JP5614239B2 - Circuit module - Google Patents

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Description

本発明は、回路モジュールに関する。   The present invention relates to a circuit module.

半導体モジュールは、図10に示すように、例えば、複数のメモリモジュール100から構成され、各メモリモジュール100は、基板101の表裏両面に複数のメモリ素子102が配列され、各メモリモジュール100の基板101は、マザーボード104上に一定間隔で設けられたコネクタ103に挿入されている。   As shown in FIG. 10, the semiconductor module includes, for example, a plurality of memory modules 100, and each memory module 100 has a plurality of memory elements 102 arranged on both front and back surfaces of the substrate 101, and the substrate 101 of each memory module 100. Are inserted into connectors 103 provided on the mother board 104 at regular intervals.

従来のメモリモジュール100では、メモリ素子102の発熱は、メモリ素子102の表面からの放射と対流と共に、コネクタ103と基板101を介してマザーボード104へ伝導し、マザーボード104表面からも放熱される。また、メモリ素子102からの発熱を基板101の長手方向に分散するための放熱板を各メモリモジュールに設け、メモリ素子が接触している放熱板を介して分散されると共に放熱板の表面からも放熱される。   In the conventional memory module 100, the heat generated in the memory element 102 is conducted to the motherboard 104 through the connector 103 and the substrate 101 together with radiation and convection from the surface of the memory element 102, and is also radiated from the surface of the motherboard 104. In addition, a heat radiating plate for dispersing heat generated from the memory element 102 in the longitudinal direction of the substrate 101 is provided in each memory module, and is distributed through the heat radiating plate with which the memory element is in contact and also from the surface of the heat radiating plate. Heat is dissipated.

特開昭61―94399号公報JP-A 61-94399 特開2000―251463号公報JP 2000-251463 A

しかしながら、上記従来のメモリモジュール100の構成による空気対流式の放熱では、均一にメモリモジュール100の温度を維持することは困難である。とくに、中央に位置するメモリモジュール100では、両サイドのメモリモジュール100が壁となり対流による放熱が低下すると共に、これらから受熱もするため、高温になる。   However, it is difficult to maintain the temperature of the memory module 100 uniformly by the air convection type heat radiation by the configuration of the conventional memory module 100. In particular, in the memory module 100 located in the center, the memory modules 100 on both sides serve as walls and heat dissipation due to convection is reduced, and heat is received from these, so the temperature becomes high.

また、メモリモジュール100は、放熱板を設けることによって、メモリモジュール100における各メモリ素子間の温度差は均一化されるが、複数設置された隣接するメモリモジュール100間の温度差の均一化は図れない。さらに、基板101の反りなど変形により各メモリ素子102の傾きが異なることにより、放熱板との接触が不均一であることから放熱板への熱抵抗が高くなり放熱が悪化する。   Further, in the memory module 100, by providing the heat sink, the temperature difference between the memory elements in the memory module 100 is made uniform, but the temperature difference between the adjacent memory modules 100 installed in a plurality can be made uniform. Absent. Furthermore, since the inclination of each memory element 102 differs due to deformation such as warping of the substrate 101, contact with the heat sink is non-uniform, so that the thermal resistance to the heat sink increases and heat dissipation deteriorates.

以上のように、マザーボード104の上に複数のメモリモジュール100が並列されている場合、各メモリモジュール100の間の温度差が大きくなることから、メモリ素子102の動作特性に差異が生じ、システム不良が発生する恐れがある。   As described above, when a plurality of memory modules 100 are arranged in parallel on the mother board 104, the temperature difference between the memory modules 100 becomes large, so that the operating characteristics of the memory element 102 are different, resulting in a system failure. May occur.

そこで、本発明では、複数の半導体素子(メモリ素子等)を基板に実装した半導体モジュール(メモリモジュール等)がマザーボード上に複数並列されている場合に、動作時に発熱する半導体モジュールを冷却し、モジュール間の温度バラツキを抑制する放熱装置を提供する。   Therefore, in the present invention, when a plurality of semiconductor modules (memory modules, etc.) on which a plurality of semiconductor elements (memory elements, etc.) are mounted on a substrate are arranged in parallel on the motherboard, the semiconductor modules that generate heat during operation are cooled. Provided is a heat dissipating device that suppresses temperature variation between the two.

発明の一つの態様は、マザーボード上に所定の間隔で搭載された複数の半導体モジュールと、内部に冷媒を有する可撓性のチューブが、前記半導体モジュール用の基板に実装された複数の半導体素子と接触し、かつ前記半導体モジュールを連続して挟み込むように取り付けられたハウジングと、前記半導体モジュールを冷却した後の前記冷媒を配管の途中で放熱させる手段と、前記チューブの冷媒を循環させ、該冷媒の流量を制御する手段とを備えた放熱装置と、を有することを特徴とする回路モジュールに関する。   One aspect of the invention includes a plurality of semiconductor modules mounted on a mother board at a predetermined interval, and a plurality of semiconductor elements in which a flexible tube having a refrigerant therein is mounted on the substrate for the semiconductor module, A housing that is in contact with the semiconductor module so as to sandwich the semiconductor module continuously; means for radiating the refrigerant after cooling the semiconductor module in the middle of the pipe; and circulating the refrigerant in the tube; And a heat dissipating device having a means for controlling the flow rate of the circuit module.

上記本発明の一態様によれば、内部に冷媒を蓄えた可撓性のチューブによって、各半導体モジュールにおいて発熱する半導体素子と密接した放熱構造が実現され、半導体モジュールの効率的な放熱と各半導体モジュール間の温度バラツキの抑制が可能となる。   According to the above aspect of the present invention, the heat dissipation structure in close contact with the semiconductor element that generates heat in each semiconductor module is realized by the flexible tube in which the refrigerant is stored. Temperature variation between modules can be suppressed.

本発明に適用されるメモリモジュールの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the memory module applied to this invention. 本発明の実施の形態になる回路モジュールにおける放熱装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the thermal radiation apparatus in the circuit module which becomes embodiment of this invention. 本発明の実施の形態になるハウジングにおける可撓性チューブの取付構造例(螺旋形状の場合−モジュール装着前)を示す図である。It is a figure which shows the example of attachment structure of the flexible tube in the housing which becomes embodiment of this invention (in the case of spiral shape-before module mounting). 本発明の実施の形態になるハウジングにおける可撓性チューブの取付構造例(螺旋形状の場合−モジュール装着後)を示す図である。It is a figure which shows the attachment structural example (after a module mounting | wearing) of the flexible tube in the housing which becomes embodiment of this invention. 本発明の実施の形態になる放熱装置のメモリモジュールに対する適用結果(図3のハウジング構造)を示す図である。It is a figure which shows the application result (housing structure of FIG. 3) with respect to the memory module of the thermal radiation apparatus which becomes embodiment of this invention. 本発明の実施の形態になるハウジングにおける可撓性チューブの取付構造の変形例1(蛇行形状の場合−モジュール装着前)を示す図である。It is a figure which shows the modification 1 (when meandering shape-before module mounting | wearing) of the attachment structure of the flexible tube in the housing which becomes embodiment of this invention. 本発明の実施の形態になるハウジングにおける可撓性チューブの取付構造の変形例1(蛇行形状の場合−モジュール装着後)を示す図である。It is a figure which shows the modification 1 (in the case of a serpentine shape-after module attachment) of the attachment structure of the flexible tube in the housing which becomes embodiment of this invention. 本発明の実施の形態になるハウジングにおける可撓性チューブの取付構造の変形例2(渦巻き形状の場合−モジュール装着前)を示す図である。It is a figure which shows the modification 2 (in the case of a spiral shape-before module attachment) of the attachment structure of the flexible tube in the housing which becomes embodiment of this invention. 本発明の実施の形態になるハウジングにおける可撓性チューブの取付構造の変形例2(渦巻き形状の場合−モジュール装着後)を示す図である。It is a figure which shows the modification 2 (in the case of a spiral shape-after module attachment) of the attachment structure of the flexible tube in the housing which becomes embodiment of this invention. 従来のメモリモジュールにおける放熱の問題点を示す図である。It is a figure which shows the problem of the heat dissipation in the conventional memory module.

以下、本発明の実施形態につき、図面に基づいて説明する。以下の実施例では、半導体モジュールとして、メモリモジュールを適用した例について述べる。但し、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, an example in which a memory module is applied as a semiconductor module will be described. However, the present invention is not limited to this.

図1は、本発明に適用するメモリモジュールの構成例を示す。図1(a)側面図、(b)上面図に示すように、モジュール群は、複数のメモリモジュール100からなり、各メモリモジュール100は、基板101の表裏両面に複数のメモリ素子102a、102bを有し、各メモリモジュール100の基板101は、マザーボード(システムボードとも言う)104上に一定間隔で設けられたコネクタ103に挿入されている。本実施例では、メモリ素子の実装は両面実装としたが、勿論、片側実装であっても構わない。また、メモリ素子102は、メモリ素子102a、102bの総称である。   FIG. 1 shows a configuration example of a memory module applied to the present invention. As shown in FIG. 1 (a) side view and (b) top view, the module group includes a plurality of memory modules 100, and each memory module 100 has a plurality of memory elements 102a and 102b on both the front and back surfaces of a substrate 101. The board 101 of each memory module 100 is inserted into a connector 103 provided on a mother board (also called a system board) 104 at regular intervals. In this embodiment, the memory element is mounted on both sides, but it is of course possible to mount on one side. The memory element 102 is a general term for the memory elements 102a and 102b.

図2は、本発明の放熱装置を備えた回路モジュールの構成例を示す。回路モジュールは、図1で示した複数のメモリモジュール100が所定のピッチで搭載されたマザーボード104と放熱装置1を有する。そして、放熱装置1は、発熱するメモリモジュール100を冷却するため、冷媒(液体または気体)21をチューブ20内で循環させている。   FIG. 2 shows a configuration example of a circuit module including the heat dissipation device of the present invention. The circuit module includes a mother board 104 on which a plurality of memory modules 100 shown in FIG. The heat dissipation device 1 circulates a refrigerant (liquid or gas) 21 in the tube 20 in order to cool the memory module 100 that generates heat.

放熱装置1は、マザーボード104に搭載された各メモリモジュール100を冷却するため、その内部に冷媒21を蓄え、可撓性のある材料で形成されたチューブ20が取り付けられたハウジング10を有する。   In order to cool each memory module 100 mounted on the motherboard 104, the heat dissipation device 1 has a housing 10 in which a refrigerant 20 is stored and a tube 20 made of a flexible material is attached.

チューブ20は、ハウジング10に、例えば、ハウジング10に一体成型加工やベルトワイヤ等によって固定され、各メモリモジュール100の基板の表裏面に実装されているメモリ素子と基板に接触し、各メモリモジュール100を連続して挟みこむように収納されている。チューブ20の構造の条件としては、分散配置された複数のメモリモジュール100間の温度バラツキを抑制するため、個々のメモリモジュール100との均一な接触面を形成させるとともに、冷媒21を滞留なく循環させる冷却構造が必須となる。   The tube 20 is fixed to the housing 10 by, for example, integral molding or a belt wire, and contacts the memory element and the substrate mounted on the front and back surfaces of the substrate of each memory module 100. Are stored so as to be sandwiched continuously. As a condition of the structure of the tube 20, in order to suppress temperature variation between a plurality of memory modules 100 arranged in a distributed manner, a uniform contact surface with each memory module 100 is formed and the refrigerant 21 is circulated without stagnation. A cooling structure is essential.

また、放熱装置1は、メモリモジュールを冷却した後の冷媒21をラジエータ30とファン31によって配管の途中で放熱させる手段と、チューブ20の冷媒21をポンプ40によって循環させ、冷媒21の流量を制御する手段とを有する。   The heat radiating device 1 controls the flow rate of the refrigerant 21 by circulating the refrigerant 21 in the tube 20 by means of the pump 40 by means of the radiator 30 and the fan 31 for radiating the refrigerant 21 after cooling the memory module, and the pump 20. Means.

以上の本発明によって、内部に冷媒を備えた可撓性のチューブ20によりメモリ素子の発熱をメモリ素子と基板の表面から均一に吸熱することができる。また、チューブ20は、可撓性を有する材料により形成されているため、マザーボード104上の各メモリモジュール100や基板上の各メモリ素子に傾きがあっても均一な放熱が可能となる。   According to the present invention described above, the heat generation of the memory element can be uniformly absorbed from the surface of the memory element and the substrate by the flexible tube 20 provided with the refrigerant inside. In addition, since the tube 20 is formed of a flexible material, uniform heat dissipation is possible even if each memory module 100 on the motherboard 104 or each memory element on the substrate is tilted.

さらに、各メモリモジュール群の放熱構造を一体化させるハウジングによって、容易に着脱可能で作業性に優れた放熱装置の実現が図れる。   Furthermore, a housing that integrates the heat dissipation structure of each memory module group can realize a heat dissipation device that is easily detachable and has excellent workability.

つぎに、図3及び図4を用いて、本発明の放熱装置の詳細について説明する。図3は、本発明のハウジングにおいて、螺旋形状に加工されたチューブを取り付けた場合の構造を示し、メモリモジュールにハウジングが装着される前の状態を示している。   Next, details of the heat dissipation device of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows a structure of the housing of the present invention when a tube processed into a spiral shape is attached, and shows a state before the housing is attached to the memory module.

前述したように、本発明の主要素であるチューブ20の構造には、分散配置された個々のメモリモジュール100との均一な接触性と、冷媒21を滞留させない流路構造が求められる。以下の実施例では、一本の流路で形成された可撓性部材からなる螺旋形状のチューブ構造を一例として説明する。   As described above, the structure of the tube 20 which is the main element of the present invention is required to have a uniform contact property with the individual memory modules 100 arranged in a distributed manner and a flow channel structure in which the refrigerant 21 does not stay. In the following embodiments, a spiral tube structure made of a flexible member formed by a single flow path will be described as an example.

図3(a)は、ハウジングの側面図、図3(b)は、(a)のA−A’における上面図、をそれぞれ示している。本発明のメモリモジュールの放熱装置1は、一定間隔で巻かれた螺旋形状のチューブ20を連結して一体化させるハウジング10を有する。   3A shows a side view of the housing, and FIG. 3B shows a top view taken along line A-A ′ of FIG. The memory module heat dissipation device 1 of the present invention includes a housing 10 that connects and integrates spiral tubes 20 wound at regular intervals.

チューブ20は、巻き径(内径)を図1に示すメモリモジュール100の幅以上とし、巻き数及びピッチ間隔をメモリモジュール100の数(本実施例では7個)及びモジュール間隔に合わせ、そのピッチ間で各メモリモジュールが挟み込めるように、螺旋状に複数モジュールの並置方向に螺旋状に巻き出してハウジングに取り付けている。   The tube 20 has a winding diameter (inner diameter) equal to or larger than the width of the memory module 100 shown in FIG. 1, and the number of turns and the pitch interval are matched to the number of memory modules 100 (7 in this embodiment) and the module interval. Thus, the memory modules are spirally unwound in the juxtaposition direction of the modules and attached to the housing so that the memory modules can be sandwiched.

また、チューブ20は、可撓性を有する樹脂材料、またはゴム材料からなり、各メモリモジュールの基板間隔に合わせて螺旋形状に成形加工したものである。   The tube 20 is made of a flexible resin material or rubber material, and is molded into a spiral shape according to the distance between the substrates of each memory module.

チューブ20の材料としては、弗素(例えば、テフロン(登録商標)など)、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂材料、または、ニトリル、ネオプレン、エチレンプロピレン、シリコン、弗素、天然などのゴム材料が好適である。   The tube 20 is made of a resin material such as fluorine (for example, Teflon (registered trademark)), polyimide, polyetheretherketone (PEEK), or rubber such as nitrile, neoprene, ethylene propylene, silicon, fluorine, or natural. Material is preferred.

また、チューブ20の好適な断面は、円、楕円、長円、四角の中空形状とすると良い。   Moreover, the suitable cross section of the tube 20 is good to set it as a circle, an ellipse, an ellipse, and a square hollow shape.

さらに、チューブ内に備わる冷媒21に使用する材料は、フッ化炭素系を主成分とするもの、ハロゲン化炭化水素系を主成分とするもの、シリコーンオイルなど絶縁油を主成分とするもの、水・純水など主成分とするもの、水とエチレングリコールの混合液とするもののいずれかが好適である。   Furthermore, the materials used for the refrigerant 21 provided in the tube are those mainly composed of a fluorocarbon, those mainly composed of a halogenated hydrocarbon, those mainly composed of an insulating oil such as silicone oil, water, and the like. -Either a main component such as pure water or a mixture of water and ethylene glycol is suitable.

図4は、本発明のハウジングにおける可撓性チューブの取付構造例を示し、図3の螺旋形状のチューブが取り付けられたハウジングをメモリモジュールに装着した後の状態を示している。図4(a)は、メモリモジュールが装着されたハウジングの側面図、図4(b)は、(a)のB−B’における上面図、および図4(c)は、(b)におけるC−C’の断面図、をそれぞれ示している。   FIG. 4 shows an example of a flexible tube mounting structure in the housing of the present invention, and shows a state after the housing to which the spiral tube of FIG. 3 is mounted is mounted on the memory module. 4A is a side view of the housing in which the memory module is mounted, FIG. 4B is a top view at BB ′ of FIG. 4A, and FIG. 4C is a diagram of C in FIG. -C 'sectional drawing is shown, respectively.

放熱装置1において、ハウジング10は、マザーボード104上のコネクタ103に挿入されている各メモリモジュール100の基板101に対して、ハウジング10に搭載された螺旋形状のチューブ20のチューブ同士が隣接し、互いに隙間を生じさせることができる位置に合わせて装着されている。このとき、チューブ20の弾性変形により、チューブ20の表面がメモリ素子102と面接触し、かつ、隣り合う各基板同士、チューブ20で連続して挟むことによって互いに釣り合いながら面接触している。   In the heat radiating device 1, the housing 10 is adjacent to the substrate 101 of each memory module 100 inserted into the connector 103 on the motherboard 104, and the tubes of the helical tube 20 mounted on the housing 10 are adjacent to each other. It is mounted according to a position where a gap can be generated. At this time, due to the elastic deformation of the tube 20, the surface of the tube 20 is in surface contact with the memory element 102, and the adjacent substrates are in surface contact with each other by being sandwiched between the tubes 20 in a balanced manner.

また、こうしたハウジング10内における螺旋形状のチューブ20構造によって、ハウジング10の入口から出口まで一本の流路による冷媒21の循環流路が形成され、冷媒21が滞留せずにチューブ内を流れる。   Further, the spiral tube 20 structure in the housing 10 forms a circulation flow path of the refrigerant 21 by a single flow path from the inlet to the outlet of the housing 10, and the refrigerant 21 flows through the tube without staying.

上述した本発明の構成によって、メモリモジュール100のメモリ素子102からの発生した熱は、メモリ素子102に面接触しているチューブ20からチューブ20内を流れる冷媒21に伝導し、ラジエータ30で熱交換し放熱することで冷媒21が冷やされ、冷媒21が循環することによって放熱が繰り返される。この結果、各メモリモジュール100の各メモリ素子102から発生した熱は、チューブ20内を流れる冷媒21により、モジュール群の全体に分散し、各モジュールの温度差の発生が抑制される。   With the configuration of the present invention described above, the heat generated from the memory element 102 of the memory module 100 is conducted from the tube 20 in surface contact with the memory element 102 to the refrigerant 21 flowing in the tube 20, and heat exchange is performed by the radiator 30. Then, the refrigerant 21 is cooled by radiating heat, and the heat radiation is repeated as the refrigerant 21 circulates. As a result, the heat generated from each memory element 102 of each memory module 100 is dispersed throughout the module group by the refrigerant 21 flowing in the tube 20, and the occurrence of a temperature difference between the modules is suppressed.

なお、チューブ20とメモリ素子102の間にサーマル・コンパウンドを介在させると、密着が高まり熱伝達効率を向上させる。   If a thermal compound is interposed between the tube 20 and the memory element 102, the adhesion is increased and the heat transfer efficiency is improved.

また、好適には、メモリモジュール100のメモリ素子102に伝熱板を装着したり、チューブ20表面を高熱伝導率の材料で覆ったりするのが良い。このとき、選択する材料としては、例えば、銅、アルミニウム、チタンなどの金属、または、アルミナ、窒化アルミニウムなどのセラミックスが好適である。また、銅、アルミニウム、チタン、ステンレスなどの金属からなる編組あるいはメッシュでチューブ20を被覆するのでも良い。   Preferably, a heat transfer plate is attached to the memory element 102 of the memory module 100, or the surface of the tube 20 is covered with a material having a high thermal conductivity. At this time, as a material to be selected, for example, a metal such as copper, aluminum, or titanium, or a ceramic such as alumina or aluminum nitride is preferable. Alternatively, the tube 20 may be covered with a braid or mesh made of a metal such as copper, aluminum, titanium, and stainless steel.

図5は、本発明の放熱装置のメモリモジュールに対する適用結果を示す。図5では、図4の螺旋状に加工されたチューブが取り付けられたハウジング構造を適用したときのテスト結果を示している。   FIG. 5 shows a result of application of the heat dissipation device of the present invention to a memory module. FIG. 5 shows test results when the housing structure to which the spirally processed tube of FIG. 4 is attached is applied.

テストでは、CPU(Central Processing Unit)としてインテル製Core 2QUAD_3.0GHzを、メモリとしてメモリチップDDR2-800(800MHz)を搭載したメモリモジュールPC2-6400(6.4GB/s max.)を使用したマザーボードにて実施した。   In the test, on a motherboard using Intel Core 2QUAD_3.0GHz as CPU (Central Processing Unit) and memory module PC2-6400 (6.4GB / s max.) With memory chip DDR2-800 (800MHz) as memory Carried out.

メモリモジュール100を動作させるテスト条件は、環境温度26℃、テストプログラム(PC Wizard)を用いてCPUの負荷率100%とした。左端部、中央部、右端部における動作時のメモリモジュール100の温度をそれぞれメモリモジュール中央付近に設置した熱電対を用い、データロガー(キーエンス製NR-1000)を使って比較例及び本実施例について測定した。   The test conditions for operating the memory module 100 were an environmental temperature of 26 ° C. and a load factor of the CPU of 100% using a test program (PC Wizard). About a comparative example and a present Example using a data logger (NR-1000 made by Keyence) using a thermocouple which installed the temperature of the memory module 100 at the left end part, the center part, and the right end part near the center of the memory module. It was measured.

その結果、自然空冷による従来例では、左端部63℃、中央部81℃、右端部60℃となり、中央部と右端部の間で温度差が21℃あるのに対し、本実施例では、左端部62℃、中央部60℃、右端部59℃となりモジュール間の最大温度差は3℃とバラツキが低く抑制されていることが分かる。   As a result, in the conventional example by natural air cooling, the left end portion is 63 ° C., the central portion is 81 ° C., and the right end portion is 60 ° C. There is a temperature difference of 21 ° C. between the central portion and the right end portion. It can be seen that the maximum temperature difference between the modules is suppressed to 3 ° C. and the variation is suppressed to be 62 ° C., the central portion 60 ° C., and the right end portion 59 ° C.

以上の実施例では、可撓性のチューブのハウジングへの取付構造を螺旋形状に加工した構造例について示したが、以下、図6〜図9において、ハウジングへの取付構造の変形例について説明する。   In the above embodiment, an example of a structure in which a flexible tube mounting structure for a housing is processed into a spiral shape has been shown. Hereinafter, modified examples of the housing mounting structure will be described with reference to FIGS. .

先にも述べたように、チューブ20の構造に必須となる設計条件として、(1)分散配置された個々のメモリモジュール100との均一な接触構造と、(2)冷媒21をチューブ20内で滞留させない流路構造とが求められる。   As described above, design conditions essential to the structure of the tube 20 include (1) a uniform contact structure with the individual memory modules 100 arranged in a distributed manner, and (2) the refrigerant 21 in the tube 20. A flow path structure that does not stay is required.

上記設計条件を満たすチューブ構造の変形例として、同一平面上で、蛇行形状または渦巻き形状に配管されたチューブ構造の例を以下に示す。これらの変形例は、上述してきた螺旋形状のチューブ構造に対し、ハウジングの小型化を実現させるものでもある。   As a modified example of the tube structure that satisfies the above design conditions, an example of a tube structure piped in a meandering shape or a spiral shape on the same plane is shown below. These modified examples also realize the downsizing of the housing with respect to the above-described spiral tube structure.

図6、図7は、本発明のハウジングにおいて、蛇行形状に加工されたチューブを取り付けた場合の構造を示す。図6は、メモリモジュールにハウジングが装着される前の状態を、図7は、装着された後の状態をそれぞれ示している。   6 and 7 show a structure when a tube processed into a meandering shape is attached to the housing of the present invention. 6 shows a state before the housing is attached to the memory module, and FIG. 7 shows a state after the housing is attached.

本実施例におけるチューブ20のハウジングへの取付構造は、図1に示すメモリモジュール100のモジュール数及びモジュール間隔に合わせ、同一平面内で蛇行しつつ連続的に挟み込む構造とし、かつ一本の冷媒流路で形成された配管構造を提供するものである。   In this embodiment, the tube 20 is attached to the housing in accordance with the number of modules and the module interval of the memory module 100 shown in FIG. 1 and is sandwiched continuously while meandering in the same plane. A piping structure formed by a road is provided.

上記蛇行形状チューブに加工されたハウジング構造では、螺旋形状のチューブによるハウジング構造に比べて、ハウジングの厚さは、20mm程度となり、厚さを1/2以下(コイル状タイプのハウジングの厚さは、40mm)に低くできるメリットがある。   In the housing structure processed into the meandering tube, the thickness of the housing is about 20 mm and the thickness is less than 1/2 (the thickness of the coil type housing is smaller than that of the housing structure using the spiral tube). , 40 mm).

また、螺旋形状の場合と同様に、メモリモジュール間の温度差を低く抑えることができ、温度バラツキの抑制に効果のあることが分かった。   Further, as in the case of the spiral shape, it was found that the temperature difference between the memory modules can be kept low, which is effective in suppressing temperature variations.

また、図8、図9は、本発明のハウジングにおいて、渦巻き形状に加工されたチューブを取り付けた場合の構造を示す。図8は、メモリモジュールにハウジングが装着される前の状態を、図9は、装着された後の状態をそれぞれ示している。   8 and 9 show a structure in the case where a tube processed into a spiral shape is attached to the housing of the present invention. FIG. 8 shows a state before the housing is attached to the memory module, and FIG. 9 shows a state after the housing is attached.

本実施例におけるチューブ20のハウジングへの取付構造は、図1に示すメモリモジュール100のモジュール数及びモジュール間隔に合わせ、同一平面内で中心のモジュールから最外郭に位置するモジュールに至るまで渦巻き状に連続的に挟み込む構造とし、かつ一本の冷媒流路で形成された配管構造を提供するものである。   The mounting structure of the tube 20 to the housing in the present embodiment is spirally formed from the central module to the outermost module in the same plane in accordance with the number of modules and the module interval of the memory module 100 shown in FIG. The present invention provides a piping structure that is continuously sandwiched and formed by a single refrigerant flow path.

上記渦巻き形状にチューブが加工されたハウジング構造では、螺旋形状のチューブによるハウジング構造に比べて、ハウジングの厚さは、20mm程度となり、厚さを1/2以下(螺旋形状タイプのハウジングの厚さは、40mm)低くできるメリットがある。   In the housing structure in which the tube is processed into the spiral shape, the thickness of the housing is about 20 mm, compared with the housing structure using the spiral tube, and the thickness is less than 1/2 (the thickness of the spiral type housing). Can be reduced by 40 mm).

また、螺旋形状の場合と同様に、メモリモジュール間の温度差を低く抑えることができ、温度バラツキの抑制に効果のあることが分かった。   Further, as in the case of the spiral shape, it was found that the temperature difference between the memory modules can be kept low, which is effective in suppressing temperature variations.

上記渦巻き形状によるチューブ構造は、蛇行形状のチューブ構造と比較してチューブ引き回しによりスペースが余分に必要とされるが、冷媒21の循環性がよい。   The tube structure having the spiral shape requires extra space by drawing the tube as compared with the meandering tube structure, but the circulation of the refrigerant 21 is good.

なお、別な変形例として、個々のメモリモジュール100を囲うようにチューブ20を分割して配置させる構造も考えられる(図示していない)。しかしながら、上述した(1)の均一な接触構造は実現できても、流路としては、入口で各メモリモジュール100に分岐した流路となるため、冷媒21の均一な流れが阻害され、(2)の条件を満たさない。   As another modification, a structure in which the tubes 20 are divided and arranged so as to surround the individual memory modules 100 is also conceivable (not shown). However, even if the uniform contact structure of (1) described above can be realized, the flow path is a flow path branched to each memory module 100 at the inlet, so that the uniform flow of the refrigerant 21 is obstructed and (2 ) Is not satisfied.

これに対し、上述した蛇行形状チューブや渦巻き形状チューブでは、チューブ内で一本化された流路であるためスムーズな冷媒21の流れを確保することが可能となる。
上述してきたように、本発明によれば、内部に冷媒を備えた可撓性のチューブにより半導体素子の発熱を半導体素子と基板の表面から均一に吸熱することができ、各半導体モジュール間の温度差の均一化を図ることができる。
On the other hand, in the meandering tube and the spiral tube described above, since the flow path is integrated in the tube, a smooth flow of the refrigerant 21 can be ensured.
As described above, according to the present invention, the heat generation of the semiconductor element can be uniformly absorbed from the surface of the semiconductor element and the substrate by the flexible tube provided with the refrigerant inside, and the temperature between the semiconductor modules can be reduced. The difference can be made uniform.

また、チューブは、可撓性を有する材料により形成されているので、マザーボード上の各半導体モジュールや基板上の各半導体素子に傾きが生じていても、半導体素子および基板との間に隙間を生じさせることがないため、均一な放熱が可能となる。   In addition, since the tube is formed of a flexible material, a gap is generated between the semiconductor element and the substrate even if each semiconductor module on the motherboard or each semiconductor element on the substrate is inclined. Therefore, uniform heat dissipation is possible.

さらに、各半導体モジュール群の放熱装置を一体構造としたことにより、容易に着脱可能であり作業性に優れる。   Furthermore, since the heat radiating device of each semiconductor module group has an integrated structure, it can be easily detached and has excellent workability.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes are within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

本発明は、複数個の素子を同一チップ上に形成した半導体集積回路などのチップを複数個組み合わせて一つのケースに収容して構成される回路モジュールの放熱技術に関する。   The present invention relates to a heat dissipation technique for a circuit module configured by combining a plurality of chips such as a semiconductor integrated circuit in which a plurality of elements are formed on the same chip and accommodating them in one case.

1 放熱装置
10 ハウジング
20 チューブ
21 冷媒
30 ラジエータ
31 ファン
40 ポンプ
100 メモリモジュール
101 基板
102 メモリ素子
103 コネクタ
104 マザーボード
1 Heat Dissipation Device 10 Housing 20 Tube 21 Refrigerant 30 Radiator 31 Fan 40 Pump 100 Memory Module 101 Substrate 102 Memory Element 103 Connector 104 Motherboard

Claims (3)

マザーボード上に所定の間隔で搭載された複数の半導体モジュールと、
内部に冷媒を有する可撓性のチューブが、前記半導体モジュール用の基板に実装された複数の半導体素子と接触し、かつ前記半導体モジュールを連続して挟み込むように取り付けられたハウジングと、前記半導体モジュールを冷却した後の前記冷媒を配管の途中で放熱させる手段と、前記チューブの冷媒を循環させ、該冷媒の流量を制御する手段と、を備えた放熱装置と、を有し、
前記チューブは、前記ハウジング内において螺旋形状に加工して取り付けられたことを特徴とする回路モジュール。
A plurality of semiconductor modules mounted on the motherboard at predetermined intervals;
A housing in which a flexible tube having a refrigerant inside is in contact with a plurality of semiconductor elements mounted on a substrate for the semiconductor module and is sandwiched between the semiconductor modules; and the semiconductor module possess a means for radiating said refrigerant after cooling in the middle of the piping, to circulate the refrigerant in the tube, and means for controlling the flow rate of the refrigerant, a heat dissipation device having a a,
The circuit module according to claim 1, wherein the tube is processed and attached in a spiral shape in the housing .
前記チューブは、弗素、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンを含む樹脂材料、またはニトリル、ネオプレン、エチレンプロピレン、シリコン、弗素、天然を含むゴム材料で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の回路モジュール。2. The circuit according to claim 1, wherein the tube is made of a resin material containing fluorine, polyimide, or polyether ether ketone, or a rubber material containing nitrile, neoprene, ethylene propylene, silicon, fluorine, or nature. module. 前記チューブの表面は、銅、アルミニウム、チタンを含む金属、またはアルミナ、窒化アルミニウムを含むセラミックスで覆われていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回路モジュール。3. The circuit module according to claim 1, wherein a surface of the tube is covered with a metal containing copper, aluminum, titanium, or a ceramic containing alumina or aluminum nitride.
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