JPH02270399A

JPH02270399A - 電子部品用の熱交換器の調節的取付装置及び取付方法

Info

Publication number: JPH02270399A
Application number: JP1320747A
Authority: JP
Inventors: Richard D Nelson; リチャード　ダグラス　ネルソン; Omkarnath R Gupta; オムカルナス　ラムナス　ギュプタ; Dennis J Herrell; デニス　ジェイ．ヘレル
Original assignee: Microelectronics and Computer Technology Corp
Current assignee: Microelectronics and Computer Technology Corp
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1990-11-05
Also published as: US4882654A; EP0374479A1; CA2003403A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子部品の高さまたは姿勢の変化に対して、
調節可能とすることによって電子部品と密接に接合する
ように、組立段階において熱交換器を調節可能に支持し
、そののち、使用中に電子部品に過荷重がかかるのを避
けるために、熱交換器を確実に支持する装置および方法
に関する。

従来の技術チップのような電子部品の高さまたは姿勢の変化を調節
でき、しかも構造的に固定された、電子パッケージ内に
熱交換器用の支持構造体を提供することが重要である。

これは、個々の熱交換器と電子部品が０．５１１ＩＩｎ
程度まで非同−平面内にある場合に、マルチチップパッ
ケージにおいてとくに重要な問題である。しかし、その
ような場合でも、熱交換器は良好な熱界面を提供するた
めに電子部品と密接に接合されなければならない。

発明が解決しようとする課題この課題に対する１つの解決方法は、熱交換器または電
子部品もしくはその両者の極めて順応性のある取付手段
を提供することである。しかし、使用中には、パッケー
ジはチップあるいはその接続手段のような壊れ易い電子
部品に過荷重がかかるのを避けるために、一般に熱交換
器を非順応的に固定することが要求される振動あるいは
衝撃に耐えなければならない。しかし、使用中は、パッ
ケージに軽度なゆがみが生じた場合に、熱交換器と熱接
触を維持するためにパッケージに成る程度の順応性を提
供しなければならない。

本発明の目的は、接続手段は最初は固定支持部材に対す
る熱交換器の移動を許し、この相対運動は、熱交換器と
電子部品との間の良好な伝熱界面を提供するために回転
方向と長さ方向に滑動可能な取付装置を提供するにある
。

本発明の他の目的は、伝熱界面がパッケージの使用寿命
中に調節できるように、接続手段が熱可撓性をもつ取付
装置を提供することである本発明のさらに別の目的は、
接続手段がろう、半田、エポキシ樹脂および紫外線反応
性樹脂からなる材料群から選択される取付装置を提供す
るにある。

本発明のさらに他の目的は、電子部品に対し熱交換器を
密接に接面状態に押接させる手段をもち、この手段とし
ては、ばね装置、重錘、または流体作動装置を含む取付
装置を提供するにある。

本発明のさらに他の目的は、パッケージ内でゆがみのよ
うな軽度の物理的変化が生じたときに、電子部品を熱交
換器と良好な伝熱接触状態に維持させるために、順応性
のある接続手段で電子部品に接続された基板を有する取
付装置を提供するにある。

また、本発明の別の目的は、可撓性接続手段を介して固
定部材に流体熱交換器を取り付けることによって、該熱
交換器を電子部品と界面接触状態に調節可能に取り付け
、電子部品の高さまたは姿勢の変化を補償することによ
って、熱交換器を電子部品と良好な伝熱接触状態に設定
するように、固定支持部材および電子部品に対し熱交換
器を調節し、電子部品への過荷重を避けるために、固定
支持部材から熱交換器を支持するように、可撓性接続手
段を剛性接続手段に変質させる段階を含む方法を提供す
ることである。可撓性接続手段はこの接続手段の温度を
変化することによって剛性接続手段に変えられることが
好適である。また、接続手段の変化は、可逆性を有する
ことが好ましい。

課題を解決するための手段本発明の電子部品と接合するように熱交換器を調節可能
に取り付ける装置は一般に流体流入部および流体流出部
をもつ流体熱交換器を支持するために固定支持部材が配
設されている。固定支持部材と熱交換器上の間に接続手
段が設けられ、この接続手段は、相互間に良好な界面を
提供するため電子部品に対して、熱交換器の位置を調節
できるように最初は可撓性をもち、そののち、この接続
手段は固定支持装置から熱交換器を固定的に保持および
支持するために剛性化される。

本発明の他の目的、態様および利点は、図面を参照して
の、説明に用いられた本発明の好適実施例についての以
下の説明から明らかになるであろう。

実施例第１図および第２図において、符号１０は、本発明の取
付装置を示し、該装置はチップのような電子部品Ｉ４と
、伝熱界面を形成するため調節可能に取り付けられた流
体熱交換器と、固定支持部材１６とを有する。

電子部品１４は、好ましくは複数の順応性接続具２２を
介して基板２０と電気的に接続されており、これらの接
続具としては自己接着性テープ（ＴＡＢ）、半田盛り部
分、あるいはワイヤ接着具が使用できる。ここでとくに
重要なことは、熱交換器１２が半田付け、グリース、締
付け、自己締付けあるいは微小毛細管取付けのような良
好な伝熱界面を提供するために電子部品１４と密接に界
面を形成していることである。しかし、第２図で明示さ
れている電子部品１４は、基板２０上において種々の高
さまたは姿勢で配置される。

本発明の取付装置１０は、電子部品１４の高さまたは姿
勢の変化に対して補償できるように調節される支持構造
体を提供する。しかし、後刻の使用時に、取付装置ｌＯ
は振動あるいは衝撃に耐えられなければならない。ゆえ
に、本発明は壊れ易い電子部品１４およびその接続具２
２に過負荷が加わるのを避けるために、熱交換器１２を
確実に保持できる支持構造体を提供する。

第１図および第２図に示された実施例は、液体または気
体の流入部２６および流出部２８を有する熱交換器１２
を有し、流出部２８は流入部２６から熱交換器１２０本
体および流出部２８に流入流体を伝達する開口３８を有
するチューブからなる流入部２６と同心的に配置された
チューブからなる。

流入部２６および流出部２８は電子部品１４の表面の高
さ、または姿勢の変化を補償するように、調節可能であ
るために、固定支持部材１６に対して熱交換器が回転可
能または長さ方向に移動可能であるように固定支持部材
１６に対して移動可能となっている。

接続具３２が、流入部２６と支持部材１６との間のよう
に、固定支持部材１６と熱交換器１２との間に設けられ
ている。接続具３２は所望の伝熱界面を提供するために
、電子部品１４に対する熱交換器１２の位置が調節がで
きるように、当初は可撓性をもっている。そののち、こ
の接続具３２は剛性化して、取付装置ｌＯに振動や衝撃
が加わった場合に、電子部品１４が過負荷状態となるの
を避けるために、支持部材１６を熱交換器１２に固定し
て支持させる。接続具は当初の相は可撓性をもつが、そ
の後の相で哄剛性をもつような種々の材料を用いること
ができる。たとえば、接続具３２は、ろう、半田、エポ
キシ樹脂、紫外線反応性樹脂あるいは他の類似の２相材
料が使用できる。

たとえば、ろうまたは半田は、高温では軟化して順応性
となって熱交換器１２を電子部品１４と適合するように
調節させることができるので使用される。そののち、ろ
うまたは半田は冷却されて剛性の、確実に支持する構造
体を提供する。

第１図および第２図に示された実施例において、固定支
持部材１６は流入通路３４および外方への流出通路３６
をもつ流体マニホルドを有する。

内方への流入通路３４は開口３８から流入部２６と連通
し、また外方への流出通路３６は流出部２８と連通して
いる。固定支持部材１６と流出部２８との間には漏洩防
止のために、Ｏリング４０のような密封手段が配設され
ていることに注目すべきである。この特定の構造体は、
接続具３２が可撓性から剛性に変化するのに好適に対応
する。すなわち、ろう、または半田を用いた実施例では
、流入通路３４を通って高温水が流動されて、接続具３
２を加熱して可撓性にさせ、チップ１４に対する熱交換
器１２の調節を可能にする。調節の終了後、接続具３２
は冷却されあるいは冷却するに委せて、剛性の接続具と
なる。

好ましくは接続具３２の剛性は、ろうまたは半田の場合
のように熱可撓性をもつものとする。

すなわち、取下装置ｌＯが使用されている場合、経年変
化が生じ、それにより熱交換器１２と電子部品１４との
間の界面に過大な歪を生じさせ、あるいは界面の広さを
減少させることにもなる。

この場合、接続具３２は再加熱され、熱交換器１２は再
調節されて良好な伝熱界面を提供し、かつ接続具３２は
再び剛性の接続具に変化する。

また、熱交換器１２を電子部品１４と緊密な接面係合に
押接する成る手段を提供することが望ましい。たとえば
、熱交換器１２と固定支持部材１６との間にばね４２を
提供することができる。成る場合には、熱交換器１２の
重量は調節中に、熱交換器１２を電子部品１４と良好な
接面関係に押し付けるのに十分であり、または流入通路
３４を流通する流体の力は同様に十分な効果を与える。

同時に、接続具３２が固定支持部材１６と流入部２６と
の間に、第１図および第２図の実施例中に示され、この
接続具３２は熱交換器１２の位置を調節させるために他
の場所に配置できる。たとえば、接続具３２は固定支持
部材１６と、外側の流出部２８または流入部２６との間
に配役でき、流出部２８は支持部材１６に固定結合され
るが熱交換器１２に対しては移動可能であり、接続具３
２はこれらの両部２６．２８と熱交換器１２の本体との
間に設けることもできる。

取付装置ｌＯを、接続具２２などによって基板２０と順
応接続状態にある電子部品１４とともに用いることも有
効である。すなわち、もし熱交換器が固定支持部材１６
に剛接されれば、　ＴＡＢ　（自己接着性テープ）、半
田盛り部分またはワイヤ接着材などによる接続具２２に
おいて十分な順応状態が得られて、僅かなパッケージの
ねじれなどの軽微な構造上の変形が起こったときに、電
子部品１４を熱交換器１２で良好な適合状態に保持させ
るように十分な適合性を提供する。グリース界面によっ
て提供されるような１つまたはそれ以上の方向への順応
性が得られる界面２４によって、付加的に軽度の順応性
が提供される。

上記のほかの別の実施例について以下に述べるが、第１
図および第２図に示されたものと類似の部品には添字ｒ
ａＪおよびｒｂＪを付した同じ符号が用いられている。

第３図および第４図には本装置の第２実施例が示され、
該装置は非同心的に配置された流入部２６ａおよび流出
部２８ａを有し、各部２６ａ、２８ａは０リングシール
４０ａを付して配設されて、可撓状態と剛性状態との間
で変形可能な接続具３２ａを有する。

つぎに、第６図には第３実施例が示され、この装置にお
いて、熱交換器１２ｂは接続具３２ｂによって固定部材
１６ｂで支持されている。この場合、熱交換器１２ｂと
の流入部２６ｂおよび流出部２８ｂが、固定支持部材１
６ｂ内の流体マニホルドの代りに順応性チューブによっ
て形成されている。

つぎに、第５図にはマルチチップパッケージ内に配置さ
れた第３図の実施例が示されている。

本発明は電子部品１４ａが互いに非同−面内にあるマル
チチップパッケージにおいてとくに有効である。しかし
、すべてが固定支持部材１６ａに接続されている熱交換
器１２ａは個々に調節可能であるから、熱交換器はそれ
らの協働チップ１４ａの高さおよび姿勢の変化に対して
調節可能である。

本発明の方法は、本発明の装置についての前述の記述か
ら明らかであり、かつ一般に流体熱交換器を電子部品と
界面接触状態に調節可能に取り付付ける方法に関し、可
撓性の接続具を介して流体熱交換器を固定支持部材に取
り付け、電子部品の高さまたは姿勢の変化を補償するた
めに、電子部品と熱交換器とを界面接触状態に設定する
ように、固定支持部材と電子部品に対して調節する方法
からなる。この方法はさらに、電子部品の過荷重を避け
るように、熱交換器を固定部材から支持するために、可
撓性接続具を剛性接続具に変質することを含む。さらに
この方法は接続具の温度を変化することによって、可撓
性接続具が剛性接続具に変質されることを含む。さらに
この方法は、剛性接続具を可撓性接続具に変質し、熱交
換器を固定部材に対して再調節させ、再び可撓性接続具
を剛性接続具に変質する方法を含む。

ゆえに、本発明は上記の目的を実施し、かつそれらの目
的および本来それらが有する他の利点と同時に上述の利
点を得るように好適に適合されている。本発明の実施例
が示されているが、構成部品の構造、配置の細部および
方法の諸段階の多くの変更態様が実施でき、これらの態
様は当業者自身によって容易に提案でき、本発明の特許
請求の範囲内に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の縦断正面図、第２図は
、同上の電子部品の位置変化を示す図面、第３図は、本
発明の第２実施例の第４図の線３−３に沿ってとられた
断面図、第４図は、第３図の線４−４に沿ってとられた
断面図、第５図は、マルチチップ電子パッケージ内の複
数の熱交換器の縦断正面図、第６図は、本発明の第３実
施例の縦断正面図である。１０、　ｌＯａ・・・取付装置　　　　＋２．１２ａ、
　１２ｂ・・・流体熱交換器１４、１４ａ、　＋４ｂ−
電子部品　　１６．１６ａ、　１６ｂ−・固定支持部材
２０、２０ａ、　２０ｂ・・・基板　　　　２２．２２
ａ、　２２ｂ−接続具２４・・・伝熱界面　　　　　　
２６．２６ａ、　２６ｂ・・・流入部２８、２８ａ、　
２８ｂ−流出部　　　３２．３２ａ、　３２ｂ−・−接
続具３４、３４ａ・・・流入通路　　　　３６．３６ａ
・・・流出通路３８．３８ａ・・−開口　　　　　　４
０，４０ａ・・・Ｏリング特許出願人　　マイクロエレ
クトロニクス　アンドコンピューター　テクノロジー図面の浄５（内容に変更なし）

Claims

【特許請求の範囲】

１．電子部品と接合するために調節可能に取り付けられ
た熱交換器であって、流体流入部および流体流出部をも
つ電子部品と接合する流体熱交換器と、流体熱交換器を
支持する固定支持部材と、固定支持部材と熱交換器との
間に配置された接続手段とを有し、前記接続手段は、電
子部品に対して熱交換器の位置を調節するために最初は
可撓性をもち、さらにそののち、熱交換器を固定的に支
持するため剛性となることを特徴とする取付装置。
２．接続手段が最初は固定支持部材に対する熱交換器の
移動を許す請求項１記載の取付装置。
３．前記相対運動が回転方向と長さ方向との滑動運動か
らなる請求項２記載の取付装置。
４．接続手段が熱可撓性である請求項１記載の取付装置
。
５．接続手段がろう、半田、エポキシ樹脂および紫外線
反応性樹脂から成る群から選定される請求項１記載の取
付装置。
６．電子部品と密接に接合するために、熱交換器を電子
部品に押接させる手段を有する請求項１記載の取付装置
。
７．前記密接な接合を提供する手段が、熱交換器と固定
支持部材との間に配設されたばねからなる請求項６記載
の取付装置。
８．固定支持部材が熱交換器の流体流入部および流体流
出部と連通している流体通路を有する請求項１記載の取
付装置。
９．順応適合手段によって電子部品に接続された基板を
有する請求項１記載の取付装置。
１０．流体熱交換器を電子部品と界面接触状態に調節可
能に取り付ける方法であって、可撓性接続手段を介して
流体熱交換器を固定支持部材に取り付け、電子部品の高
さまたは姿勢の変化を補償するために、熱交換器を電子
部品と接面接触に設定するように、固定支持部材と電子
部品に対して熱交換器を調節し、電子部品への過荷重を
避けるために、固定支持部材に熱交換器を支持する接続
手段が可撓性から剛性に変質する段階からなる取付方法
。
１１．接続手段の温度を変化させることにより、可撓性
接続手段を剛性接続手段に変質する請求項１０記載の取
付方法。
１２．剛性接続手段を可撓性接続手段に再び変質させ、
固定部材と電子部品に対して熱交換器を再調節し、可撓
性接続手段を剛性接続手段に再び変質する段階を有する
請求項１０記載の取付方法。
１３．接続手段の温度を変化することにより、接続手段
の可撓性と剛性とを変化させる段階を有する請求項１２
記載の取付方法。