JPS6245051A - 集積回路の冷却装置 - Google Patents
集積回路の冷却装置Info
- Publication number
- JPS6245051A JPS6245051A JP60183883A JP18388385A JPS6245051A JP S6245051 A JPS6245051 A JP S6245051A JP 60183883 A JP60183883 A JP 60183883A JP 18388385 A JP18388385 A JP 18388385A JP S6245051 A JPS6245051 A JP S6245051A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrated circuit
- cooling
- cooling container
- thermally conductive
- conductive fluid
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路、殊にＬＳＩパッケージの冷
却装置に関するものである。
却装置に関するものである。
従来よシ、ＬＳＩパッケージの冷却技術として、例えば
、アイ・イー・イー・イーｒｌＥＥＥ ＩＣＣＤ８３
」に報告された論文、アイ・ビー・エム４３８１モジユ
ールｒＮＷ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＡＮＤ ＥＸＴＥＲＮ
ＡＬＣＯＯＬＩＮＧ ＥＮＨＡＮＣＥＭＥＮＴＳ
ＦＯＲＴＨＥ ＡＩＲＣＯＯＬＥＤ ＩＢＭ ４３８
１ ＭＯＤＵＬ ＢＪがある。すなわち、基板上に実装
され次第積回路とこの集積回路に対向する冷却板との間
には微小ギャップが存在し、この微小ギャップの寸法に
よってその冷却特性が左右され、微小ギャップを狭くす
ることが熱抵抗の低下につながる。微小ギャップを０．
２ｍＫ保って、そのギャップに熱伝導性コンパウッドを
充填し九時、集積回路と冷却板との間の熱抵抗は９℃／
Ｗと報告されている。
、アイ・イー・イー・イーｒｌＥＥＥ ＩＣＣＤ８３
」に報告された論文、アイ・ビー・エム４３８１モジユ
ールｒＮＷ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＡＮＤ ＥＸＴＥＲＮ
ＡＬＣＯＯＬＩＮＧ ＥＮＨＡＮＣＥＭＥＮＴＳ
ＦＯＲＴＨＥ ＡＩＲＣＯＯＬＥＤ ＩＢＭ ４３８
１ ＭＯＤＵＬ ＢＪがある。すなわち、基板上に実装
され次第積回路とこの集積回路に対向する冷却板との間
には微小ギャップが存在し、この微小ギャップの寸法に
よってその冷却特性が左右され、微小ギャップを狭くす
ることが熱抵抗の低下につながる。微小ギャップを０．
２ｍＫ保って、そのギャップに熱伝導性コンパウッドを
充填し九時、集積回路と冷却板との間の熱抵抗は９℃／
Ｗと報告されている。
しかしながら、このようなＬＳＩパッケージにおいては
、該ＬＳＩパッケージの構成部品をなす基板。
、該ＬＳＩパッケージの構成部品をなす基板。
集積回路、冷却板等に寸法誤差かあ〕、組立の際に生ず
る組立誤差も合わせると、その誤差の累積値は１００〜
２００μｍにも違する。つ１．９、この誤差の累積値よ
ルも微小ギャップを狭く設計すると。
る組立誤差も合わせると、その誤差の累積値は１００〜
２００μｍにも違する。つ１．９、この誤差の累積値よ
ルも微小ギャップを狭く設計すると。
集積回路と冷却板とが接触し破損してしまう虞れが有夛
、したがって微小ギャップを誤差の累積値よりも狭くす
ることができなかった。このため、従来の冷却構造では
、熱抵抗の改善に限度があシ。
、したがって微小ギャップを誤差の累積値よりも狭くす
ることができなかった。このため、従来の冷却構造では
、熱抵抗の改善に限度があシ。
大幅々熱抵抗の低減を達成することができなかった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
硬化することにより体積収縮する熱伝導性流体を冷却容
器に蓄え、回路基板の一方の面に装着された集積回路を
冷却容器の熱伝導性流体層内に浸漬し、回路基板を保持
する基板保持部材を冷却容器に載置すると共に、熱伝導
性流体の体積収縮により集積回路と熱伝導性流体ノー表
面との間に微小ギャップを形成するようにしたものであ
る。
硬化することにより体積収縮する熱伝導性流体を冷却容
器に蓄え、回路基板の一方の面に装着された集積回路を
冷却容器の熱伝導性流体層内に浸漬し、回路基板を保持
する基板保持部材を冷却容器に載置すると共に、熱伝導
性流体の体積収縮により集積回路と熱伝導性流体ノー表
面との間に微小ギャップを形成するようにしたものであ
る。
〔作用〕
したがって、この発明による冷却装置によれば、熱伝導
性流体の体積収縮により、集積回路と熱伝導性流体層表
面との間に微小ギャップが形成される。
性流体の体積収縮により、集積回路と熱伝導性流体層表
面との間に微小ギャップが形成される。
以下１本発明に係る集積回路の冷却装置ｉを詳細に説明
する。図は、この冷却装置の一実施例を示すＬＳＩパッ
ケージの側断面図である。同図において、１は冷却容器
、２はこの冷却容器１に蓄えられ冷却固化した半田層、
３は回路基板４に実装された複数個の集積回路（ＬＳＩ
）である。集積回路３と半田層２の表面とは寸法りの微
小ギャップ８を隔てて対向しておシ、回路基板４の外周
縁部は基板枠５に強固に固着され、基板枠５は固定ねじ
６．６を用いて冷却容器１に一体的に固定されている。
する。図は、この冷却装置の一実施例を示すＬＳＩパッ
ケージの側断面図である。同図において、１は冷却容器
、２はこの冷却容器１に蓄えられ冷却固化した半田層、
３は回路基板４に実装された複数個の集積回路（ＬＳＩ
）である。集積回路３と半田層２の表面とは寸法りの微
小ギャップ８を隔てて対向しておシ、回路基板４の外周
縁部は基板枠５に強固に固着され、基板枠５は固定ねじ
６．６を用いて冷却容器１に一体的に固定されている。
冷却容器１には、水冷ジャケット１が固着されておシ、
この水冷ジャケットｌの空洞部１ａＫ冷却水を通して水
冷としている。
この水冷ジャケットｌの空洞部１ａＫ冷却水を通して水
冷としている。
次に、このように構成されたＬＳＩパッケージにおける
微小ギャップ８の実現方法について説明する。すなわち
、角皿状の冷却容器１内に所定量の溶融半田を蓄え、冷
却容器１を加熱しながら、溶融半田層内に集積回路３を
上方から浸漬する。っまシ、基板枠５の外周縁下端面５
ａと冷却容器１の外周縁下端面１ａとを当接させ、基板
枠５を冷却容器１に載置し、回路基板４０図で下方の面
に装着された集積回路３を溶融半田層内に浸漬保持する
。この時、ナベての集積回路３の表面が溶融半田に接触
する散が溶融半田の最低必要量である。
微小ギャップ８の実現方法について説明する。すなわち
、角皿状の冷却容器１内に所定量の溶融半田を蓄え、冷
却容器１を加熱しながら、溶融半田層内に集積回路３を
上方から浸漬する。っまシ、基板枠５の外周縁下端面５
ａと冷却容器１の外周縁下端面１ａとを当接させ、基板
枠５を冷却容器１に載置し、回路基板４０図で下方の面
に装着された集積回路３を溶融半田層内に浸漬保持する
。この時、ナベての集積回路３の表面が溶融半田に接触
する散が溶融半田の最低必要量である。
集積回路３には、溶融半田層に″浸漬する前に予め半田
ぬれ防止を行なっておき、集積回路３を浸漬した後、即
ち基板枠５を冷却容器１に載置した後、冷却容器１への
加熱を中断する。この加熱の中断によ）、冷却容器１内
の溶融半田の温度は徐々に低下し、この温度低下により
溶融半田が体積収縮しながら冷却固化する。集積回路３
には半田ぬれ防止が施されているため、固化した半田層
２の表面に集積回路３との間には、溶融半田の体積収縮
により、微小ギャップ８が形成される。そして、基板枠
５を冷却容器１よシ一旦分離し、分解洗浄等を行なった
後、再び基板枠５の外周縁下端面５ａと冷却容器１の外
周縁上端面１ａとを当接させ、即ち基板枠５を冷却容器
１に載置し１両者を固定ねじ６，６を用いて一体的に固
定する。このようにして、集積回路３と半田層２の表面
との間に溶融半田の体積収縮により決定される寸法りの
微小ギャップ８が実現される。この微小ギャップ８は。
ぬれ防止を行なっておき、集積回路３を浸漬した後、即
ち基板枠５を冷却容器１に載置した後、冷却容器１への
加熱を中断する。この加熱の中断によ）、冷却容器１内
の溶融半田の温度は徐々に低下し、この温度低下により
溶融半田が体積収縮しながら冷却固化する。集積回路３
には半田ぬれ防止が施されているため、固化した半田層
２の表面に集積回路３との間には、溶融半田の体積収縮
により、微小ギャップ８が形成される。そして、基板枠
５を冷却容器１よシ一旦分離し、分解洗浄等を行なった
後、再び基板枠５の外周縁下端面５ａと冷却容器１の外
周縁上端面１ａとを当接させ、即ち基板枠５を冷却容器
１に載置し１両者を固定ねじ６，６を用いて一体的に固
定する。このようにして、集積回路３と半田層２の表面
との間に溶融半田の体積収縮により決定される寸法りの
微小ギャップ８が実現される。この微小ギャップ８は。
構成部品の寸法精度および組立精度の規制を受けない非
常に狭い間隙であシ、誤差の累積値よシも狭くなシ得る
。したがって、従来の冷却構造に比して大幅な熱抵抗の
低減を図ることが可能となる。
常に狭い間隙であシ、誤差の累積値よシも狭くなシ得る
。したがって、従来の冷却構造に比して大幅な熱抵抗の
低減を図ることが可能となる。
尚１本実施例においては、冷却容器１に溶融半田を蓄、
ｔＪ後、冷却容器１を加熱するようにしたが、冷却容器
１に前もって所定量の半田を融着させておき、この融着
した半田を加熱し、融解させるような方法をとってもよ
い。″また、本実施例においては、微小ギャップ８を形
成するために溶融半田の冷却固化による体積収縮を利用
したが、必ずしも溶融半田でなくともよく、硬化するこ
とにより体積収縮する熱伝導性流体であれば、他の流体
を用いてもよい。また、微小ギャップ８に熱伝導性フン
バウンドを充填するようにすれば、さらに良好な冷却特
性を得ることができ、冷却容器１にフィンを装着するよ
うにすれば空冷化も容易に可能である。
ｔＪ後、冷却容器１を加熱するようにしたが、冷却容器
１に前もって所定量の半田を融着させておき、この融着
した半田を加熱し、融解させるような方法をとってもよ
い。″また、本実施例においては、微小ギャップ８を形
成するために溶融半田の冷却固化による体積収縮を利用
したが、必ずしも溶融半田でなくともよく、硬化するこ
とにより体積収縮する熱伝導性流体であれば、他の流体
を用いてもよい。また、微小ギャップ８に熱伝導性フン
バウンドを充填するようにすれば、さらに良好な冷却特
性を得ることができ、冷却容器１にフィンを装着するよ
うにすれば空冷化も容易に可能である。
以上説明したように本発ＢＡＫよる集積回路の冷却装置
によると、ＦＡ伝導性流体層内に集積回路を浸漬し、熱
伝導性流体の体積収縮によル、集積回路と熱伝導性流体
層表面との間に微小ギャップを形成するようにしたので
、構成部品の寸法８度および組立８度の規制を受けない
非常に狭い間隙を集塊することができ、とのＭＪｙ！、
は誤差の累積値よシも狭くな）得、シｆｃがって従来に
比して大幅な熱抵抗の低減を図ることが可能となる。３
によると、ＦＡ伝導性流体層内に集積回路を浸漬し、熱
伝導性流体の体積収縮によル、集積回路と熱伝導性流体
層表面との間に微小ギャップを形成するようにしたので
、構成部品の寸法８度および組立８度の規制を受けない
非常に狭い間隙を集塊することができ、とのＭＪｙ！、
は誤差の累積値よシも狭くな）得、シｆｃがって従来に
比して大幅な熱抵抗の低減を図ることが可能となる。３
図は本発明に係る集積回路の冷却装置の一実施例を示す
ＬＳＩハッケージのｆｉｌｌ Ｍ面図である。 １・・・・冷却容器、２・・・・半田層、３・・・・集
積回路、４・・・・回路基板、５・・・・基板枠、８・
・・・微小ギャップ。
ＬＳＩハッケージのｆｉｌｌ Ｍ面図である。 １・・・・冷却容器、２・・・・半田層、３・・・・集
積回路、４・・・・回路基板、５・・・・基板枠、８・
・・・微小ギャップ。
Claims (1)
- 硬化することにより体積収縮する熱伝導性流体を蓄えて
なる冷却容器と、回路基板の一方の面に装着され前記冷
却容器の熱伝導性流体層内に浸漬される集積回路と、前
記回路基板を保持すると共に前記冷却容器に載置される
基板保持部材とを備え、前記熱伝導性流体の体積収縮に
より前記集積回路と熱伝導性流体層表面との間に微小ギ
ャップを形成したことを特徴とする集積回路の冷却装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183883A JPS6245051A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 集積回路の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183883A JPS6245051A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 集積回路の冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6245051A true JPS6245051A (ja) | 1987-02-27 |
| JPH0426550B2 JPH0426550B2 (ja) | 1992-05-07 |
Family
ID=16143489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60183883A Granted JPS6245051A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 集積回路の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6245051A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115147A (ja) * | 1987-10-28 | 1989-05-08 | Nec Corp | 集積回路の冷却装置の製造方法 |
| US5402004A (en) * | 1990-08-14 | 1995-03-28 | Texas Instruments Incorporated | Heat transfer module for ultra high density and silicon on silicon packaging applications |
-
1985
- 1985-08-23 JP JP60183883A patent/JPS6245051A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115147A (ja) * | 1987-10-28 | 1989-05-08 | Nec Corp | 集積回路の冷却装置の製造方法 |
| US5402004A (en) * | 1990-08-14 | 1995-03-28 | Texas Instruments Incorporated | Heat transfer module for ultra high density and silicon on silicon packaging applications |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426550B2 (ja) | 1992-05-07 |
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