DE3885028T2 - Kühlungsstruktur für auf einem Substrat montierte elektronische Wärmeerzeugende Bauelemente. - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Die Erfindung betrifft eine Kühlungsstruktur für wärmeerzeugende elektronische Bauelemente, wie z. B. integrierte Schaltkreise (IC-Chips) Die US-A-3 405 323 und unsere US-A-4 628 990 (= FR-A-2 569 306) offenbaren Beispiele älterer Kühlungsstrukturen für IC-Chips. Die Erfindung befaßt sich mit Verbesserungen an den Kühlungsstrukturen dieser älteren Patente.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die Erfindung wird in Anspruch 1 weiter unten definiert, auf den nachstehend Bezug genommen wird. Vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
• Die Erfindung wird in der nachstehenden ausführlichen Beschreibung anhand von Beispielen in Verbindung mit den Begleitzeichnungen dargestellt, in denen:
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit einer teilweise auseinandergezogenen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt;
• Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels zeigt; und
• Fig. 3A und Fig. 3B eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines in dem Ausführungsbeispiel verwendeten Kolbens darstellen.
Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
• Das in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel weist ein Substrat 1, auf dem Substrat 1 montierte IC-Chips 2, wärmeleitende Platten 14 aus Metall, die auf den oberen Flächen der Chips 2 mit einem Klebemittel 15 befestigt sind, Kolben 20, die sich in Kontakt mit den Platten 14 befinden, und ein kalte Platte 7 mit Fließwegen 6 und mehreren Löchern 5 zum Einsetzen der Kolben 20 auf. Die Platte 7 kühlt die in die Löcher 5 eingesetzten Kolben 20 mit einem durch die Fließwege 6 zirkulierenden Kühlmittel 6a. Die von jedem Chip 2 erzeugte Wärme wird auf einem in Fig. 2 durch einen breiten Pfeil dargestellten Weg übertragen, der sich vom Klebemittel 15 über die Platte 14, den Kolben 20 und die Platte 7 zum Kühlmittel 6a erstreckt.
• Die Platte 7 ist an einer Seite mit einem Einlaß 10 und einem Auslaß 11 für das Kühlmittel 6a versehen. Die Platte 7 ist vom Substrat 1 durch die Versteifungen 12 um einen vorgegebenen Abstand getrennt. Die Platte 7, die Versteifungen 12 und das Substrat 1 werden mit Schrauben 8 fixiert. Die Platte 7 kann in einem Stück mit den Versteifungen 12 ausgeführt werden.
• Wie aus Fig. 3A und Fig. 3B ersichtlich, weist jeder der Kolben 20 einen Längsschlitz 9 auf, der sich durch die Mitte des Kolbens, ein Durchgangsloch 19 in der Mitte des Kolbens und ein Gewindeloch 17 erstreckt, das in der Nähe des Durchgangslochs 19 durch den Schlitz und zu der Seite des Durchgangslochs führt, die gemäß der Darstellung zum offenen Ende des Schlitzes hin liegt. Die Kolben 20 werden in die Löcher 5 der kalten Platte 7 eingesetzt, um jeweils in Kontakt mit den oberen Flächen der Platten 14 zu kommen. Erste Gewindeschrauben 13 werden in die Durchgangslöcher 19 der Kolben 20 eingeschraubt, um mit den in den wärmeleitenden Platten 14 ausgebildeten Gewindelöchern 16 in Eingriff zu kommen, bis die an den oberen Enden der Schrauben 13 ausgebildeten Flansche jeweils an die oberen Flächen der Kolben 20 anstoßen. Dadurch werden die Kolben 20 auf den Platten 14 fixiert. Dann werden zweite Gewindeschrauben 18 mit den Gewindelöchern 17 der Kolben 20 in Eingriff gebracht. Durch Anziehen der Schrauben 18 in den Gewindelöchern 17 werden die Schlitze an den Kolben 20 geweitet, um die Kolben 20 mittels Reibung bündig in den Löchern 5 der kalten Platte 7 zu fixieren.

Claims (5)

1. Kühlungsstruktur für auf einem Substrat (1) montierte wärmeerzeugende elektronische Bauelemente (2) mit:

einer auf dem Substrat befestigten kalten Platte (7), wobei die kalte Platte mit ersten Durchgangslöchern (5) versehen ist, die mit den oberen Flächen der wärmeerzeugenden elektronischen Bauelemente auf dem Substrat ausgerichtet sind,

Fließwegen (6), die innerhalb der kalten Platte für eine Zirkulation eines Kühlmittels ausgebildet sind,

einem Einlaß (10), der an einer Seite der kalten Platte vorgesehen ist, zum Zuführen des Kühlmittels in die Fließwege,

einem Auslaß (11), der auf einer Seite der kalten Platte vorgesehen ist, zum Abgeben des Kühlmittels von den Fließwegen,

Kolben (20), die durch die ersten Durchgangslöcher eingesetzt und darin gehalten werden, und

einem aus einem wärmeleitenden Material bestehenden Zwischenelement (14), das zwischen jeder der unteren Flächen der Kolben und einer entsprechenden der oberen Flächen der elektronischen Bauelemente angeordnet ist, so daß ein wärmeleitender Weg zwischen diesen bereitgestellt wird, wobei das Zwischenelement ein erstes Gewindeloch (16) aufweist und jeder der Kolben aufweist:

einen Längsschlitz (9),

ein zweites Durchgangsloch (19), das in der Mitte des Kolbens vorgesehen ist,

eine erste Schraube (13), die durch das zweite Durchgangsloch (19) eingesetzt und mit dem ersten Gewindeloch (16) in Eingriff gebracht wird;

ein zweites Gewindeloch (17), das in dem Schlitz ausgebildet ist an einer Stelle benachbart zu dem zweiten Durchgangsloch, und

eine zweite Schraube (18), die in das zweite Gewindeloch (17) eingesetzt wird, so daß der Schlitz geweitet wird, wodurch die Wandfläche des ersten Durchgangslochs (5), in das der Kolben (20) eingesetzt ist, mit der Außenfläche des Kolbens in Berührung kommt.

2. Kühlungsstruktur nach Anspruch 1, wobei die Kolben zylindrisch sind.

3. Kühlungsstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wärmeleitende Material Metall ist.

4. Kühlungsstruktur nach Anspruch 3, wobei das Zwischenelement (14) an den oberen Flächen der wärmeerzeugenden elektronischen Bauelemente mittels eines Klebmittels (15) angebracht ist.

5. Kühlungsstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Längsschlitz (9) sich durch die Mitte des Kolbens (20) erstreckt.