JPS6197953A - 集積回路部品パツケ−ジの伝導冷却構造 - Google Patents
集積回路部品パツケ−ジの伝導冷却構造Info
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- JPS6197953A JPS6197953A JP59219801A JP21980184A JPS6197953A JP S6197953 A JPS6197953 A JP S6197953A JP 59219801 A JP59219801 A JP 59219801A JP 21980184 A JP21980184 A JP 21980184A JP S6197953 A JPS6197953 A JP S6197953A
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- Japan
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- package
- printed circuit
- melting point
- circuit board
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- 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
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- 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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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—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
-
- 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
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プリント基板に実装された集積回路部品（Ｌ
Ｓ Ｉ ）の素子のパッケージを液体の冷却媒体を用
い間接的に強制冷却する伝導冷却構造に関するものであ
る。
Ｓ Ｉ ）の素子のパッケージを液体の冷却媒体を用
い間接的に強制冷却する伝導冷却構造に関するものであ
る。
近年、プリント基板におけるＬＳＩの実装密度を上げる
ため、例えば１パツケージ内に複数個のＬＳＩを収容し
てマルチチップＬＳＩ化される傾向にあるが、実装密度
が高（なると各パッケージにおける放熱対策が大きな問
題になる。
ため、例えば１パツケージ内に複数個のＬＳＩを収容し
てマルチチップＬＳＩ化される傾向にあるが、実装密度
が高（なると各パッケージにおける放熱対策が大きな問
題になる。
そこで、従来かかる放熱対策として各パッケージに放熱
用のフィンを一体的に取付けた空冷方式、ヒートパイプ
等を用いた液冷方式が提案されているが、前者の場合は
冷却能力に限度があり、後者の場合はプリント基板に導
体パターンと液体通路の層が少なくとも２重に設けられ
るので構造が複雑になり、且つシールド等に対して特殊
な技術が要求される。
用のフィンを一体的に取付けた空冷方式、ヒートパイプ
等を用いた液冷方式が提案されているが、前者の場合は
冷却能力に限度があり、後者の場合はプリント基板に導
体パターンと液体通路の層が少なくとも２重に設けられ
るので構造が複雑になり、且つシールド等に対して特殊
な技術が要求される。
ところで、上記放熱対策を考えるに当っては、プリント
基板の全体を冷却する必要はなく、発熱源であるパンケ
ージ毎に局部的に冷却すれば良い。
基板の全体を冷却する必要はなく、発熱源であるパンケ
ージ毎に局部的に冷却すれば良い。
また、空冷方式に比べて液冷方式の方が冷却効果が大き
くて好ましいが、液体通路はプリント５仮と別個に設け
た方が構造、伝導性等の点で有利になる。
くて好ましいが、液体通路はプリント５仮と別個に設け
た方が構造、伝導性等の点で有利になる。
このような点を考慮して液体の冷却媒体を用い、パッケ
ージ毎に熱伝導により強制冷却する伝導冷却方式が新た
に考えられている。そして、この伝導冷却構造としては
、プリント基板と略同じ大きさで冷媒が循環する冷媒通
路を有するコールドプレートを用いて、このコールドプ
レートの冷媒通路と連通した伝導端子を立設する。そし
て、伝導端子をプリント基板に実装された各パッケージ
に接触させ、パッケージの発熱をコールドプレートの冷
媒により間接的に冷却することが考えられている。
ージ毎に熱伝導により強制冷却する伝導冷却方式が新た
に考えられている。そして、この伝導冷却構造としては
、プリント基板と略同じ大きさで冷媒が循環する冷媒通
路を有するコールドプレートを用いて、このコールドプ
レートの冷媒通路と連通した伝導端子を立設する。そし
て、伝導端子をプリント基板に実装された各パッケージ
に接触させ、パッケージの発熱をコールドプレートの冷
媒により間接的に冷却することが考えられている。
ところで、上記伝導冷却構造にあっては、プリント基板
のパッケージと、そこに接触するコールドプレートの伝
導端子の密着性、即ち熱抵抗が冷却効果に多大に影響す
る。伝導端子はパヶージの種々の高さに適応可能にベロ
ーズを有し、このベローズのばね力で伝導端子先端の接
触片をパッケージに圧接することが考えられるが、単な
る圧接のみでは点接触の状態になって熱抵抗が大きい。
のパッケージと、そこに接触するコールドプレートの伝
導端子の密着性、即ち熱抵抗が冷却効果に多大に影響す
る。伝導端子はパヶージの種々の高さに適応可能にベロ
ーズを有し、このベローズのばね力で伝導端子先端の接
触片をパッケージに圧接することが考えられるが、単な
る圧接のみでは点接触の状態になって熱抵抗が大きい。
また、プリント基板に対しコールドプレートを下にして
配置する場合は、伝導端子及び内部の冷媒の荷重により
ベローズのばね力が相殺されて圧接不良を生じることが
ある。
配置する場合は、伝導端子及び内部の冷媒の荷重により
ベローズのばね力が相殺されて圧接不良を生じることが
ある。
そこで、伝導端子とパッケージを一体的に密着すること
が望まれるが、ペースト等の接着材を用いるとその材質
によりかえって熱抵抗の増大を招くことがある。また、
密着するに隙しては保守、交換の場合に容易に分離し、
且つ新たな密着も容易に行われることが望まれる。尚、
冷却能率を上げるために冷媒の流量、圧力を増すと、伝
導端子を破損したり、接合部の信頼性を害することにな
って好ましくない。
が望まれるが、ペースト等の接着材を用いるとその材質
によりかえって熱抵抗の増大を招くことがある。また、
密着するに隙しては保守、交換の場合に容易に分離し、
且つ新たな密着も容易に行われることが望まれる。尚、
冷却能率を上げるために冷媒の流量、圧力を増すと、伝
導端子を破損したり、接合部の信頼性を害することにな
って好ましくない。
本発明は、上記問題点に鑑み、プリント基板のパッケー
ジとコールドプレートの伝導端子とを良好に密着して熱
抵抗の低下を図り、且つ容易に密着、分離し得るように
したＬＳＩパッケージの伝導冷却装置を提供することを
目的とする。その手段は、プリント基板と略同じ大きさ
で、冷媒が循環する冷媒通路を有すると共に、上記プリ
ント基板に搭載されたパッケージに対応し設けられ、上
記冷媒通路と連通して立設される伝導端子を有し構成さ
れるコールドプレートと、上記プリント基板とを対向配
置してなる構造において、上記伝導端子とパッケージを
低融点金属により一体的に回着固化した集積回路部品パ
ッケージの伝導冷却構造によってなされる。
ジとコールドプレートの伝導端子とを良好に密着して熱
抵抗の低下を図り、且つ容易に密着、分離し得るように
したＬＳＩパッケージの伝導冷却装置を提供することを
目的とする。その手段は、プリント基板と略同じ大きさ
で、冷媒が循環する冷媒通路を有すると共に、上記プリ
ント基板に搭載されたパッケージに対応し設けられ、上
記冷媒通路と連通して立設される伝導端子を有し構成さ
れるコールドプレートと、上記プリント基板とを対向配
置してなる構造において、上記伝導端子とパッケージを
低融点金属により一体的に回着固化した集積回路部品パ
ッケージの伝導冷却構造によってなされる。
上記伝導冷却構造は、低融点金属の加熱によりパッケー
ジと伝導端子を容易に密着同化又は分離することができ
、且つ密着固化した状態では金属接触により熱抵抗が低
下して良好に熱伝導することで、冷却効率を向上し得る
ものである。
ジと伝導端子を容易に密着同化又は分離することができ
、且つ密着固化した状態では金属接触により熱抵抗が低
下して良好に熱伝導することで、冷却効率を向上し得る
ものである。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図において、符号１はプリント基板、２はそのプリ
ント基板１に実装されるペアチップ等を含むＬＳＩパッ
ケージである。そこで、上記プリント基板１に対しそれ
と略同じ大きさのコールドプレート３を有し、このコー
ルドプレート３の内部に冷媒通路４が設けられて冷媒を
循環するようになっている。また、コールドプレート３
の各パッケージ２と一致する個所には伝導端子５の伸縮
自在なベローズ６が通路４と連通して立設され、ベロー
ズ６の先端には熱伝導の良好な接触片７が固着されてい
る。
ント基板１に実装されるペアチップ等を含むＬＳＩパッ
ケージである。そこで、上記プリント基板１に対しそれ
と略同じ大きさのコールドプレート３を有し、このコー
ルドプレート３の内部に冷媒通路４が設けられて冷媒を
循環するようになっている。また、コールドプレート３
の各パッケージ２と一致する個所には伝導端子５の伸縮
自在なベローズ６が通路４と連通して立設され、ベロー
ズ６の先端には熱伝導の良好な接触片７が固着されてい
る。
そして、上記パッケージ２と接触片７の表面には低融点
金属８．８′が付着されており、加熱により一体化し、
又は分離するようになっている。 ｌまた、低融
点金属８．８′を融解分離する場合に、パッケージ２側
に引張り力が作用して導体パターンとのポンディング部
を破損する恐れがあり、これに対してパッケージ、２の
プリント基板１と反対側に押え９がばね１０を介して弾
性接触されている。ここで、押え９はプリント基板１の
電源供給に利用することも可能である。
金属８．８′が付着されており、加熱により一体化し、
又は分離するようになっている。 ｌまた、低融
点金属８．８′を融解分離する場合に、パッケージ２側
に引張り力が作用して導体パターンとのポンディング部
を破損する恐れがあり、これに対してパッケージ、２の
プリント基板１と反対側に押え９がばね１０を介して弾
性接触されている。ここで、押え９はプリント基板１の
電源供給に利用することも可能である。
更に、低融点金属８，８′の加熱手段として、例えば冷
媒を高温化して用いることが考えられ、この場合には冷
媒系路中に図示しない加熱部等が設けられている。
媒を高温化して用いることが考えられ、この場合には冷
媒系路中に図示しない加熱部等が設けられている。
次いで、このように構成された伝導冷却構造の作用につ
いて説明する。先ず、プリント基板１の回路動作の前に
、コールドプレート３の冷媒通路４に冷媒を低融点金属
８，８′の融点より高い温度にして流すと、伝導端子５
の接触片７における低融点金属８が熱せられて融解する
。このとき、融解した金属８は表面張力等により落下す
ることなくとどまっており、この状態でコールドプレー
ト３又はプリント基板１を動かして両低融点金属８．８
′を接触させる。すると、パッケージ２の方の金属８′
も融解して両金属８，８′は一体的に密着することにな
り、その後冷媒の温度を通常の低い温度に戻して流すこ
とで、第２図に示すように金属８．８′は冷えて固化す
る。こうして、パッケージ２と接触片７は金属８，８′
により広い範囲で完全に面接触して直結し、熱抵抗が非
常に小さくなり、且つ強固に結合保持される。
いて説明する。先ず、プリント基板１の回路動作の前に
、コールドプレート３の冷媒通路４に冷媒を低融点金属
８，８′の融点より高い温度にして流すと、伝導端子５
の接触片７における低融点金属８が熱せられて融解する
。このとき、融解した金属８は表面張力等により落下す
ることなくとどまっており、この状態でコールドプレー
ト３又はプリント基板１を動かして両低融点金属８．８
′を接触させる。すると、パッケージ２の方の金属８′
も融解して両金属８，８′は一体的に密着することにな
り、その後冷媒の温度を通常の低い温度に戻して流すこ
とで、第２図に示すように金属８．８′は冷えて固化す
る。こうして、パッケージ２と接触片７は金属８，８′
により広い範囲で完全に面接触して直結し、熱抵抗が非
常に小さくなり、且つ強固に結合保持される。
以上の作業によりプリント基板１に対しコールドプレー
ト３が冷却可能に装備されることになり、この後実際に
プリント基板１が回路動作される。すると、コールドプ
レート３の通路４及び伝導端子５の内部を流れる冷媒に
より接触片７の裏側が常に冷やされるため、パンケージ
２が発熱すると両者の間に温度差を生じる。ここで、金
属８゜８′等により熱抵抗が非常に小さいことから、上
記温度差が小さい状態にお゛いてもパッケージ２の熱が
円滑に接触片７の側に伝導して放出されるのであり、こ
うしてパンケージ２は効率良（冷却される。
ト３が冷却可能に装備されることになり、この後実際に
プリント基板１が回路動作される。すると、コールドプ
レート３の通路４及び伝導端子５の内部を流れる冷媒に
より接触片７の裏側が常に冷やされるため、パンケージ
２が発熱すると両者の間に温度差を生じる。ここで、金
属８゜８′等により熱抵抗が非常に小さいことから、上
記温度差が小さい状態にお゛いてもパッケージ２の熱が
円滑に接触片７の側に伝導して放出されるのであり、こ
うしてパンケージ２は効率良（冷却される。
尚、このとき低融点金属８，８′は熱が順次通過してこ
もることがないため、低温の固化した状態に保持される
。このことから、その融点はかなり低いものでも使用可
能であり、熱伝導の良いものの選択の自由度が増し、加
熱の点でも有利である。
もることがないため、低温の固化した状態に保持される
。このことから、その融点はかなり低いものでも使用可
能であり、熱伝導の良いものの選択の自由度が増し、加
熱の点でも有利である。
また、保守、交換時には再び冷媒を高温化することで、
金属８，８′は融解する。そこで、この状態でプリント
基板１とコールドプレート３を引離すと、パッケージ２
と接触片７は分離し、このときパッケージ押え９とばね
１０によりパッケージ２の剥離が阻止される。
金属８，８′は融解する。そこで、この状態でプリント
基板１とコールドプレート３を引離すと、パッケージ２
と接触片７は分離し、このときパッケージ押え９とばね
１０によりパッケージ２の剥離が阻止される。
以上、本発明の一実施例について述べたが、本発明はこ
れに限定されるものではない。即ち、低融点金属８．８
′の加熱においては外部から加熱しても良く、パッケー
ジ２と接触片７のいずれか一方に低融点金属を付着して
おいても良い。
れに限定されるものではない。即ち、低融点金属８．８
′の加熱においては外部から加熱しても良く、パッケー
ジ２と接触片７のいずれか一方に低融点金属を付着して
おいても良い。
以上の説明から明らかなように、本発明の伝導冷却構造
によれば、プリント基板のパッケージとコールドプレー
トの伝導端子接触片が、低融点金属により広範囲で面接
触されて熱抵抗が小さくなるので、熱伝導性と共に冷却
効率が向上する。
によれば、プリント基板のパッケージとコールドプレー
トの伝導端子接触片が、低融点金属により広範囲で面接
触されて熱抵抗が小さくなるので、熱伝導性と共に冷却
効率が向上する。
コールドプレートの装着又は分離を加熱により容易に行
い得る。更に、コールドプレート装着状態でのプリント
基板との結合剛性も増して好ましい。
い得る。更に、コールドプレート装着状態でのプリント
基板との結合剛性も増して好ましい。
第１図は本発明による伝導冷却構造の一実施例を示すも
ので、コールドプレート装着前の状態を一部断面して示
す側面図、第２図はコールドプレート装着後の状態を一
部断面して示す側面図である。 図中、１はプリント基板、 ２はパンケージ、３はコ
ールドプレート、 ４は冷媒通路、 ５は伝導端子、
６はベローズ、 ７は接触片、８．８′は低融点金属
、をそれぞれ示す。
ので、コールドプレート装着前の状態を一部断面して示
す側面図、第２図はコールドプレート装着後の状態を一
部断面して示す側面図である。 図中、１はプリント基板、 ２はパンケージ、３はコ
ールドプレート、 ４は冷媒通路、 ５は伝導端子、
６はベローズ、 ７は接触片、８．８′は低融点金属
、をそれぞれ示す。
Claims (1)
- プリント基板と略同じ大きさで、冷媒が循環する冷媒
通路を有すると共に、上記プリント基板に搭載されたパ
ッケージに対応し設けられ上記冷媒通路と連通して立設
される伝導端子を有し構成されるコールドプレートと、
上記プリント基板とを対向配置してなる構造において、
上記伝導端子とパッケージを低融点金属により一体的に
密着固化したことを特徴とする集積回路部品パッケージ
の伝導冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219801A JPS6197953A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 集積回路部品パツケ−ジの伝導冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219801A JPS6197953A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 集積回路部品パツケ−ジの伝導冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197953A true JPS6197953A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16741246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59219801A Pending JPS6197953A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 集積回路部品パツケ−ジの伝導冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197953A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0246657A2 (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-25 | Hitachi, Ltd. | Integrated circuit chips cooling module having coolant leakage prevention device |
| EP0293297A2 (en) * | 1987-05-25 | 1988-11-30 | Fujitsu Limited | A system for cooling solid circuit components and a method for providing thermally conductive compound means therefor |
| US5325265A (en) * | 1988-11-10 | 1994-06-28 | Mcnc | High performance integrated circuit chip package |
| JP2008173245A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Polytec Design:Kk | クッション体およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP59219801A patent/JPS6197953A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0246657A2 (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-25 | Hitachi, Ltd. | Integrated circuit chips cooling module having coolant leakage prevention device |
| EP0293297A2 (en) * | 1987-05-25 | 1988-11-30 | Fujitsu Limited | A system for cooling solid circuit components and a method for providing thermally conductive compound means therefor |
| US5325265A (en) * | 1988-11-10 | 1994-06-28 | Mcnc | High performance integrated circuit chip package |
| JP2008173245A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Polytec Design:Kk | クッション体およびその製造方法 |
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