JPH05335769A - 発熱素子の冷却構造 - Google Patents

発熱素子の冷却構造

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JPH05335769A
JPH05335769A JP4137252A JP13725292A JPH05335769A JP H05335769 A JPH05335769 A JP H05335769A JP 4137252 A JP4137252 A JP 4137252A JP 13725292 A JP13725292 A JP 13725292A JP H05335769 A JPH05335769 A JP H05335769A
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JP
Japan
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heating element
refrigerant
cooling
flow path
gap
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JP4137252A
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Akihiko Fujisaki
明彦 藤▲さき▼
Nobuyoshi Yamaoka
伸嘉 山岡
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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    • 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
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/151Die mounting substrate
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は発熱素子の冷却構造に関し、プリント
基板全体にわたって均一な冷却を可能とすることを目的
とする。 【構成】発熱素子1をマトリクス状に実装したプリント
基板2を底壁とする冷却室3内に冷媒を送り込み、該発
熱素子1を冷却する発熱素子の冷却構造であって、前記
冷却室3には、天井部から発熱素子1の1つないし複数
の列に対応して発熱素子1側に突出し、発熱素子1に対
して適宜間隔の隙間4を隔てて底壁が対峙する複数の膨
隆条5、5・・を設けるとともに、前記膨隆条5間に発
熱素子1の列方向に沿う複数の冷媒流路6、6・・を形
成し、前記冷媒流路6を1個置きに排出用流路6aとす
るとともに、残部の流路を供給用流路6bとし、供給用
流路6bから供給された冷媒を各隙間4を通して排出用
流路6aに流すように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の電子
機器における発熱素子の冷却構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】発熱素子の冷却構造の従来例を図11に
示す。この従来例において、発熱素子1がマトリクス状
に実装されたプリント基板2を覆うようにしてハウジン
グ10が固着され、プリント基板2を底壁とする冷却室
3が構成される。この冷却室3内には、液体または気体
の冷媒が供給側配管11から送り込まれ、発熱素子1の
冷却が行われる。また、冷媒として液体冷媒のように回
収が必要なものを使用する場合には、冷却室3には排出
側配管12が接続され、冷媒は冷却室3を含む循環経路
内を循環する。なお、冷媒の流れ方向は図において矢印
を付して示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
例において、冷媒はプリント基板2に沿って上流から下
流へといくつもの発熱素子1、1・・を順次冷却してい
くために、上流と下流では、冷媒の温度が異なってしま
い均一な冷却ができないという欠点を有するものであっ
た。
【0004】また、液体冷媒で沸騰冷却を行わせる場
合、上流で発生した冷媒蒸気の気泡が下流側の発熱素子
1の冷却に悪影響を与えるという欠点をも有するもので
あった。
【0005】本発明は、以上の欠点を解消すべくなされ
たものであって、プリント基板全体にわたってより均一
な冷却が可能な発熱素子の冷却構造を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、実施例に対応する図1に示すように、発熱素子1を
マトリクス状に実装したプリント基板2を底壁とする冷
却室3内に冷媒を送り込み、該発熱素子1を冷却する発
熱素子の冷却構造であって、前記冷却室3には、天井部
から発熱素子1の1つないし複数の列に対応して発熱素
子1側に突出し、発熱素子1に対して適宜間隔の隙間4
を隔てて底壁が対峙する複数の膨隆条5、5・・を設け
るとともに、前記膨隆条5間に発熱素子1の列方向に沿
う複数の冷媒流路6、6・・を形成し、前記冷媒流路6
を1個置きに排出用流路6aとするとともに、残部の流
路を供給用流路6bとし、供給用流路6bから供給され
た冷媒を各隙間4を通して排出用流路6aに流す発熱素
子の冷却構造を提供することにより達成される。
【0007】また、同一の目的は、図6に示すように、
冷却室3に、天井部から発熱素子1の1つないし複数の
列に対応して発熱素子1側に突出し、発熱素子1に対し
て適宜間隔の隙間4を隔てて底壁が対峙する複数の膨隆
条5を設け、前記膨隆条5間に発熱素子1の列方向に沿
う複数の冷媒排出用流路6aを形成するとともに、膨隆
条5の内部には、発熱素子1側に吹き出し部7が開設さ
れた供給用流路6bを形成し、供給用流路6bから吹き
出し部7を経由して供給された冷媒を隙間4を通して排
出用流路6aに流すようにした構成によっても達成され
る。
【0008】さらに、吹き出し部7を各発熱素子1に対
応して開設することも可能であり、排出用流路6aの隙
間4との境界部には、隙間4から隣接する隙間4への冷
媒の逆流を防止する逆流防止壁8を設けたり、あるい
は、膨隆条5に対応する発熱素子1の列内の個々の発熱
素子1間を列内隔壁9によって仕切ることもできる。
【0009】
【作用】本発明において、冷却室3内には底壁が発熱素
子1と適宜間隔の隙間4を置いて対峙する複数の膨隆条
5、5・・が設けられ、該膨隆条5間に交互に供給用流
路6bと排出用流路6aが構成される。
【0010】したがって、供給用流路6bから流れ込ん
だ冷媒は、隙間4を経由して排出用流路6aに合流し、
隙間4通過時に発熱素子1を冷却する。この結果、発熱
素子1には、常に供給用流路6bからのみ冷媒が供給さ
れることとなり、発熱素子1の実装位置に冷却能力が影
響を受けることがなくなる。
【0011】また、請求項2記載の発明において、冷媒
は膨隆条5内に形成された供給用流路6bの吹き出し部
7から発熱素子1に直接供給され、冷却後、膨隆条5間
の排出用流路6aに回収される。
【0012】さらに、請求項3記載の発明において、吹
き出し部7は各発熱素子1に対応して設けられており、
より直接的に発熱素子1に供給される。さらにまた、請
求項4記載の発明において、逆流防止壁8は隙間4から
隣接する隙間4への冷媒の逆流を防止し、請求項5記載
の発明における列内隔壁9は、供給用流路6bから供給
される冷媒を強制的に隙間4の発熱素子1の上部へ導く
ことにより、冷却効率を向上させる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。図1、および図2に本発明の
第1の実施例を示す。この実施例において、プリント基
板2上には複数の発熱素子1、1・・がマトリクス状に
実装されており、該プリント基板2上の発熱素子1を覆
うようにしてハウジング10が装着され、該ハウジング
10、およびプリント基板2により密封された冷却室3
が構成される。なお、図1(b)において13はプリン
ト基板2の裏面に突設されるI/Oピンを、14は発熱
素子1を接続するバンプを示す。また、図1(a)の平
面図は、説明のため、ハウジング10が透明な材料でで
きているとしたときの見え方を示しており、以下の各平
面図においても同様とする。
【0014】5は膨隆条を示し、ハウジング10の天井
壁から冷却室3内に向けて膨隆される。この実施例に係
る膨隆条5は、断面矩形状に形成され、発熱素子1の各
列に対応して設けられ、冷却室3内を複数の冷媒流路
6、6・・に区画する。なお、上記膨隆条5の底壁と発
熱素子1の上面との間には、適宜間隔の隙間4が形成さ
れている。
【0015】以上のようにして複数の膨隆条5により区
画された冷却室3の壁面には、冷却風、あるいはフッ化
炭素等の液体冷媒を導入するための導入口15が開設さ
れる。導入口15は、上記冷媒流路6に1個置きに開設
され、該導入口15が設けられる冷媒流路6は供給用流
路6bとして使用され、さらに、排出用流路6aとして
使用される残部の冷媒流路6の終端には、排出口16が
開口される。なお、図示の実施例においては、各排出口
16には、排出用の配管12が連結されているが、冷媒
として冷却風を使用する場合には、排出口16を外部に
向けて開放しておけばよい。
【0016】以上の構成の下、導入口15から供給用流
路6b内に冷媒を送り込むと、供給用流路6bは終端に
おいて閉塞されているために、発熱素子1の上面と膨隆
条5底壁との隙間4を経由して排出用流路6aに流れ込
み、隙間4の通過時に発熱素子1を冷却する。
【0017】なお、この場合、図2に示すように、同一
列の発熱素子1の間に列内隔壁9を設けることにより、
供給用流路6bから供給される冷媒は全て発熱素子1の
上面に形成される隙間4を経由して排出用流路6aに流
れ込むので、冷却効率をより向上させることができる。
この列内隔壁9は、プリント基板2上に固定する以外に
膨隆条5に固定することもできる。また、図1に示した
実施例における膨隆条5は、発熱素子1の各列に対応し
て設けられているが、図3に示すように、複数列に対応
させて設けることで、基板上での冷却の均一化の度合を
適宜選択することも可能である。
【0018】図4に本発明の第2の実施例を示す。な
お、以下の実施例の説明において、上述した実施例と同
一の構成は、図中に同一の符号を付して説明を省略す
る。この実施例は、発熱素子1が高密度に実装されてお
り、列間の間隔が狭い場合に特に有効な変形であり、各
膨隆条5は、隣接する膨隆条5間に円形の冷媒流路6が
形成されるような形状とされており、これら冷媒流路6
が交互に供給用流路6bと、排出用流路6aとして使用
される。
【0019】なお、図4に示した実施例において、膨隆
条5は円形の冷媒流路6を形成する形状とされている
が、この他に、図5(a)、(b)のように膨隆条5間
に逆三角形の冷媒流路6を形成したり、あるいは、下端
に狭い溝を備えた矩形の冷媒流路6を形成する等、種々
の変形が可能である。
【0020】さらに、図5(c)に示すように、排出用
流路6aの隙間4との境界部において発熱素子1の列方
向に逆流防止壁8を設けることも可能であり、該逆流防
止壁8をプリント基版上に立設することにより、隙間4
から隣接する隙間4への冷媒の逆流が防止され、発熱素
子1は、常に供給用流路6bからの冷媒により冷却され
るので、冷却効率が向上する。なお、この場合、逆流防
止壁8は、隙間4から排出用流路6aへの冷媒の排出が
妨げられることがないように、先端が薄くなった形状に
することが望ましく、また、その高さは、膨隆条5の底
壁と略同一かより高いことが望ましい。
【0021】本発明の第3の実施例を図6に示す。この
実施例において、冷却室3の天井壁からは、発熱素子1
の各列に対応して矩形の膨隆条5が突設され、膨隆条5
間に排出用流路6aが形成される。また、上記膨隆条5
内部には、発熱素子1側に向けてスリット(吹き出し部
7)を長手通しに開設した円形断面の供給用流路6bが
形成される。
【0022】したがってこの実施例において、冷媒は供
給用流路6bからスリット7を経由して発熱素子1側に
流れ込んで発熱素子1を冷却しつつ隙間4から排出用流
路6aに合流する。
【0023】なお、この場合、発熱素子1の列間の間隔
が狭い場合には、図7に示すように、供給用流路6bを
上方に設けることも可能である。また、吹き出し部7
は、膨隆条5の長手方向に連続して形成する以外、図8
に示すように、膨隆条5の一部分17で区切って、吹き
出し部7を各発熱素子1に対応させて設けることも可能
である。
【0024】さらに、冷却効率をより向上させるため、
第1の実施例において説明したと同様に、列内の発熱素
子1の間に列内隔壁9を設けたり(図9参照)、あるい
は、図10に示すように、プリント基板2上に逆流防止
壁8を設けることにより、隙間4から排出された冷媒が
隣接する隙間4に流れ込まないようにすることができ
る。
【0025】なお、以上の各図では、発熱素子1はプリ
ント基板2上にバンプ14で接続されたベアチップとし
て示されているが、その他のパッケージタイプの素子や
フィン付のもの等に対しても全く同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、各発熱素子毎に供給用流路から冷媒を供給す
るので、プリント基板上の実装位置に無関係に均一な冷
却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す図であり、(a)は平面
図、(b)は(a)のA−A線断面図である。
【図2】図1の変形例を示す図であり、(a)は要部を
示す図、(b)は(a)のB−B線断面図である。
【図3】さらに他の変形例を示す図であり、(a)は平
面図、(b)は(a)のC−C線断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す図であり、(a)
は平面図、(b)は(a)のD−D線断面図である。
【図5】図4の変形例を示す図である。
【図6】本発明の第3の実施例を示す図であり、(a)
は平面図、(b)は(a)のE−E線断面図である。
【図7】図6の変形例を示す図である。
【図8】さらに他の変形例を示す図であり、(a)は要
部を示す図、(b)は(a)のF−F線断面図である。
【図9】列内の発熱素子間を仕切った状態を示す図で、
(a)は要部を示す図、(b)は(a)のG−G線断面
図である。
【図10】逆流防止壁の装着状態を示す図である。
【図11】従来例を示す図であり、(a)は平面図、
(b)は(a)のH−H線断面図である。
【符号の説明】
1 発熱素子 2 プリント基板 3 冷却室 4 隙間 5 膨隆条 6 冷媒流路 6a 排出用流路 6b 供給用流路 7 吹き出し部 8 逆流防止壁 9 列内隔壁

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発熱素子(1)をマトリクス状に実装したプ
    リント基板(2)を底壁とする冷却室(3)内に冷媒を送り
    込み、該発熱素子(1)を冷却する発熱素子の冷却構造で
    あって、 前記冷却室(3)には、天井部から発熱素子(1)の1つな
    いし複数の列に対応して発熱素子(1)側に突出し、発熱
    素子(1)に対して適宜間隔の隙間(4)を隔てて底壁が対
    峙する複数の膨隆条(5、5・・)を設けるとともに、前
    記膨隆条(5)間に発熱素子(1)の列方向に沿う複数の
    冷媒流路(6)を形成し、 前記冷媒流路(6)を1個置きに排出用流路(6a)とする
    とともに、残部の流路を供給用流路(6b)とし、 供給用流路(6b)から供給された冷媒を各隙間(4)を通
    して排出用流路(6a)に流す発熱素子の冷却構造。
  2. 【請求項2】発熱素子(1)をマトリクス状に実装したプ
    リント基板(2)を底壁とする冷却室(3)内に冷媒を送り
    込み、該発熱素子(1)を冷却する発熱素子の冷却構造で
    あって、 前記冷却室(3)には、天井部から発熱素子(1)の1つな
    いし複数の列に対応して発熱素子(1)側に突出し、発熱
    素子(1)に対して適宜間隔の隙間(4)を隔てて底壁が対
    峙する複数の膨隆条(5、5・・)を設け、 前記膨隆条(5)間に冷発熱素子(1)の列方向に沿う複
    数の冷媒排出用流路(6a)を形成するとともに、膨隆条
    (5)の内部には、発熱素子(1)側に吹き出し部(7)が開
    設された供給用流路(6b)を形成し、 供給用流路(6b)から吹き出し部(7)を経由して供給さ
    れた冷媒を隙間(4)を通して排出用流路(6a)に流す
    発熱素子の冷却構造。
  3. 【請求項3】前記吹き出し部(7)は、各発熱素子(1)に
    対応して開設されている請求項2記載の発熱素子の冷却
    構造。
  4. 【請求項4】前記排出用流路(6a)の隙間(4)との境界
    部には、隙間(4)から隣接する隙間(4)への冷媒の逆
    流を防止する逆流防止壁(8)を設けてなる請求項1、2
    または3記載の発熱素子の冷却構造。
  5. 【請求項5】膨隆条(5)に対応する発熱素子(1)の列内
    の個々の発熱素子(1)の間は、列内隔壁(9)により仕
    切られている請求項1、2、3または4記載の発熱素子
    の冷却構造。
JP4137252A 1992-05-28 1992-05-28 発熱素子の冷却構造 Pending JPH05335769A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008042132A (ja) * 2006-08-10 2008-02-21 Yokogawa Electric Corp 冷却装置
US7876561B2 (en) 2007-01-22 2011-01-25 Johnson Controls Technology Company Cooling systems for variable speed drives and inductors
US7957166B2 (en) 2007-10-30 2011-06-07 Johnson Controls Technology Company Variable speed drive
US8149579B2 (en) 2008-03-28 2012-04-03 Johnson Controls Technology Company Cooling member
US8495890B2 (en) 2007-01-22 2013-07-30 Johnson Controls Technology Company Cooling member

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008042132A (ja) * 2006-08-10 2008-02-21 Yokogawa Electric Corp 冷却装置
JP4702219B2 (ja) * 2006-08-10 2011-06-15 横河電機株式会社 冷却装置
US7876561B2 (en) 2007-01-22 2011-01-25 Johnson Controls Technology Company Cooling systems for variable speed drives and inductors
US8495890B2 (en) 2007-01-22 2013-07-30 Johnson Controls Technology Company Cooling member
US7957166B2 (en) 2007-10-30 2011-06-07 Johnson Controls Technology Company Variable speed drive
US8149579B2 (en) 2008-03-28 2012-04-03 Johnson Controls Technology Company Cooling member

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