(57)【要約】【課題】電子部品の集約化が可能であり、かつ、簡略な構造で発熱した電子部品を冷却することのできる電子基板を提供する。【解決手段】基板と、前記基板と機械的に接続したプレートと、を備え、前記基板と前記プレートとの間に開口部を有する。【選択図】図３
2015179714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板と機械的に接続したプレートと、
を備え、
前記基板と前記プレートとの間に開口部を有する、
ことを特徴とする電子基板。
【請求項２】
前記プレートは、断面がコの字型のプレートである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子基板。
【請求項３】
前記開口部は、風が流れる流路である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子基板。
【請求項４】
前記開口部には、電子部品が実装されている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子基板。
【請求項５】
前記プレート上に電子部品モジュールが実装されている、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子基板。
【請求項６】
前記プレートは、前記電子部品モジュールを取り付け可能なモジュール取り付け部を備え、
前記電子部品モジュールは、前記モジュール取り付け部を介して前記プレートに実装されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の電子基板。
【請求項７】
前記基板は、前記プレートを取り付け可能なプレート取り付け部を備える、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子基板。
【請求項８】
基板との間に開口部を形成するようにプレートを機械的に実装する、
ことを特徴とする電子基板の実装方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子基板と、
風冷式の冷却機能と、
を備える、
ことを特徴とする電子装置。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子基板を、風冷式の冷却機能で冷却する、
ことを特徴とする電子基板の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子基板、電子基板の実装方法、電子基板の冷却方法、およびそれを用いた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器等の電子機器に対する小型化・高密度化の要望が高まっている。一般的な通信機器等の電子機器に搭載する電子基板には、回路部品等をモジュール化した電子部品モジュールが実装されている。
【０００３】
電子部品モジュールは、受動部品等の一般的な電子部品と比較すると大きな部品であるため、電子基板に電子部品モジュールを実装すると共に、電子基板の高密度化を図ることは困難である。したがって電子基板の高密度化を図るには、電子部品を高密度に実装できる実装面積を確保することが必要である。更に、電子基板は、高密度化に伴い発熱量が増加するため、電子部品を高密度に実装できる実装面積を確保し、かつ、電子部品を冷却することが必要である。
【０００４】
特許文献１には、第１プリント配線板にプリント配線板保持装置を実装し、第２プリント配線板をプリント配線板保持装置で第２プリント配線基板を保持する技術が記載されている。特許文献１に記載の技術は、第１、および第２プリント配線板に分散して電子部品モジュール、および電子部品を実装することができるため、電子部品を高密度に実装することのできる電子基板を提供できる。
【０００５】
特許文献２には、電子部品を冷却する水冷式の冷却システムが記載されている。特許文献２に記載の冷却システムは、発熱部に液体冷媒の入った蒸発器を取り付け、発熱部の発熱量に応じて蒸発器に供給する液体冷媒の量を調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平０５−０４１１７７号公報
【特許文献２】特開２０１３−６５２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子基板は、基板上に実装する電子部品の高密度化に伴い、電子基板の発熱量も増大する。電子基板が発熱すると、電子基板を搭載した電子装置の動作不良の原因となるため、電子基板を冷却することが必要である。
【０００８】
しかしながら特許文献１に記載の技術は、プリント配線板に実装する電子部品モジュール、および電子部品が発する熱を冷却することについて何等考慮していない問題がある。
【０００９】
また特許文献２に記載の水冷式の冷却システムは、蒸発器に供給された液体冷媒の量を監視するためや、電子部品の発熱量によって供給する液体冷媒の量を調節するために、複雑な機構を設ける必要がある。
【００１０】
したがって本発明は、電子部品を高密度に実装することが可能であり、かつ、簡略な構造で発熱した電子部品を冷却することのできる電子基板、電子基板の実装方法、電子基板の冷却方法、および電子装置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】
【００１１】
本発明の電子基板は、基板と、前記基板と機械的に接続したプレートと、を備え、前記基板と前記プレートとの間に開口部を有する。
【００１２】
本発明の電子基板の実装方法は、基板との間に開口部を形成するようにプレートを機械的に実装する。
【００１３】
本発明の電子基板の冷却方法は、本発明に係る電子基板を、風冷式の冷却機能で冷却する。
【００１４】
本発明の電子装置は、本発明に係る電子基板と、風冷式の冷却機能と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モジュールを使用しながらも電子基板に電子部品を高密度に実装することを可能とし、かつ、簡略な構造で発熱した電子部品を冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る電子装置の模式図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係る電子基板の平面図である。（ｂ）は、本発明に掛かる電子基板の断面図である。
【図３】本発明に係るプレートの断面図である。
【図４】本発明に係る電子部品を冷却するための構造を示す断面図である。
【図５】本発明に係る電子基板の実装方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
［１．構成の説明］
図１は、本発明に係る電子装置１０００の一例を示す模式図である。本発明の電子装置１００は、例えば電子基板１００をシェルフ２００に挿入する構成を有している。
【００１９】
シェルフ２００は、例えば下部に風冷式の冷却機能を備えている。図１において矢印は風の向きを示しており、シェルフ２００に挿入された電子基板１００は、シェルフ２００が備える風冷式の冷却機能によって冷却される。
【００２０】
［２．電子基板］
図２（ａ）は、本願発明に係る電子基板１００の一例を示す模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した電子基板１００の断面図である。電子基板１００は、風冷式の冷却機能によって効率的に冷却することのできる構造を有している。以下では、図２（ａ）、および図２（ｂ）を参照しながら本発明に係る電子基板１００の構造について詳細に説明する。
【００２１】
図２（ａ）、および図２（ｂ）を参照すると、電子基板１００は、基板１１０と、第１モジュール１２０と、第２モジュール１３０と、プレート１４０と、第１電子部品１５０と、第２電子部品１６０と、コネクタ１７０と、を備える。図２（ａ）、および図２（ｂ）に記載の矢印は、風冷式の冷却機能からの風向を示している。図２（ａ）、および図２（ｂ）は、本発明に係る電子基板を説明するために示した一例であり、本発明の電子基板に実装する部品の数、および部品の実装位置等を限定するものではない。
【００２２】
第１モジュール１２０、および第２モジュール１３０は、回路部品等をモジュール化した電子部品モジュールである。第１モジュール１２０、および第２モジュール１３０は、一般的な電子部品よりも大きいため、基板１１０の実装面積を確保するためには、実装する場所について考慮する必要がある。後述するが、本発明では、第１モジュール１２０、および第２モジュール１３０の少なくとも一方をプレート１４０上に固定する。
【００２３】
図３は、プレート１４０の一例を、基板１１０上に実装した様子を示す模式図である。プレート１４０は、基板１１０に対して高さを有するプレートであり、例えば図３に示したような断面がコの字型の形状を有するプレートである。またプレート１４０は、断面がコの字型の形状のプレートに限定されるわけではなく、例えば平面状のプレートに支柱を設けて基板１１０に実装する形状であってもよい。プレート１４０は、基板１１０に対して高さを有するプレートであるため、基板１１０と、プレート１４０との間には開口部１８０が形成されている。
【００２４】
この時、プレート１４０は、開口部１８０を、風冷式の冷却機能から送られる風と同じ向きになるようにプレート１４０上に実装する。即ち、開口部１８０の中を風が通過するようにプレート１４０を、基板１１０上に実装する。この時、プレート１４０は、基板１１０と機械的に接続しており、電気的には接続していない。プレート１４０は、例えば、ネジ等で実装基板１１０に固定してもよいし、基板１１０、およびプレート１４０に取り付け部を設け、双方の取り付け部を嵌合して取り付けてもよい。また基板１１０、およびプレート１４０の一方のみに取り付け部を設け、取り付け部で他方を保持する構造であってもよい。プレート１４０は、金属、および樹脂等、特に材料を制限すること無く作成することができる。
【００２５】
プレート１４０上には、基板１１０の実装面積を確保するために、第１モジュール１２０、および第２モジュール１３０の少なくとも一方を固定する。以下では、第１モジュール１２０をプレート１４０上に実装した例を説明するが、プレート１４０上に実装するモジュールの数を限定するものではない。
【００２６】
第１モジュール１２０は、ネジ等を用いてプレート１４０上に固定することができる。またはプレート１４０上に、例えばブラケット構造のような部品を嵌め込むことのできる取り付け部を形成し、その取り付け部に第１モジュール１２０を嵌め込んで固定してもよい。一般的な電子部品に比べて大きな部品である第１モジュール１２０をプレート１４０上に実装することで、基板１１０上の実装面積を確保することができるため、基板１１０上に高密度に電子部品を実装することが可能となる。
【００２７】
プレート１４０上に固定した第１モジュール１２０と、基板１１０とを電気的に接続するために、第１モジュール１２０にはケーブルを接続する。そして、そのケーブルの他方をコネクタ１７０と接続することで、第１モジュール１２０と、実装基板１１０とは電気的に接続される。ケーブルを固定する固定部、またはスペースを電子基板１００側に設けずに、電子基板１００を搭載するシェルフ２００側に搭載することでも、基板１１０上の実装面積を確保することができる。
【００２８】
第１電子部品１５０、および第２電子部品１６０は、電子基板１００の設計に応じて実装する種々の電子部品である。ここで、第２電子部品１６０は、第１電子部品１５０よりも発熱量の大きい電子部品であるとする。この場合、第２電子部品１６０は、基板１１０と、プレート１４０との間に形成された開口部１８０に実装する。第１電子部品１５０は基板１１０上あれば、電子基板１００の設計に応じて自由に実装可能である。なお、当然のことながら、基板１１０と、プレート１４０との間の開口部１８０に第１電子部品１５０を実装してもよい。
【００２９】
［３．電子部品の冷却方法］
ここで、図２（ａ）、および図２（ｂ）を再び参照する。例えば、第１電子部品１５０等は、上部に空間を有しているため、第１電子部品１５０に直接当たる風量が小さく十分に冷却できない可能性がある。そこで本発明では、基板１１０に実装する電子部品の中で比較的発熱量の大きい電子部品である第２電子部品１６０を、基板１１０とプレート１４０との間の開口部１８０に実装する。
【００３０】
図４は、本発明に係るプレート１４０の一例として、コの字型のプレートを基板１１０に実装した様子を示す模式図である。図４を参照すると、開口部１８０に第２電子部品１６０が実装されている。送風機等からの風は、開口部１８０を通過する方向に流れている。
【００３１】
この時、図２（ｂ）において矢印で示すように、開口部１８０には直接流れ込む風だけでなく、プレート１４０にぶつかった風が導かれるように流れこむ。即ち、基板１１０上の他の場所と比べて、開口部１８０に流れる風量（風速）が、最も多く（大きく）なる。またプレート１４０にぶつかる風の風量が多いほど、開口部１８０に流れ込む風量も多くなる。プレート１４０は、送風機の近傍、電子部品等の障害物の少ない場所等に実装することが好ましい。したがって本発明は、基板１１０において、風の風量が最も多い開口部１８０に第２電子部品１６０を実装することで、第２電子部品１６０を十分に冷却することができる。
【００３２】
［４．実装基板への実装手順］
図４は、本願発明に掛かる電子基板１００を作成するための、基板１１０へ電子部品を実装する手順を示すフローチャートである。以下では、図４を適宜参照しながら、基板１１０への実装の手順を説明する。
【００３３】
先ず、基板１１０上に、第１電子部品１５０、第２電子部品１６０、およびコネクタ１７０を実装する（ステップＳ１０１）。この時、第２電子部品１６０は、電子基板１００をシェルフ２００に搭載する際に、風上側になる位置に実装することが好ましい。
【００３４】
次いで、プレート１４０を、第２電子部品１６０を覆うように実装基板１１に実装する（ステップＳ１０２）。この時、プレート１４０の高さ（開口部の高さ）は、第２電子部品１６０の高さに応じてユーザの任意で自由に選択できる。プレート１４０の高さは、例えば第２電子部品１６０の高さよりも、５〜１０ｍｍ程度高いことが好ましいが、これに限定されるわけではない。
【００３５】
次いで、プレート１４０上に第１モジュール１２０を実装する（ステップＳ１０３）。この時、基板１１０の実装面積を確保するために、複数のモジュールをプレート１４０上に実装してもよい。また複数のモジュールを実装する場合には、新たにプレートを実装基板１１上に実装し、その新たなプレート上にモジュールを実装してもよい。面積の大きなモジュールをプレート上に実装することで、基板１１０の実装面積を確保することができる。プレート１４０上に搭載した第１モジュール１２０を、コネクタ１７０とケーブルで接続すれば、電子基板１００が完成する。
【００３６】
次いで、電子基板１００をシェルフ２００に実装することで、電子装置１０００が完成する（ステップＳ１０４）。ここで、シェルフ２００は、送風機等の送風機能を備えている。電子基板１００は、シェルフ２００が備える送風機能によって冷却される。
【００３７】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当事者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００３８】
また上記の実施形態の一部、または全部は、以下のようにも記載されうる。なお、以下の付記は本発明を何等限定するものではない。
［付記１］
基板と、
前記基板上に機械的に接続されたプレートと、
を備え、
前記基板と前記プレートとの間に開口部を有する、
ことを特徴とする電子基板。
［付記２］
前記プレートは、断面がコの字型のプレートである、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板。
［付記３］
前記開口部は、風が流れる流路である、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板。
［付記４］
前記開口部には、電子部品が実装されている、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板。
［付記５］
前記プレート上に電子部品モジュールが実装されている、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板。
［付記６］
前記プレートは、前記電子部品モジュールを取り付け可能なモジュール取り付け部を備え、
前記電子部品モジュールは、前記モジュール取り付け部を介して前記プレートに実装されている、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板。
［付記７］
前記基板は、前記プレートを取り付け可能なプレート取り付け部を備える、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板。
［付記８］
基板との間に開口部を形成するようにプレートを機械的に実装する、
ことを特徴とする電子基板の実装方法。
［付記９］
前記プレートは、断面がコの字型のプレートである、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板の実装方法。
［付記１０］
前記開口部は、風が流れる流路である、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板の実装方法。
［付記１１］
前記開口部に電子部品を実装する、
ことを特徴とする上記付記のいずれか１項に記載の電子基板の実装方法。
［付記１２］
前記プレート上に電子部品モジュールを実装する、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板の実装方法。
［付記１３］
前記電子部品モジュールは前記プレートが備える
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板の実装方法。
［付記１４］
前記プレートは、前記基板が備える取り付け部を介して実装する、
ことを特徴とする上記付記に記載の電子基板の実装方法。
［付記１５］
上記付記に記載の電子基板と、
風冷式の冷却機能と、
を備える、
ことを特徴とする電子装置。
［付記１６］
上記付記に記載の電子基板を、風冷式の冷却機能で冷却する、
ことを特徴とする電子基板の冷却方法。
【符号の説明】
【００３９】
１００・・・電子基板
１１０・・・基板
１２０・・・第１モジュール
１３０・・・第２モジュール
１４０・・・プレート
１５０・・・第１電子部品
１６０・・・第２電子部品
１７０・・・コネクタ
１８０・・・開口部
２００・・・シェルフ
【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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