JP7000931B2 - 冷却機構付き基板 - Google Patents

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Description

本発明は、冷却機構付き基板に関する。
配線基板に搭載された発熱部品を冷却するための様々な方法が知られている。例えば、発熱部品上に設置された熱交換器を、板バネを用いて発熱部品に密着させる構成が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２０１６－２１３３１４号公報
しかしながら、特許文献１に記載の構造では、熱交換器に反りが発生して、発熱部品と熱交換器の接触面積が小さくなってしまうことがある。この場合、発熱部品に対する冷却効果が低下してしまう。
１つの側面では、熱交換器の反りを低減することを目的とする。
１つの態様では、配線基板と、前記配線基板上に搭載された発熱部品と、前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、前記板バネを前記熱交換器に固定する第２固定部と、を備え、前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されていて、前記板バネは、前記熱交換器の上面のうちの前記中央部分、前記第１部分、及び前記第２部分で前記第２固定部によって前記熱交換器に固定されている、冷却機構付き基板である。また、１つの態様では、配線基板と、前記配線基板上に搭載された発熱部品と、前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、を備え、前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されていて、前記板バネは、前記熱交換器よりも剛性が高い、冷却機構付き基板である。また、１つの態様では、配線基板と、前記配線基板上に搭載された発熱部品と、前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、を備え、前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されていて、前記熱交換器は、前記一方の辺及び前記他方の辺が延在する方向で前記熱交換器を側方から見た場合に、端部が中央部よりも前記発熱部品から離れる方向に反っている、冷却機構付き基板である。また、１つの態様では、配線基板と、前記配線基板上に搭載された発熱部品と、前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、を備え、前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されていて、前記熱交換器は、前記発熱部品側の底板部と、凹状形状をしていて、側壁部が前記底板部に接合した蓋部と、を有し、内部に液相冷媒が貯留する空間が形成されている、冷却機構付き基板である。
１つの側面として、熱交換器の反りを低減することができる。
図１は、実施例１に係る冷却機構付き基板の分解斜視図である。 図２は、熱交換器の断面図である。 図３（ａ）は、熱交換器を含む冷却機構の斜視図、図３（ｂ）は、平面図である。 図４（ａ）は、熱交換器の平面図、図４（ｂ）は、斜視図である。 図５は、比較例に係る冷却機構付き基板が有する熱交換器の斜視図である。 図６は、比較例に係る冷却機構付き基板の課題を説明するための断面図である。 図７（ａ）は、実施例１に係る冷却機構付き基板の側面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の一部分を拡大した図である。 図８（ａ）から図８（ｃ）は、熱交換器の上面に形成される凸部の変形例を示す平面図である。 図９（ａ）は、実施例１における熱交換器の蓋部を下側から見た斜視図、図９（ｂ）は、平面図である。図９（ｃ）は、実施例２における熱交換器の蓋部を下側から見た斜視図、図９（ｄ）は、平面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
図１は、実施例１に係る冷却機構付き基板の分解斜視図である。図１のように、実施例１の冷却機構付き基板１００は、配線基板１０と、発熱部品２０と、熱交換器３０と、板バネ７０と、複数のネジ９０と、複数のネジ９２と、取付プレート９４と、を含む。
配線基板１０は、例えばプリント配線板である。配線基板１０の上面などには、図示しないプリント配線が形成されている。発熱部品２０は、配線基板１０の上面に半田などのバンプによって搭載されている。発熱部品２０は、例えば電子部品であり、一例としてＬＳＩ（Large Scale Integration）パッケージなどの半導体部品である。発熱部品２０は、発熱する部品であれば電子部品以外の部品であってもよい。なお、各図に適宜示される矢印Ｚは、配線基板１０の厚さ方向を示している。
熱交換器３０は、発熱部品２０上に設置されている。熱交換器３０は、平板形状の底板部３２と凹状形状の蓋部３４とが接着剤などによって接合されて形成されている。底板部３２の下面は、例えば発熱部品２０の上面に接している。発熱部品２０は、熱交換器３０によって冷却される。なお、底板部３２と発熱部品２０との間に、熱伝達効率を高める熱伝導シート又は熱伝導グリスが介在されていてもよい。
熱交換器３０は、配線基板１０の厚さ方向から見て発熱部品２０よりも大きな形状をしていて、外周部分が発熱部品２０から外側に張り出した状態で発熱部品２０上に設置されている。一例として、発熱部品２０は、縦×横×高さが５０ｍｍ×６５ｍｍ×５ｍｍ程度の大きさの直方体形状をしていて、熱交換器３０は、縦×横×高さが７５ｍｍ×７５ｍｍ×１５ｍｍ程度の大きさの直方体形状をしている。
図２は、熱交換器の断面図である。図２のように、熱交換器３０の蓋部３４は、上壁部３８と、枠状の側壁部３６と、を有する。熱交換器３０は、側壁部３６の上壁部３８とは反対側の面が接着剤などによって底板部３２に接合されている。一例として、側壁部３６の幅は８ｍｍ程度、底板部３２の厚さは３ｍｍ程度である。熱交換器３０は、蓋部３４の側壁部３６が底板部３２に接合することで、内部に空間４０が形成されている。空間４０には、後述する凝縮器８２から供給される水などの液相冷媒４４が貯留する。なお、液相状態の冷媒を液相冷媒と称し、気相状態の冷媒を気相冷媒と称すこととする。空間４０内には、底板部３２から突き出た複数のフィン４２が設けられていてもよい。なお、図２では、図の明瞭化のために、フィン４２の本数を少なくして図示している。底板部３２、蓋部３４、及び複数のフィン４２は、例えば銅又はアルミニウムなどの熱伝導率の高い金属で形成されている。
ここで、図２から図３（ｂ）を用いて、熱交換器３０による発熱部品２０の冷却について説明する。図３（ａ）は、熱交換器を含む冷却機構の斜視図、図３（ｂ）は、平面図である。図２から図３（ｂ）のように、冷却機構８０は、熱交換器３０と、凝縮器８２と、冷媒放出管８４と、冷媒供給管８６と、配管８８と、ポンプ８９と、を含む。
冷媒放出管８４及び冷媒供給管８６は、熱交換器３０の上面４８に接続し、熱交換器３０の内部に形成された空間４０と連通している。熱交換器３０の空間４０に貯留された液相冷媒４４が発熱部品２０との熱交換によって蒸発すると、発熱部品２０から気化潜熱が奪われて、発熱部品２０が冷却される。液相冷媒４４の蒸発に伴って生成された気相冷媒４６は、冷媒放出管８４、ポンプ８９、及び配管８８を介して凝縮器８２に供給される。
凝縮器８２は、例えばラジエータである。凝縮器８２には、矢印Ｖで示されるように、図示しない冷却ファンから冷却風が送風される。これにより、凝縮器８２に供給された気相冷媒４６の熱は、大気（冷却風）中に放熱される。その結果、気相冷媒４６は凝縮されて、液相冷媒４４が生成される。凝縮器８２で生成された液相冷媒４４は、冷媒供給管８６を介して熱交換器３０の空間４０に供給される。
このように、冷却機構８０は、発熱部品２０の熱によって液相冷媒４４を蒸発させるとともに、液相冷媒４４の蒸発に伴う気化潜熱を発熱部品２０から奪うことにより発熱部品２０を冷却する相変化冷却方式を採用している。このため、熱交換器３０の空間４０は、減圧されて、大気圧よりも低い圧力となっている。これにより、液相冷媒４４の相変化が促進されるため、空間４０に貯留された液相冷媒４４が蒸発され易くなり、発熱部品２０の冷却を促進させることができる。
図１、図３（ａ）、及び図３（ｂ）のように、板バネ７０は、平板形状をしていて、熱交換器３０の上面４８に固定されている。板バネ７０は、例えば熱交換器３０の上面４８内の外周部分で熱交換器３０の上面４８に固定されている。板バネ７０は、例えば冷媒放出管８４及び冷媒供給管８６が熱交換器３０の上面４８に接続する部分を挟んで両側に設けられている。すなわち、熱交換器３０の上面４８の対向する１対の辺側それぞれに１対の板バネ７０それぞれが対称となって設けられている。板バネ７０は、例えば熱交換器３０よりも剛性率の高い金属で形成されていて、熱交換器３０よりも高い剛性を有する。一例として、板バネ７０は、ステンレス鋼で形成されている。
板バネ７０は、例えばＨ型の形状をしている。Ｈ型形状の板バネ７０は、第１延在部７２と、第２延在部７４と、第１延在部７２と第２延在部７４を接続する接続部７６と、を含む。
板バネ７０の第１延在部７２は、熱交換器３０の上面４８内の外周部分に重なって、熱交換器３０の対向する１対の辺の間を直線状に延在している。なお、第１延在部７２は、熱交換器３０よりも外側まで延びているが、熱交換器３０の外側まで延在していない場合でもよい。熱交換器３０の上面４８にはネジ穴５０が形成されている。第１延在部７２にはネジ穴５０に対応する位置に貫通孔７８が形成されている。第１延在部７２の貫通孔７８に挿入されたネジ９２が、熱交換器３０の上面４８に形成されたネジ穴５０に取り付けられている。これにより、第１延在部７２は、熱交換器３０の上面４８内の外周部分にネジ９２によって固定されている。すなわち、板バネ７０は、熱交換器３０の上面４８内の外周部分にネジ９２によって固定されている。ネジ９２は、第２固定部の一例である。
板バネ７０の第２延在部７４は、熱交換器３０よりも外側で第１延在部７２に並んで直線状に延在している。第２延在部７４の長さは、例えば第１延在部７２と同じ長さであるが、異なる長さであってもよい。第２延在部７４の先端部分に貫通孔７９が形成されている。第２延在部７４の貫通孔７９に挿入されたネジ９０が、配線基板１０に形成された貫通孔１２を介して、配線基板１０の発熱部品２０が搭載された面とは反対側の面に配置された取付プレート９４に形成されたネジ受け９６に取り付けられている。これにより、第２延在部７４は、ネジ９０によって配線基板１０に固定されている。すなわち、板バネ７０は、ネジ９０によって配線基板１０に固定されている。ネジ９０は、第１固定部の一例である。板バネ７０がネジ９０によって配線基板１０に固定されることで、熱交換器３０が発熱部品２０側に押圧される力が発生する。これにより、発熱部品２０と熱交換器３０との間の熱伝導が良好になることが期待される。
接続部７６は、例えば第１延在部７２の延在方向における中央部と第２延在部７４の延在方向における中央部との間を接続している。
図４（ａ）は、熱交換器の平面図、図４（ｂ）は、斜視図である。図４（ａ）のように、熱交換器３０の上面４８は、辺５２～５８を有する。辺５２と辺５４は対向する辺であり、辺５６と辺５８は対向する辺である。１対の板バネ７０の一方は辺５２側に寄って設けられ、他方は辺５４側に寄って設けられている。板バネ７０の第１延在部７２は、熱交換器３０の上面４８の辺５６から辺５８にかけて直線状に延在している。板バネ７０の第２延在部７４は、第１延在部７２に並んで直線状に延在している。
熱交換器３０の上面４８のうちの板バネ７０の第１延在部７２と重なる領域において、辺５６と辺５８の間の中央を含む部分を中央部分６０とする。中央部分６０よりも辺５６側の部分を第１部分６２とし、中央部分６０よりも辺５８側の部分を第２部分６４とする。図４（ａ）においては、中央部分６０、第１部分６２、及び第２部分６４をハッチで表している。なお、中央部分６０は、辺５６と辺５８の間の中央を含む部分であればよく、例えば辺５６と辺５８の間を３等分したときの真ん中の１つの部分でもよいし、例えば辺５６と辺５８の間を４等分したときの真ん中の２つの部分でもよい。
図４（ｂ）のように、熱交換器３０の上面４８のうちの中央部分６０に第１部分６２及び第２部分６４よりも凸状に盛り上がった凸部６６が形成されている。凸部６６は、例えば辺５６と辺５８の間の中心線に対して対称形状をしている。凸部６６の高さは、例えば０．５ｍｍ程度である。板バネ７０の第１延在部７２は、中央部分６０、第１部分６２、及び第２部分６４で熱交換器３０の上面４８にネジ９２によって固定されている。例えば、中央部分６０のネジ９２は、辺５６と辺５８の間の中心線上に取付けられ、第１部分６２のネジ９２と第２部分６４のネジ９２とは、辺５６と辺５８の間の中心線に対して対称の位置に取り付けられる。
ここで、実施例１の冷却機構付き基板１００の効果を説明するにあたり、比較例の冷却機構付き基板について説明する。図５は、比較例に係る冷却機構付き基板が有する熱交換器の斜視図である。図５のように、比較例の冷却機構付き基板では、熱交換器３０ａの上面４８は平坦面となっていて、凸部が形成されていない。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。
図６は、比較例に係る冷却機構付き基板の課題を説明するための断面図である。図６のように、比較例の冷却機構付き基板５００では、熱交換器３０ａの底板部３２に、中央部が発熱部品２０から離れる方向に凹む反りが発生する場合がある。底板部３２のこのような反りを凹反りと称すこととする。熱交換器３０ａの底板部３２に凹反りが発生するのは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、配線基板１０の厚さ方向から見て、熱交換器３０ａの外形は発熱部品２０の外形よりも大きい。この場合に、板バネ７０を配線基板１０に固定するためのネジ９０を締め付けることで、発熱部品２０の角部が支点となって底板部３２に凹反りが発生すると考えられる。また、熱交換器３０ａ内の空間４０に減圧処理が施されていると、底板部３２に凹反りが発生し易くなると考えられる。底板部３２に凹反りが発生すると、熱交換器３０ａと発熱部品２０の接触面積が小さくなってしまうため、発熱部品２０に対する冷却効果が低下してしまう。
図７（ａ）は、実施例１に係る冷却機構付き基板の側面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の一部分を拡大した図である。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）では、図の明瞭化のために、各部にハッチをかけている。実施例１では、図４（ｂ）で説明したように、熱交換器３０の上面４８のうちの板バネ７０の第１延在部７２と重なる領域の中央部分６０に凸部６６が形成されている。このため、図７（ａ）及び図７（ｂ）のように、板バネ７０を熱交換器３０の上面４８に固定すると、熱交換器３０の上面４８は第１部分６２側及び第２部分６４側が発熱部品２０とは反対側に反るようになる。これにより、熱交換器３０の底板部３２の端部が発熱部品２０とは反対側に反るようになり、底板部３２に端部が発熱部品２０から離れる方向に凹む反りが発生する。底板部３２のこのような反りを凸反りと称すこととする。
熱交換器３０の底板部３２に凸反りが発生した状態で板バネ７０を配線基板１０に固定するためのネジ９０を締め付けた場合、発熱部品２０の角部が支点となる底板部３２の凹反りが発生し難くなると考えられる。したがって、凸部６６の高さなどを調整して、底板部３２の凸反り量を調整することで、底板部３２の反りを低減できると考えられる。
ここで、実施例１の冷却機構付き基板及び比較例の冷却機構付き基板に対して、４つのネジ９０を５０ｋｇｆの力で締め付けたときの熱交換器３０の底板部３２の反り量を評価したシミュレーションについて説明する。シミュレーションでは、熱交換器３０、３０ａの底板部３２及び蓋部３４並びに取付プレート９４は銅で形成され、板バネ７０、ネジ９０及び９２はステンレス鋼で形成され、配線基板１０はＦＲ４基板であるとした。発熱部品２０は、縦×横×高さが５１．０ｍｍ×６３．８ｍｍ×５．０ｍｍの大きさの直方体形状をしていて、熱交換器３０は、縦×横×高さが７４．０ｍｍ×７４．０ｍｍ×１１.４ｍｍの大きさの直方体形状をしているとした。凸部６６は、辺５６と辺５８の間の中心線に対して対称形状をしていて、辺５６と辺５８が対向する方向での長さが辺５６と辺５８の間隔の０．４倍であるとし、高さが０．５ｍｍであるとした。
シミュレーション結果を表１に示す。なお、表１の反り量比率とは、比較例１での底板部３２と発熱部品２０と間の最大間隔を１００％としたときの、実施例１での底板部３２と発熱部品２０との間の最大間隔である。
Figure 0007000931000001
表１のように、実施例１は、比較例１に比べて、熱交換器３０の底板部３２の反りが低減された結果となった。これは、上述したように、底板部３２に凸反りが発生した状態で板バネ７０を配線基板１０に固定するためのネジ９０を締め付けることで、底板部３２の凹反りが発生し難くなったためと考えられる。
実施例１によれば、図４（ｂ）のように、熱交換器３０の上面４８のうちの板バネ７０と重なる領域であって辺５６と辺５８の間の中央部分６０に、辺５６側の第１部分６２及び辺５８側の第２部分６４よりも盛り上がった凸部６６が形成されている。これにより、図７（ａ）及び図７（ｂ）のように、熱交換器３０の底板部３２に凸反りを発生させることができる。よって、板バネ７０が配線基板１０にネジ９０で固定された場合でも、熱交換器３０の底板部３２に凹反りが発生することを抑制でき、その結果、熱交換器３０の反りを低減することができる。なお、凸部６６の高さが高すぎると、底板部３２の凸反り量が大きくなり、発熱部品２０と熱交換器３０の接触面積が小さくなってしまう。一方、凸部６６の高さが低すぎると、底板部３２に凹反りが発生することの抑制が難しくなり、発熱部品２０と熱交換器３０の接触面積が小さくなってしまう。したがって、凸部６６の高さは、底板部３２の凹反りを抑制でき且つ凸反り量も小さく抑えることができる高さであることが好ましい。
図４（ｂ）のように、板バネ７０は、熱交換器３０の上面４８のうちの中央部分６０、第１部分６２、及び第２部分６４でネジ９２によって熱交換器３０に固定されていることが好ましい。これにより、熱交換器３０の上面４８の第１部分６２側及び第２部分６４側を発熱部品２０とは反対側に効果的に反らせることができ、底板部３２に凸反りを効果的に発生させることができる。
また、実施例１のように、板バネ７０は、熱交換器３０よりも剛性が高いことが好ましい。例えば、板バネ７０は、熱交換器３０よりも剛性率の高い材料で形成されている場合が好ましい。一例として、熱交換器３０が銅又はアルミニウムで形成されている場合では、板バネ７０はステンレス鋼で形成されている場合が好ましい。これにより、板バネ７０を熱交換器３０の上面４８に固定することで、熱交換器３０の上面４８の第１部分６２側及び第２部分６４側が反り易くなり、底板部３２に凸反りを効果的に発生させることができる。
図７（ａ）及び図７（ｂ）のように、熱交換器３０は、上面４８の辺５６及び辺５８が延在する方向で熱交換器３０を側方から見た場合に、端部が中央部よりも発熱部品２０から離れる方向に反っていることが好ましい。これにより、熱交換器３０の底板部３２に凹反りが発生することを効果的に抑制できる。
図２のように、熱交換器３０は、底板部３２と蓋部３４が接合していて、内部に液相冷媒４４が貯留する空間４０が形成されている。熱交換器３０の内部に空間４０が形成されている場合、図６で説明したような底板部３２の凹反りが発生し易い。したがって、このような場合に、熱交換器３０の上面４８のうちの板バネ７０と重なる領域の中央部分６０に凸部６６を設けることが好ましい。
上述したように、発熱部品２０の冷却を促進させるために、熱交換器３０の空間４０の圧力が大気圧よりも低くなっている。このような場合は、底板部３２の凹反りが更に発生し易くなるため、熱交換器３０の上面４８のうちの板バネ７０と重なる領域の中央部分６０に凸部６６を設けることが更に好ましい。
実施例１では、図４（ｂ）のように、凸部６６は、配線基板１０の厚さ方向から見て矩形形状をしている場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。図８（ａ）から図８（ｃ）は、熱交換器の上面に形成される凸部の変形例を示す平面図である。図８（ａ）のように、凸部６６ａは、熱交換器３０の上面４８の平面視において、円弧と直線とによって形成された形状をしていてもよい。図８（ｂ）のように、凸部６６ｂは、熱交換器３０の上面４８の平面視において、台形形状をしていてもよい。図８（ｃ）のように、凸部６６ｃは、熱交換器３０の上面４８の平面視において、三角形形状をしていてもよい。
図９（ａ）は、実施例１における熱交換器の蓋部を下側から見た斜視図、図９（ｂ）は、平面図である。図９（ｃ）は、実施例２における熱交換器の蓋部を下側から見た斜視図、図９（ｄ）は、平面図である。なお、図９（ｂ）及び図９（ｄ）において、発熱部品２０が設けられる領域をハッチで表している。図９（ａ）及び図９（ｂ）のように、実施例１における熱交換器３０の蓋部３４では、側壁部３６は枠状の全てにおいて一定の幅Ｗ１となっている。幅Ｗ１は、例えば８ｍｍである。発熱部品２０は、蓋部３４の対向する側壁部３６それぞれと重なって配置されている。
図９（ｃ）及び図９（ｄ）のように、実施例２における熱交換器３０の蓋部３４ａでは、側壁部３６ａは幅の狭い幅狭部分３５と幅狭部分３５よりも幅の広い幅広部分３７とを有する。幅狭部分３５の幅Ｗ２は、実施例１での側壁部３６の幅Ｗ１と同じで、例えば８ｍｍである。幅広部分３７の幅Ｗ３は、例えば１１ｍｍである。側壁部３６ａは、例えば図１におけるネジ９２が取り付けられる部分が幅広部分３７となっている。発熱部品２０は、蓋部３４ａの対向する側壁部３６ａそれぞれの幅狭部分３５及び幅広部分３７と重なって配置されている。実施例２の冷却機構付き基板のその他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。
ここで、実施例２の冷却機構付き基板に対して熱交換器３０の底板部３２の反り量を評価したシミュレーションについて説明する。シミュレーションは、上述した、実施例１の冷却機構付き基板及び比較例の冷却機構付き基板での反り量を評価したときと同じ条件で行った。
シミュレーション結果を表２に示す。なお、表２では、比較例１及び実施例１の反り量のシミュレーション結果も記載している。
Figure 0007000931000002
表２のように、実施例２は、比較例１よりも熱交換器３０の底板部３２の反りが低減され、更に、実施例１よりも熱交換器３０の底板部３２の反りが低減された結果となった。このように、実施例２では、実施例１よりも底板部３２の反りが低減されたのは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例１では、図９（ａ）及び図９（ｂ）のように側壁部３６は一定の幅Ｗ１を有しているのに対し、実施例２では、図９（ｃ）及び図９（ｄ）のように側壁部３６ａは幅狭部分３５と幅広部分３７とを有している。このため、図９（ｂ）及び図９（ｄ）のように、実施例２は、実施例１と比べて、側壁部３６ａが発熱部品２０に重なる面積が増えている。側壁部３６ａと発熱部品２０とが重なる面積が大きくなることで、底板部３２の支持する点が増え、側壁部３６ａの剛性が発熱部品２０よりも高いため、底板部３２の反りが更に低減されたものと考えられる。
実施例２によれば、図９（ｃ）及び図９（ｄ）のように、側壁部３６ａは幅狭部分３５と幅広部分３７とを有し、幅狭部分３５及び幅広部分３７の両方が配線基板１０の厚さ方向から見て発熱部品２０に重なっている。これにより、側壁部３６ａと発熱部品２０とが重なる面積を増やすことができ、底板部３２の反りを更に低減することができる。
また、実施例２によれば、板バネ７０を熱交換器３０の上面４８に固体するネジ９２は、側壁部３６ａの幅広部分３７に取り付けられている。これにより、熱交換器３０の上面４８の第１部分６２側及び第２部分６４側を発熱部品２０とは反対側に効果的に反らせることができ、底板部３２に凸反りを効果的に発生させることができる。
なお、実施例１及び実施例２では、熱交換器３０は、凝縮器８２との間を循環する冷媒が貯留する空間４０を内部に有する場合を例に示したが、その他の構造をしている場合でもよい。板バネ７０は、Ｈ型の形状をしている場合を例に示したが、Ｉ型の形状など、その他の形状をしている場合でもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）配線基板と、前記配線基板上に搭載された発熱部品と、前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、を備え、前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されている、冷却機構付き基板。
（付記２）前記熱交換器の上面のうちの前記中央部分、前記第１部分、及び前記第２部分で前記板バネを前記熱交換器に固定する第２固定部を備える、付記１記載の冷却機構付き基板。
（付記３）前記板バネは、前記熱交換器よりも剛性が高い、付記１または２記載の冷却機構付き基板。
（付記４）前記熱交換器は、前記一方の辺及び前記他方の辺が延在する方向で前記熱交換器を側方から見た場合に、端部が中央部よりも前記発熱部品から離れる方向に反っている、付記１から３のいずれか一項記載の冷却機構付き基板。
（付記５）前記板バネは、前記熱交換器の上面のうちの外周部分に固定されている、付記１から４のいずれか一項記載の冷却機構付き基板。
（付記６）前記熱交換器は、前記発熱部品側の底板部と、凹状形状をしていて、側壁部が前記底板部に接合した蓋部と、を有し、内部に液相冷媒が貯留する空間が形成されている、付記１から５のいずれか一項記載の冷却機構付き基板。
（付記７）前記空間の圧力は大気圧よりも低くなっている、付記６記載の冷却機構付き基板。
（付記８）前記側壁部は、幅の狭い幅狭部分と前記幅狭部分よりも幅の広い幅広部分とを有し、前記幅狭部分及び前記幅広部分の両方が前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品に重なっている、付記６または７記載の冷却機構付き基板。
（付記９）前記熱交換器は、前記発熱部品側の底板部と、凹状形状をしていて、側壁部が前記底板部に接合した蓋部と、を有し、前記側壁部は、幅の狭い幅狭部分と、前記幅狭部分よりも幅が広く、前記第２固定部が取り付けられた幅広部分と、を有し、前記幅狭部分及び前記幅広部分の両方が前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品に重なっている、付記２記載の冷却機構付き基板。
（付記１０）前記板バネは、前記熱交換器の上面の前記一方の辺から前記他方の辺に延在した第１延在部と、前記熱交換器よりも外側で前記第１延在部に並んで延在した第２延在部と、前記第１延在部と前記第２延在部を接続する接続部を有し、前記第１固定部は、前記板バネの前記第２延在部を前記配線基板に固定する付記１から９のいずれか一項記載の冷却機構付き基板。
（付記１１）前記熱交換器は銅又はアルミニウムで形成され、前記板バネはステンレス鋼で形成されている、付記１から１０のいずれか一項記載の冷却機構付き基板
。
１０ 配線基板
１２ 貫通孔
２０ 発熱部品
３０、３０ａ 熱交換器
３２ 底板部
３４、３４ａ 蓋部
３５ 幅狭部分
３６、３６ａ 側壁部
３７ 幅広部分
３８ 上壁部
４０ 空間
４２ フィン
４４ 液相冷媒
４６ 気相冷媒
４８ 上面
５０ ネジ穴
５２～５８ 辺
６０ 中央部分
６２ 第１部分
６４ 第２部分
６６～６６ｃ 凸部
７０ 板バネ
７２ 第１延在部
７４ 第２延在部
７６ 接続部
７８、７９ 貫通孔
８０ 冷却機構
８２ 凝縮器
８４ 冷媒放出管
８６ 冷媒供給管
８８ 配管
８９ ポンプ
９０、９２ ネジ
９４ 取付プレート
９６ ネジ受け
１００、５００ 冷却機構付き基板

Claims (7)

  1. 配線基板と、
    前記配線基板上に搭載された発熱部品と、
    前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、
    前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、
    前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、
    前記板バネを前記熱交換器に固定する第２固定部と、を備え、
    前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されていて、
    前記板バネは、前記熱交換器の上面のうちの前記中央部分、前記第１部分、及び前記第２部分で前記第２固定部によって前記熱交換器に固定されている、冷却機構付き基板。
  2. 配線基板と、
    前記配線基板上に搭載された発熱部品と、
    前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、
    前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、
    前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、を備え、
    前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されていて、
    前記板バネは、前記熱交換器よりも剛性が高い、冷却機構付き基板。
  3. 配線基板と、
    前記配線基板上に搭載された発熱部品と、
    前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、
    前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、
    前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、を備え、
    前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されていて、
    前記熱交換器は、前記一方の辺及び前記他方の辺が延在する方向で前記熱交換器を側方から見た場合に、端部が中央部よりも前記発熱部品から離れる方向に反っている、冷却機構付き基板。
  4. 配線基板と、
    前記配線基板上に搭載された発熱部品と、
    前記発熱部品上に設置され、前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品よりも大きく、前記発熱部品を冷却する熱交換器と、
    前記熱交換器の上面の一方の辺から反対側の他方の辺に延在して前記熱交換器の上面に固定された板バネと、
    前記熱交換器の周辺に配置され、前記板バネを前記配線基板に固定する第１固定部と、を備え、
    前記熱交換器の上面のうちの前記板バネと重なる領域であって前記一方の辺と前記他方の辺との間の中央部分に、前記一方の辺側の第１部分及び前記他方の辺側の第２部分よりも盛り上がった凸部が形成されていて、
    前記熱交換器は、前記発熱部品側の底板部と、凹状形状をしていて、側壁部が前記底板部に接合した蓋部と、を有し、内部に液相冷媒が貯留する空間が形成されている、冷却機構付き基板。
  5. 前記空間の圧力は大気圧よりも低くなっている、請求項４記載の冷却機構付き基板。
  6. 前記側壁部は、幅の狭い幅狭部分と前記幅狭部分よりも幅の広い幅広部分とを有し、
    前記幅狭部分及び前記幅広部分の両方が前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品に重なっている、請求項４または５記載の冷却機構付き基板。
  7. 前記熱交換器は、前記発熱部品側の底板部と、凹状形状をしていて、側壁部が前記底板部に接合した蓋部と、を有し、
    前記側壁部は、幅の狭い幅狭部分と、前記幅狭部分よりも幅が広く、前記第２固定部が取り付けられた幅広部分と、を有し、
    前記幅狭部分及び前記幅広部分の両方が前記配線基板の厚さ方向から見て前記発熱部品に重なっている、請求項１記載の冷却機構付き基板。
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