説明

電子機器

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子機器に関し、特に電子機器の内部で発生する熱を冷却する冷却装置に係るものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器、例えば半導体試験装置では、内部で発生するプリント基板の熱を冷却するための冷却装置が設けられる。この冷却装置として、ヒートパイプを使ってプリント基板の熱を吸い取り、その熱を熱放散手段により外部に放散するようにしたものが考えられている。ヒートパイプを使う場合、その放熱部の熱をいかに効率良く外部に放出させるかが重要な問題になるが、その熱の放散手段には、冷却ファンでヒートパイプの放熱部を冷却するもの、冷媒配管にヒートパイプの放熱部を取り付けて冷却するものなどがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術では、冷却ファンや冷媒配管などの専用部品を新たに配設するスペースを確保する必要があるが、これらの専用部品はスペースを取るため、機器内のスペースを圧迫し、それにより機器の構造を複雑化し、機器が大型化するという欠点があった。このことは半導体試験装置でいえば、ICが年々、多ピン化、高密度化するにつれて、特に問題となっていた。
【0004】本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、機器の筐体を構成する枠体を熱放散手段に利用することによって、簡単な構成で小型化がはかれ、放熱面積が広く、冷却効率の良好な電子機器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数の枠体を接続して組み立てて筐体が構成される電子機器において、前記枠体にプリント基板の発熱を吸い出すヒートパイプを取り付け、前記枠体内に逆方向に冷媒を流す冷媒通路を設けたものである。
【0006】より具体的には、熱伝導性の良好な複数の枠体を互いに接続して組み立てて構成した筐体と、前記筐体内に設けられ、電子部品などの発熱体が搭載されたプリント基板と、前記枠体に放熱部が取り付けられ、受熱部が前記プリント基板に搭載された発熱体に接触している板状のヒートパイプと、前記枠体内に並行に設けられ、前記ヒートパイプの放熱部からの熱を逃がす冷媒を互いに逆方向に流す2本の冷媒流通路とを備え、前記ヒートパイプの受熱部で受熱した前記発熱体の熱を放熱部を介して前記枠体に逃がすようにしたものである。
【0007】この場合、取り外しができるように、ヒートパイプは枠体に着脱自在に取り付けるようにすることが好ましい。また、ヒートパイプを枠体に取り付けるには、ヒートパイプを片持支持するようにしても、あるいは両持ち支持されるようにしてもよい。これらの支持によりヒートパイプの受熱部が発熱体に圧接されることが好ましい。
【0008】プリント基板の発熱体から生じた熱はヒートパイプで吸収されて熱伝導性の良好な枠体との取付部から枠体に放出され、さらに枠体内を流れる冷媒により逃がされる。このため発熱体の発熱が防止され、発熱体を有効に冷却できる。冷媒を互いに逆方向に流すと、複数のプリント基板を均等に冷却できる。また、枠体内に冷媒流通路を設けると、冷媒流通路のためのスペースを別途必要としない。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記枠体の表面に凹凸を設けたものであり、これにより放熱効果を一層向上できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明を半導体試験装置の本体に適用した実施の形態を説明する。
【0011】図3に示すように、本体を構成する筐体1は縦横,長短各種の枠体2を接続して組み立てて立体的に構成される。枠体2から組み立てられた筐体1内に、電子機器を構成するための多数のプリント基板3(図面では便宜上1枚としてある)がマザーボード4に装着される。各プリント基板3には比較的発熱量が小さく自然放熱できる電子部品(以下、非発熱体6という)や、比較的発熱量が大きく強制冷却を必要とする電子部品(以下、発熱体7という)が搭載され、電子機器の稼働により、発熱体7が発熱して筐体1内の温度が上昇する。このプリント基板3に搭載された発熱体7を冷却するためにヒートパイプ5を枠体2(2a)に取り付けて、ヒートパイプ5で吸収した発熱体7の熱を枠体2(2a)から放出するようになっている。なお、1枚のプリント基板3上に搭載されている発熱体7は、一枚の板状のヒートパイプ5で共通に吸熱しやすいように一列に並べることが多い。
【0012】図1に示すように、筐体を構成する枠体2は熱伝導性の良好な金属製で中実に形成してあり、枠体2に冷媒を流すために枠体2内部に独立した2本の冷媒流通路8を並行に走らせて、ここに冷媒を流して冷媒冷却を行うようにしてある。冷媒流通路8は、枠体形成時に一体形成しても、あるいは、冷媒配管を組み込んで形成するようにしてもよい。さらには枠体2は中実ではなくチャネル状としてもよく、その場合、チャネル内壁に冷媒配管をビス止めまたは溶接して一体的に取り付ける。さらには冷媒配管自体を枠体としてもよい。
【0013】図2に示すように、枠体2間を接続するときは、前記冷媒流通路8が漏れなく連通するように、筐体1のコーナ部に対応する分岐部には、はめあいや公知の継手からなる分岐ジョイント11を使用し、枠体2間を互いに連結して筐体1を組み立てる。また、冷媒供給源を2つ用意して、図2に示すように、入口と出口とを筐体1の同じ部位に設け、枠体2内に設けられた2本の冷媒流通路8に、互いに逆方向に水または空気などの冷媒13を還流して、冷媒流通路8の方向に温度差が生じず、プリント基板3が均等に冷却されるようにしてある。
【0014】ヒートパイプ5は前記した発熱体7に押し付けることが可能な押付け平面を有した板状体であって、冷却しようとするプリント基板3に最も近い枠体2に片持支持される。すなわち、その支持端である放熱部5bが枠体2に取り付けられ、反対側の受熱部5aが自由端となっている。片持支持によるヒートパイプ5の撓み性を利用して自由端である受熱部5aを発熱体7の表面に押し付ける。ヒートパイプ5の枠体2への取付けは、例えば、図示するように取付部材10で放熱部5bを覆い、取付部材10の両端を枠体2にねじ止めする。また、枠体2とヒートパイプ5の放熱部5b間に図示しない電気的絶縁性を確保できる伝熱シートを介在して熱伝達性をよくすることが好ましい。なお、プリント基板3の近傍に枠体2が走っていなければ、その近傍に補助枠体2a(図3参照)を追設すればよい。
【0015】プリント基板3の発熱体7から生じた熱は、ヒートパイプ5の受熱部5aで吸収されて、放熱部5bから熱伝導性の良好な枠体2に伝えられ、枠体2の表面から放散される一方、枠体2の中を走っている冷媒流通路8を還流する冷媒13に逃がされる。その結果、プリント基板3の発熱体7は有効に冷却される。
【0016】このように実施の形態によれば、既存の枠体2を利用して、プリント基板3から吸収したヒートパイプ5の熱を枠体2から放出するので、ヒートパイプ5から熱を放出するための特別な熱放出手段を必要とせず、枠体2中の熱伝導過程で効率良く熱放散を行うことができ、プリント基板3で発生する熱を有効に冷却することができる。また、枠体冷却が実現できて電子機器の冷却構造の簡素化が図れる。特に接続した複数の枠体2の総表面積が大きいほど、枠体2からの熱放散量が多く、プリント基板3を有効に冷却できる。したがってICの多ピン化、高密度化にも十分対応できる。
【0017】また、ヒートパイプ5のために特別な熱放散部材を必要としないので、構造を簡素化でき、スペースの有効利用が図れ、装置を小型化できる。また、枠体2内に冷媒流通路8を設けるようにした場合には、冷媒流通路8が筐体1内に納める部品の邪魔になることがなく、しかも冷媒による熱交換によって、より有効に冷却することができる。また、ヒートパイプ5の受熱部5aが発熱体7に押し付けられているだけなので、プリント基板3の交換が容易に行える。
【0018】なお、上記実施の形態では、枠体2内に2本の冷媒流通路8を設けて互いに逆方向に冷媒13を還流させる場合について説明したが、構造の簡素化をはかるために冷媒流通路8を1本とし、しかも全部の枠体にではなく、主要な枠体にのみ冷媒を流すようにしてもよい。例えば図4(a) に示すように矩形に組んだ上下の横枠22、22のみに冷媒を還流するようにしても、図4(b) に示すようにさらに筐体1の四隅の縦枠22bに流すようにしてもよい。図中22aは、ヒートパイプを取り付ける補助枠である。なお、冷媒の入口と出口は筐体1の同じ部位に設けてもよいが、図示するように別の部位に設けてもよい。また、冷媒を補助枠22aにも流した方が冷却効果を高めることができるが、補助枠22aに流さなくても、冷媒を流した主な枠体22から補助枠22aに冷熱が伝わるので、冷却効果は確保できる。
【0019】図5は、既述したチャネル状の枠体の内壁に冷媒配管をビス止めまたは溶接して一体的に取り付ける場合において、冷媒配管28を1本としてチャネル状枠体22に取り付けたときの構成を示し、図4の実施形態に適用できるものである。
【0020】また、実施の形態では、枠体2、22内に冷媒流通路8、冷媒配管28を設けるようにしたが、枠体2、22を接続した全長がプリント基板3を冷却するのに十分大きな表面積であれば、冷媒流通路8、冷媒配管28を省略してもよい。
【0021】この場合、筐体1の天井部または背面部に、枠体2と熱的に連結される放熱ブロックないし放熱フィンを取り付ければ、放熱効果を一層向上できる。また、図6に示すように、枠体2の表面積を増加するために表面に凹凸14を設けることが好ましい。さらに、枠体2の取付け箇所に溝15を設けて、その溝15に取付部材10を含むヒートパイプ5の取付部を納めて、その表面を枠体2と面一にすると、枠体2は平面を維持できるから、筐体1を覆うパネル12(図3参照)の取り付けが容易で、パネル表面に凹凸ができない。
【0022】また、枠体にではなく、枠体に貼り付けられた最も大きな面積をもつパネル面に沿って冷媒流通路を形成することも考えられる。冷媒流通路の流路抵抗が極端に大きくならず、実用的な冷媒吐出圧の範囲内で冷媒を流すことができるポンプが使用できれば、可能である。
【0023】本発明は、半導体試験装置の本体に限定されず、テストヘッドさらにはプリント基板を有する一般の電子機器にも適用できる。
【0024】請求項1の発明によれば、特別な熱放散手段を必要とせず、筐体の枠体を利用するだけの簡単な構造で、ヒートパイプが受熱した熱を互いに逆方向に流す冷媒から外部に放散できるので、プリント基板を有効つ均一に冷却できる。
【0025】請求項2の発明によれば、枠体の表面に凹凸を設けたので、放熱効果を一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態による電子機器の冷却構造の要部説明図である。
【図2】実施形態による冷媒流通路の冷媒の流れを説明する模式図である。
【図3】実施形態による電子機器の筐体を構成する枠体構成図である。
【図4】実施形態による他の冷媒流通路の冷媒の流れを説明する模式図であり、(a) は上下の横枠にのみ冷媒を流すようにした場合、(b) はさらに四隅の縦枠にも冷媒を流すようにした場合を示す。
【図5】実施形態によるチャネル状の枠体に1本の冷媒配管を取付ける構造の説明図である。
【図6】実施形態による枠体へのヒートプレート取付部の要部説明図である。
【符号の説明】
1 筐体
2 枠体
3 プリント基板
5 ヒートパイプ
5a 受熱部
5b 放熱部
7 発熱体
8 冷媒流通路
13 冷媒

【特許請求の範囲】
【請求項1】熱伝導性の良好な複数の枠体を互いに接続して組み立てて構成した筐体と、前記筐体内に設けられ、電子部品などの発熱体が搭載された複数のプリント基板と、前記枠体に放熱部が取り付けられ、受熱部が前記プリント基板に搭載された発熱体に接触している板状のヒートパイプと、前記枠体内に並行に設けられ、前記ヒートパイプの放熱部からの熱を逃がす冷媒を互いに逆方向に流す2本の冷媒流通路とを備えた電子機器。
【請求項2】前記枠体の表面に凹凸を設けた請求項1に記載の電子機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【特許番号】第2907800号
【登録日】平成11年(1999)4月2日
【発行日】平成11年(1999)6月21日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平9−283626
【出願日】平成9年(1997)10月16日
【公開番号】特開平11−121958
【公開日】平成11年(1999)4月30日
【審査請求日】平成9年(1997)10月17日
【出願人】(000101248)アジアエレクトロニクス株式会社 (13)
【参考文献】
【文献】特開 平6−334357(JP,A)
【文献】実開 平6−60194(JP,U)
【文献】実開 平4−59194(JP,U)