JPS6345900A

JPS6345900A - 基板の冷却装置

Info

Publication number: JPS6345900A
Application number: JP19037186A
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、プリント基板等に実装された抵抗、ＩＣチッ
プなどの素子が発生する熱を吸収するための基板の冷却
装置に関する。

〈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。

このため、従来よりＩＣチップなどの素子に放熱用フィ
ンを直接に装着して放熱させる方法が採用されている。

しかし、最近の集積回路の高密度化に伴って発熱ωが増
大しているのに対して、放熱用フィンの面積には物理的
に制限がおるので十分な冷却効果を得ることができない
。

そこで、ヒートパイプを基板に取付けて放熱ωを増加さ
せたり、基板とは別個に設けられた管路に冷却液を流通
させ、該管路に取付けられた弾性部材を基板に実装され
た各素子に圧接して、発生する熱を吸収する方法が考え
られる。しかしながら、基板に実装された異なる素子の
組合せまたは配置に適応させてヒートパイプまたは冷却
用管路を設けることは困難であり、かつ組立が複雑にな
るなどの問題がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明は、上述の諸問題を解消して、あらゆる基板に対
してその素子の配置などに関わりなく使用でき、かつコ
ンパクトで効率の高い冷却装置を提供することにある。

〈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、基板と
対面して一体的に装着される冷却装置でおって、前記基
板と対向する平面を有し、内部に冷却材のための流路が
配設され、かつ前記平面を冷却可能な吸熱板と、前記基
板に装着した際にその発熱体と密接し得るように前記平
面に取り付けられた一定の弾性を有する伝熱部材とを有
することを特徴とする基板の冷却装置が提供される。

〈作用〉本発明によれば、冷却装置を該基板に一体的に装着する
のみで、前記各素子が発生する熱を前記弾性部材を介し
て吸熱板に伝達し、該吸熱板内部に設けられた流路に冷
却材を流通させて基板を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図に於て、本発明による冷却装置の吸熱板１は、装
着される基板と概ね同一の平面寸法を有し、互いに一定
距離をもって離隔して平行に配置された２枚の平板２．
３と、それらを一体向に接続する枠材４とからなる。吸
熱板１の内部には、一定間隔にフィン５を両平板２．３
間に装着することにより、平面状に冷却材を流通させる
ための複数の流路６が形成されている。フィン５の代わ
りに、例えば多数の管を配列することにより冷却材の流
路を形成することもできる。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７及び排出管８が設
（プられでいる。

基板と対面する平板２０表面には接触子９が取付けられ
ている。接触子９は、基板上の発熱する素子の配置に対
応して、例えばはんだ付などにより任意の位置に接着す
ることができる。接触子９は一般に熱伝導性の高い金属
材料などにより形成され、第２図に示すように、平板２
に接着される矩形の金属板からなる基部１０と、前記金
属板の中央部を口字状に切り起した弾性支持部１１と、
基板の素子と接触する延長部１２とからなる。第３図に
示すように、延長部１２の上面に熱伝導性材料からなる
接触部］３を別個に設けることもできる。また接触子９
は、第４図に示すように両端部を内向きに湾曲させて基
部１０に固着した板ばね状部材により弾性支持部１１を
形成し、かつその上面に接触部１３を設けることもでき
る。

このように構成された冷却装置は、第５図に示すように
、例えばスプリングクリップ１４により基板１５の発熱
する素子１６と対応する接触子９の接触部１３とが圧接
されるように、吸熱板１を基板１１に一体的に装着する
。素子１６から発生した熱は、接触子９を介して吸熱板
１に伝達され、流路６内を流通する冷却材に吸収される
。冷却材は、第１図に示すように矢印の方向に注入管７
から吸熱板１内に流入し、素子から発生する熱を吸収し
つつ流路６内を上方へ移動した後、排出管８から排出さ
れる。

各素子から発生する熱を吸熱板に伝達する伝熱部材とし
て、接触子９の代わりに第６図に示すように一定の弾性
を有する熱伝導性樹脂からなるシート材１７を平板２に
その全面に亘って、または基板の素子の位置に対応して
部分的に貼着することもできる。シート材１７を平板２
の全面に亘って貼着した場合には、素子の配置とは無関
係にあらゆる塞仮に装着できる利点がある。

第５図及び第６図の実施例に於ては、吸熱板１の一方の
平板２にのみ接触子９または熱伝導性樹脂シート材１７
が装着されているが、他方の平板３にも接触子または熱
伝導性樹脂シート材を装着することにより、１個の吸熱
板で２個の基板を同時に冷却することもできる。基板の
両側に素子が実装されている場合には、該基板の両側に
それぞれ吸熱板を８＠する。また、両面に接触子または
熱伝導性樹脂シートを装着した吸熱板と、両側に素子を
実装した基板とを交互に重ね合せて一体的に保持するこ
とにより、多数の基板を容易に効率的に冷却することが
できる。

本発明の冷却装置を実際に使用する場合には、例えば第
７図に示すように構成する。同図に於ては、基板に装着
された複数の吸熱板１が平行に配置され、各吸熱板の注
入管７が冷却材を供給するだめの管路１８と接続され、
かつ各排出管８が熱を吸収した冷却材を排出するための
管路１９と接続されており、放熱装置２０を介して閉回
路を形成している。この実施例で、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。

放熱器＠２０は、従来の型式の空冷式フィン型放熱器で
あって、管路１９の前方に設けられたフィン２１を例え
ばリニアファン２２により空冷する。ファン２２を駆動
するモータ２３は、管路１つに取付けられた温度センサ
２４により感知される冷却材の温度に対応して、制御装
置２５により制御されるので、基板の発熱量に応じて各
基板を適正な温度に維持することができる。また、管路
１９にリザーブタンク２６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２０は、リニアファン２２、モータ２３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２０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、基板と概ね同一の平面寸法を有しかつ
内部に冷却材の流路を設けた吸熱板を使用することによ
り、発熱する素子の配直に関りなく基板全体を概ね均等
に冷却することができ、かつ前記素子の位置に応じて該
素子と接触する伝熱部材を任意に配置することができる
ので、基板を効率的に冷却することができると共に、基
板の設計上自由度を増すことができるなど利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による実施例の一部破断斜視図である
。第２図乃至第４図は本発明による冷却装置に使用する接
触子の異なる実施例を示す斜視図である。第５図は第１図示の実施例の冷却装置を基板に装着した
状態を示す断面図である。第６図は本発明の別の実施例による第５図と同様の断面
図である。第７図は本発明による冷却装置の実際の使用状態を示す
概略図である。１・・・吸熱板　　　　　２．３・・・平板４・・・枠
材　　　　　　５・・・フィン６・・・流路　　　　　
　７・・・注入管８・・・排出管　　　　　９・・・接
触子１０・・・基部　　　　　１１・・・弾性支持部１
２・・・延長部　　　　１３・・・接触部１４・・・ス
プリングクリップ１５・・・基板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板と対面して一体的に装着される冷却装置であ
つて、前記基板と対向する平面を有し、内部に冷却材のための
流路が配設され、かつ前記平面を冷却可能な吸熱板と、前記基板に装着した際にその発熱体と密接し得るように
前記平面に取り付けられた一定の弾性を有する伝熱部材とを有することを特徴とする基板の冷却装置。
（２）前記平面が前記吸熱板の両面に設けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の基板の冷
却装置。
（３）前記伝熱部材が、前記平面上に接着される基部と
、前記基部上に設けられた弾性支持部と、前記弾性支持
部上に設けられ、かつ前記基板の発熱体と密接する接触
部とを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の基板の冷却装置。
（４）前記伝熱部材が前記平面に貼着される熱伝導性樹
脂シート材からなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の基板の冷却装置。