JP2000138485A - ヒートパイプ内蔵プリント配線基板 - Google Patents
ヒートパイプ内蔵プリント配線基板Info
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Abstract
ら発せられる熱を放熱部7に伝達するヒートパイプ4を
内蔵したプリント配線基板1において、その厚さを薄く
形成し、電子部品の薄型化に有利なものとする。 【解決手段】 基板内層でグラウンドを構成する銅層
(金属層)a3 にヒートパイプ4を一体に形成した構造
とする。
Description
品を冷却するためのヒートパイプを内蔵したプリント配
線基板に関する。
を備えた電子機器においては、電子部品を効果的に冷却
するために、この電子部品が実装されるプリント配線基
板にヒートパイプを内蔵したものが用いられている。
る熱を効率的に基板外の放熱部に伝達する働きを有し、
これによって電子部品を効果的に冷却して熱から保護す
るようにしたものである。
ト配線基板としては、従来例えば「特開平3−2556
90号公報」や「特開平5−29717号公報」に開示
されているようなものがある。
線基板は、何れも単独で形成されたヒートパイプをプリ
ント配線基板の内部に埋め込んだ構造となっている。即
ち従来は、ヒートパイプ単体で独立した完成品が用いら
れており、これをプリント配線基板の絶縁層に埋め込ん
でヒートパイプ内蔵プリント配線基板を構成している。
トパイプ内蔵プリント配線基板は、単独で形成されたヒ
ートパイプをプリント配線基板に埋め込んだ構造である
ため、ヒートパイプそのものの厚さがプリント配線基板
の厚さをそのまま増やすことになるので、プリント配線
基板の厚さを薄くすることは困難であった。
ト配線を多層に有するいわゆる多層基板が使用されてお
り、この多層基板において従来の如くヒートパイプを埋
め込むと基板の厚さは相当に厚くなってしまい、電子機
器の薄型化の大きな妨げとなっていた。
を目的としてなされたものである。
めに本発明は、高発熱性の電子部品を実装し、この電子
部品から発せられる熱を放熱部に伝達するヒートパイプ
を内蔵したプリント配線基板において、基板内層でグラ
ウンドを構成する金属層にヒートパイプを一体に形成し
た構造としたものである。
ヒートパイプ内蔵プリント配線基板は、従来に比して基
板の厚さを薄く形成でき、電子機器の薄型化に有利なも
のとなる。
の好適な実施の形態例について説明する。
部構造を拡大断面で示している。このプリント配線基板
1は、プリント配線層である銅層(金属層)を4層に有
する多層基板であり、そのうち上層から1,2,4層目
の銅層a1 ,a2 ,a4は夫々回路配線パターンを構成
し、3層目の銅層a3 はグラウンドを構成している(以
下この3層目の銅層a3 をグラウンド層という)。また
各層の銅層間はガラスエポキシ樹脂などによりなる樹脂
層2で絶縁されている。
どの高発熱性の電子部品(以下高発熱部品という)3が
実装されており、この高発熱部品3から発せられる熱を
プリント配線基板1の端部の放熱部7に効率的に伝達し
て高発熱部品3を冷却するためのヒートパイプ4がプリ
ント配線基板1に内蔵されている。
いては、図1及び図2に示す如くヒートパイプ4は基板
内層のグラウンド層a3 に一体に形成されている。尚、
このヒートパイプ4を形成する方法については後に詳述
する。
側)においては、プリント配線基板1に多数の貫通穴
(スルーホール)5が穿設されており、この貫通穴5の
内周面に施された金属メッキ6を介して高発熱部品3と
基板内層のグラウンド層a3 とが熱的に接続された構造
となっている。
対応して設けられ、4層の銅層のうちグラウンド層a3
のみを貫通しており(他の層a1 ,a2 ,a4 の回路配
線パターンは貫通穴5を除けて形成されている)、この
ため高発熱部品3から発せられた熱は貫通穴5の金属メ
ッキ6を通してグラウンド層a3 からヒートパイプ4に
伝えられるようになっている。
側)においては、放熱部7としてプリント配線基板1の
上下面に放熱板8がビス9等によって固定されている。
ここでもプリント配線基板1に多数の貫通穴10が穿設
されており、この貫通穴10の内周面に施された金属メ
ッキ11を介して放熱板8と基板内層のグラウンド層a
3 とが熱的に接続された構造となっている。
応して設けられ、4層の銅層のうちグラウンド層a3 の
みを貫通しており、このため高発熱部品3からヒートパ
イプ4に伝えられた熱はグラウンド層a3 から貫通穴1
0の金属メッキ11を通して放熱板8に伝達されて放熱
されるようになっている。
基板1では、高発熱部品3から発せられた熱をヒートパ
イプ4によって効率的に放熱部7の放熱板8に伝達して
放熱できるので、高発熱部品3を効果的に冷却して熱か
ら保護することができる。
われているので、ヒートパイプ4内の冷媒の蒸発・液化
による熱輸送経路としての断熱効果を期待でき、このた
めより効率的な伝熱性が確保されて良好な放熱効果が得
られるものである。
基板において、基板内層にヒートパイプ4を形成する方
法について説明する。
リント配線基板の製造工程において、2枚の銅板(金属
板)12と13とを貼り合わせてグラウンド層a3 を形
成するものであり、この場合先ず(A)に示す如く2枚
の銅板12と13に互いに対向する凹状の変形部12a
と13aをプレス加工等によって形成する。
のように貼り合わせてグラウンド層a3 を形成すると、
このグラウンド層a3 には銅板12と13の互いの変形
部12aと13aの間に空洞部14が作られることにな
る。尚、ここで空洞部14は、両端部分に鋭角状部14
aと14bが形成されるような形状とする(このような
形状とすることにより、ヒートパイプの伝熱性が向上す
ることが知られている)。
せてなるグラウンド層a3 に空洞部14を形成した後、
(C)に示す如くグラウンド層a3 の上下両側に樹脂層
2を形成し、最後に(D)のように空洞部14に冷媒1
5を封入して気圧を下げ、ヒートパイプ4を形成する。
を示す。この例では、プリント配線基板の製造工程にお
いて、先ず(A)に示す如く樹脂層2の上に銅箔(金属
箔)によりなるグラウンド層a3 が形成された状態で、
その上に例えばワックスなどの低融点材料16でヒート
パイプの経路を形成する。
うに(B)の如く蒸着やメッキなどで銅(金属)のカバ
ー層17を生成し、その上に(C)に示すように樹脂層
2を形成した後、低融点材料16を熱で溶かして空洞部
14を作り、最後にこの空洞部14に(D)のように冷
媒15を封入して気圧を下げ、ヒートパイプ4を形成す
る。
層のグラウンド層a3 と一体に形成した構造とすること
により、従来のように単独で形成されたヒートパイプを
埋め込んだ構造に比べてプリント配線基板の厚さを薄く
形成することができる。
を薄い層で形成できるので、プリント配線基板のより一
層の薄型化が可能である。
のグラウンド層a3 と一体化したことにより、生産性及
びコストの面でも有利となり、またヒートパイプ4の接
触不良が生じることもないので確実な放熱効果が得られ
るものである。
構造の例を示している。図5は、高発熱部品3を実装し
たプリント配線基板1が収容される電子機器の筺体18
の一部分に、ヒートパイプ4の冷端側の放熱部7をビス
等の金属締結19によって熱的に接続し、高発熱部品3
から発せられる熱を筺体18を使って大気に放熱する構
造としたものである。
れるキーボード20などの機器にヒートパイプ4の冷端
側の放熱部7を熱的に接続して高発熱部品3の熱を放熱
するようにした例である。
の冷端側をヒートシンク21に接続し、このヒートシン
ク21から放熱される熱をファン22によって強制的に
筺体18の外に排出させる構造としてもよい。
したが、本発明はこれらの例に限ることなく他にも種々
の実施形態を採り得るものであることは言うまでもな
い。
の電子部品を実装し、この電子部品から発せられる熱を
放熱部に伝達するヒートパイプを内蔵したプリント配線
基板において、基板内層でグラウンドを構成する金属層
にヒートパイプを一体に形成した構造としたことによ
り、従来に比べてプリント配線基板の厚さを薄く形成す
ることができ、電子機器の薄型・コンパクト化を図る上
で有利なものとなる。
たことで生産性及びコストの面でも有利となり、またヒ
ートパイプの接触不良が生じることもないので確実な放
熱効果が得られる等、従来にはない種々の実用的効果を
有する。
す縦断側面図である。
パイプの形成方法の第1の例を示す縦断面図である。
概略平面図である。
ウンドを構成する金属層)、3‥‥高発熱部品(高発熱
性の電子部品)、4‥‥ヒートパイプ、5‥‥貫通穴、
6‥‥金属メッキ、7‥‥放熱部、8‥‥放熱板、10
‥‥貫通穴、11‥‥金属メッキ、12,13‥‥銅
板、12a,13a‥‥変形部、14‥‥空洞部、15
‥‥冷媒、16‥‥低融点材料、17‥‥銅(金属)の
カバー層
Claims (5)
- 【請求項1】 高発熱性の電子部品を実装し、この電子
部品から発せられる熱を放熱部に伝達するヒートパイプ
を内蔵したプリント配線基板において、 基板内層でグラウンドを構成する金属層に上記ヒートパ
イプを一体に形成したことを特徴とするヒートパイプ内
蔵プリント配線基板。 - 【請求項2】 上記ヒートパイプの熱端側において上記
電子部品と上記金属層とは、金属メッキされた貫通穴を
介して熱的に接続されていることを特徴とする請求項1
に記載のヒートパイプ内蔵プリント配線基板。 - 【請求項3】 上記ヒートパイプの冷端側において上記
放熱部と上記金属層とは、金属メッキされた貫通穴を介
して熱的に接続されていることを特徴とする請求項1に
記載のヒートパイプ内蔵プリント配線基板。 - 【請求項4】 上記ヒートパイプは、互いに対向する凹
状の変形部が形成された2枚の金属板を貼り合わせて上
記凹状の変形部間に空洞部を作り、この空洞部内に冷媒
を封入して形成されたものであることを特徴とする請求
項1に記載のヒートパイプ内蔵プリント配線基板。 - 【請求項5】 上記ヒートパイプは、金属層の上に低融
点材料によってヒートパイプの経路を形成してその上に
金属のカバー層を生成し、その後に上記低融点材料を溶
かして空洞部を作り、この空洞部内に冷媒を封入して形
成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の
ヒートパイプ内蔵プリント配線基板。
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