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JPH11238986A - 発熱部品の冷却装置 - Google Patents

発熱部品の冷却装置

Info

Publication number
JPH11238986A
JPH11238986A JP3925098A JP3925098A JPH11238986A JP H11238986 A JPH11238986 A JP H11238986A JP 3925098 A JP3925098 A JP 3925098A JP 3925098 A JP3925098 A JP 3925098A JP H11238986 A JPH11238986 A JP H11238986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
cooling
generating component
mounting board
hole
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
JP3925098A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoaki Yuasa
智明 湯浅
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3925098A priority Critical patent/JPH11238986A/ja
Publication of JPH11238986A publication Critical patent/JPH11238986A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0272Adaptations for fluid transport, e.g. channels, holes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取付基板の表側に対する冷却のための装置空
間を減らして小型化および軽量化の実現と機器全体のレ
イアウトとに自由度を持たせる。 【解決手段】 基板または配線基板等のような取付基板
2に穴2aを電子部品または電子機器モジュール等のよ
うな発熱部品1の周辺に位置するように形成し、穴2a
により冷却用空気または冷却用不活性ガス等のような冷
却用気体4が取付基板2の表裏間に流れるようにして、
冷却用気体4と発熱部品1との熱交換を図る。また、取
付基板2の表側で発熱部品1にヒートシンク3を穴2a
での冷却用気体4の流通を許容するともに熱伝導可能な
ように設けることにより、発熱部品1より熱が伝わるヒ
ートシンク3と冷却用気体4との熱交換も図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、基板または配線
基板等のような取付基板に搭載された電子部品または電
子機器モジュール等のような発熱部品を強制的に空冷す
る冷却装置に関するものである。この強制的な空冷と
は、冷却用気体とヒートシンクや発熱部品との熱交換の
現象を物理的に表現した物理用語でいう広義の「強制冷
却」であって、冷却用気体の流れを必ずしも動力で作り
出して冷却することだけの狭義ではない。
【0002】
【従来の技術】図12は従来の発熱部品の冷却装置を示
す斜視図であり、図12において、20は冷却用ファ
ン、21はエアチャンバ、22は冷却用気体としての冷
却用空気、23はエアチャンバ21に設けられたノズ
ル、24は電子部品や電子機器モジュール等のような発
熱部品、25は発熱部品24を搭載した基板または配線
基板等のような取付基板、26は排出口である。
【0003】次に動作について説明する。冷却ファン2
0からエアチャンバ21に冷却用空気22が送り込ま
れ、ノズル23から発熱部品24に冷却空気22が吹き
付けられ、排出口26から使用済みの冷却用空気22が
排気される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の発熱部品の冷却
装置は以上のように構成されていたので、取付基板25
の発熱部品24が搭載された側である表側に冷却のため
の装置空間が必要であり、小型化および軽量化の実現と
機器全体のレイアウト設計とに制約がある等の問題があ
った。
【0005】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、取付基板の表側に対する冷却
のための装置空間を減らして小型化および軽量化の実現
と機器全体のレイアウトとに自由度を持たせることがで
きる発熱部品の冷却装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発熱部品
の冷却装置は、基板または配線基板等のような取付基板
に搭載された電子部品または電子機器モジュール等のよ
うな発熱部品を、冷却用空気または冷却不活性ガス等の
ような冷却用気体を用いて冷却する発熱部品の冷却装置
において、取付基板に冷却用気体が取付基板の表裏間に
流れるような穴を発熱部品の周辺に位置するように形成
したことを特徴とする。
【0007】請求項2に係る発熱部品の冷却装置は、請
求項1の取付基板の表側で発熱部品にヒートシンクを穴
での冷却用気体の流通を許容するとともに熱伝導可能な
ように設けたことを特徴とする。
【0008】請求項3に係る発熱部品の冷却装置は、請
求項2のヒートシンクを一体化したことを特徴とする。
【0009】請求項4に係る発熱部品の冷却装置は、請
求項1の穴による冷却用気体の流れを取付基板の表側か
ら裏側への流れとしたことを特徴とする。
【0010】請求項5に係る発熱部品の冷却装置は、請
求項4の取付基板の表側から裏側への穴による冷却用気
体の流れを取付基板の表側に配置した高圧の閉鎖空間に
より作り出すことを特徴とする。
【0011】請求項6に係る発熱部品の冷却装置は、請
求項4の取付基板の表側から裏側への穴による冷却用気
体の流れを取付基板の裏側に配置した低圧の閉鎖空間に
より作り出すことを特徴とする。
【0012】請求項7に係る発熱部品の冷却装置は、請
求項1の穴による冷却用気体の流れを取付基板の裏側か
ら表側への流れとしたことを特徴とする。
【0013】請求項8に係る発熱部品の冷却装置は、請
求項7の取付基板の裏側から表側への穴による冷却用気
体の流れを取付基板の裏側に配置した高圧の閉鎖空間に
より作り出すことを特徴とする。
【0014】請求項9に係る発熱部品の冷却装置は、請
求項7の取付基板の裏側から表側への穴による冷却用気
体の流れを取付基板の表側に配置した低圧の閉鎖空間に
より作り出すことを特徴とする。
【0015】請求項10に係る発熱部品の冷却装置は、
基板または配線基板等のような取付基板に搭載された電
子部品または電子機器モジュール等のような発熱部品
を、冷却用空気または冷却不活性ガス等のような冷却用
気体を用いて冷却する発熱部品の冷却装置において、取
付基板に穴を発熱部品の腹部に対応する位置に形成し、
この穴により冷却用気体が発熱部品の腹部に噴き当てら
れるようにしたことを特徴とする。
【0016】請求項11に係る発熱部品の冷却装置は、
基板または配線基板等のような取付基板に搭載された電
子部品または電子機器モジュール等のような発熱部品
を、冷却用空気または冷却不活性ガス等のような冷却用
基板を用いて冷却する発熱部品の冷却装置において、取
付基板に穴を発熱部品の腹部に対応する位置に形成し、
この穴を介して発熱部品の腹部にヒートシンクを取り付
け、このヒートシンクを取付基板の裏側の冷却用気体の
流れにより冷却することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態1.図1はこの
発明の実施の形態1の発熱部品の冷却装置を示し、a図
は上面図であり、b図はa図のA−A線に沿う端面図で
ある。図2は図1の一部を示した斜視図である。図1お
よび図2において、1は電子部品または電子機器モジュ
ール等のような複数の発熱部品、2は複数の発熱部品1
が搭載された基板または配線基板等のような取付基板、
2aは発熱部品1の周囲に位置するように基板2にあけ
られた複数の穴、3は発熱部品1ごとに設けられた複数
のヒートシンク、4は冷却空気または冷却不活性ガス等
ような冷却用気体である。この発明の実施の形態1の場
合、複数の発熱部品1が横方向に所定間隔を置いて列状
に配置されている。複数の穴2aは、横方向に並ぶ複数
の発熱部品1の相互間に位置し、上面より見て発熱部品
1と略同じ縦幅(図1のa図において横幅と直交する方
向の幅)の長方形を呈する。図2にも示すように、ヒー
トシンク3は、発熱部品1の上面の全域に重ね合わされ
たベース部3aと、ベース部3aより上方及び穴2aの
側に突出する複数のフィン3bと、ベース部3aの縦方
向両側に設けられた脚部3cとを備える。複数のフィン
3bは縦方向に所定間隔を置いて離隔している。つま
り、複数のフィン3bは互いに縦方向に間隔を有し、縦
方向両側のフィン3bと脚部3cとの間に隙間5を有す
る。ベース部3aより穴2aの側に突出したフィン3b
の端部は、穴2aの真上に位置している。脚部3cは、
発熱部品1の縦方向側面に接触していると共に取付基板
2に取り付けられている。脚部3cの穴2aの側の端部
は、発熱部品1より穴2aの縦方向に相対峙する縁部に
沿い延設している。図1のb図及び図2の矢印の向きは
冷却用気体4の流れる方向を示す。
【0018】上記のように構成された発熱部品1の冷却
装置においては、発熱部品1の熱が伝導により取付基板
2やヒートシンク3に伝わる。取付基板の穴2aから冷
却用気体4を取付基板2の裏側より表側(発熱部品1が
搭載された側)に通すことで、取付基板2と発熱部品1
及びヒートシンク3が冷却用気体4の強制対流により冷
やされ、全体として発熱部品1が適切に冷却される。こ
の発明の実施の形態1にあっては、取付基板2の裏側と
ヒートシンク3の上部とに冷却用気体4の流れが生じる
わずかな空間があればよく、小型軽量な冷却装置が実現
できる。
【0019】発明の実施の形態2.図3はこの発明の実
施の形態2の発熱部品1の冷却装置を示し、a図は上面
図であり、b図はa図のB−B線に沿う端面図である。
上記発明の実施の形態1では、ヒートシンク3が発熱部
品1ごとに独立したが、この発明の実施の形態2では、
図3に示すように、ヒートシンク3Aを一体化させたこ
とにより、ヒートシンク3Aが発熱部品1に対して広い
ヒートシンクとして作用し、全体としてより効果的な冷
却装置とした。このヒートシンク3Aは、上記発明の実
施の形態1における複数のフィン3bと脚部3cと横方
向で一体に連続させた形態に形成したことにより、一体
化されている。つまり、取付基板1にあけられた穴2a
の真上において、ヒートシンク3Aは複数のフィン3b
相互間、および、縦方向両側のフィン3bと脚部3cと
の間のそれぞれに隙間5を有する。
【0020】発明の実施の形態3.図4はこの発明の実
施の形態3の発熱部品1の冷却装置を示し、a図は上面
図であり、b図はa図のC−C線に沿う端面図である。
上記発明の実施の形態1では、ヒートシンク3が発熱部
品1ごとに独立し、また、冷却用気体4が取付基板2の
裏側より穴2aに流れるようにしたが、この発明の実施
の形態3では、図4に示すように、ヒートシンク3Aが
上記発明の実施の形態2と同様な形態で一体化され、冷
却用気体4が取付基板2の表側より穴2aに流れる、効
果的な冷却装置となる。図4のb図の矢印の向きは冷却
用気体4の流れる方向を示す。
【0021】発明の実施の形態4.図5はこの発明の実
施の形態4の発熱部品1の冷却装置を示した端面図であ
る。上記発明の実施の形態1〜3では、取付基板2の周
囲を開放空間としたが、この発明の実施の形態4では、
図5に示すように、ヒートシンク3Aが上記発明の実施
の形態2と同様な形態で一体化され、ヒートシンク3A
が取付基板2の表側から冷却用気体4を導く高圧な閉鎖
空間としての高圧チャンバー6を一体に備えている。こ
の取付基板2の表側の高圧チャンバー6より、冷却用気
体4がヒートシンク3Aの隙間5(図4参照)より発熱
部品1の相互間隔と穴2aとを順に経由して取付基板2
の表側から裏側へ容易に流れる、効果的な冷却装置とな
る。図5の矢印の向きは冷却用気体4の流れる方向を示
す。
【0022】発明の実施の形態5.図6はこの発明の実
施の形態5の発熱部品1の冷却装置を示し、a図は上面
図であり、b図はa図のD−D線に沿う端面図である。
上記発明の実施の形態1では、ヒートシンク3が発熱部
品1ごとに独立したが、この発明の実施の形態5では、
図6に示すように、ヒートシンク3Aが上記発明の実施
の形態2と同様な形態で一体化され、冷却用気体4が取
付基板の裏側より穴2aに流れる、効果的な冷却装置と
なる。図6のb図の矢印の向きは冷却用気体4の流れる
方向を示す。
【0023】発明の実施の形態6.図7はこの発明の実
施の形態6の発熱部品1の冷却装置を示した端面図であ
る。上記発明の実施の形態4では、高圧チャンバー6付
きのヒートシンク3Aとしたが、この発明の実施の形態
6では、図7に示すように、ヒートシンク3Aが取付基
板2の裏側から冷却用気体4を導く閉鎖空間としての低
圧チャンバー7を一体に備えている。この取付基板2の
表側の低圧チャンバー7により、冷却用気体4が取付基
板2の穴2aより発熱部品1の相互間隔とヒートシンク
3Aの隙間5(図4参照)とを順に経由して取付基板2
の裏側から表側へ容易に流れる、効果的な冷却装置とな
る。図7の矢印の向きは冷却用気体4の流れる方向を示
す。
【0024】発明の実施の形態7.図8はこの発明の実
施の形態7の発熱部品1の冷却装置を示した端面図であ
る。上記発明の実施の形態4または発明の実施の形態6
では、高圧チャンバー6付きのヒートシンク3Aまたは
低圧チャンバー7付きのヒートシンク3Aとしたが、こ
の発明の実施の形態7では、図8に示すように、ヒート
シンク3Aが上記発明の実施の形態2と同様な形態で一
体化され、取付基板2の裏側には取付基板2の裏側から
冷却用気体4を導く閉鎖空間としての高圧チャンバー8
を備えている。この取付基板2の裏側の高圧チャンバー
8により、冷却用気体4が取付基板2の穴2aより発熱
部品1の相互間隔とヒートシンク3Aの隙間5(図4参
照)とを順に経由して取付線基板2の裏側から表側へ容
易に流れる、効果的な冷却装置となる。図8の矢印の向
きは冷却用気体4の流れる方向を示す。
【0025】発明の実施の形態8.図9はこの発明の実
施の形態8の発熱部品1の冷却装置を示した端面図であ
る。上記発明の実施の形態7では、取付基板2の裏側に
高圧チャンバー8を設けたが、この発明の実施の形態8
では、図9に示すように、ヒートシンク3Aが上記発明
の実施の形態2と同様な形態で一体化され、取付基板2
の裏側には取付基板2の表側から冷却用気体4を導く閉
鎖空間としての低圧チャンバー9を備えている。この取
付基板2の裏側の低圧チャンバー9により、冷却用気体
4がヒートシンク3Aの隙間5(図4参照)より発熱部
品1の相互間隔と穴2aとを順に経由して取付基板2の
表側から裏側へ容易に流れる、効果的な冷却装置とな
る。図9の矢印の向きは冷却用気体4の流れる方向を示
す。
【0026】発明の実施の形態9.図10はこの発明の
実施の形態9の発熱部品1の冷却装置を示した端面図で
あり、図10において、取付基板2は穴2bを取付基板
2に搭載された発熱部品1の腹部に対応する位置に形成
している。10は取付基板2の裏側に配置された高圧チ
ャンバーであって、ノズル10aを取付基板基板2の穴
2bに対応する位置に備えている。この取付基板2の裏
側を閉鎖空間として高圧化された高圧チャンバー10の
ノズル10aにより、冷却用気体4が取付基板2の穴2
bを経由して発熱部品1の腹部に衝突噴流として直接噴
き当てられて発熱部品1を冷却する、効果的な冷却装置
となる。図10の矢印の向きは冷却用気体4の流れる方
向を示す。
【0027】発明の実施の形態10.図11はこの発明
の実施の形態10の発熱部品1の冷却装置を示した端面
図である。上記発明の実施の形態9では、取付基板2の
穴2bを介して発熱部品1の腹部に冷却用気体4を直接
噴き付けたが、この発明の実施の形態10では、図11
に示すように、取付基板2に搭載された発熱部品1の腹
部にはヒートシンク3Bが穴2bを経由して直接取り付
けられ、ヒートシンク3Bを取付基板2の裏側に沿って
流れる冷却用気体4で冷却する、効果的な冷却装置とな
る。この発明の実施の形態10のヒートシンク3Bは、
中央の支柱3dより複数のフィン3eを上下方向に所定
間隔を置いて多段に突出している。よって、冷却用気体
4が複数のフィン3dの上下方向での相互間隔を円滑に
通り抜けることができる。図11の矢印の向きは冷却用
気体4の流れる方向を示す。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電子
部品または電子機器モジュール等のような発熱部品を搭
載した基板または配線基板等のような取付基板に形成し
た穴により、取付基板の表側に対する冷却のための装置
空間を減らして小型化および軽量化の実現と機器全体の
レイアウトとに自由度を持たせることができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の発熱部品の冷却装
置を示し、a図は上面図であり、b図はa図のA−A線
端面図である。
【図2】 図1の一部を示す斜視図である。
【図3】 この発明の実施の形態2の発熱部品の冷却装
置を示し、a図は上面図であり、b図はa図のB−B線
端面図である。
【図4】 この発明の実施の形態3の発熱部品の冷却装
置を示し、a図は上面図であり、b図はa図のC−C線
端面図である。
【図5】 この発明の実施の形態4の発熱部品の冷却装
置を示す端面図である。
【図6】 この発明の実施の形態5の発熱部品の冷却装
置を示し、a図は上面図であり、b図はa図のD−D線
端面図である。
【図7】 この発明の実施の形態6の発熱部品の冷却装
置を示す端面図である。
【図8】 この発明の実施の形態7の発熱部品の冷却装
置を示す端面図である。
【図9】 この発明の実施の形態8の発熱部品の冷却装
置を示す端面図である。
【図10】 この発明の実施の形態9の発熱部品の冷却
装置を示す端面図である。
【図11】 この発明の実施の形態10の発熱部品の冷
却装置を示す端面図である。
【図12】 従来の発熱部品の冷却装置を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
1 発熱部品、2 取付基板、2a,2b 穴、3,3
A,3B ヒートシンク、4 冷却用気体、5 隙間、
6,8,10 高圧チャンバー、7,9 低圧チャンバ
ー、10a ノズル。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板または配線基板等のような取付基板
    に搭載された電子部品または電子機器モジュール等のよ
    うな発熱部品を、冷却用空気または冷却不活性ガス等の
    ような冷却用気体を用いて冷却する発熱部品の冷却装置
    において、取付基板に冷却用気体が取付基板の表裏間に
    流れるような穴を発熱部品の周辺に位置するように形成
    したことを特徴とする発熱部品の冷却装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の取付基板の表側で発熱部品に
    ヒートシンクを穴での冷却用気体の流通を許容するとと
    もに熱伝導可能なように設けたことを特徴とする発熱部
    品の冷却装置。
  3. 【請求項3】 請求項2のヒートシンクを一体化したこ
    とを特徴とする発熱部品の冷却装置。
  4. 【請求項4】 請求項1の穴による冷却用気体の流れを
    取付基板の表側から裏側への流れとしたことを特徴とす
    る発熱部品の冷却装置。
  5. 【請求項5】 請求項4の取付基板の表側から裏側への
    穴による冷却用気体の流れを取付基板の表側に配置した
    高圧の閉鎖空間により作り出すことを特徴とする発熱部
    品の冷却装置。
  6. 【請求項6】 請求項4の取付基板の表側から裏側への
    穴による冷却用気体の流れを取付基板の裏側に配置した
    低圧の閉鎖空間により作り出すことを特徴とする発熱部
    品の冷却装置。
  7. 【請求項7】 請求項1の穴による冷却用気体の流れを
    取付基板の裏側から表側への流れとしたことを特徴とす
    る発熱部品の冷却装置。
  8. 【請求項8】 請求項7の取付基板の裏側から表側への
    穴による冷却用気体の流れを取付基板の裏側に配置した
    高圧の閉鎖空間により作り出すことを特徴とする発熱部
    品の冷却装置。
  9. 【請求項9】 請求項7の取付基板の裏側から表側への
    穴による冷却用気体の流れを取付基板の表側に配置した
    低圧の閉鎖空間により作り出すことを特徴とする発熱部
    品の冷却装置。
  10. 【請求項10】 基板または配線基板等のような取付基
    板に搭載された電子部品または電子機器モジュール等の
    ような発熱部品を、冷却用空気または冷却不活性ガス等
    のような冷却用気体を用いて冷却する発熱部品の冷却装
    置において、取付基板に穴を発熱部品の腹部に対応する
    位置に形成し、この穴により冷却用気体が発熱部品の腹
    部に噴き当てられるようにしたことを特徴とする発熱部
    品の冷却装置。
  11. 【請求項11】 基板または配線基板等のような取付基
    板に搭載された電子部品または電子機器モジュール等の
    ような発熱部品を、冷却用空気または冷却不活性ガス等
    のような冷却用基板を用いて冷却する発熱部品の冷却装
    置において、取付基板に穴を発熱部品の腹部に対応する
    位置に形成し、この穴を介して発熱部品の腹部にヒート
    シンクを取り付け、このヒートシンクを取付基板の裏側
    の冷却用気体の流れにより冷却することを特徴とする発
    熱部品の冷却装置。
JP3925098A 1998-02-20 1998-02-20 発熱部品の冷却装置 Pending JPH11238986A (ja)

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JP3925098A Pending JPH11238986A (ja) 1998-02-20 1998-02-20 発熱部品の冷却装置

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JP (1) JPH11238986A (ja)

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