JPH0821646B2 - 集積回路の冷却構造の形成方法 - Google Patents
集積回路の冷却構造の形成方法Info
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- JPH0821646B2 JPH0821646B2 JP61076759A JP7675986A JPH0821646B2 JP H0821646 B2 JPH0821646 B2 JP H0821646B2 JP 61076759 A JP61076759 A JP 61076759A JP 7675986 A JP7675986 A JP 7675986A JP H0821646 B2 JPH0821646 B2 JP H0821646B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrated circuit
- stud
- case
- module
- cooling structure
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
- H01L23/4338—Pistons, e.g. spring-loaded members
-
- 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
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- 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〕 本発明はコンピユータ等の電子機器に使用する集積回
路の冷却構造の形成方法に関する。
路の冷却構造の形成方法に関する。
従来、集積回路から発生する熱を伝導によつて放散さ
せる構造としては、第８図に示すようにばね17によりピ
ストン15を押し付けて配線基板１に実装された集積回路
２からの熱を奪いその熱をヘリウムガス18をつめた空間
を通してハツト16,介在層19,冷却板10,冷媒20へと伝え
るというものがある（S.Oktay,H.C.Kammerer″A Condue
tion−Cooled Module for High−Performance LSI Devi
ces″IBMJ.RES.DEVELOP.Vo1.26No.1 Jan.1982によ
る）。
せる構造としては、第８図に示すようにばね17によりピ
ストン15を押し付けて配線基板１に実装された集積回路
２からの熱を奪いその熱をヘリウムガス18をつめた空間
を通してハツト16,介在層19,冷却板10,冷媒20へと伝え
るというものがある（S.Oktay,H.C.Kammerer″A Condue
tion−Cooled Module for High−Performance LSI Devi
ces″IBMJ.RES.DEVELOP.Vo1.26No.1 Jan.1982によ
る）。
上述した従来の冷却構造は、集積回路２を配線基板１
に実装したときに生じる高さや傾きのばらつきに対し、
高さに対してはピストン15を押し付けているばね17の変
位で、傾きに対してはピストン15の集積回路２との接触
面を球面にしていることと、ピストン15とハツト16との
間のすき間とで追従させている（第９図）。ピストン15
をばね17で集積回路２に押し付けているため、集積回路
２には、つねに力が加わつた状態にある。また、集積回
路２とピストン15とを球面で接触させていると、平均的
に見た両者の間のギヤツプは平面で接触させた場合に比
べて大きくなり熱の伝導に悪影響を及ぼす。ピストン15
とハツト16との間のすき間も同様である。このため、空
気より熱伝導性の高いヘリウムガス18を封入してすき間
部分の熱抵抗を小さくしようとしているが、ヘリウムガ
ス18はシールが難しいため、精密なシール機構が必要と
なる。さらにピストン15の端面を球面に加工したり、ピ
ストン15とハツト16との間のすき間を微小に保つため高
い精度で加工する必要があつた。
に実装したときに生じる高さや傾きのばらつきに対し、
高さに対してはピストン15を押し付けているばね17の変
位で、傾きに対してはピストン15の集積回路２との接触
面を球面にしていることと、ピストン15とハツト16との
間のすき間とで追従させている（第９図）。ピストン15
をばね17で集積回路２に押し付けているため、集積回路
２には、つねに力が加わつた状態にある。また、集積回
路２とピストン15とを球面で接触させていると、平均的
に見た両者の間のギヤツプは平面で接触させた場合に比
べて大きくなり熱の伝導に悪影響を及ぼす。ピストン15
とハツト16との間のすき間も同様である。このため、空
気より熱伝導性の高いヘリウムガス18を封入してすき間
部分の熱抵抗を小さくしようとしているが、ヘリウムガ
ス18はシールが難しいため、精密なシール機構が必要と
なる。さらにピストン15の端面を球面に加工したり、ピ
ストン15とハツト16との間のすき間を微小に保つため高
い精度で加工する必要があつた。
本発明に係る集積回路の冷却構造の形成方法は、配線
基板上にチツプキヤリアに収めた集積回路を実装し金属
製枠体を取付けてモジュールを形成し、集積回路上に棒
状の金属製のスタツドを仮固定し、一方、底面が平坦な
箱形状金属ケースの中に融けた低融点金属を入れ、モジ
ュールをスタツド取付面を下にして前記ケースにのせ
て、スタツドのみが融けた低融点金属に浸るようにし、
この状態で低融点金属を冷却凝固させスタツドとケース
とを固着一体化し集積回路とスタツドとの仮固定を外し
て、スタツドとケースとが固着一体化した放熱ブロツク
を形成し、集積回路の上面とスタツドの端面とのギャッ
プにコンパウンドを充填してモジュールの枠体と放熱ブ
ロツクとを固着一体化させるようにしたものである。
基板上にチツプキヤリアに収めた集積回路を実装し金属
製枠体を取付けてモジュールを形成し、集積回路上に棒
状の金属製のスタツドを仮固定し、一方、底面が平坦な
箱形状金属ケースの中に融けた低融点金属を入れ、モジ
ュールをスタツド取付面を下にして前記ケースにのせ
て、スタツドのみが融けた低融点金属に浸るようにし、
この状態で低融点金属を冷却凝固させスタツドとケース
とを固着一体化し集積回路とスタツドとの仮固定を外し
て、スタツドとケースとが固着一体化した放熱ブロツク
を形成し、集積回路の上面とスタツドの端面とのギャッ
プにコンパウンドを充填してモジュールの枠体と放熱ブ
ロツクとを固着一体化させるようにしたものである。
本発明においては、実装された集積回路が放熱ブロツ
クに密着される。
クに密着される。
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により形成した冷却構造を
示す斜視図である。１は配線基板、２は上面が平坦な短
形のチツプキヤリアに入つた集積回路で配線基板１上に
格子状に複数並べられている。３は配線基板１の四辺に
固定されて取り付ける枠で配線基板1,集積回路２および
枠３でモジユール４を構成する。５はシリコンあるいは
ロウなどに金属酸化物粉等を混入した形状が自由に変化
する柔かいコンパウンドでスタツド６と集積回路２との
間に充填される。６は円柱の金属性のスタツド、７は低
融点金属、８は底面が平坦な箱の形状をした金属性ケー
スで低融点金属７によりスタツド６を固着して一体で放
熱ブロツク９を構成している。10は内部に冷却液の流路
を持つ冷却板、11は冷却液入口管、12は冷却液出口管、
13は冷却板10を放熱ブロツク９に止めるねじである。な
お、ここでは実施例として液冷の場合を考え、冷却板10
を取り付けたが空冷とするならば放熱フインを取り付け
れば良い。
示す斜視図である。１は配線基板、２は上面が平坦な短
形のチツプキヤリアに入つた集積回路で配線基板１上に
格子状に複数並べられている。３は配線基板１の四辺に
固定されて取り付ける枠で配線基板1,集積回路２および
枠３でモジユール４を構成する。５はシリコンあるいは
ロウなどに金属酸化物粉等を混入した形状が自由に変化
する柔かいコンパウンドでスタツド６と集積回路２との
間に充填される。６は円柱の金属性のスタツド、７は低
融点金属、８は底面が平坦な箱の形状をした金属性ケー
スで低融点金属７によりスタツド６を固着して一体で放
熱ブロツク９を構成している。10は内部に冷却液の流路
を持つ冷却板、11は冷却液入口管、12は冷却液出口管、
13は冷却板10を放熱ブロツク９に止めるねじである。な
お、ここでは実施例として液冷の場合を考え、冷却板10
を取り付けたが空冷とするならば放熱フインを取り付け
れば良い。
このような構成において、集積回路２で発生した熱
は、コンパウンド５を介してスタツド６から低融点金属
7,ケース８を通り、冷却板10へと伝わる。
は、コンパウンド５を介してスタツド６から低融点金属
7,ケース８を通り、冷却板10へと伝わる。
第２図〜第７図は本発明の一実施例の各工程における
断面図である。第２図は配線基板１に集積回路２を複数
実装し枠３を接着剤により固定したモジユール４を示
す。このとき集積回路２の上面の高さや傾きには部品の
製作精度や組立誤差によりばらつきがある。次に第３図
に示すように集積回路２の上にスタツド６を溶剤で溶け
る接着剤で仮固定する。次に第４図に示すようにケース
８を開口面を上にして置き、その中に低融点金属７を入
れ熱を加えて融かしたところへ第５図に示すようにモジ
ユール４にスタツド６を仮固定したものをスタツド取付
面を下にしてのせ、スタツド６が低融点金属７に浸るよ
うにする。このとき集積回路２は低融点金属７に浸るこ
とのないよう低融点金属７の量を調整しておく。この状
態で冷却し、低融点金属７を強固させ、スタツド６とケ
ース８とを固着一体化した後、モジユール４と低融点金
属７との間の空間に溶剤を注入して接着剤を溶かし集積
回路２とスタツド６とを切り離すと放熱ブロツク９が完
成する（第６図）。最後に第７図に示すように集積回路
２の上面とスタツド６の端面とのギヤツプにコンパウン
ド５を充填しモジユール４とブロツク８とをねじ14で止
めて組立が完了する。
断面図である。第２図は配線基板１に集積回路２を複数
実装し枠３を接着剤により固定したモジユール４を示
す。このとき集積回路２の上面の高さや傾きには部品の
製作精度や組立誤差によりばらつきがある。次に第３図
に示すように集積回路２の上にスタツド６を溶剤で溶け
る接着剤で仮固定する。次に第４図に示すようにケース
８を開口面を上にして置き、その中に低融点金属７を入
れ熱を加えて融かしたところへ第５図に示すようにモジ
ユール４にスタツド６を仮固定したものをスタツド取付
面を下にしてのせ、スタツド６が低融点金属７に浸るよ
うにする。このとき集積回路２は低融点金属７に浸るこ
とのないよう低融点金属７の量を調整しておく。この状
態で冷却し、低融点金属７を強固させ、スタツド６とケ
ース８とを固着一体化した後、モジユール４と低融点金
属７との間の空間に溶剤を注入して接着剤を溶かし集積
回路２とスタツド６とを切り離すと放熱ブロツク９が完
成する（第６図）。最後に第７図に示すように集積回路
２の上面とスタツド６の端面とのギヤツプにコンパウン
ド５を充填しモジユール４とブロツク８とをねじ14で止
めて組立が完了する。
このような構成によれば、スタツド６は予め集積回路
２の上面の高さや傾きのばらつきに追従した状態でケー
ス８に固着されるため、集積回路２の上面とスタツド６
の端面との間のギヤツプを微少に保つことができ、しか
もばねで押し付ける場合と違い集積回路２に力を加える
ことなく、数ミリメートルの高さのばらつきまで吸収可
能となる。スタツド６その他には加工精度を特に必要と
しないので、安価な部品で構成できる。コンパウンド５
を用いて熱の伝導経路から空間を無くしているので、ヘ
リウムガスを封入する必要がなく、スタツド６が低融点
金属に深く入り込み固着されているため、両者には空気
層が存在しないので、スタツド６とケース８の間の熱抵
抗がほぼ零に等しく、全体の熱抵抗が小さくなる。
２の上面の高さや傾きのばらつきに追従した状態でケー
ス８に固着されるため、集積回路２の上面とスタツド６
の端面との間のギヤツプを微少に保つことができ、しか
もばねで押し付ける場合と違い集積回路２に力を加える
ことなく、数ミリメートルの高さのばらつきまで吸収可
能となる。スタツド６その他には加工精度を特に必要と
しないので、安価な部品で構成できる。コンパウンド５
を用いて熱の伝導経路から空間を無くしているので、ヘ
リウムガスを封入する必要がなく、スタツド６が低融点
金属に深く入り込み固着されているため、両者には空気
層が存在しないので、スタツド６とケース８の間の熱抵
抗がほぼ零に等しく、全体の熱抵抗が小さくなる。
以上説明したように本発明によれば、集積回路の実装
時の高さ，傾き等のばらつきに対して安定して熱抵抗の
小さい冷却構造を実現できる効果がある。
時の高さ，傾き等のばらつきに対して安定して熱抵抗の
小さい冷却構造を実現できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例により形成した冷却構造を示
す斜視図、第２図〜第７図は本発明の一実施例の各工程
における断面図、第８図，第９図は従来の集積回路の冷
却構造を示す断面図である。 １……配線基板、２……集積回路、３……枠、４……モ
ジユール、５……コンパウンド、６……スタツド、７…
…低融点金属、８……ケース、９……放熱ブロツク、10
……冷却板、11……冷媒入口管、12……冷媒出口管、1
3,14……ねじ、15……ピストン、16……ハツト、17……
ばね、18……ヘリウムガス、19……介在層、20……冷
媒。
す斜視図、第２図〜第７図は本発明の一実施例の各工程
における断面図、第８図，第９図は従来の集積回路の冷
却構造を示す断面図である。 １……配線基板、２……集積回路、３……枠、４……モ
ジユール、５……コンパウンド、６……スタツド、７…
…低融点金属、８……ケース、９……放熱ブロツク、10
……冷却板、11……冷媒入口管、12……冷媒出口管、1
3,14……ねじ、15……ピストン、16……ハツト、17……
ばね、18……ヘリウムガス、19……介在層、20……冷
媒。
Claims (1)
- 【請求項１】配線基板上に集積回路を実装するととも
に、配線基板の周辺に金属製枠体を取付けてモジュール
を形成し、 次いで、集積回路上に棒状の金属製のスタツドを接着剤
で仮固定し、 一方、底面が平坦な箱形状金属ケースの中に融けた低融
点金属を入れ、 次いで、スタツドを仮固定したモジュールをスタツド取
付面を下にして前記ケースにのせて、スタツドのみが融
けた低融点金属に浸るようにし、 この状態で低融点金属を冷却凝固させてスタツドとケー
スとを固着一体化し、 次いで、接着剤を溶かして集積回路とスタツドの仮固定
を外して、スタツドとケースとが固着一体化した放熱ブ
ロツクを形成し、 次いで、集積回路の上面とスタツドの端面とのギャップ
にコンパウンドを充填してモジュールの枠体と放熱ブロ
ツクとを固着一体化させる ことを特徴とした集積回路の冷却構造の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61076759A JPH0821646B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 集積回路の冷却構造の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61076759A JPH0821646B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 集積回路の冷却構造の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234357A JPS62234357A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH0821646B2 true JPH0821646B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=13614513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61076759A Expired - Lifetime JPH0821646B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 集積回路の冷却構造の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821646B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663498B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1994-08-22 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関用配電器 |
| JP3241639B2 (ja) * | 1997-06-30 | 2001-12-25 | 日本電気株式会社 | マルチチップモジュールの冷却構造およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5987843A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-21 | Hitachi Ltd | 半導体冷却装置 |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP61076759A patent/JPH0821646B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62234357A (ja) | 1987-10-14 |
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