JPS63100759A - Ｉｃチツプの冷却装置 - Google Patents
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- JPS63100759A JPS63100759A JP61245227A JP24522786A JPS63100759A JP S63100759 A JPS63100759 A JP S63100759A JP 61245227 A JP61245227 A JP 61245227A JP 24522786 A JP24522786 A JP 24522786A JP S63100759 A JPS63100759 A JP S63100759A
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- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
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、ＩＣチップの冷却装置に関する。
高速情報処理装置は、高密度にチップが配列される。こ
の高速情報処理装置の性能１価格及び信頼性は、各チッ
プへの電力供給や各チップ間の信号伝送用の配線等、い
わゆるパッケージ技術に左右される。
の高速情報処理装置の性能１価格及び信頼性は、各チッ
プへの電力供給や各チップ間の信号伝送用の配線等、い
わゆるパッケージ技術に左右される。
また、高密度にチップが配列されると、単位体積あたり
大きな供給電力が必要になり、これに伴って相当の熱が
発生する。
大きな供給電力が必要になり、これに伴って相当の熱が
発生する。
この熱は、回路の正常動作に大きな影響を及ぼす。これ
をいかにして逃がすかが、パッケージ技術の最大の技術
課題といえる。
をいかにして逃がすかが、パッケージ技術の最大の技術
課題といえる。
この技術課題に対する従来の冷却装置〔米国特許４，３
２３，９１４ （１９８２年４月６日） （Ｕｎｉｔｅ
ｄ ８ｔａｔａｓＰａｔｅｎｔ ４，３２３，９１４
（Ａｐｒ、６．１９８２ ） ）に、液体金属を熱伝
導媒体として用いたものがある。第４図にその概要を示
す。
２３，９１４ （１９８２年４月６日） （Ｕｎｉｔｅ
ｄ ８ｔａｔａｓＰａｔｅｎｔ ４，３２３，９１４
（Ａｐｒ、６．１９８２ ） ）に、液体金属を熱伝
導媒体として用いたものがある。第４図にその概要を示
す。
第４図において、この冷却装置は、ＩＣチップｌと冷却
体４との間隙に液体熱伝導物質５を満たした構造になっ
ている。
体４との間隙に液体熱伝導物質５を満たした構造になっ
ている。
すなわち、ＩＣチップ１で発生した熱は、主として液体
熱伝導物質５を介して冷却体４に伝導され、冷却体４の
熱は強制水冷乃至他の冷却手段により外部へ放出される
。
熱伝導物質５を介して冷却体４に伝導され、冷却体４の
熱は強制水冷乃至他の冷却手段により外部へ放出される
。
なお、第４図における２は半田バンプ、３は配線基板、
９は液体熱伝導物質５を保持するためのウェルである。
９は液体熱伝導物質５を保持するためのウェルである。
上記従来の冷却装置では、ＩＣチップ１と冷却体４との
間隙に液体熱伝導物質５だけを満たす構造であるため、
この部分の熱抵抗は液体熱伝導物質５の熱伝導率に直接
依存する。一方、室温付近における液体熱伝導物質５の
熱伝導率は、固体のそれに比較し一般的に低い。このた
め、熱抵抗が高くなるという欠点があった。
間隙に液体熱伝導物質５だけを満たす構造であるため、
この部分の熱抵抗は液体熱伝導物質５の熱伝導率に直接
依存する。一方、室温付近における液体熱伝導物質５の
熱伝導率は、固体のそれに比較し一般的に低い。このた
め、熱抵抗が高くなるという欠点があった。
また、上記従来の冷却装置では、冷却装置組立の際、表
面張力で保持できる液体熱伝導物質５の量に限界が存在
する。これは、ＩＣチップ１と冷却体４の組立公差に限
界を生じ、とくに大面積の〔問題点を解決するための手
段〕 上記目的を達成するために本発明では、液体熱伝導物質
の中に、ＩＣチップか、冷却体のどちらかに固定した可
撓熱伝導物質を設ける装置構成とする点に特徴がある。
面張力で保持できる液体熱伝導物質５の量に限界が存在
する。これは、ＩＣチップ１と冷却体４の組立公差に限
界を生じ、とくに大面積の〔問題点を解決するための手
段〕 上記目的を達成するために本発明では、液体熱伝導物質
の中に、ＩＣチップか、冷却体のどちらかに固定した可
撓熱伝導物質を設ける装置構成とする点に特徴がある。
〔作用〕
このような構成により、ＩＣチップと冷却体間の熱抵抗
は、液体熱伝導物質と可撓熱伝導物質の両者の合成値と
なる。可撓熱伝導物質の材質に熱抵抗の低い固体を用い
ることにより、上記熱抵抗を小さくできる。
は、液体熱伝導物質と可撓熱伝導物質の両者の合成値と
なる。可撓熱伝導物質の材質に熱抵抗の低い固体を用い
ることにより、上記熱抵抗を小さくできる。
また、冷却装置組立の際、可撓熱伝導物質の湿潤性を利
用することにより、液体熱伝導物質をより多く保持でき
、組立公差を大きくすることが可能となる。
用することにより、液体熱伝導物質をより多く保持でき
、組立公差を大きくすることが可能となる。
以下、本発明の実施例を第１−第３図により説明する。
第１図は、本発明に係る冷却装置の断面図、第２図（ａ
）及び（ｂ）は、本発明に係る冷却装置の組立前の状態
を示す説明図、また同図（ｃ）は、該冷却装置の組立後
の状態を示す説明図、第３図（ａｌ （ｂｌ （ｃｌ
（ｄｌは本発明に係る可倒熱伝導物質の形状図である。
）及び（ｂ）は、本発明に係る冷却装置の組立前の状態
を示す説明図、また同図（ｃ）は、該冷却装置の組立後
の状態を示す説明図、第３図（ａｌ （ｂｌ （ｃｌ
（ｄｌは本発明に係る可倒熱伝導物質の形状図である。
第１−９３図において、ｌはＩＣチップ、２は半田バン
プ、３は配線基板、４は冷却体、５は液体熱伝導物質、
６は可撓熱伝導物質、７は冷却体４に形成されたぬれ性
のよい表面、８はＩＣチップｌに形成されたぬれ性のよ
い表面である。
プ、３は配線基板、４は冷却体、５は液体熱伝導物質、
６は可撓熱伝導物質、７は冷却体４に形成されたぬれ性
のよい表面、８はＩＣチップｌに形成されたぬれ性のよ
い表面である。
第１図において、ＩＣチップ１は配線基板３に半田バン
プ２によって電気的かつ機械的に接続されている。ＩＣ
チップ１の裏面に接近して冷却体４が設けられており、
両者の間に液体熱伝導物質５（たとえば、Ｈｇ、 Ｇａ
、 Ｉｎ 及びこれらの合金）が満されている。また
、その中には可撓熱伝導物質６（可撓熱伝導物質とは、
柔軟性を有する固体材料をいい、たとえば、Ｗ、 Ｍｏ
、 Ｎｉ、 Ｆｅ、 Ｃｕ及びこれらの合金を繊維状に
加工したもの）を混在させる。可撓熱伝導物質６は、Ｉ
Ｃチップｌか冷却体４のどちらかに固定する。また、Ｉ
Ｃチップ１の裏面とこれに対向する冷却体４の領域は、
液体熱伝導物質５に対しぬれ性のよい表面８．７をもつ
材質を用いるか処理を行ない、その周辺は逆にぬれ性を
悪くしておく。
プ２によって電気的かつ機械的に接続されている。ＩＣ
チップ１の裏面に接近して冷却体４が設けられており、
両者の間に液体熱伝導物質５（たとえば、Ｈｇ、 Ｇａ
、 Ｉｎ 及びこれらの合金）が満されている。また
、その中には可撓熱伝導物質６（可撓熱伝導物質とは、
柔軟性を有する固体材料をいい、たとえば、Ｗ、 Ｍｏ
、 Ｎｉ、 Ｆｅ、 Ｃｕ及びこれらの合金を繊維状に
加工したもの）を混在させる。可撓熱伝導物質６は、Ｉ
Ｃチップｌか冷却体４のどちらかに固定する。また、Ｉ
Ｃチップ１の裏面とこれに対向する冷却体４の領域は、
液体熱伝導物質５に対しぬれ性のよい表面８．７をもつ
材質を用いるか処理を行ない、その周辺は逆にぬれ性を
悪くしておく。
冷却装置を上記した構成にすることにより、熱媒体を液
体熱伝導物質５とこれより熱伝導率の大きな可撓熱伝導
物質６との複合物質とすることが出来、ＩＣチップ１と
冷却体４の間の熱抵抗を小さくできると、また、次に述
べるように組立公差を大きくすることが可能となる。
体熱伝導物質５とこれより熱伝導率の大きな可撓熱伝導
物質６との複合物質とすることが出来、ＩＣチップ１と
冷却体４の間の熱抵抗を小さくできると、また、次に述
べるように組立公差を大きくすることが可能となる。
第２図（ａ） 、 （ｂ）は本実施例の冷却装置の組立
前の状態を示したもので、同図（ａ）においては可撓熱
伝導物質６が冷却体４に固定されている。すなわち、本
実施例による構成では、可撓熱伝導物質６の湿潤性によ
り、より多くの液体熱伝導物質５を保持することが可能
となる。これは、多数のＩＣチップ１を同一配線基板３
に実装する場合、個々のＩＣチップｌと冷却体４の間隙
のバラツキを吸収するときの組立公差を大きくできるこ
とを意味する。
前の状態を示したもので、同図（ａ）においては可撓熱
伝導物質６が冷却体４に固定されている。すなわち、本
実施例による構成では、可撓熱伝導物質６の湿潤性によ
り、より多くの液体熱伝導物質５を保持することが可能
となる。これは、多数のＩＣチップ１を同一配線基板３
に実装する場合、個々のＩＣチップｌと冷却体４の間隙
のバラツキを吸収するときの組立公差を大きくできるこ
とを意味する。
同図（ｂ）の構成では、可撓熱伝導物質６がＩＣチップ
１に固定されているが、その機能は同図（ａｔの場合と
同じである。
１に固定されているが、その機能は同図（ａｔの場合と
同じである。
ところで、可撓熱伝導物質６の形状としては、第３図（
ａ） （ｂ） （ｃ） （ｄ）に示すものが挙げられる
。同図（ａ）は針状、（ｂ）はコイル状、（Ｃ）はクロ
スメツシュ、（ｄ）はランダムメツシュである。
ａ） （ｂ） （ｃ） （ｄ）に示すものが挙げられる
。同図（ａ）は針状、（ｂ）はコイル状、（Ｃ）はクロ
スメツシュ、（ｄ）はランダムメツシュである。
以上詳述した通り、本発明によるＩＣチップの冷却装置
によれば、ＩＣチップと冷却体間の熱媒体を液体熱伝導
物質及びこれより熱伝導率の大きな可撓熱伝導物質との
複合化を図ったため、その熱抵抗を大巾に低減させるこ
とが可能となった。
によれば、ＩＣチップと冷却体間の熱媒体を液体熱伝導
物質及びこれより熱伝導率の大きな可撓熱伝導物質との
複合化を図ったため、その熱抵抗を大巾に低減させるこ
とが可能となった。
また、ＩＣチップあるいは冷却体に可読熱伝導物質を固
定したため、液体熱伝導物質を多量に保持でき組立公差
を大きくすることが可能となった。
定したため、液体熱伝導物質を多量に保持でき組立公差
を大きくすることが可能となった。
これは、ＩＣチップの大面積化、ＩＣチップの高密度配
列化に対し、優れた組立性を有する。
列化に対し、優れた組立性を有する。
第１図は、本発明に係る冷却装置の断面図、第２図（ａ
） （ｂ）は、本発明に係る冷却装置の組立前の状態を
示す説明図、第２図（ｃ）は、本発明に係る冷却装置の
組立後の状態を示す説明図、第３図（ａ） （ｂ） （
ｃ）（ｄ）は、本発明に係る可撓熱伝導物質の形状図、
第４図は、従来の冷却装置の断面図である。 ｌ・・・ＩＣチップ ２・・・半田バンプ３・・・
配線基板 ４・・・冷却体５・・・液体熱伝導物
質 ６・・・可撓熱伝導物質７．８・・・ぬれ性のよい
表面 ・ ＼ 纂 １ 回 （Ｑ） ｄ）） ＋、４却ｎ ｓ めれ性＾よい褒品５３ 口 （銅 、ト） じ）（ｄ） こ −１丁に熱イテミＪ瓢物情義 ７ と−≧れイ・ミし、ご八−ｒい！６山 ４− 直
） （ｂ）は、本発明に係る冷却装置の組立前の状態を
示す説明図、第２図（ｃ）は、本発明に係る冷却装置の
組立後の状態を示す説明図、第３図（ａ） （ｂ） （
ｃ）（ｄ）は、本発明に係る可撓熱伝導物質の形状図、
第４図は、従来の冷却装置の断面図である。 ｌ・・・ＩＣチップ ２・・・半田バンプ３・・・
配線基板 ４・・・冷却体５・・・液体熱伝導物
質 ６・・・可撓熱伝導物質７．８・・・ぬれ性のよい
表面 ・ ＼ 纂 １ 回 （Ｑ） ｄ）） ＋、４却ｎ ｓ めれ性＾よい褒品５３ 口 （銅 、ト） じ）（ｄ） こ −１丁に熱イテミＪ瓢物情義 ７ と−≧れイ・ミし、ご八−ｒい！６山 ４− 直
Claims (1)
- １、ＩＣチップと冷却体との間隙に、そのどちらか一方
に固定された可撓熱伝導物質を設けるとともに、該間隙
を液体熱伝導物質で満したことを特徴とするＩＣチップ
の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245227A JPS63100759A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | Ｉｃチツプの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245227A JPS63100759A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | Ｉｃチツプの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100759A true JPS63100759A (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=17130540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61245227A Pending JPS63100759A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | Ｉｃチツプの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63100759A (ja) |
Cited By (10)
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-
1986
- 1986-10-17 JP JP61245227A patent/JPS63100759A/ja active Pending
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