JPH06188342A - 半導体素子冷却装置 - Google Patents
半導体素子冷却装置Info
- Publication number
- JPH06188342A JPH06188342A JP33868092A JP33868092A JPH06188342A JP H06188342 A JPH06188342 A JP H06188342A JP 33868092 A JP33868092 A JP 33868092A JP 33868092 A JP33868092 A JP 33868092A JP H06188342 A JPH06188342 A JP H06188342A
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- JP
- Japan
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- cooling
- chip
- wiring
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- peltier
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体素子の発熱部分を局部的に冷却する。
【構成】複数の配線素材を組み合せた回路を半導体内に
設け、その接点を冷接点３となる方向に電流が流れるよ
うに配置し、ペルティエ効果により冷却する。
設け、その接点を冷接点３となる方向に電流が流れるよ
うに配置し、ペルティエ効果により冷却する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子冷却装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子の冷却のために、空気
の流通をよくする自然冷却、液体等を強制循環して奪熱
する強制冷却、液体の蒸発現象を利用する蒸発冷却など
の手段がとられている。自然冷却では図４、５に示すよ
うに、冷却するべき物体１０に放熱フイン１１等を取り
付ける。発熱に比し、冷却効果が少ない場合には強制冷
却を必要とする。強制冷却では各種の付加設備を必要と
し、冷却装置が大掛りとなってコストアップするなどの
問題がある。
の流通をよくする自然冷却、液体等を強制循環して奪熱
する強制冷却、液体の蒸発現象を利用する蒸発冷却など
の手段がとられている。自然冷却では図４、５に示すよ
うに、冷却するべき物体１０に放熱フイン１１等を取り
付ける。発熱に比し、冷却効果が少ない場合には強制冷
却を必要とする。強制冷却では各種の付加設備を必要と
し、冷却装置が大掛りとなってコストアップするなどの
問題がある。
【０００３】特開平４−１６２５５１号公報にはこれら
の問題を解決し、ペルティエ効果を利用した金属対の平
板をパッケージ内に配設し、例えばチップの底面全面に
取付け、これに電流を流してチップ全体を冷却する技術
が開示されている。この技術も局所的冷却を行うもので
はなく、また冷却のための格別の電源を要し、パッケー
ジが大型になるという欠点がある。
の問題を解決し、ペルティエ効果を利用した金属対の平
板をパッケージ内に配設し、例えばチップの底面全面に
取付け、これに電流を流してチップ全体を冷却する技術
が開示されている。この技術も局所的冷却を行うもので
はなく、また冷却のための格別の電源を要し、パッケー
ジが大型になるという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来半導体素子では、
Ｓｉ基板は熱伝導率がよいので局所的な発熱はあまり問
題ではなかった。従って回路の局所的発熱には対応して
いない。しかし、３次元素子の実用化等により必ずしも
熱伝導のみでは内部で発生した熱の排除が十分ではな
く、対応できなくなる。すなわち、３次元素子では、発
熱に対する放熱面積の比が相対的に小さくなること及び
３次元になると内部の熱を外部に取出せる量が少なくな
る。
Ｓｉ基板は熱伝導率がよいので局所的な発熱はあまり問
題ではなかった。従って回路の局所的発熱には対応して
いない。しかし、３次元素子の実用化等により必ずしも
熱伝導のみでは内部で発生した熱の排除が十分ではな
く、対応できなくなる。すなわち、３次元素子では、発
熱に対する放熱面積の比が相対的に小さくなること及び
３次元になると内部の熱を外部に取出せる量が少なくな
る。
【０００５】本発明は、半導体装置の内部に回路配線の
一部又は回路の周囲に直接ペルティエ効果を有する金属
を配設することによって、局所的発熱に対応すると共
に、別途の冷却用電源を不要とし、上記問題点の改善を
図るものである。
一部又は回路の周囲に直接ペルティエ効果を有する金属
を配設することによって、局所的発熱に対応すると共
に、別途の冷却用電源を不要とし、上記問題点の改善を
図るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体素子の
回路配線の一部又は回路の周囲にペルティエ効果を有す
る金属を配設したことを特徴とする半導体素子冷却装置
である。
回路配線の一部又は回路の周囲にペルティエ効果を有す
る金属を配設したことを特徴とする半導体素子冷却装置
である。
【０００７】
【作用】配線材質に複数の導体を用い、配線材質を電流
が流れるとその接点においてペルティエ効果によって吸
熱する金属の組み合せを用いて配線を構成する。このと
き、他の接点は発熱する。この発熱する接点部分を半導
体チップ外の放熱部もしくは内部の冷却装置の部分に設
ける。
が流れるとその接点においてペルティエ効果によって吸
熱する金属の組み合せを用いて配線を構成する。このと
き、他の接点は発熱する。この発熱する接点部分を半導
体チップ外の放熱部もしくは内部の冷却装置の部分に設
ける。
【０００８】この配線は冷却目的のみでもよいし、回路
の配線と冷却とを兼用するようにしてもよい。図３はペ
ルティエ効果の原理を示す模式図である。ペルティエ係
数が正の材料（導体又は半導体）１とペルティエ係数が
負の材料２を組み合わせ、半導体チップ等の冷却対象物
１０に冷接点３を設け、他の接点４を熱接点には、電源
５を設けて電気回路を形成する。熱を奪って放熱する放
熱部６を設ける。電源５から電流を流すと、冷接点３は
冷却対象物を冷却する。
の配線と冷却とを兼用するようにしてもよい。図３はペ
ルティエ効果の原理を示す模式図である。ペルティエ係
数が正の材料（導体又は半導体）１とペルティエ係数が
負の材料２を組み合わせ、半導体チップ等の冷却対象物
１０に冷接点３を設け、他の接点４を熱接点には、電源
５を設けて電気回路を形成する。熱を奪って放熱する放
熱部６を設ける。電源５から電流を流すと、冷接点３は
冷却対象物を冷却する。
【０００９】本発明が適用される配線材料としては重金
属が適している。たとえばＢｉ−Ｔｅなどの合金であ
る。また、配線材料として高ドーブのＳｉ，Ｇｅなどの
半導体を用いてもよい。
属が適している。たとえばＢｉ−Ｔｅなどの合金であ
る。また、配線材料として高ドーブのＳｉ，Ｇｅなどの
半導体を用いてもよい。
【００１０】
【実施例】図１はＳｉ基板上にＳｉとＧｅとの組み合わ
せによる回路を設けた本発明の実施例を示したものであ
る。Ｓｉ基板からコンタクトホールを経て、Ｓｉ−Ｇｅ
の冷接点３を設け、熱接点４をチップ外に設けて冷接点
３の冷却を図る。図２は基板を経由せずに配線を形成し
たものである。Ｓｉ，Ｇｅの組み合わせの場合は、Ｓｉ
からＧｅに電流が流れる部分をチップを冷却する冷接点
とし、ＧｅからＳｉに流れる部分をチップ外の熱接点に
し、ペルティエ効果を利用する。
せによる回路を設けた本発明の実施例を示したものであ
る。Ｓｉ基板からコンタクトホールを経て、Ｓｉ−Ｇｅ
の冷接点３を設け、熱接点４をチップ外に設けて冷接点
３の冷却を図る。図２は基板を経由せずに配線を形成し
たものである。Ｓｉ，Ｇｅの組み合わせの場合は、Ｓｉ
からＧｅに電流が流れる部分をチップを冷却する冷接点
とし、ＧｅからＳｉに流れる部分をチップ外の熱接点に
し、ペルティエ効果を利用する。
【００１１】ペルティエ効果を有する金属の組合わせを
配線の一部とした場合、使用頻度が高い素子ほど、冷却
の能力が増すため、素子個々の熱を効率よく吸熱するこ
とができる。したがって局所的発熱を効果的に抑制する
ことができる。冷却に限定した場合、発熱が多い部分に
冷却接点を集中させることによって、効率よく全体を冷
却することができる。
配線の一部とした場合、使用頻度が高い素子ほど、冷却
の能力が増すため、素子個々の熱を効率よく吸熱するこ
とができる。したがって局所的発熱を効果的に抑制する
ことができる。冷却に限定した場合、発熱が多い部分に
冷却接点を集中させることによって、効率よく全体を冷
却することができる。
【００１２】
【発明の効果】半導体装置の配線の一部もしくは別途に
ペルティエ効果を示す導体の接点を設け、ここに冷却効
果を示す方向にのみ電流が流れるようにすることで半導
体装置使用時の熱発生を抑制することができる。
ペルティエ効果を示す導体の接点を設け、ここに冷却効
果を示す方向にのみ電流が流れるようにすることで半導
体装置使用時の熱発生を抑制することができる。
【図１】本発明の実施例の配線を示す模式的断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例の配線を示す模式的断面図であ
る。
る。
【図３】ペルティエ効果の原理図である。
【図４】従来の冷却フィンを示す説明図である。
【図５】従来の冷却フィンを示す説明図である。
１ 金属 ２ 金属 ３ 冷接点 ４ 熱接点 ５ 電源 ６ 放熱部 １０ 冷却対象物 １１ フィン
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体素子の回路配線の一部又は回路の
周囲にペルティエ効果を有する金属を配設したことを特
徴とする半導体素子冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33868092A JPH06188342A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体素子冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33868092A JPH06188342A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体素子冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188342A true JPH06188342A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18320449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33868092A Withdrawn JPH06188342A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体素子冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06188342A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476483B1 (en) * | 1999-10-20 | 2002-11-05 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for cooling a silicon on insulator device |
| KR20030026835A (ko) * | 2001-09-27 | 2003-04-03 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 |
| US8248173B2 (en) | 2010-04-27 | 2012-08-21 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Devices, systems, and methods for controlling the temperature of resonant elements |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33868092A patent/JPH06188342A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476483B1 (en) * | 1999-10-20 | 2002-11-05 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for cooling a silicon on insulator device |
| KR20030026835A (ko) * | 2001-09-27 | 2003-04-03 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 |
| US8248173B2 (en) | 2010-04-27 | 2012-08-21 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Devices, systems, and methods for controlling the temperature of resonant elements |
| US8653897B2 (en) | 2010-04-27 | 2014-02-18 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Devices, systems, and methods for controlling the temperature of resonant elements |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |