DE4210834C2 - Einrichtung zum Kühlen von zu Flachbaugruppen zusammengefaßten gehäuselosen filmmontierten integrierten Bausteinen - Google Patents

Einrichtung zum Kühlen von zu Flachbaugruppen zusammengefaßten gehäuselosen filmmontierten integrierten Bausteinen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen von zu Flachbaugruppen zusammengefaßten gehäuselosen filmmontier­ ten integrierten Bausteinen (Mikropacks) gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.
Aus dem Patent US-A 4 109 707 ist beispielsweise eine sol­ che Einrichtung bekannt. Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, daß durch eine einheitliche Ausgestaltung der Membran Ungleichheiten bei den integrierten Bausteinen durch einen den integrierten Bausteinen zugeordneten Spider als Ver­ bindungsglied zur Leiterplatte ausgeglichen werden müs­ sen. Dies kann zu höheren Ungenauigkeiten am Spider füh­ ren.
Aus dem Patent US-A 4 884 630 ist eine weitere solche Einrichtung bekannt, bei der das gleiche Problem, wie eben beschrieben, besteht.
Aus der europäischen Patentschrift 0 103 068 B1 ist eine Einrichtung zum Kühlen einer Mehrzahl von zu Flachbaugrup­ pen zusammengefaßten integrierten Bausteinen bekannt, bei der die hochintegrierten Bausteine über einen Z-förmigen Spider mit der Leiterplatte verbunden sind. Dabei wird der Bauteilekörper auf den Spider aufgelötet (Innerleadbon­ ding) und dann wird der Spider freigeschnitten und Z-för­ mig gebogen. Der so entstandene Mikropack wird mit den Außenanschlüssen (Outerleads) auf die Leiterplatte aufge­ lötet. Zwischen Baustein und Leiterplatte sitzen Druck­ stücke, die Toleranzunterschiede ausgleichen und den An­ druck des Bausteins an die Kühlplatte gewährleisten, um die Verlustleistung abzuführen. Der Spider muß Wegunter­ schiede in Z-Richtung ausgleichen, die durch Zusammendrücken des Druckstückes und durch die Biegung der Leiterplat­ te entstehen. Dies kann wieder zu höheren Ungenauigkeiten am Spider führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrich­ tung zum Kühlen von zu Flachbaugruppen zusammengefaßten integrierten Bausteinen zu schaffen, bei der Ungleichhei­ ten bei den integrierten Bausteinen ausgeglichen werden, ohne daß höhere Ungenauigkeiten an den den jeweiligen integrierten Bausteinen zugehörigen Spidern auftreten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs.
Durch diese Merkmale werden die durch den Biegevorgang des Spiders bei herkömmlichen Mikropacks häufig auftretenden Ungenauigkeiten zwischen der Deckungsgleichheit seiner Außenanschlüsse mit den jeweils zugeordneten Pads der Leiterplatte, die nur durch aufwendige zusätzliche Maßnah­ men verhindert werden können, vermieden.
Die Lösung besteht darin, daß die Außenanschlüsse durch flache Spider gebildet sind, die an zwei Stellen leicht vorgeformt sind, und daß die eine Dicke von 0,3 mm be­ sitzende, an den Rändern der Kühlplatte befestigte Membran an den Berührungsstellen mit den Bausteinen tiefergezogene Submembranen aufweist.
Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
In der Figur ist schematisch eine Kühlplatte 1 gezeigt, die halbkreisförmige, mit einem flüssigen Kühlmittel durch­ flossene, nach unten offene Kühlkanäle 8 aufweist, wobei diese offenen Kühlkanäle durch die Membran 2, die an der Unterseite der Kühlplatte 1 rundumverlaufend befestigt ist flüs­ sigkeitsdicht abgeschlossen sind. An der Membran liegen die Rückenseiten der zu kühlenden Bauelemente 5, die als soge­ nannte Mikropacks ausgebildet sind, unmittelbar an. Die Mikropacks (z. B. ASIC′s) sind über Spider 4 mit der Lei­ terplatte 7 elektrisch und mechanisch verbunden. Anstelle von Mikropacks könnten auch herkömmliche Bauelemente (z. B. RAM′s) verwendet sein.
Ein Spider 4 ist im wesentlich flach ausgebildet und ist lediglich an zwei Stellen geringfügig vorgeformt.
Die in der Figur verwendete Membran 2 ist relativ dick, ca. 0,3 mm. Die Membran 2 ist durch Tiefziehen mit Submem­ branen 11 versehen, die in Z-Richtung beweglich sind, um Höhenunterschiede der Bausteine auszugleichen. Bei dieser Anordnung ist eine Zwischenlage von Wärmeleitblechen nicht erforderlich. Die Bausteinrückseiten liegen vielmehr di­ rekt auf den plan geschliffenen Submembranen 11 auf. Als Membranmaterial kann hochlegierter Stahl, Kupfer/Nickel­ legierung, Messing, Neusilber oder Kunststoff verwendet werden. Die Befestigung mit der Kühlplatte kann durch Kle­ ben in Verbindung mit Klemmen oder durch Weichlöten erfol­ gen.
Das der Kühleinrichtung zugrundeliegende Konzept verwendet in allen Fällen einen nahezu flachen Spider, der lediglich an zwei Stellen geringfügig vorgeformt sein muß, damit am Innerlead kein Kurzschluß entstehen kann. Ein derart fla­ cher Spider ist leichter und präziser zu fertigen, und die Verbindungen auf der Leiterplatte können leicht versetzt angeordnet werden.
Soweit Wärmeleitbleche verwendet werden, können sie aus Hartkupfer bestehen und sollen plan geschliffen sein, um eine gute Bausteinanlagegüte zu gewährleisten. Um die Mem­ bran gut gegen die einzelnen Bausteine zu drücken, kann ein statischer Wasserdruck dem Druck in den Kühlkanälen über­ lagert werden, so daß dadurch die Membrane beliebig stark gegen die Bausteine gedrückt wird.

Claims (1)

  1. Einrichtung zum Kühlen von zu Flachbaugruppen zusammengefaß­ ten gehäuselosen filmmontierten integrierten Bausteinen (Mikropacks), deren Außenanschlüsse mit den zugehörigen Lötflecken einer Leiterplatte verbunden sind, wobei die Rückenflächen mit einer allen Bausteinen gemeinsamen ebenen, an ihrer Unterseite mit offenen Kühlkanälen zur Aufnahme eines Kühlmediums und mit einer flüssigkeitsdicht ab­ schließenden Membran versehenen, Kühlplatte kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenanschlüsse durch flache Spider (4) gebildet sind, die an zwei Stellen leicht vorgeformt sind, und daß die eine Dicke von 0,3 mm besitzende, an den Rändern der Kühlplatte (1) befestigte Membran (2) an den Berüh­ rungsstellen mit den Bausteinen (5) tiefergezogene Sub­ membranen (11) aufweist.
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