説明

電子機器の冷却装置

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器の冷却装置に係り、特に、隣接した複数のプリント基板に、各プリント基板を覆うように面状のヒートパイプを取り付けてプリント基板を冷却するようにした電子機器の冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器、例えばICテスタのテストヘッドのある種のものでは、小型化のために多数のプリント基板が隣接して平行に配列されている。このプリント基板に実装されているIC等の多数の発熱部品の動作を保証するために、従来、冷却ファンによるプリント基板の冷却が行なわれている。
【0003】例えば、図5、図6に示すように、テストヘッド内部にほぼ平行に隣接させて配列された複数のプリント基板1に、各プリント基板1を覆って面状のヒートパイプ2を取り付け、その受熱部3にて発熱電子部品からの熱を吸収すると共に、それらヒートパイプ端部の放熱部4に放熱フィン5を設けて一列に並べる。一方、ファンシャーシ6に数個(この例では2個)の軸流式の冷却ファン7を収納させたものを、上記の放熱フィン5の列に対して対峙させ、冷却ファン7からの気流をヒートパイプ2の放熱部4の放熱フィン5に当てて冷却するようにしたものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記冷却ファンによるプリント基板の冷却装置の場合、次の理由により、冷却ファン7の特性を考慮して、放熱フィン5と冷却ファン7とを離し、両者間に一定値以上の距離D1を確保しておく必要がある。
【0005】即ち、図7に示すように、単体の軸流ファンの風量分布Aは均一ではなく、丁度2個の楕円が二股状に繋がった形になる。このため、2個の軸流ファンを適宜間隔をあけて配設したファンシャーシにあっては、その総合風量分布は横軸に距離をとると、横軸上の冷却ファン7に近い所では、2個の双子葉のいずれのエリア内にも入らないデッドゾーンCが生まれる。そこで、これを避け、デッドゾーンCに放熱フィン5が位置しないようにするためには、放熱フィン5と冷却ファン7との間の距離D1を一定値以上に離し、全体として大きい山形の総合風量分布Bの所で使用する必要がある。
【0006】従って、上記冷却ファンによるプリント基板の冷却装置の場合、冷却ファン7を放熱フィン5から距離D1だけ離さなければならない分だけ、冷却装置が大型化する。また、ファンシャーシ6も所定の厚さD2を必要とするため、その分だけ、更に冷却装置が大型化する。具体的には、例えば距離D1として30mm、厚さD2として50mmが必要であり、両者を合わせると80mmの空間を確保することが必要となる。
【0007】そこで、本発明の目的は、冷却ファンによる冷却方式に代わってダクト方式を採用することによって、上述した従来技術の問題点を解消して、小型でしかも冷却効率の良い電子機器の冷却装置を提供することにある。
【0008】本発明の電子機器の冷却装置は、隣接した複数のプリント基板に、各プリント基板を覆うように取り付けられた面状のヒートパイプと、上記各ヒートパイプの放熱部にそれぞれ取り付けられたフィンと、これらのフィンに密着して共通に取り付けられ、密着面にガス吹出口を有する冷却板と、冷却板のガス吹出口と連通し、ガスの吹出口に冷却ガスを供給するガス供給管とを備え、上記ガス吹出口は複数の穴から成り、上記ガス吹出口の穴を、冷却ガス流の下流側になるに従って漸次大径としたものである。
【0009】
【0010】ガス供給管から冷却板に供給された冷却ガスは、冷却板のガス吹出口より吹き出す。この冷却ガスの各ガス吹出口の近傍に、ヒートパイプの放熱部に取り付けたフィンが位置する。吹き出した冷却ガスは、各ヒートパイプの放熱部のフィン側部を通過し、放熱部から熱を効率良く放散させる。
【0011】本発明は、冷却ガスをヒートパイプ放熱部のフィンに直接に吹き付ける構成であるため、従来の冷却ファン方式におけるようにファン特性を考慮する必要がない。また、密着面にガス吹出口を具備する冷却板を、各フィンに共通に密着して取り付けた構成であるので、従来の冷却ファン方式における放熱フィンと冷却ファン間の間隔D1を全く取る必要がない。このため、従来に比べ小型でしかも冷却効率の良い電子機器の冷却装置を得ることができる。また冷却ファンも不要となる。更に、ガス吹出口を具備する冷却板の厚さも、従来の冷却ファン方式におけるファンシャーシの厚さD2より小さくて済むため、この面からも冷却装置の小型化を達成することができる。
【0012】ここに冷却ガスには、室温の空気や冷気を用いることができる。また、冷却板とフィンとの密着には、公知の締着構造を取ることができる。また、ガス吹出口の穴の径を下流に行くほど大径とした構成とすることにより、各ガス吹出口から吹き出す冷却ガスの量を総てのフィンについて同じになるように均一化することができる。そして、ガス吹出口の穴の形状は、丸穴や長方形等の多角形の穴或いはスリットなど任意の形状のものを使用することができる。
【0013】なお、隣接した複数のプリント基板の形態としては、複数のプリント基板が平行に配列された形態、複数のプリント基板が放射状に配列された形態などが含まれる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。本実施形態はICテスタのテストヘッドに適用した例である。
【0015】図1、図2に示すように、テストヘッド内部には、複数のプリント基板1がほぼ平行に隣接されて配列されている。ここでは説明の便宜上3つのプリント基板1が平行に配列されている場合を例にする。これらのプリント基板1の下端は図示省略のマザーボードのコネクタに差し込まれて接続される。各プリント基板1にはLSI等の発熱電子部品8が搭載されており、これら発熱電子部品8を覆うように面状のヒートパイプ2が各プリント基板1に取り付けられている。プリント基板1は片面実装のものを示しているが両面実装のものでもよく、また各プリント基板間は通気性を確保するように離間されている。
【0016】発熱電子部品8の熱を吸収するヒートパイプ2の受熱部3はプリント基板1の基板領域内にあり、該受熱部3で吸収した熱を放出するヒートパイプ2の放熱部4は、プリント基板1の一側より基板外方(図1の左方向)に延出されている。ヒートパイプ2内には受熱部3と放熱部4との間を作動液が環流する閉ループの液路が多数形成されている。
【0017】上記各ヒートパイプ2の放熱部4には、それぞれ放熱フィン5が取り付けられている。この各放熱フィン5は、鋸歯状断面を有し且つヒートパイプ2の延在方向に走る多数のフィン要素9(図4参照)を表面に有する。
【0018】上記各放熱フィン5はその外側端面がほぼ同じ面一になるように配列されており、その各放熱フィン5の外側端面に共通に密着させて、冷却ガスを通すダクトとして機能する中空の冷却板10が取り付けられている。冷却板10の大きさは、幅Wが120mm、厚さD3が10mmである。この冷却板10と放熱フィン5との密着は、図示してない公知の締着構造により行われる。
【0019】図3に示す冷却板10は、その密着面に、図4に示すように上記各放熱フィン5のフィン要素9間の溝9a及び孔9bに向けて冷却ガスGを放出するためのガス吹出口11を有する。この例では冷却板10が3つのガス吹出口11a,11b,11cを具備するものとして示してあり、各ガス吹出口11a,11b,11cはヒートパイプ2の冷却すべき放熱部4の放熱フィン5ごとに存在するように冷却板10に設けてある。そして、この冷却板10の上流端には、これら冷却板のガス吹出口11a,11b,11cと連通し、ガス吹出口11a,11b,11cに冷却ガスGを供給するガス供給管12が接続されている。冷却ガスとしては冷却効果の高いガスあるいは予め冷却した空気であってもよいが、ここでは常温の空気をブロワで圧縮した圧縮空気が利用されており、上記ガス供給管12は図示してない圧縮ガス供給源たるブロワと接続されている。
【0020】圧縮ガス供給源たるブロワからガス供給管12を通して冷却板10に供給された冷却ガスGは、冷却すべき放熱部の放熱フィン5毎に冷却板10に設けたガス吹出口11a,11b,11cより吹き出す。この各ガス吹出口11は、図3、図4から分かるように、それぞれ放熱フィン5のフィン要素9間の溝9a、孔9bに向けて冷却ガスGを放出する直列に配列した複数個の円形の穴110から成り、その穴110の大きさは、冷却ガス流の上流側から下流側のものほど漸次大径となっている。この例では、上流側のガス吹出口11a、中間のガス吹出口11b、下流側のガス吹出口11cの順に、穴110の径が大きくなっている。これは、対象とする全てのヒートパイプ2の放熱部4の放熱フィン5に対して、同じ風量で冷却ガスG1,G2,G3を与え、均一に吹き付けるためである。従って、ガス吹出口11a,11b,11cの穴110の径は、それガス吹出口11a,11b,11cが互いに離れている距離の大きさによっても変更せしめられる。
【0021】ガスが吹き出す具体的風速は、冷却板10の幅Wが120mm、フィン5の幅dが16mm、プリント基板の枚数を15枚とすると、総合計の風速として次のようになる。
【0022】5(m/s )×(16mm×120mm/1000000)×60分×15枚=8.64m/min各ガス吹出口11a,11b,11cを構成している複数の穴110の配列形状は、放熱フィン5のフィン要素9の配列形状に合わせて、垂直列、傾斜列、湾曲列等、任意の形状に配列される。なお各ガス吹出口11a,11b,11cの穴110の形状は、ここでは丸穴であるが、長方形等の多角形の穴或いはスリットなど任意の形状のものを使用することができる。
【0023】上記の冷却板10のガス吹出口11a,11b,11cより同じ風量で吹き出した冷却ガスG1,G2,G3は、その各ガス吹出口の近傍に位置しているヒートパイプ2の放熱部4に取り付けた放熱フィン5の側部を、図4の矢示の方向つまりフィン要素9間の溝9a、孔9bの延在する方向に通過し、放熱部4から熱を効率良く放散させる。
【0024】上記実施形態によれば、密着面にガス吹出口11を具備する冷却板10を、各放熱フィン5に共通に密着して取り付けているので、従来の冷却ファン方式のように放熱フィンと冷却ファン間に一定以上の間隔D1を取る必要がない。またガス吹出口11を具備する冷却板10の厚さD3も、従来の冷却ファン方式におけるファンシャーシの厚さD2(50mm)より小さい10mmで済む。このため、従来に比べ小型でしかも冷却効率の良い電子機器の冷却装置を得ることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷却ガスをヒートパイプ放熱部のフィンに直接に吹き付けるようにしたので、従来の冷却ファン方式におけるようにファン特性を考慮する必要がない。また、密着面にガス吹出口を具備する冷却板を、各ヒートパイプ放熱部の各フィンに共通に密着して取り付ける構成であるので、従来の冷却ファン方式におけるような放熱フィンと冷却ファン間に一定以上の間隔を取る必要がなく、それだけ小型で冷却効率の良い冷却装置を構成することができ、また冷却ファンも不要となる。更に、ガス吹出口を具備する冷却板の厚さも、従来の冷却ファン方式におけるファンシャーシの厚さより小さくて済むため、従来に比べ小型の冷却装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ICテスタのテストヘッドに適用した実施形態の要部を示す斜視図である。
【図2】ICテスタのテストヘッドに適用した実施形態の要部を示す側面図である。
【図3】実施形態の冷却板の構成を示す斜視図である。
【図4】実施形態の放熱フィンの構成と冷却ガスの通気方向を示す斜視図である。
【図5】従来の冷却装置の要部を示す側面図である。
【図6】従来の冷却装置の要部を示す斜視図である。
【図7】従来例によるファンシャーシの風量分布特性図である。
【符号の説明】
1 プリント基板
2 ヒートパイプ
4 放熱部
5 放熱フィン
10 冷却板
12 ガス供給管

【特許請求の範囲】
【請求項1】隣接した複数のプリント基板に、各プリント基板を覆うように取り付けられた面状のヒートパイプと、上記各ヒートパイプの放熱部にそれぞれ取り付けられたフィンと、これらのフィンに密着して共通に取り付けられ、密着面にガス吹出口を有する冷却板と、冷却板のガス吹出口と連通し、ガスの吹出口に冷却ガスを供給するガス供給管とを備え、上記ガス吹出口は複数の穴から成り、上記複数のガス吹出口の穴を、冷却ガス流の下流側になるに従って漸次大径としたことを特徴とする電子機器の冷却装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【特許番号】第2931966号
【登録日】平成11年(1999)5月28日
【発行日】平成11年(1999)8月9日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平9−151904
【出願日】平成9年(1997)6月10日
【公開番号】特開平10−341090
【公開日】平成10年(1998)12月22日
【審査請求日】平成9年(1997)6月10日
【出願人】(000101248)アジアエレクトロニクス株式会社 (13)
【参考文献】
【文献】特開 平6−104586(JP,A)
【文献】特開 平3−58499(JP,A)
【文献】特開 平3−29397(JP,A)