JPH0448763A

JPH0448763A - 冷却構造

Info

Publication number: JPH0448763A
Application number: JP2155267A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mochizuki; 優宏望月
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1992-02-18

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】〔概要〕冷却構造に係り、特に基板上に実装された発熱体が発す
る熱をコールドプレートに伝え、熱伝導によって上記発
熱体を冷却してなる冷却構造に関し、冷却能力を向上しつつ、冷却モジュールの軽量化を図る
ことを目的とし、発熱体が実装された基板と、内部に冷媒が流通する流路
を有し、該発熱体を熱伝導によって冷却するコールドプ
レートと、該発熱体の冷却面より突出する複数の雄体と
、該コールドプレートの該発熱体側面に取り付けられ、
該雄体と嵌合する複数の雌体と、を具備してなり、該発
熱体が発する熱を、該雄体および該雌体を介して該コー
ルドプレートに伝導してなるよう構成する。

〔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発
熱体が発する熱をコールドプレートに伝え、熱伝導によ
って上記発熱体を冷却してなる冷却構造に関するもので
ある。

［従来の技術〕従来は第１３図に示すように、熱伝導性に優れた金属体
よりなる放熱ブロック２５に、基板２０上に実装された
発熱体であるＬＳＩ２１の実装位置に対応して凹部を形
成し、その凹部にスプリング２７を介して放熱スタッド
２６を取りつける。

この放熱スタッド２６はＬＳＩ２１の冷却面と接触して
いる。

一方、基板２０が取り付けられる面と反する面に、内部
に冷媒が流動する流路２８が形成されたコールドプレー
ト２２を配置する。

上記放熱ブロック２５と上記基板２０の間には、不活性
ガスが注入され、更に放熱ブロック２５と基板２０とは
フランジ２３を介して接合され、内部の気密保持のため
、シール材２４が取り付けられている。

ＬＳＩ２１から熱が発せられると、その熱は冷却面より
放熱スタッド２６から放熱ブロック２５を通じて、また
は放熱スタッド２６からスプリング２７更には放熱ブロ
ック２５を通しることにより、コールドプレート２２に
伝えられ、冷媒とのＮＷＡによってかかるＬＳＩ２１の
冷却が行われる。

尚、第１３図中矢印は、冷媒の流れを示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ＬＳＩの熱を伝える放熱スタ・ノドとＬ
ＳＩの冷却面とは一点接触となっているため、熱伝導に
限界が生ずる。

また、放熱ブロックの板厚は、熱伝導を確保するために
、ある程度の厚みを有し、よって冷却モジュールの重量
が重くなる欠点があった。

従って、本発明は冷却能力を向上しつつ、冷却モジュー
ルの軽量化を図ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、発熱体２が実装された基板１と、内部に冷
媒が流通する流路８を有し、該発熱体２を熱伝導によっ
て冷却するコールドプレート３と、該発熱体２の冷却面に取り付けられた複数の雄体５と、該コールドプレート３の該発熱体２側面に取り付けられ
、該雄体５と嵌合する板バネ状の複数の雌体６と、を具備してなり、該発熱体２が発する熱を、該雄体５および該雌体６を介
して該コールドプレート３に伝導してなることを特徴と
する冷却構造、により達成される。

〔作用〕

以上の如く構成することで、本発明では、発熱体である
ＬＳＩ単位に複数の雄体と複数の雌体との嵌合による多
点接触となり、熱伝導性が向上する。

上記熱伝導性が向上することによって、従来熱伝導を確
保するために必要だった冷却モジュールの板厚の分を、
上記多点接触によって補うことができるため、上記冷却
モジュールの板厚も薄くすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第１２図を用いて詳
細に説明する。

第１図乃至第１２図において、１ば基板、２ばＬＳＩ、
３はコールドプレート、４は放熱ブロック、５はビン、
６ば板バネ状の端子、７はフランジ、８は流路、９はシ
ール材、１０はハウジング。

１１は突起、１２ばフィン、１３ばサブフィン。

１４はカムアクチュエータ、１５はボルトをそれぞれ示
す。　第１図乃至第１２図を通じて、同一符号を付した
ものは同一対象物をそれぞれ示す。

■第１の実施例の説明以下、本発明の第１の実施例について、第１図乃至第４
図を用いて詳細に説明する。

第１図に示すように、熱伝導性に優れた金属より構成さ
れた放熱ブロック４の一方の面に凹部を形成し、その凹
部が形成された面に、後述説明する基ｆＩｉＩ上に実装
されたＬＳＩ２の冷却面より突出してなるビン５の立植
位置に対応して、熱伝導性に優れた板バネ状の端子６を
、上記ビン５と嵌合されるように立植しておく。

上記端子６ば、第３図に示すように、例えば４×４の計
１６本として放熱ブロック４より突出しており、放熱ブ
ロック４とばロウ付け、または熱伝導性に優れた接着剤
によって固着されている。

放熱ブロック４の他方の面には、その内部に冷却水等の
冷媒が流動してなる流路８が形成されたコールドプレー
ト３を放熱ブロック４と高い熱伝導性を得るために密着
させてお（。

尚、コールドプレート３に形成された流路８の端部には
それぞれ配管接続用のカプラが取り付けられている。

放熱ブロック４の一方の面には、上記凹部を密閉するよ
うに放熱ブロック４とはフランジ７を介して、複数のＬ
ＳＩ２が実装された基板Ｉが取り付けられる。

このＬＳＩ２の冷却面には、第２図に示すように例えば
４×４の計１６本の熱伝導性に優れた金属からなるビン
５が適宜の間隔をもって、複数本突出しており、冷却面
とはロウ付け、または熱伝導性に優れた接着剤によって
固着されている。

更に、基板ｌと放熱ブロック４との空間には、チッ素ま
たはヘリウム等の不活性ガスが注入されており、外気と
の気密保持のため、フランジ７と放熱ブロック４とはシ
ール材９を介して接合されている。

上記構成を有する本実施例の冷却モジュールにオイて、
ＬＳＩ２が熱を発すると、その熱はＬＳＩ２の冷却面か
ら突出する複数のビン５に伝わり、更に熱はそのと、ン
５と嵌合する端子６に伝わる。

この時、ビン５と端子６ば少なくとも第２図および第３
図の開示から明らかなように、１ピンにつき端子は２か
所の接点を有する二点接触となっており、よって、１つ
のＬＳＩについてみれば、４Ｘ４Ｘ２の計３２の接触点
を得ることができる。

端子６に伝わった熱は、放熱ブロック４を介してコール
ドプレート３に伝わり、コールドプレート３の内部を流
動する冷媒との温度置換によって、かかる熱を冷却モジ
ュールの外部に放出する。

尚、基板１上に実装されたＬＳＩ２の実装上のバラツキ
、つまり基板１のＬＳＩ実装面と垂直方向のバラツキは
、ビン５の側面を端子６がスライドすることでその許容
が成される。

よって、ＬＳＩ２の熱を放熱ブロック４に伝える部分が
多点接触となっているため、熱伝導性が向上し、熱伝導
性が向上することで、放熱ブロック４の板厚によって熱
伝導を確保していた分が無くなるため、冷却モジュール
の軽量化も図れる。

上記第１の実施例の変形例として、第４図のようなもの
がある。

これは、第１の実施例の冷却モジュールの重量を更に軽
量化成らしめるものであって、上記第１の実施例におい
ては、放熱ブロック４は一方の面に凹部が形成されたも
のとして説明したが、この放熱ブロック４（以下、本変
形例ではハウジング１０と称する）を枠状体とし、上記
第１の実施例において、放熱ブロック４の取り付けられ
ていた複数の端子６をコールドプレート３に直接取りつ
けたものである。

更に、上記ハウジング１ｏの断面中程には、枠状体であ
るハウジング１０の内周に向かって突出する突起１１が
形成されており、その突起１１を境に２つのシール材９
，９′がフランジ７およびコールドプレート３との気密
性を保持するために形成されている。

上記のような変形例とすることで、軽重量化を図ること
は勿論のこと、直接端子６からコールドプレート３にＬ
１２の熱が伝導されることとなるので、熱伝導性も向上
し、冷却能力も向上する。

■第２の実施例の説明以下、本発明の第２の実施例を第５図乃至７図を用いて
詳細に説明する。

尚、第１の実施例と構造上同一の部分についてはその説
明を省略する。

第５図に示すように、上記第１の実施例と本実施例とが
異なる点は、ビン５に代えて第６図に示すように４本の
山を有するフィン１２とした点である。

このフィン１２ば、ＬＳＩの冷却面とはロウ付け、また
は熱伝導性に優れた接着剤、またはサーマルコンパウン
ド等によって密着されており、端子６と嵌合するもので
ある。

一方、放熱ブロック側に取り付けられる端子は上記第１
の実施例と同様の構成としても良いし、またはフィン１
２から突出する４本の山と対応するよう、長手方向に延
長した形の４本の端子としてもよい。４本の例では、点
接触ではなく線接触となるため、熱伝導性に更に優れた
ものとなる。

上記のように構成されたフィン１２と端子６との嵌合に
よって、ＬＳＩ２から発された熱は、フィン１２および
端子６を介して放熱ブロック４に伝わり、コールドプレ
ート３の冷媒によって、その熱を奪うことができる。

更に、第２の実施例においては、端子６と嵌合するのは
フィン１２であるため、上記チッ素またはヘリウム等の
不活性ガスの低温がフィン１２に伝わり、更に優れた冷
却能力が期待できる。

尚、上記第１の実施例の変形例として説明した構造、ハ
ウジングを枠状体とする構成は本実施例においても通用
可能である。

■第３の実施例の説明以下、本発明の第３の実施例を第８図乃至第１０図を用
いて詳細に説明する。

尚、第２の実施例と構造上同一の部分についてはその説
明を省略する。

第８図に示すように、上記第２の実施例と本実施例とが
異なる点は、第９図および第１０図に示すように、放熱
ブロック４にサブフィン１３を取り付け、そのサブフィ
ンエ３の谷部に、列方向に複数本まとめた端子６゛を固
着させ、ＬＳＩ２の冷却面に取り付けられたフィン１２
と互い違いに噛み合わせて、フィン１２と端子６″とを
接触させた点である。

上記端子６′はサブフィン１３の各仕切り板１３ｂの内
側根本にミゾ１３ａを切り欠き、このミゾ１３ａをガイ
ドとして端子６゛が挿入されるものである。

本例の如く、ＬＳＩ２に取り付けられたフィン１２と、
放熱ブロック４に取り付けられた端子６を有するフィン
１３とを互い違いに噛み合うように配置させることは、
端子６″とフィン１２との多点接触となり、熱伝導性が
向上すると共に、放熱ブロック４と基板Ｉとの間に注入
された不活性ガスが接する面積が多くなるので、その分
冷却能力が向上する。

■第４の実施例の説明以下、本発明の第４の実施例について第１１図を用いて
詳細に説明する。

本実施例は、第１１図に示すように、第１の実施例の構
造に、カムアクチュエータ１４と呼ばれる構成を付加し
た点が第１の実施例と比較して異なる。

このカムアクチュエータ１４はＬＳＩ２の冷却面より突
出してなるビン５の突出位置の部分のみが開口された四
角体で、これも熱伝導性に優れた金属より構成されてい
る。

更に、カムアクチュエータ１４の端部にはボルト１５が
形成され、このボルト１５の締付は力によって、上記開
口が間隔が挟まり、ピン５と端子６の接触性を向上でき
る一方、ボルト１５の締付は力を弱めることによって、
ピン５に端子６を挿入する際の挿入力を低減することが
できる。

このカムアクチュエータエ４ば、ピン５と端子６との接
触部分に位置させるためには、予め、カムアクチュエー
タ１４を緩めた状態で且つ放熱ブロック４の端子６側に
カムアクチュエータ１４を挿入しておく。そして、放熱
ブロック４と基板１の合体時にピン５を端子６に挿入し
くこの時は、カムアクチュエータ１４が緩められた状態
にあるので、ゼロ挿入となっている）、合体固定後に端
子６側にあるカムアクチュエータ１４をピン５側に移動
させることによって、上記の如くピン５と端子６とのコ
ンタクトを確保することができる。

尚、上記第１の実施例の変形例として説明した構造、ハ
ウジングを枠状体とする構成は本実施例においても適用
可能である。

■第５の実施例の説明以下、第５の実施例を第１２図を用いて詳細に説明する
。

本例は、第２の実施例に第４の実施例において説明した
カムアクチュエータを組み合わせた構造であるため、そ
の説明は省略する。

尚、上記第４の実施例の変形例として説明した構造、ハ
ウジングを枠状体とする構成は本実施例においても適用
可能である。

上記第１乃至第５の実施引金てにおいて、ＬＳＩ側にピ
ン５またはフィン１２を取り付け、放熱ブロック側に端
子６を取り付けたものとして説明を行ったが、この構成
に限定されるものでなく、両者が反対の構成となっても
何も問題はない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明においては、発熱体が
発する熱をコールドプレートに熱伝導にて伝える際に、
雄体と雌体とが多点接触となるため、熱伝導性が向上す
る。

更に、熱伝導性が向上することによって、従来放熱ブロ
ックの板厚によって熱伝導を確保するために必要だった
冷却モジュールの板厚の分を、上記多点接触によって補
うことができるため、上記冷却モジュールの板厚も薄く
することでき、冷却モジュールのセット時の作業性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例を示し、第２図は、第
１の実施例におけるＬＳＩの斜視図を示し、第３図は、第１の実施例における放熱ブロックの一部斜
視図を示し、第４圀は、第１の実施例の変形例を示し、第５図は、本
発明の第２の実施例を示し、第６図は、第２の実施例に
おけるＬＳＩの斜視図を示し、第７図は、第２の実施例における放熱ブロックの一部斜
視図を示し、第８図は、本発明の第３の実施例を示し、第９図は、第
３の実施例におけるＬＳＩの斜視図を示し、第１０図は、第３の実施例における放熱ブロックの一部
斜視図を示し、第１１図は、本発明の第４の実施例を示し、第１２図は
、本発明の第５の実施例を示し、第１３図は、従来例を
示す図である。図において、！・・・・・−・−−一−−−−−−−−基板。２　・−・−・・・・−・・・・・・−・発熱体（ＬＳ
Ｉ）。３・・・・−−−−−−−−−ｍ−−−−−−コールド
プレート。４−・−・・・−・−・−・・−放熱ブロック。５−・・−一−−−−−−−〜・・−雄体（ピン）。６・・・−−−−−−・−・−−−−−−−一雌体（端
子）。８−−−−−−・・−−−−−・−・・流路。１２　・−・−−−−−一−−−−−−雄体（フィン）
。１４−・・−・−−一−−−−・−カムアクチュエータ
。をそれぞれ示す。１１：突起／第１の実施４クリの突形げりΣ手亨口第４　図５′ビン第図第１−嗅］階ＪヂｌＩ＝五・（す３於充り６ン２鼾音ｐ
宋り９ｐｊＩ　３　図４、紋毫さヲ′Ｏ７７／１−繁θ目の第２の突片イタ１は示す図３１５図１２２イン第図第図不発θ目の２７４３の実峰例りホエロ第８図不介四（７１第４の実施イ刈含示す口第１１図不発ｅ凸のｆ４５の実施例１がＴ口２５　ａｆ、；ブＯツ２２２　フーーレＶ’ｙ’ｂ−＊イメを一束イタ１１壇、テ３１［≧〕＠　１３図

Claims

【特許請求の範囲】〔１〕発熱体（２）が実装された基板（１）と、内部に冷媒が流通する流路（８）を有し、該発熱体（２
）を熱伝導によって冷却するコールドプレート（３）と
、該発熱体（２）の冷却面に取り付けられた複数の雄体（
５）と、該コールドプレート（３）の該発熱体（２）側面に取り
付けられ、該雄体（５）と嵌合する板バネ状の複数の雌
体（６）と、を具備してなり、該発熱体（２）が発する熱を、該雄体（５）および該雌
体（６）を介して該コールドプレート（３）に伝導して
なることを特徴とする冷却構造。〔２〕発熱体（２）が実装された基板（１）内部に冷媒
が流通する流路（８）を有し、該発熱体（２）を熱伝導
によって冷却するコールドプレート（３）と、該発熱体（２）の冷却面に取り付けられた板バネ状の複
数の雌体（６）と、該コールドプレート（３）の該発熱体（２）側面に取り
付けられ、該雌体（６）と嵌合する複数の雄体（５）と
、を具備してなり、該発熱体（２）が発する熱を、該雌体（６）および該雄
体（５）を介して該コールドプレート（３）に伝導して
なることを特徴とする冷却構造。