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JPH0730275A - 電子装置の冷却構造 - Google Patents

電子装置の冷却構造

Info

Publication number
JPH0730275A
JPH0730275A JP19304293A JP19304293A JPH0730275A JP H0730275 A JPH0730275 A JP H0730275A JP 19304293 A JP19304293 A JP 19304293A JP 19304293 A JP19304293 A JP 19304293A JP H0730275 A JPH0730275 A JP H0730275A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air guide
chip module
downstream
cooling
upstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19304293A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Kishimoto
亨 岸本
Yasuo Kaneko
保夫 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP19304293A priority Critical patent/JPH0730275A/ja
Publication of JPH0730275A publication Critical patent/JPH0730275A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高発熱なチップが多数搭載された平面実装部
を効率良く冷却すると共に、ブックシェルフ部の冷却を
も同時に可能にする。 【構成】 上流側マルチチップモジュール3Aと下流側
マルチチップモジュール3Bの側面側に第1のエアガイ
ド17を配設し、上流側マルチチップモジュール3Aの
側面側に第2のエアガイド18を第1のエアガイド17
の内側に位置させて配設する。第1のエアガイド17の
上流側間口を下流側間口より広くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子装置の冷却構造に
関する。
【0002】
【従来の技術】通信機器に使用するスイッチ部など、交
換処理の増大等にともない、マルチチップモジュール実
装や、平面実装等高度な実装技術を一部に採用し、従来
のブックシェルフ実装と混載させた電子装置において
は、高発熱なチップが多数搭載された平面実装部やブッ
クシェルフ部を効率よく冷却することが大きな課題とさ
れる。そのため、従来は電子回路パッケージをラック状
のシェルフに搭載したブックシェルフ実装用シェルフ
と、マルチチップモジュールを搭載した平面実装用シェ
ルフとを混載し、これらシェルフを冷却ファンにより強
制的に一括冷却している。
【0003】図5は多数のチップを搭載してなる電子回
路パッケージを複数枚ラック状のシェフに搭載したブッ
クシェフ実装用シェルフと、少なくとも1枚以上のマル
チチップモジュールを搭載した平面実装用シェルフと
を、それぞれ1シェルフ以上混載して架(キャビネッ
ト)に搭載し、これを冷却ファンにて一括冷却するよう
にした従来の冷却構造を示す図、図6は図5に示す図示
範囲Aの斜視図である。図5において、1は多数のチッ
プを搭載した電子回路パッケージ、2は複数の電子回路
パッケージ1をラック状に搭載するためのブックシェル
フ実装用シェルフ、3はマルチチップモジュール、4は
少なくとも1枚以上のマルチチップモジュール3を搭載
するための平面実装基板、5は平面実装基板4を収容す
るための平面実装用シェルフ(ここではブックシェルフ
実装用シェルフと同一外形寸法を有する)、6は電子回
路パッケージ1をシェルフ2へ挿入、あるいは抜き出す
ための電子回路パッケージ挿抜用レバー、7は電子回路
パッケージ1に設けた警報ランプ、8は電子装置を構成
する架9の上下に搭載した少なくとも1つ以上のファン
からなるファンユニット、10は架上ランプである。図
6において、11は平面実装基板4の裏面側にブックシ
ェルフ状に搭載したインターフェース基板、12はイン
ターフェース基板11に搭載した電子部品、13はマル
チチップモジュール3の裏面に設けたヒートシンク、1
4はファンユニット8に搭載されたファン、15A,1
5B,15Cはファン14による冷却風の流れ方向であ
る。
【0004】図5および図6に示す電子装置の冷却構造
においては、ブックシェルフ実装用シェルフ2を通過す
る冷却空気15Bを利用して、平面実装用シェルフ5に
搭載された高発熱なマルチチップモジュール3を冷却す
る構造となっている。図6から明らかなように、平面実
装用シェルフ5に搭載された高発熱なマルチチップモジ
ュール3に冷却風15Bが集中して流れれば、十分な冷
却が可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の冷却構造にあっては、マルチチップモジュール
3は高発熱であるため、一般にヒートシンク13が搭載
されており、その結果、ヒートシンク部13の流体抵抗
は著しく増大してしまう。よって、高発熱なマルチチッ
プモジュール3の上部の空間は流体抵抗が小さいため、
冷却風15Bは殆ど流体抵抗の低いマルチチップモジュ
ール3上部の空間を流れてしまい、その結果マルチチッ
プモジュール3の冷却が困難となってしまうという問題
があった。
【0006】一方、マルチチップモジュール3にヒート
シンク13を設けない場合には、マルチチップモジュー
ル3上にも有効な冷却風を流すことは可能となるが、一
般に熱抵抗は1/(平均熱伝達率)/(放熱面積)で定
義されることからも明らかなように、ヒートシンク13
が無いことから放熱面積が著しく低下してしまい、その
結果熱抵抗は増加してしまう。このため、高発熱マルチ
チップモジュール3の冷却はできないという問題があっ
た。
【0007】さらに平面実装用シェルフ5の上部にブッ
クシェルフ実装用シェルフ2を搭載し、これを一括空冷
する場合には高発熱なマルチチップモジュール3を僅か
な流量の冷却空気で冷却することができないため、マル
チチップモジュール3を冷却した後の空気温度はきわめ
て高くなり、これが上部ブックシェルフ実装部へ導かれ
るため、上部ブックシェルフ実装用シェルフ2で、かつ
マルチチップモジュール3が搭載されている上部の位置
に搭載された電子回路パッケージ1にはきわめて高温の
冷却空気が流れるため、その許容消費電力は著しく低下
してしまうという問題があった。このことを別の言い方
をすれば、平面実装用シェルフとの混載条件にかなりの
制限を与えてしまうという問題があった。
【0008】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、高発熱なチップが多数搭載された平面実装部を効
率良く冷却すると共に、ブックシェルフ部の冷却をも同
時に可能にした電子装置の冷却構造を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明に係る電子装置の冷却構造は、複数のチ
ップを搭載してなる電子回路パッケージを、複数枚ラッ
ク状のシェルフに搭載したブックシェルフ実装用シェル
フと、少なくとも1枚以上のマルチチップモジュールを
搭載した平面実装用シェルフとを、それぞれ1シェルフ
以上混載し、かつ少なくとも1個以上の冷却ファンを用
いて前記ブックシェルフ実装用シェルフと平面実装用シ
ェルフとを一括して強制冷却する電子装置の冷却構造に
おいて、平面実装基板上の前記マルチチップモジュール
を通過して冷却風が流れる方向に沿った側面側に第1の
エアガイドを設けてなり、この第1のエアガイドは冷却
風の流れに対して上流側間口が下流側間口より広いもの
である。第2の発明は、第1の発明において、第1のエ
アガイドは上流側および下流側マルチチップモジュール
の側面側に配設されて間口の広い上流側端部が上流側マ
ルチチップモジュールの側面側に位置して間口の狭い下
流側端が下流側マルチチップモジュールの側面側に位置
し、さらに前記上流側マルチチップモジュールの側面側
に第2のエアガイドを第1のエアガイドよりも近接して
設けたものである。第3の発明は第1又は第2の発明に
おいて、第1のエアガイドは上流側に搭載されたマルチ
チップモジュールに対しては冷却風の流れに対して間口
が広く、下流側に搭載されたマルチチップモジュールに
対しては間口が狭く、かつ下流側マルチチップモジュー
ルよりも下流側は間口が広くなるよう形成されているも
のである。第4の発明は、第3の発明において、第1の
エアガイドの下流側マルチチップモジュールより下流側
間口間に少なくとも1つの補助ガイドを設けたものであ
る。第5の発明は、第1又は第2の発明において、第1
のエアガイドよりもさらに下流側に、複数個の通気孔を
有する第3のエアガイドを冷却風の流れに対して直交し
て配設したものである。
【0010】
【作用】本発明によれば、第1のエアガイドは冷却風の
流れに対して上流側の間口が下流側より広くなっている
ので、マルチチップモジュールの裏面に設けたヒートシ
ンクに強制的に冷却空気の流れを導くことができるた
め、マルチチップモジュールへ有効に冷却風を流すこと
が可能となる。その結果、風速を向上できることから熱
伝達率を向上でき、かつ放熱面積も十分取れることから
熱抵抗を大幅に低減でき、マルチチップモジュールの許
容消費電力を大幅に増すことができる。また、第1のエ
アガイドと第2のエアガイドとの隙間により冷却空気を
下流側に搭載されているマルチチップモジュールに直接
導くことが可能となる。
【0011】一般に、マルチチップモジュール上に搭載
されたチップのジャンクション温度Tjは次式 Tj=Ta+Rjーa×P で表される。ここで、Taは空気温度、Rjーaは空気
からジャンクションまでの熱抵抗、Pはチップの消費電
力である。上記したように、冷えた空気を導くことは、
Taを低下させることと等価であり、一方Tjは一定温
度であることからチップの消費電力を増すことができ、
ひいてはマルチチップモジュールの許容消費電力を増す
ことができる点が従来技術と大きく異なる。
【0012】第3の発明において、第1のエアガイドは
上流側に搭載されたマルチチップモジュールに対しては
冷却風の流れに対して間口が広く、下流側に搭載された
マルチチップモジュールに対しては間口が狭く、かつ下
流側マルチチップモジュールよりも下流側は間口が広く
なるよう形成されているので、マルチチップモジュール
を搭載した平面実装用シェルフの上段にブックシェルフ
実装用シェルフを混載する場合には、ブックシェルフ実
装用シェルフに搭載された各電子回路パッケージに均一
流量で、かつ均一温度の冷却空気を送り込める。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明に係る冷却構造を採用し
た電子装置の正面図、図2は図1における図示範囲Aの
斜視図である。なお、図5および図6と同一構成部品の
ものに対しては同一符号をもって示し、その説明を省略
する。本実施例は2つのマルチチップモジュール3A,
3Bを平面実装基板4の上流側と下流側に搭載すると共
に、これらのモジュールに対応して第1,第2のエアガ
イド17,18を設けた例を示す。6A,16B,16
Cは第1,第2のエアガイド17,18を通過する冷却
風の流れの方向である。
【0014】第1のエアガイド17は、上流側と下流側
のマルチチップモジュール3A,3Bの両側に配設され
ており、上流側マルチチップモジュール3Aに対応する
上流側端部の間口が冷却風の流れに対して広く、下流側
マルチチップモジュール3Bに対応する下流側の間口が
上流側間口より狭く、中央部が下流側間口部に向かって
徐々に狭くなるよう形成されている。また、第1のエア
ガイド17の上流側間口部は、上流側マルチチップモジ
ュール3Aよりも上流側に延在している。第2のエアガ
イド18は全長にわたって同一の幅を有し、上流側マル
チチップモジュール3Aの側方にこれと近接して配設さ
れることにより、第1のエアガイド17の上流側間口部
内に位置している。その他の構成は図5および図6に示
した従来構造と同様である。
【0015】かくしてこのような構成においては、上流
側マルチチップモジュール3Aに対して直接上流側から
の冷えた空気を第2のエアガイド18によって導くこと
ができ、また下流側マルチチップモジュール3Bに対し
ては第1のエアガイド17と第2のエアガイド18との
間の隙間を通って冷えた空気を直接導くことができる。
したがって、冷却空気温度を低下させると共に、空気風
速を増加させることができるため、上流、下流側のマル
チチップモジュール3A,3Bを良好に冷却することが
でき、マルチチップモジュール3A,3Bの許容消費電
力を大幅に増すことができる。
【0016】図3は上記の効果を定性的に示した図で、
横軸はマルチチップモジュールの搭載位置を表し、縦軸
はマルチチップモジュール近傍の空気温度を示してい
る。この図から明かなように本発明においては、温度の
低い空気の導入と風速の増加により、エアガイドを設け
ない従来構造に比べて空気温度を大幅に低減することが
できる。
【0017】図4は本発明の他の実施例を示す正面図で
ある。この実施例はブックシェルフ実装用シェルフ2を
混載して実装する際に有効な冷却構造を示すものであ
り、第1のエアガイド17の下流側端に、下流側に向か
って広がる末広がり部17aを延設すると共に、この末
広がり部17aの間に複数個の補助ガイド21を配設し
て構成したものである。末広がり部17aと補助ガイド
21は、第1のエアガイド17を通過した冷却空気16
Cを平面実装基板4の面方向に広げて下流側に位置する
電子回路パッケージ1に導くためのもので、末広がり部
17aの下流側間口が電子回路パッケージ1と略等しく
なるよう設定され、補助ガイド21が下流側端が上流側
端より外側に位置するよう放射状に配設されている。な
お、本実施例においては複数枚の補助ガイド21を配設
したが、電子回路パッケージ1の幅が狭い場合は、1つ
でもよい。また、1つの場合は末広がり部17aの中央
に冷却空気16Cの流れ方向と平行に配設される。
【0018】このような構成においては第1のエアガイ
ド17の末広がり部17aと補助ガイド21により冷た
い空気16Cを略均一流量で、かつ均一温度で下流側の
電子回路パッケージ1に送り込むことができる。このた
め、平面実装部とブックシェルフ実装部とを容易に混載
できる利点を有する。
【0019】なお、上記実施例は平面実装部として平面
実装基板4の裏面側にはインターフェース基板11をブ
ックシェルフ実装基板に搭載した平面実装用シェルフ5
を用いた場合を例にとって示したが、平面実装部として
平面実装基板4のみからなる平面実装用シェルフを用い
ても有効であることは言うまでもない。
【0020】また、本発明は上記実施例に特定されるこ
となく種々の変更、変形が可能であり、例えば第1のエ
アガイド17の末広がり部17aと補助ガイド21の代
わりに第1のエアガイド17の下流側に、図2に二点鎖
線で示す複数個の通気孔23を有する板状のエアガイド
(第3のエアガイド)22を冷却風16Cの流れに直交
して配設してもよく、このような構成においても図4に
示した実施例と同様な効果が得られるものである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子装
置の冷却構造は、マルチチップモジュールの側面側に第
1のエアガイドを配設し、このエアガイドの上流側間口
を下流側間口より広くしたので、流体抵抗の高いマルチ
チップモジュールの裏面側に設けたヒートシンクに冷却
空気を強制的に導くことができる。そのため、マルチチ
ップモジュールに冷却風を有効に流すことができ、その
結果マルチチップモジュールの許容消費電力を大幅に増
すことができる。
【0022】また、本発明は第1のエアガイドを上流側
および下流側マルチチップモジュールに対応して配設
し、さらに第2のエアガイドを上流側マルチチップモジ
ュールに対応して第1のエアガイドの内側に配設して構
成したので、下流側に搭載されたマルチチップモジュー
ルに対しても冷えた冷却風を直接導くことができ、この
ため下流側マルチチップモジュールの許容消費電力を増
すことができる。
【0023】さらに本発明は第1のエアガイドの下流側
の間口を広く形成したので、マルチチップモジュールを
搭載した平面実装用シェルフの上段にブックシェルフ実
装用シェルフを混載した場合、ブックシェルフ実装用シ
ェルフに搭載された各電子回路パッケージに均一流量
で、かつ均一温度の冷却風を送り込むことができる。よ
って、平面実装部とブックシェルフ実装部とを容易に混
載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冷却構造を採用した電子装置の正
面図である。
【図2】図1に示した図示範囲Aの斜視図である。
【図3】本発明による効果を定性的に示した図で、マル
チチップモジュールの搭載位置とマルチチップモジュー
ル近傍の空気温度の関係を示す図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図5】従来のブックシェルフ実装と平面実装とを混載
した高発熱電子装置の架搭載を示す正面図である。
【図6】図5に示す図示範囲Aの斜視図である。
【符号の説明】
1 電子回路パッケージ 2 ブックシェルフ実装用シェルフ 3 マルチチップモジュール 3A 上流側マルチチップモジュール 3B 下流側マルチチップモジュール 4 平面実装基板 5 平面実装用シェルフ 7 ファンユニット 9 架 11 インターフェース基板 12 インターフェース基板搭載部品 13 ヒートシンク 14 ファン 15A,15B,15C 冷却風の流れ 16A,16B,16C 冷却風の流れ 17 第1のエアガイド 17a 末広がり部 18 第2のエアガイド 21 補助ガイド 22 第3のエアガイド 23 通気孔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のチップを搭載してなる電子回路パ
    ッケージを、複数枚ラック状のシェルフに搭載したブッ
    クシェルフ実装用シェルフと、少なくとも1枚以上のマ
    ルチチップモジュールを搭載した平面実装用シェルフと
    を、それぞれ1シェルフ以上混載し、かつ少なくとも1
    個以上の冷却ファンを用いて前記ブックシェルフ実装用
    シェルフと平面実装用シェルフとを一括して強制冷却す
    る電子装置の冷却構造において、 平面実装基板上の前記マルチチップモジュールを通過し
    て冷却風が流れる方向に沿った側面側に第1のエアガイ
    ドを設けてなり、この第1のエアガイドは冷却風の流れ
    に対して上流側間口が下流側間口より広いことを特徴と
    する電子装置の冷却構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電子装置の冷却構造にお
    いて、第1のエアガイドは上流側および下流側マルチチ
    ップモジュールの側面側に配設されて間口の広い上流側
    端部が上流側マルチチップモジュールの側面側に位置し
    て間口の狭い下流側端が下流側マルチチップモジュール
    の側面側に位置し、さらに前記上流側マルチチップモジ
    ュールの側面側に第2のエアガイドを第1のエアガイド
    よりも近接して設けたことを特徴とする電子装置の冷却
    構造。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の電子装置の冷却構
    造において、第1のエアガイドは上流側に搭載されたマ
    ルチチップモジュールに対しては冷却風の流れに対して
    間口が広く、下流側に搭載されたマルチチップモジュー
    ルに対しては間口が狭く、かつ下流側マルチチップモジ
    ュールよりも下流側は間口が広くなるよう形成されてい
    ることを特徴とする電子装置の冷却構造。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の電子装置の冷却構造にお
    いて、第1のエアガイドの下流側マルチチップモジュー
    ルより下流側間口間に少なくとも1つの補助ガイドを設
    けたことを特徴とする電子装置の冷却構造。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2記載の電子装置の冷却構
    造において、第1のエアガイドよりもさらに下流側に、
    複数個の通気孔を有する第3のエアガイドを冷却風の流
    れに対して直交して配設したことを特徴とする電子装置
    の冷却構造。
JP19304293A 1993-07-09 1993-07-09 電子装置の冷却構造 Pending JPH0730275A (ja)

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JP19304293A JPH0730275A (ja) 1993-07-09 1993-07-09 電子装置の冷却構造

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ID=16301210

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5366950A (en) * 1992-07-06 1994-11-22 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Catalyst and process for removing nitrogen oxides
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