JPS6336695Y2 - - Google Patents

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JPS6336695Y2
JPS6336695Y2 JP1983044995U JP4499583U JPS6336695Y2 JP S6336695 Y2 JPS6336695 Y2 JP S6336695Y2 JP 1983044995 U JP1983044995 U JP 1983044995U JP 4499583 U JP4499583 U JP 4499583U JP S6336695 Y2 JPS6336695 Y2 JP S6336695Y2
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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
    • H01L23/46—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
    • 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

Description

【考案の詳細な説明】 考案の背景 本考案は一般に電気的物品の熱交換に関し、殊
に複数の集積回路チツプを含むモジユールの冷却
に関する。
集積回路チツプの温度は、適切な機能、信頼
性、及び耐用寿命を確保するために特定の限界以
下に保持しなければならない。集積回路技術の傾
向はチツプ当りにより多くの回路を詰め込む方向
にあり、それはチツプ当りの発熱量を増大させる
傾向にある。またシステム設計者は、チツプ間の
相互接続に於ける伝導遅延を少なくするために、
複数のチツプをより近接して装着している。これ
らの傾向と設計は熱フラツクス（heat flux）即
ち単位面積当りの濃度（power）を増大させ、新
たな冷却技術を必要にさせる。
発熱素子の伝導冷却では、熱伝導媒体（固体）
が発熱素子と接触して配置される。該媒体もしく
はそれと接触する他の素子は、発熱素子に比して
より大きい表面積を持つており、それによつて熱
はその表面積から、より容易に消散せしめられ
る。表面積からの熱消散を促進させるために、流
体を熱消散表面上で移動させて対流によつて熱を
運び去るよう流体を熱伝達媒体として屡々用いら
れる。以上より、発熱素子と熱伝導媒体との間
に、より大きい面接触があれば熱伝達が促進され
ることは極めて明白である。
チツプの密集体の冷却を促進するための多重チ
ツプ熱伝達モジユールの開発は、冷却媒体によつ
て対流冷却されているモジユールハウジングの部
分に対する熱伝導路を与え、各々が一つのチツプ
と接触している弾性的に押しやられている複数の
ピストンを含めて様々な伝達冷却技術をもたらし
た。
該技術は、該ピストンをヘリウムガス内に封入
して伝達冷却を助長させることによつて更に促進
された。また、空気、水、フルオロカーボン等の
冷却材がハウジング内にポンプで給送されてい
た。
斯かるピストンは、ピストンの剛性によるピス
トンの寸法形状に拘りなく熱伝達に限界がある。
例えば、ピストンが彎曲した接触面を持つていれ
ば、比較的平らなチツプ表面との限られた点接触
により熱伝達の減少をもたらす。ピストンもまた
比較的平らな接触面を持つている場合には、点接
触を避けるために、ピストンとチツプとの接触面
を実質的に整列させなければならない。
今日の液体冷却システムの主たる問題は、プロ
セツサ・キヤビネツト等に接続されるべき外部配
管を必要とし、特別の流体給送システムを必要と
し、また斯かる流体接続の故に損傷したボードの
修理が困難となることである。
以上は公知先行技術の限界を説明している。従
つて上述の限界の一つ以上を克服するための代替
装置を提供することが有用であることは明白であ
る。従つて適切な代替装置が本考案によつて提供
されており、以下にその特徴を説明する。
考案の要約 本考案の一面に於て、少なくとも一つのボード
と、そのボード上に複数のチツプとを収納してい
るハウジングを有する集積回路チツプを冷却する
装置を提供することによつて、上記の問題を解決
している。チツプは各々が実質的に平らな表面を
有し、その表面はハウジング内に延長している。
熱伝導板はチツプに近接してハウジング内に装着
されている。冷板は熱伝導板と当接してハウジン
グ内に装着されている。冷板はその中に液体冷却
材用の通路を持つており冷却材をハウジングに案
内する。可撓性導体が熱伝導板に結合されてチツ
プから熱を伝導させる。該導体は流体冷却材を含
んでいる上記通路と連通して液体を導通する。冷
却材コイルは冷板に結合され、液体冷却材がコイ
ルと冷板とを流過させる手段が設けられている。
以下に添附図面を参照しつゝ本考案を更に詳細
に説明する。
好適な具体例の詳細な説明 概括的に１０で示された熱伝導モジユールを含
む集積回路チツプ冷却用装置が図面に示されてい
る。モジユール１０は、冷板１４を組込んだハウ
ジング組立体１２を有する。モジユール１０の構
造は対称的であつて、冷板１４の両側は相同であ
り、従つて第２図に於て冷板１４の上側にあるモ
ジユール１０の構造についてのみ詳述する。冷板
１４は、その上側面を熱伝導板１６に当接してい
る。複数のチツプ２０を有するボード１８は、ボ
ード１８の一側に当接しているハウジング周縁部
１２ａにより熱伝導板１６に近接して位置づけら
れており、ボード１８の他側はハウジングカバー
２２と当接している。熱伝導板１６とボード１８
との間の空間もしくは空洞は、熱伝導板１６がチ
ツプ２０と接触してはいないが、近接していると
考えられる程に小さい。ベローズ３４の如き可撓
性手段が熱伝導板１６に取付けられている。第２
図のモジユール１０は冷板１４を含むよう構成さ
れ得る。各モジユール１０は閉鎖ループをなす冷
却材コイルを含み、後に詳述するように液体冷却
材を循環させるよう冷板１４と結合されている。
また第１図のマルチモジユラー・ユニツト２４は
複数のモジユラーハウジング１２を含むことが出
来、その各々は別個の電気的コネクタ２６を有す
る。
第２図の冷板１４は、アルミニウムその他の適
当な材料で出来ており、その中に液体冷却材通路
２８が形成されて、冷却材をハウジング１２内で
案内する。複数の孔３０が冷板１４に形成され
て、通路２８と液体を導通させるよう連通してい
る。
ボード１８とそれに関連づけられたチツプ２０
は良く知られており、各チツプ２０はハウジング
１２の空洞６０内に延長する実質的に平らな表面
４０を持つている。
熱伝導板１６は銅もしくはその他の適当な材料
で出来ており、孔３０と部分的に重畳している複
数の孔３２を有し、それによつてベローズ３４に
液体冷却材が入り込むようになつている。
ベローズ３４は、ニツケル、ベリリウム銅、そ
の他の適当な材料で形成されており、孔３２に於
て熱伝達板１６に対して第１の開放端３６に半田
づけ、ロー付けその他の適当な結合方法で結合さ
れている。第２の閉鎖端３８は、ベローズ３４の
固有の可撓性あるいは軸方向及びそれと角度を持
つた方向への融通性によりチツプ２０の平らな表
面４０と面接触して押し付けられるよう実質的に
平らになつている。斯くてベローズ３４はチツプ
２０から熱を導き出す。
ハウジング・カバー２２は、アルミニウムその
他の適当な材料で出来ており、冷板１４、熱伝導
板１６及びボード１８をそれらの相対位置に保持
する。
銅、アルミニウムその他の適当な材料で出来た
冷却材コイル４２は冷板１４（第３図）と液体を
導通するよう結合されており、適当な材料で出来
ている熱伝達フイン４４はコイル４２に結合され
ている。斯くてコイル４２とフイン４４とは熱交
換器を構成している。コイル４２の第１の端部４
６は通路２８の入口４８と接続し、コイル４２の
第２の端部５０は通路２８の出口５２と接続して
いる。フイン４４は自然の又は強制的な空気対流
により冷却され得る。このように、各モジユール
１０は、夫々入口及び出口４８，５２に於て、冷
板１４に接続された閉鎖ループ冷却材コイル４２
を含み、外部配管を不要にしている。
良く知られているように、一方向チエツクバル
ブ５６を有するソリツト・ステート・ポンプ５４
は、通路２８を介して、本例では水である冷却材
を押しやる手段としてコイル４２の第１の端部４
６と入口４８とを相互接続している。周知の一方
向チエツクバルブ５６は、出口５２とコイル４２
の第２の端部５０とを相互接続して、液体冷却材
の所望の移動を保証する。
線図的に示されている電気的接続５８はポンプ
５４をコネクタ２６及び／又はボード１８と相互
接続させることが出来、ポンプ５４を駆動するた
めの動力を与える。
必要ならば、ヘリウムの如き不活性液体を空洞
６０内に入れて、チツプ２０の冷却を促進しても
良い。
使用の際、熱はチツプ２０からベローズ３４に
伝達される。ベローズ３４及び通路２８に於ける
熱対流は、ポンプ５４により液体が流過している
熱交換コイル４２によつて促進される。
都合の良いことに、ボード１８は、内蔵された
液体冷却材の流れを妨げたり、冷却材を処理する
ことなしに交換し得る。個々のモジユール１０は
外部液体接続を操作することなしに他の同様なモ
ジユール１０と交換できる。冷却材は比較的低圧
で循環され得る。液体冷却材を送り出し冷却する
ために、別個のユニツトを必要としない。ベロー
ズ３４は熱伝達媒体を与え、それはチツプ表面に
対して軸方向及び傾斜方向に融通性がある。斯く
て、媒体と熱を持つたチツプとの間に面接触を実
質的に増大させる。
【図面の簡単な説明】
第１図はマルチモジユラー・ユニツト内に複数
のモジユラー冷却ハウジングの具体例が組込まれ
た状態を一部分を破断して示している斜視図、第
２図は第３図の２−２線に於けるハウジングの一
つを部分的に線図で示した断面図、第３図は第１
図に於ける矢印３，３の方向で観察した部分的に
線図で示した拡大図である。 符号の説明、１０：熱伝導モジユール、１２：
ハウジング組立体、１４：冷板、１６：熱伝導
板、１８：ボード、２０：チツプ、２２：ハウジ
ングカバー、２４：マルチモジユラー・ユニツ
ト、２６：電気的コネクタ、２８：液体冷却材通
路、３０：孔、３２：孔、３４：ベローズ、３
６：開放端、３８：閉鎖端、４０：平らな表面、
４２：冷却材コイル、４４：フイン、４６：第１
の端部、４８：入口、５０：第２の端部、５２：
出口、５４：ソリツドステート・ポンプ、５６：
一方向チエツクバルブ、５８：電気的接続、６
０：空洞。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ハウジングが設けられており、 ハウジング内において入口と出口を有する流
    体冷却材の通路を形成する冷板が設けられてお
    り、 冷板に接触しかつそれにより間隔をあけた１
    対の対向する熱伝導板が設けられており、これ
    ら熱伝導板は、前記通路に隣接しており、かつ
    流体を通路に連通する開口を有し、 それぞれの熱伝導板に組合わされたボードが
    設けられており、このボードは、それぞれのボ
    ードとそれぞれの熱伝導板の間に空洞を形成す
    るハウジングの部分によつて熱伝導板から離さ
    れており、 それぞれのボードにチツプが取付けられてお
    り、これらチツプは、隣接する一方の空洞内へ
    延びており、 それぞれの熱伝導板にベローズが接続されて
    おり、流体をそれぞれの開口に連通させ、これ
    らベローズは、隣接する一方の空洞内に延びて
    おり、対応するチツプと可とう的に接触してお
    り、 冷却材を内蔵する冷却材コイルが設けられて
    おり、このコイルの第１の端部は前記入口に接
    続され、かつ第２の端部は前記出口に接続され
    ており、 前記通路を通して冷却材を送るためコイルに
    接続された手段が設けられており、かつ、 それぞれの入口と出口の近くにおいてコイル
    に一方向チエツクバルブが接続されている ことを特徴とする、集積回路チツプの冷却装
    置。 (2) 複数のフインがコイルに接続されている、実
    用新案登録請求の範囲第１項記載の装置。 (3) それぞれの空洞内に不活性流体を含む、実用
    新案登録請求の範囲第１項記載の装置。
JP1983044995U 1982-06-09 1983-03-30 集積回路チツプの冷却装置 Granted JPS5977237U (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/386,484 US4468717A (en) 1982-06-09 1982-06-09 Apparatus for cooling integrated circuit chips
US386484 2006-03-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5977237U JPS5977237U (ja) 1984-05-25
JPS6336695Y2 true JPS6336695Y2 (ja) 1988-09-28

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ID=23525769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1983044995U Granted JPS5977237U (ja) 1982-06-09 1983-03-30 集積回路チツプの冷却装置

Country Status (3)

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US (1) US4468717A (ja)
JP (1) JPS5977237U (ja)
CA (1) CA1192317A (ja)

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