JP2615909B2 - Ｌｓｉケースの冷却構造 - Google Patents
Ｌｓｉケースの冷却構造Info
- Publication number
- JP2615909B2 JP2615909B2 JP63237026A JP23702688A JP2615909B2 JP 2615909 B2 JP2615909 B2 JP 2615909B2 JP 63237026 A JP63237026 A JP 63237026A JP 23702688 A JP23702688 A JP 23702688A JP 2615909 B2 JP2615909 B2 JP 2615909B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- piston
- rubber sheet
- groove
- lsi case
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSIケースの冷却構造に関する。
従来、この種のLSIケースの冷却構造としては、第５
図に示すように、LSIケース28と対向して内部に冷却パ
イプ22を設けられたコールドプレート21が置かれ、コー
ルドプレート21の外側には、内部に伝熱ペースト24を包
んだフィルム膜25が備えられていた。（例えば日経エレ
クトロニクス,1983,2−14,p140〜p151）LSIケース28を
取り付けられているプリント基板26ごとコールドプレー
ト21に押しつけることによりLSIケース28の表面がフィ
ルム膜25と接し、伝熱ペースト24を介して、LSI27の発
する熱をコールドプレート21の中を流れる冷媒23により
奪い去り、冷却していた。
図に示すように、LSIケース28と対向して内部に冷却パ
イプ22を設けられたコールドプレート21が置かれ、コー
ルドプレート21の外側には、内部に伝熱ペースト24を包
んだフィルム膜25が備えられていた。（例えば日経エレ
クトロニクス,1983,2−14,p140〜p151）LSIケース28を
取り付けられているプリント基板26ごとコールドプレー
ト21に押しつけることによりLSIケース28の表面がフィ
ルム膜25と接し、伝熱ペースト24を介して、LSI27の発
する熱をコールドプレート21の中を流れる冷媒23により
奪い去り、冷却していた。
また、伝熱ペースト24を包んだフィルム膜25のかわり
に、良熱伝導性のシリコーンゴムシートを使用したもの
であった。
に、良熱伝導性のシリコーンゴムシートを使用したもの
であった。
上述した従来のLSIケースの冷却構造では、LSIケース
28と、コールドプレート21の間を伝熱するためにフィル
ム膜25で包んだ伝熱ペースト24を用いるため、フィルム
膜25が破れると伝熱ペースト24が流出する恐れがある。
28と、コールドプレート21の間を伝熱するためにフィル
ム膜25で包んだ伝熱ペースト24を用いるため、フィルム
膜25が破れると伝熱ペースト24が流出する恐れがある。
また、フィルム膜25で包んだ伝熱ペースト24を使用し
た場合でもシリコーンゴムシートを使用した場合でもLS
Iケースの組立てのばらつきによる傾きや、高さの差を
伝熱ペーストやシリコーンゴムシートの変形で吸収して
LSIケースと密着させるため伝熱ペーストやシリコーン
ゴムシートをある厚みより薄くできず、この部分で熱抵
抗が大きくなるという欠点があった。
た場合でもシリコーンゴムシートを使用した場合でもLS
Iケースの組立てのばらつきによる傾きや、高さの差を
伝熱ペーストやシリコーンゴムシートの変形で吸収して
LSIケースと密着させるため伝熱ペーストやシリコーン
ゴムシートをある厚みより薄くできず、この部分で熱抵
抗が大きくなるという欠点があった。
本発明のLSIケースの冷却構造は、半導体素子を収納
しプリント基板に搭載されたLSIケースとコールドプレ
ートに設けられたシリンダ穴に係合するピストンとで伝
熱ゴムシートを挟み付け、前記LSIケースを前記伝熱ゴ
ムシートおよび前記ピストンを介して前記コールドプレ
ートにより冷却するLSIケースの冷却構造において、前
記ピストンの前記伝熱ゴムシートとの接触面に溝または
凹凸を設けたことを特徴とする。
しプリント基板に搭載されたLSIケースとコールドプレ
ートに設けられたシリンダ穴に係合するピストンとで伝
熱ゴムシートを挟み付け、前記LSIケースを前記伝熱ゴ
ムシートおよび前記ピストンを介して前記コールドプレ
ートにより冷却するLSIケースの冷却構造において、前
記ピストンの前記伝熱ゴムシートとの接触面に溝または
凹凸を設けたことを特徴とする。
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縦断面図である。半導
体素子１はLSIケース２の伝熱板３に接着されている。
伝熱板３は半導体素子１と熱膨張率が等しく熱伝導率の
良い材質、たとえばCu/W焼結合金でできている。LSIケ
ース２はプリント基板４に複数個搭載されている。LSI
ケース２は伝熱板３をプリント基板４の反対側に向けて
搭載されている。プリント基板４に対向してコールドプ
レート５が設けられ、スペーサ６を介してプリント基板
４に固定されている。コールドプレート５のLSIケース
２に対応する位置にはシリンダー穴７が設けられ、シリ
ンダー穴７の内部には、ピストン８が挿入されている。
体素子１はLSIケース２の伝熱板３に接着されている。
伝熱板３は半導体素子１と熱膨張率が等しく熱伝導率の
良い材質、たとえばCu/W焼結合金でできている。LSIケ
ース２はプリント基板４に複数個搭載されている。LSI
ケース２は伝熱板３をプリント基板４の反対側に向けて
搭載されている。プリント基板４に対向してコールドプ
レート５が設けられ、スペーサ６を介してプリント基板
４に固定されている。コールドプレート５のLSIケース
２に対応する位置にはシリンダー穴７が設けられ、シリ
ンダー穴７の内部には、ピストン８が挿入されている。
第３図（ａ）および（ｂ）はそれぞれピストン８の平
面図および底面図である。ピストン８にはすりわり９が
設けられており、すりわり９内にねじ込まれるねじ10を
締めることにより、ピストン８の側面とシリンダー穴７
の壁面とが密着する。ピストン８のLSIケース２と対向
する面には溝11が設けられている。ピストン８とLSIケ
ース２の伝熱板３の間に、伝熱ゴムシート12が置かれ、
ピストン８をLSIケース２側に力を加えた状態で固定す
ることにより、伝熱ゴムシート12はピストン８と伝熱板
３の間に弾性変形した状態ではさまれる。
面図および底面図である。ピストン８にはすりわり９が
設けられており、すりわり９内にねじ込まれるねじ10を
締めることにより、ピストン８の側面とシリンダー穴７
の壁面とが密着する。ピストン８のLSIケース２と対向
する面には溝11が設けられている。ピストン８とLSIケ
ース２の伝熱板３の間に、伝熱ゴムシート12が置かれ、
ピストン８をLSIケース２側に力を加えた状態で固定す
ることにより、伝熱ゴムシート12はピストン８と伝熱板
３の間に弾性変形した状態ではさまれる。
半導体素子１で生じた熱は伝熱板3,伝熱ゴムシート1
2,ピストン８と伝わり、シリンダー穴７の壁面を通して
コールドプレート５内を流れる冷媒13により奪い去ら
れ、半導体素子１が冷却される。
2,ピストン８と伝わり、シリンダー穴７の壁面を通して
コールドプレート５内を流れる冷媒13により奪い去ら
れ、半導体素子１が冷却される。
本実施例の冷却構造において、低熱抵抗化するために
は、他の伝熱部材に比べて熱伝導率の低い伝熱ゴムシー
ト12の厚さを薄くすることと、ピストン8,伝熱板３と伝
熱ゴムシート12の間の接触状態を良くすることが必要で
ある。ところが、本構造では組立て状態や各抜品の寸法
のバラツキによる伝熱板３のピストン８の対向面に対す
る傾きを、伝熱ゴムシート12の変形で吸収して接触面積
を広くするようになっているため、伝熱ゴムシート12の
変形量が伝熱板３の傾きを吸収できるように伝熱ゴムシ
ート12にある程度の厚みは必要となる。したがって、伝
熱ゴムシート12の変形量を厚みにかかわらず大きくでき
れば、伝熱ゴムシート12の厚みを薄くすることができ
る。
は、他の伝熱部材に比べて熱伝導率の低い伝熱ゴムシー
ト12の厚さを薄くすることと、ピストン8,伝熱板３と伝
熱ゴムシート12の間の接触状態を良くすることが必要で
ある。ところが、本構造では組立て状態や各抜品の寸法
のバラツキによる伝熱板３のピストン８の対向面に対す
る傾きを、伝熱ゴムシート12の変形で吸収して接触面積
を広くするようになっているため、伝熱ゴムシート12の
変形量が伝熱板３の傾きを吸収できるように伝熱ゴムシ
ート12にある程度の厚みは必要となる。したがって、伝
熱ゴムシート12の変形量を厚みにかかわらず大きくでき
れば、伝熱ゴムシート12の厚みを薄くすることができ
る。
第２図（ａ），（ｂ）に、溝11の有無によるピストン
8,伝熱板３と伝熱ゴムシート12の接触状態の違いを示
す。ピストン８に溝11が無い場合、薄い伝熱ゴムシート
12を広い面積にわたって一様に押すことになり、横方向
への逃げがないため伝熱ゴムシート12の変形量は小さ
く、第２図（ａ）の接触範囲S1に示すように接触面積が
小さくなる。ピストン８に溝11を設けた場合は、伝熱ゴ
ムシート12を押したときに伝熱ゴムシート12が変形して
溝11の内側へ盛り上がることができるため、伝熱ゴムシ
ート12の変形量が大きくなり、第２図（ｂ）の接触範囲
S2に示すように接触面積を広くとれる。
8,伝熱板３と伝熱ゴムシート12の接触状態の違いを示
す。ピストン８に溝11が無い場合、薄い伝熱ゴムシート
12を広い面積にわたって一様に押すことになり、横方向
への逃げがないため伝熱ゴムシート12の変形量は小さ
く、第２図（ａ）の接触範囲S1に示すように接触面積が
小さくなる。ピストン８に溝11を設けた場合は、伝熱ゴ
ムシート12を押したときに伝熱ゴムシート12が変形して
溝11の内側へ盛り上がることができるため、伝熱ゴムシ
ート12の変形量が大きくなり、第２図（ｂ）の接触範囲
S2に示すように接触面積を広くとれる。
このようにピストン８の先端に溝11を設けることによ
り、ピストン8,伝熱板と伝熱ゴムシート12の接触面積を
広く確保し、かつ伝熱ゴムシート12を薄くできるため低
熱抵抗化ができる。
り、ピストン8,伝熱板と伝熱ゴムシート12の接触面積を
広く確保し、かつ伝熱ゴムシート12を薄くできるため低
熱抵抗化ができる。
ピストン８の溝11の形状は、ピストン８のLSIケース
対応面にまんべんなく設けられれば、特に第３図（ｂ）
に示すような格子状である必要はない。たとえな第４図
（ａ）〜（ｄ）に示すような平行線状の溝111,同心円状
の溝112,らせん状の溝113,放射状の溝114あるいはこれ
らを組み合わせた形状の溝でも同様の効果が得られる。
溝の断面形状も角溝である必要はなく、三角溝でも半丸
形の溝でも可能である。また、ピストン８の表面の凹凸
で伝熱ゴムシート12の変形を吸収すれば良いため、特に
溝を設けなくても、ピストン８の加工時のフライス切削
などの切削跡を粗いまま残すことによりピストン表面の
凹凸をつけたり、サンドブラストやローラー，プレス加
工などによりピストン８の表面に凹凸をつけても、同様
の効果を得ることができる。
対応面にまんべんなく設けられれば、特に第３図（ｂ）
に示すような格子状である必要はない。たとえな第４図
（ａ）〜（ｄ）に示すような平行線状の溝111,同心円状
の溝112,らせん状の溝113,放射状の溝114あるいはこれ
らを組み合わせた形状の溝でも同様の効果が得られる。
溝の断面形状も角溝である必要はなく、三角溝でも半丸
形の溝でも可能である。また、ピストン８の表面の凹凸
で伝熱ゴムシート12の変形を吸収すれば良いため、特に
溝を設けなくても、ピストン８の加工時のフライス切削
などの切削跡を粗いまま残すことによりピストン表面の
凹凸をつけたり、サンドブラストやローラー，プレス加
工などによりピストン８の表面に凹凸をつけても、同様
の効果を得ることができる。
以上説明したように本発明は、ピストンのLSIケース
対向面に溝等の凹凸を設けることにより、伝熱ゴムシー
トを変形させやすくし、ピストン，伝熱板と伝熱ゴムシ
ートの接触面積を広く確保したまま、伝熱ゴムシート12
を薄くでき、低熱抵抗で半導体素子を冷却できる効果が
ある。また、伝熱ペーストを使用しないため、伝熱ペー
ストの流出の恐れがなくなる。
対向面に溝等の凹凸を設けることにより、伝熱ゴムシー
トを変形させやすくし、ピストン，伝熱板と伝熱ゴムシ
ートの接触面積を広く確保したまま、伝熱ゴムシート12
を薄くでき、低熱抵抗で半導体素子を冷却できる効果が
ある。また、伝熱ペーストを使用しないため、伝熱ペー
ストの流出の恐れがなくなる。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
のピストン8,伝熱ゴムシート12,伝熱板３の接触部の拡
大図で第２図（ａ）はピストン８に溝11がないとした場
合，第２図（ｂ）はピストン８に溝11がある場合であ
り、第３図（ａ）および（ｂ）は第１図に示すピストン
８の平面図および底面図、第４図はピストン８の溝の他
の例を示す底面図、第５図は従来のLSIケースの冷却構
造の縦断面図である。 １……半導体素子、２……LSIケース、３……伝熱板、
４……プリント基板、５……コールドプレート、６……
スペーサ、７……シリンダー穴、８……ピストン、９…
…すりわり、10……ねじ、11,111,112,113,114……溝、
12……伝熱ゴムシート、13……冷媒、21……コールドプ
レート、22……冷却パイプ、23……冷媒、24……伝熱ペ
ースト、25……フィルム膜、26……プリント基板、27…
…半導体素子、28……LSIケース。
のピストン8,伝熱ゴムシート12,伝熱板３の接触部の拡
大図で第２図（ａ）はピストン８に溝11がないとした場
合，第２図（ｂ）はピストン８に溝11がある場合であ
り、第３図（ａ）および（ｂ）は第１図に示すピストン
８の平面図および底面図、第４図はピストン８の溝の他
の例を示す底面図、第５図は従来のLSIケースの冷却構
造の縦断面図である。 １……半導体素子、２……LSIケース、３……伝熱板、
４……プリント基板、５……コールドプレート、６……
スペーサ、７……シリンダー穴、８……ピストン、９…
…すりわり、10……ねじ、11,111,112,113,114……溝、
12……伝熱ゴムシート、13……冷媒、21……コールドプ
レート、22……冷却パイプ、23……冷媒、24……伝熱ペ
ースト、25……フィルム膜、26……プリント基板、27…
…半導体素子、28……LSIケース。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体素子を収納しプリント基板に搭載さ
れたLSIケースとコールドプレートに設けられたシリン
ダ穴に係合するピストンとで伝熱ゴムシートを挟み付
け、前記LSIケースを前記伝熱ゴムシートおよび前記ピ
ストンを介して前記コールドプレートにより冷却するLS
Iケースの冷却構造において、前記ピストンの前記伝熱
ゴムシールとの接触面に溝または凹凸を設けたことを特
徴とするLSIケースの冷却構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237026A JP2615909B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
| CA000612004A CA1304830C (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure |
| DE68925403T DE68925403T2 (de) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Kühlungsstruktur für elektronische Bauelemente |
| EP89117304A EP0363687B1 (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure for electronic components |
| US07/409,426 US5014777A (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237026A JP2615909B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283956A JPH0283956A (ja) | 1990-03-26 |
| JP2615909B2 true JP2615909B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=17009292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63237026A Expired - Lifetime JP2615909B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615909B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0557893U (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-30 | 田淵電機株式会社 | 電子回路装置 |
| JPH09153576A (ja) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Nec Corp | ヒートシンクを備える半導体装置 |
| JPH09321471A (ja) * | 1996-05-29 | 1997-12-12 | Nec Shizuoka Ltd | 電子部品の放熱装置 |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63237026A patent/JP2615909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0283956A (ja) | 1990-03-26 |
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