(57)【要約】【課題】電子回路基板に取り付けられた発熱体の放熱装置において、静音のためにファンを用いずに、十分な放熱性能を維持することのできる電子回路基板用の放熱装置を提供することにある。【解決手段】電子回路基板と、前記電子回路基板の面に搭載された半導体素子等の発熱体を冷却するために、前記電子回路基板の発熱体である半導体素子に長尺のヒートパイプを接触させ、該長尺のヒートパイプを前記電子回路基板の半導体素子が取り付けられている面の反対面まで略Ｕの字形状に折り曲げて伸ばし、該反対面で前記長尺のヒートパイプに放熱手段を取り付けた。【選択図】図１
2004297024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板と、前記電子回路基板に搭載された半導体素子等の発熱体を冷却するために、前記電子回路基板の発熱体である半導体素子に長尺のヒートパイプを接触させ、該長尺のヒートパイプを前記電子回路基板の半導体素子が取り付けられている面の反対面まで略Ｕの字形状に折り曲げて伸ばし、該反対面で前記長尺のヒートパイプに放熱手段を取り付けたことを特徴とする電子回路基板用放熱装置。
【請求項２】
前記ヒートパイプとして細径ヒートパイプを用いたことを特徴とする請求項１に記載の電子回路基板用放熱装置。
【請求項３】
前記細径ヒートパイプとして複数の平行なトンネルが可暁性金属の押出し成型により形成され、該トンネル間の隔壁を端部において所定の手段で切除することにより複数のターン部を有する細径経路を形成し、内部に所定の作動液を密閉封入した可曉性金属の押出し管を用いたことを特徴とする請求項２に記載の電子回路基板用放熱装置。
【請求項４】
前記放熱手段としてコルゲートフィンを用いたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電子回路基板用放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板に取り付けられた半導体素子などの発熱体から発生する熱をファン無しで効率的に除去する構造を有する電子回路基板の放熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の仕様の多様化に伴いベース基板に様々な機能の付加された複数の電子回路基板を組合わせて一つの電子回路装置を構成する場合が増えている。例えば、コンピュータ等の電子回路装置においては、用途に応じて様々な仕様があるため、ベース基板の上に更に拡張用の電子回路基板を搭載するようになっている。拡張用の電子回路基板としては、ＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｏｒｔ）カードがある。ＡＧＰカードの放熱装置に関する従来技術としては、放熱フィンを直接取り付けるか、放熱ファンを直接取り付けるか、あるいは，放熱用フィンとファンを組み合わせて直接取り付ける技術が知られている（特許文献１参照特開平７−３００２５号公報）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３００２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年は電子回路の高性能化とともに、演算処理速度の高速化が強く望まれるようになり、電子回路基板上に搭載される半導体素子も必然的に動作速度が上がり、それに伴って発熱量が益々増加している。そのため、従来のように発熱素子に冷却フィンを直接取り付けて放熱を行う方法では、大型のフィンを取り付けなければ十分な放熱を行えないという問題が発生してきた。さらに、電子機器装置が小型化されているためフィンを配置するための十分な空間を取れないという問題も発生した。
【０００５】
そのため、高性能の電子回路を長期間信頼性良く稼動させるために、電子回路基板に搭載された半導体素子に、ファンもしくは、フィンとファンを組合わせた放熱器を直接取り付けて温度上昇を抑えることが行われた。
【０００６】
しかし、静かな環境で使用する必要のある電子機器装置にファンを使用する場合は、ファンによる騒音が発生し問題となった。
【０００７】
本発明の上記問題を鑑みて、電子回路基板に取り付けられた発熱体の放熱装置において、静音のためにファンを用いずに、十分な放熱性能を維持することのできる電子回路基板用の放熱装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、電子回路基板と、前記電子回路基板に搭載された半導体素子等の発熱体を冷却するために、前記電子回路基板の発熱体である半導体素子に長尺のヒートパイプを接触させ、該長尺のヒートパイプを前記電子回路基板の半導体素子が取り付けられている面の反対面まで略Ｕの字形状に折り曲げて伸ばし、該反対面で前記長尺のヒートパイプに放熱手段を取り付けたことを特徴とする。このような構成にすることにより、放熱装置を配置するのに十分な空間が無い場合においても電子回路基板の発熱体が配置された面の反対面に熱を移送して放熱することによりファンが無くても十分な放熱性能を維持することができるようになる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、前記ヒートパイプとして細径ヒートパイプを用いたことを特徴とする。このような構成にすることにより、姿勢に関係なく電子回路基板が水平に配置され基板の高い面から低い面に熱を移送する場合においても、良好な熱移送がなされ、放熱することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、前記細径ヒートパイプとして複数の平行なトンネルが可曉性金属の押出し成型により形成され、該トンネル間の隔壁を端部において所定の手段で切除することにより複数のターン部を有する細径経路を形成し、内部に所定の作動液を密閉封入した可暁性金属の押出し管を用いたことを特徴とする。このような構成にすることにより、細径ヒートパイプと発熱体及び放熱手段との接触面を平坦にすることができ、容易に前記発熱体及び放熱手段を前記細径ヒートパイプに熱移送が効率よく行えるように固定することができる。
【００１１】
請求項４の発明によれば、前記放熱手段としてコルゲートフィンを用いたことを特徴とする。このように接触面を持つ簡単な構造のフィンを用いることにより、容易な固定方法で長尺のヒートパイプに前記コルゲートフィンを固定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子回路基板用冷却装置の実施の形態を図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明による電子回路基板用冷却装置の実施形態を示す。それぞれ正面図及び断面図である。
【００１４】
本実施例は本件発明をコンピュータ用のグラフィックボードとして用いられるＡＧＰボードに適応したものである。図１及び図２において、電子回路基板１０１に高発熱となる画像処理素子１０３が取り付けられており、コンピュータケースへの取り付け及び外部接続機器（モニター等）への接続用コネクタ固定金具１０５が取り付けられている。ＡＧＰボード１００はコネクタ部１０７をコンピュータのマザーボード（図示せず）の所定の場所へ取り付けることによりコンピュータに接続される。
高発熱となる画像処理素子１０３には長尺のヒートパイプ１０９が熱伝導シートを挟んだり、シリコングリースを塗布する方法等の所定の接続手段で熱的に接触している。また長尺のヒートパイプ１０９は所定の固定手段により電子回路基板１０１に絶縁されて動かないように固定されている。該長尺のヒートパイプ１０９はほぼ中央部１２１でＵ字形状に折り曲げられており電子回路基板１０１を挟むように配置されている。また、ヒートパイプ１０９には電子回路基板１０１の画像処理素子１０３が配置されていない反対面でコルゲートフィン１１１が半田付けにより取り付けられている。
このように配置することにより放熱画像処理素子１０３から発生した熱を電子回路基板１０１の画像処理素子１０３が配置されている放熱フィンを装着できないくらいに非常に狭い空間から、放熱フィンを配置するには十分な比較的広い空間のある反対面まで移送し、放熱することができる。
また、ヒートパイプ１０９として、プレート形の細径ヒートパイプを用いているのでＡＧＰボードの姿勢に関係なく熱を移送し放熱することができる。
ここで、図３，４を用いて本件発明に使用しているプレート形の細径ヒートパイプの例として、細孔が比較的薄い平板の中に作り込まれていたプレート型細孔ヒートパイプを示す。
本実施例におけるプレート形の細径ヒートパイプは、例えば図３の様な蛇行細孔トンネルプレート型ヒートパイプもしくは図４の様な平行細孔トンネルプレート型ヒートパイプがある。該細孔トンネルプレートはアルミやマグシウム等の可暁性金属を押出し成型することにより安価に製作することができる。
次に、上記細孔トンネルプレート型ヒートパイプについて図３の蛇行細孔トンネルプレート型ヒートパイプを例にとって説明する。
【００１５】
プレート型の蛇行細孔トンネルプレート型ヒートパイプは、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属の多孔扁平管を用いる。この多孔扁平管５１（６１）は、全体として平板状の外形を有し、内部に平行に配置された多数の貫通細孔５７ａ及び５７ｂ（６８ａ及び６８ｂ）が押し出し成形により形成されている。貫通細孔の端面の隔壁を所定の深さだけ切除し、反対側の端面でも切除する。各細孔は端部で連通して一連の蛇行トンネル（熱媒体通路）となり、ここに作動流体が封入される。
上記細孔ヒートパイプとは、以下の特性を有するヒートパイプのことである。（特開平４−１９００９０号、特許第２７１４８８３号、特公平２−３５２３９号参照）。
（１）細管（熱媒体通路）の両端末が相互に流通自在に連結されて密閉されている。
（２）熱部と放熱部が交互に配置されており、両部の間を細孔が往復している。
（３）孔内には２相凝縮性流体が封入されている。
（４）細孔の内壁は、上記作動流体が細孔内を閉塞して循環または移動することができる最大直径以下の径をもつ。
以上説明した様に細径ヒートパイプを用いることにより、発熱体への細管ヒートパイプの取り付け姿勢に関係なく熱輸送させることができる。
以上の構成により、構造が簡単で静音のためにファンを用いずに、十分な放熱性能を維持することのできるＡＧＰボード（電子回路基板）用放熱装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電子回路基板と、前記電子回路基板の面に搭載された半導体素子等の発熱体を冷却するために、前記電子回路基板の発熱体である半導体素子に長尺のヒートパイプを接触させ、該長尺のヒートパイプを前記電子回路基板の半導体素子が取り付けられている面の反対面まで略Ｕの字形状に折り曲げて伸ばし、該反対面で前記長尺のヒートパイプに放熱手段を取り付けたことにより、放熱装置を配置するのに十分な空間が無い場合においても電子回路基板の発熱体が配置された面の反対面に熱を移送して放熱することによりファンが無くても十分な放熱性能を維持することができるようになる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、前記ヒートパイプとして細径ヒートパイプを用いたことにより、姿勢に関係なく電子回路基板が水平に配置され基板の高い面から低い面に熱を移送する場合においても、良好な熱移送がなされ、放熱することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、前記細径ヒートパイプとして複数の平行なトンネルが可曉性金属の押出し成型により形成され、該トンネル間の隔壁を端部において所定の手段で切除することにより複数のターン部を有する細径経路を形成し、内部に所定の作動液を密閉封入した可曉性金属の押出し管を用いたことにより、細径ヒートパイプと発熱体及び放熱手段との接触面を平坦にすることができ、容易に前記発熱体及び放熱手段を前記細径ヒートパイプに熱移送が効率よく行えるように固定することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、前記放熱手段としてコルゲートフィンを用いたことにより、容易な固定方法で長尺のヒートパイプに前記コルゲートフィンを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子回路基板用放熱装置の正面図。
【図２】本発明に係る電子回路基板用放熱装置の側面図。
【図３】本発明に用いられる蛇行細孔トンネルプレート型ヒートパイプの平面構造図。
【図４】本発明に用いられる平行細孔トンネルプレート型ヒートパイプの平面構造図。
【符号の説明】
５１、６１        多孔扁平管
５７ａ、５７ｂ、６８ａ、６８ｂ  貫通細孔
１００            ＡＧＰボード
１０１            電子回路基板
１０３            画像処理素子
１０７            コネクタ部
１０９            長尺のヒートパイプ
１１１            コルゲートフィン
【図１】
2004297024.tif 000003
【図２】
2004297024.tif 000004
【図３】
2004297024.tif 000005
【図４】
2004297024.tif 000006