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KR101005404B1 - 흡열 부재, 냉각 장치 및 전자 기기 - Google Patents

흡열 부재, 냉각 장치 및 전자 기기 Download PDF

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KR101005404B1
KR101005404B1 KR1020077023124A KR20077023124A KR101005404B1 KR 101005404 B1 KR101005404 B1 KR 101005404B1 KR 1020077023124 A KR1020077023124 A KR 1020077023124A KR 20077023124 A KR20077023124 A KR 20077023124A KR 101005404 B1 KR101005404 B1 KR 101005404B1
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electronic
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쥰 다니구찌
히로끼 우찌다
히데시 도꾸히라
미노루 이시나베
마사노부 이시즈까
히로아끼 다떼
마사또모 아사노
노부히로 난리
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후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

프린트 기판(１)에는, 높이가 다른 전자 부품（ＣＰＵ소자(２ａ)와 콘덴서(２ｂ)와 코일 소자(２ｃ)）이 실장되어 있다. 가장 높이가 낮은 ＣＰＵ소자(２ａ)의 윗면과 접촉하며, 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)의 측면과 접촉하는 상태로, 흡열 부재(３)가 프린트 기판(１)의 윗 쪽에 설치되어 있다. 흡열 부재(３)에는, 냉각 매체를 순환시키기 위한 유로(４)가 형성되어 있다. ＣＰＵ소자(２ａ)에서 발생한 열은, 그 윗면으로부터 흡열 부재(３)를 거쳐서 유로(４)내의 냉각 매체로 전해지며, 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)에서 발생한 열은, 그 측면으로부터 흡열 부재(３)를 거쳐서 유로(４)내의 냉각 매체로 전해진다.
흡열 부재, 냉각 장치, 전자 기기, 전자 부품, 방열 처리

Description

흡열 부재, 냉각 장치 및 전자 기기{HEAT ABSORPTION MEMBER, COOLING DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 전자 부품으로부터의 열을 흡수하는 흡열 부재, 발열하는 복수의 전자 부품을 냉각하기 위한 냉각 장치, 및 이 냉각 장치를 이용한 전자 기기에 관하며, 특히, 기판에 실장(實裝)한 경우에 높이가 다른 복수의 전자 부품을 효율 좋게 냉각하기 위한 흡열 부재, 냉각 장치 및 이 냉각 장치를 이용한 전자 기기에 관한다.
데스크 톱형의 컴퓨터, 노트형의 컴퓨터, 이동체 통신기기 등의 전자 기기는, CPU소자, 코일소자, 콘덴서 등의 복수의 전자 부품이 프린트 기판 위에 설치되어 있다. 근년, 전자 기기에 있어서의 처리의 고속화, 고기능화, 고성능화에 따라서, 이들 전자 부품의 동작중의 발열량이 증가하는 경향이 있다. 전자 기기의 안전한 동작을 지속시키기 위해서는, 전자 부품으로부터 발생한 열을 신속히 외부로 방출하여 방열성을 높일 필요가 있다.
그래서 이들 전자 부품을 냉각하는 공냉식의 냉각 장치를 전자 기기에 장비하고 있는 것이 일반적이다. 이 냉각 장치는, 전자 부품의 열을 빼앗아 방산시키는 히트 싱크와, 이 히트 싱크에 냉각풍을 보내는 냉각 팬을 구비하고 있다. 상술 한 것처럼 전자 기기의 발열량은, 이후도 계속하여 증가할 것으로 예상되기 때문에, 이에 대한 대책이 요망된다.
공냉식의 냉각 장치에 있어서, 냉각 성능을 향상시키기 위해서, 히트 싱크의 대형화, 냉각 팬의 성능 향상 등의 대응이 취해지고 있다. 그러나, 대형의 히트 싱크를 사용하는 경우에는, 이를 포함시키기 위해서 전자 기기도 대형화한다고 하는 문제가 있다. 한편, 냉각 팬의 성능 향상을 도모하기 위해서는 팬 구조의 대형화 또는 냉각 팬의 회전수의 증가 등을 행할 필요가 있으나, 이 방법으로는, 전자 기기의 대형화 또는 팬의 소음의 증대를 피할 수 없다고 하는 문제가 있다. 특히, 노트형의 컴퓨터에 있어서는, 냉각 성능에 더하여, 휴대성, 즉 기기의 크기 및 무게가 중요하며, 정숙성, 즉, 동작시에 조용한 것도 중요한 요소이나, 상기와 같은 냉각 성능 향상의 대책은 이에 상반되는 것이다.
이에, 공기보다도 휠씬 높은 비열을 가지는 물 등의 액체를 냉각 매체로서 이용하는 액냉식(수냉식)의 냉각 시스템이 제안되어 있다.(예를 들면, 일본국 특허공개 2001-24372호 공보 참조)
일본국 특허공개 2001-24372호에 개시된 전자 기기(노트형의 컴퓨터)의 냉각 장치에서는, 본체에 설치한 전자 부품과, 표시 유닛체에 설치한 방열부와, 본체에 설치한 펌프를 관으로 연결하여, 관내에 냉각 매체를 순환시켜, 전자 부품으로부터의 열을 방열부로 전달시키는 것이 개시되어 있다. 이와 같은 경우에, 전자 부품으로부터 냉각 매체로 효율 좋게 방열할 수 있도록, 판상의 흡열 부재를 전자 부품의 윗면에 접촉시켜서 설치하며, 흡열 부재로 흡수한 열을, 흡열 부재에 형성한 관 내를 흐르는 냉각 매체로 방산시키는 것이 일반적이다.
방열 처리의 대상이 되는 전자 부품이 하나인 경우에는, 그 전자 부품의 윗면에 흡열 부재를 접합시킴으로써, 효율적인 열전달을 행하는 것이 가능하다. 그러나, 방열 처리의 대상이 되는 전자 부품이 하나인 전자 기기는 드물며, 대부분의 전자 기기에는, 방열 처리의 대상이 되는 복수 종류의 전자 부품이 분산하여 설치되어 있다. 이 복수 종류의 전자 부품은, 서로 수치가 다르며 프린트 기판에 실장한 경우에 그 높이도 다르다. 이와 같이 높이가 다른 복수의 전자 부품을 가지는 전자 기기에 대해서도, 각 전자 부품의 열을 흡수 부재에 효율 좋게 전달시킬 필요가 있다.
그러나, 높이가 다른 복수의 전자 부품을 가지는 전자 기기에 대해서 판상의 흡열 부재를 전자 부품의 윗면에 접촉시키는 종래의 방법을 적용하는 경우에는, 흡열 부재가 경사지게 배치되기 때문에, 흡열 부재와 전자 부품과의 접촉 면적이 적어지므로, 효율적인 열전달을 행할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 안출된 것이며, 냉각 대상이 되는 복수의 전자 부품의 높이가 다른 경우에 있어서도, 이들 전자 부품의 효율적인 냉각을 행하는 것이 가능한 흡열 부재, 냉각 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련하는 흡열 부재는, 지지체에 실장되는 높이가 다른 복수의 전자 부품으로부터의 열을 흡수하는 판상의 흡열 부재에 있어서, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 접촉하도록 1 또는 복수의 구멍이 그 두께 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련하는 흡열 부재는, 지지체에 실장되는 높이가 다른 복수의 전자 부품으로부터의 열을 흡수하는 흡열 부재에 있어서, 냉각 매체의 유로(流路)가 설치되어 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져, 이 전자 부품의 측면과 상기 유로가 접촉하도록 하나 또는 복수의 구멍을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 흡열 부재에 있어서는, 높이가 높은 전자 부품이 끼워지는 구멍이 형성되어 있기 때문에, 끼워진 전자 부품의 측면이 흡열 부재와 접촉한다. 또한 높이가 낮은 전자 부품은 그 윗면에서 흡열 부재와 접촉한다. 따라서, 흡열 부재를 수평으로 배치하여 사용하는 경우에도, 높이가 다른 모든 전자 부품과 흡열 부재의 접촉 면적을 크게 취할 수 있기 때문에, 모든 전자 부품에 있어서 효율 좋게 방열할 수 있다. 또한, 설치한 유로내를 흐르는 냉각 매체에 의해 전자 부품으로부터의 열을 전달하기 때문에 공냉식과 비교해 냉각 성능이 높다.
본 발명에 관련하는 냉각 장치는, 지지체에 실장된 높이가 다른 복수의 전자 부품을 냉각하는 장치에 있어서, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 접촉하고 있는 1 또는 복수의 구멍이 그 두께 방향으로 형성되어 있는 판상의 흡열 부재를 가지고 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 낮은 일부의 전자 부품의 윗면이 상기 흡열 부재의 아래 면에 접촉하도록 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련하는 냉각 장치는, 지지체에 실장된 높이가 다른 복수의 전자 부품을 냉각하는 장치에 있어서, 냉각 매체의 유로가 설치되어 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 상기 유로가 접촉하고 있는 1 또는 복수의 구멍을 형성하고 있는 흡열 부재를 가지고 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 낮은 일부의 전자 부품의 윗면이 상기 흡열 부재의 아래 면에 접촉하도록 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 냉각 장치에 있어서는, 흡열 부재의 구멍에 높이가 높은 전자 부품을 끼워, 끼운 전자 부품의 측면과 흡열 부재를 접촉시킨다. 즉, 가장 높이가 낮은 전자 부품은, 그 윗면을 흡열 부재의 아래면에 접촉시키며, 이에 의해 높이가 높은 나머지의 전자 부품은, 그 측면을 흡열 부재에 접촉시킨다. 따라서, 흡열 부재를 수평으로 배치하여 사용하는 경우에도, 지지체에 실장된 높이가 다른 모든 전자 부품과 흡열 부재의 사이에 충분히 넓은 접촉 면적이 얻어져, 모든 전자 부품에 있어서 효율 좋게 방열할 수 있다.
상기 냉각 장치에 있어서, 흡열 부재의 구멍에 끼워지는 높이가 높은 전자 부품의 측면을 덮도록 전열체를 설치한다. 따라서, 전자 부품의 측면으로부터 흡열 부재에 전해지는 열량이 증가하여, 보다 효율 좋게 방열할 수 있다.
본 발명에 관련하는 전자 기기는, 프린트 기판과, 이 프린트 기판에 실장된 높이가 다른 복수의 전자 부품과, 이 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 접촉하고 있는 1 또는 복수의 구멍이 그 두께 방향으로 형성되어 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 낮은 일부의 전자 부품의 윗면이 그 아래 면과 접촉하고 있는 1 또는 복수의 판상의 흡열 부재와, 이 흡열 부재로 흡수된 열을 외부로 방산하는 방열부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 전자 기기는, 프린트 기판과 이 프린트 기판에 실장된 높이가 다른 복수의 전자 부품과, 냉각 매체의 유로가 설치되어 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 접촉하고 있는 1 또는 복수의 구멍이 상기 유로와 대략 수직한 방향으로 형성되어 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 낮은 일부의 전자 부품의 윗면이 그 아래 면과 접촉하고 있는 1 또는 복수의 흡열 부재와, 이 흡열 부재로 흡수된 열을 외부로 방산하는 방열부를 구비한다.
본 발명의 전자 기기에 있어서는, 흡열 부재의 구멍에 끼워진 높이가 높은 전자 부품은 그 측면에서 흡열 부재와 접촉하며, 높이가 낮은 전자 부품은 그 윗 면에서 흡열 부재와 접촉한다. 따라서, 흡열 부재를 수평으로 배치해서 사용하는 경우에도, 프린트 기판에 실장된 높이가 다른 모든 전자 부품과 흡열 부재와의 접촉 면적을 크게 취할 수 있기 때문에, 모든 전자 부품에 있어서 효율 좋게 방열할 수 있다. 또한 전자 부품 간에 극단적으로 큰 단차(段差)가 있는 경우, 또는, 복수의 전자 부품이 복잡하게 끼워 넣어져 있는 경우에는, 높이 위치를 다르게 하여, 각각에 전자 부품을 끼우는 구멍을 형성한 복수의 흡열 부재를 설치하도록 해도 된다.
본 발명으로는, 흡열 부재에 형성한 구멍에 높이가 높은 전자 부품을 끼우도록 하였기 때문에, 한 장의 흡열 부재를 수평으로 배치한 경우라도, 끼워진 높이가 높은 전자 부품은 그 측면에서 흡열 부재와 접촉하고, 높이가 낮은 전자 부품은 그 윗면에서 흡열 부재와 접촉하기 때문에, 어느 쪽도 큰 접촉 면적을 얻는 것이 가능하며, 높이가 다른 모든 전자 부품으로부터의 열을 효율 좋게 흡열 부재로 흡수하는 것이 가능하다.
본 발명으로는, 흡열 부재에 설치한 유로내를 흐르는 냉각 매체에 의해 전자 부품으로부터의 열을 전달하도록 하였기 때문에, 공냉식과 비교하여 높은 냉각 성능을 얻는 것이 가능하다.
본 발명으로는, 흡열 부재의 구멍에 끼워지는 높이가 높은 전자 부품의 측면을 덮듯이 전열체를 설치하도록 하였기 때문에, 전자 부품의 측면으로부터 흡열 부재에 전달되는 열량을 증가시킬 수 있어 보다 효과 좋게 방열할 수 있다.
도1은 본 발명의 전자 기기의 사시도,
도2는 제1 실시의 형태에 관련하는 흡열 부재의 평면도,
도3은 제1 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치의 측면도,
도4는 제1 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치의 윗면도,
도5는 제2 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치의 윗면도,
도6은 도5의 A-A선에 의한 단면도,
도7은 제3 실시의 형태에 관련하는 흡열 부재의 평면도,
도8은 제3 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치의 측면도,
도9는 제3 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치의 윗면도,
도10은 제4 실시의 형태에 관련하는 흡열 부재의 평면도,
도11은 제4 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치의 측면도이다.
<부호의 설명>
１:　프린트 기판
２:　전자 부품
２ａ:　ＣＰＵ소자（전자 부품）
２ｂ:　콘덴서（전자 부품）
２ｃ:　코일 소자（전자 부품）
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ:　흡열 부재
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ:　유로
５ｂ，５ｃ:　구멍
７ｂ，７ｃ:　전열체
１０:　냉각 장치
２０:　전자 기기
２３:　방열판
본 발명을 그 실시의 형태를 나타내는 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도1은, 본 발명의 전자 기기의 사시도이다. 이 전자 기기(２０)는, 예를 들 면, 노트형 컴퓨터이다. 본 발명의 전자 기기(２０)는, 본체부측의 제1상자체(２１)와, 표시부측의 제2상자체(22)를 가지고 있다.
제1상자체(２１)내의 프린트 기판(１)에는 높이가 다른 복수 종류의 전자 부품(２)（２ａ，２ｂ，２ｃ）이 분산하여 실장되어 있다. 또한, 제1상자체(２１)내에는, 높이가 낮은 전자 부품(２)（２ａ）의 윗면과 접촉하며, 높이가 높은 전자 부품(２)（２ｂ，２ｃ）의 측면과 접촉하고 있는 판상의 흡열 부재(３)가 설치되어 있다. 흡열 부재(３)에는, 물, 프로필렌 글리콜계 수용액 등의 냉각 매체를 순환시키기 위한 유로(４)가 형성되어 있으며, 각 전자 부품(２)에서 발생한 열이 흡열 부재(３)를 거쳐서 유로(４)내의 냉각 매체에 전달되어지도록 되어 있다. 이 흡열 부재(３)의 구성에 대해서는, 이하의 각 실시의 형태에서 상술한다.
이 유로(４)는, 제2상자체(22) 방열부로서 설치된 방열판(２３)에 형성된 유로(２４)와 연통하고 있다. 유로(４)의 중도에는 펌프(２５)가 설치되어 있으며, 펌프(２５)의 구동에 의해 냉각 매체가 유로(４), 유로(２４)내를 순환하도록 되어 있다. 또한, 제1상자체(２１)내에서는, 제2상자체(２2)와 방열판(２３)의 사이에 냉각용의 공기를 송출하는 팬(２６)이 설치되어 있다.
방열 처리에 대해서 설명한다. 방열 처리시에는, 방열판(２３)을 열은 상태로 해둔다. 복수의 전자 부품(２)（２ａ，２ｂ，２ｃ） 각각에서 발생한 열은, 흡열 부재(３)를 거쳐서 유로(４)내의 냉각 매체로 전해져, 그 냉각 매체는 유로(２４)내를 흘러, 열이 방열판(２３)으로부터 외부로 방산된다. 이때, 팬(２６)으로부터 제2상자체(22)와 방열판(２３)의 사이에 냉각용의 공기를 송출해서, 보다 큰 방열 효과를 얻는다.
이하, 본 발명의 특징 부분인 흡열 부재(３)를 포함하는 냉각 장치의 구성에 대해서 상술한다.
(제1 실시의 형태）
도2는 제1 실시의 형태에 관련하는 흡열 부재(３)의 평면도, 도3은 제1 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치(１０)의 측면도, 도4는 그 윗면도이다.
프린트 기판(１)에는, 예를 들면 3 종류의 전자 부품（ＣＰＵ소자(２ａ)와 콘덴서(２ｂ)와 코일 소자(２ｃ)）이 실장되어 있다. ＣＰＵ소자(２ａ), 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)의 프린트 기판(１)으로부터의 높이는 다르며, 각각 Ｌ1, Ｌ2 및 Ｌ3（Ｌ1 ＜Ｌ2 ＜Ｌ3）이고, ＣＰＵ소자(２ａ)가 가장 높이가 낮은 전자 부품이다.
판상을 이루는 흡열 부재(３)는, 예를 들면 알루미늄, 동 등의 열전도성이 양호한 금속으로 이루어져 있으며, 강성(剛性)을 가지고 있다. 흡열 부재(３)에는, 높이가 높은 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)의 단면 형상에 맞는 형상을 이루는 복수의 구멍(５ｂ, ５ｃ)이 형성되어 있으며, 이들 구멍(５ｂ), 구멍(５ｃ)에 각각 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)를 끼울 수 있도록 되어 있다. 그리고 가장 높이가 낮은 ＣＰＵ소자(２ａ)의 윗면과 열접합재료(6)를 거쳐서 접촉할 뿐만 아니라, 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)가 구멍(５ｂ) 및 구멍(５ｃ)에 끼워져 이들의 측면과 접촉하는 상태로, 흡열 부재(３)가 프린트 기판(１)의 윗 쪽에 설치되어 있다.
또한, 흡열 부재(３)에는, 프로필렌 글리콜계 수용액 등의 냉각 매체를 순환시키기 위한 유로(４)가 유입구(11)로부터 유출구(12)에 걸쳐서 형성되어 있다. 유로(４)는, 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)의 주변에서는, 이들을 둘러싸듯이 형성되며, ＣＰＵ소자(２ａ)의 근방에서는, 그 윗 쪽을 사행(蛇行)상으로 형성되어 있다. 구멍(５ｂ,５ｃ)은, 흡열 부재(３)의 두께 방향으로, 바꿔 말하면, 유로(４)와 대략 수직한 방향으로 형성되어 있다.
또한, 전자 부품(ＣＰＵ소자(２ａ)와 콘덴서(２ｂ)와 코일 소자(２ｃ)）이 실장된 프린트 기판(１)에 대해서, 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)를 구멍(５ｂ),구멍(５ｃ)에 끼우도록 흡열 부재(３)를 씌움으로써, 이와 같은 구성의 냉각 장치(１０)는 제작된다.
방열 처리에 대해서 설명한다. ＣＰＵ소자(２ａ)에서 발생하는 열은, 그 윗면으로부터 흡열 부재(３)를 거쳐서 유로(４)내의 냉각 매체로 전해진다. 한편, 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)에서 발생한 열은, 그 측면으로부터 흡열 부재(３)를 거쳐서 유로(４)내의 냉각 매체에 전해진다. 냉각 매체는 유로(２４)내를 흘러, 열이 방열판(２３)으로부터 외부로 방산되어진다.(도1 참조)
제1 실시의 형태의 냉각 장치(１０)에서는, 높이가 낮은 전자 부품（ＣＰＵ소자(２ａ)）은 그 윗면에서 흡열 부재(３)와 접촉하며, 높이가 높은 전자 부품（콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)）은 흡열 부재(３)의 구멍(５ｂ,５ｃ)에 끼워져 그 측면에서 흡열 부재(３)와 접촉하고 있으므로, 흡열 부재(３)를 수평으로（프린트 기판(１)과 평행하게）배치하는 경우에도, 프린트 기판(１)에 실장된 높이가 다 른 모든 전자 부품（ＣＰＵ소자(２ａ), 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)）과 흡열 부재(３)와의 사이에서 충분히 넓은 접촉면적을 얻을 수 있어, 모든 전자 부품에 있어서 효율 좋게 방열할 수 있다.
(제2 실시의 형태）
도5는 제2 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치(１０)의 윗면도, 도6은 도5의 Ａ－Ａ선에 의한 단면도이다. 도5 및 도6에 있어서 도1~도4와 동일 또는 같은 형태의 부분에는 동일한 번호를 붙이고 있다.
제2 실시의 형태에서는, 흡열 부재(３)의 구멍(５ｂ,５ｃ)에 끼워지는 높이가 높은 전자 부품(콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)）의 측면 전역을 덮듯이 관상의 전열체(７ｂ) 및 전열체(７ｃ)를 설치하고 있다. 전열체(７ｂ, ７ｃ)는, 흡열 부재(３)와 마찬가지로, 예를 들면 알루미늄, 동 등의 열전도성이 양호한 금속으로 이루어진다.
또한, 프린트 기판(１)에 실장된 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)에 전열체(７ｂ) 및 전열체(７ｃ)를 끼운 후, 프린트 기판(１)에 대해서, 전열체(７ｂ), 전열체(７ｃ)가 끼워진 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)를 구멍(５ｂ), 구멍(５ｃ)에 끼우듯이 흡열 부재(３)를 씌움으로써, 이와 같은 구성의 냉각 장치(１０)는 제작된다.
방열 처리에 대해서 설명한다. ＣＰＵ소자(２ａ)에서 발생한 열은, 제1 실시의 형태와 마찬가지로, 그 윗면으로부터 흡열 부재(３)를 거쳐서 유로(４)내의 냉각 매체로 전해진다. 한편, 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)에서 발생한 열은, 그 측면으로부터 전열체(７ｂ, ７ｃ), 흡열 부재(３)를 거쳐서 유로(４)내의 냉각 매체로 전해진다. 냉각 매체는 유로(２４)내를 흘러, 열이 방열판(２３)으로부터 외부로 방산되어진다.(도1 참조)
제2 실시의 형태의 냉각 장치(１０)에서는, 높이가 다른 모든 전자 부품에 대해서 효율 좋게 방열할 수 있다고 하는 제1 실시의 형태와 마찬가지의 효과가 얻어지는 것은 물론이고, 또한, 높이가 높은 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)의 측면에 전열체(７ｂ), 전열체(７ｃ)를 설치하고 있기 때문에, 그 측면으로부터 흡열 부재(３)로 흡수되는 열이 증가하기 때문에, 보다 효율 좋게 방열하는 것이 가능하다.
(제3 실시의 형태）
도7의(ａ）,（ｂ）는 제3 실시의 형태에 관련하는 흡열 부재(３ａ, ３ｂ)의 평면도, 도8은 제3 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치(１０)의 측면도, 도9는 그 윗면도이다. 도7~도9에 있어서 도1~도6과 동일 또는 같은 형태의 부분에는 동일 번호를 붙이고 있다.
제3 실시의 형태에 있어서는, 프린트 기판(１)에 실장되어 있는 전자 부품간（ＣＰＵ소자(２ａ), 코일 소자(２ｃ)간）에서 극단적으로 큰 단차가 있다. 제3 실시의 형태에서는, 예를 들면 알루미늄, 동 등의 열전도성이 양호한 금속으로 이루어진 2장의 판상의 흡열 부재(３ａ,３ｂ)를, 그 설치 높이를 바꾸어 2단으로 설치하고 있다.
아래 측의 첫번째 단의 흡열 부재(３ａ)의 설치 높이는, 위에서 기술한 흡열 부재(３)와 마찬가지로, 전자 부품 중에 가장 높이가 낮은 ＣＰＵ소자(２ａ)의 높이와 대략 같으며, 위 측의 두번째 단의 흡열 부재(３ｂ)의 설치 높이는, 콘덴서(２ｂ)의 높이와 대략 같다. 첫번째 단의 흡열 부재(３ａ)에는, 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)의 단면 형상에 맞는 형상을 이루는 복수의 구멍(５ｂ, ５ｃ)이 형성되어 있으며, 이들 구멍(５ｂ), 구멍(５ｃ)에 각각 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)를 끼울 수 있도록 되어 있다.(도7의(ａ）참조） 위 측의 두번째 단의 흡열 부재(３ｂ)에는, 가장 높이가 높은 코일 소자(２ｃ)의 단면 형상에 맞는 형상을 이루는 구멍(５ｃ)이 형성되어 있으며 구멍(５ｃ)에 코일 소자(２ｃ)를 끼울 수 있도록 되어 있다.(도７（ｂ） 참조）
또한, 흡열 부재(３ａ)에는, 냉각 매체를 순환시키기 위한 유로(４ａ)가 유입구(11ａ)로부터 유출구(12ａ)에 걸쳐서 형성되며, 흡열 부재(３ｂ)에는 냉각 매체를 순환시키기 위한 유로(４ｂ)가 유입구(11ｂ)로부터 유출구(12ｂ)에 걸쳐서 형성되어 있다. 유로(４ａ)는, ＣＰＵ소자(２ａ)의 근방에서 그 윗 쪽을 사행형으로 형성되어, 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)의 주위에서 이들을 둘러싸듯이 형성되어 있다. 유로(４ｂ)는, 코일 소자(２ｃ)의 주변에서 이를 둘러싸듯이 형성되어 있다. 이들 유로(４ａ) 및 유로(４ｂ)는 합류하여 방열판(２３)의 유로(２４)와 연통한다.
그리고, 상술한 흡열 부재(３)와 마찬가지로 가장 높이가 낮은 ＣＰＵ소자(２ａ)의 윗면과 열접합재료(6)를 거쳐서 접촉함과 함께, 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)가 구멍(５ｂ) 및 구멍(５ｃ)에 끼워져 그들의 측면과 접촉하는 상태로, 첫번째 단의 흡열 부재(３ａ)가 프린트 기판(１)의 윗 쪽에 설치되어 있다. 또한, 콘덴서(２ｂ)의 윗면과 열접합재료(9)를 거쳐서 접촉하며, 코일 소자(２ｃ)가 구멍(５ｃ)에 끼워져 그 측면과 접촉하는 상태로, 두번째 단의 흡열 부재(３ｂ)가 흡열 부재(３ａ)의 윗 쪽에 설치되어 있다.
방열 처리에 대해서 설명한다. ＣＰＵ소자(２ａ)에서 발생한 열은, 그 윗면으로부터 흡열 부재(３ａ)를 거쳐서 유로(４ａ)내의 냉각 매체로 전해지며, 또한, 콘덴서(２ｂ), 코일 소자(２ｃ)의 하부에서 발생한 열은, 그 측면으로부터 흡열 부재(３ａ)를 거쳐서 유로(４ａ)내의 냉각 매체로 전해진다. 콘덴서(２ｂ)의 상부에서 발생한 열은, 그 윗면으로부터 흡열 부재(３ｂ)를 거쳐서 유로(４ｂ)내의 냉각 매체로 전해지며, 또한, 코일 소자(２ｃ)의 상부에서 발생한 열은, 그 측면으로부터 흡열 부재(３ｂ)를 거쳐서 유로(４ｂ)내의 냉각 매체로 전해진다. 냉각 매체는 유로(２４)내를 흘러, 열이 방열판(２３)으로부터 외부로 방산된다. (도1 참조)
복수의 전자 부품의 높이가 극단적으로 다른 경우에는, 높이가 높은 전자 부품의 상부의 열을 흡수하는 것이 곤란하다. 그래서, 제3 실시의 형태의 냉각 장치(１０)에서는, 흡열 부재를 복수 단의 구성으로 하여, 전자 부품의 상부의 열을 흡열 부재(３ｂ)로 용이하게 흡수할 수 있도록 하고 있다.
(제4 실시의 형태）
도10의(ａ）,（ｂ）는 제4 실시의 형태에 관련하는 흡열 부재(３c, ３d)의 평면도, 도１１은 제4 실시의 형태에 관련하는 냉각 장치(１０)의 측면도이다. 도１０, 도 11에 있어서 도１~도9와 동일 또는 같은 형태의 부분에는 동일한 번호를 붙이고 있다. 제4 실시의 형태에 있어서는, 제3 실시의 형태와 마찬가지로, 2장의 판상의 흡열 부재(３ｃ, ３ｄ)를, 그 설치 높이를 바꾸어 2단으로 설치하고 있다.
첫번째 단의 흡열 부재(３ｃ)에는, 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)를 일괄적으로 통과시키는 큰 개구(8)가 형성되어 있다.（도 １０（ａ）참조） 위측의 두번째 단의 흡열 부재(３ｄ)에는, 가장 높이가 높은 코일 소자(２ｃ)의 단면 형상에 맞는 형상을 이루는 구멍(５ｃ)이 형성되어 있으며, 구멍(５ｃ)에 코일 소자(２ｃ)를 끼울 수 있도록 되어 있다.（도１０（ｂ）참조）
또한, 흡열 부재(３ｃ)에는, 냉각 매체를 순환시키기 위한 유로(４ｃ)가 유입구(11ｃ)로부터 유출구(12ｃ)에 걸쳐서 형성되며, 흡열 부재(３ｄ)에는, 냉각 매체를 순환시키기 위한 유로(４ｄ)가 유입구(11ｄ)로부터 유출구(12ｄ)에 걸쳐서 형성되어 있다. 유로(４ｃ)는, ＣＰＵ소자(２ａ)의 근방에서 그 윗 쪽을 사행상으로 형성되며, 유로(４ｄ)는, 코일 소자(２ｃ)의 주변에서 이를 둘러싸듯이 형성되어 있다. 이들 유로(４ｃ) 및 유로(４ｄ)는 합류하여 방열판(２３)의 유로(２４)와 연통한다.
그리고, 상술한 흡열 부재(３)와 마찬가지로 가장 높이가 낮은 ＣＰＵ소자(２ａ)의 윗면과 열접합부재(6)를 거쳐서 접촉함과 함께, 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)를 일괄적으로 개구(8)로 통과시킨 상태로, 첫번째 단의 흡열 부재(３ｃ)가 프린트 기판(１)의 윗 쪽에 설치되어 있다. 또한, 콘덴서(２ｂ)의 윗면과 열접합재료(9)를 거쳐서 접촉하며, 코일 소자(２ｃ)가 구멍(５ｃ)에 끼워져 그 측면과 접촉하는 상태로, 두번째 단의 흡열 부재(３ｄ)가 흡열 부재(３ｃ)의 윗 쪽에 설치 되어 있다.
방열 처리에 대해서 설명한다. ＣＰＵ소자(２ａ)에서 발생한 열은, 그 윗면으로부터 흡열 부재(３ｃ)를 거쳐서 유로(４ｃ)내의 냉각 매체로 전해진다. 콘덴서(２ｂ)에서 발생한 열은, 그 윗면으로부터 흡열 부재(３ｄ)를 거쳐서 유로(４ｄ)내의 냉각 매체로 전해진다. 코일 소자(２ｃ)에서 발생한 열은, 그 측면으로부터 흡열 부재(３ｄ)를 거쳐서 유로(４ｄ)내의 냉각 매체로 전해진다. 냉각 매체는 유로(２４)내를 흐르며, 열이 방열판(２３)으로부터 외부로 방산된다.（도１ 참조）
제4 실시의 형태의 냉각 장치(１０)에서는, 발열량이 많은 ＣＰＵ소자(２ａ)로부터의 열을 흡수하는 흡열 부재(３ｃ)와, 발열량이 별로 많지 않은 콘덴서(２ｂ) 및 코일 소자(２ｃ)로부터의 열을 흡수하는 흡열 부재(３ｄ)를 독립적으로 설치하였기 때문에, 흡열 부재(３ｃ) 및 흡열 부재(３ｄ)에 있어서의 열이 서로 간섭하는 일이 없이, 흡열 처리를 행할 수 있다.
제3, 제4 실시의 형태의 냉각 장치(１０)에서는, 높이가 다른 모든 전자 부품에 대해서 효율 좋게 방열할 수 있다고 하는 제1, 제2 실시의 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다. 또한, 전자 부품간에 극단적으로 큰 단차가 있는 경우, 또는 복수의 전자 부품이 복잡하게 끼워 넣어져 있는 경우에도, 흡열 부재를 상술한 것처럼 복수단의 구멍이 뚫린 구조로 함으로써, 각 전자 부품으로부터의 열을 복수단의 흡열 부재로 효율 좋게 흡수하는 것이 가능하며, 방열 특성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 각 실시의 형태에서는, 흡열 부재에 냉각 매체의 유로를 형성 하는 것으로 하였으나, 유로가 형성되어 있지 않더라도, 그 측면과 접촉시켜서 전자 부품을 끼우게 하는 구멍을 형성한 흡열 부재이면 되며, 이와 같은 구조의 흡열 부재에도 본 발명이 적용 가능한 것은 물론이다.
또한, 상술한 각 실시의 형태에서는, 흡열 부재의 형상을 장방형으로 하였으나, 전자 부품이 존재하는 영역에만 흡열 부재가 있으면 되기 때문에, 전자 부품의 실장 패턴에 맞추어서 흡열 부재의 형상을 설정해도 된다. 이와 같은 경우에는, 흡열 부재의 체적이 감소하기 때문에, 코스트 절감을 도모할 수 있다.
냉각 대상이 되는, 프린트 기판 위에 설치된 복수의 전자 부품의 높이가 다른 경우에 있어서도, 이들 전자 부품의 효율적인 냉각을 행하는 것이 가능한 흡열 부재, 냉각 장치 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 지지체에 실장되는 높이가 다른 복수의 전자 부품으로부터의 열을 흡수하는 판상의 흡열 부재에 있어서, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 접촉하도록 하나 또는 복수의 관통 구멍이 그 두께 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡열 부재.
  2. 지지체에 실장되는 높이가 다른 복수의 전자 부품으로부터의 열을 흡수하는 흡열 부재에 있어서, 냉각 매체의 유로(流路)가 설치되어 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져, 이 전자 부품의 측면과 상기 유로가 접촉하도록 하나 또는 복수의 관통 구멍을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 흡열 부재.
  3. 지지체에 실장된 높이가 다른 복수의 전자 부품을 냉각하는 장치에 있어서, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 접촉하고 있는 하나 또는 복수의 관통 구멍이 그 두께 방향으로 형성되어 있는 판상의 흡열 부재를 가지고 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 낮은 일부의 전자 부품의 윗면이 상기 흡열 부재의 아래 면에 접촉하도록 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  4. 지지체에 실장된 높이가 다른 복수의 전자 부품을 냉각하는 장치에 있어서, 냉각 매체의 유로가 설치되어 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 상기 유로가 접촉하고 있는 하나 또는 복수의 관통 구멍을 형성하고 있는 흡열 부재를 가지고 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 낮은 일부의 전자 부품의 윗면이 상기 흡열 부재의 아래 면에 접촉하도록 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  5. 프린트 기판과, 이 프린트 기판에 실장된 높이가 다른 복수의 전자 부품과, 이 복수의 전자 부품의 높이가 높은 일부의 전자 부품이 끼워져 이 전자 부품의 측면과 접촉하고 있는 하나 또는 복수의 관통 구멍이 그 두께 방향으로 형성되어 있으며, 상기 복수의 전자 부품의 높이가 낮은 일부의 전자 부품의 윗면이 그 아래 면과 접촉하고 있는 하나 또는 복수의 판상의 흡열 부재와, 이 흡열 부재로 흡수된 열을 외부로 방산하는 방열부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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