JPH04230059A - Cooling structure - Google Patents

Cooling structure

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JPH04230059A
JPH04230059A JP2415320A JP41532090A JPH04230059A JP H04230059 A JPH04230059 A JP H04230059A JP 2415320 A JP2415320 A JP 2415320A JP 41532090 A JP41532090 A JP 41532090A JP H04230059 A JPH04230059 A JP H04230059A
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JP
Japan
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heat
heat dissipation
dissipation block
contact
block
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2415320A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Mochizuki
優宏 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH04230059A publication Critical patent/JPH04230059A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition 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
    • H01L2224/16221Disposition 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
    • H01L2224/16225Disposition 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means 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
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73253Bump and layer connectors

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the heat conductivity of a module while a reduction in the size of the module is contrived by a method wherein are formed in a heat dissipation block, threads to mesh with these threads are formed in heat conductors and the block and the heat conductors are jointed together by screws. CONSTITUTION:Studs 8, which respectively come into contact to each LSI 2 and are superior in heat conductivity, are formed on a heat dissipation block 4 in such a way as to correspond to the mounting positions of the LSI 2. Thread cuttings 4a are processed over all of stud formation surfaces on the block 4 and screws 8c to mesh with the thread cuttings 4a are processed in the periphery of each stud 8. Slits 8d of a prescribed length are formed in each stud from the sides, which are located on the side of a cold plate 3, of these studs 8 toward the longitudinal direction and a taper thread hole 8b, in which a taper thread 9 is inserted, is perforated in the surface formed with the slits 8d of each stud. Thereby, by inserting the taper thread 9 in the studs 8 to clamp, the slits 8d are formed and the partially split studs 8 come into contact to the block 4.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、冷却構造に係り、特に
基板上に実装された集積回路素子(以下、LSIと称す
る)に熱伝導体を接触させ、熱伝導体を介して当該LS
Iの冷却を行う冷却構造に関するものである。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a cooling structure, and more particularly, the present invention relates to a cooling structure, and in particular, a thermal conductor is brought into contact with an integrated circuit element (hereinafter referred to as LSI) mounted on a substrate, and the LSI is connected through the thermal conductor.
The present invention relates to a cooling structure for cooling I.

【0002】0002

【従来の技術】従来は図13に示すように、LSI31
を搭載した基板30にフランジ34を介して熱伝導性に
優れた放熱ブロック33と設ける。尚、放熱ブロック3
3と基板30との間のシールを高めるためにシール材3
5が介在されている。この放熱ブロック33の基板30
側と異なる側には、その内部に冷媒が流動する冷媒通路
39を有するコールドプレート32が例えばサーマルコ
ンパウンドを対して当接される。上記冷媒通路39の両
端には配管接続用のカプラ40a,40bがそれぞれ形
成されている。
[Prior Art] Conventionally, as shown in FIG.
A heat dissipation block 33 having excellent thermal conductivity is provided on a substrate 30 on which the heat dissipation block 33 is mounted via a flange 34. In addition, heat dissipation block 3
sealing material 3 to enhance the seal between 3 and the substrate 30.
5 is interposed. The substrate 30 of this heat dissipation block 33
On the other side, a cold plate 32 having a refrigerant passage 39 in which a refrigerant flows is brought into contact with, for example, a thermal compound. Couplers 40a and 40b for connecting pipes are formed at both ends of the refrigerant passage 39, respectively.

【0003】上記放熱ブロック33には、LSI31の
実装位置に対応してそのLSI31と接触する熱伝導性
に優れたスタッド37が形成される。このスタッド37
とLSI31との接触面には密着性を高めるこめにサー
マルコンパウンド36が塗布されている。一方、スタッ
ド37のコールドプレート32側端面には、テーパネジ
38が挿入される孔が形成される共に、その挿入周囲に
は図示しないがスリットが形成されている。従って、ス
タッド37にテーパネジ38を挿入して締めると、特に
スリットが形成されて部分的に分割されたスタッド37
が放熱ブロック33に接触することとなるので、この部
分で放熱ブロック33とスタッド37の接触面積の確保
を行っていた。
[0003] Studs 37 having excellent thermal conductivity are formed on the heat dissipation block 33 in correspondence with the mounting positions of the LSIs 31 and in contact with the LSIs 31 . This stud 37
A thermal compound 36 is applied to the contact surface between the LSI 31 and the LSI 31 to improve adhesion. On the other hand, a hole into which the taper screw 38 is inserted is formed on the end surface of the stud 37 on the side of the cold plate 32, and a slit (not shown) is formed around the insertion hole. Therefore, when the taper screw 38 is inserted into the stud 37 and tightened, the stud 38, which has been partially divided by forming a slit,
Since this comes into contact with the heat radiation block 33, the contact area between the heat radiation block 33 and the stud 37 is ensured at this portion.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、スタッドは放熱ブロックとの接触面はテーパネジが
挿入される部分のみであったため熱伝導には限界が生じ
ていた。このため、熱伝導を更に向上させるためには、
スタッドの長さを長くしてガスの介してスタッドと放熱
ブロックの間接伝導を行うしかない。しかしこれではモ
ジュールが大型化となってしまい、また一番熱伝導に優
れた部分が最もLSIから離れた位置となり、熱伝導率
も結果的に差ほど向上するということはなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the past, the contact surface of the stud with the heat dissipation block was only at the part where the taper screw was inserted, so there was a limit to heat conduction. Therefore, in order to further improve heat conduction,
The only option is to increase the length of the stud and achieve indirect conduction between the stud and the heat dissipation block via gas. However, this resulted in an increase in the size of the module, and the part with the best thermal conductivity was located farthest from the LSI, and as a result, the thermal conductivity did not improve as much as the difference.

【0005】従って、本発明は、モジュールの小型化を
図りつつ、熱伝導率もを向上させることを目的とするも
のである。
[0005] Accordingly, an object of the present invention is to reduce the size of the module while also improving its thermal conductivity.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的は、基板1上に
実装された集積回路素子2と接触する熱伝導体8を有す
る放熱ブロック4と、該放熱ブロック4と接触しその内
部に冷媒が流動する冷媒通路11を有するコールドプレ
ート3とからなる冷却構造において、前記放熱ブロック
4にねじ山4aを形成し、前記熱伝導体8に、当該放熱
ブロック4と噛み合うねじ山8cを形成し、該放熱ブロ
ック4と該熱伝導体8とをねじによって接合することを
特徴とする冷却構造、
[Means for Solving the Problems] The above object is to provide a heat dissipation block 4 having a heat conductor 8 in contact with an integrated circuit element 2 mounted on a substrate 1, and a heat dissipation block 4 having a heat conductor 8 in contact with the heat dissipation block 4 and having a refrigerant inside the heat dissipation block 4. In a cooling structure consisting of a cold plate 3 having a flowing refrigerant passage 11, the heat radiation block 4 is formed with a thread 4a, the heat conductor 8 is formed with a thread 8c that engages with the heat radiation block 4, A cooling structure characterized in that a heat radiation block 4 and the heat conductor 8 are joined by screws,

【0007】または、基板1上に実装された集積回路素
子2と接触する熱伝導体13を有する放熱ブロック4と
、該放熱ブロック4と接触しその内部に冷媒が流動する
冷媒通路11を有するコールドプレート3とからなる冷
却構造において、その長手方向に貫通する孔14cを有
する熱伝導体13と、該熱伝導体13のテーパ形状とな
った両端部にそれぞれ挿入される複数のテーパパイプ1
4a,14bと、該孔14cに挿入されると共に、該複
数のテーパパイプ14a,14bとを連結し少なくとも
一方に締結手段13bを有するボルト13aと、からな
ることを特徴とする冷却構造、
Alternatively, a cold radiator block 4 having a heat conductor 13 in contact with an integrated circuit element 2 mounted on a substrate 1, and a refrigerant passage 11 in contact with the heat radiator block 4 and in which a refrigerant flows. A cooling structure consisting of a plate 3, a thermal conductor 13 having a hole 14c passing through it in the longitudinal direction, and a plurality of tapered pipes 1 inserted into each of the tapered ends of the thermal conductor 13.
4a, 14b, and a bolt 13a that is inserted into the hole 14c, connects the plurality of tapered pipes 14a, 14b, and has fastening means 13b on at least one of the bolts 13a,

【0008】または、基板1上に実装された集積回路素
子2と接触する熱伝導体16を有する放熱ブロック4と
、該放熱ブロック4と接触しその内部に冷媒が流動する
冷媒通路11を有するコールドプレート3とからなる冷
却構造において、前記熱伝導体16における前記放熱ブ
ロック4と接触する部分にスプライン形状16aを形成
したことを特徴とする冷却構造、
Alternatively, a cold radiator block 4 having a heat conductor 16 in contact with the integrated circuit element 2 mounted on the substrate 1, and a refrigerant passage 11 in contact with the heat radiator block 4 and through which a refrigerant flows. A cooling structure comprising a plate 3, characterized in that a spline shape 16a is formed in a portion of the heat conductor 16 that contacts the heat radiation block 4,

【0009】または、基板1上に実装された集積回路素
子2と接触する熱伝導体19を有する放熱ブロック4と
、該放熱ブロック4と接触しその内部に冷媒が流動する
冷媒通路11を有するコールドプレート3とからなる冷
却構造において、前記集積回路素子2上に形成される熱
伝導性に優れた突起形状のヒートシンク17と、該集積
回路素子2の実装位置に対応して前記放熱ブロック4に
形成される突起4eと、該ヒートシンク17および突起
4eにそれぞれ接触すると共に、その接触部分にR曲面
を有する円筒状のスリーブ19とからなることを特徴と
する冷却構造、
[0009] Alternatively, a cold radiator block 4 having a heat conductor 19 in contact with an integrated circuit element 2 mounted on a substrate 1, and a refrigerant passage 11 in contact with the heat radiator block 4 and through which a refrigerant flows. In the cooling structure consisting of a plate 3, a heat sink 17 having a protrusion shape with excellent thermal conductivity is formed on the integrated circuit element 2, and a heat sink 17 is formed on the heat dissipation block 4 corresponding to the mounting position of the integrated circuit element 2. and a cylindrical sleeve 19 that contacts the heat sink 17 and the protrusion 4e, respectively, and has an R curved surface at the contact portion,

【0010】0010

【作用】即ち、本発明においては、いずれの場合におい
ても、まずLSIの近傍で積極的に熱伝導体と放熱ブロ
ック間との接触を行うようにして接触面積の確保を行い
、更に、上記接触部分とは別にその他にも接触部分を設
けることにより他点接触を行うことが可能となる。
[Operation] That is, in any case, in the present invention, first, the contact area is ensured by actively making contact between the heat conductor and the heat dissipation block near the LSI, and then the contact area is ensured. By providing other contact parts in addition to the contact parts, it becomes possible to perform contact at other points.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の望ましい実施例について図1
乃至図12を用いて詳細に説明する。
[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be explained in detail using FIGS. 12 to 12.

【0012】図1は本発明の第1の実施例を示す図であ
り、図2はスタッド斜視図であり、図3は本発明の第2
の実施例を示す図であり、図4はスタッド斜視図であり
、図5は熱伝導状態を示す図であり、図6は本発明の第
3の実施例を示す図であり、図7はスタッド斜視図であ
り、図8は本発明の第4の実施例を示す図であり、図9
はスリープ斜視図であり、図10は熱伝導状態を示す図
であり、図11は本発明の第5の実施例を示す図であり
、図12はスリーブ及びLSI斜視図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a stud, and FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a stud, FIG. 5 is a diagram showing a heat conduction state, FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view of a stud, FIG. 8 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
is a perspective view of the sleeve, FIG. 10 is a diagram showing a heat conduction state, FIG. 11 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a perspective view of the sleeve and LSI.

【0013】図1乃至図12において、1は基板,2は
LSI,3はコールドプレート,4は放熱ブロック,4
aはネジ切,4b孔,4cは凹部,4dは凹部,4eは
ボッチ,4fは凹部,5はフランジ,6はシール材,7
はサーマルコンパウンド,8及び13および16はスタ
ッド,8aは係止穴,8bはテーパネジ穴,8cはネジ
,8dはスリット,9はテーパネジ,10はボルト,1
1は冷媒通路,12a及び12bはカプラ,13aはボ
ルト,13bはナット,13cはスリット,14a及び
14bはテーパパイプ,14cは孔,15はスプリング
,16aはスプライン,16cはスプライン穴,17は
ヒートシンク,18はボッチ,18aはボッチ,18b
は凹部,19はスリーブ,19a及び19bはスリット
,19cはスリーブ,19d及び19eはスリットをそ
れぞれ示す。
1 to 12, 1 is a substrate, 2 is an LSI, 3 is a cold plate, 4 is a heat dissipation block, 4
a is threaded, 4b is a hole, 4c is a recess, 4d is a recess, 4e is a notch, 4f is a recess, 5 is a flange, 6 is a sealing material, 7
are thermal compound, 8, 13 and 16 are studs, 8a is a locking hole, 8b is a tapered screw hole, 8c is a screw, 8d is a slit, 9 is a tapered screw, 10 is a bolt, 1
1 is a refrigerant passage, 12a and 12b are couplers, 13a is a bolt, 13b is a nut, 13c is a slit, 14a and 14b are tapered pipes, 14c is a hole, 15 is a spring, 16a is a spline, 16c is a spline hole, 17 is a heat sink, 18 is bocchi, 18a is bocchi, 18b
19 is a recess, 19 is a sleeve, 19a and 19b are slits, 19c is a sleeve, and 19d and 19e are slits.

【0014】尚、図1乃至図12を通じて同一符号を付
したものは同一対象物をそれぞれ示すものである。
It should be noted that the same reference numerals throughout FIGS. 1 to 12 indicate the same objects.

【0015】まず第1の実施例をついて図1及び図2を
用いて詳細に説明する。図1に示すように、LSI2を
搭載した基板1にフランジ5を介して熱伝導性に優れた
放熱ブロック4と設ける。尚、放熱ブロック4と基板1
との間のシールを高めるためにシール材6が介在されて
いる。この放熱ブロック4の基板1側と異なる側には、
その内部に冷媒が流動する冷媒通路11を有するコール
ドプレート3が例えばサーマルコンパウンドを対して当
接される。上記冷媒通路11の両端には配管接続用のカ
プラ12a,12bがそれぞれ形成されている。
First, a first embodiment will be explained in detail using FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, a heat dissipation block 4 having excellent thermal conductivity is provided on a substrate 1 on which an LSI 2 is mounted via a flange 5. In addition, the heat dissipation block 4 and the board 1
A sealing material 6 is interposed to enhance the seal between the two. On the side of this heat dissipation block 4 that is different from the substrate 1 side,
A cold plate 3 having a refrigerant passage 11 in which a refrigerant flows is brought into contact with, for example, a thermal compound. Couplers 12a and 12b for connecting pipes are formed at both ends of the refrigerant passage 11, respectively.

【0016】上記放熱ブロック4には、LSI2の実装
位置に対応してそのLSI2と接触する熱伝導性に優れ
たスタッド8が形成される。本実施例では、まず放熱ブ
ロック4にネジ切4aをスタッド形成面全てにわたって
加工すると共に、図2に示すようにスタッド8にはその
周囲に上記ネジ切4aと噛み合うネジ8cが加工されて
いる。そして、このスタッド8のコールドプレート側か
ら長手方向に向かって所定長のスリット8dが形成され
ている。またスリット8dが形成された面にはテーパネ
ジ9が挿入されるテーパネジ穴8bが穿孔されている。 よって、テーパネジ9をスタッド8に挿入し締めること
で、スリット8dが形成されて一部分割されたスタッド
8が放熱ブロック4に接するようになる。
Studs 8 having excellent thermal conductivity are formed in the heat dissipation block 4 in correspondence with the mounting positions of the LSI 2 and in contact with the LSI 2. In this embodiment, first, threads 4a are machined on the heat dissipation block 4 over the entire stud forming surface, and as shown in FIG. 2, screws 8c are machined around the stud 8 to engage with the threads 4a. A slit 8d of a predetermined length is formed in the stud 8 from the cold plate side toward the longitudinal direction. Further, a tapered screw hole 8b into which a taper screw 9 is inserted is bored in the surface where the slit 8d is formed. Therefore, by inserting the taper screw 9 into the stud 8 and tightening it, the slit 8d is formed and the partially divided stud 8 comes into contact with the heat radiation block 4.

【0017】上記構成において、LSI2の冷却を行う
時の熱伝導は、まずLSI2とスタッド8間の密着性を
高めるためのサーマルコンパウンド7を介してスタッド
8に伝わり、各ネジを介して放熱ブロック4へと伝わり
、コールドプレート3内の冷媒との間で熱交換が行われ
る。尚、基板1上に実装されたLSI2の実装高さの調
節は放熱ブロック4とスタッド8との挿入長の調節を行
うことで実施される。
In the above configuration, heat conduction when cooling the LSI 2 is first conducted to the stud 8 via the thermal compound 7 for increasing the adhesion between the LSI 2 and the stud 8, and then to the heat dissipation block 4 via each screw. The heat is exchanged with the refrigerant in the cold plate 3. The mounting height of the LSI 2 mounted on the substrate 1 is adjusted by adjusting the insertion length between the heat dissipation block 4 and the stud 8.

【0018】尚、本実施例においては、放熱ブロック4
とスタッド8の間は機械的に接触させているため、外力
によりスタッド8が動いて接触抵抗が上昇するといった
ことがない。
In this embodiment, the heat dissipation block 4
Since the contact between the stud 8 and the stud 8 is made mechanically, there is no possibility that the stud 8 will move due to external force and the contact resistance will increase.

【0019】次に第2の実施例について図3乃至図5を
用いて詳細に説明する。図3に示すように、LSI2を
搭載した基板1にフランジ5を介して熱伝導性に優れた
放熱ブロック4と設ける。尚、放熱ブロック4と基板1
との間のシールを高めるためにシール材6が介在されて
いる。この放熱ブロック4の基板1側と異なる側には、
その内部に冷媒が流動する冷媒通路11を有するコール
ドプレート3が例えばサーマルコンパウンドを対して当
接される。上記冷媒通路11の両端には配管接続用のカ
プラ12a,12bがそれぞれ形成されている。
Next, a second embodiment will be explained in detail using FIGS. 3 to 5. As shown in FIG. 3, a heat dissipation block 4 having excellent thermal conductivity is provided on a substrate 1 on which an LSI 2 is mounted via a flange 5. In addition, the heat dissipation block 4 and the board 1
A sealing material 6 is interposed to enhance the seal between the two. On the side of this heat dissipation block 4 that is different from the substrate 1 side,
A cold plate 3 having a refrigerant passage 11 in which a refrigerant flows is brought into contact with, for example, a thermal compound. Couplers 12a and 12b for connecting pipes are formed at both ends of the refrigerant passage 11, respectively.

【0020】上記放熱ブロック4には、LSI2の実装
位置に対応して孔4bを穿孔し、その孔4bにLSI2
と接触する熱伝導性に優れたスタッド13が形成される
。本実施例のスタッド13は図4に示すように、長手方
向に貫通する共に両端面に所定角度のテーパ部を有する
孔14cを穿孔する。そして、両端面からは互い違いに
長手方向に向かって所定長のスリット13cが形成され
ている。一方、上記スタッド13の孔14cには、その
一端にネジ13bが切られ、そのネジに嵌合するナット
13bを有するボルト13aが挿入される。上記テーパ
部には、上記所定角度より若干大きい角度を有するテー
パパイプ14a,14bが挿入される。従って、放熱ブ
ロック4にスタッド13を当接させる時は、スタッド1
3にボルト13aを挿入し、このボルト13aにテーパ
パイプ14a,14bを取り付けた状態でナット13b
を締めると、スリット13cが形成されたスタッド13
の部分が分割した形で放熱ブロック4に接触する。
A hole 4b is bored in the heat dissipation block 4 corresponding to the mounting position of the LSI 2, and the LSI 2 is inserted into the hole 4b.
A stud 13 with excellent thermal conductivity is formed in contact with. As shown in FIG. 4, the stud 13 of this embodiment has a hole 14c that extends through the stud 13 in the longitudinal direction and has a tapered portion at a predetermined angle on both end surfaces. Further, slits 13c of a predetermined length are formed alternately in the longitudinal direction from both end faces. On the other hand, a bolt 13a having a thread 13b cut at one end thereof and a nut 13b that fits into the thread is inserted into the hole 14c of the stud 13. Tapered pipes 14a and 14b having angles slightly larger than the predetermined angle are inserted into the tapered portions. Therefore, when the stud 13 is brought into contact with the heat radiation block 4, the stud 1
3, and with the taper pipes 14a and 14b attached to the bolt 13a, tighten the nut 13b.
When tightened, the stud 13 with the slit 13c formed
The portion contacts the heat dissipation block 4 in a divided form.

【0021】上記構成において、LSI2の冷却を行う
時の熱伝導は、図5に示すようにまずLSI2とスタッ
ド13間の密着性を高めるためのサーマルコンパウンド
を介してスタッド13に伝わり、各テーパパイプ14a
,14bによって放熱ブロック4へとその熱は伝わり(
図中a〜d)、コールドプレート3内の冷媒との間で熱
交換が行われる。
In the above configuration, heat conduction when cooling the LSI 2 is first conducted to the stud 13 via the thermal compound for increasing the adhesion between the LSI 2 and the stud 13, as shown in FIG.
, 14b, the heat is transferred to the heat radiation block 4 (
In a to d) in the figure, heat exchange is performed with the refrigerant in the cold plate 3.

【0022】次に第3の実施例について図6および図7
を用いて詳細に説明する。図6に示すように、LSI2
を搭載した基板1にフランジ5を介して熱伝導性に優れ
た放熱ブロック4と設ける。尚、放熱ブロック4と基板
1との間のシールを高めるためにシール材6が介在され
ている。この放熱ブロック4の基板1側と異なる側には
、その内部に冷媒が流動する冷媒通路11を有するコー
ルドプレート3が例えばサーマルコンパウンドを対して
当接される。上記冷媒通路11の両端には配管接続用の
カプラ12a,12bがそれぞれ形成されている。
Next, regarding the third embodiment, FIGS. 6 and 7
This will be explained in detail using . As shown in FIG.
A heat dissipation block 4 having excellent thermal conductivity is provided on a substrate 1 on which a heat dissipation block 4 is mounted via a flange 5. Note that a sealing material 6 is interposed to improve the seal between the heat dissipation block 4 and the substrate 1. A cold plate 3 having a refrigerant passage 11 through which a refrigerant flows therein is brought into contact with, for example, a thermal compound, on the side of the heat dissipation block 4 that is different from the substrate 1 side. Couplers 12a and 12b for connecting pipes are formed at both ends of the refrigerant passage 11, respectively.

【0023】上記放熱ブロック4には、LSI2の実装
位置に対応して凹部4cが形成され、この凹部4cには
図7に示すようにその外周にスプライン16aが形成さ
れたスタッド16が形成される。このスタッド16には
スプライン穴16cが形成されけおり、図6に示すLS
I2の実装高さ調節のためのスプリング15が内接され
ている。尚、LSI2と接触する面16bは曲面となっ
ている。
A recess 4c is formed in the heat dissipation block 4 in correspondence with the mounting position of the LSI 2, and a stud 16 having a spline 16a formed on its outer periphery is formed in the recess 4c as shown in FIG. . A spline hole 16c is formed in this stud 16 and the LS shown in FIG.
A spring 15 for adjusting the mounting height of I2 is provided inside. Note that the surface 16b that contacts the LSI 2 is a curved surface.

【0024】上記構成において、LSI2の冷却を行う
時の熱伝導は、まずLSI2からスタッド13へと伝わ
り、スタッド13の外周に形成されたスプライン16a
を介して、またスタッド16を放熱ブロック4に弾性的
に取り付けたスプリング15を介して放熱ブロック4に
伝わり、コールドプレート3内の冷媒との間で熱交換が
行われる。
In the above configuration, heat conduction when cooling the LSI 2 is first conducted from the LSI 2 to the stud 13, and then through the spline 16a formed on the outer periphery of the stud 13.
The heat is transmitted to the heat radiation block 4 via the stud 16 and the spring 15 elastically attached to the heat radiation block 4, and heat is exchanged with the refrigerant in the cold plate 3.

【0025】次に第4の実施例について図8乃至図10
を用いて詳細に説明する。図8に示すように、LSI2
を搭載した基板1にフランジ5を介して熱伝導性に優れ
た放熱ブロック4と設ける。尚、放熱ブロック4と基板
1との間のシールを高めるためにシール材6が介在され
ている。この放熱ブロック4の基板1側と異なる側には
、その内部に冷媒が流動する冷媒通路11を有するコー
ルドプレート3が例えばサーマルコンパウンドを対して
当接される。上記冷媒通路11の両端には配管接続用の
カプラ12a,12bがそれぞれ形成されている。
Next, regarding the fourth embodiment, FIGS. 8 to 10
This will be explained in detail using . As shown in FIG.
A heat dissipation block 4 having excellent thermal conductivity is provided on a substrate 1 on which a heat dissipation block 4 is mounted via a flange 5. Note that a sealing material 6 is interposed to improve the seal between the heat dissipation block 4 and the substrate 1. A cold plate 3 having a refrigerant passage 11 through which a refrigerant flows therein is brought into contact with, for example, a thermal compound, on the side of the heat dissipation block 4 that is different from the substrate 1 side. Couplers 12a and 12b for connecting pipes are formed at both ends of the refrigerant passage 11, respectively.

【0026】上記放熱ブロック4には、LSI2の実装
位置に対応してボッチ4eが形成されると共に、LSI
2上には図示しないサーマルコンパウンドを介して凸状
のヒートシンク17が接合されている。そして、図9に
示すように円筒状で且つ互い違いに両端面から所定長の
長さを以て長手方向にスリット19a,19bが形成さ
れたスリーブ19を、放熱ブロック4に形成されたボッ
チ4eおよびヒートシンク17の凸部を覆うように設け
る。尚、このスリーブ19の内側には、上記放熱ブロッ
ク4に形成されたボッチ4eおよびヒートシンク17の
凸部との接合性を高めるためにR曲面が形成されている
The heat dissipation block 4 is formed with a notch 4e corresponding to the mounting position of the LSI 2.
A convex heat sink 17 is bonded onto the heat sink 2 via a thermal compound (not shown). As shown in FIG. 9, a sleeve 19 having a cylindrical shape and having slits 19a and 19b alternately formed in the longitudinal direction with a predetermined length from both end faces is attached to the notch 4e formed on the heat dissipation block 4 and the heat sink 17. Provided to cover the convex part. Note that an R curved surface is formed on the inside of the sleeve 19 in order to improve the bondability with the notch 4e formed on the heat radiation block 4 and the convex portion of the heat sink 17.

【0027】上記構成において、LSI2の冷却を行う
時の熱伝導は、図10に示すようにまずLSI2からヒ
ートシンク17に伝わり、その熱はヒートシンク17と
スリーブ19の接触点であるe,fを介してスリーブ1
9に伝わり、スリーブ19と放熱ブロック4のボッチ4
eの接触点であるg,hを介して放熱ブロック4に伝わ
り、コールドプレート3内の冷媒との間で熱交換が行わ
れる。
In the above configuration, heat conduction when cooling the LSI 2 is first conducted from the LSI 2 to the heat sink 17 as shown in FIG. sleeve 1
9, the sleeve 19 and the heat dissipation block 4 are connected to each other.
The heat is transmitted to the heat radiation block 4 via g and h, which are the contact points of e, and heat exchange is performed with the refrigerant in the cold plate 3.

【0028】最後に第5の実施例について図11及び図
12を用いて詳細に説明する。図11に示すように、L
SI2を搭載した基板1にフランジ5を介して熱伝導性
に優れた放熱ブロック4と設ける。尚、放熱ブロック4
と基板1との間のシールを高めるためにシール材6が介
在されている。この放熱ブロック4の基板1側と異なる
側には、その内部に冷媒が流動する冷媒通路11を有す
るコールドプレート3が例えばサーマルコンパウンドを
対して当接される。上記冷媒通路11の両端には配管接
続用のカプラ12a,12bがそれぞれ形成されている
Finally, the fifth embodiment will be explained in detail using FIGS. 11 and 12. As shown in Figure 11, L
A heat dissipation block 4 having excellent thermal conductivity is provided on a substrate 1 on which an SI 2 is mounted via a flange 5. In addition, heat dissipation block 4
A sealing material 6 is interposed to enhance the seal between the substrate 1 and the substrate 1 . A cold plate 3 having a refrigerant passage 11 through which a refrigerant flows therein is brought into contact with, for example, a thermal compound, on the side of the heat dissipation block 4 that is different from the substrate 1 side. Couplers 12a and 12b for connecting pipes are formed at both ends of the refrigerant passage 11, respectively.

【0029】上記放熱ブロック4には、LSI2の実装
位置に対応して凹部4fが形成されると共に、LSI2
上には図示しないサーマルコンパウンドを介して凸状の
ヒートシンク17が接合されている。具体的には、図1
2に示すように側面視凸状であってもボッチ18aの内
部は凹部18bとなっている。一方、図12に示すよう
に、放熱ブロック4の凹部4fとヒートシンク17の凹
部18bとそれぞれ嵌合する両端面に外側に突出するR
形状を有する(図12中19f,19g)と共に、互い
違いに所定長を以て長手方向に形成されたスリット19
d,19eを有するスリーブ19cを設ける。従って、
スリーブ19cは放熱ブロック4の凹部4fおよびヒー
トシンク17の凹部18bにそれぞれ内側から接触する
こととなる。
A recess 4f is formed in the heat dissipation block 4 corresponding to the mounting position of the LSI 2.
A convex heat sink 17 is bonded to the top via a thermal compound (not shown). Specifically, Figure 1
As shown in FIG. 2, even if the notch 18a is convex in side view, the inside of the notch 18a is a concave portion 18b. On the other hand, as shown in FIG. 12, outwardly projecting R is provided on both end surfaces that fit into the recess 4f of the heat dissipation block 4 and the recess 18b of the heat sink 17, respectively.
The slits 19 have a shape (19f, 19g in FIG. 12) and are formed alternately with a predetermined length in the longitudinal direction.
A sleeve 19c having sleeves d and 19e is provided. Therefore,
The sleeve 19c comes into contact with the recess 4f of the heat radiation block 4 and the recess 18b of the heat sink 17 from the inside.

【0030】上記構成において、LSI2の冷却を行う
時の熱伝導は、まずLSI2からヒートシンク17に伝
わり、その熱はヒートシンク17とスリーブ19cの接
触点を介してスリーブ19cに伝わり、スリーブ19c
と放熱ブロック4のボッチ4eの接触点を介して放熱ブ
ロック4に伝わり、コールドプレート3内の冷媒との間
で熱交換が行われる。
In the above configuration, heat conduction when cooling the LSI 2 is first conducted from the LSI 2 to the heat sink 17, then the heat is transferred to the sleeve 19c via the contact point between the heat sink 17 and the sleeve 19c, and then
The heat is transmitted to the heat radiation block 4 through the contact point of the notch 4e of the heat radiation block 4, and heat exchange is performed between the refrigerant in the cold plate 3.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ま
ずLSIの近傍で積極的に熱伝導体と放熱ブロック間と
の接触を行うようにして接触面積の確保を行い、更に、
上記接触部分とは別にその他にも接触部分を設けること
により他点接触を行うことが可能となり、モジュールの
小型化を図ることができるため、軽量化となり、冷却効
率をも向上させる効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, first, contact is made between the heat conductor and the heat dissipation block in the vicinity of the LSI to secure the contact area, and further,
By providing other contact portions in addition to the contact portions described above, it becomes possible to perform contact at other points, and the module can be made smaller, which has the effect of reducing weight and improving cooling efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】スタッド斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the stud.

【図3】本発明の第2の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the invention.

【図4】スタッド斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the stud.

【図5】熱伝導状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a state of heat conduction.

【図6】本発明の第3の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】スタッド斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the stud.

【図8】本発明の第4の実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図9】スリープ斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the sleeper.

【図10】熱伝導状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state of heat conduction.

【図11】本発明の第5の実施例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図12】スリーブ及びLSI斜視図である。FIG. 12 is a perspective view of the sleeve and LSI.

【図13】従来例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板                     
         2:LSI(集積回路素子) 3:コールドプレート               
   4:放熱ブロック 8,13,16:スタッド(熱伝導体)  9:テーパ
ネジ 11:冷媒通路                  
      13a:ボルト 14a,14b:テーパパイプ          1
4c:孔16a:スプライン            
        17:ヒートシンク 18:ボッチ(突起)               
   19,19c:スリーブ
1: Substrate
2: LSI (integrated circuit element) 3: Cold plate
4: Heat dissipation block 8, 13, 16: Stud (thermal conductor) 9: Tapered screw 11: Refrigerant passage
13a: Bolts 14a, 14b: Taper pipe 1
4c: Hole 16a: Spline
17: Heat sink 18: Bocchi (protrusion)
19, 19c: Sleeve

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  基板(1)上に実装された集積回路素
子(2)と接触する熱伝導体(8)を有する放熱ブロッ
ク(4)と、該放熱ブロック(4)と接触しその内部に
冷媒が流動する冷媒通路(11)を有するコールドプレ
ート(3)とからなる冷却構造において、前記放熱ブロ
ック(4)にねじ山(4a)を形成し、前記熱伝導体(
8)に、当該放熱ブロック(4)と噛み合うねじ山(8
c)を形成し、該放熱ブロック(4)と該熱伝導体(8
)とをねじによって接合することを特徴とする冷却構造
1. A heat dissipation block (4) having a heat conductor (8) in contact with an integrated circuit element (2) mounted on a substrate (1), and a heat dissipation block (4) having a heat conductor (8) in contact with and inside the heat dissipation block (4). In a cooling structure consisting of a cold plate (3) having a refrigerant passage (11) through which a refrigerant flows, a screw thread (4a) is formed on the heat dissipation block (4), and the heat conductor (
8), there is a screw thread (8) that engages with the heat dissipation block (4).
c), and the heat dissipation block (4) and the heat conductor (8) are formed.
) and are connected by screws.
【請求項2】  基板(1)上に実装された集積回路素
子(2)と接触する熱伝導体(13)を有する放熱ブロ
ック(4)と、該放熱ブロック(4)と接触しその内部
に冷媒が流動する冷媒通路(11)を有するコールドプ
レート(3)とからなる冷却構造において、その長手方
向に貫通する孔(14c)を有する熱伝導体(13)と
、該熱伝導体(13)のテーパ形状となった両端部にそ
れぞれ挿入される複数のテーパパイプ(14a,14b
)と、該孔(14c)に挿入されると共に、該複数のテ
ーパパイプ(14a,14b)とを連結し少なくとも一
方に締結手段(13b)を有するボルト(13a)と、
からなることを特徴とする冷却構造。
2. A heat dissipation block (4) having a heat conductor (13) in contact with an integrated circuit element (2) mounted on a substrate (1), and a heat dissipation block (4) having a heat conductor (13) in contact with and inside the heat dissipation block (4). A cooling structure consisting of a cold plate (3) having a refrigerant passage (11) through which a refrigerant flows, a thermal conductor (13) having a hole (14c) penetrating in the longitudinal direction thereof, and the thermal conductor (13). A plurality of tapered pipes (14a, 14b) each inserted into the tapered ends of the
), a bolt (13a) inserted into the hole (14c), connecting the plurality of tapered pipes (14a, 14b), and having fastening means (13b) on at least one of the bolts (13a);
A cooling structure characterized by consisting of.
【請求項3】  基板(1)上に実装された集積回路素
子(2)と接触する熱伝導体(16)を有する放熱ブロ
ック(4)と、該放熱ブロック(4)と接触しその内部
に冷媒が流動する冷媒通路(11)を有するコールドプ
レート(3)とからなる冷却構造において、前記熱伝導
体(16)における前記放熱ブロック(4)と接触する
部分にスプライン形状(16a)を形成したことを特徴
とする冷却構造。
3. A heat dissipation block (4) having a heat conductor (16) in contact with an integrated circuit element (2) mounted on a substrate (1), and a heat dissipation block (4) having a heat conductor (16) in contact with and inside the heat dissipation block (4). In a cooling structure consisting of a cold plate (3) having a refrigerant passage (11) through which a refrigerant flows, a spline shape (16a) is formed in a portion of the heat conductor (16) that contacts the heat radiation block (4). A cooling structure characterized by:
【請求項4】  基板(1)上に実装された集積回路素
子(2)と接触する熱伝導体(19)を有する放熱ブロ
ック(4)と、該放熱ブロック(4)と接触しその内部
に冷媒が流動する冷媒通路(11)を有するコールドプ
レート(3)とからなる冷却構造において、前記集積回
路素子(2)上に形成される熱伝導性に優れた突起形状
のヒートシンク(17)と、該集積回路素子(2)の実
装位置に対応して前記放熱ブロック(4)に形成される
突起(4e)と、該ヒートシンク(17)および突起(
4e)にそれぞれ接触すると共に、その接触部分にR曲
面を有する円筒状のスリーブ(19)とからなることを
特徴とする冷却構造。
4. A heat dissipation block (4) having a heat conductor (19) in contact with an integrated circuit element (2) mounted on a substrate (1); A cooling structure comprising a cold plate (3) having a refrigerant passage (11) through which a refrigerant flows, a protrusion-shaped heat sink (17) with excellent thermal conductivity formed on the integrated circuit element (2); A protrusion (4e) formed on the heat dissipation block (4) corresponding to the mounting position of the integrated circuit element (2), and a protrusion (4e) formed on the heat sink (17) and the protrusion (
4e) and a cylindrical sleeve (19) having an R curved surface at the contact portion.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11177192B2 (en) * 2018-09-27 2021-11-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device including heat dissipation structure and fabricating method of the same

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