JP2578429B2 - 冷却体の製造方法 - Google Patents

冷却体の製造方法

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    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto

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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 集積回路素子を冷却するための冷却体の製造方法であ
って、集積回路素子とヒートシンクとの間に熱伝導性充
填材を介在させ、所定の初期圧力を所定時間与えること
により通常運用時は集積回路素子に過度な圧力を与える
ことなく、しかも接触熱抵抗を最小にすることを可能と
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子装置に用いられる集積回路素子を冷却す
るための冷却体の製造方法に関するものである。
電子機器の構成に用いられるプリント基板に実装され
る集積回路素子などの電子部品は、近年ますます高密度
化、高速化が推進される様になり、これらの電子部品の
発熱量は増大される傾向にある。
したがって安定した稼動を得るためには、この様な発
熱量を如何に効率良く除去するかが大きな課題である。
この様な電子部品の冷却では高い冷却効果が得られる
方式として、一般的に冷水などの冷媒を用いて電子部品
の発熱を吸収する冷却装置が知られている。この様な冷
却装置では冷却効率の向上が重要である。
〔従来の技術〕
第５図は従来の超大型コンピュータ等に用いられてい
る集積回路素子の伝導冷却構造を示す図である。同図ａ
に示すものは、プリント板１に実装されたIC,LSI等の集
積回路素子２の上面よりヒートシンク３に設けられたピ
ストン４をスプリング５で押圧接触させ、素子２を冷却
するようになっている。また同図ｂに示すものはヒート
シンク３に伝熱板６を有するベローズ７を設け、ヒート
シンク３内に冷却媒体を流し、その圧力とベローズ７の
張力で伝熱板６を集積回路素子２に接触押圧させて冷却
するようになっている。
このような従来の伝導冷却構造においては集積回路素
子２の表面及びピストン４又は伝熱板６等の接触部材の
表面が完全な平面ではなく、表面粗さや、うねり等があ
るため両者の接触部は点当りとなり熱抵抗を生ずる。こ
のため接触部にHeなどの高熱伝導気体を充填するか、或
いは、熱伝導性弾性シートを挿入するなどして伝熱効率
を向上しようとしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来のヒートシンク３のピストン又は伝熱板６と
集積回路素子２との間にHeなどの高熱伝導気体を充填し
たもの、或いは熱伝導性弾性シートを用いたものは、気
体の熱伝導率が、それほど大きくないという理由と、固
体接触であるという理由によりそれぞれの冷却能力の向
上には限界があった。
本発明はこのような点にかんがみて創作されたもの
で、気体接触及び固体接触による冷却能力の向上の限界
を打破して冷却効率を向上した集積回路素子の冷却体の
製造する方法を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
第１図は本発明の原理を説明するための図である。
第１図ａにおいて、11は集積回路素子、12〜15は冷却
体を構成する各部材であり、12はヒートシンク、13はヒ
ートシンクの可撓性構造体、14はヒートシンクの伝熱
板、15は熱伝導性充填材である。本発明方法は、伝熱板
14と集積回路素子11との間に熱伝導性グリスやコンパウ
ンド、または液体金属等の熱伝導性充填材15を介在さ
せ、その状態で伝熱板14に圧力を加えるのであるが、そ
の加圧力と接触部の熱抵抗の関係は、第１図ｂに示すよ
うに、印加する圧力Ｐが大きくなるに従って、Ａ点から
Ｂ点に向って熱抵抗は減少し、一定の圧力Pc以上になる
と熱抵抗の減少はなくなる。そして熱抵抗が一定となっ
た点から圧力を減少させても熱抵抗はＢ点からＡ点へは
戻らずＣ点となる。本発明はこのような特性を利用して
組立時又は組立後にPc以上の圧力Piを所定時間加えた
後、加圧力を０に近いPpまで戻すのである。
〔作 用〕
Pc以上の初期加圧力Piを加えることにより、加圧力を
０に近いPpまで戻しても熱抵抗を初期加圧力Pi印加時と
同じ状態を保つことができ、冷却効率の向上が可能とな
る。
〔実施例〕
第２図は本発明の第１の実施例を説明するための図で
あり、ａは加圧状態、ｂは使用時の状態（加圧力を除去
した状態）を示している。同図において10はプリント
板、11は集積回路素子、12〜15は冷却体を構成する部材
であり、12はヒートシンク、13はヒートシンクの可撓性
構造体、14はヒートシンクの伝熱板、15は熱伝導性充填
材である。
本実施例は先ず第２図ａに示すように、ヒートシンク
の伝熱板14と集積回路素子11との間に熱伝導性充填材15
を介在させ、集積回路素子11を搭載したプリント板10を
加圧台16等を用いてヒートシンク12へ押圧し、各集積回
路素子11に初期加圧Piを所定時間印加する。次いで第２
図ｂに示すように加圧台16による加圧を除去し所定の加
圧力Ppが残るようにプリント板10を支持する。
このように構成された本実施例は、使用時において集
積回路素子11に過度の加圧力を加えることなく、しかも
接触熱抵抗を小さくすることができ、冷却効率の向上及
び信頼性の向上が可能となる。
第３図は本発明の第２の実施例を説明するための図で
ある。
本実施例が前実施例と異なるところは、集積回路素子
11に伝熱板14を押圧するのに、第２図の加圧台16の代り
に各可撓性構造体13の中から伝熱板14を押圧できる加圧
治具17を用いたことであり、その効果は前実施例と同様
である。
第４図は本発明の第３の実施例を説明するための図で
ある。
本実施例が第１、第２の実施例と異なるところは、第
１、第２の実施例が伝熱板14を集積回路素子11に押圧す
るのに機械的に行なっていたものを本実施例ではポンプ
19を用いて可撓性構造体13に加圧液体を供給し加圧する
ようにしたことであり、その効果は第１、第２の実施例
と同様である。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、本発明によれば、極めて簡易
な構成で、使用時において集積回路素子に過度な圧力を
加えることなく冷却効率の向上と信頼性の向上ができ、
実用的には極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理を説明するための図、 第２図は本発明の第１の実施例を説明するための図、 第３図は本発明の第２の実施例を説明するための図、 第４図は本発明の第３の実施例を説明するための図、 第５図は従来の集積回路素子の伝導冷却構造を示す図で
ある。 第１図、第２図、第３図、第４図において、 10……プリント板、11……集積回路素子、 12……ヒートシンク、13……可撓性構造体、 14……伝熱板、15……熱伝導性充填材、 16……加圧台、17……加圧治具、 18……止栓、19……加圧ポンプ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ヒートシンク（12）と、該ヒートシンク
    （12）内を流れる冷却液が満たされる可撓性構造体（1
    3）と、該可撓性構造体（13）に設けられた伝熱板（1
    4）と、該伝熱板（14）と集積回路素子（11）との間に
    介在される熱伝導性充填材とよりなり、前記集積回路素
    子（11）上に設けて成る冷却体の製造方法であって、 前記熱伝導性充填材（15）に半流動性熱伝導性充填材
    （15）を用い、前記伝熱板（14）と前記集積回路素子
    （11）との間に圧力を加え、該圧力を高めても前記半流
    動性熱伝導性充填材（15）の熱抵抗が変化しなくなる点
    の加圧力（Pc）よりも高い初期加圧力（Pi）を与えた
    後、加圧力を前記加圧力（Pc）よりも低く且つ前記初期
    加圧力（Pi）印加時の熱抵抗を維持できる零よりやや高
    い加圧力（Pp）に設定したことを特徴とする冷却体の製
    造方法。
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DE19883852845 DE3852845T2 (de) 1987-05-25 1988-05-25 Kühlungssystem für Festkörperschaltungsbauelemente und ein Verfahren zum Versehen mit thermoleitenden Zusammensetzungen.
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