回路板熱伝達システム及びその組み立て方法
【課題】回路板組立体のための熱除去システム（２５０）を提供する。
【解決手段】熱除去システム（２５０）は、印刷回路板（ＰＣＢ）（１０６）と、該ＰＣＢを通って延在する少なくとも１つの熱的バイア（２２２）と、熱が前記ＰＣＢから前記少なくとも１つの熱的バイア及び当該熱界面材料（１２２）を通って除去されるように、前記少なくとも１つの熱的バイアに結合されている熱界面材料（ＴＩＭ）（１２２）とを含む。
【解決手段】熱除去システム（２５０）は、印刷回路板（ＰＣＢ）（１０６）と、該ＰＣＢを通って延在する少なくとも１つの熱的バイア（２２２）と、熱が前記ＰＣＢから前記少なくとも１つの熱的バイア及び当該熱界面材料（１２２）を通って除去されるように、前記少なくとも１つの熱的バイアに結合されている熱界面材料（ＴＩＭ）（１２２）とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本書に記載される内容は、一般的に云えば、印刷回路板（ＰＣＢ）組立体についての熱伝達を改善することに関し、より詳しくは、ＰＣＢと筐体との間の熱抵抗を低減するための熱界面材料及び熱的バイア(thermal via) に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大電力用装置を含んでいる組立体のような、熱をＰＣＢから筐体へ熱伝導によって除去するように設計された構成部品は、より多量の熱を除去することが問題になってきている。その理由は、新しく開発された処理装置が典型的にはより多くの回路を含み、従ってより大きな熱負荷を生じる傾向があるためであり、並びに／又は構成部品がより小形になり、従ってＰＣＢがより多数の構成部品を含むことができるようになり、これによってＰＣＢによって発生される熱量が大きくなるためである。
【０００３】
少なくとも幾種類かの既知のＰＣＢ組立体では、熱を除去するように設計された構成部品が、ＰＣＢ上の非伝導性基板に接触している。電気的に接地された筐体とＰＣＢ上の電気構成部品（例えば、回路平面及び／又は回路構成部品）との間での電気伝導を避けるために、少なくとも幾種類かのＰＣＢ組立体では、回路平面及び／又は回路構成部品に直接接触する熱除去構成部品が設けられていない。しかしながら、回路平面及び／又は回路構成部品は一般的にＰＣＢ上の主要な熱発生源である。回路平面及び／又は回路構成部品によって発生された熱が充分に除去及び／又は散逸されなかった場合、ＰＣＢ及び回路構成部品は損傷を受け及び／又は機能不良になる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６４４８５０９号
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一面においては、印刷回路板組立体を提供する。本組立体は、筐体と、前記筐体に結合されたヒートフレーム(heatframe) と、印刷回路板（ＰＣＢ）と、前記ＰＣＢと前記ヒートフレームとの間に結合された熱界面材料（ＴＩＭ）と、前記ＰＣＢを通って延在して前記ＴＩＭに結合された少なくとも１つの熱的バイアとを含み、また本組立体は、前記ＰＣＢから前記ＴＩＭ及び前記少なくとも１つの熱的バイアを介して前記筐体へ熱を伝達するように構成される。
【０００６】
本発明の別の面においては、熱除去システムを提供する。本熱除去システムは、印刷回路板（ＰＣＢ）と、前記ＰＣＢを通って延在する少なくとも１つの熱的バイアと、熱界面材料（ＴＩＭ）とを含み、該熱界面材料（ＴＩＭ）は、熱が前記ＰＣＢから前記少なくとも１つの熱的バイア及び当該ＴＩＭを通って除去されるように、前記少なくとも１つの熱的バイアに結合される。
【０００７】
本発明の更に別の面においては、印刷回路板組立体を組み立てる方法を提供する。本方法は、印刷回路板（ＰＣＢ）を用意する工程と、前記ＰＣＢ内に少なくとも１つの熱的バイアを配置する工程と、熱界面材料（ＴＩＭ）を前記少なくとも１つの熱的バイアに結合する工程と、前記ＴＩＭをヒートフレームに結合する工程と、熱が前記ＰＣＢから前記少なくとも１つの熱的バイア及び前記ＴＩＭを介して当該筐体へ伝達されるように、前記ヒートフレームを筐体に結合する工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、模範的な印刷回路板組立体の概略図である。
【図２】図２は、図１に示された印刷回路板組立体の一部分の概略図である。
【図３】図３は、図１に示された印刷回路板組立体に用いることのできる模範的な冷却構造の分解図である。
【図４】図４は、図３に示された冷却構造の断面図である。
【図５】図５は、図２に示された印刷回路板組立体を組み立てるために用いることのできる模範的な印刷回路板組立体の組み立て方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本書に記載される様々な実施形態は、印刷回路板（ＰＣＢ）で発生された熱の除去を促進する。熱伝導性の電気絶縁材料で構成された熱界面材料（ＴＩＭ）により、ヒートフレームをＰＣＢに結合する。ＰＣＢは、ＴＩＭに結合された少なくとも１つの熱的バイアを含む。ＰＣＢで発生された熱は、熱的バイア、ＴＩＭ及びヒートフレームを介して除去される。ＴＩＭが電気絶縁されているので、ＰＣＢ上の回路接地平面を熱的バイアに直接連結することができ、これにより、ＰＣＢから除去される熱量及び／又は熱流量を改善する。最後に、熱的バイアが回路接地平面に直接連結されるので、本書に記載したシステムは、既知のＰＣＢ組立体と比べて熱抵抗率が低く、従って、熱伝達特性が増大する。
【００１０】
図１は、印刷回路板（ＰＣＢ）組立体１００の概略図である。組立体１００は、筐体１０２、ヒートフレーム１０４、及びＰＣＢ１０６を含む。筐体１０２は低温壁１０８及び１１０を含み、低温壁１０８及び１１０はそれらの長さに沿って延在する溝穴１１２を形成する。低温壁１０８は下側表面１１４を持ち、また低温壁１１０は上側表面１１６を持つ。楔形固定具(wedgelock) １１８のような幅広の保持器又は他の適当な固定機構が、低温壁１０８及び１１０の内の一方又は両方とヒートフレーム１０４との間に結合される。模範的な実施形態では、楔形固定具１１８が下側表面１１４とヒートフレーム１０４との間に結合され且つそれらに突合せ接触する。低温壁１０８及び１１０は、後で詳しく説明するように、筐体１０２がヒート・シンク（放熱体）として動作するように、一定温度に保たれる。
【００１１】
模範的な実施形態では、楔形固定具１１８は、複数の個別の楔（図示せず）を介して、ヒートフレーム１０４と溝穴１１２の下側表面１１４との間に拡張して接触圧力を加えることによって、溝穴１１２内にヒートフレーム１０４を固定するように設計された機械的留め具である。一実施形態では、楔形固定具１１８は、拡張ネジ（図示せず）を用いて複数の楔を拡張して、ヒートフレーム１０４及び溝穴１１２の下側表面１１４の両方に圧力を加えさせることによって、溝穴１１２内にヒートフレーム１０４を機械的に固定する。楔形固定具１１８によって生じるこの圧力は、ヒートフレーム１０４を上側表面１１６及び低温壁１１０に対して押し付けて、後で詳しく説明するように、ＰＣＢ１０６から熱を除去し易くする。代替の形態では、楔形固定具１１８は、溝穴１１２内にヒートフレーム１０４を固定するのを容易にする任意の機械的留め具であってよい。
【００１２】
模範的な実施形態では、ヒートフレーム１０４は、熱伝導性金属、例えば、アルミニウム又は銅で製造される。代替の形態では、ヒートフレーム１０４は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の材料から製造される。ヒートフレーム１０４は取付け装置１２０によりＰＣＢ１０６に結合される。取付け装置１２０は、例えば、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、ピン・グリッド・アレイ（ＰＧＡ）、及び／又はランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）を含むことができる。また、熱界面材料（ＴＩＭ）１２２が、後で詳しく説明するように、ヒートフレーム１０４とＰＣＢ１０６との間に結合される。模範的な実施形態では、ＴＩＭ１２２は、ヒートフレーム１０４がＰＣＢ１０６に直接接触しないように、ヒートフレーム１０４とＰＣＢ１０６との間の間隔を維持する。代替の形態では、ヒートフレーム１０４は、ＰＣＢ１０６からの熱の除去を容易にするために、ＰＣＢ１０６の少なくとも一部分に直接接触させることができる。
【００１３】
模範的な実施形態では、ＴＩＭ１２２は、ＰＣＢ１０６の上側表面１３０とヒートフレーム１０４の下側表面１３２とに結合される。代替の形態では、ＴＩＭ１２２は、ＰＣＢ１０６とヒートフレーム１０４との間に、組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の場所及び／又は位置で結合することができる。更に、実施形態によっては、ＴＩＭ１２２は、ＰＣＢ１０６から除去される熱がヒートフレーム１０４を通過しないように、ＰＣＢ１０６と筐体１０２との間に結合することができる。
【００１４】
図２は、図１に示されたＰＣＢ組立体１００の一部分の断面図である。ＴＩＭ１２２は、ＴＩＭ１２２が熱エネルギ（すなわち、熱）を導くが電気を通さないように、熱伝導性であるが電気絶縁性の材料で構成される。ＰＣＢ１０６から効率よく熱を除去するために、ＴＩＭ１２２は、熱抵抗の低い材料で構成される。一実施形態では、ＴＩＭ１２２は、３．６ケルビン／ワット（Ｋ／Ｗ）の熱抵抗θを持つ。代替の形態では、ＴＩＭ１２２は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の材料で構成することができる。例えば、ＴＩＭ１２２は、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化硼素及び／又は銀が注入されたシリコンをベースとした材料とすることができる。
【００１５】
ＰＣＢ１０６は、ＰＣＢ基板２０４の層間に配置された複数の銅の回路平面２０２を含む。ＰＣＢ基板２０４は、誘電体材料で構成すること、例えば、ポリアミド樹脂及び／又はエポキシ樹脂を含浸させたガラス繊維シートで構成することができる。代替の形態では、ＰＣＢ基板２０４は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の材料で構成することができる。
【００１６】
模範的な実施形態では、ＰＣＢ１０６の複数の回路平面２０２には、第１の回路平面２１０、第２の回路平面２１２、第３の回路平面２１４及び第４の回路平面２１６が含まれる。これらの回路平面２０２は、ＰＣＢ１０６上に積み重ねた及び／又はオーバーラップした配向で配置される。模範的な実施形態では、第１の回路平面２１０がＰＣＢ１０６の上側表面１３０上に位置決めされる。第１、第２、第３及び第４の回路平面２１０、２１２、２１４及び２１６の各々は、回路接地平面（すなわち、接地電位を持つ回路平面）又は回路電力平面（すなわち、非ゼロ電位を持つ回路平面）を含むことができる。模範的な実施形態では４つの回路平面２０２が示されているが、ＰＣＢ１０６は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の数の回路平面２０２を含むことができる。
【００１７】
模範的な実施形態では、少なくとも１つの開口２２０がＰＣＢ１０６を貫通する。開口２２０は、ＰＣＢ基板２０４、第１の回路平面２１０、第２の回路平面２１２、第３の回路平面２１４及び第４の回路平面２１６を通って延在する。模範的な実施形態では、開口２２０はほぼ円筒形であって、上側表面１３０に対してほぼ垂直な方向にＰＣＢ１０６を貫通する。代替の形態では、開口２２０は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の適当な形状及び／又は配向を持つことができる。例えば、実施形態によっては、開口２２０は、上側表面１３０に対して斜めに又は平行に配向することができる。
【００１８】
熱的バイア２２２が開口２２０を通って延在する。模範的な実施形態では、熱的バイア２２２はＰＣＢ１０６の上側表面１３０から下側表面２２４まで延在する。代替の形態では、熱的バイア２２２はＰＣＢ１０６の一部分のみを通って延在する。更に、実施形態によっては、開口２２０を通って延在する代わりに、熱的バイア２２２はＰＣＢ１０６の縁部２２６に沿って延在する。
【００１９】
熱的バイア２２２はＴＩＭ１２２に結合される。ＴＩＭ１２２、熱的バイア２２２及びＰＣＢ１０６は、熱除去システム２５０を形成する。ＰＣＢ１０６から筐体１０２への熱の伝達を容易にするために、回路平面２０２によって発生された熱が熱除去システム２５０に導かれるように、少なくとも１つの回路平面２０２が熱的バイア２２２に連結される。本書で用いられる場合、回路平面２０２を熱的バイア２２２に「連結」するとは、熱を回路平面２０２から熱的バイア２２２へ伝達できるように回路平面２０２を熱的バイア２２２に電気的及び／又は機械的に結合することを意味する。例えば、実施形態によっては、開口２２０は、回路平面２０２に接触するメッキ被覆を含み、このメッキ被覆を介して熱的バイア２２２が回路平面２０２に結合される。この代わりに、回路平面２０２は電気リードによって熱的バイア２２２に連結することができる。更に、実施形態によっては、熱的バイア２２２は回路平面２０２に突合せ接触することができる。模範的な実施形態では、第３の回路平面２１４が接触点２６０で熱的バイア２２２に連結される。代替の形態では、第１、第２、第３及び第４の回路平面２１０、２１２、２１４及び２１６のいずれかを、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の手段によって、熱的バイア２２２に連結することができる。熱エネルギがまた、熱的バイア２２２を取り囲むＰＣＢ基板２０４からも熱的バイア２２２へ流入することができる。
【００２０】
ＰＣＢ１０６からの熱の除去を容易にするために、熱的バイア２２２は熱伝導性材料で構成される。ＴＩＭ１２２が存在するので、熱的バイア２２２はヒートフレーム１０４及び筐体１０２から電気的に隔離される。従って、熱的バイア２２２に連結された回路平面２０２もまた、ヒートフレーム１０４及び筐体１０２から電気的に隔離される。このことから、模範的な実施形態では、熱的バイア２２２は、例えば銅のような、導電性材料で構成される。この代わりに、熱的バイア２２２は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の材料で構成することができる。
【００２１】
前に述べたように、回路平面２０２には回路接地平面及び／又は回路電力平面を含むことができる。従って、熱的バイア２２２は、少なくとも１つの回路接地平面又は少なくとも１つの回路電力平面に連結することができる。更に、図２には唯一つの熱的バイア２２２しか示していないが、実施形態によっては、ＰＣＢ１０６は熱的バイア２２２の配列を含み、その各々はＴＩＭ１２２に結合することができる。実施形態によっては、第１の熱的バイアをＰＣＢ１０６上の回路接地平面に連結し、また第２の熱的バイアをＰＣＢ１０６上の回路電力平面に連結することができる。
【００２２】
動作について説明すると、ＰＣＢ１０６及び／又は複数の回路平面２０２が熱を発生する。より具体的に述べると、これらの回路平面２０２に結合され及び／又はそれらの上に配置された通電回路が熱を発生する。ＰＣＢ１０６からの熱の除去を容易にするために、第１の低温壁１０８、第２の低温壁１１０及び／又は筐体１０２をＰＣＢ１０６の温度よりも冷たい一定の温度に保って、ＰＣＢ１０６で発生される熱が筐体１０２へ流れるようにする。図２に示された実施形態について、より具体的に説明すると、第３の回路平面２１４で発生された熱が接触点２６０を通って熱的バイア２２２へ流入する。熱的バイア２２２から、熱はＴＩＭ１２２を通ってヒートフレーム１０４へ流入する。更に、低温壁１０８及び１１０がＰＣＢ１０６の温度よりも冷たい一定の温度に保たれ、且つ楔形固定具１１８がヒートフレーム１０４を低温壁１１０に対して押し付けているので、熱はヒートフレーム１０４を通って筐体１０２へ流入する。このように、熱的バイア２２２、ＴＩＭ１２２及びヒートフレーム１０４は、回路平面２０２から筐体１０２への直接的な熱流路を提供する。しかしながら、ＴＩＭ１２２が電気絶縁されているので、電気は回路平面２０２から筐体１０２へ導通しない。従って、ＴＩＭ１２２及び熱的バイア２２２はＰＣＢ１０６上の回路平面２０２から直接的に熱を除去しながら、回路平面２０２と筐体１０２との間を電気絶縁状態に維持する。
【００２３】
図３は、図１に示されているＰＣＢ組立体１００に用いることのできる模範的な冷却構造３００の分解図である。図４は、図３に示されている冷却構造３００の断面図である。図３及び図４に示されている実施形態では、ヒートフレーム３０２が取付け点３０６でＰＣＢ３０４に取り付けられる。図３及び図４には唯一つの取付け点３０６しか示されていないが、ヒートフレーム３０２は、冷却構造３００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の数の取付け点３０６でＰＣＢ３０４に取り付けることができる。
【００２４】
ヒートフレーム３０２は、例えば取付けネジのような取付け用構成部品３０８によってＰＣＢ３０４に取り付けることができる。取付け用構成部品３０８は、ＰＣＢ３０４中の開口３１０を通って延在する。模範的な実施形態では、開口３１０は、ＰＣＢ３０４上の表面層３２０、第１の平面層３２２、通路層３２４及び第２の平面層３２６を通って延在する。第１の平面層３２２、通路層３２４及び第２の平面層３２６は、ＰＣＢ基板３２８によって分離されている。第１及び第２の平面層３２２及び３２６は通電回路を含み、他方、通路層３２４の少なくとも一部分は通電回路を含んでいない。代替の形態では、ＰＣＢ３０４は、冷却構造３００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の数及び／又は配列の層を含むことができる。
【００２５】
模範的な実施形態では、冷却板３３０が通路層３２４において取付け用構成部品３０８に結合される。冷却板３３０は実質的に通路層３２４と同一平面上にある。更に、模範的な実施形態では冷却板３３０は実質的に環状形状を持つが、その代わりに冷却板３３０は、四角、矩形及び／又は多角形のような任意の適当な形状を持つことができる。前に述べたように、通路層３２４の少なくとも一部分は通電回路を含んでいない。従って、冷却板３３０はＰＣＢ３０４上の通電回路から電気的に隔離される。より具体的に述べると、冷却板３３０はＰＣＢ基板３２８によって第１及び第２の平面層３２２及び３２６から電気的に隔離される。
【００２６】
模範的な実施形態では、冷却板３３０は第１及び第２の平面層３２２及び３２６の少なくとも一部分にオーバーラップするように成形及び配向される。従って、第１の平面層３２２及び／又は第２の平面層３２６上で熱が発生されたとき、その発生された熱は、熱伝達経路３４０及び３４２に沿って、第１の平面層３２２及び／又は第２の平面層３２６からＰＣＢ基板３２８を通って冷却板３３０へ流れる。更に、熱は、熱伝達経路３４４に沿って、冷却板３３０から取付け用構成部品３０８を通ってヒートフレーム３０２へ流れる。従って、冷却構造３００は、冷却板３３０と第１及び第２の平面層３２２及び３２６との間の電気的隔離を維持しながら、第１の平面層３２２及び／又は第２の平面層３２６上に発生された熱を除去するの容易にする。
【００２７】
図５は、ＰＣＢ組立体１００のようなＰＣＢ組立体を組み立てるための模範的な方法５００の流れ図である。方法５００は、ＰＣＢ１０６のようなＰＣＢを用意する工程５０２を含む。工程５０４で、熱的バイア２２２のような少なくとも１つの熱的バイアをＰＣＢ内に配置する。ＰＣＢからの熱の除去を容易にするために、工程５０６で、少なくとも１つの熱的バイアに、ＴＩＭ１２２のようなＴＩＭを結合する。工程５０８で、ＴＩＭはまた、ヒートフレーム１０４のようなヒートフレームにも結合する。工程５１０で、ヒートフレームを、筐体１０２のような筐体に結合する。筐体はＰＣＢの温度よりも低い温度に保って、これにより、ＰＣＢで熱が発生されたとき、その発生された熱が熱的バイアを通り、次いでＴＩＭを通り、次いでヒートフレームを通って筐体へ流れるようにする。これは、ＰＣＢとその上に設けられた任意の電気及び／又は回路構成部品との冷却を促進する。
【００２８】
本書に記載したシステム及び方法は、印刷回路板（ＰＣＢ）で発生された熱の除去を容易にする。熱伝導性で電気絶縁性の材料で構成された熱界面材料（ＴＩＭ）により、ヒートフレームをＰＣＢに結合する。ＰＣＢは、ＴＩＭに結合された少なくとも１つの熱的バイアを含む。ＰＣＢで発生された熱は、熱的バイア、ＴＩＭ及びヒートフレームを通って除去される。ＴＩＭが電気絶縁されているので、ＰＣＢ上の回路接地平面を熱的バイアに直接に連結することができ、これにより、ＰＣＢから除去される熱量及び／又は熱流量が改善される。最後に、熱的バイアを回路接地平面に直接連結することができるので、本書で述べたシステムは既知のＰＣＢ組立体と比べて熱抵抗が低く、従って、熱伝達特性が増大する。
【００２９】
以上、ＰＣＢから熱を除去するためのシステムの模範的な実施形態を詳しく説明した。本発明の方法及びシステムは、本書に述べた特定の実施形態に制限されず、むしろシステムの様々な構成部品及び／又は方法の様々な工程を、本書に記載した他の構成部品及び／又は工程とは独立に且つ別々に利用することができる。本発明の方法及びシステムは、他の装置と組み合わせて用いることができ、また本書に記載したシステム及び方法のみにより実施することに制限されない。例えば、本書に述べたＴＩＭ及び熱的バイアは、電源ユニットと基板との間、筐体と冷却フィンとの間、筐体と基板との間などで熱を伝達するために使用することができる。従って、模範的な実施形態は、多数の他の用途について具現化し利用することができる。
【００３０】
本発明の様々な実施形態の特定の特徴を幾分かの図面に示し且つ他の図面には示さないが、これは単に便宜のためにすぎない。本発明の原理に従って、図面の任意の特徴を任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて引用し及び／又は請求することができる。
【００３１】
本明細書は、最良の実施形態を含めて、本発明を開示するために、また当業者が任意の装置又はシステムを作成し使用し、且つ任意の採用した方法を遂行すること含めて、本発明を実施できるようにするために、様々な例を使用した。本発明の特許可能な範囲は「特許請求の範囲」の記載に定めており、また当業者に考えられる他の例を含み得る。このような他の例は、それらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない構造的要素を持つ場合、或いはそれらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３２】
１００ ＰＣＢ組立体
１０２ 筐体
１０４ ヒートフレーム
１０６ 印刷回路板（ＰＣＢ）
１０８、１１０ 低温壁
１１２ 溝穴
１１４ 下側表面
１１６ 上側表面
１１８ 楔形固定具
１２０ 取付け装置
１２２ 熱界面材料（ＴＩＭ）
１３０ 上側表面
１３２ 下側表面
２０２ 回路平面
２０４ ＰＣＢ基板
２１０ 第１の回路平面
２１２ 第２の回路平面
２１４ 第３の回路平面
２１６ 第４の回路平面
２２０ 開口
２２２ 熱的バイア
２２４ 下側表面
２２６ 縁部
２５０ 熱除去システム
２６０ 接触点
３００ 冷却構造
３０２ ヒートフレーム
３０４ ＰＣＢ
３０６ 取付け点
３０８ 取付け用構成部品
３１０ 開口
３２０ 表面層
３２２ 第１の平面層
３２４ 通路層
３２６ 第２の平面層
３２８ ＰＣＢ基板
３３０ 冷却板
３４０、３４２、３４４ 熱伝達経路
５００ 印刷回路板組立体の組み立て方法
【技術分野】
【０００１】
本書に記載される内容は、一般的に云えば、印刷回路板（ＰＣＢ）組立体についての熱伝達を改善することに関し、より詳しくは、ＰＣＢと筐体との間の熱抵抗を低減するための熱界面材料及び熱的バイア(thermal via) に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大電力用装置を含んでいる組立体のような、熱をＰＣＢから筐体へ熱伝導によって除去するように設計された構成部品は、より多量の熱を除去することが問題になってきている。その理由は、新しく開発された処理装置が典型的にはより多くの回路を含み、従ってより大きな熱負荷を生じる傾向があるためであり、並びに／又は構成部品がより小形になり、従ってＰＣＢがより多数の構成部品を含むことができるようになり、これによってＰＣＢによって発生される熱量が大きくなるためである。
【０００３】
少なくとも幾種類かの既知のＰＣＢ組立体では、熱を除去するように設計された構成部品が、ＰＣＢ上の非伝導性基板に接触している。電気的に接地された筐体とＰＣＢ上の電気構成部品（例えば、回路平面及び／又は回路構成部品）との間での電気伝導を避けるために、少なくとも幾種類かのＰＣＢ組立体では、回路平面及び／又は回路構成部品に直接接触する熱除去構成部品が設けられていない。しかしながら、回路平面及び／又は回路構成部品は一般的にＰＣＢ上の主要な熱発生源である。回路平面及び／又は回路構成部品によって発生された熱が充分に除去及び／又は散逸されなかった場合、ＰＣＢ及び回路構成部品は損傷を受け及び／又は機能不良になる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６４４８５０９号
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一面においては、印刷回路板組立体を提供する。本組立体は、筐体と、前記筐体に結合されたヒートフレーム(heatframe) と、印刷回路板（ＰＣＢ）と、前記ＰＣＢと前記ヒートフレームとの間に結合された熱界面材料（ＴＩＭ）と、前記ＰＣＢを通って延在して前記ＴＩＭに結合された少なくとも１つの熱的バイアとを含み、また本組立体は、前記ＰＣＢから前記ＴＩＭ及び前記少なくとも１つの熱的バイアを介して前記筐体へ熱を伝達するように構成される。
【０００６】
本発明の別の面においては、熱除去システムを提供する。本熱除去システムは、印刷回路板（ＰＣＢ）と、前記ＰＣＢを通って延在する少なくとも１つの熱的バイアと、熱界面材料（ＴＩＭ）とを含み、該熱界面材料（ＴＩＭ）は、熱が前記ＰＣＢから前記少なくとも１つの熱的バイア及び当該ＴＩＭを通って除去されるように、前記少なくとも１つの熱的バイアに結合される。
【０００７】
本発明の更に別の面においては、印刷回路板組立体を組み立てる方法を提供する。本方法は、印刷回路板（ＰＣＢ）を用意する工程と、前記ＰＣＢ内に少なくとも１つの熱的バイアを配置する工程と、熱界面材料（ＴＩＭ）を前記少なくとも１つの熱的バイアに結合する工程と、前記ＴＩＭをヒートフレームに結合する工程と、熱が前記ＰＣＢから前記少なくとも１つの熱的バイア及び前記ＴＩＭを介して当該筐体へ伝達されるように、前記ヒートフレームを筐体に結合する工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、模範的な印刷回路板組立体の概略図である。
【図２】図２は、図１に示された印刷回路板組立体の一部分の概略図である。
【図３】図３は、図１に示された印刷回路板組立体に用いることのできる模範的な冷却構造の分解図である。
【図４】図４は、図３に示された冷却構造の断面図である。
【図５】図５は、図２に示された印刷回路板組立体を組み立てるために用いることのできる模範的な印刷回路板組立体の組み立て方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本書に記載される様々な実施形態は、印刷回路板（ＰＣＢ）で発生された熱の除去を促進する。熱伝導性の電気絶縁材料で構成された熱界面材料（ＴＩＭ）により、ヒートフレームをＰＣＢに結合する。ＰＣＢは、ＴＩＭに結合された少なくとも１つの熱的バイアを含む。ＰＣＢで発生された熱は、熱的バイア、ＴＩＭ及びヒートフレームを介して除去される。ＴＩＭが電気絶縁されているので、ＰＣＢ上の回路接地平面を熱的バイアに直接連結することができ、これにより、ＰＣＢから除去される熱量及び／又は熱流量を改善する。最後に、熱的バイアが回路接地平面に直接連結されるので、本書に記載したシステムは、既知のＰＣＢ組立体と比べて熱抵抗率が低く、従って、熱伝達特性が増大する。
【００１０】
図１は、印刷回路板（ＰＣＢ）組立体１００の概略図である。組立体１００は、筐体１０２、ヒートフレーム１０４、及びＰＣＢ１０６を含む。筐体１０２は低温壁１０８及び１１０を含み、低温壁１０８及び１１０はそれらの長さに沿って延在する溝穴１１２を形成する。低温壁１０８は下側表面１１４を持ち、また低温壁１１０は上側表面１１６を持つ。楔形固定具(wedgelock) １１８のような幅広の保持器又は他の適当な固定機構が、低温壁１０８及び１１０の内の一方又は両方とヒートフレーム１０４との間に結合される。模範的な実施形態では、楔形固定具１１８が下側表面１１４とヒートフレーム１０４との間に結合され且つそれらに突合せ接触する。低温壁１０８及び１１０は、後で詳しく説明するように、筐体１０２がヒート・シンク（放熱体）として動作するように、一定温度に保たれる。
【００１１】
模範的な実施形態では、楔形固定具１１８は、複数の個別の楔（図示せず）を介して、ヒートフレーム１０４と溝穴１１２の下側表面１１４との間に拡張して接触圧力を加えることによって、溝穴１１２内にヒートフレーム１０４を固定するように設計された機械的留め具である。一実施形態では、楔形固定具１１８は、拡張ネジ（図示せず）を用いて複数の楔を拡張して、ヒートフレーム１０４及び溝穴１１２の下側表面１１４の両方に圧力を加えさせることによって、溝穴１１２内にヒートフレーム１０４を機械的に固定する。楔形固定具１１８によって生じるこの圧力は、ヒートフレーム１０４を上側表面１１６及び低温壁１１０に対して押し付けて、後で詳しく説明するように、ＰＣＢ１０６から熱を除去し易くする。代替の形態では、楔形固定具１１８は、溝穴１１２内にヒートフレーム１０４を固定するのを容易にする任意の機械的留め具であってよい。
【００１２】
模範的な実施形態では、ヒートフレーム１０４は、熱伝導性金属、例えば、アルミニウム又は銅で製造される。代替の形態では、ヒートフレーム１０４は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の材料から製造される。ヒートフレーム１０４は取付け装置１２０によりＰＣＢ１０６に結合される。取付け装置１２０は、例えば、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、ピン・グリッド・アレイ（ＰＧＡ）、及び／又はランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）を含むことができる。また、熱界面材料（ＴＩＭ）１２２が、後で詳しく説明するように、ヒートフレーム１０４とＰＣＢ１０６との間に結合される。模範的な実施形態では、ＴＩＭ１２２は、ヒートフレーム１０４がＰＣＢ１０６に直接接触しないように、ヒートフレーム１０４とＰＣＢ１０６との間の間隔を維持する。代替の形態では、ヒートフレーム１０４は、ＰＣＢ１０６からの熱の除去を容易にするために、ＰＣＢ１０６の少なくとも一部分に直接接触させることができる。
【００１３】
模範的な実施形態では、ＴＩＭ１２２は、ＰＣＢ１０６の上側表面１３０とヒートフレーム１０４の下側表面１３２とに結合される。代替の形態では、ＴＩＭ１２２は、ＰＣＢ１０６とヒートフレーム１０４との間に、組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の場所及び／又は位置で結合することができる。更に、実施形態によっては、ＴＩＭ１２２は、ＰＣＢ１０６から除去される熱がヒートフレーム１０４を通過しないように、ＰＣＢ１０６と筐体１０２との間に結合することができる。
【００１４】
図２は、図１に示されたＰＣＢ組立体１００の一部分の断面図である。ＴＩＭ１２２は、ＴＩＭ１２２が熱エネルギ（すなわち、熱）を導くが電気を通さないように、熱伝導性であるが電気絶縁性の材料で構成される。ＰＣＢ１０６から効率よく熱を除去するために、ＴＩＭ１２２は、熱抵抗の低い材料で構成される。一実施形態では、ＴＩＭ１２２は、３．６ケルビン／ワット（Ｋ／Ｗ）の熱抵抗θを持つ。代替の形態では、ＴＩＭ１２２は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の材料で構成することができる。例えば、ＴＩＭ１２２は、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化硼素及び／又は銀が注入されたシリコンをベースとした材料とすることができる。
【００１５】
ＰＣＢ１０６は、ＰＣＢ基板２０４の層間に配置された複数の銅の回路平面２０２を含む。ＰＣＢ基板２０４は、誘電体材料で構成すること、例えば、ポリアミド樹脂及び／又はエポキシ樹脂を含浸させたガラス繊維シートで構成することができる。代替の形態では、ＰＣＢ基板２０４は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の材料で構成することができる。
【００１６】
模範的な実施形態では、ＰＣＢ１０６の複数の回路平面２０２には、第１の回路平面２１０、第２の回路平面２１２、第３の回路平面２１４及び第４の回路平面２１６が含まれる。これらの回路平面２０２は、ＰＣＢ１０６上に積み重ねた及び／又はオーバーラップした配向で配置される。模範的な実施形態では、第１の回路平面２１０がＰＣＢ１０６の上側表面１３０上に位置決めされる。第１、第２、第３及び第４の回路平面２１０、２１２、２１４及び２１６の各々は、回路接地平面（すなわち、接地電位を持つ回路平面）又は回路電力平面（すなわち、非ゼロ電位を持つ回路平面）を含むことができる。模範的な実施形態では４つの回路平面２０２が示されているが、ＰＣＢ１０６は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の数の回路平面２０２を含むことができる。
【００１７】
模範的な実施形態では、少なくとも１つの開口２２０がＰＣＢ１０６を貫通する。開口２２０は、ＰＣＢ基板２０４、第１の回路平面２１０、第２の回路平面２１２、第３の回路平面２１４及び第４の回路平面２１６を通って延在する。模範的な実施形態では、開口２２０はほぼ円筒形であって、上側表面１３０に対してほぼ垂直な方向にＰＣＢ１０６を貫通する。代替の形態では、開口２２０は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の適当な形状及び／又は配向を持つことができる。例えば、実施形態によっては、開口２２０は、上側表面１３０に対して斜めに又は平行に配向することができる。
【００１８】
熱的バイア２２２が開口２２０を通って延在する。模範的な実施形態では、熱的バイア２２２はＰＣＢ１０６の上側表面１３０から下側表面２２４まで延在する。代替の形態では、熱的バイア２２２はＰＣＢ１０６の一部分のみを通って延在する。更に、実施形態によっては、開口２２０を通って延在する代わりに、熱的バイア２２２はＰＣＢ１０６の縁部２２６に沿って延在する。
【００１９】
熱的バイア２２２はＴＩＭ１２２に結合される。ＴＩＭ１２２、熱的バイア２２２及びＰＣＢ１０６は、熱除去システム２５０を形成する。ＰＣＢ１０６から筐体１０２への熱の伝達を容易にするために、回路平面２０２によって発生された熱が熱除去システム２５０に導かれるように、少なくとも１つの回路平面２０２が熱的バイア２２２に連結される。本書で用いられる場合、回路平面２０２を熱的バイア２２２に「連結」するとは、熱を回路平面２０２から熱的バイア２２２へ伝達できるように回路平面２０２を熱的バイア２２２に電気的及び／又は機械的に結合することを意味する。例えば、実施形態によっては、開口２２０は、回路平面２０２に接触するメッキ被覆を含み、このメッキ被覆を介して熱的バイア２２２が回路平面２０２に結合される。この代わりに、回路平面２０２は電気リードによって熱的バイア２２２に連結することができる。更に、実施形態によっては、熱的バイア２２２は回路平面２０２に突合せ接触することができる。模範的な実施形態では、第３の回路平面２１４が接触点２６０で熱的バイア２２２に連結される。代替の形態では、第１、第２、第３及び第４の回路平面２１０、２１２、２１４及び２１６のいずれかを、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の手段によって、熱的バイア２２２に連結することができる。熱エネルギがまた、熱的バイア２２２を取り囲むＰＣＢ基板２０４からも熱的バイア２２２へ流入することができる。
【００２０】
ＰＣＢ１０６からの熱の除去を容易にするために、熱的バイア２２２は熱伝導性材料で構成される。ＴＩＭ１２２が存在するので、熱的バイア２２２はヒートフレーム１０４及び筐体１０２から電気的に隔離される。従って、熱的バイア２２２に連結された回路平面２０２もまた、ヒートフレーム１０４及び筐体１０２から電気的に隔離される。このことから、模範的な実施形態では、熱的バイア２２２は、例えば銅のような、導電性材料で構成される。この代わりに、熱的バイア２２２は、ＰＣＢ組立体１００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の材料で構成することができる。
【００２１】
前に述べたように、回路平面２０２には回路接地平面及び／又は回路電力平面を含むことができる。従って、熱的バイア２２２は、少なくとも１つの回路接地平面又は少なくとも１つの回路電力平面に連結することができる。更に、図２には唯一つの熱的バイア２２２しか示していないが、実施形態によっては、ＰＣＢ１０６は熱的バイア２２２の配列を含み、その各々はＴＩＭ１２２に結合することができる。実施形態によっては、第１の熱的バイアをＰＣＢ１０６上の回路接地平面に連結し、また第２の熱的バイアをＰＣＢ１０６上の回路電力平面に連結することができる。
【００２２】
動作について説明すると、ＰＣＢ１０６及び／又は複数の回路平面２０２が熱を発生する。より具体的に述べると、これらの回路平面２０２に結合され及び／又はそれらの上に配置された通電回路が熱を発生する。ＰＣＢ１０６からの熱の除去を容易にするために、第１の低温壁１０８、第２の低温壁１１０及び／又は筐体１０２をＰＣＢ１０６の温度よりも冷たい一定の温度に保って、ＰＣＢ１０６で発生される熱が筐体１０２へ流れるようにする。図２に示された実施形態について、より具体的に説明すると、第３の回路平面２１４で発生された熱が接触点２６０を通って熱的バイア２２２へ流入する。熱的バイア２２２から、熱はＴＩＭ１２２を通ってヒートフレーム１０４へ流入する。更に、低温壁１０８及び１１０がＰＣＢ１０６の温度よりも冷たい一定の温度に保たれ、且つ楔形固定具１１８がヒートフレーム１０４を低温壁１１０に対して押し付けているので、熱はヒートフレーム１０４を通って筐体１０２へ流入する。このように、熱的バイア２２２、ＴＩＭ１２２及びヒートフレーム１０４は、回路平面２０２から筐体１０２への直接的な熱流路を提供する。しかしながら、ＴＩＭ１２２が電気絶縁されているので、電気は回路平面２０２から筐体１０２へ導通しない。従って、ＴＩＭ１２２及び熱的バイア２２２はＰＣＢ１０６上の回路平面２０２から直接的に熱を除去しながら、回路平面２０２と筐体１０２との間を電気絶縁状態に維持する。
【００２３】
図３は、図１に示されているＰＣＢ組立体１００に用いることのできる模範的な冷却構造３００の分解図である。図４は、図３に示されている冷却構造３００の断面図である。図３及び図４に示されている実施形態では、ヒートフレーム３０２が取付け点３０６でＰＣＢ３０４に取り付けられる。図３及び図４には唯一つの取付け点３０６しか示されていないが、ヒートフレーム３０２は、冷却構造３００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の数の取付け点３０６でＰＣＢ３０４に取り付けることができる。
【００２４】
ヒートフレーム３０２は、例えば取付けネジのような取付け用構成部品３０８によってＰＣＢ３０４に取り付けることができる。取付け用構成部品３０８は、ＰＣＢ３０４中の開口３１０を通って延在する。模範的な実施形態では、開口３１０は、ＰＣＢ３０４上の表面層３２０、第１の平面層３２２、通路層３２４及び第２の平面層３２６を通って延在する。第１の平面層３２２、通路層３２４及び第２の平面層３２６は、ＰＣＢ基板３２８によって分離されている。第１及び第２の平面層３２２及び３２６は通電回路を含み、他方、通路層３２４の少なくとも一部分は通電回路を含んでいない。代替の形態では、ＰＣＢ３０４は、冷却構造３００が本書で述べるように機能することを可能にする任意の数及び／又は配列の層を含むことができる。
【００２５】
模範的な実施形態では、冷却板３３０が通路層３２４において取付け用構成部品３０８に結合される。冷却板３３０は実質的に通路層３２４と同一平面上にある。更に、模範的な実施形態では冷却板３３０は実質的に環状形状を持つが、その代わりに冷却板３３０は、四角、矩形及び／又は多角形のような任意の適当な形状を持つことができる。前に述べたように、通路層３２４の少なくとも一部分は通電回路を含んでいない。従って、冷却板３３０はＰＣＢ３０４上の通電回路から電気的に隔離される。より具体的に述べると、冷却板３３０はＰＣＢ基板３２８によって第１及び第２の平面層３２２及び３２６から電気的に隔離される。
【００２６】
模範的な実施形態では、冷却板３３０は第１及び第２の平面層３２２及び３２６の少なくとも一部分にオーバーラップするように成形及び配向される。従って、第１の平面層３２２及び／又は第２の平面層３２６上で熱が発生されたとき、その発生された熱は、熱伝達経路３４０及び３４２に沿って、第１の平面層３２２及び／又は第２の平面層３２６からＰＣＢ基板３２８を通って冷却板３３０へ流れる。更に、熱は、熱伝達経路３４４に沿って、冷却板３３０から取付け用構成部品３０８を通ってヒートフレーム３０２へ流れる。従って、冷却構造３００は、冷却板３３０と第１及び第２の平面層３２２及び３２６との間の電気的隔離を維持しながら、第１の平面層３２２及び／又は第２の平面層３２６上に発生された熱を除去するの容易にする。
【００２７】
図５は、ＰＣＢ組立体１００のようなＰＣＢ組立体を組み立てるための模範的な方法５００の流れ図である。方法５００は、ＰＣＢ１０６のようなＰＣＢを用意する工程５０２を含む。工程５０４で、熱的バイア２２２のような少なくとも１つの熱的バイアをＰＣＢ内に配置する。ＰＣＢからの熱の除去を容易にするために、工程５０６で、少なくとも１つの熱的バイアに、ＴＩＭ１２２のようなＴＩＭを結合する。工程５０８で、ＴＩＭはまた、ヒートフレーム１０４のようなヒートフレームにも結合する。工程５１０で、ヒートフレームを、筐体１０２のような筐体に結合する。筐体はＰＣＢの温度よりも低い温度に保って、これにより、ＰＣＢで熱が発生されたとき、その発生された熱が熱的バイアを通り、次いでＴＩＭを通り、次いでヒートフレームを通って筐体へ流れるようにする。これは、ＰＣＢとその上に設けられた任意の電気及び／又は回路構成部品との冷却を促進する。
【００２８】
本書に記載したシステム及び方法は、印刷回路板（ＰＣＢ）で発生された熱の除去を容易にする。熱伝導性で電気絶縁性の材料で構成された熱界面材料（ＴＩＭ）により、ヒートフレームをＰＣＢに結合する。ＰＣＢは、ＴＩＭに結合された少なくとも１つの熱的バイアを含む。ＰＣＢで発生された熱は、熱的バイア、ＴＩＭ及びヒートフレームを通って除去される。ＴＩＭが電気絶縁されているので、ＰＣＢ上の回路接地平面を熱的バイアに直接に連結することができ、これにより、ＰＣＢから除去される熱量及び／又は熱流量が改善される。最後に、熱的バイアを回路接地平面に直接連結することができるので、本書で述べたシステムは既知のＰＣＢ組立体と比べて熱抵抗が低く、従って、熱伝達特性が増大する。
【００２９】
以上、ＰＣＢから熱を除去するためのシステムの模範的な実施形態を詳しく説明した。本発明の方法及びシステムは、本書に述べた特定の実施形態に制限されず、むしろシステムの様々な構成部品及び／又は方法の様々な工程を、本書に記載した他の構成部品及び／又は工程とは独立に且つ別々に利用することができる。本発明の方法及びシステムは、他の装置と組み合わせて用いることができ、また本書に記載したシステム及び方法のみにより実施することに制限されない。例えば、本書に述べたＴＩＭ及び熱的バイアは、電源ユニットと基板との間、筐体と冷却フィンとの間、筐体と基板との間などで熱を伝達するために使用することができる。従って、模範的な実施形態は、多数の他の用途について具現化し利用することができる。
【００３０】
本発明の様々な実施形態の特定の特徴を幾分かの図面に示し且つ他の図面には示さないが、これは単に便宜のためにすぎない。本発明の原理に従って、図面の任意の特徴を任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて引用し及び／又は請求することができる。
【００３１】
本明細書は、最良の実施形態を含めて、本発明を開示するために、また当業者が任意の装置又はシステムを作成し使用し、且つ任意の採用した方法を遂行すること含めて、本発明を実施できるようにするために、様々な例を使用した。本発明の特許可能な範囲は「特許請求の範囲」の記載に定めており、また当業者に考えられる他の例を含み得る。このような他の例は、それらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない構造的要素を持つ場合、或いはそれらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３２】
１００ ＰＣＢ組立体
１０２ 筐体
１０４ ヒートフレーム
１０６ 印刷回路板（ＰＣＢ）
１０８、１１０ 低温壁
１１２ 溝穴
１１４ 下側表面
１１６ 上側表面
１１８ 楔形固定具
１２０ 取付け装置
１２２ 熱界面材料（ＴＩＭ）
１３０ 上側表面
１３２ 下側表面
２０２ 回路平面
２０４ ＰＣＢ基板
２１０ 第１の回路平面
２１２ 第２の回路平面
２１４ 第３の回路平面
２１６ 第４の回路平面
２２０ 開口
２２２ 熱的バイア
２２４ 下側表面
２２６ 縁部
２５０ 熱除去システム
２６０ 接触点
３００ 冷却構造
３０２ ヒートフレーム
３０４ ＰＣＢ
３０６ 取付け点
３０８ 取付け用構成部品
３１０ 開口
３２０ 表面層
３２２ 第１の平面層
３２４ 通路層
３２６ 第２の平面層
３２８ ＰＣＢ基板
３３０ 冷却板
３４０、３４２、３４４ 熱伝達経路
５００ 印刷回路板組立体の組み立て方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体（１０２）と、
前記筐体に結合されたヒートフレーム（１０４）と、
印刷回路板（ＰＣＢ）（１０６）と、
前記ＰＣＢと前記ヒートフレームとの間に結合された熱界面材料（ＴＩＭ）（１２２）と、
前記ＰＣＢを通って延在していて、前記ＴＩＭに結合された少なくとも１つの熱的バイア（２２２）と
を有していて、前記ＰＣＢから前記ＴＩＭ及び前記少なくとも１つの熱的バイアを介して前記筐体へ熱を伝達するように構成されている印刷回路板組立体（１００）。
【請求項２】
前記ＴＩＭ（１２２）は熱伝導性の電気絶縁材料で構成されている、請求項１記載の組立体（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は熱伝導性の導電性材料で構成されている、請求項１記載の組立体（１００）。
【請求項４】
前記ＰＣＢ（１０６）は複数の回路平面（２０２）を有し、また前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は前記複数の回路平面の内の少なくとも１つに連結されている、請求項１記載の組立体（１００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は前記複数の回路平面の内の少なくとも１つの回路接地平面に連結されている、請求項４記載の組立体（１００）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は前記複数の回路平面の内の少なくとも１つの回路電力平面に連結されている、請求項４記載の組立体（１００）。
【請求項７】
前記ＰＣＢ（１０６）は少なくとも１つの通路層（３２４）及び少なくとも１つの平面層（３２２）を有しており、
前記組立体が更に、前記ヒートフレーム（１０４）に結合されていて、前記ＰＣＢを通るように画成された開口（３１０）の中を通って延在する取付け用構成部品（３０８）を有すると共に、前記取付け用構成部品に結合されていて、前記少なくとも１つの通路層とほぼ同一平面上に配向された冷却板（３３０）を有し、
前記冷却板が、前記少なくとも１つの平面層からの熱の除去を容易にするために、前記少なくとも１つの平面層の少なくとも一部分にオーバーラップしている、請求項１記載の組立体（１００）。
【請求項８】
回路板組立体のための熱除去システム（２５０）であって、
印刷回路板（ＰＣＢ）（１０６）と、
前記ＰＣＢを通って延在する少なくとも１つの熱的バイア（２２２）と 、
熱界面材料（ＴＩＭ）（１２２）であって、熱が前記ＰＣＢから前記少なくとも１つの熱的バイア及び当該ＴＩＭを通って除去されるように、前記少なくとも１つの熱的バイアに結合されている熱界面材料（ＴＩＭ）（１２２）と、
を有する熱除去システム（２５０）。
【請求項９】
前記ＴＩＭ（１２２）は熱伝導性の電気絶縁材料で構成されている、請求項８記載のシステム（２５０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は熱伝導性の導電性材料で構成されている、請求項８記載のシステム（２５０）。
【請求項１】
筐体（１０２）と、
前記筐体に結合されたヒートフレーム（１０４）と、
印刷回路板（ＰＣＢ）（１０６）と、
前記ＰＣＢと前記ヒートフレームとの間に結合された熱界面材料（ＴＩＭ）（１２２）と、
前記ＰＣＢを通って延在していて、前記ＴＩＭに結合された少なくとも１つの熱的バイア（２２２）と
を有していて、前記ＰＣＢから前記ＴＩＭ及び前記少なくとも１つの熱的バイアを介して前記筐体へ熱を伝達するように構成されている印刷回路板組立体（１００）。
【請求項２】
前記ＴＩＭ（１２２）は熱伝導性の電気絶縁材料で構成されている、請求項１記載の組立体（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は熱伝導性の導電性材料で構成されている、請求項１記載の組立体（１００）。
【請求項４】
前記ＰＣＢ（１０６）は複数の回路平面（２０２）を有し、また前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は前記複数の回路平面の内の少なくとも１つに連結されている、請求項１記載の組立体（１００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は前記複数の回路平面の内の少なくとも１つの回路接地平面に連結されている、請求項４記載の組立体（１００）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は前記複数の回路平面の内の少なくとも１つの回路電力平面に連結されている、請求項４記載の組立体（１００）。
【請求項７】
前記ＰＣＢ（１０６）は少なくとも１つの通路層（３２４）及び少なくとも１つの平面層（３２２）を有しており、
前記組立体が更に、前記ヒートフレーム（１０４）に結合されていて、前記ＰＣＢを通るように画成された開口（３１０）の中を通って延在する取付け用構成部品（３０８）を有すると共に、前記取付け用構成部品に結合されていて、前記少なくとも１つの通路層とほぼ同一平面上に配向された冷却板（３３０）を有し、
前記冷却板が、前記少なくとも１つの平面層からの熱の除去を容易にするために、前記少なくとも１つの平面層の少なくとも一部分にオーバーラップしている、請求項１記載の組立体（１００）。
【請求項８】
回路板組立体のための熱除去システム（２５０）であって、
印刷回路板（ＰＣＢ）（１０６）と、
前記ＰＣＢを通って延在する少なくとも１つの熱的バイア（２２２）と 、
熱界面材料（ＴＩＭ）（１２２）であって、熱が前記ＰＣＢから前記少なくとも１つの熱的バイア及び当該ＴＩＭを通って除去されるように、前記少なくとも１つの熱的バイアに結合されている熱界面材料（ＴＩＭ）（１２２）と、
を有する熱除去システム（２５０）。
【請求項９】
前記ＴＩＭ（１２２）は熱伝導性の電気絶縁材料で構成されている、請求項８記載のシステム（２５０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの熱的バイア（２２２）は熱伝導性の導電性材料で構成されている、請求項８記載のシステム（２５０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４４１７２（Ｐ２０１２−２４４１７２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１０８０８５（Ｐ２０１２−１０８０８５）
【出願日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０８０８５（Ｐ２０１２−１０８０８５）
【出願日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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