JPH03211864A - 電子機器の機能素子の放熱装置 - Google Patents
電子機器の機能素子の放熱装置Info
- Publication number
- JPH03211864A JPH03211864A JP637790A JP637790A JPH03211864A JP H03211864 A JPH03211864 A JP H03211864A JP 637790 A JP637790 A JP 637790A JP 637790 A JP637790 A JP 637790A JP H03211864 A JPH03211864 A JP H03211864A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- cavity
- functional element
- vapor
- liquid
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- Pending
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
電子機器の機能素子の放熱装置に関し、機能素子の発す
る熱をより効果的に安定排出し得る放熱装置を提供する
ことを目的とし、電子機器の筺体内に上下方向に平行に
配設される基板に実装された機能素子の放熱装置におい
て、機能素子に垂直な水平方向に位置し且つこれに直接
又は間接に接触する液だまり部と、該液だまり部の上方
側に位置し且つ基板に垂直な水平方向に延びる、該液だ
まり部に連続した空洞部とから成る、内部に所定量の作
動液が封入された密封容器と、該密封容器の空洞部の外
部面に設けた放熱フィン、とを有するよう構成する。
る熱をより効果的に安定排出し得る放熱装置を提供する
ことを目的とし、電子機器の筺体内に上下方向に平行に
配設される基板に実装された機能素子の放熱装置におい
て、機能素子に垂直な水平方向に位置し且つこれに直接
又は間接に接触する液だまり部と、該液だまり部の上方
側に位置し且つ基板に垂直な水平方向に延びる、該液だ
まり部に連続した空洞部とから成る、内部に所定量の作
動液が封入された密封容器と、該密封容器の空洞部の外
部面に設けた放熱フィン、とを有するよう構成する。
本発明は、電子機器の筺体内に上下方向に平行に配設さ
れる基板に実装された機能素子の放熱装置に関する。
れる基板に実装された機能素子の放熱装置に関する。
電子機器、特に光通信装置の基板に実装された半導体素
子や光半導体素子等の機能素子を効果的に冷却するため
、自然的又は強制的な空気対流による熱拡散、あるいは
ペルチェ素子及びこれに接続された放熱フィンによる排
熱などの方法が実用に供されている。
子や光半導体素子等の機能素子を効果的に冷却するため
、自然的又は強制的な空気対流による熱拡散、あるいは
ペルチェ素子及びこれに接続された放熱フィンによる排
熱などの方法が実用に供されている。
しかるに、近時の伝送速度の飛躍的な高速化等に伴い、
より効果的に機能素子を冷却でき、しかもその安定性・
信頼性が高い放熱装置の出現が切望されている。
より効果的に機能素子を冷却でき、しかもその安定性・
信頼性が高い放熱装置の出現が切望されている。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決するために本発明によれば、電子機器の
筺体内に上下方向に平行に配設される基板に実装された
機能素子の放熱装置において、機能素子に垂直な水平方
向に位置し且つこれに直接又は間接に接触する液だまり
部と、該液だまり部の上方側に位置し且つ基板に垂直な
水平方向に延びる、該液だまり部に連続した空洞部とか
ら成る、内部に所定量の作動液が封入された密封容器と
、該密封容器の空洞部の外部面に設けた放熱フィン、と
を有することを構成上の特徴とする。
筺体内に上下方向に平行に配設される基板に実装された
機能素子の放熱装置において、機能素子に垂直な水平方
向に位置し且つこれに直接又は間接に接触する液だまり
部と、該液だまり部の上方側に位置し且つ基板に垂直な
水平方向に延びる、該液だまり部に連続した空洞部とか
ら成る、内部に所定量の作動液が封入された密封容器と
、該密封容器の空洞部の外部面に設けた放熱フィン、と
を有することを構成上の特徴とする。
〔作 用〕
機能素子の熱はこれに垂直な水平方向に位置する液だま
り部内の作動液に気化熱として吸収され、その蒸気は上
方側の空洞部に至る。そして空洞部内において基板に垂
直な水平方向に移動することにより、空洞部の外部面に
設けた放熱フィンによって除熱され、液化する一方、こ
の熱はフィンから外部に排出される。このような一連の
過程が次から次に起きることによって、機能素子は効果
的に冷却される。
り部内の作動液に気化熱として吸収され、その蒸気は上
方側の空洞部に至る。そして空洞部内において基板に垂
直な水平方向に移動することにより、空洞部の外部面に
設けた放熱フィンによって除熱され、液化する一方、こ
の熱はフィンから外部に排出される。このような一連の
過程が次から次に起きることによって、機能素子は効果
的に冷却される。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図乃至第３図は、本発明に係る電子機器の機能素子
の放熱装置の第１の実施例を示す図、第４図乃至第６図
は、第２の実施例を示す図である。
の放熱装置の第１の実施例を示す図、第４図乃至第６図
は、第２の実施例を示す図である。
先ず第１実施例について説明するに第１乃至３図を参照
すると、前面が開口した箱型の図示しない筺体内には上
下に立てた基板１ （一部分のみ図示）が脱着自在に配
設され、この基板１上には半導体素子２が載置されてい
る。半導体素子２の上（第３図においては左側）には、
そこに直接その液だまり部３ａが全面的に接触する、所
定温度以上になると気化する常温液体の揮発性物質（作
動液）４が内部に所定量封入されている密封容器３が耐
熱性を有する例えば導電性接着剤（図示せず）を介して
取着されている。なお、図示しないが例えばプラスチッ
ク製ねしによって密封容器３を半導体素子２に対して機
械的に固定することもできる。密封容器３は、横断面が
内外部共に矩形状の液だまり部３ａに加えて、その上方
側に位置し且つ基Ｆｉ１に垂直な水平方面（第３図にお
いて左方）に延びる、液だまり部３ａに連続した空洞部
３ｂを有する。横断面が内外部共に矩形状のこの空洞部
３ｂの上面には、空気中に熱が良好に拡散するように表
面積を多くとったいわゆる放熱フィン５が複数個規則正
しく立設されている。
すると、前面が開口した箱型の図示しない筺体内には上
下に立てた基板１ （一部分のみ図示）が脱着自在に配
設され、この基板１上には半導体素子２が載置されてい
る。半導体素子２の上（第３図においては左側）には、
そこに直接その液だまり部３ａが全面的に接触する、所
定温度以上になると気化する常温液体の揮発性物質（作
動液）４が内部に所定量封入されている密封容器３が耐
熱性を有する例えば導電性接着剤（図示せず）を介して
取着されている。なお、図示しないが例えばプラスチッ
ク製ねしによって密封容器３を半導体素子２に対して機
械的に固定することもできる。密封容器３は、横断面が
内外部共に矩形状の液だまり部３ａに加えて、その上方
側に位置し且つ基Ｆｉ１に垂直な水平方面（第３図にお
いて左方）に延びる、液だまり部３ａに連続した空洞部
３ｂを有する。横断面が内外部共に矩形状のこの空洞部
３ｂの上面には、空気中に熱が良好に拡散するように表
面積を多くとったいわゆる放熱フィン５が複数個規則正
しく立設されている。
以上の構成より成る本実施例の放熱装置においては、半
導体素子２の熱はこれに密着した液だまり部３ａ内の作
動液４の気化熱として吸収され、その蒸気は内部上部に
移動して空洞部３ｂに至る。
導体素子２の熱はこれに密着した液だまり部３ａ内の作
動液４の気化熱として吸収され、その蒸気は内部上部に
移動して空洞部３ｂに至る。
そしてその内部上面に沿って端部方向（第３図において
は基板１から離れる左方向）に更に移動する。このとき
蒸気は放熱フィン５により除熱され（従って、放熱フィ
ン５はこの熱を大気中に放熱する）、凝縮液化して空洞
部３ｂ下面を伝って液だまり部３ａに還流する。この作
動液４の気化・液化による内部熱移動が連続して起き、
これにより熱源たる半導体素子２は効果的に冷却される
ことになる。また、このようにコンパクトに装置を構成
したため基板面内方向に関する専有スペースを小さくで
き、基板実装密度の向上が図れる。
は基板１から離れる左方向）に更に移動する。このとき
蒸気は放熱フィン５により除熱され（従って、放熱フィ
ン５はこの熱を大気中に放熱する）、凝縮液化して空洞
部３ｂ下面を伝って液だまり部３ａに還流する。この作
動液４の気化・液化による内部熱移動が連続して起き、
これにより熱源たる半導体素子２は効果的に冷却される
ことになる。また、このようにコンパクトに装置を構成
したため基板面内方向に関する専有スペースを小さくで
き、基板実装密度の向上が図れる。
なお、作動液４は、常温では液体であるが特定（所望）
の温度以上になると気化する凝縮性液体、例えばエタノ
ール、フロン等を用いることができる。また、密封容器
３は熱の良導体で形成されることが好ましく、例えばア
ルミニウムや銅等が考えられる。
の温度以上になると気化する凝縮性液体、例えばエタノ
ール、フロン等を用いることができる。また、密封容器
３は熱の良導体で形成されることが好ましく、例えばア
ルミニウムや銅等が考えられる。
次に第２実施例について説明するに第４乃至６図を参照
すると、本実施例の密封容器１３はぞの空洞部１３ｂが
上記第１実施例のものと異なり円柱形状を有している。
すると、本実施例の密封容器１３はぞの空洞部１３ｂが
上記第１実施例のものと異なり円柱形状を有している。
そしてこの円柱状の空洞部１３ｂは、所定間隔で並べた
複数個の方形状板材（放熱フィン１５）の中央を垂直に
貫通したような外観を呈してそれらと接合されている。
複数個の方形状板材（放熱フィン１５）の中央を垂直に
貫通したような外観を呈してそれらと接合されている。
従って、半導体素子２の熱が液だまり部１３ａの作動液
４によって奪われ、その熱が放熱フィン１５から外部に
排出されるという一連の内部熱移動に関しては上記第１
実施例と特に変わることはないが、本構造によればその
滑らかな外観（円柱）形状によって空洞部１３ｂ周囲の
空気の流れを著しく促進でき、また放熱フィン１５の表
面積がより多（とれ、優れた放熱効果が期待できる。
４によって奪われ、その熱が放熱フィン１５から外部に
排出されるという一連の内部熱移動に関しては上記第１
実施例と特に変わることはないが、本構造によればその
滑らかな外観（円柱）形状によって空洞部１３ｂ周囲の
空気の流れを著しく促進でき、また放熱フィン１５の表
面積がより多（とれ、優れた放熱効果が期待できる。
最後に、幾つかの異なる実施例について簡単に説明する
と、第７図に示す実施例は、上記第１及び第２実施例の
変形であり、密封容器２３の液だまり部２３ａを基板１
に一体的に埋設し、この液だまり部２３ａの上に熱源で
ある半導体素子２を載置した構造を有する。このように
構成するのは半導体素子２が専有する基板部分の有効活
用のためであり、これにより基板１からの密封容器の突
び出し量（高さ）を抑えることができ、あるいはその分
、放熱フィン２５を多く設けることができる。
と、第７図に示す実施例は、上記第１及び第２実施例の
変形であり、密封容器２３の液だまり部２３ａを基板１
に一体的に埋設し、この液だまり部２３ａの上に熱源で
ある半導体素子２を載置した構造を有する。このように
構成するのは半導体素子２が専有する基板部分の有効活
用のためであり、これにより基板１からの密封容器の突
び出し量（高さ）を抑えることができ、あるいはその分
、放熱フィン２５を多く設けることができる。
第８図に示す実施例も同様に、上記第１及び第２実施例
（あるいは第７図の実施例）の変形であるが、熱源であ
る機能素子３２と液だまり部２３ａとが直接接触しない
点で大きく異なる。すなわち、この部材間にはいわゆる
ベルチェ素子３ｏが介装される。このように構成するの
は機能素子３２を単に冷却するのみならず、その温度を
作意的（遠隔操作的）に一定に安定保持するためである
。第８図（ａ）は機能素子３２上にベルチェ素子３ｏ及
び液だまり部２３ａをこの順序で載置した構造、同図（
ｂ）は液だまり部２３ａを基板１内に埋設した構造を示
す。本実施例の適用の対象となり得る機能素子３２とし
ては、冷却温度を低（且つ精度良く保持されるべきモジ
ュール、例えば光半導体素子とその駆動回路とをパッケ
ージ内に収容した超高速光電子複合バ、ケージモジュー
ル等が考えられる。
（あるいは第７図の実施例）の変形であるが、熱源であ
る機能素子３２と液だまり部２３ａとが直接接触しない
点で大きく異なる。すなわち、この部材間にはいわゆる
ベルチェ素子３ｏが介装される。このように構成するの
は機能素子３２を単に冷却するのみならず、その温度を
作意的（遠隔操作的）に一定に安定保持するためである
。第８図（ａ）は機能素子３２上にベルチェ素子３ｏ及
び液だまり部２３ａをこの順序で載置した構造、同図（
ｂ）は液だまり部２３ａを基板１内に埋設した構造を示
す。本実施例の適用の対象となり得る機能素子３２とし
ては、冷却温度を低（且つ精度良く保持されるべきモジ
ュール、例えば光半導体素子とその駆動回路とをパッケ
ージ内に収容した超高速光電子複合バ、ケージモジュー
ル等が考えられる。
なお、言うまでもないが上述した全ての実施例に対して
、冷却ファン等から成る強制空冷装置を付設してこれと
併用することによってより効果的に機能素子の熱を外部
に放出することが可能である。
、冷却ファン等から成る強制空冷装置を付設してこれと
併用することによってより効果的に機能素子の熱を外部
に放出することが可能である。
作動液の気化・液化作用による熱移動によって機能素子
の熱を外部に効果的に安定排出でき、これらの素子の信
頼性等を飛躍的に向上せしめることが可能となる。
の熱を外部に効果的に安定排出でき、これらの素子の信
頼性等を飛躍的に向上せしめることが可能となる。
第１図は本発明に係る電子機器の機能素子の放熱装置の
第１実施例の斜視図、 第２図は基板正面から見た第１実施例の要部断面平面図
、 第３図は基板側面から見た第１実施例の断面側面図、 第４図は第２実施例の斜視図、 第５図は第２実施例の要部断面正面図、第６図は第２実
施例の断面側面図、 第７図は別の実施例の断面側面図、 第８図は更に別の実施例の側面図である。 １・・・基板、 ２・・・半導体素子、 ３・・・密封
容器、３ａ・・・液だまり部、 ３ｂ・・・
空洞部、４・・・揮発性物ｔ（作動液）、 ５・・・放
熱フィン、１３・・・密封容器、 １３ａ・・
・液だまり部、１３ｂ・・・空洞部、 １
５・・・放熱フィン、２３・・・密封容器、
２３ａ・・・液だまり部、２３ｂ・・・空洞部、
２５・・・放熱フィン、３２・・・機能素子。 放熱！！置の第１実施例の斜視図 第１ ＝ 第 国 基板の側方より見た第１実施例の断面図第２実施例の斜
視図 第 図 第２実施例の正面図 別の実施例 第７ヌ 更に別の実施例 第 図
第１実施例の斜視図、 第２図は基板正面から見た第１実施例の要部断面平面図
、 第３図は基板側面から見た第１実施例の断面側面図、 第４図は第２実施例の斜視図、 第５図は第２実施例の要部断面正面図、第６図は第２実
施例の断面側面図、 第７図は別の実施例の断面側面図、 第８図は更に別の実施例の側面図である。 １・・・基板、 ２・・・半導体素子、 ３・・・密封
容器、３ａ・・・液だまり部、 ３ｂ・・・
空洞部、４・・・揮発性物ｔ（作動液）、 ５・・・放
熱フィン、１３・・・密封容器、 １３ａ・・
・液だまり部、１３ｂ・・・空洞部、 １
５・・・放熱フィン、２３・・・密封容器、
２３ａ・・・液だまり部、２３ｂ・・・空洞部、
２５・・・放熱フィン、３２・・・機能素子。 放熱！！置の第１実施例の斜視図 第１ ＝ 第 国 基板の側方より見た第１実施例の断面図第２実施例の斜
視図 第 図 第２実施例の正面図 別の実施例 第７ヌ 更に別の実施例 第 図
Claims (1)
- １、電子機器の筺体内に上下方向に平行に配設される基
板（１）に実装された機能素子（２、３２）の放熱装置
において、機能素子（２、３２）に垂直な水平方向に位
置し且つこれに直接又は間接に接触する液だまり部（３
ａ、１３ａ、２３ａ）と、該液だまり部（３ａ、１３ａ
、２３ａ）の上方側に位置し且つ基板（１）に垂直な水
平方向に延びる、該液だまり部（３ａ、１３ａ、２３ａ
）に連続した空洞部（３ｂ、１３ｂ、２３ｂ）とから成
る、内部に所定量の作動液（４）が封入された密封容器
（３、１３、２３）と、該密封容器（３、１３、２３）
の空洞部（３ｂ、１３ｂ、２３ｂ）の外部面に設けた放
熱フィン（５、１５、２５）、とを有することを特徴と
する電子機器の機能素子の放熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP637790A JPH03211864A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 電子機器の機能素子の放熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP637790A JPH03211864A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 電子機器の機能素子の放熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211864A true JPH03211864A (ja) | 1991-09-17 |
Family
ID=11636690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP637790A Pending JPH03211864A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 電子機器の機能素子の放熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03211864A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007300048A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Gigabyte Technology Co Ltd | 熱パイプで熱を伝導するための熱放散タイプのプリント回路基板およびその構造 |
| JP2012524977A (ja) * | 2009-04-22 | 2012-10-18 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ライティングアセンブリ及びシステム |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP637790A patent/JPH03211864A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007300048A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Gigabyte Technology Co Ltd | 熱パイプで熱を伝導するための熱放散タイプのプリント回路基板およびその構造 |
| JP2012524977A (ja) * | 2009-04-22 | 2012-10-18 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ライティングアセンブリ及びシステム |
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