JP6036894B2

JP6036894B2 - 冷却装置および装置

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Publication number: JP6036894B2
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Inventors: 知行三井
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Description

本発明は、冷却装置等に関し、例えば、基板上に実装された発熱部品を冷却するものに関する。

特許文献１には、マルチチップモジュールの冷却装置の発明として、マルチチップモジュールＭＣＭ上の電子部品Ｐを一括で冷却することができる装置が、開示されている。

特許文献１に記載の発明では、発熱部品を含む複数個の電子部品Ｐが基板Ｂ上に実装されている。放熱体１が複数の電子部品Ｐを覆っている。また、複数の電子部品Ｐの上部と放熱体１との間には、所定のクリアランスが設定されている。シリコーン製シートＳは、所定のクリアランスに介在され、複数の電子部品Ｐと放熱体１を熱結合する。

なお、本発明に関連する技術が、特許文献２および３にも開示されている。

特開平１１−１２１６６６号公報特公平７−１１２０２９号公報特開２００２−３３４２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、複数の電子部品Ｐの高さが異なる場合、複数の電子部品Ｐの上部と放熱体１との間の所定のクリアランスと、シリコーン製シートＳのシート厚とをそれぞれ適正な大きさに設定できないと、複数の電子部品Ｐのうちの一部が放熱体１と熱結合できない場合があるという問題があった。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、複数の発熱部品の高さが異なる場合であっても、複数の発熱部品の各々を安定的に複数の放熱部の各々に熱結合することができる冷却装置等を提供することにある。

本発明の冷却装置は、基板の第１の面上に実装された第１および第２の発熱部品の各々にそれぞれ熱結合された第１および第２の放熱部と、前記基板の前記第１の面上に配置されたフレームと、前記フレームにおける、前記第１および第２の放熱部が設けられた位置に対応する位置に形成された第１および第２の開口部と、柔軟性を有し、前記第１および第２の開口部の周縁に設けられ、前記放熱部および前記フレーム間を接続する第１および第２の接続部とを備えている。

本発明の装置は、基板の第１の面上に実装された第１および第２の発熱部品と、前記第１および第２の発熱部品の各々にそれぞれ熱結合された第１および第２の放熱部と、前記基板の前記第１の面上に配置されたフレームと、前記フレームにおける、前記第１および第２の放熱部が設けられた位置に対応する位置に形成された第１および第２の開口部と、柔軟性を有し、前記第１および第２の開口部の周縁に設けられ、前記放熱部および前記フレーム間を接続する第１および第２の接続部とを備えている。

本発明にかかる冷却装置等によれば、複数の発熱部品の高さが異なる場合であっても、複数の発熱部品の各々を安定的に複数の放熱部の各々に熱結合することができる。

本発明の第１の実施の形態における冷却装置を電子基板に取り付けた後の状態を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態における冷却装置を電子基板に取り付ける前の状態を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態における冷却装置を電子基板に取り付けた後の状態を示す斜視図である。本発明の第１の実施の形態における冷却装置を電子基板に取り付ける前の状態を示す斜視図である。本発明の第１の実施の形態における冷却装置の裏面側の斜視図である。本発明の第１の実施の形態における冷却装置を電子基板に取り付けた後の部分上面図である。本発明の第１の実施の形態における冷却装置の変形例を電子基板に取り付けた後の部分上面図である。本発明の第２の実施の形態における冷却装置を電子基板に取り付けた後の状態を示す断面図である。本発明の第２の実施の形態における冷却装置を電子基板に取り付ける前の状態を示す断面図である。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態における冷却装置１００の構成について説明する。図１は、冷却装置１００を電子基板２００に取り付けた後の状態を示す断面図である。図２は、冷却装置１００を電子基板２００に取り付ける前の状態を示す断面図である。図３は、冷却装置１００を電子基板２００に取り付けた後の状態を示す斜視図である。図４は、冷却装置１００を電子基板２００に取り付ける前の状態を示す斜視図である。図５は、冷却装置１００の裏面側の斜視図である。

説明の便宜上、まず、電子基板２００の構成について説明する。図１、図２および図４に示されるように、電子基板２００は、基板２１０と、メモリ２２０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）２３０とを備えている。

基板２１０は、板状に形成されている。基板２１０の材料には、例えばガラスエポキシ樹脂が用いられる。また、基板２１０には、後述のフレーム保持部材１４０が取り付けられる。

メモリ２２０およびＣＰＵ２３０は、基板２１０の表面（図１および図２にて紙面上側）上に隣り合うように実装されている。なお、基板２１０の表面は、本発明の第１の面である。メモリ２２０およびＣＰＵ２３０は、本発明の第１または第２の発熱部品に対応する。発熱部品とは、稼働すると熱を発する電子部品である。なお、ここでは、メモリ２２０およびＣＰＵ２３０が基板２１０上に実装されていると説明した。一方、複数のメモリ２２０のみが基板２１０上に実装されてもよい。同様に、複数のＣＰＵ２３０のみが基板２１０上に実装されてもよい。メモリ２２０およびＣＰＵ２３０は、後述の第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと熱結合される。

以上、電子基板２００の構成について説明した。

次に、冷却装置１００の構成について説明する。

図１、図２に示されるように、冷却装置１００は、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０と、フレーム保持部材１４０と、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂとを備えている。

図１、図２および図４に示されるように、第１の放熱部１２０ａは、基板２１０の表面上に実装されたメモリ２２０と向かい合うように設けられている。同様に、第２の放熱部１２０ｂは、基板２１０上の表面上に実装されたＣＰＵ２３０と向かい合うように設けられている。また、第１の放熱部１２０ａは、メモリ２２０と熱的に結合される。同様に、第２の放熱部１２０ｂは、ＣＰＵ２３０に熱的に結合される。

なお、図１の例では、第１の放熱部１２０ａおよびメモリ２２０は、何も介さずに、直接的に熱的に結合されている。一方、第１の放熱部１２０ａおよびメモリ２２０は、たとえば熱伝導シート（不図示）や放熱グリース（不図示）を介して熱的に結合されてもよい。同様に、図１の例では、第２の放熱部１２０ｂおよびＣＰＵ２３０は、何も介さずに、直接的に熱的に結合されている。一方、第２の放熱部１２０ｂおよびＣＰＵ２３０は、たとえば熱伝導シート（不図示）や放熱グリース（不図示）を介して熱的に結合されてもよい。

なお、熱伝導シートの材料には、たとえば、炭素繊維やシリコン等が用いられる。放熱グリースは、熱伝導性の高い粒子を混ぜ込んだグリースをいう。グリースのベース材の材料には、たとえば、常温からある程度の高温まで、あまり粘度の変化しない変性シリコン等が用いられる。熱伝導性の高い粒子の材料には、たとえば、銅や銀、アルミ等の他に、アルミナや酸化マグネシウム、窒化アルミニウムなどが用いられる。

図１、図２および図５に示されるように、第１の放熱部１２０ａは、複数のフィン１２１と、第１のフランジ部１２２ａを備えている。同様に、第２の放熱部１２０ｂは、複数のフィン１２１と、第２のフランジ部１２２ｂを備えている。第１の放熱部１２０ａは、後述のフレーム１３０の第１の開口部１３１ａ内に取り付けられる。同様に、第２の放熱部１２０ｂは、後述のフレーム１３０の第２の開口部１３１ｂ内に取り付けられる。

第１の放熱部１２０ａは、第１の開口部１３１ａ内をメモリ２２０側へ向けて移動できる。同様に、第２の放熱部１２０ｂは、第２の開口部１３１ｂ内をＣＰＵ２３０側へ向けて移動できる。

第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂの材料には、鉄やアルミニウムなど、熱伝導性の高い金属材料等が、用いられる。第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂは、ヒートシンクとも呼ばれる。

図１〜図５に示されるように、複数のフィン１２１は、板状に基板２１０の表面から離れる方向に延出するように、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂに設けられている。

第１のフランジ部１２２ａは、後述のフレーム１３０の第１の開口部１３１ａの外周縁に向かい合うように第１の放熱部１２０ａに設けられる。このため、第１の放熱部１２０ａは、基板２１０から離れる方向に、フレーム１３０の第１の開口部１３１ａから抜けないように設けることができる。同様に、第２のフランジ部１２２ｂは、後述のフレーム１３０の第２の開口部１３１ｂの外周縁に向かい合うように第２の放熱部１２０ｂに設けられる。このため、第２の放熱部１２０ｂは、基板２１０から離れる方向に、フレーム１３０の第２の開口部１３１ｂから抜けないように設けることができる。

第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂの各々は、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂの各々の下端外周部に突出するように形成されている。

図６は、冷却装置１００を電子基板２００に取り付けた後の部分上面図である。図６では、便宜上、第１の放熱部１２０ａと、第２の放熱部１２０ｂが並列に配置された例を示す。また、便宜上、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂを省略している。

図６に示されるように、フレーム１３０の第１の開口部１３１ａが矩形である場合、第１のフランジ部１２２ａは、第１の開口部１３１ａのうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられている。同様に、第２の開口部１３１ｂが矩形である場合、第２のフランジ部１２２ｂは、第２の開口部１３１ｂのうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられている。

ここで、図６に示されるように、図６では、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの間で、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂが互いに向かい合うように配置されていた。この場合、第１のフランジ部１２２ａの左端部と、第２のフランジ部１２２ｂの右端部との間の距離Ｓ１は、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの幅Ｂ１、Ｂ２の合計値と比較して、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂの長さＬ１、Ｌ２の合計値の２倍分以上、大きくなる。すなわち、Ｓ１＞（Ｂ１＋Ｂ２）＋２×（Ｌ１＋Ｌ２）となる。

次に、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂと、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの配置関係を変更した変形例を説明する。

図７は、図６と同様に、冷却装置１００の変形例を電子基板２００に取り付けた後の部分上面図である。図７でも、図６と同様に、第１の放熱部１２０ａと、第２の放熱部１２０ｂが並列に配置された例を示す。また、便宜上、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂを省略している。

ここで、図６と図７を対比する。図６および図７では、フレーム１３０の第１の開口部１３１ａが矩形である場合、第１のフランジ部１２２ａは、第１の開口部１３１ａのうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられている。同様に、第２の開口部１３１ｂが矩形である場合、第２のフランジ部１２２ｂは、第２の開口部１３１ｂのうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられている。これらの点で、図６および図７は同一である。一方、図６では、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの間で、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂが互いに向かい合うように配置されていた。一方、図７では、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの間で、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂが配置されていない。この点で、図６および図７は互いに相違する。

図７に示される例の場合、第１のフランジ部１２２ａの左端部と、第２のフランジ部１２２ｂの右端部との間の距離Ｓ２は、第１および第２の開口部の幅Ｂ１、Ｂ２の合計値と、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの間の距離Ｍとの合計値となる。すなわち、Ｓ２＝（Ｂ１＋Ｂ２）＋Ｍとなる。

ここで、図７のＭは、フレーム１３０の剛性さえ確保できれば、限りなく小さくすることができる。一方、図７の２×（Ｌ１＋Ｌ２）は、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂの長さＬ１、Ｌ２をゼロにすることはできない。

このため、図７のＳ２の方が、図６のＳ１よりも小さく設定することができる。よって、図７で示した例の冷却装置の外形幅を、図６で示した例の冷却装置の外径幅よりも小さくすることができる。この結果、冷却装置を小型化することができる。

なお、図６および図７では、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂが、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂのうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられている例を示した。一方、第１のフランジ部１２２ａは、第１の放熱部１２０ａの下端外周部の全周に沿って突出するように形成されてもよい。第２のフランジ部１２２ｂは、第２の放熱部１２０ｂの下端外周部の全周に沿って突出するように形成されてもよい。

図１〜図５に戻って、フレーム１３０は、板状に形成されている。フレーム１３０は、フレーム保持部材１４０を介して、基板２１０の表面（図１および図２の紙面上側の面）側に取り付けられる。これにより、フレーム１３０は、フレーム保持部材１４０を介して、基板２１０の表面側に配置される。

図１および図２に示されるように、フレーム１３０は、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂを有する。第１の開口部１３１ａは、フレーム１３０における、第１の放熱部１２０ａが設けられた位置に対応する位置に形成されている。第１の開口部１３１ａには、第１の放熱部１２０ａが貫通する。すなわち、第１の放熱部１２０ａは、第１の開口部１３１ａ内で、メモリ２２０側へ向けて移動できる。同様に、第２の開口部１３１ｂは、フレーム１３０のおける、第２の放熱部１２０ｂが設けられた位置に対応する位置に形成されている。第２の開口部１３１ｂには、第２の放熱部１２０ｂが貫通する。すなわち、第２の放熱部１２０ｂは、第２の開口部１３１ｂ内で、ＣＰＵ２３０側へ向けて移動できる。

図１および図２に示されるように、フレーム保持部材１４０は、フレーム１３０を基板２１０に保持する。フレーム保持部材１４０は、基板２１０の外周部に設けられる。なお、図３〜図５では、便宜上、フレーム保持部材１４０を省略している。

図１、図２および図５に示されるように、第１の弾性ゴム１５０ａは、第１のフランジ部１２２ａのうちで第１の開口部１３１ａと向かい合う面と、第１の開口部１３１ａの外周縁との間に、設けられている。同様に、第２の弾性ゴム１５０ｂは、第２のフランジ部１２２ｂのうちで第２の開口部１３１ｂと向かい合う面と、第２の開口部１３１ｂの外周縁との間に、設けられている。

第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、柔軟性（弾性を含んでも良い。）を有する。なお、弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂの名称に、「弾性」が含まれるが、弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは少なくとも柔軟性を有すればよく、弾性を必須要件としない。第１の弾性ゴム１５０ａは、第１の放熱部１２０ａと、フレーム１３０との間を、接続する。第１の弾性ゴム１５０ａは、第１の放熱部１２０ａをメモリ２２０へ向けて押圧する。第２の弾性ゴム１５０ｂは、第２の放熱部１２０ｂと、フレーム１３０との間を、接続する。第２の弾性ゴム１５０ｂは、第２の放熱部１２０ｂをＣＰＵ２３０へ向けて押圧する。第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、本発明の第１および第２の接続部に相当する。また、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、本発明のゴム部材に相当する。

第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、たとえば、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂの形状に応じて、設けられる。すなわち、第１の開口部１３１ａが矩形である場合であって、第１のフランジ部１２２ａが第１の開口部１３１ａのうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられる場合、第１の弾性ゴム１５０ａは、互いに向かい合う２箇所の第１のフランジ部１２２ａに取り付けられる。同様に、第２の開口部１３１ｂが矩形である場合であって、第２のフランジ部１２２ｂが第２の開口部１３１ｂのうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられる場合、第２の弾性ゴム１５０ｂは、互いに向かい合う２箇所の第２のフランジ部１２２ｂに取り付けられる。

第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂがリング状に第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂの下端外周部の全周に沿って突出するように形成されている場合、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、リング状の第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂに取り付けられる。

第１のフランジ部１２２ａが、第１の放熱部１２０ａの下端外周部の３箇所に突出するように形成されている場合、第１の弾性ゴム１５０ａは、３箇所の第１のフランジ部１２２ａに取り付けられる。同様に、第２のフランジ部１２２ｂが、第２の放熱部１２０ｂの下端外周部の３箇所に突出するように形成されている場合、第２の弾性ゴム１５０ｂは、３箇所の第２のフランジ部１２２ｂに取り付けられる。

以上、冷却装置１００の構成について説明した。

次に、冷却装置１００を電子基板２００に取り付ける方法を説明する。

まず、電子基板２００と、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０と、フレーム保持部材１４０とを準備する。

次に、図２に示されるように、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂをフレーム１３０の開口部１３１内に、フレーム１３０の裏面（紙面下側の面）側から取り付ける。この際、第１のフランジ部１２２ａのうち第１の開口部１３１ａと向かい合う面と、第１の開口部１３１ａの外周縁との間に、第１の弾性ゴム１５０ａを介在させる。同様に、第２のフランジ部１２２ｂのうち第２の開口部１３１ｂと向かい合う面と、第２の開口部１３１ｂの外周縁との間に、第２の弾性ゴム１５０ｂを介在させる。

そして、組み付けられた第１の放熱部１２０ａ、第２の放熱部１２０ｂ、フレーム１３０、第１の弾性ゴム１５０ａおよび第２の弾性ゴム１５０ｂを、フレーム保持部材１４０を介して、基板２１０に保持する。このとき、メモリ２２０および第１の放熱部１２０ａは互いに向かい合うように配置されている。同時に、ＣＰＵ２３０および第２の放熱部１２０ｂは互いに向かい合うように配置されている。

次に、図１に示されるように、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂが圧縮されるように、フレーム１３０を基板２１０に近づける。これにより、第１の弾性ゴム１５０ａが、第１の放熱部１２０ａをメモリ２２０へ向けてそれぞれ押圧する。同時に、第２の弾性ゴム１５０ｂが、第２の放熱部１２０ｂをＣＰＵ２３０へ向けてそれぞれ押圧する。この結果、第１の放熱部１２０ａおよびメモリ２２０が互いに熱結合される。同様に、第２の放熱部１２０ｂおよびＣＰＵ２３０が互いに熱結合される。

なお、第１の放熱部１２０ａとメモリ２２０の間や、第２の放熱部１２０ｂとＣＰＵ２３０の間に、熱伝導シートや放熱グリースを設けた場合、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂが放熱部１２０ａ、１２０ｂをメモリ２２０、ＣＰＵ２３０へ向けてそれぞれ押圧することによって、熱伝導シートや放熱グリースを最大限に潰すことができる。これにより、第１の放熱部１２０ａと、メモリ２２０とがより確実に熱結合される。同様に、第２の放熱部１２０ｂと、ＣＰＵ２３０とがより確実に熱結合される。とくに、第１の放熱部１２０ａとメモリ２２０の間の隙間（クリアランス）や、第２の放熱部１２０ｂとＣＰＵ２３０との間の隙間が大きい場合、放熱グリースの熱抵抗が悪化し、メモリ２２０、ＣＰＵ２３０の温度上昇を招く傾向があった。しかし、上述の通り、冷却装置１００では、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂにより第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂをメモリ２２０、ＣＰＵ２３０へ向けてそれぞれ押圧することによって、放熱グリースを最大限に潰すことができる。このため、第１の放熱部１２０ａとメモリ２２０の間の隙間を小さくすることができる。同様に、第２の放熱部１２０ｂとＣＰＵ２３０の間の隙間を小さくすることができる。これにより、放熱グリースの熱抵抗が悪化することを抑止し、メモリ２２０、ＣＰＵ２３０の温度上昇を抑止できる。

以上の通り、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１００は、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０と、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂと、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂ（第１および第２の接続部）とを備えている。第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂは、基板２１０の表面（第１の面）上に実装されたメモリ２２０およびＣＰＵ２３０（第１および第２の発熱部品）の各々にそれぞれ熱結合されている。フレーム１３０は、基板２１０の表面上に配置される。第１および第２の開口部１３１は、フレーム１３０における、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂが設けられた位置に対応する位置に形成されている。これにより、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂの各々が、第１および第２の開口部１３１を介して、メモリ２２０およびＣＰＵ２３０側へ向けて移動できる。第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、柔軟性を有する。第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの周縁にもうけられている。また、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０との間を接続する。

このように、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、柔軟性を有している。また、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０との間を接続する。したがって、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、当該第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂの柔軟性により、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂをそれぞれメモリ２２０およびＣＰＵ２３０へ向けて押圧する。これにより、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０との間を接続する。すなわち、弾性ゴム１５０ａは、ＣＰＵ２３０の実装高さに関係なく、当該弾性ゴム１５０ａの柔軟性により、第１の放熱部１２０ａをメモリ２２０へ向けて押圧する。同様に、弾性ゴム１５０ｂは、メモリ２２０の実装高さに関係なく、当該弾性ゴム１５０ｂの柔軟性により、第１の放熱部１２０ｂをＣＰＵ２３０へ向けて押圧する。したがって、複数の発熱部品（メモリ２２０およびＣＰＵ２３０）の高さが異なる場合であっても、簡単な構成で、複数の発熱部品の各々を安定的に複数の放熱部（第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂ）の各々に接続することができる。

また、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１００は、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂを備えている。第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂは、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの外周縁と向かい合うように、放熱部１２０ａ、１２０ｂの外周部に突出するように形成されている。第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂ（第１および第２の接続部）は、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂのうち第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂと向かい合う面と、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの外周縁との間に設けられている。

このように、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂの外周部に突出するようにフランジ部１２２を形成し、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂのうち第１の開口部１３１ａ、１３１ｂと向かい合う面と、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの外周縁との間に第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂを設けている。これにより、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０との間を接続する接続機能をコンパクトかつ簡単に設けることができる。

本発明の第１の実施の形態における冷却装置１００において、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂが矩形である場合、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂは、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂのうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられている。これにより、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０との間を接続する接続機能をバランス良く配置することができる。すなわち、放熱部１２０ａ、１２０ｂを基板２１０の表面に対して平行にあるように維持でき、放熱部１２０ａ、１２０ｂが基板２１０の表面に対して大きく傾くことを抑止できる。

本発明の第１の実施の形態における冷却装置１００において、第１および第２のフランジ部１２２ａ、１２２ｂは、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの間に配置されている。これにより、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの間の距離を最小限にすることができる。この結果、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂを並列に配置された際の最大幅（たとえば、第１の開口部１３１ａの右端部と、第２の開口部１３１ｂの左端部との間の距離Ｓ２）を最小限にすることができる。この結果、冷却装置の幅を小さくすることができる。

本発明の第１の実施の形態における冷却装置１００において、第１および第２の接続部（第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂ）は、ゴム部材である。これにより、簡単な部材を用いて、第１および第２の接続部を構成できる。

本発明の第１の実施の形態における冷却装置１００において、第１の接続部（第１の弾性ゴム１５０ａ）、第２の接続部（第２の弾性ゴム）およびフレーム１３０は、熱伝導性を有してもよい。これにより、放熱部１２０ａ、１２０ｂおよびフレーム１３０の間が、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂにより熱結合される。この結果、メモリ２２０の熱が、第１の放熱部１２０ａおよび第１の弾性ゴム１５０ａを介して、フレーム１３０へ伝導する。同様に、ＣＰＵ２２０の熱が、第２の放熱部１２０ｂおよび第２の弾性ゴム１５０ｂを介して、フレーム１３０へ伝導する。したがって、たとえば、発熱部品（メモリ２２０、ＣＰＵ２３０）の熱が当該発熱部品に熱接続された第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂの放熱能力を超えても、発熱部品の熱を放熱することができる。

本発明の第１の実施の形態における装置は、メモリ２２０およびＣＰＵ２３０（第１および第２の発熱部品）と、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０と、第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂと、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂ（第１および第２の接続部）とを備えている。メモリ２２０およびＣＰＵ２３０は、基板２１０の表面（第１の面）上に実装されている。第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂは、メモリ２２０およびＣＰＵ２３０（第１および第２の発熱部品）の各々にそれぞれ熱結合されている。フレーム１３０は、基板２１０の表面上に配置されている。第１および第２の開口部１３１は、フレーム１３０における、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂが設けられた位置に対応する位置に形成されている。第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、柔軟性を有する。第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂの周縁にもうけられている。また、第１および第２の弾性ゴム１５０ａ、１５０ｂは、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０との間を接続する。このような構成であっても、上述の冷却装置１００と同様の効果を奏することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態における冷却装置１００Ａの構成について説明する。図８は、冷却装置１００Ａを電子基板２００に取り付けた後の状態を示す断面図である。図９は、冷却装置１００Ａを電子基板２００に取り付ける前の状態を示す断面図である。図８は図１に相当し、図９は図２に相当する。なお、図８および図９では、図１〜図７で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図７に示した符号と同等の符号を付している。

図８、図９に示されるように、冷却装置１００Ａは、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂと、フレーム１３０と、フレーム保持部材１４０と、バネ付きネジ１６０とを備えている。

ここで、図１および図２と、図８および図９とを対比する。図１および図２に示されるように、第２の接続部として、第２の弾性ゴム１５０ｂが、フレーム１３０および第２のフランジ部１２２ｂの間に設けられていた。これに対して、図８および図９に示されるように、第２の接続部として、バネ付きネジ１６０が、フレームの開口部１３１の外周部および第２のフランジ部１２２ｂに取り付けられている。この点で、両者は互いに相違する。

図８および図９に示されるように、バネ付きネジ１６０は、ネジ１６１と、弦巻バネ１６２とを備えている。バネ付きネジ１６０は、本発明の第１および第２の接続部、バネ部材に相当する。

ネジ１６１は、フレーム１３０に形成されたネジ穴１３２を介して、フランジ部１２２に取り付けられる。ネジ１６１の材料には、樹脂部材や、ステンレス等の金属部材が用いられる。

弦巻バネ１６２は、ネジ１６１のネジ頭とフレーム１３０の表面（図６および図７の上側の面）の間に設けられる。弦巻バネ１６２は、ネジ１６１がネジ穴１３２に締め付けられることにより、圧縮される。これにより、弦巻バネ１６２は、放熱部１２０ｂをＣＰＵ２３０へ向けて押圧（付勢）する。この結果、放熱部１２０ｂおよびＣＰＵ２３０は、熱結合する。なお、弦巻バネ１６２の材料には、樹脂部材や、ステンレス等の金属部材が用いられる。

ネジ１６１および弦巻バネ１６２は、熱伝導性を有してもよい。この場合、ネジ１６１および弦巻バネ１６２は、第２の放熱部１２０ｂおよびフレーム１３０の間を熱接続する。

なお、本実施の形態では、弦巻バネ１６２を用いたが、弦巻バネ１６２に代えてスプリングワッシャーを用いても良い。

以上、冷却装置１００Ａの構成について説明した。

次に、冷却装置１００Ａを電子基板２００に取り付ける方法を説明する。

次に、図９に示されるように、第１および第２の放熱部１２０ａ、１２０ｂをフレーム１３０の第１および第２の開口部１３１ａ、１３１ｂ内にそれぞれ取り付ける。

この際、第１の放熱部１２０ａ側において、第１のフランジ部１２２ａのうち第１の開口部１３１ａと向かい合う面と、第１の開口部１３１ａの外周縁との間に、第１の弾性ゴム１５０ａを介在させる。

そして、組み付けられた第１の放熱部１２０ａと、第２の放熱部１２０ｂと、フレーム１３０と、第１の弾性ゴム１５０ａとを、フレーム保持部材１４０を介して、基板２１０に保持する。

このとき、メモリ２２０および第１の放熱部１２０ａは互いに向かい合うように配置されている。ＣＰＵ２３０および第２の放熱部１２０ｂは互いに向かい合うように配置されている。

次に、図８に示されるように、第１の弾性ゴム１５０ａが圧縮されるように、フレーム１３０を基板２１０に近づける。これにより、第１の弾性ゴム１５０ａが、第１の放熱部１２０ａをメモリ２２０へ向けてそれぞれ押圧する。これにより、第１の放熱部１２０ａおよびメモリ２２０が互いに熱結合される。

このとき、第１の弾性ゴム１５０ａが熱導電性を有する場合、第１の弾性ゴム１５０ａは放熱部１２０ａおよびフレームの間を熱結合する。これにより、メモリ２２０の熱が、第１の放熱部１２０ａおよび第１の弾性ゴム１５０ａを介して、フレーム１３０へ伝導する。この結果、たとえば、発熱部品（メモリ２２０）の熱が当該発熱部品に熱結合された第１の放熱部１２０ａの放熱能力を超えても、発熱部品の熱を放熱することができる。

次に、図８に示されるように、バネ付きネジ１６０のネジ１６１を、ネジ穴１３２を介して、第２の放熱部１２０ｂに取り付ける。このとき、弦巻バネ１６２は、ネジ１６１がネジ穴１３２に締め付けられることにより、圧縮される。これにより、弦巻バネ１６２は、第２の放熱部１２０ｂをＣＰＵ１３０へ向けて押圧する。これにより、第２の放熱部１２０ｂおよびＣＰＵ２３０が互いに熱結合される。

このとき、ネジ１６１および弦巻バネ１６２が熱伝導性を有する場合には、ネジ１６１および弦巻バネ１６２は第２の放熱部１２０ｂおよびフレーム１３０の間を熱接続する。これにより、ＣＰＵ２３０の熱が、第１の放熱部１２０ｂ、ネジ１６１および弦巻バネ１６２を介して、フレーム１３０へ伝導する。この結果、たとえば、発熱部品（ＣＰＵ２３０）の熱が当該発熱部品に熱接続された第２の放熱部１２０ｂの放熱能力を超えても、発熱部品の熱を放熱することができる。

以上の通り、本発明の第２の実施の形態における冷却装置１００Ａは、バネ付きネジ１６０（バネ部材）を第２の接続部として構成されている。このため、第１の実施の形態で説明した効果と同様の効果を奏することができる。

また、本発明の第２の実施の形態における冷却装置１００Ａにおいて、第１の発熱部品がＣＰＵ２３０である場合、第１の接続部はバネ付きネジ１６０（バネ部材）であり、第２の発熱部品がメモリ（記憶装置）である場合、第２の接続部は弾性ゴム１５０（ゴム部材）である。

このように、第２の発熱部品がＣＰＵ２３０である場合、バネ付きネジ１６０に含まれる弦巻バネ１６２を用いることにより、弾性ゴム１５０よりも大きな付勢力で、第２の放熱部１２０ｂをＣＰＵ２３０へ向けて押圧することができる。これにより、第２の放熱部１２０ｂおよびＣＰＵ２３０の間をより確実に熱結合することができる。

一方、一般的に、第１の弾性ゴム１５０ａが第１の放熱部１２０ａおよびフレーム１３０に接触する接触面積は、ネジ１６１および弦巻バネ１６２が第２の放熱部１２０ｂおよびフレーム１３０に接触する接触面積よりも、小さい。したがって、フレーム１３０に伝導されたメモリ２２０の熱が、フレーム１３０、ネジ１６１および弦巻バネ１６２を介して、第２の放熱部１２０ｂに伝導することは、抑制されている。

逆に、第２の放熱部１２０ｂに伝導されたＣＰＵ２３０熱は、ネジ１６１および弦巻バネ１６２を介して、フレーム１３０に伝導しにくい。このように、第２の接続部の構成をバネ付きネジ１６０にすることで、特定された放熱部（第２の放熱部１２０ｂ）を、他の放熱部（第１の放熱部１２０ａ）に接続されたフレーム１３０から熱的に切断することができる。

なお、ネジ１６１および弦巻バネ１６２の材料を、熱伝導率の低い樹脂部材で構成することもできる。この場合、第２の放熱部１２０ｂに伝導されたＣＰＵ２３０の熱は、ネジ１６１および弦巻バネ１６２を介して、フレーム１３０にさらに伝導しにくくなる。この結果、特定の放熱部（第２の放熱部１２０ｂ）を、他の放熱部（第１の放熱部１２０ａ）に接続されたフレーム１３０から、より確実に熱的に切断することができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述各実施の形態に対して、さまざまな変更、増減、組合せを加えてもよい。これらの変更、増減、組合せが加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００、１００Ａ冷却装置
１２０ａ第１の放熱部
１２０ｂ第２の放熱部
１２１フィン
１２２ａ第１のフランジ部
１２２ｂ第２のフランジ部
１３０フレーム
１３１ａ第１の開口部
１３１ｂ第２の開口部
１４０フレーム保持部材
１５０ａ第１の弾性ゴム
１５０ｂ第２の弾性ゴム
１６０バネ付きネジ
１６１ネジ
１６２弦巻バネ
２００電子基板
２１０基板
２２０メモリ
２３０ＣＰＵ

Claims

基板の第１の面上に実装された第１および第２の発熱部品の各々にそれぞれ熱結合された第１および第２の放熱部と、
前記基板の前記第１の面上に配置されたフレームと、
前記フレームにおける、前記第１および第２の放熱部が設けられた位置に対応する位置に形成された第１および第２の開口部と、
柔軟性を有し、前記第１および第２の開口部の周縁に設けられ、前記第１および第２の放熱部と、前記フレームとの間を接続する第１および第２の接続部と、
前記第１および第２の開口部の各々の外周縁と向かい合うように、前記第１および第２の放熱部の各々の外周部に突出するように形成された第１および第２のフランジ部を備え、
前記第１および第２の接続部は、前記第１および第２のフランジ部のうち前記第１および第２の開口部と向かい合う面と、前記第１および第２の開口部の外周縁との間に設けられ、
前記第１および第２の開口部が矩形である場合、前記第１のフランジ部は、前記第１の開口部のうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられ、前記第２のフランジ部は、前記第２の開口部のうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられ、
前記第１および第２のフランジ部は、第１および第２の開口部の間で、互いに向かい合わないように配置された冷却装置。
前記第１および第２の接続部の一方または双方は、バネ部材またはゴム部材である請求項１に記載の冷却装置。
前記第１の発熱部品が中央処理装置である場合、前記第１の接続部はバネ部材であり、
前記第２の発熱部品が記憶装置である場合、前記第２の接続部はゴム部材である請求項１または２に記載の冷却装置。
前記第１の接続部、第２の接続部およびフレームは、熱伝導性を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
基板の第１の面上に実装された第１および第２の発熱部品と、
前記第１および第２の発熱部品の各々にそれぞれ熱結合された第１および第２の放熱部と、
前記基板の前記第１の面上に配置されたフレームと、
前記フレームにおける、前記第１および第２の放熱部が設けられた位置に対応する位置に形成された第１および第２の開口部と、
柔軟性を有し、前記第１および第２の開口部の周縁に設けられ、前記第１および第２の放熱部と、前記フレームとの間を接続する第１および第２の接続部と、
前記第１および第２の開口部の各々の外周縁と向かい合うように、前記第１および第２の放熱部の各々の外周部に突出するように形成された第１および第２のフランジ部を備え、
前記第１および第２の接続部は、前記第１および第２のフランジ部のうち前記第１および第２の開口部と向かい合う面と、前記第１および第２の開口部の外周縁との間に設けられ、
前記第１および第２の開口部が矩形である場合、前記第１のフランジ部は、前記第１の開口部のうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられ、前記第２のフランジ部は、前記第２の開口部のうちで少なくとも互いに向かい合う対辺に沿って設けられ、
前記第１および第２のフランジ部は、第１および第２の開口部の間で、互いに向かい合わないように配置された装置。
基板の第１の面上に実装された第１および第２の発熱部品の各々にそれぞれ熱結合された第１および第２の放熱部と、
前記基板の前記第１の面上に配置されたフレームと、
前記フレームにおける、前記第１および第２の放熱部が設けられた位置に対応する位置に形成された第１および第２の開口部と、
柔軟性を有し、前記第１および第２の開口部の周縁に設けられ、前記第１および第２の放熱部と、前記フレームとの間を接続する第１および第２の接続部とを備え、
前記第１の発熱部品が中央処理装置である場合、前記第１の接続部はバネ部材であり、
前記第２の発熱部品が記憶装置である場合、前記第２の接続部はゴム部材である冷却装置。