JPH02398A - 集積回路の冷却構造 - Google Patents

集積回路の冷却構造

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JPH02398A
JPH02398A JP88309251A JP30925188A JPH02398A JP H02398 A JPH02398 A JP H02398A JP 88309251 A JP88309251 A JP 88309251A JP 30925188 A JP30925188 A JP 30925188A JP H02398 A JPH02398 A JP H02398A
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cooling
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plate
cooling plate
circuits
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梅澤　和彦
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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、情報処理装置等の電子機器に使用される集積
回路の冷却構造に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種の冷却構造としては集積回路を搭載した配
線基板を複数枚架内に収容し、冷却ファンによる空気の
強制対流を用いて前記集積回路を強制冷却する方式が広
く採用されている。また、近年、集積回路が大規模、高
集積化されるに伴い素子性能を最大限に発揮させ高性能
の装置を実現するために架内への実装構造も大幅に高密
度化されるようになったことから、装置の発熱量も増大
されてきており、空気より、熱容量の大きい水等によっ
て冷却する液冷方式が採用されるようになった。この液
冷方式による冷却構造は、水などの液体冷媒を集積回路
の近傍に循環させ、集積回路素子のケースに金属製部品
を接触させて伝導により冷媒に熱を伝え排熱するように
構成されている。
この液冷方式の冷却構造を第４図に示す。
第６図は従来の液冷方式による冷却構造を示す縦断面図
で、同図において、ｌはＬＳＩで、このＬＳＩＩはその
上面にヒートスプレッダ−２が設けられ、プリント基板
３上に複数搭載されている。
また、前記プリント基板３はＬＳＩＩ搭載面を互いに対
向させて並べて配置されており、両プリント基板３，３
間には後述するコールドプレートが配置されている。４
は前記ＬＳＩＩを冷却するためのコールドプレートで、
このコールドプレート４は冷媒が流される水路４ａが内
部に複数段けられ、その両生面には各ＬＳＩＩの高さの
ばらつきを吸収させるための伝熱部材５が取付けられて
いる。
前記伝熱部材５はサーマルペース）５ａをフィルム５ｂ
で封入することによって形成されており、容易に変形さ
れるように柔軟性をもって形成されている。すなわち、
プリント基板３上にＬＳＩＩを複数搭載する場合には、
各ＬＳＩＩの寸法精度、その取付は状態やプリントボー
ド３の反り、うねり等によって、各ＬＳＩＩの上面は必
ずしも一平面上に揃うとは限らないが、この伝熱部材５
をヒートスプレッダ−２に圧接させ変形させることによ
って、伝熱体５の柔軟性を利用して各ＬＳＩＩの高さの
ばらつきを吸収することができる。
このように構成された従来の液冷による冷却構造におい
ては、コールドプレート４を機械的に固定させ、このコ
ールドプレート４をプリント基板３で挾持させた状態で
使用される。この際、ヒートスプレッダ−２が伝熱部材
５に圧接され、サーマルペースト５ａおよびフィルム５
ｂが変形することになり、全てのヒートスプレッダ−２
が伝熱部材５に確実に接触されることになる。そして、
ＬＳＩｔにて発生した熱はヒートスプレッダ−２に伝導
され、このヒートスプレッダ−２から伝熱部材５および
コールドプレート４を介して水路中を流れる冷媒に放熱
される。（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　／Ｓｅｐ、２２゜
１９８２、Ｐ１４２〜Ｐ１４３による。）〔発明が解決
しようとする課題〕 しかるに、上述した従来の集積回路の冷却構造のうち第
一番目に述べた強制空冷方式においては、近年の電子機
器の実装密度の増加に伴う発熱温度の増加に対応するた
めに風量が増加されてきており、大風量を得るために冷
却ファンの騒音が太き（なるという問題があった。また
、第二番目に述べた伝導冷却方式においては、ＬＳＩＩ
の高さのばらつきがある限度を越えて第４図に示すサー
マルペースト５ａのような材料では吸収しきれなくなる
と、ＬＳＩＩとコールドプレート４との間の熱伝達経路
に伝熱性の低い空気が介在するようになる。このような
場合には、ＬＳＩＩが冷却されにくくなり信頼性が低下
されることになる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る集積回路の冷却構造は、複数の集積回路を
搭載した配線基板に対向して設けられた支持板と、この
支持板に支持具により遊離しないように拘束され内部に
冷媒流路が設けられた複数の冷却板と、この冷却板の隣
り合ったものの冷媒流路を接続する柔軟性を有する冷媒
配管と、前記支持板の表面に設けられた伝熱体と、前記
支持板と前記冷却板の間に設けられ前記冷却板を前記伝
熱体を間に入れて前記集積回路に押し付ける弾性体とを
含み、前記集積回路の個々を前記冷却板の個々のものに
より独立して押し付けて冷却するものである。
〔作　用〕
各冷却板が各集積回路に対して独自に移動され、各集積
回路の高さや傾きが一様でない場合でも冷却板と集積回
路とが伝熱体を介して確実に密着される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図によって
詳細に説明する。
第１図は本発明の冷却構造を示す縦断面図、第２図は第
１図中ｎ−ｎ線断面図、第３図は第１図に示す実施例に
おいて集積回路の一つが傾斜して搭載された状態を示す
縦断面図である。これらの図において、１１はパッケー
ジに収容された集積回路、１２は配線基板で、この配線
基板１２上に前記集積回路１１が複数個搭載されている
。１３は後述する冷却板１４を支持するための支持板で
、この支持板１３は前記配線基板１２に対して所定間隔
おいて平行に配置されている。１４は前記集積回路１１
を冷却するための冷却板で、この冷却板１４は金属によ
って形成されており、その内部には冷媒流路１４ａが形
成されると共に、前記支持板１３に固定された支持具１
５の爪片１５ａと係合する切欠き１４ｂが角部に形成さ
れ、支持具１５の爪片１５ａを前記切欠き１４ｂに係合
させることによって支持板１３に移動自在に取付けられ
ている。１６は前記冷却板１４を集積回路１１側に付勢
するための板ばねで、この板ばね１６の一端は前記支持
板１３に固定されており、支持板１３と冷却板１４との
間に弾装されている。すなわち、前記冷却板１４は前記
板ばね１６により集積回路１１側に付勢された状態で前
記支持具１５によって支持板１４から遊離してしまわな
いように拘束されることになり、板ばね１６の弾溌力に
抗して支持板１３側に冷却板１４を押圧すれば、板ばね
１６が弾性変形して冷却板１４がずれるように構成され
ている。また、この冷却板１４は支持板１３に複数取付
けられ、各冷却板１４．１４・・・は冷媒配管１７によ
って各々の冷媒流路１４ａが接続されて連結されている
。この冷媒配管１７は、金属によって形成され冷却板１
４にろう付けされる接続管１７ａと、この接続管１７ａ
が両端に一体的に接続され、柔軟性を有する材料によっ
て形成された冷媒配管本体１７ｂとから構成されている
。
１日は集積回路１１および冷却板１４の対接面の微小な
反り、うねりを吸収するための伝熱体で、この伝熱体１
８は集積回路１１と冷却板１４との間に介装されている
。伝熱体１８としては、ペースト状のもの、あるいは柔
らかいシート状のものく例えば、シリコンゴムまたはシ
リコンオイルに金属酸化物または窒化はう素等を混入し
たもの。）が使用できる。
本発明に係る集積回路１１の冷却構造は、各冷却板１４
を各集積回路１１にそれぞれ伝熱体１８を介して圧接さ
せて使用され、集積回路１１にて発生した熱は伝熱体１
８を介して冷却板１４に伝わり、冷媒流路１４ａ内を流
れる冷媒に排熱される。また、部品の寸法精度、取付け
のばらつきや配線基板１２の反り。
うねりにより各集積回路１１の対接面の傾きが異なる場
合でも、第３図に示すように板ばね１６が弾性変形する
ことによって、冷却板１４は集積回路１１と平行に保た
れることになる。この際、互いに隣り合う冷却板１４ど
うしを連結する冷媒配管１７は冷媒配管本体１７ｂが柔
軟性を有する材料によって形成されているために、各冷
却板１４は全て独立して動くことができるので隣り合う
集積回路１１の高さが大きく異なっても追従することが
できる。
したがって、集積回路１１と冷却板１４との間の伝熱経
路に伝熱特性の低い空気が介在せず、集積回路１１の温
度を効率よく低く保つことができる。
また、集積回路がフラットパッケージに収容されたフラ
ットパッケージ型集積回路を本発明に係る冷却構造によ
って冷却する場合には、第５図に示すように、リードの
変形を防止するために配線基板１２とフラットパッケー
ジ本体との間にストッパーが介装される。
第４図は他の実施例を示す縦断面図、第５図はフラット
パッケージ型集積回路の構造を示す斜視図である。これ
らの図において前記第１図ないし第３図で説明したもの
と同一もしくは同等部材については同一符号を付し、こ
こにおいて詳細な説明は省略する。これらの図において
、２１はフラットパッケージ型集積回路で、このフラッ
トパッケージ型集積回路２１はフラットパッケージ本体
２１ａの側部からリード２１ｂが突出されており、フラ
ットパッケージ本体２１ａの背面側に折曲げ成形された
リード２１ｂの先端部を配線基板１２に接合することに
よって配線基板１２上に搭載されている。２２はストッ
パーで、このストッパー２２は前記フラットパッケージ
本体２１ａの背面に設けられ、フラットパッケージ型集
積回路２１を配線基板１２上に搭載した際に突出端部が
配線基板１２に当接するように構成されている。なお、
２３はキャップである。すなわち、配線基板１２上に搭
載されたフラットパッケージ型集積回路２１は、板ばね
１６により付勢された冷却板１４によって配線基板１２
側に押圧されることになるが、このストッパー２２が配
線基板１２に当接されることによってリード２１ｂに無
理な力が加えられるのを防ぐことができ、リード２１ｂ
が撓むのを防止することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、内部に冷媒流路を持つ冷
却板を支持板との間に設けられた板ばねじ集積回路に押
し付ける構造とし、しかも隣り合った冷却板を結ぶ冷媒
配管が柔軟性をもって形成され一つ一つの冷却板が独立
に変化するため、部品の寸法精度や取付けのばらつき、
集積回路が搭載される配線基板の反り、うねりなどによ
り集積回路の高さや傾きが一様でない場合でも冷却板と
集積回路とが伝熱体を介して密着する。したがって、集
積回路と冷却板との間の伝熱経路に伝熱特性の低い空気
が介在せず、集積回路の温度が効率よく低く保たれると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の冷却構造を示す縦断面図、第２図は第
１図中ｎ−ｎ線断面図、第３図は第１図に示す実施例に
おいて集積回路の一つが傾斜して搭載された状態を示す
縦断面図、第４図は他の実施例を示す縦断面図、第５図
はフラットパッケージ型集積回路の構造を示す斜視図、
第６図は従来の液冷方式による冷却構造を示す縦断面図
である。 １１・・・・集積回路、１２・・・・配線基板、１３・
・・・支持板、１４・・・・冷却板、１５・・・・支持
具、１６・・・・仮ばね、１７・・・・冷媒配管、１８
・・・・伝熱体。 特許出願人　　　　　日本電気株式会社代　理　人　　
　　　山川政権（他２名）第１ 第２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の集積回路を搭載した配線基板に対向して設けられ
    た支持板と、この支持板に支持具により遊離しないよう
    に拘束され内部に冷媒流路が設けられた複数の冷却板と
    、この冷却板の隣り合ったものの冷媒流路を接続する柔
    軟性を有する冷媒配管と、前記支持板の表面に設けられ
    た伝熱体と、前記支持板と前記冷却板の間に設けられ前
    記冷却板を前記伝熱体を間に入れて前記集積回路に押し
    付ける弾性体とを含み、前記集積回路の個々を前記冷却
    板の個々のものにより独立して押し付けて冷却すること
    を特徴とする集積回路の冷却構造。
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