JPH11214598A - 大規模集積回路（ｌｓｉ）チップの冷却方法 - Google Patents
大規模集積回路（ｌｓｉ）チップの冷却方法Info
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- JPH11214598A JPH11214598A JP10048522A JP4852298A JPH11214598A JP H11214598 A JPH11214598 A JP H11214598A JP 10048522 A JP10048522 A JP 10048522A JP 4852298 A JP4852298 A JP 4852298A JP H11214598 A JPH11214598 A JP H11214598A
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- JP
- Japan
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- lsi chip
- type
- peltier element
- peltier
- cooling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ＬＳＩチップにペルチェ素子を直
接設けて冷却効率を高めることを目的とする。 【構成】 ＬＳＩチップ４において、ペルチェ素子（Ｐ
型）７、金属１、ペルチェ素子（Ｎ型）２を設けて、Ｌ
ＳＩチップ４を直接冷却する方法である。
接設けて冷却効率を高めることを目的とする。 【構成】 ＬＳＩチップ４において、ペルチェ素子（Ｐ
型）７、金属１、ペルチェ素子（Ｎ型）２を設けて、Ｌ
ＳＩチップ４を直接冷却する方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＳＩチップの冷却
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＳＩチップの冷却方法は、ＬＳ
Ｉのパッケージに放熱器を取り付けて、自然空冷する方
法や、ファンを取り付けて、強制空冷をする方法があり
ました。
Ｉのパッケージに放熱器を取り付けて、自然空冷する方
法や、ファンを取り付けて、強制空冷をする方法があり
ました。
【０００３】また、ペルチェ効果によるペルチェ素子を
もちいて電子冷却を行う方法がありました。しかし、い
づれもパッケージの外部において冷却を行う方法でし
た。
もちいて電子冷却を行う方法がありました。しかし、い
づれもパッケージの外部において冷却を行う方法でし
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩチップは、動作
することにより発熱をともなうものである。発熱によ
り、ＬＳＩチップの温度が上昇すると、ＬＳＩチップ内
の電流の伝達速度が低下する。また、場合によっては、
誤動作をともなうこともある。したがって、ＬＳＩチッ
プの熱を外部に放出しなければならない。
することにより発熱をともなうものである。発熱によ
り、ＬＳＩチップの温度が上昇すると、ＬＳＩチップ内
の電流の伝達速度が低下する。また、場合によっては、
誤動作をともなうこともある。したがって、ＬＳＩチッ
プの熱を外部に放出しなければならない。
【０００５】ＬＳＩチップから発生した熱は、パッケー
ジを伝わって外部に放出されるが、パッケージがプラス
チックやセラミックであるため熱の伝導が悪く、パッケ
ージ表面になかなか伝わらない。したがって、熱がパッ
ケージの内にこもるので、パッケージの外部で冷却を行
う方法は、冷却効率が低かった。
ジを伝わって外部に放出されるが、パッケージがプラス
チックやセラミックであるため熱の伝導が悪く、パッケ
ージ表面になかなか伝わらない。したがって、熱がパッ
ケージの内にこもるので、パッケージの外部で冷却を行
う方法は、冷却効率が低かった。
【０００６】また、電子冷却の場合は、冷却時に結露す
ることがあるため結露をしないように温度制御をするた
めの制御回路を設けなければならなかった。
ることがあるため結露をしないように温度制御をするた
めの制御回路を設けなければならなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、ペルチェ効果による電子冷却素子をＬＳＩチップ
に直接設けて、パッケージの内部を冷却する。
めに、ペルチェ効果による電子冷却素子をＬＳＩチップ
に直接設けて、パッケージの内部を冷却する。
【０００８】ペルチェ効果によって起こる熱の吸収をう
まく利用するには、ペルチェ係数の大きいほうが有利で
ある。ペルチェ係数は、半導体のほうが金属よりも一般
に大きいから、半導体を使用したほうが有利である。半
導体素子を使用する場合は、ソース電極３にペルチェ素
子（Ｎ型）２を、そして、ドレイン電極６にペルチェ素
子（Ｐ型）７の半導体を形成して、図１のように金属１
でつなぐ。
まく利用するには、ペルチェ係数の大きいほうが有利で
ある。ペルチェ係数は、半導体のほうが金属よりも一般
に大きいから、半導体を使用したほうが有利である。半
導体素子を使用する場合は、ソース電極３にペルチェ素
子（Ｎ型）２を、そして、ドレイン電極６にペルチェ素
子（Ｐ型）７の半導体を形成して、図１のように金属１
でつなぐ。
【０００９】ペルチェ素子の半導体材料としては、例え
ば、テルル化ビスマス（Ｂｉ２Ｔｅ３）等を用いる。こ
れは、一般にＰ型であるが、Ｂｉ：Ｔｅの成分比を変え
てＢｉを過剰に含むようにするとＮ型になる。
ば、テルル化ビスマス（Ｂｉ２Ｔｅ３）等を用いる。こ
れは、一般にＰ型であるが、Ｂｉ：Ｔｅの成分比を変え
てＢｉを過剰に含むようにするとＮ型になる。
【００１０】
【作用】図１において、ＬＳＩチップ４に電圧を与える
と、ドレイン電極６からペルチェ素子（Ｐ型）７、金属
１、ペルチェ素子（Ｎ型）２、そしてソース電極３と電
流が流れる。すると、ペルチェ素子（Ｎ型とＰ型）のＬ
ＳＩチップ側で、熱の吸収が生じ、金属側で、熱の放出
が生じる。よって、ＬＳＩチップ４で発生した熱を吸収
し、外部に放出することとなる。これは、パッケージの
外で冷却する方法のいずれに比べても、ＬＳＩチップ４
の温度上昇を低く抑えることができる。
と、ドレイン電極６からペルチェ素子（Ｐ型）７、金属
１、ペルチェ素子（Ｎ型）２、そしてソース電極３と電
流が流れる。すると、ペルチェ素子（Ｎ型とＰ型）のＬ
ＳＩチップ側で、熱の吸収が生じ、金属側で、熱の放出
が生じる。よって、ＬＳＩチップ４で発生した熱を吸収
し、外部に放出することとなる。これは、パッケージの
外で冷却する方法のいずれに比べても、ＬＳＩチップ４
の温度上昇を低く抑えることができる。
【００１１】
【実施例】図２と図３および図４は、この発明の実施例
である。
である。
【００１２】図２は、絶縁体８によってＬＳＩチップ４
の表面からペルチェ素子の層９を分離し、電源もＬＳＩ
チップとペルチェ素子とで別にした実施図である。ペル
チェ素子のＮ型とＰ型の配置は、ＬＳＩチップの電極の
配置と別に設計することができるので、ペルチェ素子の
数を多くしたり少なくしたりすることができるため、設
計の自由度が増加する。
の表面からペルチェ素子の層９を分離し、電源もＬＳＩ
チップとペルチェ素子とで別にした実施図である。ペル
チェ素子のＮ型とＰ型の配置は、ＬＳＩチップの電極の
配置と別に設計することができるので、ペルチェ素子の
数を多くしたり少なくしたりすることができるため、設
計の自由度が増加する。
【００１３】図３は、ペルチェ素子の層を積み重ねて、
より冷却効率を増加させるための実施図である。下のペ
ルチェ素子の層１０と上のペルチェ素子の層９とは、絶
縁体８によって分離する。下のペルチェ素子の層１０の
放熱を上のペルチェ素子の層９で吸熱する。その熱を上
部に放熱することにより、下のペルチェ素子の層１０の
吸熱効率が高まる。このように、ペルチェ素子の層と層
を絶縁体で分離し、上に何段もペルチェ素子の層を積み
重ねることにより、冷却効率をより高めることができ
る。
より冷却効率を増加させるための実施図である。下のペ
ルチェ素子の層１０と上のペルチェ素子の層９とは、絶
縁体８によって分離する。下のペルチェ素子の層１０の
放熱を上のペルチェ素子の層９で吸熱する。その熱を上
部に放熱することにより、下のペルチェ素子の層１０の
吸熱効率が高まる。このように、ペルチェ素子の層と層
を絶縁体で分離し、上に何段もペルチェ素子の層を積み
重ねることにより、冷却効率をより高めることができ
る。
【００１４】図４は、バイポーラ・トランジスタ型のＬ
ＳＩチップの冷却を行うための実施図である。コレクタ
電極１４に、ペルチェ素子（Ｐ型）７、エミッタ電極１
１に、ペルチェ素子（Ｎ型）２を設けて図４のように金
属１でつなぐ。ＬＳＩチップ１２に電圧を与えると、電
流は、コレクタ電極１４からペルチェ素子（Ｐ型）７、
金属１、ペルチェ素子（Ｎ型）２、エミッタ電極１１と
流れる。すると、ペルチェ素子（Ｎ型とＰ型）のＬＳＩ
チップ側で熱の吸収が生じ、金属側で熱の放出が生じ
る。
ＳＩチップの冷却を行うための実施図である。コレクタ
電極１４に、ペルチェ素子（Ｐ型）７、エミッタ電極１
１に、ペルチェ素子（Ｎ型）２を設けて図４のように金
属１でつなぐ。ＬＳＩチップ１２に電圧を与えると、電
流は、コレクタ電極１４からペルチェ素子（Ｐ型）７、
金属１、ペルチェ素子（Ｎ型）２、エミッタ電極１１と
流れる。すると、ペルチェ素子（Ｎ型とＰ型）のＬＳＩ
チップ側で熱の吸収が生じ、金属側で熱の放出が生じ
る。
【００１５】
【発明の効果】ＬＳＩをパッケージの外部で冷却するこ
とに比べて、パッケージの内部で、しかも、ＬＳＩチッ
プを直接冷却することにより、冷却効率が高まった。
とに比べて、パッケージの内部で、しかも、ＬＳＩチッ
プを直接冷却することにより、冷却効率が高まった。
【００１６】また、ＬＳＩパッケージは、熱の放出のた
め温度が低くなることがないため結露が発生しない。し
たがって、温度制御をするなめの制御回路を設ける必要
がなくなった。
め温度が低くなることがないため結露が発生しない。し
たがって、温度制御をするなめの制御回路を設ける必要
がなくなった。
【図１】本発明の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の断面図である。
【図４】本発明の第３実施例の断面図である。
１・・・金属 ２・・・ペルチェ素子（Ｎ型） ３・・・ソース電極 ４・・・ＬＳＩチップ ５・・・ゲート電極 ６・・・ドレイン電極 ７・・・ペルチェ素子（Ｐ型） ８・・・絶縁体 ９・・・ペルチェ素子の層 １０・・・ペルチェ素子の層 １１・・・エミッタ電極 １２・・・ＬＳＩチップ １３・・・ベース電極 １４・・・コレクタ電極
Claims (1)
- 【請求項１】ＬＳＩチップ４において、ペルチェ素子
（Ｐ型）７、金属１、ペルチェ素子（Ｎ型）２を設け
て、ＬＳＩチップ４を直接冷却する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10048522A JPH11214598A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 大規模集積回路（ｌｓｉ）チップの冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10048522A JPH11214598A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 大規模集積回路（ｌｓｉ）チップの冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214598A true JPH11214598A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=12805702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10048522A Pending JPH11214598A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 大規模集積回路（ｌｓｉ）チップの冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11214598A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030026835A (ko) * | 2001-09-27 | 2003-04-03 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 |
| JP2007507909A (ja) * | 2003-10-08 | 2007-03-29 | インテル コーポレイション | ダイを冷却するための熱電素子を有するマイクロエレクトロニクスアセンブリ及びその製造方法 |
| JP2007234913A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Nec Computertechno Ltd | 電子回路構造、該構造を備える電子機器、熱起電力発生方法、補助電力発生方法、及び半導体ベアチップ |
| JP2008526035A (ja) * | 2004-12-27 | 2008-07-17 | インテル・コーポレーション | 内蔵熱電冷却機を備えるマイクロエレクトロニクス・アセンブリおよびその製造方法 |
| JP2008235834A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Toyota Motor Corp | 半導体装置および電動車両 |
| CN101930954A (zh) * | 2010-08-23 | 2010-12-29 | 北京大学 | 一种soi场效应晶体管的散热结构 |
| JP2015076607A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-20 | 隆達電子股▲ふん▼有限公司 | 半導体チップ構造 |
| CN107851705A (zh) * | 2015-07-23 | 2018-03-27 | 马自达汽车株式会社 | 吸热元件及包括该吸热元件的半导体装置以及吸热元件的制造方法 |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP10048522A patent/JPH11214598A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030026835A (ko) * | 2001-09-27 | 2003-04-03 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 |
| JP2007507909A (ja) * | 2003-10-08 | 2007-03-29 | インテル コーポレイション | ダイを冷却するための熱電素子を有するマイクロエレクトロニクスアセンブリ及びその製造方法 |
| JP4922947B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2012-04-25 | インテル・コーポレーション | 内蔵熱電冷却機を備えるマイクロエレクトロニクス・アセンブリおよびその製造方法 |
| JP2008526035A (ja) * | 2004-12-27 | 2008-07-17 | インテル・コーポレーション | 内蔵熱電冷却機を備えるマイクロエレクトロニクス・アセンブリおよびその製造方法 |
| US8686277B2 (en) | 2004-12-27 | 2014-04-01 | Intel Corporation | Microelectronic assembly including built-in thermoelectric cooler and method of fabricating same |
| JP2007234913A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Nec Computertechno Ltd | 電子回路構造、該構造を備える電子機器、熱起電力発生方法、補助電力発生方法、及び半導体ベアチップ |
| US8803275B2 (en) | 2007-03-23 | 2014-08-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device including power semiconductor element, branch line, and thermoelectric conversion element, and electrically powered vehicle |
| WO2008123083A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 半導体装置および電動車両 |
| JP2008235834A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Toyota Motor Corp | 半導体装置および電動車両 |
| CN101930954A (zh) * | 2010-08-23 | 2010-12-29 | 北京大学 | 一种soi场效应晶体管的散热结构 |
| JP2015076607A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-20 | 隆達電子股▲ふん▼有限公司 | 半導体チップ構造 |
| US9202771B2 (en) | 2013-10-04 | 2015-12-01 | Lextar Electronics Corporation | Semiconductor chip structure |
| CN107851705A (zh) * | 2015-07-23 | 2018-03-27 | 马自达汽车株式会社 | 吸热元件及包括该吸热元件的半导体装置以及吸热元件的制造方法 |
| CN107851705B (zh) * | 2015-07-23 | 2020-06-16 | 马自达汽车株式会社 | 吸热元件的制造方法 |
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