行に配置された基板１の各注入管１３が冷却材を
供給するための管路１５と接続され、かつ各排出管１４
が吸熱した冷却材を排出するための管路１６と接続され
ることにより、放熱装置１７を介して閉回路を形成して
いる。

この実施例では、例えばシリコン系オイルのように熱に
よる体積変化の大きな熱媒体を冷却材として使用し、吸
熱作用による温度上昇に伴い冷却材が自然に循環する重
力循環方式を採用しているが、ポンプなどを用いて冷却
材を強制循環させても良い。

放熱装置１７は、従来の型式の空冷式フィン型放熱器で
あって、管路１６の前方に設けられたフィン１８を例え
ばリニアファン１９により空冷する。ファン１９を駆動
するモータ２０は、管路１１に取付けられた温度センナ
２１により感知される冷却材の温度に対応して、制御装
置２２により制御されるので、発熱量に応じて各基板を
適正な温度に維持することができる。また、管路１６に
リザーブタンク２３を設けることにより、回路内を循環
する冷却材の熱膨張などによる体積変化を吸収して圧力
の上昇を防止し、適当に維持することができる。

放熱装置１７は、リニアファン１９、モータ２０などを
使用しない自然放熱式とすることもできる。更に、放熱
器１７の代わりに熱交換器を設けて基板から発生する熱
を外部の冷却系統へ伝達することにより、冷却効果を一
層向上させることができる。この場合に、熱交換器を使
用せずに直接外部の冷却系統へ接続することにより、よ
り効率的に熱を排出することもできる。

〈発明の効果〉本発明に於ては、高伝熱性材料からなる基板の吸熱板内
部に冷却材の流路を設け、外部に設けられた放熱器と接
続することにより、前記基板を十分かつ効率的に冷却す
ることができるので、電子回路の高集積化を図ることが
できるなどの効果がおる。このために、本発明による基
板はスーパコンピュータの基板や特に発熱量の多いパワ
ーモジュール用基板として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による基板の実施例の一部破断斜視図で
ある。第２図は第１図示の基板の部分断面図である。第３図は本発明による基板を使用した冷却構造の概略図
である。１・・・基板　　　　　　２・・・前面３・・・後面　
　　　　　４・・・枠材５・・・フィン　　　　　６・
・・流路７．８・・・絶縁層　　　９．１０・・・回路
１１．１２・・・素子　　１３・・・注入管１４・・・
排出管　　　　１５．１６・・・管路１７・・・放熱器
　　　　１８・・・フィン１９・・・リニアファン　２
０・・・モータ２１・・・温度センサ　　２２・・・υ
制御装置２３・・・リザーブタンク

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高熱伝導性材料からなり、外部の冷却系統と接続
可能な冷却材のための流路を内部に備えることにより、
概ね全体的に冷却される吸熱板と、前記吸熱板の少なく
とも一方の面に設けられた伝熱性樹脂からなる絶縁層と
、前記絶縁層上に形成された電子回路とを有することを特
徴とする吸熱可能な基板。
（２）前記吸熱板の両面に、伝熱性樹脂からなる前記絶
縁層が設けられ、かつ前記電子回路が形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の吸熱可能
な基板。
（３）前記外部冷却系統が、前記吸熱板内部の流路と閉
回路を形成するように接続された放熱器を有し、前記閉
回路内を前記冷却材が循環するようになつていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項若しくは第２項に記載
の吸熱可能な基板。