JPH08288438A - 電子機器の冷却装置 - Google Patents
電子機器の冷却装置Info
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- JPH08288438A JPH08288438A JP7089023A JP8902395A JPH08288438A JP H08288438 A JPH08288438 A JP H08288438A JP 7089023 A JP7089023 A JP 7089023A JP 8902395 A JP8902395 A JP 8902395A JP H08288438 A JPH08288438 A JP H08288438A
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- semiconductor components
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- sinks
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/77—Auxiliary members characterised by their shape
- H10W40/776—Arrangements for jet impingement, e.g. for spraying
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
- H10W40/43—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing gases, e.g. forced air cooling
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】発熱半導体部品が平面上に非常に密に実装され
た場合、或いは、発熱半導体部品の発熱量が非常に大き
い場合に、排気流路の流動抵抗を低下させ、騒音を低減
し、ヒートシンクの冷却性能を向上させることを目的と
する。また、複数の発熱半導体部品間での均一な風量分
配と、均一な温度分布を実現させることを目的とする。 【構成】基板１１上の複数の発熱半導体部品１２ａ，１
２ｂ，１２ｃに各々ヒートシンク１３を取り付け、その
ヒートシンク１３の発熱半導体部品取り付け側と反対側
の端面に各々ノズル１４を設け、ノズル１４は基板に平
行な断面が概略矩形である構造とし、隣り合うヒートシ
ンク同士の距離と複数のヒートシンクの搭載ピッチとの
比が０.００以上０.０２未満である場合には、ヒートシ
ンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）のノズル１４の
幅とＸ方向のヒートシンク１３の幅の比を０.１６以上
０.３５以下としてノズルを設置する。
た場合、或いは、発熱半導体部品の発熱量が非常に大き
い場合に、排気流路の流動抵抗を低下させ、騒音を低減
し、ヒートシンクの冷却性能を向上させることを目的と
する。また、複数の発熱半導体部品間での均一な風量分
配と、均一な温度分布を実現させることを目的とする。 【構成】基板１１上の複数の発熱半導体部品１２ａ，１
２ｂ，１２ｃに各々ヒートシンク１３を取り付け、その
ヒートシンク１３の発熱半導体部品取り付け側と反対側
の端面に各々ノズル１４を設け、ノズル１４は基板に平
行な断面が概略矩形である構造とし、隣り合うヒートシ
ンク同士の距離と複数のヒートシンクの搭載ピッチとの
比が０.００以上０.０２未満である場合には、ヒートシ
ンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）のノズル１４の
幅とＸ方向のヒートシンク１３の幅の比を０.１６以上
０.３５以下としてノズルを設置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の冷却装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】情報処理を行う電子機器では、プリント
基板やセラミック基板等の回路基板上に搭載された複数
の発熱半導体部品を空気で冷却する手段として、従来か
ら、発熱半導体部品の上にそれぞれフィンを搭載して、
冷却用空気を発熱半導体部品の側方から供給し、発熱半
導体部品を順次冷却して行く送風方法が多く用いられて
いる。しかし、発熱半導体部品の発熱量が大きくなる
と、上記のような送風方法では、冷却風の温度が下流側
になるほど上昇して、下流側の冷却性能が悪くなるとい
う問題点が生じる。そこで、この問題点を解決する方法
として、発熱半導体部品の上に大きな放熱面を持つヒー
トシンクを搭載し、送風機から供給された冷却空気を、
ヒートシンク上部に設けたチャンバやノズルを介して各
々のヒートシンクに風漏れのないように個別送風する方
式が多く見られるようになってきた。この例としては、
特開平2−34993号公報に記載されている方法がある。
基板やセラミック基板等の回路基板上に搭載された複数
の発熱半導体部品を空気で冷却する手段として、従来か
ら、発熱半導体部品の上にそれぞれフィンを搭載して、
冷却用空気を発熱半導体部品の側方から供給し、発熱半
導体部品を順次冷却して行く送風方法が多く用いられて
いる。しかし、発熱半導体部品の発熱量が大きくなる
と、上記のような送風方法では、冷却風の温度が下流側
になるほど上昇して、下流側の冷却性能が悪くなるとい
う問題点が生じる。そこで、この問題点を解決する方法
として、発熱半導体部品の上に大きな放熱面を持つヒー
トシンクを搭載し、送風機から供給された冷却空気を、
ヒートシンク上部に設けたチャンバやノズルを介して各
々のヒートシンクに風漏れのないように個別送風する方
式が多く見られるようになってきた。この例としては、
特開平2−34993号公報に記載されている方法がある。
【０００３】上記、従来の電子機器の冷却装置につい
て、図５及び図６に基づき説明する。図５では、基板１
上に発熱体であるＬＳＩ２が多数搭載されている。ＬＳ
Ｉ２上にはフィンにより構成されるヒートシンク３が設
けられており、チャンバ４，ノズル５を経て供給される
冷却空気によりＬＳＩ２が冷却されている。ヒートシン
ク３からの排気７は開口部６から排出され、ヒートシン
ク３とヒートシンク３との間の排気スペース８を通って
排出される。
て、図５及び図６に基づき説明する。図５では、基板１
上に発熱体であるＬＳＩ２が多数搭載されている。ＬＳ
Ｉ２上にはフィンにより構成されるヒートシンク３が設
けられており、チャンバ４，ノズル５を経て供給される
冷却空気によりＬＳＩ２が冷却されている。ヒートシン
ク３からの排気７は開口部６から排出され、ヒートシン
ク３とヒートシンク３との間の排気スペース８を通って
排出される。
【０００４】そして、図６に示すように、ＬＳＩ２およ
びヒートシンク３が碁盤目状に配置され、各々のヒート
シンク３からの排気９がその排出方向をまとめられて、
排気１０となって排出される。
びヒートシンク３が碁盤目状に配置され、各々のヒート
シンク３からの排気９がその排出方向をまとめられて、
排気１０となって排出される。
【０００５】このように、従来の電子機器の冷却装置で
は、ＬＳＩ２間またはヒートシンク３間の間隙部が、ま
とめられた排気を流通し排出させる排気流路となってい
た。
は、ＬＳＩ２間またはヒートシンク３間の間隙部が、ま
とめられた排気を流通し排出させる排気流路となってい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の冷却方式で
は、電子機器の高速化，高密度化に伴って、発熱半導体
部品が平面状に非常に密に実装され、発熱半導体部品同
士が隣接して配置される場合、或いは、発熱半導体部品
の発熱量が非常に大きい場合には、発熱半導体部品間に
排気流を流すのに十分な間隙が確保できないため、次の
ような問題点があった。
は、電子機器の高速化，高密度化に伴って、発熱半導体
部品が平面状に非常に密に実装され、発熱半導体部品同
士が隣接して配置される場合、或いは、発熱半導体部品
の発熱量が非常に大きい場合には、発熱半導体部品間に
排気流を流すのに十分な間隙が確保できないため、次の
ような問題点があった。
【０００７】発熱半導体部品間或いはヒートシンク間に
排気流を排出させるのに十分な間隙が確保できないの
で、所定の冷却風量を夫々のヒートシンクに流そうとす
ると、排出部分で各ヒートシンクからの排気流が次々に
合流して風量を増し、まとめられた排気流の風速が著し
く大きくなり、それによって流動抵抗も著しく大きくな
ってしまう。また、風速が増すと流体騒音が発生する可
能性もある。更に、ある程度送風動力が限られている場
合には、逆に所定の風量を流せなくなり、ヒートシンク
の冷却性能が悪化する。
排気流を排出させるのに十分な間隙が確保できないの
で、所定の冷却風量を夫々のヒートシンクに流そうとす
ると、排出部分で各ヒートシンクからの排気流が次々に
合流して風量を増し、まとめられた排気流の風速が著し
く大きくなり、それによって流動抵抗も著しく大きくな
ってしまう。また、風速が増すと流体騒音が発生する可
能性もある。更に、ある程度送風動力が限られている場
合には、逆に所定の風量を流せなくなり、ヒートシンク
の冷却性能が悪化する。
【０００８】また、排気部での流動抵抗が大きくなる
と、出口までの排気経路の短いヒートシンクには冷却空
気が流れるが、逆に、出口までの排気経路の長いヒート
シンクには冷却空気が十分流れなくなり、発熱半導体部
品間で冷却空気の不均一が生じる。更に、この冷却風量
の不均一により、発熱半導体部品間で温度分布の不均一
が生じる。
と、出口までの排気経路の短いヒートシンクには冷却空
気が流れるが、逆に、出口までの排気経路の長いヒート
シンクには冷却空気が十分流れなくなり、発熱半導体部
品間で冷却空気の不均一が生じる。更に、この冷却風量
の不均一により、発熱半導体部品間で温度分布の不均一
が生じる。
【０００９】本発明は、このような技術課題に着目して
なされたもので、発熱半導体部品が平面上に非常に密に
実装された場合、或いは、発熱半導体部品の発熱量が非
常に大きい場合に、流路の流動抵抗を低下させることを
目的とする。
なされたもので、発熱半導体部品が平面上に非常に密に
実装された場合、或いは、発熱半導体部品の発熱量が非
常に大きい場合に、流路の流動抵抗を低下させることを
目的とする。
【００１０】また、複数の発熱半導体部品間での均一な
風量分配と、均一な温度分布を実現させることを目的と
する。
風量分配と、均一な温度分布を実現させることを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、基板上に搭載された複数の発熱半導体部品と、発熱
半導体部品各々に熱的に接続して取り付けられ、空気な
どの冷媒の流通により発熱半導体部品の熱を放熱する複
数のヒートシンクを備えた電子機器の冷却装置におい
て、複数のヒートシンクの発熱半導体部品取り付け側と
反対側の端面に、ヒートシンクに冷媒を供給するノズル
を各々設け、ノズルは基板に平行な断面が概略矩形であ
る構造とするものである。
に、基板上に搭載された複数の発熱半導体部品と、発熱
半導体部品各々に熱的に接続して取り付けられ、空気な
どの冷媒の流通により発熱半導体部品の熱を放熱する複
数のヒートシンクを備えた電子機器の冷却装置におい
て、複数のヒートシンクの発熱半導体部品取り付け側と
反対側の端面に、ヒートシンクに冷媒を供給するノズル
を各々設け、ノズルは基板に平行な断面が概略矩形であ
る構造とするものである。
【００１２】更に、隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.００以上０.０２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.１６以上０.３５以
下としてノズルを設置するものである。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.００以上０.０２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.１６以上０.３５以
下としてノズルを設置するものである。
【００１３】また、隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０２以上０.０６未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２０以上０.４１以
下としてノズルを設置するものである。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０２以上０.０６未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２０以上０.４１以
下としてノズルを設置するものである。
【００１４】また、隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０６以上０.１２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２１以上０.４６以
下としてノズルを設置するものである また、隣り合うヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数
のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）と
の比（Ｒ）が０.１２以上０.２０未満である場合には、
ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）のノズ
ル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク幅（Ｗｆ）の比
（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２２以上０.４８以下としてノズル
を設置するものである。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０６以上０.１２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２１以上０.４６以
下としてノズルを設置するものである また、隣り合うヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数
のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）と
の比（Ｒ）が０.１２以上０.２０未満である場合には、
ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）のノズ
ル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク幅（Ｗｆ）の比
（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２２以上０.４８以下としてノズル
を設置するものである。
【００１５】また、隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.２０以上１.００未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２３以上０.５０以
下としてノズルを設置するものである。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.２０以上１.００未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２３以上０.５０以
下としてノズルを設置するものである。
【００１６】更に、ヒートシンクを平板フィン型ヒート
シンクとするものである。
シンクとするものである。
【００１７】更に、ヒートシンクの平板フィンの板厚を
０.２mm以上で、かつ０.８mm以下とするものである。
０.２mm以上で、かつ０.８mm以下とするものである。
【００１８】更に、ヒートシンクの平板フィンのフィン
間流路幅を０.４mm以上で、かつ1.2mm以下とするもので
ある。
間流路幅を０.４mm以上で、かつ1.2mm以下とするもので
ある。
【００１９】更に、ヒートシンクの高さ（Ｚ方向の大き
さ）とヒートシンクの幅（Ｗｆ，Ｘ方向の大きさ）の比
を０.２５以上０.４５以下とするものである。
さ）とヒートシンクの幅（Ｗｆ，Ｘ方向の大きさ）の比
を０.２５以上０.４５以下とするものである。
【００２０】
【作用】本発明の電子装置では、基板上の複数の発熱半
導体部品に各々ヒートシンクを取り付け、そのヒートシ
ンクの発熱半導体部品取り付け側と反対側の端面に各々
ノズルを設け、ノズルは基板に平行な断面が概略矩形で
ある構造とし、更に、隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.００以上０.０２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.１６以上０.３５以
下としてノズルを設置し、また、隣り合うヒートシンク
同士の距離（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ
（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０２以上０.
０６未満である場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通
する方向（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒー
トシンク幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２０以上
０.４１以下としてノズルを設置し、また、隣り合うヒ
ートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの
搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.
０６以上０.１２未満である場合には、ヒートシンク内
の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）と
Ｘ方向のヒートシンク幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を
０.２１以上０.４６以下としてノズルを設置し、また、
隣り合うヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数のヒー
トシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）との比
（Ｒ）が０.１２以上０.２０未満である場合には、ヒー
トシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）のノズル幅
（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ
／Ｗｆ）を０.２２以上０.４８以下としてノズルを設置
し、また、隣り合うヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と
複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗ
ｄ）との比（Ｒ）が０.２０以上１.００未満である場合
には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）
のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク幅（Ｗｆ）
の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２３以上０.５０以下としてノ
ズルを設置するので、ノズルとノズルの間にヒートシン
クから排出される空気を流通させるのに各々最適な排気
室が構成されることとなる。つまり、発熱半導体部品が
平面上に非常に密に実装され、発熱半導体部品間、或い
は、ヒートシンク間に排気を流通させるのに十分な空間
が確保できない場合でも、ヒートシンクの発熱半導体部
品と反対側のヒートシンク上面とノズルの外側の側面と
に隣接する空間に、ヒートシンクから排出される排気流
を排出させるのに十分な空間を確保できる。それによ
り、ヒートシンクから出た排気流の流速を低減できるた
め、排気流路の流動抵抗を低減することができ、結局、
冷却装置の冷却性能を向上させることができる。更に、
排気流路の流動抵抗を低減すると、出口までの排気経路
の長いヒートシンクにも冷却空気を十分流すことがで
き、発熱半導体部品間での均一な冷却風量配分と、均一
な温度分布を実現できる。また、排気流路中での流速を
低減できることから、冷却装置の騒音を低減できる。上
記の作用は、発熱半導体部品の発熱量が非常に大きい場
合でも同様である。
導体部品に各々ヒートシンクを取り付け、そのヒートシ
ンクの発熱半導体部品取り付け側と反対側の端面に各々
ノズルを設け、ノズルは基板に平行な断面が概略矩形で
ある構造とし、更に、隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.００以上０.０２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.１６以上０.３５以
下としてノズルを設置し、また、隣り合うヒートシンク
同士の距離（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ
（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０２以上０.
０６未満である場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通
する方向（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒー
トシンク幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２０以上
０.４１以下としてノズルを設置し、また、隣り合うヒ
ートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの
搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.
０６以上０.１２未満である場合には、ヒートシンク内
の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）と
Ｘ方向のヒートシンク幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を
０.２１以上０.４６以下としてノズルを設置し、また、
隣り合うヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数のヒー
トシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）との比
（Ｒ）が０.１２以上０.２０未満である場合には、ヒー
トシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）のノズル幅
（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ
／Ｗｆ）を０.２２以上０.４８以下としてノズルを設置
し、また、隣り合うヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と
複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗ
ｄ）との比（Ｒ）が０.２０以上１.００未満である場合
には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）
のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク幅（Ｗｆ）
の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２３以上０.５０以下としてノ
ズルを設置するので、ノズルとノズルの間にヒートシン
クから排出される空気を流通させるのに各々最適な排気
室が構成されることとなる。つまり、発熱半導体部品が
平面上に非常に密に実装され、発熱半導体部品間、或い
は、ヒートシンク間に排気を流通させるのに十分な空間
が確保できない場合でも、ヒートシンクの発熱半導体部
品と反対側のヒートシンク上面とノズルの外側の側面と
に隣接する空間に、ヒートシンクから排出される排気流
を排出させるのに十分な空間を確保できる。それによ
り、ヒートシンクから出た排気流の流速を低減できるた
め、排気流路の流動抵抗を低減することができ、結局、
冷却装置の冷却性能を向上させることができる。更に、
排気流路の流動抵抗を低減すると、出口までの排気経路
の長いヒートシンクにも冷却空気を十分流すことがで
き、発熱半導体部品間での均一な冷却風量配分と、均一
な温度分布を実現できる。また、排気流路中での流速を
低減できることから、冷却装置の騒音を低減できる。上
記の作用は、発熱半導体部品の発熱量が非常に大きい場
合でも同様である。
【００２１】また、ヒートシンクを平板フィン型ヒート
シンクとすると、平板フィン間に構成される流路は流動
抵抗が非常に小さいので、圧力損失が低く、その割には
冷却性能の高い電子機器の冷却装置を実現できる。更
に、平板フィンの板厚が０.２mm以上で、かつ０.８mm以
下とするか、または、フィン間流路幅を０.４mm以上
で、かつ１.２mm 以下とする。或いは、ヒートシンクの
高さ（Ｚ方向の大きさ）と前記ヒートシンクの幅（Ｗ
ｆ，Ｘ方向の大きさ）の比を０.２５以上０.４５以下と
すると、ある送風動力に対して、最も冷却性能が良い電
子機器の冷却装置を実現できる。
シンクとすると、平板フィン間に構成される流路は流動
抵抗が非常に小さいので、圧力損失が低く、その割には
冷却性能の高い電子機器の冷却装置を実現できる。更
に、平板フィンの板厚が０.２mm以上で、かつ０.８mm以
下とするか、または、フィン間流路幅を０.４mm以上
で、かつ１.２mm 以下とする。或いは、ヒートシンクの
高さ（Ｚ方向の大きさ）と前記ヒートシンクの幅（Ｗ
ｆ，Ｘ方向の大きさ）の比を０.２５以上０.４５以下と
すると、ある送風動力に対して、最も冷却性能が良い電
子機器の冷却装置を実現できる。
【００２２】
【実施例】本電子機器の冷却装置の実施例について、図
１から図４に基づき説明する。
１から図４に基づき説明する。
【００２３】図１は、本実施例の斜視図である。プリン
ト配線基板やセラミック基板等の基板１１には、ＬＳＩ
が１個ないし複数個搭載されている電子回路モジュール
等に代表される発熱半導体部品１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
が、近接して多数搭載されている（図１中では、例えば
３個搭載された例を示した）。発熱半導体部品１２ａ，
１２ｂ，１２ｃは概略直方体形状である。発熱半導体部
品１２ａ，１２ｂ，１２ｃ上には、その発熱を冷却空気
に効果的に伝達するためのヒートシンク１３が取り付け
られている。ヒートシンク１３は、例えば平板を多数並
置した平板フィン型のヒートシンクである。ここで、ヒ
ートシンク１３の材質は、銅やアルミニウム，高熱伝導
性セラミックスのような熱伝導性の良い材料にすると良
い。ヒートシンク１３の形状は平板フィン型以外にも、
例えばピンフィン形状のものでも良いし、熱交換器等に
使用されるスリットフィンのようなものでも良い。
ト配線基板やセラミック基板等の基板１１には、ＬＳＩ
が１個ないし複数個搭載されている電子回路モジュール
等に代表される発熱半導体部品１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
が、近接して多数搭載されている（図１中では、例えば
３個搭載された例を示した）。発熱半導体部品１２ａ，
１２ｂ，１２ｃは概略直方体形状である。発熱半導体部
品１２ａ，１２ｂ，１２ｃ上には、その発熱を冷却空気
に効果的に伝達するためのヒートシンク１３が取り付け
られている。ヒートシンク１３は、例えば平板を多数並
置した平板フィン型のヒートシンクである。ここで、ヒ
ートシンク１３の材質は、銅やアルミニウム，高熱伝導
性セラミックスのような熱伝導性の良い材料にすると良
い。ヒートシンク１３の形状は平板フィン型以外にも、
例えばピンフィン形状のものでも良いし、熱交換器等に
使用されるスリットフィンのようなものでも良い。
【００２４】発熱半導体部品１２ａ，１２ｂ，１２ｃと
ヒートシンク１３とは、例えば、熱伝導性グリースや熱
伝導性シート、或いは、熱伝導性接着剤を介して一体化
され、熱的に接続された構造となっている。ヒートシン
ク１３の基板と反対の面、すなわち上端面には冷却空気
をヒートシンク１３に供給するノズル１４が空気漏れの
ないように密着して設けられている。ノズル１４は基板
と平行な断面が概略長方形であり、図中Ｘ方向に対し
て、ヒートシンク１３のほぼ中央部に設けられる。ま
た、図中Ｙ方向に対するノズル１４の長さは、ヒートシ
ンク１３のＹ方向の長さと同等か、あるいは大きくして
設置される。ノズル１４の上部には、各ノズルに送風機
（図示せず）から送られた冷却空気を分配するチャンバ
があり、そのチャンバ壁面が１５で示してある。送風機
から送られた冷却空気は１６に示すようにノズル１４に
流入し、ノズル１４内を１７のように流れ、ヒートシン
ク１３に供給される。ヒートシンクである平板フィンの
フィン間流路に加速して流入した空気流は、１８に示す
ようにフィンのベース方向に流れ、左右に二つに分離し
てＵターン状に流れ、隣り合うヒートシンク同士の間隙
部１９、或いは、ヒートシンク上面に向かって流出す
る。ヒートシンク１３を流出した空気流は、隣りのヒー
トシンクから同様に流出してきた空気流と、ヒートシン
ク同士の間隙部１９、或いは、その上部に位置するヒー
トシンク上面で合流し、一つの流れとなって、ノズルと
ノズルの間に構成される排気スペース２０を通って、２
１に示すように排気される。
ヒートシンク１３とは、例えば、熱伝導性グリースや熱
伝導性シート、或いは、熱伝導性接着剤を介して一体化
され、熱的に接続された構造となっている。ヒートシン
ク１３の基板と反対の面、すなわち上端面には冷却空気
をヒートシンク１３に供給するノズル１４が空気漏れの
ないように密着して設けられている。ノズル１４は基板
と平行な断面が概略長方形であり、図中Ｘ方向に対し
て、ヒートシンク１３のほぼ中央部に設けられる。ま
た、図中Ｙ方向に対するノズル１４の長さは、ヒートシ
ンク１３のＹ方向の長さと同等か、あるいは大きくして
設置される。ノズル１４の上部には、各ノズルに送風機
（図示せず）から送られた冷却空気を分配するチャンバ
があり、そのチャンバ壁面が１５で示してある。送風機
から送られた冷却空気は１６に示すようにノズル１４に
流入し、ノズル１４内を１７のように流れ、ヒートシン
ク１３に供給される。ヒートシンクである平板フィンの
フィン間流路に加速して流入した空気流は、１８に示す
ようにフィンのベース方向に流れ、左右に二つに分離し
てＵターン状に流れ、隣り合うヒートシンク同士の間隙
部１９、或いは、ヒートシンク上面に向かって流出す
る。ヒートシンク１３を流出した空気流は、隣りのヒー
トシンクから同様に流出してきた空気流と、ヒートシン
ク同士の間隙部１９、或いは、その上部に位置するヒー
トシンク上面で合流し、一つの流れとなって、ノズルと
ノズルの間に構成される排気スペース２０を通って、２
１に示すように排気される。
【００２５】図２は、他の実施例の斜視図である。図２
の実施例は、図１の実施例に対して、奥行き方向（Ｙ方
向）に発熱半導体部品１２が多数２次元的に実装された
場合の実施例である。本実施例では、発熱半導体部品１
２の数を３×３の９個実装した例を示したが、本発明に
おいて発熱半導体部品の搭載数に制限はなく、２次元的
に実装される限りいくつでも良い。図中の発熱半導体部
品１２，ヒートシンク１３，ノズル１４等の構成方法
は、図１の実施例と同一である。
の実施例は、図１の実施例に対して、奥行き方向（Ｙ方
向）に発熱半導体部品１２が多数２次元的に実装された
場合の実施例である。本実施例では、発熱半導体部品１
２の数を３×３の９個実装した例を示したが、本発明に
おいて発熱半導体部品の搭載数に制限はなく、２次元的
に実装される限りいくつでも良い。図中の発熱半導体部
品１２，ヒートシンク１３，ノズル１４等の構成方法
は、図１の実施例と同一である。
【００２６】本実施例で図１の実施例と異なるのは、ヒ
ートシンク１３を流出した空気流が、ノズルとノズルの
間に構成される排気スペース２０に流入する仕方であ
る。図より明らかなように、ノズル１４はＹ方向に一列
に並び、ノズルとノズルの間に構成される排気スペース
２０はＹ方向に連結され、一つの排気トンネルのように
なる。Ｙ方向に並んだヒートシンクをそれぞれ流出した
空気流は、この排気トンネル内を、２１ｃ，２１ｂ，２
１ａのようにそれぞれ合流しながら流れ、外部に排気さ
れる。Ｙ方向に一番奥に位置するヒートシンクからの排
気流２１ｃが排気トンネル内の最も上方（Ｚ方向と反対
方向）を流れ、二番目の排気流２１ｂが、その下を流
れ、一番手前の２１ａが最も下側を流れることとなる。
ートシンク１３を流出した空気流が、ノズルとノズルの
間に構成される排気スペース２０に流入する仕方であ
る。図より明らかなように、ノズル１４はＹ方向に一列
に並び、ノズルとノズルの間に構成される排気スペース
２０はＹ方向に連結され、一つの排気トンネルのように
なる。Ｙ方向に並んだヒートシンクをそれぞれ流出した
空気流は、この排気トンネル内を、２１ｃ，２１ｂ，２
１ａのようにそれぞれ合流しながら流れ、外部に排気さ
れる。Ｙ方向に一番奥に位置するヒートシンクからの排
気流２１ｃが排気トンネル内の最も上方（Ｚ方向と反対
方向）を流れ、二番目の排気流２１ｂが、その下を流
れ、一番手前の２１ａが最も下側を流れることとなる。
【００２７】以上示したように、図１の実施例と図２の
実施例においては、ノズルとノズルの間にヒートシンク
から排出される空気を効率的に流通させられる排気室、
または、排気トンネルが構成されることとなる。つま
り、発熱半導体部品が平面上に非常に密に実装され、発
熱半導体部品間、或いは、ヒートシンク間に排気を流通
させるのに十分な空間が確保できない場合でも、ヒート
シンクの発熱半導体部品と反対側のヒートシンク上面と
ノズルの外側の側面とに隣接する空間に、ヒートシンク
から排出される排気流を排出させるのに十分な空間を確
保できる。それにより、ヒートシンク１３から出た排気
流の流速を低減できるため、排気流路の流動抵抗を低減
することができ、結局、冷却装置の冷却性能を向上させ
ることができる。更に、排気流路の流動抵抗を低減する
と、図２の実施例で示した、Ｙ方向の奥に位置する、出
口までの排気経路の長いヒートシンクにも冷却空気を十
分流すことができ、発熱半導体部品間での均一な冷却風
量配分と、均一な温度分布を実現できる。また、排気流
路中での流速を低減できることから、冷却装置の騒音を
低減できる。上記の作用は、発熱半導体部品の発熱量が
非常に大きい場合でも同様である。
実施例においては、ノズルとノズルの間にヒートシンク
から排出される空気を効率的に流通させられる排気室、
または、排気トンネルが構成されることとなる。つま
り、発熱半導体部品が平面上に非常に密に実装され、発
熱半導体部品間、或いは、ヒートシンク間に排気を流通
させるのに十分な空間が確保できない場合でも、ヒート
シンクの発熱半導体部品と反対側のヒートシンク上面と
ノズルの外側の側面とに隣接する空間に、ヒートシンク
から排出される排気流を排出させるのに十分な空間を確
保できる。それにより、ヒートシンク１３から出た排気
流の流速を低減できるため、排気流路の流動抵抗を低減
することができ、結局、冷却装置の冷却性能を向上させ
ることができる。更に、排気流路の流動抵抗を低減する
と、図２の実施例で示した、Ｙ方向の奥に位置する、出
口までの排気経路の長いヒートシンクにも冷却空気を十
分流すことができ、発熱半導体部品間での均一な冷却風
量配分と、均一な温度分布を実現できる。また、排気流
路中での流速を低減できることから、冷却装置の騒音を
低減できる。上記の作用は、発熱半導体部品の発熱量が
非常に大きい場合でも同様である。
【００２８】図３，図４では、上記図１と図２で述べた
二つの実施例において、ノズル幅の最適範囲を実験的に
調べた結果について説明する。本発明の電子機器の冷却
装置において、その冷却性能に最も影響を及ぼすのはノ
ズル幅（Ｘ方向のノズルの大きさ）と考えられる。ま
た、ノズル幅の冷却性能へ及ぼす影響は、ヒートシンク
同士の間隙部の幅がどの程度あるか、つまりＸ方向の発
熱体の搭載密度によって大きく変化すると考えられる。
二つの実施例において、ノズル幅の最適範囲を実験的に
調べた結果について説明する。本発明の電子機器の冷却
装置において、その冷却性能に最も影響を及ぼすのはノ
ズル幅（Ｘ方向のノズルの大きさ）と考えられる。ま
た、ノズル幅の冷却性能へ及ぼす影響は、ヒートシンク
同士の間隙部の幅がどの程度あるか、つまりＸ方向の発
熱体の搭載密度によって大きく変化すると考えられる。
【００２９】図３において、ノズル幅をＷｎ，ヒートシ
ンクの幅（Ｘ方向のヒートシンクの大きさ）をＷｆ，ヒ
ートシンク同士の間隙部の幅（Ｘ方向の間隙部の大き
さ）をＷｄ，Ｘ方向のヒートシンクの搭載ピッチをＰit
chで示した。Ｘ方向の発熱体の搭載密度を、ヒートシン
ク同士の間隙部の幅ＷｄとＸ方向のヒートシンクの搭載
ピッチＰitchとの比Ｒで表すこととする。Ｒ＝０のとき
はＸ方向に隣り合うヒートシンク同士がその側端面で接
触している場合を表し、また、Ｒ＝１のときはＸ方向の
隣りのヒートシンクが遥か遠くにある場合を表してい
る。ノズル幅Ｗｎはヒートシンクの幅Ｗｆとの比Ｗｎ／
Ｗｆで表すこととする。
ンクの幅（Ｘ方向のヒートシンクの大きさ）をＷｆ，ヒ
ートシンク同士の間隙部の幅（Ｘ方向の間隙部の大き
さ）をＷｄ，Ｘ方向のヒートシンクの搭載ピッチをＰit
chで示した。Ｘ方向の発熱体の搭載密度を、ヒートシン
ク同士の間隙部の幅ＷｄとＸ方向のヒートシンクの搭載
ピッチＰitchとの比Ｒで表すこととする。Ｒ＝０のとき
はＸ方向に隣り合うヒートシンク同士がその側端面で接
触している場合を表し、また、Ｒ＝１のときはＸ方向の
隣りのヒートシンクが遥か遠くにある場合を表してい
る。ノズル幅Ｗｎはヒートシンクの幅Ｗｆとの比Ｗｎ／
Ｗｆで表すこととする。
【００３０】ある条件下で構造を最適化された平板フィ
ン型ヒートシンクに対して、上記ＲとＷｎ／Ｗｆを独立
に変化させて、冷却風量に対するヒートシンクの熱伝達
率（フィンベース面積基準）と流動抵抗を表す圧力損失
を測定し、測定結果を風量と圧力損失の積で表される送
風動力で整理した。送風動力を一定にした条件下で、熱
伝達率を最大にするＷｎ／Ｗｆの範囲をもとめた結果を
図４に示す。図４は送風動力を２０Ｗで整理した例であ
るが、送風動力の値を変化させても、最適範囲はほとん
ど変化しない。図中、縦軸はフィンベース面積基準の熱
伝達率ｈｂをその最小値ｈｂmin で除して表したもので
ある。また、図中、Ｒをパラメータにして表している。
図から、熱伝達率を最大にするＷｎ／Ｗｆの範囲、つま
りＷｎ／Ｗｆの最適値の範囲は、Ｒ＝０.００のとき０.
１６〜０.３５，Ｒ＝０.０４のとき０.２０〜０.４１，
Ｒ＝０.０９のとき０.２１〜０.４６，Ｒ＝０.１６のと
き０.２２〜０.４８，Ｒ＝１.００ のとき０.２３〜０.
５０であることが分かる。図中ハッチングで示した、２
本の実線に挟まれた領域がＷｎ／Ｗｆの最適値の範囲で
ある。Ｒの値も、実験を行ったＲの値を中心にした範囲
で表し、まとめて表すと以下のようになる。
ン型ヒートシンクに対して、上記ＲとＷｎ／Ｗｆを独立
に変化させて、冷却風量に対するヒートシンクの熱伝達
率（フィンベース面積基準）と流動抵抗を表す圧力損失
を測定し、測定結果を風量と圧力損失の積で表される送
風動力で整理した。送風動力を一定にした条件下で、熱
伝達率を最大にするＷｎ／Ｗｆの範囲をもとめた結果を
図４に示す。図４は送風動力を２０Ｗで整理した例であ
るが、送風動力の値を変化させても、最適範囲はほとん
ど変化しない。図中、縦軸はフィンベース面積基準の熱
伝達率ｈｂをその最小値ｈｂmin で除して表したもので
ある。また、図中、Ｒをパラメータにして表している。
図から、熱伝達率を最大にするＷｎ／Ｗｆの範囲、つま
りＷｎ／Ｗｆの最適値の範囲は、Ｒ＝０.００のとき０.
１６〜０.３５，Ｒ＝０.０４のとき０.２０〜０.４１，
Ｒ＝０.０９のとき０.２１〜０.４６，Ｒ＝０.１６のと
き０.２２〜０.４８，Ｒ＝１.００ のとき０.２３〜０.
５０であることが分かる。図中ハッチングで示した、２
本の実線に挟まれた領域がＷｎ／Ｗｆの最適値の範囲で
ある。Ｒの値も、実験を行ったＲの値を中心にした範囲
で表し、まとめて表すと以下のようになる。
【００３１】（１）隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.００以上０.０２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向の前記ヒートシ
ンク幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.１６以上０.３
５以下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対し
て、最も良好な冷却性能を実現できる。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.００以上０.０２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向の前記ヒートシ
ンク幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.１６以上０.３
５以下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対し
て、最も良好な冷却性能を実現できる。
【００３２】（２）隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０２以上０.０６未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２０以上０.４１以
下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対して、
最も良好な冷却性能を実現できる。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０２以上０.０６未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２０以上０.４１以
下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対して、
最も良好な冷却性能を実現できる。
【００３３】（３）隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０６以上０.１２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２１以上０.４６以
下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対して、
最も良好な冷却性能を実現できる。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.０６以上０.１２未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２１以上０.４６以
下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対して、
最も良好な冷却性能を実現できる。
【００３４】（４）隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.１２以上０.２０未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２２以上０.４８以
下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対して、
最も良好な冷却性能を実現できる。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.１２以上０.２０未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２２以上０.４８以
下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対して、
最も良好な冷却性能を実現できる。
【００３５】（５）隣り合うヒートシンク同士の距離
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.２０以上１.００未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２３以上０.５０以
下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対して、
最も良好な冷却性能を実現できる。
（Ｗｄ）と複数のヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝
Ｗｆ＋Ｗｄ）との比（Ｒ）が０.２０以上１.００未満で
ある場合には、ヒートシンク内の冷媒が流通する方向
（Ｘ方向）のノズル幅（Ｗｎ）とＸ方向のヒートシンク
幅（Ｗｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２３以上０.５０以
下としてノズルを設置すると、ある送風動力に対して、
最も良好な冷却性能を実現できる。
【００３６】また、以上では、ヒートシンクの形状につ
いては言及はしなかったが、特に、ヒートシンクを平板
フィン型ヒートシンクとすると、平板フィン間に構成さ
れる流路は流動抵抗が非常に小さいので、圧力損失が低
く、その割には冷却性能の高い電子機器の冷却装置を実
現できる。更に、平板フィンの板厚が０.２ mm以上で、
かつ０.８mm以下とするか、または、フィン間流路幅が
０.４mm以上で、かつ１.２ mm以下とする。或いは、ヒ
ートシンクの高さ（Ｚ方向の大きさ）とヒートシンクの
幅（Ｗｆ，Ｘ方向の大きさ）の比が０.２５以上０.４５
以下すると、ある送風動力に対して、最も冷却性能が良
い電子機器の冷却装置を実現できる。最も、本発明のノ
ズル幅の最適値は、上記ヒートシンクの構造に対して限
定されるものではなく、広く様々な形状のヒートシンク
に対して適用可能なものであることは言うまでもない。
いては言及はしなかったが、特に、ヒートシンクを平板
フィン型ヒートシンクとすると、平板フィン間に構成さ
れる流路は流動抵抗が非常に小さいので、圧力損失が低
く、その割には冷却性能の高い電子機器の冷却装置を実
現できる。更に、平板フィンの板厚が０.２ mm以上で、
かつ０.８mm以下とするか、または、フィン間流路幅が
０.４mm以上で、かつ１.２ mm以下とする。或いは、ヒ
ートシンクの高さ（Ｚ方向の大きさ）とヒートシンクの
幅（Ｗｆ，Ｘ方向の大きさ）の比が０.２５以上０.４５
以下すると、ある送風動力に対して、最も冷却性能が良
い電子機器の冷却装置を実現できる。最も、本発明のノ
ズル幅の最適値は、上記ヒートシンクの構造に対して限
定されるものではなく、広く様々な形状のヒートシンク
に対して適用可能なものであることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、発熱半
導体部品が平面上に非常に密に実装され、発熱半導体部
品間、或いは、ヒートシンク間に排気を流通させるのに
十分な空間が確保できない場合でも、ヒートシンクの発
熱半導体部品と反対側のヒートシンク上面とノズルの外
側の側面とに隣接する空間に、ヒートシンクから排出さ
れる排気流を排出させるのに十分な空間を確保できる。
それにより、ヒートシンクから出た排気流の流速を低減
できるため、排気流路の流動抵抗を低減することがで
き、結局、冷却装置の冷却性能を向上させることができ
る。更に、排気流路の流動抵抗を低減すると、出口まで
の排気経路の長いヒートシンクにも冷却空気を十分流す
ことができ、発熱半導体部品間での均一な冷却風量配分
と、均一な温度分布を実現できる。また、排気流路中で
の流速を低減できることから、冷却装置の騒音を低減で
きる。上記の作用は、発熱半導体部品の発熱量が非常に
大きい場合でも同様である。
導体部品が平面上に非常に密に実装され、発熱半導体部
品間、或いは、ヒートシンク間に排気を流通させるのに
十分な空間が確保できない場合でも、ヒートシンクの発
熱半導体部品と反対側のヒートシンク上面とノズルの外
側の側面とに隣接する空間に、ヒートシンクから排出さ
れる排気流を排出させるのに十分な空間を確保できる。
それにより、ヒートシンクから出た排気流の流速を低減
できるため、排気流路の流動抵抗を低減することがで
き、結局、冷却装置の冷却性能を向上させることができ
る。更に、排気流路の流動抵抗を低減すると、出口まで
の排気経路の長いヒートシンクにも冷却空気を十分流す
ことができ、発熱半導体部品間での均一な冷却風量配分
と、均一な温度分布を実現できる。また、排気流路中で
の流速を低減できることから、冷却装置の騒音を低減で
きる。上記の作用は、発熱半導体部品の発熱量が非常に
大きい場合でも同様である。
【００３８】また、ある範囲のヒートシンク同士の間隙
部の幅に対して、最適化されたノズル幅にすると、ほぼ
任意の送風動力に対して最も冷却性能の良好な冷却装置
を実現できる。
部の幅に対して、最適化されたノズル幅にすると、ほぼ
任意の送風動力に対して最も冷却性能の良好な冷却装置
を実現できる。
【００３９】また、ヒートシンクを平板フィン型ヒート
シンクとすると、平板フィン間に構成される流路は流動
抵抗が非常に小さいので、圧力損失が低く、その割には
冷却性能の高い電子機器の冷却装置を実現できる。更
に、平板フィンの板厚，フィン間流路幅，ヒートシンク
の高さをある範囲にすると、ある送風動力に対して、最
も冷却性能が良い電子機器の冷却装置を実現できる。
シンクとすると、平板フィン間に構成される流路は流動
抵抗が非常に小さいので、圧力損失が低く、その割には
冷却性能の高い電子機器の冷却装置を実現できる。更
に、平板フィンの板厚，フィン間流路幅，ヒートシンク
の高さをある範囲にすると、ある送風動力に対して、最
も冷却性能が良い電子機器の冷却装置を実現できる。
【図１】本発明の第一の実施例の斜視図である。
【図２】本発明の第二の実施例の斜視図である。
【図３】本発明の寸法記号を表す斜視図である。
【図４】ノズル幅の最適値（実験値）を表す図である。
【図５】従来の電子機器の冷却装置の側面図である。
【図６】従来の電子機器の冷却装置の上面図である。
１，１１…基板、２…ＬＳＩ、３，１３…ヒートシン
ク、４…チャンバ、５，１４…ノズル、６…開口部、７
…排気、８…排気スペース、１２…発熱半導体部品、１
５…チャンバ壁面、１６…ノズルに流入する冷却空気
流、１７…ノズル内の冷却空気流、１８…フィン間流路
内の冷却空気流、１９…ヒートシンク同士の間隙部、２
０…ノズル間の排気スペース、２１…排気スペースを流
れる排気流。
ク、４…チャンバ、５，１４…ノズル、６…開口部、７
…排気、８…排気スペース、１２…発熱半導体部品、１
５…チャンバ壁面、１６…ノズルに流入する冷却空気
流、１７…ノズル内の冷却空気流、１８…フィン間流路
内の冷却空気流、１９…ヒートシンク同士の間隙部、２
０…ノズル間の排気スペース、２１…排気スペースを流
れる排気流。
Claims (9)
- 【請求項１】基板上に搭載された複数の発熱半導体部品
と、該発熱半導体部品各々に熱的に接続して取り付けら
れ、空気などの冷媒の流通により該発熱半導体部品の熱
を放熱する複数のヒートシンクを備えた電子機器の冷却
装置において、 前記複数のヒートシンクの前記発熱半導体部品取り付け
側と反対側の端面に、前記ヒートシンクに冷媒を供給す
るノズルを各々設け、 該ノズルは前記基板に平行な断面が概略矩形であり、 隣り合う前記ヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数の
前記ヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）
との比（Ｒ）が０.００以上０.０２未満であり、 前記ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）の
ノズル幅（Ｗｎ）と該Ｘ方向の前記ヒートシンク幅（Ｗ
ｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.１６以上０.３５以下とし
て前記ノズルを設置したことを特徴とする電子機器の冷
却装置。 - 【請求項２】基板上に搭載された複数の発熱半導体部品
と、該発熱半導体部品各々に熱的に接続して取り付けら
れ、空気などの冷媒の流通により該発熱半導体部品の熱
を放熱する複数のヒートシンクを備えた電子機器の冷却
装置において、 前記複数のヒートシンクの前記発熱半導体部品取り付け
側と反対側の端面に、前記ヒートシンクに冷媒を供給す
るノズルを各々設け、 該ノズルは前記基板に平行な断面が概略矩形であり、 隣り合う前記ヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数の
前記ヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）
との比（Ｒ）が０.０２以上０.０６未満であり、 前記ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）の
ノズル幅（Ｗｎ）と該Ｘ方向の前記ヒートシンク幅（Ｗ
ｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２０以上０.４１以下とし
て前記ノズルを設置したことを特徴とする電子機器の冷
却装置。 - 【請求項３】基板上に搭載された複数の発熱半導体部品
と、該発熱半導体部品各々に熱的に接続して取り付けら
れ、空気などの冷媒の流通により該発熱半導体部品の熱
を放熱する複数のヒートシンクを備えた電子機器の冷却
装置において、 前記複数のヒートシンクの前記発熱半導体部品取り付け
側と反対側の端面に、前記ヒートシンクに冷媒を供給す
るノズルを各々設け、 該ノズルは前記基板に平行な断面が概略矩形であり、 隣り合う前記ヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数の
前記ヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）
との比（Ｒ）が０.０６以上０.１２未満であり、 前記ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）の
ノズル幅（Ｗｎ）と該Ｘ方向の前記ヒートシンク幅（Ｗ
ｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２１以上０.４６以下とし
て前記ノズルを設置したことを特徴とする電子機器の冷
却装置。 - 【請求項４】基板上に搭載された複数の発熱半導体部品
と、該発熱半導体部品各々に熱的に接続して取り付けら
れ、空気などの冷媒の流通により該発熱半導体部品の熱
を放熱する複数のヒートシンクを備えた電子機器の冷却
装置において、 前記複数のヒートシンクの前記発熱半導体部品取り付け
側と反対側の端面に、前記ヒートシンクに冷媒を供給す
るノズルを各々設け、 該ノズルは前記基板に平行な断面が概略矩形であり、 隣り合う前記ヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数の
前記ヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）
との比（Ｒ）が０.１２以上０.２０未満であり、 前記ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）の
ノズル幅（Ｗｎ）と該Ｘ方向の前記ヒートシンク幅（Ｗ
ｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２２以上０.４８以下とし
て前記ノズルを設置したことを特徴とする電子機器の冷
却装置。 - 【請求項５】基板上に搭載された複数の発熱半導体部品
と、該発熱半導体部品各々に熱的に接続して取り付けら
れ、空気などの冷媒の流通により該発熱半導体部品の熱
を放熱する複数のヒートシンクを備えた電子機器の冷却
装置において、 前記複数のヒートシンクの前記発熱半導体部品取り付け
側と反対側の端面に、前記ヒートシンクに冷媒を供給す
るノズルを各々設け、 該ノズルは前記基板に平行な断面が概略矩形であり、 隣り合う前記ヒートシンク同士の距離（Ｗｄ）と複数の
前記ヒートシンクの搭載ピッチ（Ｐitch＝Ｗｆ＋Ｗｄ）
との比（Ｒ）が０.２０以上１.００未満であり、 前記ヒートシンク内の冷媒が流通する方向（Ｘ方向）の
ノズル幅（Ｗｎ）と該Ｘ方向の前記ヒートシンク幅（Ｗ
ｆ）の比（Ｗｎ／Ｗｆ）を０.２３以上０.５０以下とし
て前記ノズルを設置したことを特徴とする電子機器の冷
却装置。 - 【請求項６】前記ヒートシンクが平板フィン型ヒートシ
ンクであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
に記載の電子機器の冷却装置。 - 【請求項７】前記ヒートシンクの平板フィンの板厚が
０.２mm以上で、かつ０.８mm以下であることを特徴とす
る請求項６に記載の電子機器の冷却装置。 - 【請求項８】前記ヒートシンクの平板フィンのフィン間
流路幅が０.４mm以上で、かつ１.２mm以下であることを
特徴とする請求項６或いは７に記載の電子機器の冷却装
置。 - 【請求項９】前記ヒートシンクの高さ（Ｚ方向の大き
さ）と前記ヒートシンクの幅（Ｗｆ，Ｘ方向の大きさ）
の比が０.２５以上０.４５以下であることを特徴とする
請求項１乃至８のいずれかに記載の電子機器の冷却装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7089023A JPH08288438A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 電子機器の冷却装置 |
| US08/632,618 US5705854A (en) | 1995-04-14 | 1996-04-15 | Cooling apparatus for electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7089023A JPH08288438A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 電子機器の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288438A true JPH08288438A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=13959323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7089023A Pending JPH08288438A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 電子機器の冷却装置 |
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| JP (1) | JPH08288438A (ja) |
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- 1995-04-14 JP JP7089023A patent/JPH08288438A/ja active Pending
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|---|---|
| US5705854A (en) | 1998-01-06 |
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