JP2716129B2 - 集積回路の冷却構造 - Google Patents
集積回路の冷却構造Info
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- JP2716129B2 JP2716129B2 JP62185182A JP18518287A JP2716129B2 JP 2716129 B2 JP2716129 B2 JP 2716129B2 JP 62185182 A JP62185182 A JP 62185182A JP 18518287 A JP18518287 A JP 18518287A JP 2716129 B2 JP2716129 B2 JP 2716129B2
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- integrated circuit
- heat
- heat conducting
- cooling structure
- conducting rod
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は集積回路の冷却構造に関し、特に放熱効率が
高くかつ三次元実装を可能とするところに特徴を有する
集積回路の冷却構造に関する。 ［従来の技術］ 従来、プリント配線板あるいはセラミック基板等に実
装された集積回路を冷却する手段として、第６図及び第
７図に示す如き冷却構造が提案されている。（例えば、
特願昭59−171059）。 即ち、第６図に示すように基板20に実装された集積回
路21に熱伝導棒22の底面を微小な間隙23を隔てて対向さ
せ、基板20に垂直な方向に穿たれた熱伝導板24の貫通穴
の内面と、熱伝導棒22の円筒面とで前記微小な間隙23を
調整設定した後、熱伝導棒22の雌ねじ部に挿入された雄
ねじ25を締付けることによって熱伝導棒22に穿たれた切
込みを拡げることにより熱伝導板24に固定し、集積回路
21で発生した熱を第７図の如く集積回路21→微小間隙23
→熱伝導棒22→熱伝導板24→コールドプレート26へと伝
え、該熱を冷媒注入口27から注入され排出口28から排出
される冷媒29を有するコールドプレート26によって冷却
するようになっていた。 ［解決すべき問題点］ 上述した従来の集積回路の冷却構造は、熱の伝導が冷
媒29に到達するまでに集積回路21→微小間隙23→熱伝導
棒22→熱伝導板24→コールドプレート26→冷媒29と間に
４要素の熱抵抗体が介在している。 冷却構造を決定する上で、集積回路21からの熱をいか
に効率良く非熱側に伝達するか、すなわち、いかに熱抵
抗の低い構造にするかが最大の課題である。このように
低い熱抵抗を実現するには、発熱体に直接冷媒を接触さ
せ放熱する構造が望ましい。しかし、集積回路21に直接
冷媒を接触させるということは、現実的には非常に困難
で、実現したにしても、保守性、又は製品原価等に問題
が生じる。 また従来の集積回路の冷却構造は複数の集積回路21を
まとめた基板20が保守交換単位になっているため、集積
回路21の部品実装高さのバラツキを容易に吸収できる利
点がある。しかしあくまで平面実装が前提にあり、基板
間の実装ピッチの条件が厳しい三次元実装への採用は難
しい。さらに基板20が大きくなる程保守性や製品原価の
点に問題が生じる。 ［問題点の解決手段］ 本発明は上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、そのための手段として、基板に搭載され放熱面
を有する集積回路と、この集積回路の放熱面に当接され
たクールシートと、前記集積回路の放熱面に対応する位
置に貫通孔を有するコールドプレートと、このコールド
プレートの貫通孔に嵌合され前記クールシートと当接す
る熱伝導棒と、この熱伝導棒の外周部周辺の前記コール
ドプレート内に設けられ冷媒が循環される流路とを含
む。 ［実施例］ 次に、本発明の実施例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に係る集積回路の冷却構造
を示す斜視図、第２図は第１図の要部断面図、第３図及
び第４図は第１図に用いられた熱伝導棒の平面図及び側
面図、第５図は熱伝導棒と雄ねじとの締付け状態を示す
図である。 集積回路の冷却構造は、基板１上の集積回路２上面に
載せたクールシート３と、該クールシート３上に接触さ
せた熱伝導棒４と、該熱伝導棒４を挿入する複数の孔５
を有し該孔５に挿入した熱伝導棒４を内部の冷媒６で冷
却するコールドプレート７とよりなる。従って、集積回
路２から発生した熱をクールシート３→熱伝導棒４→コ
ールドプレート７→冷媒６の順に伝導、冷却するもの
で、従来技術よりも熱抵抗要素数が１要素少ない冷却構
造を実現している。 熱伝導棒４は、第２図乃至第４図に示す如くコールド
プレート７の孔５と略同径の円柱体をなし、その中心軸
上の雌ねじ部８と切込み部９を有している。該切込み部
９は雌ねじ部８の中心軸を含む断面に沿って熱伝導棒４
の周側面から切込んで形成してある。 コールドプレート７は、冷媒６の注入口10と排出口11
とを側面に有し、クールシート３と所定間隙をもたせて
基板１上にスチフナ12を介して固定してある。 上記クールシート３、熱伝導棒４、コールドプレート
７の熱伝導経路は以下のように構成されている。 熱伝導棒４をコールドプレート７の孔５に挿入し、ク
ールシート３の上面に接触させることにより熱伝導棒４
とクールシート３との熱的接触を図っている。これによ
り基板１上の集積回路２の実装高さの相違に関係なく熱
伝導棒４と集積回路２との熱的接触が行われる。次に熱
伝導棒４の雌ねじ部８に雄ねじ13を螺入する。雄ねじ31
の挿入締付けにより第５図に示す如く軸力の半径方向成
分14が熱伝導棒４の切込部９を拡げ、熱伝導棒４がコー
ルドプレート７の孔５内面に摩擦によって密着固定す
る。また軸力の半径方向成分14を増大させるために、熱
伝導棒４の雌ねじ部８又は雄ねじ13に固定潤滑材を塗布
すると、いっそうコールドプレート７と熱伝導棒４の密
着性を向上することができる。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明の集積回路の冷却構造は、
集積回路の上面のクールシートと、該クールシートに接
触する熱伝導棒と、該熱伝導棒を冷却するコールドプレ
ートで構成したため、熱抵抗要素が少なく、低熱抵抗の
効率良い冷却構造を実現できる効果がある。また、熱伝
導棒をコールドプレートの孔に接触挿入するため、全体
として薄い冷却空間となり、この結果基板の実装ピッチ
の厳しい三次元実装が実現できる効果がある。
高くかつ三次元実装を可能とするところに特徴を有する
集積回路の冷却構造に関する。 ［従来の技術］ 従来、プリント配線板あるいはセラミック基板等に実
装された集積回路を冷却する手段として、第６図及び第
７図に示す如き冷却構造が提案されている。（例えば、
特願昭59−171059）。 即ち、第６図に示すように基板20に実装された集積回
路21に熱伝導棒22の底面を微小な間隙23を隔てて対向さ
せ、基板20に垂直な方向に穿たれた熱伝導板24の貫通穴
の内面と、熱伝導棒22の円筒面とで前記微小な間隙23を
調整設定した後、熱伝導棒22の雌ねじ部に挿入された雄
ねじ25を締付けることによって熱伝導棒22に穿たれた切
込みを拡げることにより熱伝導板24に固定し、集積回路
21で発生した熱を第７図の如く集積回路21→微小間隙23
→熱伝導棒22→熱伝導板24→コールドプレート26へと伝
え、該熱を冷媒注入口27から注入され排出口28から排出
される冷媒29を有するコールドプレート26によって冷却
するようになっていた。 ［解決すべき問題点］ 上述した従来の集積回路の冷却構造は、熱の伝導が冷
媒29に到達するまでに集積回路21→微小間隙23→熱伝導
棒22→熱伝導板24→コールドプレート26→冷媒29と間に
４要素の熱抵抗体が介在している。 冷却構造を決定する上で、集積回路21からの熱をいか
に効率良く非熱側に伝達するか、すなわち、いかに熱抵
抗の低い構造にするかが最大の課題である。このように
低い熱抵抗を実現するには、発熱体に直接冷媒を接触さ
せ放熱する構造が望ましい。しかし、集積回路21に直接
冷媒を接触させるということは、現実的には非常に困難
で、実現したにしても、保守性、又は製品原価等に問題
が生じる。 また従来の集積回路の冷却構造は複数の集積回路21を
まとめた基板20が保守交換単位になっているため、集積
回路21の部品実装高さのバラツキを容易に吸収できる利
点がある。しかしあくまで平面実装が前提にあり、基板
間の実装ピッチの条件が厳しい三次元実装への採用は難
しい。さらに基板20が大きくなる程保守性や製品原価の
点に問題が生じる。 ［問題点の解決手段］ 本発明は上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、そのための手段として、基板に搭載され放熱面
を有する集積回路と、この集積回路の放熱面に当接され
たクールシートと、前記集積回路の放熱面に対応する位
置に貫通孔を有するコールドプレートと、このコールド
プレートの貫通孔に嵌合され前記クールシートと当接す
る熱伝導棒と、この熱伝導棒の外周部周辺の前記コール
ドプレート内に設けられ冷媒が循環される流路とを含
む。 ［実施例］ 次に、本発明の実施例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に係る集積回路の冷却構造
を示す斜視図、第２図は第１図の要部断面図、第３図及
び第４図は第１図に用いられた熱伝導棒の平面図及び側
面図、第５図は熱伝導棒と雄ねじとの締付け状態を示す
図である。 集積回路の冷却構造は、基板１上の集積回路２上面に
載せたクールシート３と、該クールシート３上に接触さ
せた熱伝導棒４と、該熱伝導棒４を挿入する複数の孔５
を有し該孔５に挿入した熱伝導棒４を内部の冷媒６で冷
却するコールドプレート７とよりなる。従って、集積回
路２から発生した熱をクールシート３→熱伝導棒４→コ
ールドプレート７→冷媒６の順に伝導、冷却するもの
で、従来技術よりも熱抵抗要素数が１要素少ない冷却構
造を実現している。 熱伝導棒４は、第２図乃至第４図に示す如くコールド
プレート７の孔５と略同径の円柱体をなし、その中心軸
上の雌ねじ部８と切込み部９を有している。該切込み部
９は雌ねじ部８の中心軸を含む断面に沿って熱伝導棒４
の周側面から切込んで形成してある。 コールドプレート７は、冷媒６の注入口10と排出口11
とを側面に有し、クールシート３と所定間隙をもたせて
基板１上にスチフナ12を介して固定してある。 上記クールシート３、熱伝導棒４、コールドプレート
７の熱伝導経路は以下のように構成されている。 熱伝導棒４をコールドプレート７の孔５に挿入し、ク
ールシート３の上面に接触させることにより熱伝導棒４
とクールシート３との熱的接触を図っている。これによ
り基板１上の集積回路２の実装高さの相違に関係なく熱
伝導棒４と集積回路２との熱的接触が行われる。次に熱
伝導棒４の雌ねじ部８に雄ねじ13を螺入する。雄ねじ31
の挿入締付けにより第５図に示す如く軸力の半径方向成
分14が熱伝導棒４の切込部９を拡げ、熱伝導棒４がコー
ルドプレート７の孔５内面に摩擦によって密着固定す
る。また軸力の半径方向成分14を増大させるために、熱
伝導棒４の雌ねじ部８又は雄ねじ13に固定潤滑材を塗布
すると、いっそうコールドプレート７と熱伝導棒４の密
着性を向上することができる。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明の集積回路の冷却構造は、
集積回路の上面のクールシートと、該クールシートに接
触する熱伝導棒と、該熱伝導棒を冷却するコールドプレ
ートで構成したため、熱抵抗要素が少なく、低熱抵抗の
効率良い冷却構造を実現できる効果がある。また、熱伝
導棒をコールドプレートの孔に接触挿入するため、全体
として薄い冷却空間となり、この結果基板の実装ピッチ
の厳しい三次元実装が実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係る集積回路の冷却構造を
示す斜視図、第２図は第１図の要部断面図、第３図及び
第４図は第１図に用いられた熱伝導棒の平面図及び側面
図、第５図は熱伝導棒と雄ねじとの締付け状態を示す図
である。また、第６図は従来の集積回路の冷却構造を示
す断面図、第７図は第６図の要部を示す断面図である。 1:基板、2:集積回路 3:クールシート、4:熱伝導棒 5:孔、6:冷媒 7:コールドプレート 8:雌ねじ部、9:切込み部 13:雄ねじ
示す斜視図、第２図は第１図の要部断面図、第３図及び
第４図は第１図に用いられた熱伝導棒の平面図及び側面
図、第５図は熱伝導棒と雄ねじとの締付け状態を示す図
である。また、第６図は従来の集積回路の冷却構造を示
す断面図、第７図は第６図の要部を示す断面図である。 1:基板、2:集積回路 3:クールシート、4:熱伝導棒 5:孔、6:冷媒 7:コールドプレート 8:雌ねじ部、9:切込み部 13:雄ねじ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．基板に搭載され放熱面を有する集積回路と、 この集積回路の放熱面に当接されたクールシートと、 前記集積回路の放熱面に対応する位置に貫通孔を有する
コールドプレートと、 このコールドプレートの貫通孔に嵌合され前記クールシ
ートと当接する熱伝導棒と、 この熱伝導棒の外周部周辺の前記コールドプレート内に
設けられ冷媒が循環される流路とを含むことを特徴とす
る集積回路の冷却構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62185182A JP2716129B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 集積回路の冷却構造 |
| US07/222,818 US4942497A (en) | 1987-07-24 | 1988-07-21 | Cooling structure for heat generating electronic components mounted on a substrate |
| CA000572835A CA1290078C (en) | 1987-07-24 | 1988-07-22 | Cooling structure for heat generating electronic components mounted on a substrate |
| EP88306812A EP0302641B1 (en) | 1987-07-24 | 1988-07-25 | Cooling structure for heat generating electronic components mounted on a substrate |
| DE88306812T DE3885028T2 (de) | 1987-07-24 | 1988-07-25 | Kühlungsstruktur für auf einem Substrat montierte elektronische Wärmeerzeugende Bauelemente. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62185182A JP2716129B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 集積回路の冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428944A JPS6428944A (en) | 1989-01-31 |
| JP2716129B2 true JP2716129B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=16166277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62185182A Expired - Lifetime JP2716129B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 集積回路の冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2716129B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5124503A (en) * | 1990-12-13 | 1992-06-23 | Allied-Signal Inc. | Dichlorotrifluoroethane stabilized to minimize hydrolysis thereof |
| WO1992017559A1 (en) * | 1991-04-05 | 1992-10-15 | Allied-Signal Inc. | Stabilized dichlorotrifluoroethane refrigeration compositions |
| CN110471509A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-11-19 | 深圳市高昱电子科技有限公司 | 一种用于计算机显卡的新型液冷箱体 |
| CN112636220A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-09 | 廖晖翔 | 一种用于防止动力柜过热的设备 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032349A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-19 | Nec Corp | 集積回路パツケ−ジの冷却構造 |
| JPS6149445A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-11 | Nec Corp | 集積回路の冷却構造 |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62185182A patent/JP2716129B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6428944A (en) | 1989-01-31 |
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