JPH07114247B2 - Ｌｓｉケースの冷却構造 - Google Patents
Ｌｓｉケースの冷却構造Info
- Publication number
- JPH07114247B2 JPH07114247B2 JP1019003A JP1900389A JPH07114247B2 JP H07114247 B2 JPH07114247 B2 JP H07114247B2 JP 1019003 A JP1019003 A JP 1019003A JP 1900389 A JP1900389 A JP 1900389A JP H07114247 B2 JPH07114247 B2 JP H07114247B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- rubber sheet
- piston
- plate
- lsi
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSIケースの冷却構造に関する。
従来、この種のLSIケースの冷却構造としては、第６図
に示すように、LSIケース28と対向して内部に冷却パイ
プ22を設けられたコールドプレート21が置かれ、コール
ドプレート21の外側には、内部に伝熱ペースト24を包ん
だフィルム膜25が備えられていた。（例えば日経エレク
トロニクス,1983,2-14,p140〜p151）LSIケース28を取り
付けられているプリント基板26ごとコールドプレート21
に押しつけることによりLSIケース28の表面がフィルム
膜25と接し、伝熱ペースト24を介して、LSI27の発する
熱をコールドプレート21の中を流れる冷媒23により奪い
去り、冷却していた。
に示すように、LSIケース28と対向して内部に冷却パイ
プ22を設けられたコールドプレート21が置かれ、コール
ドプレート21の外側には、内部に伝熱ペースト24を包ん
だフィルム膜25が備えられていた。（例えば日経エレク
トロニクス,1983,2-14,p140〜p151）LSIケース28を取り
付けられているプリント基板26ごとコールドプレート21
に押しつけることによりLSIケース28の表面がフィルム
膜25と接し、伝熱ペースト24を介して、LSI27の発する
熱をコールドプレート21の中を流れる冷媒23により奪い
去り、冷却していた。
また、伝熱ペースト24を包んだフィルム膜25のかわり
に、良熱伝導性のシリコンゴムシートを使用したものも
あった。
に、良熱伝導性のシリコンゴムシートを使用したものも
あった。
上述した従来のLSIケースの冷却構造では、LSIケース28
と、コールドプレート21の間を伝熱するためにフィルム
膜25で包んだ伝熱ペースト24を用いるため、フィルム膜
25が破れると伝熱ペースト24が流出する恐れがある。
と、コールドプレート21の間を伝熱するためにフィルム
膜25で包んだ伝熱ペースト24を用いるため、フィルム膜
25が破れると伝熱ペースト24が流出する恐れがある。
また、フィルム膜25で包んだ伝熱ペースト24を使用した
場合でもシリコーンゴムシートを使用した場合でもLSI
ケースの組立てのばらつきによる傾きや、高さの差を伝
熱ペーストやシリコーンゴムシートの変形で吸収してLS
Iケースと密着させるため伝熱ペーストやシリコーンゴ
ムシートをある厚みより薄くできず、この部分で熱抵抗
が大きくなるという欠点があった。
場合でもシリコーンゴムシートを使用した場合でもLSI
ケースの組立てのばらつきによる傾きや、高さの差を伝
熱ペーストやシリコーンゴムシートの変形で吸収してLS
Iケースと密着させるため伝熱ペーストやシリコーンゴ
ムシートをある厚みより薄くできず、この部分で熱抵抗
が大きくなるという欠点があった。
本発明のLSIケースの冷却構造は、半導体素子を収納し
プリント基板に搭載されたLSIケースに取り付けられた
伝熱板とコールドプレートに設けられたシリンダ穴に係
合するピストンとで伝熱ゴムシートを挟み付け、前記LS
Iケースを前記伝熱板，前記伝熱ゴムシートおよび前記
ピストンを介して前記コールドプレートにより冷却する
LSIケースの冷却構造において、前記伝熱板の前記伝熱
ゴムシートとの接触面に溝または凹凸を設けたことを特
徴とする。
プリント基板に搭載されたLSIケースに取り付けられた
伝熱板とコールドプレートに設けられたシリンダ穴に係
合するピストンとで伝熱ゴムシートを挟み付け、前記LS
Iケースを前記伝熱板，前記伝熱ゴムシートおよび前記
ピストンを介して前記コールドプレートにより冷却する
LSIケースの冷却構造において、前記伝熱板の前記伝熱
ゴムシートとの接触面に溝または凹凸を設けたことを特
徴とする。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の一実施例の縦断面図である。半導体
素子１はLSIケース２の伝熱板３に接着されている。伝
熱板３は半導体素子１と熱膨張率が等しく、熱伝導率の
良い材質、たとえばCu/W焼結合金でできている。伝熱板
３の半導体素子１との接着面の反対側の面には、溝４が
設けられて表面に凹凸が形成されている。第３図は伝熱
板３の平面図で、溝４の形状を示している。
素子１はLSIケース２の伝熱板３に接着されている。伝
熱板３は半導体素子１と熱膨張率が等しく、熱伝導率の
良い材質、たとえばCu/W焼結合金でできている。伝熱板
３の半導体素子１との接着面の反対側の面には、溝４が
設けられて表面に凹凸が形成されている。第３図は伝熱
板３の平面図で、溝４の形状を示している。
LSIケース２はプリント基板５に複数個搭載されてい
る。LSIケース２の伝熱板３は、LSIケース２のプリント
基板５の反対側の面に取り付けられている。プリント基
板５に対向してコールドプレート６が設けられ、スペー
サ７を介してプリント基板５に固定されている。コール
ドプレート６のLSIケース２に対応する位置には、シリ
ンダー穴８が設けられ、シリンダー穴８の内部にはピス
トン９が挿入されている。
る。LSIケース２の伝熱板３は、LSIケース２のプリント
基板５の反対側の面に取り付けられている。プリント基
板５に対向してコールドプレート６が設けられ、スペー
サ７を介してプリント基板５に固定されている。コール
ドプレート６のLSIケース２に対応する位置には、シリ
ンダー穴８が設けられ、シリンダー穴８の内部にはピス
トン９が挿入されている。
第５図（ａ）および（ｂ）はそれぞれピストン９の平面
図および底面図である。ピストン９にはすりわり10が設
けられており、すりわり10内にねじ込まれるねじ11を締
めることによりピストン９の側面とシリンダー穴８の壁
面とが密着する。ピストン９とLSIケース２の伝熱板３
の溝４を設けた凹凸面が向かい合い、ピストン９と伝熱
板３の間に伝熱ゴムシート12が置かれ、ピストン９をLS
Iケース２の側に力を加えた状態で固定することによ
り、伝熱ゴムシート12はピストン９と伝熱板３の間に弾
性変形した状態ではさまれる。
図および底面図である。ピストン９にはすりわり10が設
けられており、すりわり10内にねじ込まれるねじ11を締
めることによりピストン９の側面とシリンダー穴８の壁
面とが密着する。ピストン９とLSIケース２の伝熱板３
の溝４を設けた凹凸面が向かい合い、ピストン９と伝熱
板３の間に伝熱ゴムシート12が置かれ、ピストン９をLS
Iケース２の側に力を加えた状態で固定することによ
り、伝熱ゴムシート12はピストン９と伝熱板３の間に弾
性変形した状態ではさまれる。
半導体素子１で生じた熱は伝熱板3,伝熱ゴムシート12,
ピストン９と伝わり、シリンダー穴８の壁面を通してコ
ールドプレート６内を流れる冷媒13により冷却される。
ピストン９と伝わり、シリンダー穴８の壁面を通してコ
ールドプレート６内を流れる冷媒13により冷却される。
本実施例の冷却構造において、低熱抵抗化するために
は、他の伝熱部材に比べて熱伝導率の低い伝熱ゴムシー
ト12の厚さを薄くすること、ピストン9,伝熱板３と伝熱
ゴムシート12の間の接触状態を良くすることが必要であ
る。ところが、本実施例の構造では、組立て状態や各部
品の寸法のバラツキによる伝熱板３のピストン９の対向
面に対する傾きを、伝熱ゴムシート12の変形で吸収して
接触面積を広くするようになっているため、伝熱ゴムシ
ート12の変形量が伝熱板３の傾きを吸収できるようにあ
る程度の厚みは必要となる。したがって、伝熱ゴムシー
ト12の変形量を厚みにかかわらず大きくできれば、伝熱
ゴムシート12の厚みを薄くすることができる。
は、他の伝熱部材に比べて熱伝導率の低い伝熱ゴムシー
ト12の厚さを薄くすること、ピストン9,伝熱板３と伝熱
ゴムシート12の間の接触状態を良くすることが必要であ
る。ところが、本実施例の構造では、組立て状態や各部
品の寸法のバラツキによる伝熱板３のピストン９の対向
面に対する傾きを、伝熱ゴムシート12の変形で吸収して
接触面積を広くするようになっているため、伝熱ゴムシ
ート12の変形量が伝熱板３の傾きを吸収できるようにあ
る程度の厚みは必要となる。したがって、伝熱ゴムシー
ト12の変形量を厚みにかかわらず大きくできれば、伝熱
ゴムシート12の厚みを薄くすることができる。
第２図（ａ），（ｂ）に溝４の有無によるピストン9,伝
熱板３と伝熱ゴムシート12の接触状態を示す。伝熱板３
に溝４が無い場合、薄い伝熱ゴムシート12を広い面積に
わたって一様に押すことになり、横方向への逃げがない
ため変形量が小さく、第２図（ａ）のように接触面積が
小さくなる。伝熱板３に溝４を設けた場合は、伝熱ゴム
シート12を押したときに伝熱ゴムシート12が変形して溝
４の内側へ盛り上がることができるため、変形量が大き
くなり、第２図のように接触状態を良くし、接触面積を
広くとれる。このように伝熱板３に溝４を設けることに
より、ピストン9,伝熱板３と伝熱ゴムシート12の接触面
積を広く確保し、かつ伝熱ゴムシート12の厚さを薄くで
きるため低熱抵抗化ができる。
熱板３と伝熱ゴムシート12の接触状態を示す。伝熱板３
に溝４が無い場合、薄い伝熱ゴムシート12を広い面積に
わたって一様に押すことになり、横方向への逃げがない
ため変形量が小さく、第２図（ａ）のように接触面積が
小さくなる。伝熱板３に溝４を設けた場合は、伝熱ゴム
シート12を押したときに伝熱ゴムシート12が変形して溝
４の内側へ盛り上がることができるため、変形量が大き
くなり、第２図のように接触状態を良くし、接触面積を
広くとれる。このように伝熱板３に溝４を設けることに
より、ピストン9,伝熱板３と伝熱ゴムシート12の接触面
積を広く確保し、かつ伝熱ゴムシート12の厚さを薄くで
きるため低熱抵抗化ができる。
伝熱板３の溝４の形状は伝熱板３のピストン９に対向す
る面にまんべんなく設けられれば、特に格子状である必
要はない。たとえば第４図（ａ）〜（ｄ）に示すような
平行線状の溝41,同心円状の溝42,らせん状に溝43,放射
状の溝44あるいはこれらを組合せた形状でも同様の効果
が得られる。溝の断面形状も角溝である必要はなく、三
角溝でも、半円形の溝でも可能である。
る面にまんべんなく設けられれば、特に格子状である必
要はない。たとえば第４図（ａ）〜（ｄ）に示すような
平行線状の溝41,同心円状の溝42,らせん状に溝43,放射
状の溝44あるいはこれらを組合せた形状でも同様の効果
が得られる。溝の断面形状も角溝である必要はなく、三
角溝でも、半円形の溝でも可能である。
また、伝熱板３の表面の凹凸で伝熱ゴムシート12の変形
を吸収すれば良いため、特に溝を設けなくても、伝熱板
３の加工時のフライス切削などの切削跡を粗いまま残す
ことにより、ピストン表面の凹凸をつけたり、サンド・
ブラストやローラー，プレス加工などによりピストン表
面に凹凸を付けても同様の効果を得ることができる。
を吸収すれば良いため、特に溝を設けなくても、伝熱板
３の加工時のフライス切削などの切削跡を粗いまま残す
ことにより、ピストン表面の凹凸をつけたり、サンド・
ブラストやローラー，プレス加工などによりピストン表
面に凹凸を付けても同様の効果を得ることができる。
以上説明したように本発明は、LSIケースの伝熱板のピ
ストンに対向する面に溝または凹凸を設けることによ
り、伝熱ゴムシートを変形させやすくし、ピストン，伝
熱板と伝熱ゴムシートの接触を確保し、かつ伝熱ゴムシ
ートを薄くでき、低熱抵抗で、半導体素子を冷却できる
効果がある。また、コンパウンドを使用しないためコン
パウンドの流出の恐れがなくなる。
ストンに対向する面に溝または凹凸を設けることによ
り、伝熱ゴムシートを変形させやすくし、ピストン，伝
熱板と伝熱ゴムシートの接触を確保し、かつ伝熱ゴムシ
ートを薄くでき、低熱抵抗で、半導体素子を冷却できる
効果がある。また、コンパウンドを使用しないためコン
パウンドの流出の恐れがなくなる。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
のピストン9,伝熱ゴムシート12,伝熱板３の接触部の拡
大図で第２図（ａ）は伝熱板３に溝11がないとした場
合，第２図（ｂ）はピストン８に溝11がある場合であ
り、第３図は伝熱板３の平面図、第４図は伝熱板３の溝
の他の例を示す平面図、第５図（ａ）および（ｂ）はそ
れぞれピストン９の平面図および底面図、第６図は従来
のLSIケースの冷却構造の縦断面図である。 １…半導体素子、２…LSIケース、３…伝熱板、4,41,4
2,43,44…溝、５…プリント基板、６…コールドプレー
ト、７…スペーサ、８…シリンダー穴、９…ピストン、
10…すりわり、11…ねじ、12…伝熱ゴムシート、13…冷
媒、21…コールドプレート、22…冷却パイプ、23…冷
媒、24…伝熱ペースト、25…フィルム膜、26…プリント
基板、27…半導体素子、28…LSIケース。
のピストン9,伝熱ゴムシート12,伝熱板３の接触部の拡
大図で第２図（ａ）は伝熱板３に溝11がないとした場
合，第２図（ｂ）はピストン８に溝11がある場合であ
り、第３図は伝熱板３の平面図、第４図は伝熱板３の溝
の他の例を示す平面図、第５図（ａ）および（ｂ）はそ
れぞれピストン９の平面図および底面図、第６図は従来
のLSIケースの冷却構造の縦断面図である。 １…半導体素子、２…LSIケース、３…伝熱板、4,41,4
2,43,44…溝、５…プリント基板、６…コールドプレー
ト、７…スペーサ、８…シリンダー穴、９…ピストン、
10…すりわり、11…ねじ、12…伝熱ゴムシート、13…冷
媒、21…コールドプレート、22…冷却パイプ、23…冷
媒、24…伝熱ペースト、25…フィルム膜、26…プリント
基板、27…半導体素子、28…LSIケース。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体素子を収納しプリント基板に搭載さ
れたLSIケースに取り付けられた伝熱板とコールドプレ
ートに設けられたシリンダ穴に係合するピストンとで伝
熱ゴムシートを挟み付け、前記LSIケースを前記伝熱
板，前記伝熱ゴムシートおよび前記ピストンを介して前
記コールドプレートにより冷却するLSIケースの冷却構
造において、前記伝熱板の前記伝熱ゴムシートとの接触
面に溝または凹凸を設けたことを特徴とするLSIケース
の冷却構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019003A JPH07114247B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
| EP89117304A EP0363687B1 (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure for electronic components |
| CA000612004A CA1304830C (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure |
| DE68925403T DE68925403T2 (de) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Kühlungsstruktur für elektronische Bauelemente |
| US07/409,426 US5014777A (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019003A JPH07114247B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197156A JPH02197156A (ja) | 1990-08-03 |
| JPH07114247B2 true JPH07114247B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=11987352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1019003A Expired - Lifetime JPH07114247B2 (ja) | 1988-09-20 | 1989-01-26 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114247B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5574776B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-08-20 | キヤノン株式会社 | レンズ鏡筒および撮像装置 |
| JP5083394B2 (ja) * | 2010-09-16 | 2012-11-28 | パナソニック株式会社 | 蓄熱装置及び該蓄熱装置を備えた空気調和機 |
-
1989
- 1989-01-26 JP JP1019003A patent/JPH07114247B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02197156A (ja) | 1990-08-03 |
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