JPS6072252A - 半導体素子の冷却構造 - Google Patents
半導体素子の冷却構造Info
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- JPS6072252A JPS6072252A JP17971083A JP17971083A JPS6072252A JP S6072252 A JPS6072252 A JP S6072252A JP 17971083 A JP17971083 A JP 17971083A JP 17971083 A JP17971083 A JP 17971083A JP S6072252 A JPS6072252 A JP S6072252A
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- JP
- Japan
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- cooling
- semiconductor element
- refrigerant
- semiconductor
- plate
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- Pending
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- 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
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
-
- 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
-
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- 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
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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】
ａ１発明の技術分野
本発明は半導体素子の冷却方式に関するものである。
ｂ、技術の背景
電子機器に於いて、ＩＣＪＰＬＳＩ等の半導体素子を多
数用いる装置では、回路基板上に半導体素子を配設して
実装するのが一般的である。しかしながら近年、半導体
素子の高密度化につれ半導体素子の発熱密度も増加の一
途にある。そこで、半導体素子のジャンクション温度の
上昇による素子破壊等の危険を防止するために、冷却能
力の大きな半導体素子の冷却方式が必要とされている。
数用いる装置では、回路基板上に半導体素子を配設して
実装するのが一般的である。しかしながら近年、半導体
素子の高密度化につれ半導体素子の発熱密度も増加の一
途にある。そこで、半導体素子のジャンクション温度の
上昇による素子破壊等の危険を防止するために、冷却能
力の大きな半導体素子の冷却方式が必要とされている。
Ｃ０従来技術と問題点
第１図は、従来の一冷却方式である伝導方式を行う場合
の回路基板と半導体素子の構成を示し、１は半導体素子
、２はザーマルコンパウンド（以降、コンパウンドと呼
ぶ）、３は回路基板、４は冷却板をそれぞれ示す。
の回路基板と半導体素子の構成を示し、１は半導体素子
、２はザーマルコンパウンド（以降、コンパウンドと呼
ぶ）、３は回路基板、４は冷却板をそれぞれ示す。
このような冷却方式では、冷却板４の内部に水等冷媒液
を流し、冷却板４の一面を半導体素子１に接合させ、接
合面を介して半導体素子１の熱を治媒液に逃がす。この
ような伝導方式においては、冷却板４と半導体素子１と
を接触させるにあたり、半導体素子１の熱を効率よく冷
却板に伝える必要がある。そこで、接触面の熱抵抗（こ
こでは接触面にできる空間による抵抗）をできる限り少
なくするために、接触面にコンパウンドを塗布し、接触
面のすきまをなくしている。
を流し、冷却板４の一面を半導体素子１に接合させ、接
合面を介して半導体素子１の熱を治媒液に逃がす。この
ような伝導方式においては、冷却板４と半導体素子１と
を接触させるにあたり、半導体素子１の熱を効率よく冷
却板に伝える必要がある。そこで、接触面の熱抵抗（こ
こでは接触面にできる空間による抵抗）をできる限り少
なくするために、接触面にコンパウンドを塗布し、接触
面のすきまをなくしている。
このような伝導方式において、冷却効率を向上させるた
めには、半導体素子表面が冷却板表面に密着するように
接触させることが重要となる。
めには、半導体素子表面が冷却板表面に密着するように
接触させることが重要となる。
ところが、回路基板の機械的なそりや、半導体素子の回
路基板への装若の不ぞろい（かたむき。
路基板への装若の不ぞろい（かたむき。
高低）、また冷却板接触面の平面度、半導体素子の表面
の平面度等の関係から、冷却板と複数の半導体素子表面
との接触の程度にばらつきが発生ずる。すなわち、その
接触のばらつきはコンパウンドの厚さのばらつき（コン
パウンドによる熱伝導に対する熱抵抗のばらつき）とな
り、接触状態の良くない部分においては、コンパウンド
の厚すカ大きくなってしまい、全体の半導体素子に対し
て一様な冷却効果が得られない（コンパウンドの厚さに
よって熱伝導に対する；１１シ抵抗が決定するため）。
の平面度等の関係から、冷却板と複数の半導体素子表面
との接触の程度にばらつきが発生ずる。すなわち、その
接触のばらつきはコンパウンドの厚さのばらつき（コン
パウンドによる熱伝導に対する熱抵抗のばらつき）とな
り、接触状態の良くない部分においては、コンパウンド
の厚すカ大きくなってしまい、全体の半導体素子に対し
て一様な冷却効果が得られない（コンパウンドの厚さに
よって熱伝導に対する；１１シ抵抗が決定するため）。
従って、規定以上のジャンクション温度の上昇を招く半
導体素子が現われ、信頼性に欠けるとｄ０発明の目的 そごで本発明では、上述の問題点に対して、半導体素子
の冷却のバラツキを無くして安定度を」二げ、信頼性を
向上させ、かつ、冷却効率を高める半導体素子の冷却方
式を提案する。
導体素子が現われ、信頼性に欠けるとｄ０発明の目的 そごで本発明では、上述の問題点に対して、半導体素子
の冷却のバラツキを無くして安定度を」二げ、信頼性を
向上させ、かつ、冷却効率を高める半導体素子の冷却方
式を提案する。
ｅ３発明の構成
そのため本発明では、夫々が冷媒だめを有する半導体素
子を基板上に複数配置し、前記複数配置した各半導体素
子の冷媒だめに対して冷媒を供給する一つの冷媒供給手
段に接続する冷却構造で、前記半導体素子の冷媒だめと
前記冷媒供給手段との接続は、前記冷媒供給手段の前記
半導体素子との接続面側に設けられた凹部に伸縮可能な
シーリング材を挿入し、そのシーリング材の挿入された
凹部に前記冷媒だめ上部先端をはめ込むごとにより接続
が行なわれていることを特徴とする半導体素子の冷却構
造を提案する。
子を基板上に複数配置し、前記複数配置した各半導体素
子の冷媒だめに対して冷媒を供給する一つの冷媒供給手
段に接続する冷却構造で、前記半導体素子の冷媒だめと
前記冷媒供給手段との接続は、前記冷媒供給手段の前記
半導体素子との接続面側に設けられた凹部に伸縮可能な
シーリング材を挿入し、そのシーリング材の挿入された
凹部に前記冷媒だめ上部先端をはめ込むごとにより接続
が行なわれていることを特徴とする半導体素子の冷却構
造を提案する。
ｆ９発明の実施例
第２図は本発明の一実施例である半導体素子の冷却構造
を示し、１１は基板、１２ば半導体素子。
を示し、１１は基板、１２ば半導体素子。
１３は端子、１４ば冷媒だめ、１５は冷却板、１６はシ
ーリング材、１７ば仕切り板を示す。尚、シーリング材
１６は例えばゴム状０リングのようなものである。第３
図は半導体素子１２．冷媒だめ１４の斜視図を示す。
ーリング材、１７ば仕切り板を示す。尚、シーリング材
１６は例えばゴム状０リングのようなものである。第３
図は半導体素子１２．冷媒だめ１４の斜視図を示す。
冷媒が流れる冷却板１５と半導体素子１２の上部の冷媒
だめ１４の間にはシーリング材１６がつめ込まれ、その
シーリング材１６を介して冷却板１５と冷媒だめ１４と
は接続されている。基板１１のそり等により生じる冷却
板１５と各半導体素子１２の冷媒だめ１４上部先１’ｌ
ｉｌとの間の距離の違いは、シーリング材１６の弾性変
形により吸収される。このような構成をとることで、冷
媒だめ１４には冷却板１５より冷媒が矢印のように流れ
込む。
だめ１４の間にはシーリング材１６がつめ込まれ、その
シーリング材１６を介して冷却板１５と冷媒だめ１４と
は接続されている。基板１１のそり等により生じる冷却
板１５と各半導体素子１２の冷媒だめ１４上部先１’ｌ
ｉｌとの間の距離の違いは、シーリング材１６の弾性変
形により吸収される。このような構成をとることで、冷
媒だめ１４には冷却板１５より冷媒が矢印のように流れ
込む。
本発明では、冷却板と冷媒だめの間の接続をゴム状Ｏリ
ングを使用して行なったが、冷却板と冷媒だめとの双方
にネジを切り、両者をナンドにより締め付りるようなも
のでもよいし、又、冷却板と冷媒だめとの間をジャバラ
のようなもので接続するものでもよい。これらのものを
使用しても、実施例に示した方法と同様に各半導体素子
の冷媒だめ上部先端と冷却板との間の距離の違いを吸収
できる。
ングを使用して行なったが、冷却板と冷媒だめとの双方
にネジを切り、両者をナンドにより締め付りるようなも
のでもよいし、又、冷却板と冷媒だめとの間をジャバラ
のようなもので接続するものでもよい。これらのものを
使用しても、実施例に示した方法と同様に各半導体素子
の冷媒だめ上部先端と冷却板との間の距離の違いを吸収
できる。
又、冷媒だめ１４への冷媒の還流を促すため、冷却Ｆｉ
１５に仕切り板１７を図示点線の如く設けてもよい。
１５に仕切り板１７を図示点線の如く設けてもよい。
ｇ１発明の効果
本発明によれば、基板上に配置された半導体素子と、冷
却板との距離にかかわらず、一様で、安定した冷却を得
ることができ、又、コンパウンドを介さずに冷却を行う
ため、冷却能力が向上し、実装密度の増大に応じた冷却
か可能となる。
却板との距離にかかわらず、一様で、安定した冷却を得
ることができ、又、コンパウンドを介さずに冷却を行う
ため、冷却能力が向上し、実装密度の増大に応じた冷却
か可能となる。
第１図は、４従来の一冷却方式である伝導方式を行゛う
場合の回路基板と半導体素子の構成を示し、１は半導体
素子、２はサーマルコンパウンド、３は回路基板、４ば
冷却板をそれぞれ示す。 第２図は本発明の一実施例である半導体素子の冷却構造
を示し、１１は基板、１２は半導体素子。 １３は端子、１４は冷媒だめ、１５は冷却板、１６はシ
ーリング材、１７ば仕切り板を示す。第３図は半導体１
２．冷媒だめ１４の斜視図を示す。
場合の回路基板と半導体素子の構成を示し、１は半導体
素子、２はサーマルコンパウンド、３は回路基板、４ば
冷却板をそれぞれ示す。 第２図は本発明の一実施例である半導体素子の冷却構造
を示し、１１は基板、１２は半導体素子。 １３は端子、１４は冷媒だめ、１５は冷却板、１６はシ
ーリング材、１７ば仕切り板を示す。第３図は半導体１
２．冷媒だめ１４の斜視図を示す。
Claims (1)
- 夫々が冷媒だめを有する半導体素子を基板上に複数配置
し、前記複数配置した各半導体素子の冷媒だめに対して
冷媒を供給する冷媒供給手段に接続する冷却構造で、前
記半導体素子の冷媒だめと前記冷媒供給手段との接続は
、前記冷媒供給手段の前記半導体素子との接続面側に設
けられた凹部に伸縮可能なシーリング材を挿入し、その
シーリング材の挿入された凹部に前記冷媒だめ上部先端
をはめ込むことにより接続が行なわれていることを特徴
とする半導体素子の冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17971083A JPS6072252A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 半導体素子の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17971083A JPS6072252A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 半導体素子の冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6072252A true JPS6072252A (ja) | 1985-04-24 |
Family
ID=16070515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17971083A Pending JPS6072252A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 半導体素子の冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6072252A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5132873A (en) * | 1988-09-30 | 1992-07-21 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Diaphragm sealing apparatus |
| US5198889A (en) * | 1990-06-30 | 1993-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooling apparatus |
| EP3929976A4 (en) * | 2019-03-22 | 2022-04-20 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | COOLING STRUCTURE |
-
1983
- 1983-09-28 JP JP17971083A patent/JPS6072252A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5132873A (en) * | 1988-09-30 | 1992-07-21 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Diaphragm sealing apparatus |
| US5198889A (en) * | 1990-06-30 | 1993-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooling apparatus |
| EP3929976A4 (en) * | 2019-03-22 | 2022-04-20 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | COOLING STRUCTURE |
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