JPH11121666A - マルチチップモジュールの冷却装置 - Google Patents

マルチチップモジュールの冷却装置

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JPH11121666A
JPH11121666A JP9287256A JP28725697A JPH11121666A JP H11121666 A JPH11121666 A JP H11121666A JP 9287256 A JP9287256 A JP 9287256A JP 28725697 A JP28725697 A JP 28725697A JP H11121666 A JPH11121666 A JP H11121666A
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JP
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radiator
cooling device
substrate
heat
chip module
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JP9287256A
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Minoru Hirano
実 平野
Masumi Suzuki
真純 鈴木
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の機能を奏するようにモジュール化され
て成る所謂マルチチップモジュール上の電子部品を一括
冷却することが可能で、必要に応じて容易・迅速に着脱
自在に取付けることが可能な冷却装置を実現する。 【解決手段】 発熱部品を含む複数個の電子部品Ｐが基
板Ｂに実装され、所定の機能を有するマルチチップモジ
ュールＭＣＭを冷却するための冷却装置であって、前記
複数個の電子部品Ｐの上部に対して所定クリアランスを
有して覆うことのできる放熱体１等と、前記クリアラン
スに介装され、前記電子部品上面と放熱体とを熱接続す
るシリコーン製シート材Ｓと、放熱体とマルチチップモ
ジュールＭＣＭの基板Ｂとを着脱自在に固定接続するた
めのネジＮ、とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱部品を含む複
数個の電子部品が基板に実装され、所定の機能を有する
マルチチップモジュールを冷却するための冷却装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、１の電子部品単体を冷却するた
めに、それ専用の小型のヒートシンク等を該電子部品の
上面に固定した冷却構造が多用されている。その幾つか
の実例を以下に簡単に記載する。特開平3-94455 号公報
は、基板に実装された半導体チップ単体を冷却するため
に、それ専用の放熱板を半導体チップ上面に面接触する
ようにして、放熱板の舌状部を基板にボルト止めして成
る放熱構造を開示する。
【０００３】特開平8-139475号公報は、基板に実装され
た電子部品単体を冷却するために、それ専用のヒートシ
ンクを電子部品上面に面接触するようにして、２つのＣ
形金具でヒートシンクを基板に押し付けて成る放熱構造
を開示する。特開平5-243439号公報は、基板に実装され
た電子部品単体を冷却するために、それ専用のヒートシ
ンクを電子部品上面に面接触するようにして、放熱板と
基板とを４つのボルトで固定する放熱構造を開示する。
【０００４】特開平6-112676号公報は、基板に実装され
た半導体素子単体を冷却するために、それ専用のヒート
シンクを半導体素子上面に面接触するようにして、ヒー
トシンクと基板とを２本又は４本のネジで固定する放熱
構造を開示する。特開平6-260573号公報は、基板に実装
された半導体パッケージ単体を冷却するために、それ専
用のヒートシンクを半導体パッケージ上面に面接触する
ようにして、半導体パッケージ又は基板に対してヒート
シンクを４本のネジで固定する放熱構造を開示する。
【０００５】特開平7-161886号公報は、基板に実装され
た半導体パッケージ単体を冷却するために、それ専用の
ヒートシンクを半導体パッケージ上面に面接触するよう
にして、半導体パッケージ又は基板に対してヒートシン
クを４本のネジで固定する放熱構造を開示する。特開平
8-264689号公報は、基板に実装された半導体素子単体を
冷却するために、それ専用のヒートシンクを半導体素子
上面に面接触するようにして、取付け枠でヒートシンク
を基板に押し付けて成る放熱構造を開示する。
【０００６】特開平3-229445号公報は、基板に実装され
た電子部品単体を冷却するために、電子部品上面に支持
板を接着剤で固定し、それ専用のヒートシンクを支持板
に対して、放熱シートを間に挟んで、ネジで固定する放
熱構造を開示する。特開平2-83958 号公報は、基板に実
装されたチップ内蔵のモジュール単体を冷却するため
に、それ専用のファンをモジュール上側に配置した冷却
構造を開示すると共に、基板に実装された複数のチップ
を冷却するために、それらチップの上側にファンを配置
した冷却構造を開示する。
【０００７】特開平7-30026 号公報は、ピングリッドア
レイ単体を冷却するために、フィン付きヒートシンクを
ピングリッドアレイ上面に接着剤で固定した冷却構造を
開示する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の冷却構造の
場合、電子部品を個別に冷却することはできても、所定
機能を有するように電子部品が複数実装されて成るモジ
ュールの該電子部品を一括して冷却することはできなか
った。そこで、本発明においては、所定の機能を奏する
ようにモジュール化されて成る所謂マルチチップモジュ
ール上の電子部品を一括冷却することが可能で、必要に
応じて容易・迅速に着脱自在に取付けることが可能な冷
却装置を提供することをその課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、発熱部品を含む複数個の電子部品が基板に
実装され、所定の機能を有するマルチチップモジュール
を冷却するための冷却装置であって、前記複数個の電子
部品の上部に対して所定クリアランスを有して覆うこと
のできる放熱体と、前記クリアランスに介装され、前記
電子部品上面と放熱体とを熱接続する熱伝導性部材と、
放熱体とマルチチップモジュールの基板とを着脱自在に
固定接続するための締結体、とを含むことを構成上の特
徴とする。斯かる構成により、マルチチップモジュール
と放熱体とを着脱自在に固定でき、非常に実用的なもの
になる。また、マルチチップモジュールの高発熱部品か
らの熱が放熱体に効果的に熱伝導でき、マルチチップモ
ジュールを効果的に冷却でき、その結果マルチチップモ
ジュールの信頼性が向上する。
【００１０】好ましくは、前記締結体は、少なくとも１
つのネジを含み、前記少なくとも１つのネジは、基板に
立設した対応スタッドに螺着される。好ましくは、前記
締結体は、放熱体を被うようにして放熱体を基板に着脱
自在に固定するために、基板に引っ掛かり得るフック部
を具えた弾性枠を含む。好ましくは、前記締結体は、放
熱体と基板とを挟む少なくとも１つのＣ形状のクリップ
を含む。好ましくは、マルチチップモジュールの基板
は、フレキシブル基板である。好ましくは、放熱体に
は、複数個のフィンが形成される。好ましくは、放熱体
の上面には、遠心ファンが取付けられる。好ましくは、
熱伝導性部材は、コンパウンドから成る。好ましくは、
熱伝導性部材は、可撓性シート材から成る。
【００１１】別の本発明は、発熱部品を含む複数個の電
子部品が基板に実装され、所定の機能を有するマルチチ
ップモジュールを冷却するための冷却装置であって、前
記複数個の電子部品の上部に対して所定クリアランスを
有して覆うことのできる放熱体と、放熱体とマルチチッ
プモジュールの基板とを着脱自在に固定接続するための
締結体と、放熱体の上面に取付けられる軸流ファン、と
を含み、放熱体には、軸流ファンからの吐出空気を放熱
体内部に取り入れるための吸入口と、外部に排出するた
めの排出口とが設けられることを構成上の特徴とする。
斯かる構成により、マルチチップモジュールと放熱体と
を着脱自在に固定でき、非常に実用的なものになる。ま
た、マルチチップモジュールの高発熱部品からの熱が、
軸流ファンからの空気によって外部に効果的に排出さ
れ、マルチチップモジュールを効果的に冷却でき、その
結果マルチチップモジュールの信頼性が向上する。
【００１２】好ましくは、放熱体の吸入口は、基板上の
高発熱領域に対応する放熱体箇所に集中配置される。好
ましくは、放熱体の少なくとも１つの吸入口には、基板
上の高発熱領域に空気を強く吹き出すためのノズルが装
着される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の複数の実施態様を
図面を参照して説明する。尚、各実施態様に共通する
（ないし共通し得る）部品・部分については、同一の参
照符号を付し、重複する説明を適宜省略する。本発明に
係るマルチチップモジュール（以下、ＭＣＭ）の冷却装
置の第１の実施態様を示す図１及び２を参照する。図示
ＭＣＭは、ＬＳＩ等の発熱部品を含む複数個の電子部品
Ｐが実装された小型の、例えば矩形の基板Ｂから成り、
所定の機能を有するように設計されたモジュールであ
る。このようなＭＣＭは、通常、図示しない電子機器の
中に搭載された大型のメイン基板の上に実装される。
【００１４】ＭＣＭは、発熱部品を多く含むために、Ｍ
ＣＭ基板Ｂの上面を全体的に覆うように放熱体１が取付
けられる。放熱体１は、熱伝導率の良い金属、例えばア
ルミニウムで一体形成されて成る。ＭＣＭの基板上面に
対向する放熱体１の一面（以下、内面と呼ぶ）は、基板
上の様々の高さの電子部品Ｐに対応して所定のクリアラ
ンス（隙間）を有するように階段状に形成されている。
このクリアランスの寸法は、全体的に略均一であるよう
に構成することができ、あるいは、場所によって異なる
ように構成することもできる。
【００１５】各電子部品Ｐの上面と放熱体１の内面との
間のクリアランスには、各電子部品Ｐの熱が放熱体１
（内面）に伝わり易いようにするために、熱伝導性の優
れた部材、例えば、可撓性を有する所定厚さのシリコー
ンゴム製のシート材Ｓが介在される。尚、該シート材に
代えて、コンパウンド、例えば、いわゆるサーマルグリ
ス（図示せず）を用いることもできる。
【００１６】ＭＣＭの保全等のために、放熱体１は、締
結体を用いてＭＣＭ基板Ｂに着脱自在に固定される。図
１及び２に示す実施例では、この締結体は、ＭＣＭ基板
Ｂの下面（裏面）の四隅において、ＭＣＭ基板Ｂを挟ん
で放熱体１（の４つの雌ネジ部）に螺着・締結される４
つ（図では２つのみ見得る）のネジＮで構成される。
尚、それ以上若しくは以下の数量のネジで締結体を構成
することができる。
【００１７】以上の構成を有する第１実施態様において
は、ＭＣＭ基板上の電子部品Ｐから熱が効率的に放熱体
１に伝達され、そして放熱体１から外部に放熱・発散さ
れる、すなわち、ＭＣＭ基板Ｂ上の電子部品Ｐを効果的
に一括冷却できる。また、上記ネジＮの緩め作業及び締
め付け作業によって、放熱体１の脱着を非常に簡単に行
うことができる。従って、従来の接着剤固定タイプの放
熱体（図示せず）の場合と比較して、放熱体の締結固定
後においても、ＭＣＭ基板上の不具合の生じた電子部品
等の修理や交換を極めて容易に行うことができ、非常に
実用的・経済的である。
【００１８】更に、冷却されるべき電子部品Ｐの熱膨張
率と放熱体１の熱膨張率とが異なっていても、クリアラ
ンスに介装される可撓性シート材（熱伝導性部材）Ｓが
クッション材として機能し、これにより、電子部品を阻
害するような応力の発生を回避できる。ところで、第２
の実施態様を描いた図３に示すように、ＭＣＭ基板の四
隅に、雌ネジ穴付きのスタッドＳt を立設し、ＭＣＭ基
板Ｂの各スタッドＳt （雌ネジ穴）にネジＮを捩込むこ
とによって、放熱体３１をＭＣＭ基板Ｂに固定するよう
に構成できる。
【００１９】第３の実施態様を描いた図４に示すよう
に、ネジを用いず、その代わりに、放熱体４１を被うよ
うにして放熱体４１をＭＣＭ基板Ｂに着脱自在に固定す
るために、ＭＣＭ基板Ｂに引っ掛かり得るフック部を両
側に具えた弾性枠４３（締結体の一例）を用いることが
できる。弾性枠４３は、バネ性を有した材料、例えば、
ステンレスで形成される。
【００２０】第４の実施態様を描いた図５に示すよう
に、放熱体５１とＭＣＭ基板Ｂとを外周の要所で固定す
るために、複数個のＣ形状のクリップ５３を用いること
ができる。クリップ５３は、バネ性を有した材料、例え
ば、ステンレスで形成される。第５の実施態様を描いた
図６に示すように、ＭＣＭの基板Ｂが可撓性を有する、
いわゆるフレキシブル基板で構成される場合もある。こ
の場合、取付け時に基板Ｂを所望の形状に変形できるの
で、特に放熱体６１の内面を階段状にする必要がなくな
り、平坦な内面とすることができる。
【００２１】第６の実施態様を描いた図７に示すよう
に、放熱体７１を、ヒートシンクのような多数のフィン
７１ａを上部に具えた凹凸構造とすることができる。こ
の場合、放熱体７１からの放熱効率を非常に高めること
ができる。第７の実施態様を描いた図８に示すように、
放熱体８１の上面に遠心ファン８５を設けることができ
る。この場合、放熱体８１表面からの放熱効率を相当高
めることができる。
【００２２】次に説明する幾つかの実施態様は、放熱体
上部に軸流ファンを設け、該軸流ファンからの空気を放
熱体内部に通す構成から成る。すなわち、第８の実施態
様を描いた図９に示すように、ＭＣＭ基板Ｂを覆うよう
に着脱自在に固定される放熱体９１の上部には、貫通孔
（吸入口９１ａ）が複数穿設され、放熱体上面には、軸
流ファン９５が固定される。また、放熱体９１の４つの
側部には、必要な数量の貫通孔（排出口９１ｂ）が穿設
される。
【００２３】斯かる構成により、軸流ファン９５からの
空気が、放熱体９１の吸入口９１ａを通って、放熱体内
面とＭＣＭ基板上面との間のスペース内に入り、放熱体
９１の排出口９１ｂから排出される。この際、該空気が
ＭＣＭ基板Ｂ上の発熱部品Ｐから熱を効果的に奪うの
で、ＭＣＭの温度上昇を効果的に抑えることが可能とな
る。また、ＭＣＭ基板Ｂからも熱が奪われるので、ＭＣ
Ｍ全体の冷却という面で好ましい。
【００２４】尚、放熱体９１の内部スペースに入り込む
空気がＭＣＭ基板Ｂ上の高発熱部品Ｐに効果的に当たる
ように、放熱体９１の吸入口９１ａを適当な放熱体部分
に集中的に設けることが好ましい。また、第９の実施態
様を描いた図１０に示すように、ＭＣＭ基板Ｂ上の或る
発熱部品Ｐ（図では右側）の上面と放熱体内面との間の
クリアランスに、例えば、上記第１実施態様の説明で言
及したような、シリコーンゴム製のシート材Ｓを介在さ
せることができる。この場合、放熱体１０１側部の排出
口を減らして、指向性のある空気の流れを形成できる。
【００２５】あるいは、第１０の実施態様を描いた図１
１に示すように、放熱体の少なくとも１つ（図では４
つ）の吸入口１１１ａに、ＭＣＭ基板Ｂ上の高発熱部品
Ｐ（図では左側）に空気を強く吹き出すためのノズルＮ
z を装着することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
熱する電子部品が複数実装されてモジュール化されて成
るＭＣＭの基板上の該発熱部品を一括して効果的に冷却
することができ、非常に簡単に取り外し及び取付けので
きる冷却装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマルチチップモジュールの冷却装
置の第１の実施態様の側面断面図である。
【図２】図１の冷却装置の分解側面図である。
【図３】第２の実施態様の分解側面図である。
【図４】第３の実施態様の分解側面図である。
【図５】第４の実施態様の分解側面図である。
【図６】第５の実施態様の分解側面図である。
【図７】第６の実施態様の分解側面図である。
【図８】第７の実施態様の側面断面図である。
【図９】第８の実施態様の分解側面断面図である。
【図１０】第９の実施態様の側面断面図である。
【図１１】第１０の実施態様の分解側面断面図である。
【符号の説明】
１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０
１、１１１…放熱体 ４３…弾性枠 ５３…クリップ ８５…遠心ファン ９５…軸流ファン Ｂ…基板 ＭＣＭ…マルチチップモジュール Ｎ…ネジ Ｐ…電子部品 Ｓ…シート材 Ｓt …スタッド

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発熱部品を含む複数個の電子部品が基板
    に実装され、所定の機能を有するマルチチップモジュー
    ルを冷却するための冷却装置であって、 前記複数個の電子部品の上部に対して所定クリアランス
    を有して覆うことのできる放熱体と、 前記クリアランスに介装され、前記電子部品上面と放熱
    体とを熱接続する熱伝導性部材と、 放熱体とマルチチップモジュールの基板とを着脱自在に
    固定接続するための締結体、とを含むことを特徴とする
    マルチチップモジュールの冷却装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の冷却装置において、前記
    締結体は、少なくとも１つのネジを含むことを特徴とす
    る冷却装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の冷却装置において、前記
    少なくとも１つのネジは、基板に立設した対応スタッド
    に螺着されることを特徴とする冷却装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の冷却装置において、前記
    締結体は、放熱体を被うようにして放熱体を基板に着脱
    自在に固定するために、基板に引っ掛かり得るフック部
    を具えた弾性枠を含むことを特徴とする冷却装置。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の冷却装置において、前記
    締結体は、放熱体と基板とを挟む少なくとも１つのＣ形
    状のクリップを含むことを特徴とする冷却装置。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の冷却装置において、マル
    チチップモジュールの基板は、フレキシブル基板である
    こと特徴とする冷却装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の冷却装置において、放熱
    体には、複数個のフィンが形成されることを特徴とする
    冷却装置。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の冷却装置において、放熱
    体の上面には、遠心ファンが取付けられることを特徴と
    する冷却装置。
  9. 【請求項９】 請求項１記載の冷却装置において、熱伝
    導性部材は、コンパウンドから成ることを特徴とする冷
    却装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の冷却装置において、熱
    伝導性部材は、可撓性シート材から成ることを特徴とす
    る冷却装置。
  11. 【請求項１１】 発熱部品を含む複数個の電子部品が基
    板に実装され、所定の機能を有するマルチチップモジュ
    ールを冷却するための冷却装置であって、 前記複数個の電子部品の上部に対して所定クリアランス
    を有して覆うことのできる放熱体と、 放熱体とマルチチップモジュールの基板とを着脱自在に
    固定接続するための締結体と、 放熱体の上面に取付けられる軸流ファン、とを含み、 放熱体には、軸流ファンからの吐出空気を放熱体内部に
    取り入れるための吸入口と、外部に排出するための排出
    口とが設けられることを特徴とするマルチチップモジュ
    ールの冷却装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の冷却装置において、
    放熱体の吸入口は、基板上の高発熱領域に対応する放熱
    体箇所に集中配置されることを特徴とする冷却装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１記載の冷却装置において、
    放熱体の少なくとも１つの吸入口には、基板上の高発熱
    領域に空気を強く吹き出すためのノズルが装着されるこ
    とを特徴とする冷却装置。
JP9287256A 1997-10-20 1997-10-20 マルチチップモジュールの冷却装置 Pending JPH11121666A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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