(57)【要約】【課題】本発明は、半導体素子に対してヒートパイプの受熱端を熱伝達効率を損なうことなく固定でき、半導体素子から発生する電磁波が伝播することを抑制する機構を備える情報処理装置を提供する。【解決手段】情報処理装置１は、半導体素子５１，５２とヒートパイプ７２と磁性体シート（磁性体）９とを備える。半導体素子５１，５２は、基板５上に実装されて演算処理中に電磁波および熱を放出する。ヒートパイプ７２は、受熱端７２１を半導体素子５１，５２と熱伝達する状態に固定し、放熱端７２２を半導体素子５１，５２から離れた位置に配置する。磁性体シート９は、受熱端７２１から放熱端７２２までの間のヒートパイプ７２の外周に絶縁された状態で装着する。【選択図】      図１
2007150192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装されて演算処理中に電磁波および熱を放出する半導体素子と、
受熱端が前記半導体素子と熱伝達する状態に固定され放熱端前記半導体素子から離れた位置に配置されるヒートパイプと、
前記受熱端から前記放熱端までの間の前記ヒートパイプの外周に絶縁された状態で装着された磁性体と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記磁性体は、磁性物質が練り込まれて柔軟性を有したシート状に成形された磁性体シートであることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記磁性体は、前記受熱端寄りのヒートパイプの外周に装着されることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記基板を収容する筐体と、
前記半導体素子よりも前記筐体の外周寄りに内蔵されて噴出口が前記筐体の外に向けられた放熱ファンと、をさらに備え、
前記ヒートパイプの放熱端は、前記放熱ファンの噴出口の下流を横切って配置され、フィンが取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部となる半導体素子に装着されるヒートパイプを有した放熱器を備える情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理装置の本体に内蔵される基板には、演算処理を行う半導体素子が実装されている。この半導体素子は、演算処理が実行されることによって流れる電流により、電磁波を発生するとともに、半導体素子中の回路の抵抗によって発熱する。半導体素子中の回路の密度が高くなり、演算速度が速くなるにつれて、発生する電磁波および熱も増大する。
【０００３】
電子機器の電子部品に対して、放熱を妨げずに電磁波の放出を抑える電波吸収放熱シートを適用する例が特許文献１に開示されている。電磁波吸収放熱シートは、熱伝導性物質を含むシート本体と、磁性物質を含む薄層を積層して構成されている。特許文献１において、電波吸収放熱シートは、ＣＰＵ等の発熱性の電子部品の表面と放熱フィンとの間に挟んで使用されている。
【０００４】
また、ヒートパイプを用いてＣＰＵの熱を除去することが特許文献２に開示されている。このヒートパイプの受熱端は、ＣＰＵに熱的に接続された受熱板に固定されている。受熱板は、熱伝導性に優れた金属材料で作られており、ＣＰＵから離れた位置に放熱ファンが一体に取り付けられている。ヒートパイプの放熱端は、放熱ファンのケーシングの側壁に熱的に接続されている。
【特許文献１】特開２００４−１０３６７３号公報
【特許文献２】特開２００５−７９３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ヒートパイプの放熱端をファンの噴出口まで引き回すと、ヒートパイプが半導体素子から長く延びることとなる。ヒートパイプは、熱伝導性の良い銅合金で造られることが一般的であるため、アンテナのように作用し、半導体素子で発生するノイズとなる電磁波を拾って情報処理装置の外部へ放出することになる。
【０００６】
特に、半導体素子で発生したノイズは、その周波数がヒートパイプの長さに対して共振周波数となる場合、周辺機器にも影響を及ぼす程度の電磁波となって放出される。電磁波を外部に放出させないようにするために、一般的にヒートパイプの放熱端を接地させる手段が講じられることが多い。
【０００７】
ヒートパイプの放熱端からアースを取る場合、放熱器を装着した状態でヒートパイプの放熱端や途中の部分で基板上のグランドと導通されるガスケットやバネに押し当てる方法と、グランドが配置される箇所でヒートパイプの放熱端を基板にネジ止めする方法がある。また直接、放熱端からリード線でグランドに配線することも考えられる。
【０００８】
ところが、ガスケットやバネを用いてヒートパイプを基板のグランドに接地させる場合、十分な接触面積を確保するために、ある程度の押付け力によって密着させる必要がある。その結果、半導体素子と接触するヒートパイプの受熱端に対して、放熱端がガスケットやバネによって基板からから持ち上げられる方向に力を受ける。このときガスケットやバネを押さえつける力が強すぎるとガスケットやバネが圧縮されて、放熱端に近い側を支点に放熱端から遠い側の受熱端の一部が浮き上がる。また、押付け力が小さいとガスケットやバネが十分に受熱端が正しく半導体素子に接触しなくなる恐れがある。
【０００９】
また、ネジでヒートパイプの放熱端を基板のグランドに接地させる場合、振動などによってネジが緩まないように、しっかりネジを締上げる必要がある。このとき、ヒートパイプの放熱端に設けられる接触面が理想の角度から傾いた状態に仕上がっていると、ネジで締上げることによって受熱端が半導体素子から部分的に浮き上がってしまうこともあり得る。
【００１０】
特に、ヒートパイプの放熱端は、周囲の温度よりも早く温度が上がる。そのため、受熱端における熱伝達効率を確保するために受熱端をしっかりと固定すると、半導体素子が発熱することでヒートパイプ全体が膨張し、放熱端における接地面がずれやすい。したがって、放熱端を直接的に接地する方法では接触部が安定し難くい。また、確実に接地させるために放熱端をしっかりと保持すると、受熱端が半導体素子から浮き上がるなどにより熱伝達効率が低下することも懸念される。リード線で放熱端からアースを直接取る場合、ヒートパイプの膨張に因らずに接地状態は安定する。しかし、そのためのターミナルや接続端が必要であり、組立作業も煩雑になる。
【００１１】
そこで、本発明は、発熱部となる半導体素子に対してヒートパイプの受熱端を熱伝達効率を損なうことなく固定でき、半導体素子から発生する電磁波が伝播することを抑制する機構を備える情報処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る情報処理装置は、半導体素子とヒートパイプと磁性体とを備える。半導体素子は、基板上に実装されて演算処理中に電磁波および熱を放出する。ヒートパイプは、受熱端を半導体素子と熱伝達する状態に固定し、放熱端を半導体素子から離れた位置に配置する。磁性体は、受熱端から放熱端までの間のヒートパイプの外周に絶縁された状態で装着する。
【発明の効果】
【００１３】
この情報処理装置は、半導体素子からヒートパイプの受熱端への熱伝達効率を損なうことなく、演算処理中の半導体素子から放出される電磁波ノイズがヒートパイプを伝播することを磁性体シートで抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る位置実施形態の情報処理装置１について、図１から図３を参照して説明する。図１に示す情報処理装置１は、本体２と表示パネル３とを備える。本体２と表示パネル３とは、利用者側から見て奥側となる後部において、ヒンジ４で連結されている。
【００１５】
本体２は、筐体２０によって外殻が構成され、内部に基板５、大容量記憶装置、通信モジュールなどを内蔵する。筐体２０は、卓上などに載置した状態で上側となる上部筐体２１と下側になる下部筐体２２とで主に構成される。上部筐体２１の上部には、入力手段としてのキーボード６が配置されている。
【００１６】
表示パネル３は、ヒンジ４を支点に本体２に重なる閉状態から、図１に示すように立て起された開状態へ回動する。表示パネル３は、開状態で利用者側に表示面３１を向けた状態に表示装置３０を内蔵している。ヒンジ４は、表示パネル３を本体２に対して任意の角度で支持できる程度に回動抵抗を有している。
【００１７】
本体２に内蔵される基板５は、図２に示すように半導体素子５１，５２が下面側から実装されている。半導体素子５１，５２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等であり、演算処理中に内部の回路抵抗によって発熱し、演算処理速度に応じた高周波ノイズである電磁波を放出する。これらの半導体素子５１，５２には、それぞれ放熱器７が装着されている。また、本体２は、基板５上に固定された放熱ファン８を内蔵する。図１では、キーボード６と上部筐体２１と基板５とを切り欠いて、基板５の下面側に配置される半導体素子５１，５２と放熱器７と放熱ファン８とが見える状態にして示している。
【００１８】
放熱器７は、熱受容体７１とヒートパイプ７２と放熱フィン７３と留め具７４を備える。熱受容体７１は、基板５の下面側に露出する半導体素子５１，５２の表面に密着する平坦面を有する。伝熱面積を確保するために、半導体素子５１，５２と熱受容体７１との間に熱伝導性に優れたペーストやゲルを塗布したり、弾力性もさらに有した熱伝達シートを挟み込んだりすることが好ましい。
【００１９】
ヒートパイプ７２は、両方の端部が閉じられたパイプ状のコンテナと、このコンテナの全長にわたって内壁に沿って設けられるウィックと、内部に封入される作動液とで構成される。ヒートパイプ７２は、高温に晒されて作動液が蒸発する側が受熱端７２１、低温に晒されて気化した作動液が凝縮する側が放熱端７２２となる。
【００２０】
コンテナは、熱伝導に優れた銅製あるいはアルミニウム合金製である。ウィックは、放熱端７２２側の凝縮部で液化した作動液を毛細管現象により受熱端７２１側の蒸発部に循環させるものであり、コンテナの内面に直接形成されていても良いし、メッシュ状のものを内挿しても良い。作動液は、入熱によって蒸発し、放熱によって凝縮し得るものであれば良く、一般に純水や、アンモニア溶液などが用いられる。
【００２１】
ヒートパイプ７２の受熱端７２１は、図２に示すように熱受容体７１にかしめて固定され、熱伝達をよくするために銀蝋などによって蝋付けされている。放熱端７２２は、基板５に沿って半導体素子５１，５２離れた位置に配置される。本実施形態では、放熱端７２２は、放熱ファン８の噴出口８１の下流を横切って配置されている。
【００２２】
放熱フィン７３は、放熱ファン８の噴出口８１から流出する気流に沿う向きに揃えて放熱端７２２に間隔を空けて多数装着される。放熱フィン７３は、ヒートパイプ７２に対して圧入されている。特に、本実施形態では、半導体素子５１に装着された放熱器７のヒートパイプ７２の放熱端７２２と、半導体素子５２に装着された放熱器７のヒートパイプ７２の放熱端７２２とが、放熱ファン８の下流に並べて配置されている。
【００２３】
留め具７４は、受熱端７２１が保持された熱受容体７１を半導体素子５１，５２に密着させるため、プレート７４１と脚部７４２とで構成されている。プレート７４１は、脚部７４２に支持されており、熱受容体７１を均等に半導体素子５１，５２に押し当てる。
【００２４】
放熱ファン８は、半導体素子５１，５２よりも筐体２０の外周寄りに内蔵され、噴出口８１を筐体２０の外周にに向けて固定されている。この放熱ファン８は、回転体８２の回転軸線方向に開口する吸気口８３から外気を吸い込み、遠心方向へ排出する。吸気口８３に対応する箇所の下部筐体２２に外気取込口を設けても良い。また、外気として筐体２０の内部から空気を吸い込むようにすると、筐体２０の内部に滞留する熱も積極的に排出することができる。
【００２５】
また、図２に示すように受熱端７２１から放熱端７２２までの間のヒートパイプ７２の外周に磁性体シート９が絶縁された状態で捲回されている。この磁性体シート９は、磁性物質が練り込まれて柔軟性を有したシート状に成形された物である。一方の面に粘着シートが貼り付けられており、ヒートパイプ７２の外周に簡単に捲き付けることができる。
【００２６】
半導体素子５１，５２がノイズとして放出する電磁波は、電磁誘導によってヒートパイプ７２の受熱端７２１に電流を発生させる。この電流の振動数がヒートパイプの固有インピーダンスの整数倍に一致すると、ヒートパイプ７２全体が増幅器となって共振し、より強い電磁波を外部に放出することとなる。
【００２７】
本実施形態の情報処理装置１は、電流の発生源となる受熱端７２１寄りのヒートパイプ７２の外周に絶縁された状態で磁性体シート９を捲回している。磁性体シート９は、ヒートパイプ７２に流れる電流の磁界に対して、この磁界を打ち消す方向へ磁場を発生させる。これにより、ヒートパイプ７２中に流れる電流が減衰されるので、外部へ放出される電磁波が抑制される。つまり磁性体シート９は、ヒートパイプ７２に捲回されることによって、ヒートパイプ７２の固有インピーダンスを変化させている。ヒートパイプ７２の固有インピーダンスが、半導体素子５１，５２から放出されるノイズの電磁波の共振周波数とならないように、磁性体シート９の巻数や巻幅を調整するとなお良い。
【００２８】
磁性体シート９は、ヒートパイプ７２に流れる電流を抑制する磁性体であればよいので、例えば通信ケーブルに取り付けられるような二分割コアをヒートパイプに取り付けても良い。
【００２９】
上記構成の放熱器を半導体素子に取り付けることで、放熱を促進させ、かつ、電磁波の放出を抑えることができる。特に、基板の中央部に配置される半導体素子に対して、放熱端を筐体の外周部に配置できる長尺のヒートパイプを備えた放熱器を装着しても、この半導体素子から放出されるノイズを電磁波として増幅することが抑制される。したがって、この情報処理装置は、基板上のレイアウトに多様性を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る第一実施形態の情報処理装置を一部切欠いて示す斜視図。
【図２】図１に示した情報処理装置の半導体素子と放熱器と放熱ファンとを下面側から見た分解斜視図。
【図３】図２に示した情報処理装置の一部を下面側から見た平面図。
【符号の説明】
【００３１】
１…情報処理装置、５…基板、７…放熱器、８…放熱ファン、９…磁性体シート、２０…筐体、５１，５２…半導体素子、７２…ヒートパイプ、７３…放熱フィン、８１…噴出口、７２１…受熱端、７２２…放熱端。
【図１】
2007150192.tif 000003
【図２】
2007150192.tif 000004
【図３】
2007150192.tif 000005