JPH10341090A - 電子機器の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却ファンによる冷却方式に代わる小型でし
かも冷却効率の良い電子機器の冷却装置を得る。 【解決手段】 隣接した複数のプリント基板１にそれぞ
れプリント基板１を覆うように面状のヒートパイプ２を
取り付け、各ヒートパイプ２の放熱部４にそれぞれフィ
ン５を取り付ける。そして、密着面にガス吹出口１１を
具備する冷却板１０を各フィン５に共通に密着して取り
付け、冷却板１０のガス吹出口１１より吹き出す冷却ガ
スＧを各ヒートパイプ放熱部４のフィン５の側部を通過
させて冷却する。

Description

【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】

【課題を解決するための手段】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たものである（請求項１）。

【０００９】上記ガス吹出口は複数個の穴から成り（請
求項２）、またこ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するのがよい（請求項
３）。

【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，１１
ｃ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１
１ａ，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１１
ａ，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／１００
００００）×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，１
１ｂ，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，１
１ｂ，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９
ａ、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Ｄ
１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１０
ｍｍ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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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たことを特徴とする電子
   機器の冷却装置。
2. 【請求項２】上記ガス吹出口は複数個の穴から成ること
   を特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置。
3. 【請求項３】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ことを特徴とする請求
   項２記載の電子機器の冷却装置。