(57)【要約】【課題】三次元実装体に関し、実装効率が高く、かつ、配線長も過大にならないようにして冷却効率を向上させることを目的とする。【解決手段】冷媒通過開口１を備えたベース配線体２上に複数の実装基板３を立設してなり、  前記実装基板３が、冷媒通過開口１の周囲に並設配置されて該冷媒通過開口１に連通する冷媒通路４を区画し、  かつ、実装基板３上の発熱素子５が、冷媒通路４内壁に配置されるように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒通過開口を備えたベース配線体上に複数の実装基板を立設してなり、
前記実装基板が、冷媒通過開口の周囲に並設配置されて該冷媒通過開口に連通する冷媒通路を区画し、
かつ、実装基板上の発熱素子が、冷媒通路内壁に配置される三次元実装体。
【請求項２】
冷媒通路の複数が、隣接する他の冷媒通路と辺縁を共有しながら隙間なく配置される請求項１記載の三次元実装体。
【請求項３】
前記各冷媒通路が、合同な多角形形状を有する請求項２記載の三次元実装体。
【請求項４】
前記冷媒通路内に、前記発熱素子に接触して発熱素子からの発熱を吸熱する伝熱性の良好なヒートシンク体を配置した請求項１、２または３記載の三次元実装体。
【請求項５】
前記実装基板が、ベース配線体に固定されるコネクタにプラグイン接続されて実装される請求項１ないし４のいずれかに記載の三次元実装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元実装体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷却効率の向上を目的とした実装基板の実装構造としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、半導体素子は、六角柱状の中空パイプ状基体に６枚の配線基板を固定して形成される。配線基板は中空パイプ状基体への対向面が素子の実装面として利用され、裏面に形成されたバンプ電極を介して相互に連結、固定される。
【特許文献１】特開２００２-２９９５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来例において、実装基板間の結線はバンプ電極を介して行われるために、接続作業が極めて困難で、組み立て作業性が悪い上に、隣接する実装基板間での配線長は比較的短くすることが可能であるが、位置的に離れた実装基板間では配線長が過度に長くなってしまうという欠点がある。
【０００４】
とりわけ、メインの配線基板上に中空パイプ状基体を横向きに複数段積層する上記従来例においては、上段の実装基板上の素子から配線基板までの配線長は長くなり、信号伝達速度に悪影響を与えてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、実装効率が高く、かつ、配線長も過大にならないようにして冷却効率を向上させた三次元実装体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
三次元実装体のベース配線体２は冷媒通過開口１を備えており、該冷媒通過開口１を囲むようにして複数の実装基板３が立設される。実装基板３は、例えば大規模なコンピュータ装置におけるプロセサモジュール等、同一の実装基板３上に適数の素子を実装して所定の機能をモジュール化したモジュールカードとして構成することができる。
【０００７】
複数の実装基板３が互いに協働して発熱素子５の実装面を内壁面とする筒体を形成し、冷媒通過開口１に連通する筒体の中空部を冷媒通路４として利用する本発明において、冷媒通路４として必要な容積のみを残して残部を実装空間として利用できるために、実装密度を向上させることができる。
【０００８】
また、各実装基板３はベース配線体２に連結され、各実装基板３間等の結線には、ベース配線体２上に形成されるプリント配線等を利用できるために、配線長を短くすることができる。
【０００９】
三次元実装体の冷媒通路４は、単数であってもよいが、複数の冷媒通路４を形成する場合には、隣接する他の冷媒通路４と境界を共有しながら隙間なく配置することによって、ベース配線体２上の空間を無駄なく冷媒通路４として利用できるために、冷却効率を向上させることができ、かつ、実装効率も向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、実装効率が高く、かつ、配線長も過大にならないようにして冷却効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１、２に複数のプロセサモジュールをベース配線体２に接続してプロセサノードを構成した本発明の実施の形態を示す。
図２（ｃ）に示すように、プロセサモジュールは、実装基板３上にプロセサチップ５Ａ（発熱素子５）と通信処理チップ５Ｂ（発熱素子５）および図外の周辺回路素子を実装して形成され、実装基板３の端縁部には、ベース配線体２に固定されるコネクタ７とのコンタクト部３ａが形成される。
【００１２】
なお、図１、２における実装基板３には、プロセサチップ５Ａと、プロセサノード間、あるいはプロセサノード内の通信を行うための通信処理チップ５Ｂとが実装されているが、これらに代えて、プロセサノードで共有されるメモリ素子、あるいは電源回路等を実装することができる。また、プロセサモジュールは、実装基板３単位に構成されたものであっても、あるいは、後述するように、冷媒通路４を構成する複数（この実施の形態では６枚）の実装基板３により構成されるものであってもよく、いずれをモジュール単位とするかは、実装効率、あるいはメンテナンス性等を考慮して適宜決定される。
【００１３】
ベース配線体２は、図１（ｂ）に示すように、等幅のリム部２ａを残して正六角形状の冷媒通過開口１をハニカム状に規則正しく配置して形成される。ベース配線体２は、複数の冷媒通過開口１を開設することによる強度低下を補うに十分な板厚を有するプレート体として形成され、各リム部２ａにはエッジコネクタ７が固定される。
【００１４】
プロセサノードは、上記ベース配線体２のエッジコネクタ７に実装基板３をプラグイン接続して立設することにより形成される。ベース配線体２への連結によりベース配線体２上には、実装基板３を壁面とする断面正六角形の筒体が形成され、ベース配線体２上の冷媒通過開口１に連通する中空部が冷媒通路４として利用される。各実装基板３は、発熱素子５が筒体の内壁面となり、さらに、隣接する筒体を構成する他の実装基板３とは背中合わせ状態で密着して立設される。
【００１５】
以上のように構成されるプロセサノードは、冷却ファンにより冷却風が導入される筐体内のマザーボード（図示せず）に接続されて使用される。マザーボードへの実装状態において、各実装基板３、およびプロセサノード間は、ベース配線体２のリム部２ａに形成された配線を介して電気的に接続される。また、筐体内に導入された冷却風は実装基板３により形成される冷媒通路４、および冷媒通過開口１を経由して隣接するプロセサノードに吹き抜けることができ、通過時に各実装基板３の発熱素子５を冷却する。
【００１６】
なお、以上においては、各冷媒通路４の断面形状は、正六角形をなしてベース配線体２の上面を隙間なく埋め、いわゆるハニカム構造を構成しているが、この他に、正三角形、正方形にすることも可能である。また、上述した正凸多角形以外に内角の等しい凸多角形、その他の凸多角形、あるいは、星形のように、凹部を含む多角形であってもよい。
【００１７】
さらに、全て、あるいは所定領域の冷媒通路４の断面形状を合同にすると、実装基板３の実装位置互換性が向上するが、この要求がない場合には、各々の冷媒通路４の断面形状が異なっていてもよい。
【００１８】
加えて、図１においては、隣接する冷媒通路４同士が、交点と辺縁とを完全に共有して所定平面を隙間なく埋める充填状態で配列されているが、冷媒通路４の辺縁が隣接する他の冷媒通路４の辺縁の一部と共有しながら所定平面を隙間なく埋めるいわゆるタイル貼り状態での配列であってもよい。
【００１９】
また、図１においてベース配線体２の各リム部２ａには隣接する冷媒通路４の各々の壁面を構成する２枚の実装基板３が装着されているが、リム部２ａに１枚の実装基板３を実装することも可能である。この場合、冷媒通路４は１枚の実装基板３により区画され、望ましくは、発熱素子５は、実装基板３の表裏面に両面実装される。
【００２０】
図３に本発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態において、各冷媒通路４内にはヒートシンク体６が挿入される。ヒートシンク体６は、アルミニウム等、熱伝導性の良好な材料により六角パイプ形状に形成される。また、ヒートシンク体６の中空部は、該中空部を通過する冷却風との接触面積を増加させて熱交換性能を向上させるために上下に貫通する小室６ａに区画される。
【００２１】
このヒートシンク体６は、図３（ｂ）に示すように、冷媒通路４の内壁に突出する発熱素子５に外壁を当接させた状態で装着される。発熱素子５との当接面には熱伝導性の良好なグリース等が塗布される。
【００２２】
したがってこの実施の形態において、発熱素子５からの発熱は、ヒートシンク体６に伝達された後、小室６ａを吹き抜ける冷却風により効率的に冷却されるために、冷却効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す正面図である。
【図２】図１の要部を示す図で、（ａ）は冷媒通路の構成単位を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図、（ｃ）は実装基板の斜視図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１        冷媒通過開口
２        ベース配線体
３        実装基板
４        冷媒通路
５        発熱素子
６        ヒートシンク体
７        コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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