JPH07202095A - 電子デバイスの冷却装置 - Google Patents
電子デバイスの冷却装置Info
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- JPH07202095A JPH07202095A JP6000014A JP1494A JPH07202095A JP H07202095 A JPH07202095 A JP H07202095A JP 6000014 A JP6000014 A JP 6000014A JP 1494 A JP1494 A JP 1494A JP H07202095 A JPH07202095 A JP H07202095A
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- fins
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition 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
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- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ハウジング９の上部に取り付けられる冷却器の
フィン１３をハウジング９のフィン８と直交するように
配置する。 【効果】ＬＳＩチップ同士がフィンと直角方向に位置し
た場合にも、発熱量の高いチップの熱はハウジングと冷
却器各々のフィンを介して発熱量の低いチップ側へと伝
わりＬＳＩチップ間の温度差が小さくなる。
フィン１３をハウジング９のフィン８と直交するように
配置する。 【効果】ＬＳＩチップ同士がフィンと直角方向に位置し
た場合にも、発熱量の高いチップの熱はハウジングと冷
却器各々のフィンを介して発熱量の低いチップ側へと伝
わりＬＳＩチップ間の温度差が小さくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体パッケージある
いは半導体チップ等をを含む電子デバイスから発生する
熱を除去するための冷却装置に関する。
いは半導体チップ等をを含む電子デバイスから発生する
熱を除去するための冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大型電子計算機では処理速度の速いこと
が要求されるため、近年、半導体素子を大規模に集積し
た回路チップが開発されている。また、その集積回路チ
ップを互いに接続する電気配線をできるだけ短くするた
め、マイクロパッケージに多数の集積回路チップを実装
する方法が開発されている。従来、特に大型計算機用集
積回路チップの冷却装置に関し多数提案されているが、
例えば、図６及び図７に示すように、組立て誤差や熱変
形を上下左右に吸収できる柔構造とする半導体チップの
冷却装置が特開昭60−126853号公報や日立評論Ｖol.７
３ １９９１年２月号に示されている。同装置におい
て、ハウジング９の内面には、多数のプレート状のフィ
ン８が互いに平行に設けられている。多層配線基板２に
実装されたＬＳＩチップ１の背面には熱伝導体ベース５
が置かれ、このベースの上にもフィン８と同ピッチでプ
レート状のフィン６が多数ベースと一体に設けられてい
る。ハウジング９のフィン８と熱伝導体５のベース上の
フィン６とは、互いに微小間隙７を保って嵌め合わされ
ている。熱伝導体５のベースは、ＬＳＩチップ１の接続
用の半田ボール３に影響を及ぼさぬようにばね定数が柔
らかいばね１０によってＬＳＩチップ１に押しつけら
れ、ＬＳＩチップ１の背面と互いに面接触している。Ｌ
ＳＩチップ１の傾きや熱膨張による変形は、フィン８と
フィン６との微小間隙７で吸収している。
が要求されるため、近年、半導体素子を大規模に集積し
た回路チップが開発されている。また、その集積回路チ
ップを互いに接続する電気配線をできるだけ短くするた
め、マイクロパッケージに多数の集積回路チップを実装
する方法が開発されている。従来、特に大型計算機用集
積回路チップの冷却装置に関し多数提案されているが、
例えば、図６及び図７に示すように、組立て誤差や熱変
形を上下左右に吸収できる柔構造とする半導体チップの
冷却装置が特開昭60−126853号公報や日立評論Ｖol.７
３ １９９１年２月号に示されている。同装置におい
て、ハウジング９の内面には、多数のプレート状のフィ
ン８が互いに平行に設けられている。多層配線基板２に
実装されたＬＳＩチップ１の背面には熱伝導体ベース５
が置かれ、このベースの上にもフィン８と同ピッチでプ
レート状のフィン６が多数ベースと一体に設けられてい
る。ハウジング９のフィン８と熱伝導体５のベース上の
フィン６とは、互いに微小間隙７を保って嵌め合わされ
ている。熱伝導体５のベースは、ＬＳＩチップ１の接続
用の半田ボール３に影響を及ぼさぬようにばね定数が柔
らかいばね１０によってＬＳＩチップ１に押しつけら
れ、ＬＳＩチップ１の背面と互いに面接触している。Ｌ
ＳＩチップ１の傾きや熱膨張による変形は、フィン８と
フィン６との微小間隙７で吸収している。
【０００３】ＬＳＩチップ１で発生した熱は、ＬＳＩチ
ップ１と全面接触する熱伝導体５のベースに一旦伝えら
れ、ベース内で一様に拡散された後、熱伝導体５の各フ
ィン６に伝わる。そして、各々微小間隙７のヘリウムガ
ス層からハウジング９のフィン８へと伝わり、最終的に
ハウジング９の上部に取り付けられる水冷ジャケット１
２により持ち去られる。
ップ１と全面接触する熱伝導体５のベースに一旦伝えら
れ、ベース内で一様に拡散された後、熱伝導体５の各フ
ィン６に伝わる。そして、各々微小間隙７のヘリウムガ
ス層からハウジング９のフィン８へと伝わり、最終的に
ハウジング９の上部に取り付けられる水冷ジャケット１
２により持ち去られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来冷却構造は、
ハウジングの上部に取り付けられる水冷ジャケットの水
冷フィンが、ハウジングの第二フィンと平行に設置して
あった。一般に、ハウジングから水冷ジャケットに伝わ
る熱は、フィン直角方向よりもフィン平行方向に広がり
やすい性質を持つ。従って、複数のＬＳＩチップの発熱
量がそれぞれ異なり、各々のＬＳＩチップの温度差を極
力小さく抑えなければならない場合には、まだ改善すべ
き余地がある。
ハウジングの上部に取り付けられる水冷ジャケットの水
冷フィンが、ハウジングの第二フィンと平行に設置して
あった。一般に、ハウジングから水冷ジャケットに伝わ
る熱は、フィン直角方向よりもフィン平行方向に広がり
やすい性質を持つ。従って、複数のＬＳＩチップの発熱
量がそれぞれ異なり、各々のＬＳＩチップの温度差を極
力小さく抑えなければならない場合には、まだ改善すべ
き余地がある。
【０００５】本発明の目的は、複数のＬＳＩチップの発
熱量がそれぞれ異なり、そのＬＳＩチップ同志がハウジ
ングのフィンと直角方向に位置した場合にも、各々のＬ
ＳＩチップの温度差を小さくして計算機の信頼性が高い
電子デバイスの冷却装置を提供することにある。
熱量がそれぞれ異なり、そのＬＳＩチップ同志がハウジ
ングのフィンと直角方向に位置した場合にも、各々のＬ
ＳＩチップの温度差を小さくして計算機の信頼性が高い
電子デバイスの冷却装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ハウジング
の上部に取り付けられる水冷ジャケットの水冷フィン
が、前記ハウジングの第二フィンと適宜角度で交差する
ように配置することにより達成される。
の上部に取り付けられる水冷ジャケットの水冷フィン
が、前記ハウジングの第二フィンと適宜角度で交差する
ように配置することにより達成される。
【０００７】
【作用】本発明によれば、ハウジングの上部に取り付け
られる水冷ジャケットの水冷フィンをハウジングの第二
フィンと、例えば、直交するように配置することによ
り、ハウジングから水冷ジャケットに伝わる熱は、ハウ
ジング側でフィン平行方向に広がり、水冷ジャケット側
でハウジング側のフィンと直角方向に広がる。これによ
って、複数のＬＳＩチップの発熱量がそれぞれ異なり、
そのＬＳＩチップ同士がフィンと直角方向に位置した場
合にも、発熱量の高いチップの熱はハウジングと水冷ジ
ャケット各々のフィンを介して発熱量の低いチップ側へ
と伝わりLSIチップ間の温度差が小さくなる。そして、
ＬＳＩチップ間の電気信号のやり取りがスムーズに行わ
れる。
られる水冷ジャケットの水冷フィンをハウジングの第二
フィンと、例えば、直交するように配置することによ
り、ハウジングから水冷ジャケットに伝わる熱は、ハウ
ジング側でフィン平行方向に広がり、水冷ジャケット側
でハウジング側のフィンと直角方向に広がる。これによ
って、複数のＬＳＩチップの発熱量がそれぞれ異なり、
そのＬＳＩチップ同士がフィンと直角方向に位置した場
合にも、発熱量の高いチップの熱はハウジングと水冷ジ
ャケット各々のフィンを介して発熱量の低いチップ側へ
と伝わりLSIチップ間の温度差が小さくなる。そして、
ＬＳＩチップ間の電気信号のやり取りがスムーズに行わ
れる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図１ないし図５を
参照して説明する。
参照して説明する。
【０００９】まず、図１は、本発明の一実施例の電子デ
バイスの冷却装置の断面図、図２は、図１の実施例にお
ける主要断面の斜視図である。
バイスの冷却装置の断面図、図２は、図１の実施例にお
ける主要断面の斜視図である。
【００１０】図１及び図２において、熱伝導性の良好な
材料により作られたハウジング９の内面には、多数のプ
レート状のフィン８が互いに平行に設けられている。多
層配線基板２に実装されたＬＳＩチップ１の背面には熱
伝導体ベース５が置かれ、このベースの上にもフィン８
と同ピッチでプレート状のフィン６が多数ベースと一体
に設けられている。ハウジング９のフィン８と熱伝導体
５のベース上のフィン６とは、互いに微小間隙７を保っ
て嵌め合わされている。熱伝導体５のベースは、ＬＳＩ
チップ１の接続用の半田ボール３に影響を及ぼさぬよう
にばね定数が柔らかいばね１０によってＬＳＩチップ１
に押しつけられ、ＬＳＩチップ１の背面と互いに面接触
している。ＬＳＩチップ１の傾きや熱膨張による変形
は、フィン８とフィン６との微小間隙７で吸収してい
る。ハウジング９の上部には、水冷フィン１３がハウジ
ング９のフィン８と直交するように水冷ジャケット１２
を取り付けている。ハウジング９と基板２とで囲まれた
密閉空間１１には、熱伝導率の良好な気体や液体、例え
ば、ヘリウムガスや水素ガスあるいは油や熱伝導性グリ
ースなどが充満されている。
材料により作られたハウジング９の内面には、多数のプ
レート状のフィン８が互いに平行に設けられている。多
層配線基板２に実装されたＬＳＩチップ１の背面には熱
伝導体ベース５が置かれ、このベースの上にもフィン８
と同ピッチでプレート状のフィン６が多数ベースと一体
に設けられている。ハウジング９のフィン８と熱伝導体
５のベース上のフィン６とは、互いに微小間隙７を保っ
て嵌め合わされている。熱伝導体５のベースは、ＬＳＩ
チップ１の接続用の半田ボール３に影響を及ぼさぬよう
にばね定数が柔らかいばね１０によってＬＳＩチップ１
に押しつけられ、ＬＳＩチップ１の背面と互いに面接触
している。ＬＳＩチップ１の傾きや熱膨張による変形
は、フィン８とフィン６との微小間隙７で吸収してい
る。ハウジング９の上部には、水冷フィン１３がハウジ
ング９のフィン８と直交するように水冷ジャケット１２
を取り付けている。ハウジング９と基板２とで囲まれた
密閉空間１１には、熱伝導率の良好な気体や液体、例え
ば、ヘリウムガスや水素ガスあるいは油や熱伝導性グリ
ースなどが充満されている。
【００１１】ＬＳＩチップ１で発生した熱は、ＬＳＩチ
ップ１と全面接触する熱伝導体５のベースに一旦伝えら
れ、ベース内で一様に拡散された後、熱伝導体５の各フ
ィン６に伝わる。そして、各々微小間隙７のヘリウムガ
ス層からハウジング９のフィン８へと伝わり、最終的に
ハウジング９の上部に取り付けられる水冷ジャケット１
２により持ち去られる。なお、冷却構造の基板２は、高
密度の多層電気配線を内蔵するためアルミナなどセラミ
ックス材から出来ており、そして、ハウジング９も基板
との熱膨張率の整合性，高熱伝導性及び電気絶縁性など
を考慮して、例えば、ＳｉＣあるいはＡｌＮなどセラミ
ックス材で構成されている。
ップ１と全面接触する熱伝導体５のベースに一旦伝えら
れ、ベース内で一様に拡散された後、熱伝導体５の各フ
ィン６に伝わる。そして、各々微小間隙７のヘリウムガ
ス層からハウジング９のフィン８へと伝わり、最終的に
ハウジング９の上部に取り付けられる水冷ジャケット１
２により持ち去られる。なお、冷却構造の基板２は、高
密度の多層電気配線を内蔵するためアルミナなどセラミ
ックス材から出来ており、そして、ハウジング９も基板
との熱膨張率の整合性，高熱伝導性及び電気絶縁性など
を考慮して、例えば、ＳｉＣあるいはＡｌＮなどセラミ
ックス材で構成されている。
【００１２】本実施例によれば、ハウジング９の上部に
取り付けられる水冷ジャケット１２の水冷フィン１３を
ハウジング９のフィン８と直交するように配置すること
により、ハウジング９から水冷ジャケット１２に伝わる
熱は、ハウジング９側でフィン８と平行方向に広がり、
水冷ジャケット１２側でハウジング９側のフィン８と直
角方向に広がる。これによって、複数のＬＳＩチップ１
の発熱量がそれぞれ異なり、そのＬＳＩチップ１同士が
フィン８と直角方向に位置した場合にも、発熱量の高い
チップの熱はハウジング９と水冷ジャケット１２各々の
フィン８，１３を介して発熱量の低いチップ側へと伝わ
りＬＳＩチップ１間の温度差が小さくなる。そして、Ｌ
ＳＩチップ１間の電気信号のやり取りがスムーズに行わ
れ計算機の信頼性が高い電子デバイスの冷却装置とな
る。なお、ハウジング９の天板の厚さや水冷ジャケット
１２の底板の厚さが薄くなるほどこの効果は大きい。
取り付けられる水冷ジャケット１２の水冷フィン１３を
ハウジング９のフィン８と直交するように配置すること
により、ハウジング９から水冷ジャケット１２に伝わる
熱は、ハウジング９側でフィン８と平行方向に広がり、
水冷ジャケット１２側でハウジング９側のフィン８と直
角方向に広がる。これによって、複数のＬＳＩチップ１
の発熱量がそれぞれ異なり、そのＬＳＩチップ１同士が
フィン８と直角方向に位置した場合にも、発熱量の高い
チップの熱はハウジング９と水冷ジャケット１２各々の
フィン８，１３を介して発熱量の低いチップ側へと伝わ
りＬＳＩチップ１間の温度差が小さくなる。そして、Ｌ
ＳＩチップ１間の電気信号のやり取りがスムーズに行わ
れ計算機の信頼性が高い電子デバイスの冷却装置とな
る。なお、ハウジング９の天板の厚さや水冷ジャケット
１２の底板の厚さが薄くなるほどこの効果は大きい。
【００１３】次に本発明の他の実施例を図３を参照して
説明する。図３は、本発明の一実施例の電子デバイスの
冷却装置の主要断面の斜視図である。図３において、図
１及び図２の実施例と異なる点は、ハウジング９と水冷
ジャケット１２を一体構造にしたことである。ハウジン
グ９と水冷ジャケット１２間の冷却性能を向上させ、軽
量化及びフィン加工時の剛性化を図ることが可能とな
る。
説明する。図３は、本発明の一実施例の電子デバイスの
冷却装置の主要断面の斜視図である。図３において、図
１及び図２の実施例と異なる点は、ハウジング９と水冷
ジャケット１２を一体構造にしたことである。ハウジン
グ９と水冷ジャケット１２間の冷却性能を向上させ、軽
量化及びフィン加工時の剛性化を図ることが可能とな
る。
【００１４】次に本発明の他の実施例を図４を参照して
説明する。図４は、本発明の一実施例の電子デバイスの
冷却装置の主要断面の斜視図である。図４において、図
３の実施例と異なる点は、水冷ジャケット１２の水冷フ
ィン１３を空冷フィン１４にしたことである。
説明する。図４は、本発明の一実施例の電子デバイスの
冷却装置の主要断面の斜視図である。図４において、図
３の実施例と異なる点は、水冷ジャケット１２の水冷フ
ィン１３を空冷フィン１４にしたことである。
【００１５】次に本発明の他の実施例を図５を参照して
説明する。図５は、本発明の一実施例の電子デバイスの
冷却装置の主要断面の斜視図である。図５において、図
１及び図２の実施例と異なる点は、水冷ジャケット１２
の水冷フィン１３を空冷フィン１４にしたことである。
説明する。図５は、本発明の一実施例の電子デバイスの
冷却装置の主要断面の斜視図である。図５において、図
１及び図２の実施例と異なる点は、水冷ジャケット１２
の水冷フィン１３を空冷フィン１４にしたことである。
【００１６】次に本発明の他の実施例を図８を参照して
説明する。図８は、本発明の一実施例の電子デバイスの
冷却装置の主要断面の斜視図である。この図において、
図１及び図２と同一符号のものは同等部分であるから、
その説明を省略する。この図は、特開昭60−126851号公
報に記載の冷却装置におけるハウジング９の上部に取り
付けられる水冷ジャケット１２の水冷フィン１３をハウ
ジング９のフィン８と直交するように配置したものであ
る。
説明する。図８は、本発明の一実施例の電子デバイスの
冷却装置の主要断面の斜視図である。この図において、
図１及び図２と同一符号のものは同等部分であるから、
その説明を省略する。この図は、特開昭60−126851号公
報に記載の冷却装置におけるハウジング９の上部に取り
付けられる水冷ジャケット１２の水冷フィン１３をハウ
ジング９のフィン８と直交するように配置したものであ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ハウジングの上部に取
り付けられる冷却器のフィンをハウジングのフィンと直
交するように配置することにより、ハウジングから冷却
器に伝わる熱は、ハウジング側でフィン平行方向に広が
り、冷却器側でハウジング側のフィンと直角方向に広が
る。これによって、複数のＬＳＩチップの発熱量がそれ
ぞれ異なり、そのＬＳＩチップ同士がフィンと直角方向
に位置した場合にも、発熱量の高いチップの熱はハウジ
ングと冷却器各々のフィンを介して発熱量の低いチップ
側へと伝わりＬＳＩチップ間の温度差が小さくなる。そ
して、ＬＳＩチップ間の電気信号のやり取りがスムーズ
に行われる。
り付けられる冷却器のフィンをハウジングのフィンと直
交するように配置することにより、ハウジングから冷却
器に伝わる熱は、ハウジング側でフィン平行方向に広が
り、冷却器側でハウジング側のフィンと直角方向に広が
る。これによって、複数のＬＳＩチップの発熱量がそれ
ぞれ異なり、そのＬＳＩチップ同士がフィンと直角方向
に位置した場合にも、発熱量の高いチップの熱はハウジ
ングと冷却器各々のフィンを介して発熱量の低いチップ
側へと伝わりＬＳＩチップ間の温度差が小さくなる。そ
して、ＬＳＩチップ間の電気信号のやり取りがスムーズ
に行われる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１の実施例における主要断面の斜視図。
【図３】第二の実施例を示す主要断面の斜視図。
【図４】第三の実施例を示す主要断面の斜視図。
【図５】第四の実施例を示す主要断面の斜視図。
【図６】従来の実施例を示す断面図。
【図７】図６の実施例における主要断面の斜視図。
【図８】第五の実施例を示す主要断面の斜視図。
１…ＬＳＩチップ、２…基板、３…半田ボール、４…ピ
ン、５，１５…熱伝導体、６，８，１６，１７…フィ
ン、７…微小間隙、９…ハウジング、１０…ばね、１１
…密閉空間、１２…冷却器、１３…水冷フィン、１４…
空冷フィン。
ン、５，１５…熱伝導体、６，８，１６，１７…フィ
ン、７…微小間隙、９…ハウジング、１０…ばね、１１
…密閉空間、１２…冷却器、１３…水冷フィン、１４…
空冷フィン。
Claims (1)
- 【請求項１】回路基板上に実装された半導体パッケージ
および半導体チップを含む電子デバイスの発生熱を熱伝
導体を介してハウジングに伝えて冷却するため、前記熱
伝導体の一方の端がベースで前記電子デバイスの表面に
接触し、他方が前記熱伝導体の前記ベース上に一体に形
成された複数の第一フィンと微小間隙を介してハウジン
グ側の第二フィンと係合する熱伝導体とハウジングの上
部に冷却器が取り付けられた電子デバイスの冷却構造に
おいて、前記ハウジングの上部に取り付けられる冷却部
材のフィンが、前記ハウジングの前記第二フィンと適宜
角度で交差するように配置したことを特徴とする電子デ
バイスの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6000014A JPH07202095A (ja) | 1994-01-04 | 1994-01-04 | 電子デバイスの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6000014A JPH07202095A (ja) | 1994-01-04 | 1994-01-04 | 電子デバイスの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202095A true JPH07202095A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=11462591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6000014A Pending JPH07202095A (ja) | 1994-01-04 | 1994-01-04 | 電子デバイスの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07202095A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534844A (ja) * | 2007-10-05 | 2010-11-11 | ムルティテスト・エレクトロニッシェ・ジステーメ・ゲーエムベーハー | 電子部品、特にｉｃを保持しかつ移動する熱伝導体を有するプランジャ |
| US8232815B2 (en) | 2007-10-05 | 2012-07-31 | Multitest Elektronische Systeme Gmbh | Plunger for holding and moving electronic components in particular ICS |
-
1994
- 1994-01-04 JP JP6000014A patent/JPH07202095A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534844A (ja) * | 2007-10-05 | 2010-11-11 | ムルティテスト・エレクトロニッシェ・ジステーメ・ゲーエムベーハー | 電子部品、特にｉｃを保持しかつ移動する熱伝導体を有するプランジャ |
| US8232815B2 (en) | 2007-10-05 | 2012-07-31 | Multitest Elektronische Systeme Gmbh | Plunger for holding and moving electronic components in particular ICS |
| US8303008B2 (en) | 2007-10-05 | 2012-11-06 | Multitest Elektronische Systeme Gmbh | Plunger for holding and moving electrical components |
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