(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却機能に透れ、構成の複雑化やコストアップなども生じない冷却構造を備えたプリント配線板の提供。【解決手段】配線パターン６を有すると共に電子部品５が実装された基板１を冷却する冷却構造を備えたプリント配線板において、細管状体２を、前記基板１若しくは前記基板１に実装された電子部品５に近接若しくは当接状態に配設し、この細管状体２は、冷却用流体３をこの細管状体２内に流通可能な構成とし、前記基板１若しくは前記基板１に実装された電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した細管状体２内に前記冷却用流体３を流通させて前記基板１若しくは電子部品５を冷却し得るように構成した。【選択図】図１
2006339269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンを有すると共に電子部品が実装された基板を冷却する冷却構造を備えたプリント配線板において、細管状体を、前記基板若しくは前記基板に実装された電子部品に近接若しくは当接状態に配設し、この細管状体は、冷却用流体をこの細管状体内に流通可能な構成とし、前記基板若しくは前記基板に実装された電子部品に近接若しくは当接状態に配設した細管状体内に前記冷却用流体を流通させて前記基板若しくは電子部品を冷却し得るように構成したことを特徴とする冷却構造を備えたプリント配線板。
【請求項２】
前記細管状体は、前記基板若しくは前記基板に実装された電子部品に巻回配設してこの基板若しくは電子部品に近接若しくは当接状態に配設した構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却構造を備えたプリント配線板。
【請求項３】
前記細管状体は、前記基板に予め形成された，若しくは前記基板の所定位置に形成した挿通孔に挿通配設してこの基板若しくはこの基板に実装された電子部品に近接若しくは当接状態に配設した構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却構造を備えたプリント配線板。
【請求項４】
前記細管状体は、前記基板に予め形成されて，若しくは前記基板の所定位置に形成した挿通孔に挿通配設すると共に、この基板若しくはこの基板に実装された電子部品に細管状体を巻回配設してこの基板若しくは電子部品に細管状体を近接若しくは当接状態に配設した構成としたこを特徴とする請求項３記載の冷却構造を備えたプリント配線板。
【請求項５】
前記細管状体は、前記基板の表面若しくは前記基板に実装した電子部品の表面に沿設配設してこの基板若しくは電子部品に近接若しくは当接状態に配設した構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却構造を備えたプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板若しくは基板に実装した電子部品を冷却する冷却構造を備えたプリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なプリント配線板の構成としては、例えば、銅箔などの導電体で構成した配線パターンを有する基板に、集積回路や抵抗器などの電子部品を実装して電子回路を構成したものがある。また、このようなプリント配線板には様々な冷却構造が備えられている。
【０００３】
このプリント配線板の冷却構造として、例えば、空冷式の冷却構造がある。これは、例えば、基板や電子部品にハンダ付けやネジ止めによって放熱フィンや放熱板を取り付け、基板や電子部品を自然放熱によって冷却する構成である。この空冷式の冷却構造の場合、基板自体の熱伝導率を向上する為に、基板の材質を熱伝導率の高いものとしたり、配線パターンの銅箔に厚銅箔を使用したり、配線パターンの面積を拡大するなどして放熱効率、即ち、冷却効率の向上が図られている。また、自然放熱に限らず、ファンで空気を送り強制放熱させる構成もあり、この場合には自然放熱による冷却に比して高い冷却効率が得られるものである。
【０００４】
しかし、この種の空冷式の冷却構造は、単に電子部品や基板の熱を外気（空気）に対して放熱しているだけなので、非常に高い冷却効率を達成するのが困難である。その為、例えば、高集積度のＬＳＩなどの極めて発熱量の大きい高発熱量の電子部品を実装した基板を冷却する場合には、放熱量が間に合わず満足な冷却機能を発揮できないといった問題を有した。
【０００５】
そこで、従来から、水冷式（液冷式）の冷却構造を備えたプリント配線板が提案されている。この水冷式（液冷式）の冷却構造は、例えば、水冷ジャケット，ポンプ，ラジエータ，及びこれらをつなぐ管などによって構成され、高発熱量の電子部品や基板に近接若しくは当接状態に水冷ジャケットを取り付け、この水冷ジャケット内に冷却液を循環させることで電子部品や基板を冷却するものである。
【０００６】
この水冷式（液冷式）の冷却構造は、電子部品や基板の熱を単に空気に対して放熱するに過ぎない上記空冷式の冷却構造に比して、電子部品や基板の熱をこの電子部品や基板の近接位置を循環する冷却液に吸熱させながら冷却できるためそれだけ高い冷却効率を達成し得、秀れた冷却機能を発揮できるものである。
【０００７】
しかしながら、この水冷式の冷却構造は、基板上に水冷ジャケットを取り付けるスペースを確保する必要があり、プリント配線板自体の大型化の問題を有した。また、この水冷ジャケットは、これを配設する電子部品や基板の形状，配設スペースに応じて適宜な形状に形成されたものを選択使用する為、汎用性に乏しくそれだけコストアップの問題を有した。尚、水冷ジャケットを取り付けずに、例えば、特許第３４０３１３８号公報に開示されているように、冷却液を循環する流通路を基板自体に埋設配設した構成の水冷式の冷却構造も従来から提案されているが、この場合には、水冷ジャケットを設ける必要がないものの、基板自体の成形が極めて困難で製作コストが高いという問題を有した。
【０００８】
【特許文献１】特許第３４０３１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決したもので、単に基板や基板に実装した電子部品に近接若しくは当接状態に細管状体を配設し、この細管状体に冷却用流体を流通させる構成とすることにより、基板や電子部品の熱を冷却用流体で吸熱させて従来の水冷式（液冷式）のような高い冷却効率を達成し得、秀れた冷却機能を発揮し得る構成でありながら、製作が極めて容易で、コストアップや大型化の問題も無く、更に、集中的に冷却したいところを集中的に冷却するなど、冷却したい箇所に簡単且つ直接的に冷却機能を発揮することができる極めて実用性に秀れた画期的な冷却構造を備えたプリント配線板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１１】
配線パターン６を有すると共に電子部品５が実装された基板１を冷却する冷却構造を備えたプリント配線板において、細管状体２を、前記基板１若しくは前記基板１に実装された電子部品５に近接若しくは当接状態に配設し、この細管状体２は、冷却用流体３をこの細管状体２内に流通可能な構成とし、前記基板１若しくは前記基板１に実装された電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した細管状体２内に前記冷却用流体３を流通させて前記基板１若しくは電子部品５を冷却し得るように構成したことを特徴とする冷却構造を備えたプリント配線板に係るものである。
【００１２】
また、前記細管状体２は、前記基板１若しくは前記基板１に実装された電子部品５に巻回配設してこの基板１若しくは電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却構造を備えたプリント配線板に係るものである。
【００１３】
また、前記細管状体２は、前記基板１に予め形成された，若しくは前記基板１の所定位置に形成した挿通孔４に挿通配設してこの基板１若しくはこの基板１に実装された電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却構造を備えたプリント配線板に係るものである。
【００１４】
また、前記細管状体２は、前記基板１に予め形成されて，若しくは前記基板１の所定位置に形成した挿通孔４に挿通配設すると共に、この基板１若しくはこの基板１に実装された電子部品に細管状体２を巻回配設してこの基板１若しくは電子部品５に細管状体２を近接若しくは当接状態に配設した構成としたこを特徴とする請求項３記載の冷却構造を備えたプリント配線板に係るものである。
【００１５】
また、前記細管状体２は、前記基板１の表面若しくは前記基板１に実装した電子部品５の表面に沿設配設してこの基板１若しくは電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却構造を備えたプリント配線板に係るものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述のように構成したから、基体若しくはこの基体に実装した電子部品の熱を、細管状体を介して、この細管状体内を流通する冷却用流体に受熱若しくは吸熱することで、従来の水冷式（液冷式）の冷却構造と略同様の高い冷却効率で基板や電子部品を冷却することができる。
【００１７】
また、前記冷却用流体による秀れた冷却機能を発揮し得る構成を、単に基板若しくは電子部品に細管状体を近接若しくは当接状態に配設するだけの簡易構成で達成し得る為、構成の複雑化や大型化，生産性の劣化やコストアップといった問題が生じ得ない。
【００１８】
更に、高発熱量の電子部品に近接若しくは当接状態に細管状体を配設して、この電子部品に対して基板を介さずに直接的に冷却を行ったり、また例えば、実作動時に温度上昇が顕著な箇所に密に細管状体を配設して集中的に冷却するなど、好みのスタイルに細管状体を配設して一層効率的に冷却機能を発揮することもできる。
【００１９】
よって、本発明は、冷却効率の高い水冷式（液例式）の冷却構造のような秀れた冷却機能を発揮できるだけでなく、この秀れた冷却機能を単に発揮させるのではなく、発熱する電子部品に直接的に発揮させたり温度上昇の顕著な箇所に集中的に発揮させるなどして効率的に発揮させることができる為、一層良好に基板や電子部品の冷却が行え、更に、簡易構成にして生産製に秀れるなどの秀れた実用性を有する画期的で商品価値の高い冷却構造を備えたプリント配線板となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００２１】
配線パターン６を有すると共に電子部品５が実装された基板１若しくはこの基板１に実装された前記電子部品５に、近接若しくは当接状態に細管状体２を配設する。
【００２２】
この細管状体２は、冷却用流体３をこの細管状体２内に流通可能に構成されているので、この細管状体２に冷却用流体３を流通させ、前記基板１若しくは電子部品５を冷却することができる。
【００２３】
従って、本発明は、基板１や電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した細管状体２を介して、この基板１や電子部品５の熱を細管状体２内の冷却用流体３に吸熱させながら基板１や電子部品５の冷却を行うことができる為、従来の水冷式（液冷式）の冷却構造と同様、非常に高い冷却効率で効率良く基板１や電子部品５を冷却できることとなる。
【００２４】
また、特に前記細管状体２を電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した場合には、この電子部品５の熱を前記基板１を介さずにこの電子部品５から直接的に受熱し冷却用流体３に吸熱できるから、実作動時に発熱する電子部品５を効率良く冷却できることとなる。
【００２５】
また、細管状体２は、単に基板１や電子部品５に巻きつけたり蛇行状や渦巻き状に沿設させたりして基板１や電子部品５に近接若しくは当接状態に簡単に配設でき、よって、簡易構成にして生産性に秀れた構成でありながら、発熱量の特に大きい電子部品５の周りには細管状体２を密に巻き付け，他の箇所には疎に巻き付けて温度上昇の顕著な箇所だけを集中的に冷却するなど、好みのスタイルで細管状体２を簡単に配設できるなど、利便性に秀れることとなる。
【００２６】
更に、基板１若しくは電子部品５の近接若しくは当接位置に配設するのは細管状体２だけであって、他の装置（例えば、従来例の水冷ジャケット）を配設する必要がないので、それだけ基板１上に広い取り付けスペースを確保する必要がなく、よって、それだけ小型化を簡易に達成し得ることとなる。
【００２７】
よって、本発明は、従来の水冷式（液冷式）の冷却構造と略同様の高い冷却効率で基板１や電子部品５を冷却可能な秀れた冷却機能を有しながら、細管状体２を好みのスタイルで配設することによって、この秀れた冷却機能を、電子部品５に直接的に発揮したり、温度上昇の顕著な場所に集中的に発揮させるなど、効率的に発揮させることができるから一層冷却機能が秀れ、更に、構成の複雑化や大型化，生産性の劣化やコストアップといった問題が一切無いなど、極めて高い実用価値を有することとなる。
【００２８】
また、例えば、前記細管状体２は、前記基板１に予め形成された，若しくは前記基板１の所定位置に形成した挿通孔４に挿通配設してこの基板１若しくはこの基板１に実装された電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した構成とした場合には、例えば、前記細管状体２を、単に挿通孔４に挿通させるだけの簡易作業で確実に基板１に対して近接若しくは当接状態に配設させることがで、また、挿通孔４を介して細管状体２を基板１の表側及び裏側に行き来させることもでき、挿通孔４を介して細管状体２を基板１や電子部品５に巻回したりもできるなど、一層好みのスタイルに細管状体２を配設できることとなる。
【００２９】
また、細管状体２を挿通孔４に挿通配設すれば、必然的にこの挿通孔４に細管状体２が位置ズレ防止されることとなり、よって、細管状体２を位置決めする為の構成を別段設ける必要がなく一層簡易構成となる。
【００３０】
また、前記挿通孔４に、基板１に予め形成されている孔を使用した場合は製作が容易であることは勿論、基板１の所定位置に挿通孔４を形成してこれを使用する場合においても、単に細管状体２が挿通し得る程度の小さい孔を基板１に穿設するだけなので簡易に製作可能で、また、広いスペースを確保する必要も無く小さい孔を設けられる程度の僅かなスペースさえあれば挿通孔４を形成できるなど、製作上の問題点が生ずる心配は無い。
【実施例】
【００３１】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００３２】
本実施例は、配線パターン６を有すると共に電子部品５が実装された基板１を冷却する冷却構造を備えたプリント配線板において、細管状体２を、前記基板１若しくは前記基板１に実装された電子部品５に近接若しくは当接状態に配設し、この細管状体２は、冷却用流体３をこの細管状体２内に流通可能な構成とし、前記基板１若しくは前記基板１に実装された電子部品５に近接若しくは当接状態に配設した細管状体２内に前記冷却用流体３を流通させて前記基板１若しくは電子部品５を冷却し得るように構成したものである。
【００３３】
細管状体２は、一般に市販されている既存の銅製（１．０ｍｍ外径，０．６ｍｍ内径）のパイプ（以下、銅管）を採用する。
【００３４】
この銅管（細管状体２）は、細径で且つ銅製で、ある程度の許容曲率を有するように構成しており、よって、前記基板１若しくは基板１に実装された電子部品５に巻いたり蛇行状体に沿設したりして好みのスタイルで配設し得るものであり、本実施例においては、図１に図示したように、この銅管を、基板１に実装された電子部品５に巻回配設している。
【００３５】
また、図１に図示したように、この銅管は前記基板１に予め形成された，若しくは前記基板１の所定位置に形成した挿通孔４に挿通配設して、基板１に対して近接状態に設けている。本実施例では、具体的には、基板１の電子部品５の近傍に長尺なスリット状の挿通孔４や、円状の挿通孔４などを形成して、これらに銅管を挿通させて前記電子部品５にこの銅管を多重に巻き付けている。
【００３６】
従って、電子部品５に多重に巻回配設した前記銅管内に冷却用流体３を供給することで、電子部品５の熱を前記基板１を介さずにこの電子部品５から直接銅管内の冷却用流体３に受熱でき、よって、この電子部品５を基板１を介さずに前記冷却用流体３の吸熱により直接的に冷却できる。
【００３７】
尚、この挿通孔４として、例えば、基板１に予め形成された層間接続用スルーホール（所謂、ＶＩＡ）を使用しても良いが、この場合には、電子回路がショートしてしまわないように、電気伝導性のある銅管を当接状態に配設する対象をグラウンド層などの同一ネットに属するものに限定するか、または、銅管の外側に樹脂などを薄く塗って絶縁性を保つなどする必要がある。また、電気絶縁性をより確実に保証したい場合には、例えば、銅管と接触対象（基板１や電子部品５）との接触箇所に熱伝導性の秀れた絶縁シートを挟み込ませても良い。
【００３８】
また、本実施例では、この細管状体２を銅管としたが、他の金属でも良いし、放熱性能が劣ってしまうが、樹脂のチューブなどでも冷却機能は発揮可能である。ただし、材料により細管状体２の許容曲率が変わるので注意を要する。また、例えば、この銅管を図１に図示したように巻き付ける対象は、角が丸い（面がとってある）ものが巻き易く、望ましい。
【００３９】
尚、この銅管（細管状体２）の配設方法は、図１のものに限らず、例えば、図２に図示したように、この銅管を、前記基板１の表面若しくは前記基板１に実装した電子部品５の表面に沿設配設しても良い。この場合は、図２に図示したような蛇行状など、銅管の長い範囲を基板１や電子部品５に当接状態に沿設配設することで効率良く冷却できる。
【００４０】
また、図３に図示したように、銅管を電子部品５に巻回するのではなく基板１自体に巻回配設する構成としても良い。この場合は、図３に図示したように、電子部品５が実装された実装済基板１を絶縁性シート９にてコーティング若しくは単に包み込んで、または、絶縁材で充填しておき、周囲に銅管を多重に巻回配設しても良い。この場合は、基板１に巻回した銅管内の冷却用流体により、基板１自身、特に実作動時の配線パターン６の発熱（ジュール熱）や、この基板１に実装した電子部品５の熱を良好に吸熱し冷却できることは勿論、銅管によって基板１上の電子回路がショートする心配も無く、よって、水冷式（液冷式）の冷却構造を備えたプリント配線基板の構成を簡易に実現し得る。
【００４１】
また、図４に図示したように、銅管を、単に基板１の挿通孔４に挿通配設する構成としても良いし、この場合は、銅管の外径を前記挿通孔４より僅かに小さい径に設定して、この挿通孔４に挿通配設した銅管と挿通孔４の孔内面とが接触状態となって、基板１の熱をこの挿通孔４から前記銅管内の冷却用流体３によって吸熱し基板１を良好に冷却でき、また、前記挿通孔４として、配線パターン６と接続状態の層間接続用スルーホースを採用した場合においては、この配線パターン６自体の発熱（ジュール熱）が、この配線パターン６から層間接続用スルーホース（挿通孔４）を伝い銅管内の冷却用流体３に良好に受熱され、基板１の冷却効果を良好に発揮し得る。
【００４２】
また、図５に図示したように、銅管を電子部品５の下部から前記基板１に向けて垂設された接続ピン７に対して巻回配設して電子部品５に近接状態に設ける構成としても良い。この場合は、この接続ピン７を介して電子部品５を冷却を良好に行えるだけでなく、基板１と電子部品５との間のスペースを有効に利用して銅管を配設することで一層省スペース化が図り得る。
【００４３】
また、図６に図示したように、銅管を、挿通孔４に挿通配設した差し込み部品８（例えば、一般的に市販される既存のプレスフィットピンなど）に巻回配設して基板１に近接状態に設ける構成としても良い。この場合は、例えば、予め基板１の所望の挿通孔４に挿通配設した差し込み部品８に銅管を巻回した構成としても良いし、また例えば、予め銅管を巻回した差し込み部品８を基板１の所望の挿通孔４に差し込んた構成としても良く、この場合には基板１の所望の位置ある挿通孔４に差し込んでこの銅管を基板１上の所望の位置に簡単に近接配設させることができる。
【００４４】
尚、銅管（細管状体２）は、図１乃至図６に図示したように、様々なスタイルで基板１や電子部品５に近接若しくは当接状態に配設できるものであるが、どのように配設する場合においても、この銅管は一本の長い管で構成しても良いし、接合部に隙間が生じないようにして（例えば、樹脂性中空ジョイントにより隙間を接着剤で塞ぐなどして）複数本の管を直列または並列に接続して構成しても良い。
【００４５】
前記冷却用流体３には、グリコール系の不凍液を採用し、この冷却用流体３を前記胴管に供給するためのポンプと、この冷却用流体３を冷却するラジエータを前記銅管（細管状体２）で直列に接続して、この銅管内に冷却用流体３が循環供給されるように構成構成している。
【００４６】
尚、本実施例では前記冷却用流体３に、前記ポンプや銅管の腐食を防ぐ添加物を含有しても良い。また、本実施例のように銅管（細管状体２）への不凍液（冷却用流体３）を循環供給する循環系の構成としたが、これに限らず、例えば、市販の一般的な冷却スプレーを銅管（細管状体２）の一端側（入口側）から注入し、他端側（出口側）から自然蒸発させる一過性系の構成としても良い。
【００４７】
本実施例は、上述のように構成したから、基板１に実装した電子部品５の熱を、この電子部品５に巻回配設した銅管内を流通する冷却用流体３に受熱させ、この電子部品５の熱を直接的に吸熱することができ、よって、基板１を介したりせずにこの電子部品５を直接的に冷却することができることとなる。
【００４８】
また、この電子部品５の冷却は、この電子部品５に巻回配設した銅管内の冷却用流体による吸熱により行われる為、従来の水冷式の冷却構造と同様な極めて効率の良い冷却が可能で、よって、例えは高集積度ＬＳＩなどの高発熱量の電子部品５にも対応し得る高い冷却機能を有することととなる。
【００４９】
また、この銅管を、図１に図示したように電子部品５に巻回配設するだけでなく、例えば、図２乃至図６に図示したように、様々なスタイルで基板１や電子部品５に配設することができる。また、例えば、発熱量の特に大きい電子部品５の周りには銅管を密に巻き付け、残余の他の箇所には疎に巻き付けることで、温度上昇の顕著な箇所は集中的に冷却し、温度上昇がそれほどでもない箇所には弱く冷却するといったことも銅管の配設の仕方次第で簡単に行えることとなる。
【００５０】
更に、基板１若しくは電子部品５の近接若しくは当接位置に配設するのは細管状体２だけであって、他の装置（例えば、従来例の水冷ジャケット）を配設する必要がないので、それだけ基板１上に広い取り付けスペースを確保する必要がなく、よって、それだけ小型化を簡易に達成し得ることとなる。
【００５１】
また、銅管及や、冷却用流体３を供給するポンプ及びラジエータなど、全て市販の既存品を採用でき、特別に高価な装置は一切必要なく、上記秀れた冷却機能を有する冷却構造を備えたプリント配線板の構成を、極めて安価にして簡易に達成し得ることとなる。
【００５２】
よって、本実施例は、従来の水冷式（液冷式）の冷却構造と略同様の高い冷却効率を有し、且つ、細管状体２を好みのスタイルで配設することによって、冷却機能を効果的な箇所に発揮させることができるなど、極めて高い冷却機能を有し電子部品５や基板１の実作動時の温度上昇の低減を良好に達成し得、更に、構成の複雑化や大型化，生産性の劣化やコストアップといった問題が一切無いなく量産性にも極めて秀れるなど、極めて実用的で画期的な冷却構造を備えたプリント配線板となる。
【００５３】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施例に係る冷却構造を備えたプリント配線板の斜視説明図である。
【図２】本実施例に係る冷却構造を備えたプリント配線板の別例の斜視説明図である。
【図３】本実施例に係る冷却構造を備えたプリント配線板の別例の斜視説明図である。
【図４】本実施例に係る冷却構造を備えたプリント配線板の別例の斜視説明図である。
【図５】本実施例に係る冷却構造を備えたプリント配線板の別例の斜視説明図である。
【図６】本実施例に係る冷却構造を備えたプリント配線板の別例の斜視説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  基板
２  細管状体
３  冷却用流体
４  挿入孔
５  電子部品
６  配線パターン
【図１】
2006339269.tif 000003
【図２】
2006339269.tif 000004
【図３】
2006339269.tif 000005
【図４】
2006339269.tif 000006
【図５】
2006339269.tif 000007
【図６】
2006339269.tif 000008