JPH05121604A - Cooling system - Google Patents

Cooling system

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Publication number
JPH05121604A
JPH05121604A JP3282765A JP28276591A JPH05121604A JP H05121604 A JPH05121604 A JP H05121604A JP 3282765 A JP3282765 A JP 3282765A JP 28276591 A JP28276591 A JP 28276591A JP H05121604 A JPH05121604 A JP H05121604A
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JP
Japan
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heat
cooling
cooling device
plate
duct
Prior art date
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Pending
Application number
JP3282765A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Kuno
勝美 久野
Koji Yamakawa
晃司 山川
Yasuaki Yasumoto
恭章 安本
Toshio Sudo
俊夫 須藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3282765A priority Critical patent/JPH05121604A/en
Publication of JPH05121604A publication Critical patent/JPH05121604A/en
Pending 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

Abstract

PURPOSE:To provide a cooling system which can be reduced in size and, at the same time, can excellently cool heat generating bodies. CONSTITUTION:After a flexible sealing member 5 is put on the peripheral surface of a substrate 1 mounted with semiconductor chips, the semiconductor chips 4 are sealed by sticking a cold plate 6 to the upper edge of the member 5. Then a liquid 8 having an insulating property is enclosed in a cap 7 constituted of the member 5 and plate 6. When the chips 4 generate heat, the heat is transferred to the plate 6 through the liquid 8 enclosed in the cap 7. The heat transferred to the plate 6 is subjected to direct heat exchange carried on by a coolant flowing through flow passages 6a formed in the plate 6. Therefore, the chips 4 can be excellently cooled.

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、半導体チップ等の発熱
体の冷却に用いられる冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device used for cooling a heating element such as a semiconductor chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子等の発熱体は動作時に発熱す
るので、信頼性の向上と性能を維持するために冷却手段
によって冷却が行われる。
2. Description of the Related Art Since a heating element such as a semiconductor element generates heat during operation, cooling is performed by a cooling means in order to improve reliability and maintain performance.

【0003】図9および図10は、それぞれ従来の半導
体素子の冷却装置の一例を示す断面図である。
9 and 10 are sectional views showing an example of a conventional cooling device for a semiconductor element.

【0004】図9に示す冷却装置では、半導体チップ1
01は、基板102と伝熱ブロック103とで形成され
る空間104内に配設されており、半導体チップ101
の一方の面(図では下側の面)はバンブ105を介して
基板102に接続されており、他方の面(図では上側の
面)にはスタッド106が接続されている。また、基板
102と伝熱ブロック103間で形成される空間104
にはHeガスが充填されている。
In the cooling device shown in FIG. 9, the semiconductor chip 1
01 is disposed in a space 104 formed by the substrate 102 and the heat transfer block 103, and the semiconductor chip 101 is provided.
One surface (the lower surface in the drawing) is connected to the substrate 102 via the bump 105, and the stud 106 is connected to the other surface (the upper surface in the drawing). In addition, a space 104 formed between the substrate 102 and the heat transfer block 103
Is filled with He gas.

【0005】スタッド106は、伝熱ブロック103に
形成した穴103aの側壁にほぼ接するようにして配設
されており、穴103a内に設けたばね107によって
スタッド106が半導体チップ101に押圧されてい
る。また、伝熱ブロック103の基板102と反対側
(図では上側)の面には、冷却媒体が流れる流路108
が形成されているコールドプレート109が接続されて
いる。
The stud 106 is arranged so as to be substantially in contact with the side wall of the hole 103a formed in the heat transfer block 103, and the stud 106 is pressed against the semiconductor chip 101 by the spring 107 provided in the hole 103a. Further, on the surface of the heat transfer block 103 opposite to the substrate 102 (upper side in the figure), a flow path 108 through which a cooling medium flows is formed.
The cold plate 109 in which is formed is connected.

【0006】上記した従来の冷却装置では、半導体チッ
プ101で発熱が生じると、この熱はスタッド106に
伝わり、スタッド106と伝熱ブロック103の触媒に
よる熱伝導およびHeガスを通して伝熱ブロック103
に伝熱される。そして、この伝熱ブロック103を、コ
ールドプレート109の流路108内を流れる冷却媒体
によって冷却することにより、半導体チップ101の冷
却が行われる。
In the above-described conventional cooling device, when heat is generated in the semiconductor chip 101, this heat is transmitted to the stud 106, and the heat transfer by the catalyst of the stud 106 and the heat transfer block 103 and the heat transfer block 103 through He gas.
Be transferred to. Then, the heat transfer block 103 is cooled by the cooling medium flowing in the flow path 108 of the cold plate 109, whereby the semiconductor chip 101 is cooled.

【0007】このように、上記した従来の冷却装置で
は、基板102に実装される半導体チップ101の上面
の高さや傾きにばらつき等がある場合でも、これらを緩
和してコールドプレート109に効果的に伝熱するため
に、伝熱ブロック103に形成した穴3aの上部とスタ
ッド106間にばね107を配設して、機械的に柔軟な
伝熱構造としている。
As described above, in the above-described conventional cooling device, even if there are variations in the height or inclination of the upper surface of the semiconductor chip 101 mounted on the substrate 102, they are alleviated and the cold plate 109 is effectively provided. In order to transfer heat, a spring 107 is arranged between the upper portion of the hole 3a formed in the heat transfer block 103 and the stud 106 to form a mechanically flexible heat transfer structure.

【0008】ところで、図9に示した従来の冷却装置で
は、半導体チップ101からスタッド106、伝熱ブロ
ック103、コールドプレート109に至る伝熱の経路
が長く、その間の熱抵抗の低減が困難であるという問題
点があった。
By the way, in the conventional cooling device shown in FIG. 9, the heat transfer path from the semiconductor chip 101 to the stud 106, the heat transfer block 103, and the cold plate 109 is long, and it is difficult to reduce the thermal resistance during that time. There was a problem.

【0009】また、部品点数が多く構造が煩雑で厚さも
厚くなるので小型化を図ることが難しかった。
Further, since the number of parts is large, the structure is complicated, and the thickness becomes large, it is difficult to reduce the size.

【0010】また、図10に示した冷却装置では、上部
にフィン110を接続した複数個の半導体チップ111
が基板112上に実装されており、各フィン110の上
方には、冷却空気113をフィン110に流すためのダ
クト114が配設されている。
Further, in the cooling device shown in FIG. 10, a plurality of semiconductor chips 111 having fins 110 connected to the upper portion thereof are used.
Is mounted on the substrate 112, and a duct 114 for flowing the cooling air 113 to the fin 110 is arranged above each fin 110.

【0011】ダクト114は、ダクト本体115と各フ
ィン110上に突出しているノズル116とで構成され
ており、ノズル116から冷却空気を流して半導体チッ
プ111の熱をフィン110より大気中に放熱してい
た。
The duct 114 is composed of a duct body 115 and a nozzle 116 protruding above each fin 110. Cooling air is flown from the nozzle 116 to radiate the heat of the semiconductor chip 111 to the atmosphere from the fin 110. Was there.

【0012】ところで、図10に示し従来の冷却装置
は、ノズル116がダクト本体115から各半導体チッ
プ111側に突出して形成されているので、ダクト全体
の厚さが厚くなり、小型化を図ることが難しかった。
By the way, in the conventional cooling device shown in FIG. 10, since the nozzle 116 is formed so as to project from the duct main body 115 to the side of each semiconductor chip 111, the overall thickness of the duct becomes thicker and the miniaturization can be achieved. Was difficult.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、図9
に示した従来の半導体チップの冷却装置では、熱抵抗が
大きく、また、伝熱構造の部品が多いために構造が煩雑
になり、しかも、厚さも厚くなるので、小型化を図るこ
とが難しかった。
As described above, as shown in FIG.
In the conventional semiconductor chip cooling device shown in (1), the structure is complicated due to the large thermal resistance and the large number of heat transfer structure parts, and the thickness also becomes thicker, making it difficult to achieve miniaturization. ..

【0014】また、図10に示した従来の半導体チップ
の冷却装置では、ダクト全体の厚さが厚くなり、小型化
を図ることが難しかった。
In the conventional semiconductor chip cooling device shown in FIG. 10, the entire duct becomes thicker, and it is difficult to reduce the size of the duct.

【0015】本発明は上記した課題を解決する目的でな
され、小型化と発熱体の冷却を良好に行うことができる
冷却装置を提供しようとするものである。
The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device which can be miniaturized and which can favorably cool a heating element.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために請求項1に記載の発明では、発熱体が実装される
基板の周面に配設した可撓性を有するシール部材と、前
記発熱体を密閉するようにして前記シール部材上に配設
された熱伝導板とを具備し、前記基板とシール部材と熱
伝導板とで囲まれた空間内に絶縁性を有する流体を封入
したことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the invention of claim 1, a flexible seal member is provided on the peripheral surface of a substrate on which a heating element is mounted, and A heat conduction plate disposed on the seal member so as to seal the heating element, and a fluid having an insulating property is enclosed in a space surrounded by the substrate, the seal member and the heat conduction plate. It is characterized by

【0017】また、請求項2に記載の発明では、発熱体
に接続したフィンと、冷却空気を導入するダクト本体と
該ダクト本体の内側に突出するようにして形成され前記
冷却空気を前記フィンに流すノズルとから成るダクトと
を具備したことを特徴としている。
According to the second aspect of the invention, the fins connected to the heating element, the duct main body for introducing the cooling air, and the cooling air formed so as to project inside the duct main body are provided to the fins. It is characterized in that it is provided with a duct consisting of a flowing nozzle.

【0018】[0018]

【作用】請求項1記載の本発明によれば、複数の発熱体
が基板に実装される時に高さや傾きにばらつきがあって
も、各発熱体の熱を良好に熱伝導板に伝えて冷却を行う
ことができ、また、伝熱を流体を介して行うことにより
伝熱構造が機械的ではなく簡素化されるので、小型化を
図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, even if there are variations in height and inclination when a plurality of heating elements are mounted on a substrate, the heat of each heating element is satisfactorily transmitted to the heat conduction plate and cooled. Moreover, since the heat transfer structure is not mechanical but simplified by performing the heat transfer through the fluid, the size can be reduced.

【0019】また、請求項2に記載の本発明によれば、
発熱体に接続したフィンに冷却空気を流すノズルをダク
ト本体の内側に突出するようにして形成したことによ
り、ダクトの厚さを薄くして冷却を行うことができる。
According to the present invention as defined in claim 2,
By forming the nozzle for flowing the cooling air to the fin connected to the heating element so as to project to the inside of the duct body, the thickness of the duct can be reduced and cooling can be performed.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on the illustrated embodiments.

【0021】<実施例1>図1は、本発明の第1実施例
に係る冷却装置を示す断面図、図2は、その分解斜視図
である。両図に示すように、本実施例ではピン2が接続
された基板1上にバンプ3を介して複数個の半導体チッ
プ4が実装されており、各半導体チップ4は、基板1上
の周面に配設した可撓性を有するシール部材5と、その
上部に配設されるコールドプレート6とで構成されるキ
ャップ7で封止されている。基板1とシール部材5、コ
ールドプレート6とシール部材5間は、はんだ、接着
剤、溶接等で接合されている。
<First Embodiment> FIG. 1 is a sectional view showing a cooling device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view thereof. As shown in both figures, in this embodiment, a plurality of semiconductor chips 4 are mounted on a substrate 1 to which pins 2 are connected via bumps 3. Each semiconductor chip 4 has a peripheral surface on the substrate 1. It is sealed by a cap 7 which is composed of a flexible seal member 5 disposed in the above and a cold plate 6 disposed above the seal member 5. The substrate 1 and the seal member 5 and the cold plate 6 and the seal member 5 are joined together by solder, adhesive, welding or the like.

【0022】コールドプレート6内には冷却媒体(例え
ば水)が流れる流路6aが形成されており、冷却媒体は
供給口6bから供給されて回収口6cから排出される。
A channel 6a through which a cooling medium (for example, water) flows is formed in the cold plate 6, and the cooling medium is supplied from the supply port 6b and discharged from the recovery port 6c.

【0023】また、半導体チップ4が封止されているキ
ャップ7内には、絶縁性を有する液体(例えばシリコン
オイル)8が満たされるようにして封入されている。
In addition, a cap 7 in which the semiconductor chip 4 is sealed is filled so as to be filled with an insulative liquid (for example, silicon oil) 8.

【0024】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ4で発熱が生じると、こ
の熱は、キャップ7内に封入されている液体8を介して
コールドプレート5に伝えられる。コールドプレート6
に伝熱された熱は、流路6a内を流れる冷却媒体によっ
て直接熱交換されることにより、各半導体チップ4の冷
却を良好に行うことができる。
The cooling device according to this embodiment is configured as described above, and when heat is generated in each semiconductor chip 4, this heat is passed through the liquid 8 sealed in the cap 7 to the cold plate 5. Be transmitted to. Cold plate 6
The heat transferred to the semiconductor chip 4 can be satisfactorily cooled by directly exchanging heat with the cooling medium flowing in the flow path 6a.

【0025】また、半導体チップ4の発熱によって発生
する基板1、コールドプレート6、キャップ7内の液体
8の熱膨張率の違いによる歪みは、可撓性を有するシー
ル部材5によって吸収される。
Further, the strain generated by the heat generation of the semiconductor chip 4 due to the difference in the coefficient of thermal expansion of the substrate 1, the cold plate 6, and the liquid 8 in the cap 7 is absorbed by the flexible seal member 5.

【0026】<実施例2>図3は、本発明の第2実施例
に係る冷却装置を示す断面図である。本実施例では、図
1に示した実施例における冷却装置のシール部材5とコ
ールドプレート6間に良熱伝導性の平板状の蓋9を配設
し、弾性を有するクリップ10で蓋9とコールドプレー
ト6を接合した構成である。なお、パッケージの封止は
シール部材5と、蓋9との間で行なわれている。したが
って、パッケージ単体としては蓋9までであり、コール
ドプレート9は後に取付けることができる。他の構成は
図1に示した第1実施例と同様である。
<Second Embodiment> FIG. 3 is a sectional view showing a cooling device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a plate-like lid 9 having good heat conductivity is arranged between the seal member 5 and the cold plate 6 of the cooling device in the embodiment shown in FIG. This is a configuration in which the plates 6 are joined. The package is sealed between the seal member 5 and the lid 9. Therefore, the package alone is up to the lid 9, and the cold plate 9 can be attached later. Other configurations are similar to those of the first embodiment shown in FIG.

【0027】蓋9の材質としては、例えばアルミ等の金
属製か、あるいは半導体チップ4との絶縁性を重視する
ならば表面に絶縁性のコーティングを施してもよく、ま
た、窒化アルミ等のセラミックスでもよい。また、コー
ルドプレート6と蓋9との間に熱伝導性のグリスを塗布
してもよい。
The material of the lid 9 is, for example, a metal such as aluminum, or if the insulation with the semiconductor chip 4 is important, an insulating coating may be applied to the surface, or a ceramic such as aluminum nitride. But it's okay. Further, heat conductive grease may be applied between the cold plate 6 and the lid 9.

【0028】本実施例においても、半導体チップ4に発
熱が生じると、この熱はキャップ7内の液体8を介して
蓋9、コールドプレート6に伝えられ、コールドプレー
トの流路6a内を流れる冷却媒体によって直接交換され
ることにより、各半導体チップ4の冷却を良好に行うこ
とができる。
Also in this embodiment, when heat is generated in the semiconductor chip 4, this heat is transmitted to the lid 9 and the cold plate 6 through the liquid 8 in the cap 7 and cooled in the flow path 6a of the cold plate. By directly exchanging the medium, the semiconductor chips 4 can be cooled well.

【0029】<実施例3>図4は、本発明の第3実施例
に係る冷却装置を示す断面図である。本実施例では、図
3に示した第2実施例における冷却装置のコールドプレ
ート6の代りにフィン11を配設した構成であり、フィ
ン11の下部は蓋9と密着するように平板状に形成され
ている。他の構成は図3に示した第2実施例と同様であ
る。
<Third Embodiment> FIG. 4 is a sectional view showing a cooling device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, fins 11 are provided instead of the cold plate 6 of the cooling device in the second embodiment shown in FIG. 3, and the lower portions of the fins 11 are formed in a flat plate shape so as to be in close contact with the lid 9. Has been done. The other structure is similar to that of the second embodiment shown in FIG.

【0030】本実施例においても、半導体チップ4に発
熱が生じると、この熱はキャップ7内の液体8を介して
蓋9、フィン11に伝熱される。そして、フィン11に
伝えられた熱は、ファン(図示省略)から送風される冷
却空気によって放熱されることにより、各半導体チップ
4の冷却を良好に行うことができる。
Also in this embodiment, when heat is generated in the semiconductor chip 4, this heat is transferred to the lid 9 and the fins 11 via the liquid 8 in the cap 7. The heat transferred to the fins 11 is dissipated by the cooling air blown from a fan (not shown), so that each semiconductor chip 4 can be cooled well.

【0031】<実施例4>図5は、本発明の第4実施例
に係る冷却装置を示す断面図である。本実施例では、図
3に示した第2実施例における冷却装置の半導体チップ
4上に凹凸部12aを有する液体保持部材12を接合
し、キャップ7内の液体保持部材12の凹凸部12aに
絶縁性を有する液体8を注入した構成である。蓋9と液
体保持部材12との間には若干の隙間が形成されてお
り、液体8は液体保持部材12と蓋9との隙間に表面張
力により保持されている。そして、キャップ7内にはH
e(ヘリウム)等の熱伝導率の良いガスが封入されてい
る。他の構成は図3に示した第2実施例と同様である。
<Fourth Embodiment> FIG. 5 is a sectional view showing a cooling device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the liquid holding member 12 having the uneven portion 12a is bonded onto the semiconductor chip 4 of the cooling device in the second embodiment shown in FIG. 3, and the uneven portion 12a of the liquid holding member 12 in the cap 7 is insulated. The liquid 8 having the property is injected. A slight gap is formed between the lid 9 and the liquid holding member 12, and the liquid 8 is held in the gap between the liquid holding member 12 and the lid 9 by surface tension. And in the cap 7, H
A gas having a high thermal conductivity such as e (helium) is enclosed. The other structure is similar to that of the second embodiment shown in FIG.

【0032】液体保持部材12の材質としては、例えば
熱伝導率が高くて、熱膨張率が半導体チップ4に近い窒
化アルミ等を用いることができる。
As the material of the liquid holding member 12, for example, aluminum nitride, which has a high thermal conductivity and a thermal expansion coefficient close to that of the semiconductor chip 4, can be used.

【0033】本実施例においても、半導体チップ4に発
熱が生じると、この熱の大部分は液体保持部材12の凹
凸部12に注入した絶縁性を有する液体8を介して蓋
9、コールドプレート6に伝えられ、また、残りの熱は
キャップ7内に封入されたヘリウム等のガスを介してコ
ールドプレート6に伝えられ、コールドプレート6の流
路6a内を流れる冷却媒体によって直接熱交換されるこ
とにより、各半導体チップ4の冷却を良好に行うことが
できる。
Also in this embodiment, when heat is generated in the semiconductor chip 4, most of this heat is passed through the insulating liquid 8 injected into the uneven portions 12 of the liquid holding member 12 to cover the lid 9 and the cold plate 6. And the remaining heat is transferred to the cold plate 6 through a gas such as helium sealed in the cap 7 and is directly heat-exchanged by the cooling medium flowing in the flow path 6a of the cold plate 6. As a result, each semiconductor chip 4 can be cooled well.

【0034】また、前記実施例では、絶縁性を有する液
体8は液体保持部材12の凹凸部12に注入した構成で
あったが、半導体チップ4が配置されているキャップ7
内にガスの代わりに絶縁性を有する液体8を満たすよう
にして封入してもよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the liquid 8 having the insulating property is injected into the concave-convex portion 12 of the liquid holding member 12, but the cap 7 on which the semiconductor chip 4 is arranged is arranged.
Instead of gas, the liquid 8 having an insulating property may be filled and filled.

【0035】<実施例5>図6は、本発明の第5実施例
に係る冷却装置を示す断面図である。この図に示すよう
に、本実施例では基板1上にピン20を介して上部にフ
ィン21を接続した複数個の半導体チップ4が実装され
ており、各フィン21の上方にはダクト22が配設され
ている。
<Fifth Embodiment> FIG. 6 is a sectional view showing a cooling device according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the present embodiment, a plurality of semiconductor chips 4 each having a fin 21 connected to the upper portion via a pin 20 are mounted on a substrate 1, and a duct 22 is arranged above each fin 21. It is set up.

【0036】ダクト22は、ダクト本体23と筒状のノ
ズル24とで構成されており、ダクト本体23の一方の
側面には、冷却空気25を導入するための導入口23a
が形成されている。ノズル24は、ダクト本体23の内
側に突出するようにして形成されてダクト本体23の外
側には突出しておらず、各ノズル24は、各半導体チッ
プ4に取付けたフィン21の上方にそれぞれ位置してい
る。
The duct 22 is composed of a duct main body 23 and a cylindrical nozzle 24, and one side surface of the duct main body 23 has an inlet port 23a for introducing the cooling air 25.
Are formed. The nozzles 24 are formed so as to project inside the duct body 23 and do not project outside the duct body 23. The nozzles 24 are located above the fins 21 attached to the semiconductor chips 4, respectively. ing.

【0037】本実施例に係る冷却装置は上記のように構
成されており、各半導体チップ4で発熱が生じると、こ
の熱はフィン21に伝えられる。
The cooling device according to this embodiment is configured as described above, and when heat is generated in each semiconductor chip 4, this heat is transmitted to the fin 21.

【0038】そして、ファン(図示省略)から送風され
る冷却空気25を、導入口23aを通してダクト本体2
3内に導入し、各ノズル24からフィン21に吹き出さ
れる冷却空気によって、フィン21に伝えられた熱を放
熱することにより、各半導体チップ4の冷却を良好に行
うことができる。
The cooling air 25 blown from a fan (not shown) is introduced into the duct body 2 through the inlet 23a.
The semiconductor chip 4 can be cooled well by radiating the heat transferred to the fins 21 by the cooling air introduced into the nozzles 3 and blown from the nozzles 24 to the fins 21.

【0039】このように、本実施例ではノズル24をダ
クト本体23内に設けたことにより、ダクト本体23の
厚さを薄くすることができる。
As described above, in this embodiment, since the nozzle 24 is provided in the duct body 23, the thickness of the duct body 23 can be reduced.

【0040】また、前記実施例では、ノズル24はダク
ト本体23の表面から突出していなかったが、多少であ
れば突出してもよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the nozzle 24 is not projected from the surface of the duct body 23, but it may be projected to some extent.

【0041】<実施例6>図7は、本発明の第6実施例
に係る冷却装置を示す断面図である。本実施例では、図
6に示した第5実施例におけるダクト22の各ノズル2
4を、冷却空気が導入されるダクト本体23の導入口2
3a側に傾斜させた構成である。他の構成は図6に示し
た第5実施例と同様である。
<Sixth Embodiment> FIG. 7 is a sectional view showing a cooling device according to a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, each nozzle 2 of the duct 22 in the fifth embodiment shown in FIG.
4 is an inlet 2 of the duct body 23 into which cooling air is introduced.
It is a configuration inclined to the 3a side. The other structure is similar to that of the fifth embodiment shown in FIG.

【0042】このように、本実施例ではダクト本体23
内でノズル24を傾斜させたことにより、さらにダクト
22を薄くして半導体チップ4を冷却することができ
る。
As described above, in this embodiment, the duct body 23
By inclining the nozzle 24 therein, the duct 22 can be further thinned to cool the semiconductor chip 4.

【0043】また、ノズル24を傾斜させたことによ
り、フィン21の斜め上方から冷却空気が吹き出すの
で、フィン21を本実施例のような衝突噴流用にする必
要がなく、側面から空気が流入するような一般的なフィ
ンでもよい。
Further, since the cooling air is blown out from diagonally above the fins 21 by inclining the nozzles 24, it is not necessary to use the fins 21 for the collision jet as in this embodiment, and the air flows in from the side surfaces. Such a general fin may be used.

【0044】<実施例7>図8は、本発明の第7実施例
に係る冷却装置を示す断面図である。本実施例では、ダ
クト本体23のフィン21側に形成した開口部23aの
内側の周囲に半円状の突起部26を形成することによっ
てノズル24が構成されている。他の構成は図6に示し
た第5実施例と同様である。
<Embodiment 7> FIG. 8 is a sectional view showing a cooling device according to a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, the nozzle 24 is configured by forming a semicircular protrusion 26 around the inside of the opening 23a formed on the fin 21 side of the duct body 23. The other structure is similar to that of the fifth embodiment shown in FIG.

【0045】本実施例においてもダクト22を薄くして
半導体チップ4を冷却することができる。
Also in this embodiment, the duct 22 can be made thin to cool the semiconductor chip 4.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上、実施例に基づいて説明したように
に請求項1に記載の発明によれば、基板に複数個の発熱
体を実装する時に高さや傾きにばらつきがあっても、各
発熱体の熱を良好に熱伝導板に伝えて冷却を行うことが
でき、また、流体を介して伝熱を行うことにより、伝熱
構造が簡素化されるので、厚さを薄くして小型化を図る
ことができる。
As described above with reference to the embodiments, according to the invention described in claim 1, even if there are variations in height and inclination when mounting a plurality of heating elements on a substrate, The heat of the heating element can be satisfactorily transferred to the heat conductive plate for cooling, and the heat transfer structure is simplified by performing heat transfer via fluid, so the thickness can be made thin and compact. Can be promoted.

【0047】また、請求項2に記載の本発明によれば、
冷却空気をフィンに流すノズルが外部に突出していない
ので、ダクトの厚さを薄くして小型化を図ることができ
る。
According to the present invention as defined in claim 2,
Since the nozzle for flowing the cooling air to the fin does not project to the outside, it is possible to reduce the thickness of the duct and achieve miniaturization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る冷却装置を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a cooling device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した冷却装置の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the cooling device shown in FIG.

【図3】本発明の第2実施例に係る冷却装置を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cooling device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例に係る冷却装置を示す断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a cooling device according to a third exemplary embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施例に係る冷却装置を示す断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cooling device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5実施例に係る冷却装置を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cooling device according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6実施例に係る冷却装置を示す断面
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cooling device according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第7実施例に係る冷却装置を示す断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a cooling device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図9】従来の冷却装置の一例を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a conventional cooling device.

【図10】従来の冷却装置の一例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a conventional cooling device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 4 半導体チップ 5 シール部材 6 コールドプレート 7 キャップ 8 液体 9 蓋(熱伝導板) 11,21 フィン 12 液体保持部材 22 ダクト 23 ダクト本体 24 ノズル 26 突起部 1 Substrate 4 Semiconductor Chip 5 Sealing Member 6 Cold Plate 7 Cap 8 Liquid 9 Lid (Heat Conducting Plate) 11, 21 Fins 12 Liquid Holding Member 22 Duct 23 Duct Body 24 Nozzle 26 Projection

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 俊夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Sudo 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Research Institute

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発熱体が実装される基板の周面に配設し
た可撓性を有するシール部材と、前記発熱体を密閉する
ようにして前記シール部材上に配設された熱伝導板とを
具備し、前記基板とシール部材と熱伝導板とで囲まれた
空間内に絶縁性を有する流体を封入したことを特徴とす
る冷却装置。
1. A flexible seal member disposed on a peripheral surface of a substrate on which a heating element is mounted, and a heat conduction plate disposed on the sealing member so as to seal the heating element. A cooling device comprising an insulating fluid filled in a space surrounded by the substrate, the seal member and the heat conducting plate.
【請求項2】発熱体に接続したフィンと、冷却空気を導
入するダクト本体と該ダクト本体の内側に突出するよう
にして形成され前記冷却空気を前記フィンに流すノズル
とから成るダクトとを具備したことを特徴とする冷却装
置。
2. A duct comprising a fin connected to a heating element, a duct main body for introducing cooling air, and a nozzle formed so as to protrude inside the duct main body and having nozzles for flowing the cooling air to the fin. A cooling device characterized by the above.
【請求項3】 前記熱伝導板は、前記発熱体を冷却する
ための冷却手段を兼ねたものであるかあるいは、前記熱
伝導板を冷却することで前記発熱体を冷却する冷却手段
をさらに備えて構成されることを特徴とする請求項1記
載の冷却装置。
3. The heat conducting plate also serves as a cooling means for cooling the heating element, or further comprises cooling means for cooling the heating element by cooling the heat conducting plate. The cooling device according to claim 1, wherein the cooling device is configured as follows.
JP3282765A 1991-10-29 1991-10-29 Cooling system Pending JPH05121604A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6915653B2 (en) * 2003-06-13 2005-07-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor cooling device
JP2009176845A (en) * 2008-01-23 2009-08-06 Sony Corp Cooling duct, and electronic apparatus

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