JPS60160149A - 集積回路装置の冷却方式 - Google Patents

集積回路装置の冷却方式

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JPS60160149A JP59013004A JP1300484A JPS60160149A JP S60160149 A JPS60160149 A JP S60160149A JP 59013004 A JP59013004 A JP 59013004A JP 1300484 A JP1300484 A JP 1300484A JP S60160149 A JPS60160149 A JP S60160149A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ベローズ又はダイヤフラムなどの可撓性弾性
構造体に第１の伝熱板を設け、集積回路に第２の伝熱板
を接合させ、ｆＡｌの伝熱板と第２の伝熱板とを可変形
性の伝熱体を介して圧接すると共に、上記第１の伝熱板
を液体冷媒で冷却するようにした集積回路装置の冷却方
式に関するものである。
［従来技術と問題点〕 第７図および第８図は集積回路の冷却方式の従来例を示
す図である。第７図および第８図において、ｌは冷媒ヘ
ッダ、２はベローズ、３は伝熱板。
４は集積回路、５はプリント板、６は伝熱ピストン、７
はばね、８はコールド・プレートをそれぞれ示している
。第７図の従来例において、冷媒ヘヅダｌに冷媒１例え
ば水などが流れると、伝熱板３は押下げられ、集積回路
４との接触面を加圧し、これにより集積回路４は冷却さ
れる。第８図の従来例においては、伝熱ピストン６がば
ね７によって押下げられ、集積回路４と接触し、これに
より集積回路４は冷却される。第７図の従来例は、接触
伝熱面積が小さいという欠点があシ、また表面′の微細
な凹凸のため伝熱板３と集積回路４が完全に面接触しな
いので、接触熱抵抗が大きく且つ不安定でバラツキが大
であるという欠点があり、また圧力の変化による変動も
大きい。第８図の従来例は、伝熱構造内での熱伝導ロス
が大きいこと及び接触熱伝導個所が多いため熱伝導ロス
が大であること等の欠点を有している。このため、高熱
伝導ガス（例えばＮｚ、Ｈ！、Ｈｅなど）の封入機構な
ど！要している。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の考察に基づくものであって、高集積且
つ高速の集積回路ヶ常に安定に動作するように冷却でき
るようにした集積回路の冷却方式を提供することを目的
としている。
〔発明の構成〕
そしてそのため、本発明の集積回路の冷却方式は、べ四
−ズやダイヤフラムなどの可撓性弾性構造体に第１の伝
熱板を設け、集積回路に該集積回路よｐ大面積の第２の
伝熱板を接合接触させ、上記第１の伝熱板と第２の伝熱
板とを可変形性伝熱体を介して圧接させると共に上記第
１の伝熱板を液体冷媒で冷却するようにしたことを特徴
とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。第１１ｍは
本発明の１実施例の断面−である。第１図において、９
は可変形性の伝熱体、１０は伝熱板、１１はリード、Ｂ
は隔壁をそれぞれ示している。
なお、第７囚と同一符号は同一物ケ示している。
可変形性の伝熱体９は、例えばシリコン系のゴムをバイ
ンダとし、金属あるいはアルミナやベリリアなどの酸化
金属ｔフィラーとする熱伝導性弾性体とすることも出来
、またインジウムやガリウム合金などの熱伝導性可塑性
体とすることも出来。
さらには低分子液性シリコン材にフィラーを加えた半流
動性体とすることも出来る。可変形性の伝熱体９は、伝
熱体３と１体化されている。伝熱板３は、例えば銅や鋼
合金などの熱伝導率の高い物置から作られている。伝熱
板１０は集積回路４の表面積より大きい面積を有し忙お
り、ダイ付は又はソルダリングにより集積回路４に接合
接触されている。伝熱板１０は、集積回路４と熱膨張率
の近い伝熱材料で作られている。例えば、集積回路４が
シリコン又はＧａＡａで作られている場合、伝熱板１０
はＭｏ又はＭｏ／Ｃｕ（’）’ＩＩ合材等で作られる。
ベローズ２としては、例えば成形ベローズや溶接ベロー
ズ、電着メッキ・ベローズ、テフロン製のぺν−ズなど
な用いることが出来る。電着メッキ・ベローズとは、ア
ルミの型の周りにニッケルをメッキし、アルミの型を薬
剤で溶かし云るものである。ベローズの代りにダイヤフ
ラムを用いることも出来る。集積回路４はリード１１に
よってプリント板５の導体と接続される。尚、一般に１
枚のプリント板上には多数の集積回路が配列され、天々
に対応して上記ベローズ等が設けられる。冷媒としては
、例えば水やフルオロカーボン液、液体金属が用いられ
る。
図である。第２図において１０’は伝熱板、１２は蓋（
ハーメチタク・シール）をそれぞれ示している。第２図
の伝熱板ｌ　□／は段部な有しており、突状部の面が集
積回路４と面接触している。
第３図０）、（ロ）は＃４積回路側の構造のさらに他の
例を示すものである。第３図において、１３はソルダ・
ボールを示している。第１図および第２図の例では、集
積回路４はリード１１によってプリント板５の導体と接
続されているが、第３図の例、Ｃは集積回路４はソルダ
・ボール１３によってプリント５の導体と接続される。
また、第３図（ロ）のように、パッケージを介さず九半
導体チップを直接プリント板に接続してもよい。
第４図は冷却ヘッダ側の構造の他の例を示すものである
。第４図において、１４はノズルを示す。
ノズル】４から噴出す液体の噴流は伝熱板３と衝突し、
伝熱板３を冷却する。液体としては水やフルオロカーボ
ン液等を使用することが出来、また噴流の流速は０．５
　、ｒｎ／　Ｓないし３ｍ／Ｓである。ノ口から伝熱板
３までの距離Ｈ’＆２Ｄないし４Ｄとし、伝熱板３の直
径を４Ｄないし８Ｄにすると、最も良い結果が得られた
。例えば水の場合このようにした場合における噴流の熱
伝達率は、１５０００ないし３００００Ｋｔｄｌｄｈ　
ｒ’Ｃであった・第５図は冷却ヘッダ側の構造のさらに
他の例を示すものである。第５図において、１５は放熱
フィン、１６は伝熱杆をそれぞれ示している。伝熱杆１
６は一端が伝熱板３に固定され、伝熱杆１６には複数の
放熱フィン１５が取付けられている。
第６図は本発明の効果の一部を説明する図である。第６
図０）に示すように、伝熱板１０によって集積回路４の
発熱が伝熱拡散し、許容熱密度が同上する。また第６図
←）に示すように伝熱板３および伝熱板】０のごとき一
般金属面には必ず微細な凹凸が存在し、またそりも存在
するが、伝熱板３と１０の間に熱抵抗の大きい空気層１
７が厚く存在することはなくなる。さらに、ベローズ２
等により、伝熱板３又・は１０が傾いても、また距離が
不均一であっても熱伝導が損われることなく接触熱伝導
が一定に保たれる。
〔発明の効果〕
以上の股間から明らかなように、本発明によれば、 （イ）　集積回路にこれより面積の大きい伝熱板が接合
接触されているので、集積回路の発熱が伝熱拡散し、且
つ広い接触伝熱面積が冷却体との間に得られ、このため
許容熱密度が同上すること、沖）ベローズのような可撓
性弾性構造体に設けられている伝熱板と集積回路に接合
接触されている伝熱板との間に可変形性伝熱体が存在す
るので、低い接触圧でも気体層が低減し、両者間の接触
熱抵抗が低減すると共にバラツキが小さくなり、安定化
すること、 ｅう　ベローズのような可撓性弾性構造体により、部品
組立寸法精度、高さ、傾き等のバラツキに対し安定かつ
確実な接触が得られ、複数配置されてもそれぞれ独立に
接触を保つことが出来ること、 に）　これらの複合作用により安定かつ高い冷却性能が
得られるので、集積回路単位面積白りの許容発熱を大き
く出来ること、 等の顕著な作用効果を奏することが出来、これにより高
集積且つ高速の集積回路を常に安定に動作させることが
出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の１実施例の断面図、第２図は集積回路
側の構造の他例を示す断面図、第３図は集積回路側の構
造のさらに他の例を示す断面図、第４図は冷却ヘッダ側
の構造の他例を示す図、第５図は冷却ヘッダ側の構造の
さらに他の例を示す断面図、第６図は本発明の効果の一
部を説明する図、第７図および第８図は従来例を示す図
である。 ８・・・コールド・プレート、９・・・可変形性の伝熱
体、１０・・・伝熱板、１１・・・リード、１２・・・
蓋、１３・・・ソルダ・ボール。 才３図（イ２　才３図ＣＤ） うＶ　乙　図（イ） 少ワ図 を八７　６　図　（ロフ ヤ８図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　ベローズやダイヤフラムなとの可撓性弾性構造
    体に第１の伝熱板を設け、集積回路に該集積回路より大
    面積の第２の伝熱板を接合接触させ、上ｆｉｅｉｌの伝
    熱板と第２の伝熱板とを可変形性伝熱体を介して圧接さ
    せると共に上記第１の伝熱板を液体冷媒で冷却するよう
    にしたことを特徴とする集積回路装置の冷却方式。
  2. （２）上記集積回路はプリント板上に複数配列されてお
    り、各集積回路対応に上記可撓性弾性構造体及びｍｌの
    伝熱板が設けられてなることを特徴とする特許請求の範
    囲第（１）項記載の集積回路装置の冷却方式。
JP59013004A 1984-01-26 1984-01-26 集積回路装置の冷却方式 Granted JPS60160149A (ja)

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