JPS59130450A - Ｉｃパツケ−ジの冷却構造 - Google Patents
Ｉｃパツケ−ジの冷却構造Info
- Publication number
- JPS59130450A JPS59130450A JP551683A JP551683A JPS59130450A JP S59130450 A JPS59130450 A JP S59130450A JP 551683 A JP551683 A JP 551683A JP 551683 A JP551683 A JP 551683A JP S59130450 A JPS59130450 A JP S59130450A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bellows
- substrate
- cooling plate
- coolant
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
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〕
本発明は、Ｉ−Ｃ，ＬＳＩ等のパッケージの冷却構造に
関する。
関する。
従来、プリント配線板或いはセラミック基板等に実装さ
れたＩＣ，ＬＳＩ等のＩＣを冷却する手段として使用さ
れている方法は、ＩＣのケース或いはケースに取シ付け
られた放熱板（以下ヒートシンクと称す。）Ｋファンを
用いて空気、若しくは冷却装置によって温度を下げた空
気を吹きつけることＫよって実現している。
れたＩＣ，ＬＳＩ等のＩＣを冷却する手段として使用さ
れている方法は、ＩＣのケース或いはケースに取シ付け
られた放熱板（以下ヒートシンクと称す。）Ｋファンを
用いて空気、若しくは冷却装置によって温度を下げた空
気を吹きつけることＫよって実現している。
しかしながら、ＩＣから発散される熱を機器の外部に運
び出す冷媒として、空気は、必ずしも最良のものではな
い。なぜならば、第１の理由として、固体であるＩＣの
ケース、若しくはヒートシンクと空気の間の熱抵抗が大
きく、この間の温度差が大きくなってしまい、ＩＣの温
度を下げるためには冷媒としての空気の温度を下げなけ
ればならないからである。情報処理装置（以下装置と称
す。）を例忙とれば、設置する部屋の空気の温度を下げ
るために大がかシな空気調和設備を必要としていた。次
に第２の理由は、空気は熱容量が小さく、少い熱量で温
度が上ってしまうので、装置内部から大量の熱を運び出
すためＫは大量の空気を装置に送シ込まなければならな
いからである。
び出す冷媒として、空気は、必ずしも最良のものではな
い。なぜならば、第１の理由として、固体であるＩＣの
ケース、若しくはヒートシンクと空気の間の熱抵抗が大
きく、この間の温度差が大きくなってしまい、ＩＣの温
度を下げるためには冷媒としての空気の温度を下げなけ
ればならないからである。情報処理装置（以下装置と称
す。）を例忙とれば、設置する部屋の空気の温度を下げ
るために大がかシな空気調和設備を必要としていた。次
に第２の理由は、空気は熱容量が小さく、少い熱量で温
度が上ってしまうので、装置内部から大量の熱を運び出
すためＫは大量の空気を装置に送シ込まなければならな
いからである。
しかるに１近年高性能情報処理装置においては、その処
理速度を高めるために１高集積度化、高電力化によるＩ
Ｃの動作速度の向上、或いは実装の高密度化による信号
の伝播遅延時間の縮小が図られており、結果として、発
生熱量、発熱密度の増大を招いている。従って、従来技
術で冷却するためには、装置を設置する部屋に、高い冷
却能力の空気調和設備を必要とし、装置内部に於ては、
実装密度の向上に起因する装置内の空気通路の減少を補
なうためと大量の熱を装置外部へ排出するために、高風
量、高吐出圧力の送風機を必要とする。
理速度を高めるために１高集積度化、高電力化によるＩ
Ｃの動作速度の向上、或いは実装の高密度化による信号
の伝播遅延時間の縮小が図られており、結果として、発
生熱量、発熱密度の増大を招いている。従って、従来技
術で冷却するためには、装置を設置する部屋に、高い冷
却能力の空気調和設備を必要とし、装置内部に於ては、
実装密度の向上に起因する装置内の空気通路の減少を補
なうためと大量の熱を装置外部へ排出するために、高風
量、高吐出圧力の送風機を必要とする。
このことは、装置から発生する送風騒音を異状に大きく
するのみでなく、大風量、高風速の空気流を装置内部で
均等、ＶＣ分布させることが非常例困難なため、ＩＣの
冷却不足による温度上昇が生じ、装置の信頼性をも低下
させるといった欠点を生じていた。
するのみでなく、大風量、高風速の空気流を装置内部で
均等、ＶＣ分布させることが非常例困難なため、ＩＣの
冷却不足による温度上昇が生じ、装置の信頼性をも低下
させるといった欠点を生じていた。
本発明の目的は、■ｃがら発生する大量熱を、冷媒とし
て効率の悪い空気を全く介在させることなく、効率良く
装置外部に排出する、熱抵抗の低い冷却構造を提供する
ことＫある。
て効率の悪い空気を全く介在させることなく、効率良く
装置外部に排出する、熱抵抗の低い冷却構造を提供する
ことＫある。
本発明は、プリント配線板、セラミック基板等の基板に
実装された通常のＩＣ、ＬＳ Ｉ等のＩＣを冷却する構
造において、蓋を有して内部に冷媒を通過させ得る気密
空間と、上記気密空間に連通ずる冷媒注入口及び冷媒排
出口とを一方の面に設けると共に１上記基板上の冷却す
べき各ＩＣに対応する位置に１上記気密空間を反対側の
面に連通せしめる連通孔を設けて成る冷却板と、一端を
平面的に閉じると共に他端を開放端とし、且つ、該開放
端を上記連通孔に合致せしめて冷却板に気密接合したベ
ローズとを備えて成シ、上記冷却板を、そのベローズ取
付面と上記基板のＩＣ実装面とを適正な間隔を維持して
対向せしめて基板に保持固定して、上記各ベローズの閉
塞端面を対応するＩＣに圧接せしめ、上記気密空間に冷
媒を流してＩＣを冷却するよう構成したことを特徴とす
る。
実装された通常のＩＣ、ＬＳ Ｉ等のＩＣを冷却する構
造において、蓋を有して内部に冷媒を通過させ得る気密
空間と、上記気密空間に連通ずる冷媒注入口及び冷媒排
出口とを一方の面に設けると共に１上記基板上の冷却す
べき各ＩＣに対応する位置に１上記気密空間を反対側の
面に連通せしめる連通孔を設けて成る冷却板と、一端を
平面的に閉じると共に他端を開放端とし、且つ、該開放
端を上記連通孔に合致せしめて冷却板に気密接合したベ
ローズとを備えて成シ、上記冷却板を、そのベローズ取
付面と上記基板のＩＣ実装面とを適正な間隔を維持して
対向せしめて基板に保持固定して、上記各ベローズの閉
塞端面を対応するＩＣに圧接せしめ、上記気密空間に冷
媒を流してＩＣを冷却するよう構成したことを特徴とす
る。
このよりに構成したことＫよシ、本発明は、冷媒として
比熱及び熱伝導率の大きい液体を用いることができて、
ＩＣから発生する大量の熱を、冷媒として効確の悪い空
気を全く介在させることなく、効率良（装置外部に排出
できる効果がある。
比熱及び熱伝導率の大きい液体を用いることができて、
ＩＣから発生する大量の熱を、冷媒として効確の悪い空
気を全く介在させることなく、効率良（装置外部に排出
できる効果がある。
本発明の実捲例を図面に基づいて説明する。第１図は本
発明冷却構造の一実施例を示す断面図、第２図はそのＡ
−Ａ断面図である。
発明冷却構造の一実施例を示す断面図、第２図はそのＡ
−Ａ断面図である。
これらの図に示す本発明冷却構造は、ベローズ３を気密
接合した冷却板６を、基板１のＩＣ２実装面に、ベロー
ズ’ｉ、Ｉｃ２と圧接せしめて装着して構成される。
接合した冷却板６を、基板１のＩＣ２実装面に、ベロー
ズ’ｉ、Ｉｃ２と圧接せしめて装着して構成される。
基板１は、固定金具８及びねｔ１２によってＩＣ２が冷
却板６側にくるよう固定されている。こむで、冷却板６
には、基板１上のＩＣ２に対応する位置に連通孔１１が
あけられ、かつ、一端が閉じ他端が開放されたベローズ
３の開放側が連通孔１１の基板１側に気密封止接合され
ている。ベローズ３の閉塞端は、平面精度良く加工され
ておシ、かつ、ベローズの軸方向の弾性変形を利用して
適正な力でＩＣ２を押下することＫよって、■Ｃ２の上
面と密着している。
却板６側にくるよう固定されている。こむで、冷却板６
には、基板１上のＩＣ２に対応する位置に連通孔１１が
あけられ、かつ、一端が閉じ他端が開放されたベローズ
３の開放側が連通孔１１の基板１側に気密封止接合され
ている。ベローズ３の閉塞端は、平面精度良く加工され
ておシ、かつ、ベローズの軸方向の弾性変形を利用して
適正な力でＩＣ２を押下することＫよって、■Ｃ２の上
面と密着している。
さらに１冷却板６の反対面側には、冷媒注入口９と冷媒
排出口１０とがあり、かつ、９から注入された冷媒が全
ての連通孔１１を通過して排出口１０から排出されるよ
うに１連続した流路を構成する溝５が形成されている。
排出口１０とがあり、かつ、９から注入された冷媒が全
ての連通孔１１を通過して排出口１０から排出されるよ
うに１連続した流路を構成する溝５が形成されている。
さらに１溝５がら冷媒が冷却板６の外部に漏れるのを防
止する目的で、蓋７が冷却板６に気密接合されている。
止する目的で、蓋７が冷却板６に気密接合されている。
ここで、冷媒注入口９に始まシ、溝５．ベローズ３の内
部を経て、冷媒排出口１０に終る冷媒流路は、完全に気
密が保たれ、９から注入された冷媒は冷媒排出口１′０
以外から漏れることはない。
部を経て、冷媒排出口１０に終る冷媒流路は、完全に気
密が保たれ、９から注入された冷媒は冷媒排出口１′０
以外から漏れることはない。
さらに１本実施例では、ベローズの閉塞端部から冷媒へ
の熱抵抗を下げるために熱伝導棒４が使用されておシ、
熱伝導棒４の端面は、平面を形成し、ベローズ３の内部
底面に、はんだ等で接合され、さらに他端は、冷却板６
の連通孔１１を通過して、冷媒の流れる溝５に達してい
る。
の熱抵抗を下げるために熱伝導棒４が使用されておシ、
熱伝導棒４の端面は、平面を形成し、ベローズ３の内部
底面に、はんだ等で接合され、さらに他端は、冷却板６
の連通孔１１を通過して、冷媒の流れる溝５に達してい
る。
次に、木実・捲例における作用効果を述べる。
先づ、ＩＣ２から発生した熱の排出される流路を考えて
みると、工Ｃ２→ベローズ３の底面→熱伝導棒４→冷媒
→装置外部となり、熱がＩＣから装置外部に出るまで、
従来のように空気が介在していない。空気等の気体は、
熱伝導率及び比熱がきわめて小さいため、冷媒として使
用すると、冷却構造の熱抵抗の増大を招き、冷却能力を
低下させてしまうが、本実施例の構造を採用することに
よって、冷媒として比熱及び熱伝導率の大きな水等の液
体を使用することが可能となり、きわめて熱抵抗の低い
冷却構造を実現する事が可能となる。
みると、工Ｃ２→ベローズ３の底面→熱伝導棒４→冷媒
→装置外部となり、熱がＩＣから装置外部に出るまで、
従来のように空気が介在していない。空気等の気体は、
熱伝導率及び比熱がきわめて小さいため、冷媒として使
用すると、冷却構造の熱抵抗の増大を招き、冷却能力を
低下させてしまうが、本実施例の構造を採用することに
よって、冷媒として比熱及び熱伝導率の大きな水等の液
体を使用することが可能となり、きわめて熱抵抗の低い
冷却構造を実現する事が可能となる。
オた、ベローズ３の底面とＩＣ２との接触面は、密着し
ていると説明しだが、完全な平面を製造することは不可
能であるため、微視的に見ると凹凸のある面同志の接触
とな９、全接触面積の何割かは薄い空気層が介在してい
る。従って、ベシズ３の底面若しくはＩＣ２の上面に熱
伝導率の大きなゲル状の充填剤を塗布した後、両者を接
触させることによって完全に空気層の排除を行えば、さ
らに熱抵抗を下げることも可能となる。
ていると説明しだが、完全な平面を製造することは不可
能であるため、微視的に見ると凹凸のある面同志の接触
とな９、全接触面積の何割かは薄い空気層が介在してい
る。従って、ベシズ３の底面若しくはＩＣ２の上面に熱
伝導率の大きなゲル状の充填剤を塗布した後、両者を接
触させることによって完全に空気層の排除を行えば、さ
らに熱抵抗を下げることも可能となる。
さらに、ベローズ３は、軸方向に弾性変形するので、基
板ｌ上のＩＣ２の高さの寸法誤差或いは傾き等があって
も、ベローズの弾性変形の許容範囲内であれば、工Ｃ２
の上面とベローズ３の底面は面接触状態を維持すること
が可能となる。
板ｌ上のＩＣ２の高さの寸法誤差或いは傾き等があって
も、ベローズの弾性変形の許容範囲内であれば、工Ｃ２
の上面とベローズ３の底面は面接触状態を維持すること
が可能となる。
本実施例では、ベローズ３の内部底面と冷媒の接触面積
を大きくシ、ベローズ底面と冷媒間の熱抵抗を下げる目
的で熱伝導棒４を使用しているが、冷却能力に余裕のあ
る場合は、あえて使用する必要はない。
を大きくシ、ベローズ底面と冷媒間の熱抵抗を下げる目
的で熱伝導棒４を使用しているが、冷却能力に余裕のあ
る場合は、あえて使用する必要はない。
第１図は本発明冷却構造の一実施例を示す断面図、第２
図はそのＡ−Ａ断面図である。 ｌ・・・基板 ２・・・ＩＣ３・・・ベローズ４・
・・熱伝導棒 ５・・・溝 ６・・・冷却板７
・・・蓋 ８・・・固定金具 ９・・・冷媒注入口
１０・・・冷媒排出口 １１・・・連通孔 １２・
・・ねじ出願人 日本電気株式会社
図はそのＡ−Ａ断面図である。 ｌ・・・基板 ２・・・ＩＣ３・・・ベローズ４・
・・熱伝導棒 ５・・・溝 ６・・・冷却板７
・・・蓋 ８・・・固定金具 ９・・・冷媒注入口
１０・・・冷媒排出口 １１・・・連通孔 １２・
・・ねじ出願人 日本電気株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 プリント配線板、セラミック基板等の基板に実装された
通常のＩＣ，ＬＳＩ等のＩＣを冷却する構造において、 蓋を有して内部に冷媒を通過させ得る気密空間と、上記
気密空間に連通する冷媒注入口及び冷媒排出口とを一方
の面に設けると共に、上記基板上の冷却すべき各ＩＣに
対応する位置に、上記気密空間を反対側の面に連通せし
める連通孔を設けて成る冷却板と、一端を平面的に閉じ
る閉塞端とすると共に他端を開放端とし、且つ、該開放
端を上記連通孔に合致せしめて冷却板に気密接合したベ
ローズとを備えて成シ、 上記冷却板を、そのベローズ取付面と上記基板のＩ ’
Ｃ実装面とを適正な間隔を維持して対向せしめて基板に
保持固定して、上記各ベローズの閉塞端面を対応するＩ
Ｃに圧接せしめ、上記気密空間に冷媒を流してＩＣを冷
却するよう構成したことを特徴とするＩＣパッケージの
冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP551683A JPS59130450A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | Ｉｃパツケ−ジの冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP551683A JPS59130450A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | Ｉｃパツケ−ジの冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59130450A true JPS59130450A (ja) | 1984-07-27 |
Family
ID=11613352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP551683A Pending JPS59130450A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | Ｉｃパツケ−ジの冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59130450A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4945980A (en) * | 1988-09-09 | 1990-08-07 | Nec Corporation | Cooling unit |
| US4975766A (en) * | 1988-08-26 | 1990-12-04 | Nec Corporation | Structure for temperature detection in a package |
| US5014777A (en) * | 1988-09-20 | 1991-05-14 | Nec Corporation | Cooling structure |
| US5023695A (en) * | 1988-05-09 | 1991-06-11 | Nec Corporation | Flat cooling structure of integrated circuit |
| US5036384A (en) * | 1987-12-07 | 1991-07-30 | Nec Corporation | Cooling system for IC package |
| US5040051A (en) * | 1988-12-05 | 1991-08-13 | Sundstrand Corporation | Hydrostatic clamp and method for compression type power semiconductors |
| US5046552A (en) * | 1990-07-20 | 1991-09-10 | Minnesota Mining And Manufacturing | Flow-through heat transfer apparatus with movable thermal via |
| US5205348A (en) * | 1991-05-31 | 1993-04-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Semi-rigid heat transfer devices |
| US5283464A (en) * | 1989-06-08 | 1994-02-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Electrically insulated heat pipe type cooling apparatus for semiconductor |
-
1983
- 1983-01-17 JP JP551683A patent/JPS59130450A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5036384A (en) * | 1987-12-07 | 1991-07-30 | Nec Corporation | Cooling system for IC package |
| US5023695A (en) * | 1988-05-09 | 1991-06-11 | Nec Corporation | Flat cooling structure of integrated circuit |
| US4975766A (en) * | 1988-08-26 | 1990-12-04 | Nec Corporation | Structure for temperature detection in a package |
| US4945980A (en) * | 1988-09-09 | 1990-08-07 | Nec Corporation | Cooling unit |
| US5014777A (en) * | 1988-09-20 | 1991-05-14 | Nec Corporation | Cooling structure |
| US5040051A (en) * | 1988-12-05 | 1991-08-13 | Sundstrand Corporation | Hydrostatic clamp and method for compression type power semiconductors |
| US5283464A (en) * | 1989-06-08 | 1994-02-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Electrically insulated heat pipe type cooling apparatus for semiconductor |
| US5046552A (en) * | 1990-07-20 | 1991-09-10 | Minnesota Mining And Manufacturing | Flow-through heat transfer apparatus with movable thermal via |
| US5205348A (en) * | 1991-05-31 | 1993-04-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Semi-rigid heat transfer devices |
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