JP2536120B2 - 電子部品の冷却構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子回路に使用される電子部品の冷却構造
に関する。

〔従来の技術〕

従来、パワートランジスタ等にヒートシンクを取り付
ける際に用いられる伝熱シートは、シリコンゴム等の材
料を母材とし、比較的熱伝導率の高い金属酸化物、ある
いは窒化ホウ素等をフィラーとして混入して作られてお
り0.01〜0.04W/cm℃の熱伝導率を持つ。

また、近年大型コンピュータ等、電子機器の大規模高
集積化が進み、機器内の発熱密度が大幅に増したため、
従来からの冷却ファンによる強制冷却方式に替わり、水
などの熱容量の大きな液体冷媒を電子機器を構成する集
積回路素子の近傍に循環させ伝導により集積回路素子で
発生した熱を冷媒へ伝える方式が用いられるようになっ
ている。この方式において、冷却部品と集積回路素子と
を直接接触させ固定すると、熱膨張により集積回路素子
とプリント基板との接合部にストレスが発生するため、
熱膨張を吸収する構造とする必要がある。

第３図は半導体チップ28が取り付けられたLSIケース2
7をプリント基板26に取り付け、LSIケース27をコールド
プレート21に設けた冷媒流路22中の冷媒23で冷却する集
積回路素子の冷却構造の例で、柔らかいサーマルペース
ト24をフィルム25に封入したものをコールドプレート21
とLSIケース27との間にはさんだ構造としており、LSIケ
ース27等の熱膨張を吸収するとともに部品の寸法公差や
組立て時に生じるLSIケース27の高さや傾きのばらつき
も吸収している。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図に示す集積回路素子の冷却構造において、フィ
ルム25内にサーマルペースト24を封入したものの代わり
に従来の伝熱シートを用いた場合では、上述のような従
来の伝熱シートでプリント基板に複数個搭載された集積
回路素子の高さや傾きのばらつきを吸収させようとする
と、コールドプレート21とLSIケース27と伝熱シートを
間に挟んで大きな力で押し合わせて伝熱シートを変形さ
せる必要があり、プリント基板や集積回路素子に悪影響
を与えるという欠点がある。

また、第３図に示すサーマルペースト24をフィルム25
内に封入する方法は、製造が複雑なうえ、フィルム25が
破れてサーマルペースト24が流出する危険がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電子部品の冷却構造は、基板上に実装された
電子部品と、前記基板の上方に位置する冷却部材と、前
記電子部品と前記冷却部材の間に介在する伝熱シートと
を含む。前記伝熱シートは、シリコーン樹脂を母材とし
フィラーが混入されシート状に成形して取り扱える強度
を有する強度保持層と、シリコーン樹脂を母材としフィ
ラーが混入され前記強度保持層より柔軟で前記電子部品
の高さのばらつき、および、前記電子部品の傾きのばら
つきの少なくとも１つを吸収できるだけの柔軟性を有す
る変形層とを含む。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の一部を破断して示す斜視
図である。

強度保持層１はシリコーン樹脂を母材とし、熱伝導性
の金属酸化物などを混入した材料で作られており、シー
ト状に成形して取り扱える強度を有している。

変形層２は強度保持層１と同様にシリコーン樹脂を母
材とし、熱伝導性の金属酸化物などを混入した材料で作
られているが、母材のシリコーン樹脂にシリコーンゲル
と呼ばれる極めて柔らかい材料を用いている。変形層２
は強度保持層１に積層して貼り合わせて伝熱シート３を
構成する。

変形層２のみでは極めて柔らかいため、組立てなどの
取扱い時に破れたりしわになったりするため、強度保持
層１を積層して貼り合わせることにより補強している。

第２図は、伝熱シート３を実際の集積回路素子の冷却
構造に使用した場合の一例を示す断面図である。集積回
路素子４がプリント基板５上に複数搭載され、集積回路
素子４に対向して内部に冷媒流路７を持つコールドプレ
ート６が設けられ、集積回路素子４とコールドプレート
６の間に伝熱シート３がはさまれている。集積回路素子
４で発生した熱は本発明の伝熱シート３を通してコール
ドプレート６に伝わり、冷媒流路７を流れる冷媒８へ排
出される。

伝熱シート３の変形層２は極めて柔らかい材料よりで
きているので小さな力で集積回路素子4,コールドプレー
ト６と接触でき、集積回路素子４の部品の寸法公差や組
立て時に生じる高さや傾きのばらつきを吸収できる。

また、変形層２は、それ自体流動性を持たないため、
従来技術で述べたペーストをフィルムで包んだもののよ
うに流出の危険がない。さらに強度のある強度保持層１
と積層して貼り合わせてあるため組立時等の取扱いも容
易である。

なお、第１図に示す実施例では、変形層２を強度保持
層１の片面にのみ積層した場合を示したが、両面に積層
しても同様の効果を得ることが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の電子部品の冷却構造は、
電子部品と冷却部材の間に伝熱シートを介在させ、この
伝熱シートを強度を有する強度保持層と、柔らかい変形
層を積層する構造としたことにより、組立て時などの取
り扱いが容易であり、かつ集積回路素子の部品の寸法公
差，組立て時に生じる高さや傾きのばらつきを吸収で
き、冷却部品と集積回路素子とを小さな力で確実に接触
させることができる。

また、流動性のある材料を用いていないので電子機器
内での流出の恐れもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の伝熱シート３の斜視図、第
２図は第１図に示す伝熱シート３を使用した集積回路素
子の冷却構造の一例を示す断面図、第３図は従来におけ
る集積回路素子の冷却構造の断面図である。 １…強度保持層、２…変形層、３…伝熱シート、４…集
積回路素子、５…プリント基板、６…コールドプレー
ト、７…冷媒流路、８…冷媒、21…コールドプレート、
22…冷媒流路、23…冷媒、24…サーマルペースト、25…
フィルム、26…プリント基板、27…LSIケース、28…集
積回路素子。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に実装された電子部品と、前記基板
   の上方に位置する冷却部材と、前記電子部品と前記冷却
   部材の間に介在する伝熱シートとを含み、前記伝熱シー
   トが、 シリコーン樹脂を母材とし、フィラーが混入され、シー
   ト状に成形して取り扱える強度を有する強度保持層と、 シリコーン樹脂を母材とし、フィラーが混入され、前記
   強度保持層より柔軟で、前記電子部品の高さのばらつ
   き、および、前記電子部品の傾きのばらつきの少なくと
   も１つを吸収できるだけの柔軟性を有する変形層とを含
   むことを特徴とする電子部品の冷却構造。
2. 【請求項２】前記変形層が前記強度保持層の両面に積層
   されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の
   冷却構造。
3. 【請求項３】前記強度保持層に混入されたフィラーが熱
   伝導性材料を含むことを特徴とする請求項１または請求
   項２記載の電子部品の冷却構造。
4. 【請求項４】前記変形層に混入されたフィラーが熱伝導
   性材料を含むことを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の電子部品の冷却構造。