JPH02144998A

JPH02144998A - プリント板ユニットの冷却構造

Info

Publication number: JPH02144998A
Application number: JP29826088A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tsuruta; 鶴田　昭彦; Kazuhiro Tsuji; 一宏辻; Akio Ikeda; 池田　明雄
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1990-06-04

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】〔概　要〕プリント板に複数のＬＳＩ等の電子部品を搭載してなる
プリント板ユニットを複数枚間隔をあけて配置して電子
袋１置を構成し、プリント板ユニットの間に冷却空気を
強制的に流通させて電子部品を冷却する構造に関し、上部の電子部品が下部の電子部品の発熱の影響を受けに
りくシ、また、通風を妨げない放熱フィンの形状とする
ことにより、プリント板ユニットに搭載される電子部品
の冷却を均一化し、冷却効率を高めることを目的とし、電子部品に接合される基定部に必要に応じてスタットを
介して放熱片部を取付けて放熱構造体を構成し、プリン
ト板ユニットの下部の電子部品には比較的長いスタット
を用いた放熱構造体を取付け、上部の電子部品には比較
的短いスタットを用いた又はスタットを用いない放熱構
造体を取付けたことを特徴とするプリント板ユニットの
冷却構造を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は通信・情報機器の冷却構造、特にプリント板に
大規模集積回路（ＬＳＩ）等の電子部品を実装したプリ
ント板ユニットをシェルフに収容した状態で冷却する、
プリント板ユニットの冷却構造に関する。

通信・情報機器の電子回路は高速化、高密度化が急速に
進んでおり、従来に増して高集積度のゲートアレイやカ
スタムＬＳＩを使用する比率が高まってきた。この結果
、ＬＳＩを搭載するプリント板ユニットの発熱密度が極
めて高くなり、いかに冷却するかが機器を構成する上で
重要な課題となってきた。この種の機器の冷却法として
は、通常は保守性、経済性等から一般的にファンを使用
した強制空冷法が用いられる。

〔従来の技術〕

プリント板ユニットを冷却する従来の強制空冷構造は、
第５図及び第６図に示すように、高集積度のＬＳＩに放
熱フィンを取付けた放熱フィン付大規模集積回路（ＬＳ
Ｉ）８を複数個プリント板７に搭載してプリント板ユニ
ット６を構成し、更にこれらのプリント板ユニット６を
数枚シェルフと呼ばれるプリン斗板ユニット搭載枠５内
に平行に縦列に配置して電子機器１を構成し、この電子
機器１の上部にファン取付枠３とファン４より構成され
るファンユニット２を装着して、プリント板ユニット６
間にファン４により下方から上方に向けて強制的に空気
を流し冷却を行うものである。

なお、図中９はプリント板ユニットをシェルフ５の裏面
にあるバックボードのコネクタ（図示せず）に電気的接
続するためのコネクタ、ＩＯは空気の漏れ防止等のため
にプリント板ユニット６の前面に取付けた正面板を示す
。

このような従来の冷却構造でプリント板ユニット６を冷
却すると第７図のように、プリント板ユニット６間に冷
却空気を流す際上部（第６図の０点）は下部のＬＳＩの
発熱の影響により下部（第６図のＡ点）に比べ周囲温度
が大幅に高くなり、上下の位置により各ＬＳＩのジャン
クションの温度差が顕著になる。この他、下部の放熱フ
ィンの通風抵抗により、上部（第６図の０点）のＬＳＩ
は冷却に必要な十分な周囲風速の確保が難しくなり、下
部（第６図のＡ点）に比ベジャンクシゴン温度が著しく
高くなる。なお、第７図において、周囲温度及び周囲風
速については、第６図の位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける値を示
し、ジャンクション温度については、第６図の位置Ａ、
Ｂ、Ｃの直上のＬＳＩの温度を示す。また、第７図の温
度及び風速を示す縦軸スケールの数値は、比較のための
ものであり、絶対値を示すものではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように従来の冷却構造では、プリント板ユニット
に搭載されたＬＳＩの位置により冷却効果が異なり、そ
の結果、冷却に必要な周囲温度及び風速を確保すること
が部分的に困難で、十分な冷却性能が得られないことと
なる。その結果が回路機能に影響し、回路動作のマージ
ンを減少させ、場合によっては誤動作や破損の原因とな
る。このように従来の冷却構造において、ＬＳＩのジャ
ンクション温度が著しく異なる原因は、上部のＬＳＩが
、下部のＬＳ、Ｉの発熱の影響と下部の放熱フィンの通
風抵抗による風速の低下をもろに受ける構造となってい
るためである。

従って、本発明では、上部のＬＳＩが下部のＬＳＩの発
熱の影響を受けに＜クシ、また、通風を妨げない放熱フ
ィンの形状とすることにより、プリント板ユニットに搭
載されるＬＳＩ等の電子部品のの冷却を均一化し、冷却
効率を高めることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために、本発明では、プリン
ト板に複数の電子部品を搭載してなるプリント板ユニッ
トを複数枚間隔をあけて平行に配置して電子装置を構成
し、プリント板ユニット間に冷却空気を強制的に流通さ
せて電子部品を冷却する構造において、前記複数の電子
部品の上部に、放熱部までの高さの異なる種々の放熱構
造体を取付けたことを特徴とする。

また、上記の冷却構造において、電子部品に接合される
基定部に必要に応じて種々の長さのスタットを介して放
熱部を取付けて放熱構造体を構成し、プリント板ユニッ
トの下部の電子部品には比較的長いスタットを用いた放
熱構造体を取付け、上部の電子部品には比較的短いスタ
ットを用いた又はスタンドを用いない放熱構造体を取付
けたことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明によると、まず第１に、複数の電子部品の上部に
、放熱片部までの高さの異なる種々の放熱構造体を取付
けることにより、プリント板上の場所に応じて、冷却空
気の流れを適切に制御することができる。

また、第２に、プリント板ユニットの下部の電子部品に
は比較的長いスタットを用いた放熱構造体を取付け、上
部の電子部品には比較的短いスタットを用いた又はスタ
ットを用いない放熱構造体を取付けたので、冷却空気は
下部の電子部品の放熱構造体のスタットを通過して上方
に流れる。従って、上部の電子部品は下部の電子部品の
発熱の影響を受けにくく、また通風が妨げられない。

（実施例）以下、第１図〜第４図を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。まず、第１図に具体的に示すように、放熱
構造体２０はフィンをもった放熱部２１と、この放熱部
に結合される長さの異なる複数種類のスタット２２（短
）または２３（長）と、このスタンドを支持しかつＬＳ
Ｉ等の電子部品２５の上部に取付けられる基定部２４と
で構成される。これらの部材は、ネジ構造又ははめあい
等により任意に組み合わせることによりＬＳＩ２５より
放熱部２１までの高さを容易に変えることができる構造
とする。

また、ＬＳＩ２５に放熱構造体２０を取付ける際は、第
２図に示すように、プリント板７をプリント板ユニット
搭載枠５に収容した状態で、プリント板７に実装されて
いる下部の放熱フィン付ＬＳＩ８の放熱構造体２０の放
熱部２１の高さを高＜シ（例えば長いスタット２３を介
して結合する）、上部のもの程放熱部２１の高さを低く
するように構成する（例えば、一番上の放熱フィン付Ｌ
ＳＩ８については、スタットを使用せずにＬＳＩの基定
部２４に直接放熱部２１を取付ける）。

このように構成することで、上部のＬＳＩが極力下部の
ＬＳＩの発熱の影響を受けない構造とする。

さらに効果を増すために、上部及び中間部の放熱部２１
に隣接する気流ガイド板３１を設ける。

なお、第２図において矢印は空気の流れを示し、自失は
冷たい空気、黒矢は暖かい空気の流れを示す。このよう
に、放熱部２１を通過して暖かくなった空気は気流ガイ
ド板３１により案内され、上方位置にある放熱部２１に
影響せず、スタット２２．２３の部分を通過した冷たい
空気が上方位置の放熱部２１にあたる。

上記のような構造により、ＬＳＩの周囲温度の均一化を
図り、これにより、各ＬＳＩのジャンクション温度差の
縮小を図る。また、第１図の放熱構造体２０に使用する
スタット２２．２３及び放熱部２１の大きさ、形状（例
えば、スタンドの断面積の大小、フィンの大小、フィン
の枚数）や材質（フィンの熱抵抗の大小）を使い分けす
ることにより、ジャンクション温度を一層均一化するこ
とも可能である。この他、スタット２２．２３の表面を
、周知技術により断熱処理し、この部分からの放熱を防
止する等の方法も有効である。

次に、本考案の実施例を示す第３図において、１はプリ
ント板ユニット６をプリント板ユニット搭載枠５に多数
搭載した電子機器、２は電子機器１を冷却するためのフ
ァンユニットでファン取付枠３とファン４より構成され
る。また、図中４１゜４２．４３はプリント板７に搭載
された放熱フィン付きＬＳＩで、これらのＬＳＩの放熱
フィン（放熱部）の高さは下部（ファンユニット２より
遠い位置）に搭載されるものほど高くなっている。

図中２１は放熱フィンを有する放熱部を、２２゜２３は
スタットを、また、２４は基定部を示す。

また、図中３１は冷たい空気と暖かい空気の流れを分離
するための気流ガイド板を示し、同ガイド板はスタット
４４とネジ４５でプリント板７に固定されている。

第４図において、周囲温度及び周囲風速については、第
２図の位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける値を示し、ジャンクショ
ン温度については、第２図の位置Ａ１Ｂ、Ｃの直上のＬ
ＳＩの温度を示す。また、第４図の温度及び風速を示す
縦軸スケールの数値は、比較のためのものであり、絶対
値を示すものではない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、下部のＬＳＩの発熱の
影響を防止し、また、放熱フィンの通風抵抗を下げ、冷
却に必要な風速を容易に確保できる。また、第４図に示
すように、従来方法に比べ本発明を用いた場合は、搭載
位置によるＬＳＩ周囲温度差、ＬＳＩジャンクシッン温
度差は小さくなり、温度差による回路動作マージンの減
少を食い止め、安定した回路動作を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と本発明による放熱構造体を示す図、第２図は本
発明による冷却構造、第３図は本発明の実施例を示す斜
視図、第４図は本発明の冷却構造による装置内の周囲温
度及び周囲風速を示す図、第５図は従来の冷却構造の斜
視図、第６図は従来の冷却構造の断面図、第７図は従来
例の冷却構造による装置内の周囲温度及び周囲風速を示
す図である。５・・・プリント板ユニット搭載枠、７・・・プリント板、・・・放熱フィン付ＬＳＩ、０・・・放熱構造体、　　２１・・・放熱部、２・・・
スタット（短）、２３・・・スタット４・・・基定部、
　　　　２５・・・ＬＳＩ、１・・・気流ガイド板。（長）

Claims

【特許請求の範囲】

１．プリント板（７）に複数の電子部品（８，２５）を
搭載してなるプリント板ユニットを複数枚間隔をあけて
配置して電子装置（１）を構成し、プリント板ユニット
の間に冷却空気を強制的に流通させて電子部品を冷却す
る構造において、前記複数の電子部品（２５）の上部に
、放熱部（２１）までの高さの異なる種々の放熱構造体
（２０）を取付けたことを特徴とするプリント板ユニッ
トの冷却構造。
２．プリント板（７）に複数の電子部品（８，２５）を
搭載してなるプリント板ユニットを複数枚間隔をあけて
垂直に配置して電子装置（１）を構成し、プリント板ユ
ニットの間に冷却空気を下方から上方に向けて強制的に
流通させて電子部品を冷却する構造において、電子部品
（２５）に接合される基定部（２４）に必要に応じてス
タット（２２，２３）を介して放熱部（２１）を取付け
て放熱構造体（２０）を構成し、プリント板ユニットの
下部の電子部品には比較的長いスタット（２３）を用い
た放熱構造体（２０）を取付け、上部の電子部品には比
較的短いスタット（２２）を用いた又はスタットを用い
ない放熱構造体（２０）を取付けたことを特徴とするプ
リント板ユニットの冷却構造。