(57)【要約】【課題】基板と対向する面に複数の電極を有する実装部品を確実に冷却することができる冷却構造を提供すること。【解決手段】プリント基板２０に実装されるものであり、プリント基板２０に対向する面に複数の半田ボール１５を備えたＢＧＡ素子１０の冷却構造であって、プリント基板２０は、ＢＧＡ素子１０と対向する領域にＢＧＡ素子１０が実装される実装面から裏面に貫通する開口部２１を有し、プリント基板２０の裏面には、開口部２１からＢＧＡ素子１０実装部品に対して空気を吐出する吐出口３２を含む圧電ブロア３０が配置され、吐出口３２を囲う位置には、プリント基板２０と圧電ブロア３０とに環状に接する環状部材４０が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装されるものであり前記基板に対向する面に複数の電極を備えた実装部品の冷却構造であって、
前記基板は、前記実装部品と対向する領域に前記実装部品が実装される実装面から裏面に貫通する開口部を有し、
前記基板の裏面には、前記開口部から前記実装部品に対して空気を吐出する吐出口を含む圧電ブロアが配置され、
前記吐出口を囲う位置には、前記基板と前記圧電ブロアとに環状に接する環状部材が設けられることを特徴とする冷却構造。
【請求項２】
前記基板は、前記実装部品と対向する領域の中心に前記開口部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷却構造。
【請求項３】
前記基板における前記実装部品に隣接する位置に熱に弱い素子が実装される場合、前記基板は、前記実装部品と対向する領域において、前記素子側に前記開口部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷却構造。
【請求項４】
前記吐出口は、前記圧電ブロアにおける前記基板の裏面と対向する面から突出して配置された筒状部材に設けられ、当該吐出口は、前記開口部内に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の冷却構造。
【請求項５】
前記環状部材は、前記基板の裏面と前記圧電ブロアとが対向する位置に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の冷却構造。
【請求項６】
前記環状部材は、前記筒状部材と前記開口部との間に設けられることを特徴とする請求項４に記載の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装部品の冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板と対向する面に複数の半田バンプや平面電極パッドなどの電極を有する実装部品（所謂ＢＧＡ（Ball grid array）構造のＩＣチップ、ＬＧＡ(Land grid array)構造のＩＣチップなど）を冷却する冷却構造の一例として、特許文献１に示されるものがあった。
【０００３】
特許文献１に示される冷却構造は、一面に複数の半田バンプや平面電極パッドなどの電極を有して、その電極と基板に設けられた電気接点とを電気的に接続することによって基板に実装された実装部品を冷却するものであり、実装部品の電極形成面とは反対側の面にヒートシンクが設けられるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８８９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述のような実装部品の場合、発熱した熱が基板と対向する面に設けられた電極に伝わることによって、ヒートシンクでは冷却が不十分となる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、基板と対向する面に複数の電極を有する実装部品を確実に冷却することができる冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の冷却構造は、基板に実装されるものであり基板に対向する面に複数の電極を備えた実装部品の冷却構造であって、
基板は、実装部品と対向する領域に実装部品が実装される実装面から裏面に貫通する開口部を有し、
基板の裏面には、開口部から実装部品に対して空気を吐出する吐出口を含む圧電ブロアが配置され、
吐出口を囲う位置には、基板と圧電ブロアとに環状に接する環状部材が設けられることを特徴とするものである。
【０００８】
このように、吐出口を囲う位置に基板と圧電ブロアとに環状に接する環状部材を設けることによって、圧電ブロアの吐出口から吐出された空気が基板と圧電ブロアとの間から漏れることを抑制できる。また、圧電ブロアはファンなどに比べて静圧が高い。従って、請求項１に示すようにすることによって、実装部品における基板に対向する面や複数の電極に効率よく空気を供給できるので、実装部品を確実に冷却することができる。
【０００９】
また、請求項２に示すように、基板は、実装部品と対向する領域の中心に開口部が形成されるようにしてもよい。
【００１０】
このようにすることによって、複数の電極に均等に空気を供給することができるので、冷却斑を抑制することができる。
【００１１】
また、請求項３に示すように、基板における実装部品に隣接する位置に熱に弱い素子が実装される場合、基板は、実装部品と対向する領域において、素子側に開口部が形成されるようにしてもよい。
【００１２】
このようにすることによって、実装部品における素子側に配置されている電極を積極的に冷却することができるので、熱に弱い素子に対して、熱が伝達されることを抑制できるので好ましい。
【００１３】
また、請求項４に示すように、吐出口は、圧電ブロアにおける基板の裏面と対向する面から突出して配置された筒状部材に設けられ、吐出口は、開口部内に配置されるようにしてもよい。
【００１４】
このようにすることによって、吐出口と実装部品との距離を近くすることができ、冷却効果をより一層向上させることができる。
【００１５】
また、請求項５に示すように、環状部材は、基板の裏面と圧電ブロアとが対向する位置に設けられるようにしてもよい。
【００１６】
このようにすることによって、容易に環状部材を設けることができる。
【００１７】
また、請求項６に示すように、環状部材は、筒状部材と開口部との間に設けられるようにしてもよい。
【００１８】
このようにすることによって、圧電ブロアから吐出された空気が供給される実装部品と基板との隙間以外の空間を小さくすることができるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態における冷却構造を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における冷却構造の上面を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるＢＧＡ素子の裏面を示す平面図である。
【図４】変形例におけるＢＧＡ素子の裏面を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２１】
本実施の形態は、図１に示すように、プリント基板（基板）２０に実装されるものであり、そのプリント基板２０に対向する面（半田取付面１４）に複数の半田ボール（電極）１５を備えたＢＧＡ（Ball grid array）素子１０の冷却構造に関するものである。なお、図１においては、ＢＧＡ素子１０と環状部材４０は断面図で図示しており、圧電ブロア３０に関しては側面図で図示してある。
【００２２】
ＢＧＡ素子１０は、ＢＧＡ構造のＩＣチップであり、本発明の実装部品に相当するものである。ＢＧＡ素子１０は、インターポーザ１２に半導体チップ１１が搭載され、半導体チップ１１がモールド樹脂１３にて封止されている。そして、ＢＧＡ素子１０の一つの面（半田取付面１４）には、複数の半田ボール１５が設けられている。この半導体チップ１１と複数の半田ボール１５とは、例えばボンディングワイヤなどによって電気的に接続されるものである。
【００２３】
なお、本発明の実装部品は、ＢＧＡ素子に限定されるものではない。例えば、複数の半田ボール１５の代わりに複数の平面電極パッドを半田取付面１４に設けるＬＧＡ(Land grid array)などのように、半田取付面１４に複数の電極を備えるものであれば採用することができる。
【００２４】
このＢＧＡ素子１０が実装されるプリント基板２０は、配線パターン、グランドパターン、及び、複数の半田ボール１５に対応する位置に複数の電極などが形成されるものである。また、プリント基板２０は、一つの面（実装面２２）にＢＧＡ素子１０が実装され、裏面２３に圧電ブロア３０が設けられる。そして、プリント基板２０は、実装面２２から裏面２３（厚さ方向）に貫通する開口部２１を有する。この開口部２１は、図３などに示すように、実装されたＢＧＡ素子１０の中心に対応する位置に設けられる。つまり、実装されたＢＧＡ素子１０と対向する領域の中心に設けられる。
【００２５】
圧電ブロア３０は、図１に示すように、プリント基板２０の開口部２１からＢＧＡ素子１０に対して冷却用の空気を吐出する吐出口３２と、吐出口３２に空気を供給するブロア部３１とを含むものである。
【００２６】
吐出口３２は、圧電ブロア３０（ブロア部３１）におけるプリント基板２０の裏面と対向する面から垂直に突出して設けられた筒状部材の開口端部であり、開口部２１内に配置される。また、吐出口３２の直径は、例えば、直径０．６ｍｍ〜１ｍｍ程度とすることができる。
【００２７】
また、ブロア部３１は、例えば、天板、流路形成板、セパレータ、枠体、ダイアフラムなどの複数枚の四角形状平板がこの順番で積層されてなるものである。天板は、吐出口３２に対応する位置に板圧方向に貫通する貫通孔を有する。流路形成板は、中心部に板圧方向に貫通する、天板の貫通孔よりも大径な中央穴を有し、その中央穴から四隅に伸びる複数の流入通路を有する。セパレータは、天板の貫通孔に対応する位置に、その貫通孔と同程度の直径で板圧方向に貫通する貫通孔を有する。ダイアフラムには、例えば、表裏面に電極が形成された圧電セラミックなどの圧電素子が貼り付けられている。この天板とダイアフラムとの間に配置され、中央に天板の貫通孔よりも大径の空洞部を有する枠体などによってブロア室が構成される。また、セパレータ、枠体、ダイアフラムは、四隅に流路形成板の流入経路に達するものであり、板圧方向に貫通する流入孔が設けられる。
【００２８】
そして、ダイアフラムに設けられた圧電素子に交流電圧を印加することによって、圧電素子を伸縮させる。ダイアフラムは、この圧電素子の伸縮に応じて板圧方向に屈曲変形して振動する。このようにダイアフラムを振動させることによって、セパレータを共振させて、セパレータの貫通孔から圧力波を生成する。この圧力波によって天板の貫通孔（吐出口３２）から空気が外部に吐出される。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、圧電ブロア３０におけるプリント基板２０の裏面２３と対向する面から突出する筒状部材に吐出口３２を設ける例を採用した本発明はこれに限定されるものではない。例えば、圧電ブロア３０の天板に設けられた貫通孔を吐出口としてもよい。つまり、圧電ブロア３０の天板に設けられた貫通孔から冷却用の空気を直接ＢＧＡ素子１０に吐き出すようにしてもよい。
【００３０】
環状部材４０は、圧電ブロア３０（吐出口３２）から吐出された冷却用の空気がプリント基板２０と圧電ブロア３０との間から漏れないようにするものであり、例えば、ゴムなどの弾性部材を採用することができる。環状部材４０は、プリント基板２０の裏面２３と圧電ブロア３０（ブロア部３１）とが対向する位置に設けられる。さらに、環状部材４０は、吐出口３２を囲う位置であって、プリント基板２０と圧電ブロア３０とに環状に接するものである。このようにすることによって、容易に環状部材４０を設けることができる。
【００３１】
なお、環状部材４０は、吐出口３２が設けられた筒状部材と開口部２１との間に設けるようにしてもよい。このようにすることによって、圧電ブロア３０から吐出された冷却用の空気が供給されるＢＧＡ素子１０とプリント基板２０との隙間以外の空間を小さくすることができるので好ましい。
【００３２】
このように、本実施の形態におけるＢＧＡ素子１０の冷却構造は、開口部２１を有したプリント基板２０の裏面２３には、開口部２１からＢＧＡ素子１０に対して空気を吐出する吐出口３２を含む圧電ブロア３０が配置され、吐出口３２を囲う位置には、プリント基板２０と圧電ブロア３０とに環状に接する環状部材４０が設けられるものである。そして、図１、図２に示すように、圧電ブロア３０から吐き出された空気は、ＢＧＡ素子１０におけるプリント基板２０に対向する面や複数の半田ボール１５に供給されて、プリント基板２０とＢＧＡ素子１０の隙間からＢＧＡ素子１０の周囲に排出される。
【００３３】
このように、吐出口３２を囲う位置にプリント基板２０と圧電ブロア３０とに環状に接する環状部材４０を設けることによって、圧電ブロア３０の吐出口３２から吐出された冷却用の空気がプリント基板２０と圧電ブロア３０との間から漏れることを抑制できる。また、圧電ブロア３０はファンなどに比べて静圧が高い。従って、ＢＧＡ素子１０におけるプリント基板２０に対向する面や複数の半田ボール１５に効率よく空気を供給できるので、ＢＧＡ素子１０を確実に冷却することができる。
【００３４】
また、上述のように、プリント基板２０は、ＢＧＡ素子１０と対向する領域の中心に開口部２１が形成されることによって、複数の半田ボール１５に均等に空気を供給することができるので、冷却斑を抑制することができる。
【００３５】
また、圧電ブロア３０における吐出口３２を開口部２１内に配置することによって、吐出口３２とＢＧＡ素子１０との距離を近くすることができ、冷却効果をより一層向上させることができる。
【００３６】
しかしながら、プリント基板２０に形成する開口部２１の位置は、ＢＧＡ素子１０と対向する領域の中心に限定されるものではない。図４に示す変形例のように、プリント基板２０におけるＢＧＡ素子１０に隣接する位置に熱に弱い素子５０が実装される場合、開口部２１は、プリント基板２０のＢＧＡ素子１０と対向する領域であって、素子５０側に形成するようにしてもよい。
【００３７】
このようにすることによって、ＢＧＡ素子１０における素子５０側に配置されている半田ボール１５を積極的に冷却することができるので、熱に弱い素子５０に対して、熱が伝達されることを抑制できるので好ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１０・・・ＢＧＡ素子（実装部品）
１１・・・半導体チップ
１２・・・インターポーザ
１３・・・モールド樹脂
１４・・・半田取付面（基板に対向する面）
１５・・・半田ボール（電極）
２０・・・プリント基板（基板）
２１・・・開口部
２２・・・実装面
２３・・・裏面
３０・・・圧電ブロア
３１・・・ブロア部
３２・・・吐出口
４０・・・環状部材
５０・・・素子（熱に弱い素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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