JPH0218995A - 冷却モジュール - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 冷却プレートによって基板に実装された半導体素子の冷
却を行う冷却モジュールに関し、冷却プレートおよび基
板に生じる歪みを防ぐことを目的とし、 密封部に連通される気体貯溜部屋を設け、該気体貯溜部
屋が膨張されることで該密封部と外気との圧力の差によ
って該密封部の気体が該気体貯溜部屋に排気される圧力
調整器を具備するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は冷却プレートによって基板に実装された半導体
素子の冷却を行う冷却モジュールに関する。

近年、電子機器に用いられる半導体素子は高密度実装化
、超高速化が図られるようになり、安定した稼働を得る
ためには冷却装置によって半導体素子を冷却することが
行われるようになった。

このような冷却装置としては、冷水などの冷媒が循環さ
れる冷却プレートに冷却素子を配列し、それぞれの冷却
素子を基板に実装された半導体素子の表面に当接させ、
冷却素子を介して冷却が行われるように構成された、冷
却モジュールが一般に知られている。

したがって、このような冷却モジュールでは冷却プレー
トに設けられた冷却素子が半導体素子の表面に確実に密
着されていなければ冷却効率が低下する。

そこで、冷却効率の向上を図るためには、冷却素子と半
導体素子との密着性が重要となる。

〔従来の技術〕

従来は第３図の従来の説明図に示すように構成されてい
た。第３図の（ａ）は斜視図、　（ｂ）　（ｃ）は側面
断面図である。

第３図の（ａ）　（ｂ）に示すように、半導体素子４を
実装したセラミックなどの絶縁材より成る基板３ザ にスペー具５を介して冷却素子２が固着されたアルミ、
ステンレスなどの良熱伝導材より成る冷却プレー目をポ
ル目１の螺着によって係止するように構成され、それぞ
れの冷却素子２の先端が半導体素子４の表面に合致し、
圧接されるように形成されている。

また、スペーサ５にはシール材工０が設けられ、基板３
と冷却プレー目との当接部が密封され、基板３と冷却プ
レート１と間に密封部６を形成することで、密封部６に
おける気体の成分を所定の条件にすることで半導体素子
４の駆動雰囲気が変ることのないようにするため、半導
体素子４が実装された基板３の表面に外気が取り込まれ
ることがないように形成されている。

そこで、冷却プレート１の供給口ＩＡより矢印へのよう
に冷媒が供給され、排出口ＩＢより矢印Ｂのように冷媒
が排出されることでそれぞれの冷却素子２に冷媒が循環
され、半導体素子４の冷却が行われる。

したがって、このように構成することで、半導体素子４
が安定した駆動で、しかも、長寿命が図られるように配
慮されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような密封部６を形成すると、第３図の（
ｃ）に示すように、平地での工場で組み立てを行ったも
のを気圧の低い高地に設置した場合、または、空輸を行
った場合は外気の圧力に対して密封部６の内部の圧力が
高くなり、基板３がＦ２方向に、また、冷却プレート１
がＦ１方向に膨らむ傾向になる。

したがって、基板３および冷却プレート１に歪みが生じ
、冷却素子と半導体素子との密着性が悪くなり、冷却効
率が低下したり、また、最悪時は基板３に亀裂が発生す
るなどの問題を有していた。

そこで、本発明では、冷却プレートおよび基板に生じる
歪みを防ぐことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図に示すように、密封部に連通される気体貯溜部屋
を設け、該気体貯溜部屋が膨張されることで該密封部と
外気との圧力の差によって該密封部の気体が該気体貯溜
部屋に排気される圧力調整器を具備するように構成する
。

このように構成することによって前述の課題は解決され
る。

〔作用〕

即ち、密封部に連通される気体貯溜部屋を設け、基板お
よび冷却プレートに加わる外気の圧力より密封部の圧力
が高くなった場合は、気体貯溜部屋の膨張によって密封
部の気体が気体貯溜部屋に排気されるように形成したも
のである。

したがって、密封部と外気との圧力の差によって基板お
よび冷却プレートが歪むことがなくなり、従来のような
、冷却効率の低下および基板の損傷を防ぐことができる
。

〔実施例〕

以下本発明を第２図を参考に詳細に説明する。

第２図は本発明による一実施例の説明図で、（ａ）は斜
視図、　（ｂｌ）　（ｂ２）は説明図である。企図を通
じて、同一符号は同一対象物を示す。

第２図の（ａ）に示すように、スペーサ５の所定個所に
貫通穴５Ａを設け、貫通穴５Ａには圧力調整器７のフラ
ンジ７Ｃがシール材１２を介してネジ１３によって固着
されるようにしたもので、その他は前述と同じ構成であ
る。

また、圧力調整器７は伸縮可能なベローズ７Ａに管７Ｂ
が接続されることで形成され、ベローズ７Ａの内部には
管７Ｂを通して密封部６に連通される気体貯溜部屋８が
形成されている。

そこで、前述のような基板３と、冷却プレート１との間
に形成された密封部６と外気との圧力に差が生じるよう
、密封部６に於ける圧力が上昇した場合は（ｂｌ）の状
態から（ｂ２）示す状態に圧力調整器７のベローズ７Ａ
が膨張し、密封部６から気体貯溜部屋８に気体を排出さ
せることが行われる。

したがって、密封部６の圧力の上昇は気体貯溜部屋８の
吸収によって緩和され、基板３および冷却プレート１は
密封部６が圧力によって押し出されることがなくなり、
歪みの発生を防ぐことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、基板と冷却プレート
との間に形成された密封部に於ける圧力の上昇によって
密封部の気体が気体貯溜部屋８に取り込まれ、密封部の
圧力の上昇を抑止するようにしたものである。

したがって、従来のような基板３および冷却プレー目に
歪みが生じることを防ぐことができ、冷却効率の低下、
または、基板の損傷を防ぐことができ、実用的効果は大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。 第２図は本発明による一実施例の説明図で、（ａ）は斜
視図、　（ｂｌ）　（ｂ２）は説明図。 第３図は従来の説明図で、（ａ）は斜視図、　（ｂ）　
（ｃ）は側面断面図を示す。 図において、 は冷却プレート。 は基板。 はスペーサ。 は圧力調整器。 ２は冷却素子。 ４は半導体素子。 ６は密封部。 ８は気体貯溜部屋を示す。 、ント・老εＢのＰ、埋言ＬＢ月　Ｄヨ第１　凹 （θ少 （し１） （しＺノ オじも６月（二Ｊろ一寅カセ１４列の言乞明霞すっ口 従来の設朗図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 冷却素子（２）が配列された冷却プレート（１）と、半
   導体素子（４）が配列された基板（３）と、一方に該冷
   却プレート（１）が、他方に該基板（３）が密着される
   スペーサ（５）とを備え、該スペーサ（５）を介して対
   向した該冷却プレート（１）と該基板（３）との間に密
   封部（６）を形成することで、それぞれの該冷却素子（
   ２）と該半導体素子（４）とが当接される冷却モジュー
   ルにおいて、 前記密封部（６）に連通される気体貯溜部屋（８）を設
   け、該気体貯溜部屋（８）が膨張されることで該密封部
   （６）と外気との圧力の差によって該密封部（６）の気
   体が該気体貯溜部屋（８）に排気される圧力調整器（７
   ）を具備することを特徴とする冷却モジュール。