JPS58218148A - 電子部品冷却装置 - Google Patents
電子部品冷却装置Info
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- JPS58218148A JPS58218148A JP10105382A JP10105382A JPS58218148A JP S58218148 A JPS58218148 A JP S58218148A JP 10105382 A JP10105382 A JP 10105382A JP 10105382 A JP10105382 A JP 10105382A JP S58218148 A JPS58218148 A JP S58218148A
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- semiconductor integrated
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- 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
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- 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
- H01L2224/16221—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 the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—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 the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野の説明）
本発明は、半導体集積回路のような電子部品の冷却装置
に関する。
に関する。
（従来技術の説明）
コンピュータ等の電子装置においては、その高速化のた
め、そこに使われる電子部品である半導体集積回路の実
装密度が高まシ、かつ電子部品である半導体集積回路の
１つあたりの発熱量も増大する傾向にある。このため、
電子装置の単位体積あたりの発熱量も増大し、装置の冷
却ＩＩＣは空冷では不十分で液冷による。必要が生ずる
。
め、そこに使われる電子部品である半導体集積回路の実
装密度が高まシ、かつ電子部品である半導体集積回路の
１つあたりの発熱量も増大する傾向にある。このため、
電子装置の単位体積あたりの発熱量も増大し、装置の冷
却ＩＩＣは空冷では不十分で液冷による。必要が生ずる
。
従来のこの種の電子装置における電子部品である半導体
集積回路の液冷装置の一例にＩＢＭ社の３０８１プロセ
ツサに用いられているものが知られている（ ＦＡＣＣ
ＥＳＳＪ誌、１９８１年３月号、「モジュールの変遷」
参照）。第１図に、この従来の液冷装置の断面図を示す
。図において、１１はセラミック基板、１２ハ半導体集
積回路、１３は熱伝導性の良い材料のピストン部材、１
４はスプリング部材、１５は金属蓋体、１６は放熱体、
１７Ｆｉ冷却用流体の配管、１８ｉｊ：１４んだボール
、１９は基板１１と金属蓋体１５間の空間に封入された
ヘリウムガスである。複数の半導体集積回路１２ははん
だボール１８を介してセラミック基板１１上に搭載され
ている。半導体集積回路１２には、ビストチ部材１３が
接している。ピストン部材１３と金属蓋体１５との間に
はスプリング部材１４が介挿されており、これによって
高さの異なる半導体集積回路１２に対してピストン部・
材１３と半導体集積回路１２との間のヂ触圧が等しくな
るようにしている。ビストチ部材１３の半導体集積回路
１２と接す不側の面は平面でなく曲面とされている。ヘ
リレムガス１９ハ半導体集積回路１２とピストン部材１
３間との熱抵抗を下１１ ける働きをもしている。
集積回路の液冷装置の一例にＩＢＭ社の３０８１プロセ
ツサに用いられているものが知られている（ ＦＡＣＣ
ＥＳＳＪ誌、１９８１年３月号、「モジュールの変遷」
参照）。第１図に、この従来の液冷装置の断面図を示す
。図において、１１はセラミック基板、１２ハ半導体集
積回路、１３は熱伝導性の良い材料のピストン部材、１
４はスプリング部材、１５は金属蓋体、１６は放熱体、
１７Ｆｉ冷却用流体の配管、１８ｉｊ：１４んだボール
、１９は基板１１と金属蓋体１５間の空間に封入された
ヘリウムガスである。複数の半導体集積回路１２ははん
だボール１８を介してセラミック基板１１上に搭載され
ている。半導体集積回路１２には、ビストチ部材１３が
接している。ピストン部材１３と金属蓋体１５との間に
はスプリング部材１４が介挿されており、これによって
高さの異なる半導体集積回路１２に対してピストン部・
材１３と半導体集積回路１２との間のヂ触圧が等しくな
るようにしている。ビストチ部材１３の半導体集積回路
１２と接す不側の面は平面でなく曲面とされている。ヘ
リレムガス１９ハ半導体集積回路１２とピストン部材１
３間との熱抵抗を下１１ ける働きをもしている。
上記の冷却装置におりて、半導体集積回路で発生した熱
は、ピストン部材工３、金属蓋体１５．１・ 放熱体１６と伝えられＪ配管１７を通る流体により外部
へ放散される。
は、ピストン部材工３、金属蓋体１５．１・ 放熱体１６と伝えられＪ配管１７を通る流体により外部
へ放散される。
上記従来の冷却装置においては、ピストン部材が半導体
集積回路と固着しておらず、単に接触しているという構
造であり、そのためピストン部材と半導体集積回路との
間の熱抵抗が大きいという欠点がある。
集積回路と固着しておらず、単に接触しているという構
造であり、そのためピストン部材と半導体集積回路との
間の熱抵抗が大きいという欠点がある。
また□、ピストン部材の上部と金属蓋体との間にはスプ
リング部材が介挿されておシ、ピストン部材と金属蓋体
との間の熱抵抗も大きくなるという欠点がある。その結
果、半導体集積回路と放熱体との間の熱抵抗が大きくな
り十分な冷却が得られなくなる。
リング部材が介挿されておシ、ピストン部材と金属蓋体
との間の熱抵抗も大きくなるという欠点がある。その結
果、半導体集積回路と放熱体との間の熱抵抗が大きくな
り十分な冷却が得られなくなる。
（発明の詳細な説明）
′ そこで、本発明の目的は、半導体集積回路のよう
な発熱電子部品と放熱体との間の熱抵抗を十分に小さく
して冷却性能を向上させた電子部品冷却装置を提供する
ことにある。
な発熱電子部品と放熱体との間の熱抵抗を十分に小さく
して冷却性能を向上させた電子部品冷却装置を提供する
ことにある。
（発明の詳細な説明：）
上記目的を連呼１：するために、本発明による電子部品
冷却装置Ｊ、基板と、前記基板上に搭載された複数の発
熱電子部品と、前記発熱電子部■ 品の各々に個別に固着された熱伝導柱体と、前記熱伝導
柱体の各々と伝熱的に接続するカバ一部材と、前記カバ
一部材に伝熱的に接続しその内部に冷却用配管を有する
放熱体とを備えるように構成したものである。
冷却装置Ｊ、基板と、前記基板上に搭載された複数の発
熱電子部品と、前記発熱電子部■ 品の各々に個別に固着された熱伝導柱体と、前記熱伝導
柱体の各々と伝熱的に接続するカバ一部材と、前記カバ
一部材に伝熱的に接続しその内部に冷却用配管を有する
放熱体とを備えるように構成したものである。
（実施例の説明）
以下、図面を参−照して本発明による電子部品冷却装置
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
第２図は、本発明の電子部品冷却装置の一実施例の部分
断面図を示す。図において、２１ハ多層回路基板のよう
な電子部分搭載用の基板、２２は半導体集積回路のよう
な発熱電子部品、２３Ｊ／ｉ銅などを主体とした高い熱
伝導率材料の熱伝導柱体、２４は低融点はんだ、２５は
熱伝導率のよいカバ一部材、２６は放熱体、２７ハ放熱
体内の冷却用流体の流れる配管、２８ハ半導体集積回路
のリード、２９は絶縁性接着剤である。
断面図を示す。図において、２１ハ多層回路基板のよう
な電子部分搭載用の基板、２２は半導体集積回路のよう
な発熱電子部品、２３Ｊ／ｉ銅などを主体とした高い熱
伝導率材料の熱伝導柱体、２４は低融点はんだ、２５は
熱伝導率のよいカバ一部材、２６は放熱体、２７ハ放熱
体内の冷却用流体の流れる配管、２８ハ半導体集積回路
のリード、２９は絶縁性接着剤である。
電子部品搭載用基板、例えば多層回路基板２１上に複数
の発熱電子部品、例えば半導体集積回路２２が絶縁性接
着剤２９により固定ｌ〜て搭載されている。半導体集積
回路２２ｉ１ｔ、例えハＴＡＢ （Ｔａｐｅ Ａｕｔ
ｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ ） タイプのもの
でよく、回路形成面が回路基板の基板面と向き合う、−
いわゆるフェースダウンの形で搭載される。半導体集積
回路２２からは電気的接続のためリード２８が導出され
ており、このリードは回路基板上あパッド（図示されな
い）に接続される。半導体集積回路２２の回路形成面と
反対側の裏面には熱伝導柱体２３がはんだ付は等により
固着されている。熱伝導柱体２３Ｆ；ｔ、低融点のけん
だ２４を介して良熱伝導性のカバ一部材２５に接続され
る。カバ一部材２５には熱伝導柱体２３の形状に対応す
るくぼみを設け、そのくぼみ内に熱伝導柱体が挿入でき
るようにすることにより熱伝導が改善される。カバ一部
材２５の上表面には良熱伝導性の放熱体２６が接触配置
される。
の発熱電子部品、例えば半導体集積回路２２が絶縁性接
着剤２９により固定ｌ〜て搭載されている。半導体集積
回路２２ｉ１ｔ、例えハＴＡＢ （Ｔａｐｅ Ａｕｔ
ｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ ） タイプのもの
でよく、回路形成面が回路基板の基板面と向き合う、−
いわゆるフェースダウンの形で搭載される。半導体集積
回路２２からは電気的接続のためリード２８が導出され
ており、このリードは回路基板上あパッド（図示されな
い）に接続される。半導体集積回路２２の回路形成面と
反対側の裏面には熱伝導柱体２３がはんだ付は等により
固着されている。熱伝導柱体２３Ｆ；ｔ、低融点のけん
だ２４を介して良熱伝導性のカバ一部材２５に接続され
る。カバ一部材２５には熱伝導柱体２３の形状に対応す
るくぼみを設け、そのくぼみ内に熱伝導柱体が挿入でき
るようにすることにより熱伝導が改善される。カバ一部
材２５の上表面には良熱伝導性の放熱体２６が接触配置
される。
放熱体２６内Ｋｉｄ冷却用の液体などの流体を流通させ
ることのできる冷却用配管２７′が設けられている。半
導体集積回路２２を回路基板２１に固着する絶縁性接着
剤２９は、熱伝導柱体２３の重量を支え、カバ一部材２
５か乙の下部方向や横方向への力にも対抗して、リード
２８の破損を防ぐ役目をも果している。カバ一部材２５
はその周辺部において多層回路基板２１に固定し、カバ
一部材の重量が直接に熱伝導柱体２３に加わらないよう
にすることが好適である。カバ一部材２５と放熱体２６
との間は高い熱伝導率をもつコンパウンドなどにより接
続することができる。
ることのできる冷却用配管２７′が設けられている。半
導体集積回路２２を回路基板２１に固着する絶縁性接着
剤２９は、熱伝導柱体２３の重量を支え、カバ一部材２
５か乙の下部方向や横方向への力にも対抗して、リード
２８の破損を防ぐ役目をも果している。カバ一部材２５
はその周辺部において多層回路基板２１に固定し、カバ
一部材の重量が直接に熱伝導柱体２３に加わらないよう
にすることが好適である。カバ一部材２５と放熱体２６
との間は高い熱伝導率をもつコンパウンドなどにより接
続することができる。
このような構成により、半導体集積回路２２で発生した
熱は、熱伝導柱体２３、カバ一部材２５、放熱体２６と
すみやかに伝導され、放熱体２６内の冷却配管２７を流
れる流体によりパッケージの外部に効率良く運ばれ放散
される。
熱は、熱伝導柱体２３、カバ一部材２５、放熱体２６と
すみやかに伝導され、放熱体２６内の冷却配管２７を流
れる流体によりパッケージの外部に効率良く運ばれ放散
される。
次に、第３図に本発明の電子部品冷却装置の他の実施例
の部分断面図を示す。図において、３１は多層回路基板
のような電子部品搭載用の基板、３２は半導体集積回路
のような発熱電子部品、３３は銅のような高い熱伝≠率
材料の熱伝導柱体、３に熱伝導率。よいヵｚ、＝’４ｉ
：′＋部祠、３５ｏ放熱体、骨。
の部分断面図を示す。図において、３１は多層回路基板
のような電子部品搭載用の基板、３２は半導体集積回路
のような発熱電子部品、３３は銅のような高い熱伝≠率
材料の熱伝導柱体、３に熱伝導率。よいヵｚ、＝’４ｉ
：′＋部祠、３５ｏ放熱体、骨。
３６ハ放熱体３５内の冷却用配管である。
発熱電子部品、例えば半導体集積回路３２はチップキャ
リアタイプのものとすることができ、回路基板３１との
間ははんだ付けによって固定して電気接続をすることが
できる。半導体集積回路３２には熱伝導柱体３３がはん
だ付は等により固着されている。熱伝導柱体３３は、半
導体集積回路３２がチップキャリアタイプの場合、チッ
プキャリアのケースに固着できるが、半導体基板に直接
に固着させてもよい（例えば、特願昭５６−１５６４９
６号参照）。熱伝導柱体３３はカバ一部材３４に接続し
、カバ一部材３４は放熱体３５に接続している。放熱体
３５の内部の冷却用配管３６を通って冷却用の流体を流
通させることができる。熱伝導柱体３３とカバ一部材３
４との接続は、例えば高い熱伝導率のコンパウンドで行
なわれる。
リアタイプのものとすることができ、回路基板３１との
間ははんだ付けによって固定して電気接続をすることが
できる。半導体集積回路３２には熱伝導柱体３３がはん
だ付は等により固着されている。熱伝導柱体３３は、半
導体集積回路３２がチップキャリアタイプの場合、チッ
プキャリアのケースに固着できるが、半導体基板に直接
に固着させてもよい（例えば、特願昭５６−１５６４９
６号参照）。熱伝導柱体３３はカバ一部材３４に接続し
、カバ一部材３４は放熱体３５に接続している。放熱体
３５の内部の冷却用配管３６を通って冷却用の流体を流
通させることができる。熱伝導柱体３３とカバ一部材３
４との接続は、例えば高い熱伝導率のコンパウンドで行
なわれる。
このような構成によシ、半導体集積回路３２で 、ｉ
ｉ、′ 発生した熱は、熱伝導柱体３３、カバ一部材３４、放熱
体３５とすみＪＪ：に伝導され、放熱体３５内！１：、
。
ｉ、′ 発生した熱は、熱伝導柱体３３、カバ一部材３４、放熱
体３５とすみＪＪ：に伝導され、放熱体３５内！１：、
。
の冷却用配管３６によシパッケージの外部にすみやかに
排出される。
排出される。
なお、マルチチップパッケージでは、個々のチップを交
換す石必要が生ずることがあシ、この際カバ一部材を取
りはずす必要があるので、熱伝導柱体とカバ一部材との
接続は分離が簡単に行なえるようなやり方が望ましい。
換す石必要が生ずることがあシ、この際カバ一部材を取
りはずす必要があるので、熱伝導柱体とカバ一部材との
接続は分離が簡単に行なえるようなやり方が望ましい。
その接続には、はんだによるもの、コンノくランドによ
るもの、バネによるもの、ネジ止めによるものなど種々
の仕方がある。
るもの、バネによるもの、ネジ止めによるものなど種々
の仕方がある。
（発明の作用効果の説明）
本発明は、以上のように構成されているから、発熱電子
部品である半導体集積回路と熱伝導柱体との間の熱抵抗
は小さなものとすることができ、１だ、熱伝導柱体とカ
バ一部材との間の熱抵抗も小さなものとすることができ
る。その結果、発熱電子部品と放熱体との間の熱抵抗全
低域できて冷却効率が向上するので、電子部品Ｑ）実装
密度を高くしても十分な放熱、冷却効果が得られる。
部品である半導体集積回路と熱伝導柱体との間の熱抵抗
は小さなものとすることができ、１だ、熱伝導柱体とカ
バ一部材との間の熱抵抗も小さなものとすることができ
る。その結果、発熱電子部品と放熱体との間の熱抵抗全
低域できて冷却効率が向上するので、電子部品Ｑ）実装
密度を高くしても十分な放熱、冷却効果が得られる。
第１図は従来の電子部品冷却装置の断面図、第２図は本
発明の電子部品冷却装置の一実施例の部分断面図、第３
図は本発明の電子部品冷却装置の他の実施例の部分断面
図である。 ２１ 、３１・・・基板 ２２ 、３２・・・発熱電子部品 ２３ 、３３・・・熱伝導柱体 ２５ 、３４・・・カバ一部材 ２６ 、３５・・・放熱体 ２７ 、３６・・・冷却用配管 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井ノロ 壽 ス−７ｍ １ｄ ス・２図 第３図
発明の電子部品冷却装置の一実施例の部分断面図、第３
図は本発明の電子部品冷却装置の他の実施例の部分断面
図である。 ２１ 、３１・・・基板 ２２ 、３２・・・発熱電子部品 ２３ 、３３・・・熱伝導柱体 ２５ 、３４・・・カバ一部材 ２６ 、３５・・・放熱体 ２７ 、３６・・・冷却用配管 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井ノロ 壽 ス−７ｍ １ｄ ス・２図 第３図
Claims (2)
- （１）基板と、前記基板上に搭載された複数の発熱電子
部品と、前記発熱電子部品の各々に個別に固着された熱
伝導柱体と、前記熱伝導柱体の各々と伝熱的に接続する
カバ一部材と、前記カバ一部材に伝熱的に接続しその内
部に冷却用配管を有する放熱体とを備えたことを特徴と
する電子部品冷却装置。 - （２）前記発熱電子部品は半導体集積回路であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子部品冷却装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10105382A JPS58218148A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 電子部品冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10105382A JPS58218148A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 電子部品冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58218148A true JPS58218148A (ja) | 1983-12-19 |
Family
ID=14290371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10105382A Pending JPS58218148A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 電子部品冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58218148A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0103068A2 (de) * | 1982-09-09 | 1984-03-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung zum Kühlen einer Mehrzahl von zu Flachbaugruppen zusammengefassten integrierten Bausteinen |
| US5345107A (en) * | 1989-09-25 | 1994-09-06 | Hitachi, Ltd. | Cooling apparatus for electronic device |
| EP0890986A2 (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-13 | Nec Corporation | Cooling structure of multichip module and methods of manufacturing it |
| US6528878B1 (en) * | 1999-08-05 | 2003-03-04 | Hitachi, Ltd. | Device for sealing and cooling multi-chip modules |
| JP2021136442A (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-13 | 技嘉科技股▲ふん▼有限公司Giga−Byte Technology Co., Ltd. | 放熱装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5253547A (en) * | 1975-10-28 | 1977-04-30 | Ibm | Gas enclosed type cooling apparatus |
| JPS5357756A (en) * | 1976-11-03 | 1978-05-25 | Ibm | Method of assembling integrated circuit assembly |
-
1982
- 1982-06-11 JP JP10105382A patent/JPS58218148A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| EP0890986A3 (en) * | 1997-06-30 | 2000-06-07 | Nec Corporation | Cooling structure of multichip module and methods of manufacturing it |
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| US6890799B2 (en) * | 1999-08-05 | 2005-05-10 | Hitachi, Ltd. | Device for sealing and cooling multi-chip modules |
| JP2021136442A (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-13 | 技嘉科技股▲ふん▼有限公司Giga−Byte Technology Co., Ltd. | 放熱装置 |
| EP3872601A3 (en) * | 2020-02-27 | 2021-11-03 | Giga-Byte Technology Co., Ltd. | Heat dissipation device |
| US11612050B2 (en) | 2020-02-27 | 2023-03-21 | Giga-Byte Technology Co., Ltd. | Heat dissipation device |
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