JPH09283958A - 集積回路の高効率冷却構造 - Google Patents
集積回路の高効率冷却構造Info
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- JPH09283958A JPH09283958A JP9432496A JP9432496A JPH09283958A JP H09283958 A JPH09283958 A JP H09283958A JP 9432496 A JP9432496 A JP 9432496A JP 9432496 A JP9432496 A JP 9432496A JP H09283958 A JPH09283958 A JP H09283958A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １枚のプリント配線基板上に実装された集積
回路の冷却に、液冷と空冷を使い分け、冷却構造の簡素
化を図る。 【解決手段】 プリント配線基板１上には集積回路５、
コネクタ２と風漏れ防止板８が設けられており、集積回
路上にはヒートシンク３とコールドプレート６が半田４
によって取り付けられている。コールドプレートには冷
却水を配るための冷却水用配管７がつながっている。冷
却水用配管の先には筐体に設けられている冷却水用配管
が接続されており、この冷却水用配管上には冷却水を循
環させるポンプと冷却水の熱を放出する放熱器が接続さ
れている。また、筐体には、冷却用ファンがあり、ヒー
トシンクと放熱器に空気を送る。
回路の冷却に、液冷と空冷を使い分け、冷却構造の簡素
化を図る。 【解決手段】 プリント配線基板１上には集積回路５、
コネクタ２と風漏れ防止板８が設けられており、集積回
路上にはヒートシンク３とコールドプレート６が半田４
によって取り付けられている。コールドプレートには冷
却水を配るための冷却水用配管７がつながっている。冷
却水用配管の先には筐体に設けられている冷却水用配管
が接続されており、この冷却水用配管上には冷却水を循
環させるポンプと冷却水の熱を放出する放熱器が接続さ
れている。また、筐体には、冷却用ファンがあり、ヒー
トシンクと放熱器に空気を送る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置の電
子機器を構成する集積回路素子の冷却構造に関し、特に
水などの液体冷媒を用いて集積回路素子を冷却する構造
に関する。
子機器を構成する集積回路素子の冷却構造に関し、特に
水などの液体冷媒を用いて集積回路素子を冷却する構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の冷却構造としては、図３に
示す例（Ｓ．Ｏｋａｔｙ Ｈ．Ｇ．Ｋａｍｍｅｒｅｒ
“Ａ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ−Ｃｏｏｌｅｄ Ｍｏｄｕ
ｌｅｆｏｒ Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＬＳ
Ｉ Ｄｅｖｉｃｅｓ”ＩＢＭＪ．ＲＥＳＤＥＶＥＬＯＰ
Ｖｏｌ．２６ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．１９８２による）
のように、Ｉ／Ｏピン２０３を有する配線基板２０２上
に配置された集積回路２０１に、ばね２０５によりピス
トン２０４を押し付けて熱を奪い、その熱をヘリュムガ
ス２１０を充填した空間を通じてハット２０６、介在層
２０７を経て冷却板２０８へ伝え、冷媒２０９へ放熱す
る方法をはじめとして、いくつかの発明が提案され実用
化されている。
示す例（Ｓ．Ｏｋａｔｙ Ｈ．Ｇ．Ｋａｍｍｅｒｅｒ
“Ａ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ−Ｃｏｏｌｅｄ Ｍｏｄｕ
ｌｅｆｏｒ Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＬＳ
Ｉ Ｄｅｖｉｃｅｓ”ＩＢＭＪ．ＲＥＳＤＥＶＥＬＯＰ
Ｖｏｌ．２６ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．１９８２による）
のように、Ｉ／Ｏピン２０３を有する配線基板２０２上
に配置された集積回路２０１に、ばね２０５によりピス
トン２０４を押し付けて熱を奪い、その熱をヘリュムガ
ス２１０を充填した空間を通じてハット２０６、介在層
２０７を経て冷却板２０８へ伝え、冷媒２０９へ放熱す
る方法をはじめとして、いくつかの発明が提案され実用
化されている。
【０００３】また、特開昭６０−１６０１５０号公報に
は、液体冷媒の衝突噴流を利用した冷却装置の例が、示
されている。すなわち、図４のようにプリント基板３０
２上に配置されたチップ３０１で発生した熱を伝熱板３
０３、可変形性伝熱体３０４、伝熱板３０５へと伝え、
伝熱板３０５をノズル３０６より液体冷媒を噴出させて
冷却する。なお、伝熱板３０５とクーリングヘッダ３０
８との間にベローズ３０７を接続する。
は、液体冷媒の衝突噴流を利用した冷却装置の例が、示
されている。すなわち、図４のようにプリント基板３０
２上に配置されたチップ３０１で発生した熱を伝熱板３
０３、可変形性伝熱体３０４、伝熱板３０５へと伝え、
伝熱板３０５をノズル３０６より液体冷媒を噴出させて
冷却する。なお、伝熱板３０５とクーリングヘッダ３０
８との間にベローズ３０７を接続する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術の第１の問
題点は、大掛かりな冷却モジュールをプリント配線基板
上に実装する必要があることである。その理由は、プリ
ント配線基板上に実装された、全ての集積回路を液体冷
媒により冷却するために、構造が複雑になり、冷却モジ
ュールが大きくなっているからである。
題点は、大掛かりな冷却モジュールをプリント配線基板
上に実装する必要があることである。その理由は、プリ
ント配線基板上に実装された、全ての集積回路を液体冷
媒により冷却するために、構造が複雑になり、冷却モジ
ュールが大きくなっているからである。
【０００５】従来の技術の第２の問題点は、全ての集積
回路を液体冷媒により冷却するために大量の液体冷媒が
必要となり、液体冷媒を冷却する装置も大型化している
ことである。その理由は、大型化した冷却モジュール
と、それに接続される配管内部に液体冷媒を充填し、効
率良く冷却するからである。
回路を液体冷媒により冷却するために大量の液体冷媒が
必要となり、液体冷媒を冷却する装置も大型化している
ことである。その理由は、大型化した冷却モジュール
と、それに接続される配管内部に液体冷媒を充填し、効
率良く冷却するからである。
【０００６】そこで、本発明は、従来の技術の欠点を改
良し、１枚のプリント配線基板上に実装された集積回路
の冷却に、液冷と空冷を使い分けることにより、冷却構
造の簡素化を図るものである。
良し、１枚のプリント配線基板上に実装された集積回路
の冷却に、液冷と空冷を使い分けることにより、冷却構
造の簡素化を図るものである。
【０００７】また、本発明は、液冷部を限定することに
より、構造の簡素化と液冷に必要な装置の小型化を図る
ものである。
より、構造の簡素化と液冷に必要な装置の小型化を図る
ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の集積回路の高効
率冷却構造は、１枚のプリント配線基板上に実装された
集積回路に対し、その発熱量に応じて空冷と液冷を使い
分けている。
率冷却構造は、１枚のプリント配線基板上に実装された
集積回路に対し、その発熱量に応じて空冷と液冷を使い
分けている。
【０００９】具体的には、プリント配線基板上（図１の
１）の発熱量の小さい集積回路（図１の５）にはヒート
シンク（図１の３）が半田（図１の４）で取り付けら
れ、発熱量の大きい集積回路にはコールドプレート（図
１の６）が半田で取り付けられ、コールドプレートには
冷却水用配管（図１の７）が接続されており、外部の配
管から冷却水を供給されている。
１）の発熱量の小さい集積回路（図１の５）にはヒート
シンク（図１の３）が半田（図１の４）で取り付けら
れ、発熱量の大きい集積回路にはコールドプレート（図
１の６）が半田で取り付けられ、コールドプレートには
冷却水用配管（図１の７）が接続されており、外部の配
管から冷却水を供給されている。
【００１０】更に、本発明の集積回路の高効率冷却構造
は、プリント配線基板（図２の１）を実装し、冷却水を
冷やすための放熱器（図２の１２）と、冷却水を貯めて
おくタンク（図２の１５）と、冷却水を循環させるため
のポンプ（図２の１１）と、プリント配線基板上の冷却
水用配管（図１の７）と接続するための冷却水用配管
（図２の９）と、プリント配線基板と放熱器とを冷却す
る冷却用ファン（図２の１０）を具備する筐体（図２の
１３）を有している。
は、プリント配線基板（図２の１）を実装し、冷却水を
冷やすための放熱器（図２の１２）と、冷却水を貯めて
おくタンク（図２の１５）と、冷却水を循環させるため
のポンプ（図２の１１）と、プリント配線基板上の冷却
水用配管（図１の７）と接続するための冷却水用配管
（図２の９）と、プリント配線基板と放熱器とを冷却す
る冷却用ファン（図２の１０）を具備する筐体（図２の
１３）を有している。
【００１１】
【作用】本発明においては、次の作用が営まれる。
【００１２】プリント配線基板上の発熱量の小さい集積
回路にはヒートシンクが半田付けされており、発熱量の
大きい集積回路にはコールドプレートが半田付けされて
いる。
回路にはヒートシンクが半田付けされており、発熱量の
大きい集積回路にはコールドプレートが半田付けされて
いる。
【００１３】集積回路からヒートシンク伝えられた熱
は、筐体内に実装された冷却用ファンから送られる冷気
により冷却される。
は、筐体内に実装された冷却用ファンから送られる冷気
により冷却される。
【００１４】また、コールドプレートには冷却水用配管
が接続され、更に筐体内に循環している冷却水の配管と
接続されている。
が接続され、更に筐体内に循環している冷却水の配管と
接続されている。
【００１５】集積回路からコールドプレートに伝えられ
た熱は冷却水に伝えられ、暖まった冷却水は配管内を流
れ、放熱器に至り、冷却用ファンにより冷やされ、ポン
プにより循環を繰り返す。
た熱は冷却水に伝えられ、暖まった冷却水は配管内を流
れ、放熱器に至り、冷却用ファンにより冷やされ、ポン
プにより循環を繰り返す。
【００１６】このように１枚のプリント配線基板上の集
積回路に対し、その発熱量に応じて液冷と空冷を使い分
けることにより、空冷用のファンと水冷用のファンを一
体化することができ、効率の良い空冷構造を実現でき
る。
積回路に対し、その発熱量に応じて液冷と空冷を使い分
けることにより、空冷用のファンと水冷用のファンを一
体化することができ、効率の良い空冷構造を実現でき
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に本発明の一実施の形態例につ
いて図１と図２を参照して説明する。
いて図１と図２を参照して説明する。
【００１８】コネクタ２と風漏れ防止板８を両端に有す
るプリント配線基板１上の発熱量の小さい集積回路５に
はヒートシンク３が半田４で取り付けられ、発熱量の大
きい集積回路５にはコールドプレート６が半田４で取り
付けられ、コールドプレート６には冷却水用配管７が接
続されており、筐体１３の冷却水用配管９から冷却水１
４を供給されている。
るプリント配線基板１上の発熱量の小さい集積回路５に
はヒートシンク３が半田４で取り付けられ、発熱量の大
きい集積回路５にはコールドプレート６が半田４で取り
付けられ、コールドプレート６には冷却水用配管７が接
続されており、筐体１３の冷却水用配管９から冷却水１
４を供給されている。
【００１９】更に、本実施の形態例は、プリント配線基
板１を実装し、冷却水１４を冷やすための放熱器１２
と、冷却水１４を貯めておくタンク１５と、冷却水１４
を循環させるためのポンプ１１と、それらを接続するた
めの冷却水用配管９と、プリント配線基板１と放熱器１
２とを冷却する冷却用ファン１０を具備する筐体１３を
有している。
板１を実装し、冷却水１４を冷やすための放熱器１２
と、冷却水１４を貯めておくタンク１５と、冷却水１４
を循環させるためのポンプ１１と、それらを接続するた
めの冷却水用配管９と、プリント配線基板１と放熱器１
２とを冷却する冷却用ファン１０を具備する筐体１３を
有している。
【００２０】今、冷却水は、タンク１５から冷却水用配
管９内を流れ、プリント配線基板１上の冷却水用配管７
を通過し、コールドプレート６に至る。
管９内を流れ、プリント配線基板１上の冷却水用配管７
を通過し、コールドプレート６に至る。
【００２１】ここで集積回路５で発生した熱が、半田４
を通過し、コールドプレート６の内部で冷却水に伝わ
る。
を通過し、コールドプレート６の内部で冷却水に伝わ
る。
【００２２】暖められた冷却水は、再び筐体１３内の冷
却水用配管９内を流れ、放熱器１２に至る。そこで、冷
却用ファン１０から送られる冷気により冷やされる。冷
やされた冷却水は、ポンプ１１により冷却水用配管９内
を循環する。
却水用配管９内を流れ、放熱器１２に至る。そこで、冷
却用ファン１０から送られる冷気により冷やされる。冷
やされた冷却水は、ポンプ１１により冷却水用配管９内
を循環する。
【００２３】また、冷却用ファン１０から送られる冷気
は、プリント配線基板１上のヒートシンク３上に至る。
ここで集積回路５で発生した熱が、半田４を経てヒート
シンク３伝わり、冷気へと伝わり冷却される。
は、プリント配線基板１上のヒートシンク３上に至る。
ここで集積回路５で発生した熱が、半田４を経てヒート
シンク３伝わり、冷気へと伝わり冷却される。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、１枚のプリント配線基板上に実装された集積回路に
対し、その発熱量に応じて液冷と空冷を使い分けること
で、それぞれの冷却構造を簡素化することができる。こ
れにより、装置の小型化を図ることができる。その理由
は、発熱量に応じた冷却方法（液冷と空冷）を用いるこ
とで、それぞれの冷却方法に必要となる冷却用ファンを
共通に使用できるようになるからである。
は、１枚のプリント配線基板上に実装された集積回路に
対し、その発熱量に応じて液冷と空冷を使い分けること
で、それぞれの冷却構造を簡素化することができる。こ
れにより、装置の小型化を図ることができる。その理由
は、発熱量に応じた冷却方法（液冷と空冷）を用いるこ
とで、それぞれの冷却方法に必要となる冷却用ファンを
共通に使用できるようになるからである。
【図１】本発明の一実施の形態例を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）は断面図である。
図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態例の模式的ブロック図で
ある。
ある。
【図３】従来の技術の例１の断面図である。
【図４】従来の技術の例２の断面図である。
１ プリント配線基板 ２ コネクタ ３ ヒートシンク ４ 半田 ５ 集積回路 ６ コールドプレート ７ 冷却水用配管 ８ 風漏れ防止板 ９ 冷却水用配管 １０ 冷却用ファン １１ ポンプ １２ 放熱器 １３ 筐体 １４ 冷却水 １５ タンク ２０１ 集積回路 ２０２ 配線基板 ２０３ Ｉ／Ｏピン ２０４ ピストン ２０５ ばね ２０６ ハット ２０７ 介在層 ２０８ 冷却板 ２０９ 冷媒 ３０１ チップ ３０２ プリント基板 ３０３ 伝熱板 ３０４ 可変形性伝熱体 ３０５ 伝熱板 ３０６ ノズル ３０７ ベローズ ３０８ クーリングヘッダ
Claims (3)
- 【請求項１】 プリント配線基板には、ヒートシンクを
半田付けされた集積回路と、コールドプレートを半田付
けされた集積回路が実装されており、前記コールドプレ
ーとには冷却水用配管が接続されていることを特徴とす
る集積回路の高効率冷却構造。 - 【請求項２】 冷却水の熱を逃がす放熱器と、冷却水を
貯めておくタンクと、冷却水を潤滑させるポンプと、前
記プリント配線基板上の前記冷却水用配管と接続する冷
却水用配管とを具備し、前記放熱器と前記プリント配線
基板に空気を送るための冷却用ファンを具備する筐体を
有することを特徴とする請求項１記載の集積回路の高効
率冷却構造。 - 【請求項３】 前記筐体の中央部に前記コールドプレー
トを配置し、前記筐体の周辺部に前記ヒートシンクを配
置することを特徴とする請求項２記載の集積回路の高効
率冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9432496A JPH09283958A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 集積回路の高効率冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9432496A JPH09283958A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 集積回路の高効率冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283958A true JPH09283958A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14107112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9432496A Pending JPH09283958A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 集積回路の高効率冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283958A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003243593A (ja) * | 2002-02-22 | 2003-08-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 電子装置 |
| US7477520B2 (en) | 2005-04-04 | 2009-01-13 | Elpida Memory, Inc. | Memory module |
| JP2011023587A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2011187762A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Fujitsu Ltd | 冷却装置、電子装置 |
| JP2012128710A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Nec Corp | 電子部品冷却装置 |
| CN103732032A (zh) * | 2012-10-15 | 2014-04-16 | 成都众易通科技有限公司 | 具有散热结构的智能交通一体机 |
| CN104023509A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-03 | 北京博悦能工程技术有限公司 | 服务器机柜 |
| JP2015156461A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| US9247674B2 (en) | 2012-08-03 | 2016-01-26 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic apparatus provided with heat sink |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS621300A (ja) * | 1985-02-07 | 1987-01-07 | 日本電気株式会社 | 電子回路モジユ−ルの実装構造 |
| JPH05121612A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-18 | Fujitsu Ltd | 伝導冷却構造 |
| JPH0846381A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-02-16 | Miyachi Technos Corp | 液冷式電気部品冷却装置 |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP9432496A patent/JPH09283958A/ja active Pending
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| CN104023509B (zh) * | 2014-06-27 | 2017-01-18 | 北京博悦能工程技术有限公司 | 服务器机柜 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980401 |