JPH0311547B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0311547B2 JPH0311547B2 JP59013006A JP1300684A JPH0311547B2 JP H0311547 B2 JPH0311547 B2 JP H0311547B2 JP 59013006 A JP59013006 A JP 59013006A JP 1300684 A JP1300684 A JP 1300684A JP H0311547 B2 JPH0311547 B2 JP H0311547B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- heat transfer
- printed board
- heat exchanger
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
- H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
- H10W40/475—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling using jet impingement
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/77—Auxiliary members characterised by their shape
- H10W40/772—Bellows
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、プリント板の両面に半導体等の集積
回路を実装し、両面実装プリント板上の集積回路
をプリント板の両側に設けた冷却板により冷却す
るようにした冷却方式に関するものである。
回路を実装し、両面実装プリント板上の集積回路
をプリント板の両側に設けた冷却板により冷却す
るようにした冷却方式に関するものである。
第１図は従来の冷却方式の１例を示すものであ
つて、１は冷却板、２はプリント板、３は半導体
装置（集積回路）、４は可変形性伝熱体（サーマ
ル・コンパウンド、エラストマー等）をそれぞれ
示している。冷却板１の中には液体流通孔が設け
られ、この中に液体冷媒、例えば水やフルオロカ
ーボン、液体金属等が流れる。プリント板２の上
面には複数の半導体装置３が実装されている。プ
リント板上の半導体装置３を冷却するため、冷却
板１が伝熱体４を介して半導体装置３の上面に接
合される。
つて、１は冷却板、２はプリント板、３は半導体
装置（集積回路）、４は可変形性伝熱体（サーマ
ル・コンパウンド、エラストマー等）をそれぞれ
示している。冷却板１の中には液体流通孔が設け
られ、この中に液体冷媒、例えば水やフルオロカ
ーボン、液体金属等が流れる。プリント板２の上
面には複数の半導体装置３が実装されている。プ
リント板上の半導体装置３を冷却するため、冷却
板１が伝熱体４を介して半導体装置３の上面に接
合される。
この種の従来の半導体冷却方式は、プリント板
の片面のみが押されるので、プリント板にたわみ
が生じ、この結果、各半導体装置での押圧力が一
定でなく一様に冷却されず、各半導体装置の温度
に差が生ずるという事態が発生する。この傾向は
プリント板が大型化すればより顕著となる。
の片面のみが押されるので、プリント板にたわみ
が生じ、この結果、各半導体装置での押圧力が一
定でなく一様に冷却されず、各半導体装置の温度
に差が生ずるという事態が発生する。この傾向は
プリント板が大型化すればより顕著となる。
本発明は、上記の考察に基づくものであつて、
プリント板のたわみを防止すると共に、実装部品
へのストレスを除去し、半導体装置を一様に効率
よく冷却できるようにし、さらに実装密度の高い
冷却方式を提供することを目的としている。
プリント板のたわみを防止すると共に、実装部品
へのストレスを除去し、半導体装置を一様に効率
よく冷却できるようにし、さらに実装密度の高い
冷却方式を提供することを目的としている。
そしてそのため、本発明の集積回路の冷却方式
は、両面に複数の集積回路を実装したプリント板
と、両面実装プリント板の両側に配置された冷却
板とを具備する冷却方式であつて、上記各冷却板
には、ベローズやダイヤフラムの如き可撓性弾性
構造体と該可撓性弾性構造体の一端を塞ぐ伝熱板
より成る熱伝達機構が各集積回路に対向する位置
に取付けられると共に内部に液体冷媒供給孔が設
けられ、該液体冷媒供給孔を介して加圧された液
体冷媒が還流されることにより上記各伝熱板が冷
却され、該各伝熱板が上記各集積回路に圧接され
るよう構成されていることを特徴とするものであ
る。
は、両面に複数の集積回路を実装したプリント板
と、両面実装プリント板の両側に配置された冷却
板とを具備する冷却方式であつて、上記各冷却板
には、ベローズやダイヤフラムの如き可撓性弾性
構造体と該可撓性弾性構造体の一端を塞ぐ伝熱板
より成る熱伝達機構が各集積回路に対向する位置
に取付けられると共に内部に液体冷媒供給孔が設
けられ、該液体冷媒供給孔を介して加圧された液
体冷媒が還流されることにより上記各伝熱板が冷
却され、該各伝熱板が上記各集積回路に圧接され
るよう構成されていることを特徴とするものであ
る。
以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。
第２図は本発明の１実施例の側断面図、第３図
は第２図のＡ−A′線断面図、第４図は本発明の
１実施例の分解斜視図である。
は第２図のＡ−A′線断面図、第４図は本発明の
１実施例の分解斜視図である。
第２図および第３図において、５は可撓性弾性
構造体としてのベローズ、６と７は伝熱板、８は
可変形性の伝熱体、９は集積回路、１０はリー
ド、１１は冷媒供給孔、１２は冷媒排出孔、１３
はノズルをそれぞれ示している。なお、第１図と
同一符号は同一物をそれぞれ示している。
構造体としてのベローズ、６と７は伝熱板、８は
可変形性の伝熱体、９は集積回路、１０はリー
ド、１１は冷媒供給孔、１２は冷媒排出孔、１３
はノズルをそれぞれ示している。なお、第１図と
同一符号は同一物をそれぞれ示している。
冷却板１は、冷媒供給孔１１と冷媒排出孔１２
とを有している。冷媒供給孔１１には複数のノズ
ル１３が設けられており、ノズル１３に対応する
排出孔１２の部分には開口が設けられている。こ
の開口の周りにベローズ５の一端が取付けられて
いる。ベローズ５の他端は伝熱板６によつて塞が
れている。伝熱板６には可変形性の伝熱体８が固
着されている。プリント板２の両面には集積回路
９が複数個実装されている。集積回路９の表面に
は伝熱板７が固着されている。集積回路９はリー
ド１０によつてプリント板２の導体と接続されて
いる。なお、ベローズの代りにダイヤフラムを用
いることも出来る。
とを有している。冷媒供給孔１１には複数のノズ
ル１３が設けられており、ノズル１３に対応する
排出孔１２の部分には開口が設けられている。こ
の開口の周りにベローズ５の一端が取付けられて
いる。ベローズ５の他端は伝熱板６によつて塞が
れている。伝熱板６には可変形性の伝熱体８が固
着されている。プリント板２の両面には集積回路
９が複数個実装されている。集積回路９の表面に
は伝熱板７が固着されている。集積回路９はリー
ド１０によつてプリント板２の導体と接続されて
いる。なお、ベローズの代りにダイヤフラムを用
いることも出来る。
集積回路を両面に実装したプリント板２の両側
に冷却板１，１を設け、これらの冷却板１，１で
両者実装プリント板２を圧接する。そうすると、
集積回路９に固着された伝熱板７は可変形性伝熱
体８を介して伝熱板６と接触する。ノズル１３か
ら噴出された噴流は伝熱板６と衝突し、伝熱板６
を冷却する。伝熱板６に衝突した後、液体冷媒は
冷媒排出孔１２を通つて排出される。
に冷却板１，１を設け、これらの冷却板１，１で
両者実装プリント板２を圧接する。そうすると、
集積回路９に固着された伝熱板７は可変形性伝熱
体８を介して伝熱板６と接触する。ノズル１３か
ら噴出された噴流は伝熱板６と衝突し、伝熱板６
を冷却する。伝熱板６に衝突した後、液体冷媒は
冷媒排出孔１２を通つて排出される。
ベローズ５としては、成形ベローズや溶接ベロ
ーズ、電着メツキ・ベローズ、テフロン製ベロー
ズなどを用いることが出来る。伝熱板６は熱伝達
率の高い物質、例えばCu又はCu合金から作るこ
とが出来る。伝熱板７としては、半導体装置と熱
膨張率の近い材料を用いる。例えば半導体装置と
してシリコン又はGaAsを用いた場合には、伝熱
板をMo又はMo／Cu複合材等で作ることが出来
る。可変形性の伝熱体８は、バインダとフイラー
とから成り、例えばバインダとしてはシリコン系
のゴム、フイラー、としてはアルミナやベリリア
のような酸化金属を用いることが出来る。
ーズ、電着メツキ・ベローズ、テフロン製ベロー
ズなどを用いることが出来る。伝熱板６は熱伝達
率の高い物質、例えばCu又はCu合金から作るこ
とが出来る。伝熱板７としては、半導体装置と熱
膨張率の近い材料を用いる。例えば半導体装置と
してシリコン又はGaAsを用いた場合には、伝熱
板をMo又はMo／Cu複合材等で作ることが出来
る。可変形性の伝熱体８は、バインダとフイラー
とから成り、例えばバインダとしてはシリコン系
のゴム、フイラー、としてはアルミナやベリリア
のような酸化金属を用いることが出来る。
冷媒液体としては例えば水やフルオロカーボ
ン、液体金属等を用いることが出来る。ノズル１
３から噴出す噴流の流速は、0.5ないし３ｍ／ｓ
である。ノズル１３の直径をＤとするとき、ノズ
ル１３の開口から伝熱板６までの距離を2Dない
し4D、伝熱板６の直径を4Dないし8Dとした場合
に、良好な結果が得られた。熱伝達率は水の場合
15000ないし30000KCal／m2hr℃であつた。
ン、液体金属等を用いることが出来る。ノズル１
３から噴出す噴流の流速は、0.5ないし３ｍ／ｓ
である。ノズル１３の直径をＤとするとき、ノズ
ル１３の開口から伝熱板６までの距離を2Dない
し4D、伝熱板６の直径を4Dないし8Dとした場合
に、良好な結果が得られた。熱伝達率は水の場合
15000ないし30000KCal／m2hr℃であつた。
第４図は本発明の１実施例の分解斜視図であ
る。第４図において、１４は側板、１５は支持枠
をそれぞれ示している。両面実装プリント板２を
支持枠１５に嵌め、これを両側から冷却板１，１
で狭み、側板１４を当てて冷却板１、両面実装プ
リント板２、冷却板１および側板１４をネジ等で
一体化する。
る。第４図において、１４は側板、１５は支持枠
をそれぞれ示している。両面実装プリント板２を
支持枠１５に嵌め、これを両側から冷却板１，１
で狭み、側板１４を当てて冷却板１、両面実装プ
リント板２、冷却板１および側板１４をネジ等で
一体化する。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、 (イ) ベローズやダイヤフラム等の可撓性弾性構造
体を用いているので、実装公差を吸収でき安定
な接触を実現することが出来ること、 (ロ) 可変形性の伝熱体８が伝熱体６と７との間に
存在するので、伝熱板の表面粗さを吸収でき安
定接触を実現できること、 (ハ) プリント板のたわみを防止できること、 (ニ) たわみが無くなることにより、プリント板自
身や実装部品への機械的ストレスが少なくな
り、接続部等の信頼性が向上すること、 (ホ) 従つて高性能、高信頼の装置が経済的に提供
できること、 等の顕著な効果を奏することが出来る。
ば、 (イ) ベローズやダイヤフラム等の可撓性弾性構造
体を用いているので、実装公差を吸収でき安定
な接触を実現することが出来ること、 (ロ) 可変形性の伝熱体８が伝熱体６と７との間に
存在するので、伝熱板の表面粗さを吸収でき安
定接触を実現できること、 (ハ) プリント板のたわみを防止できること、 (ニ) たわみが無くなることにより、プリント板自
身や実装部品への機械的ストレスが少なくな
り、接続部等の信頼性が向上すること、 (ホ) 従つて高性能、高信頼の装置が経済的に提供
できること、 等の顕著な効果を奏することが出来る。
第１図は半導体冷却方式の従来例を示す図、第
２図は本発明の１実施例の側断面図、第３図は第
２図のＡ−A′線断面図、第４図は本発明の１実
施例の分解斜視図である。 １……冷却板、２……プリント板、３……集積
回路、５……ベローズ、６と７……伝熱板、４，
８……可変形性の伝熱体、９……集積回路、１０
……リード、１１……冷媒供給孔、１２……冷媒
排出孔、１３……ノズル、１４……側板、１５…
…支持枠。
２図は本発明の１実施例の側断面図、第３図は第
２図のＡ−A′線断面図、第４図は本発明の１実
施例の分解斜視図である。 １……冷却板、２……プリント板、３……集積
回路、５……ベローズ、６と７……伝熱板、４，
８……可変形性の伝熱体、９……集積回路、１０
……リード、１１……冷媒供給孔、１２……冷媒
排出孔、１３……ノズル、１４……側板、１５…
…支持枠。
Claims (1)
- １ 両面に夫々１又は複数の集積回路を実装した
プリント板と、該両面実装プリント板の両側に配
置された冷却板とを具備する集積回路の冷却方式
であつて、上記各冷却板には、ベローズやダイヤ
フラムの如き可撓性弾性構造体と該可撓性弾性構
造体の一端を塞ぐ伝熱板より成る熱伝達機構が各
集積回路に対向する位置に取付けられると共に内
部に液体冷媒供給孔が設けられ、該液体冷媒供給
孔を介して加圧された液体冷媒が還流されること
によつて上記各伝熱板が冷却され、該各伝熱板が
上記各集積回路に圧接されるよう構成されている
ことを特徴とする集積回路の冷却方式。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013006A JPS60160151A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 集積回路の冷却方式 |
| CA000472335A CA1227886A (en) | 1984-01-26 | 1985-01-17 | Liquid-cooling module system for electronic circuit components |
| AU37943/85A AU552537B2 (en) | 1984-01-26 | 1985-01-21 | Liquid-cooling module system for electronic components |
| EP85400098A EP0151546B1 (en) | 1984-01-26 | 1985-01-22 | Printed circuit board assembly having a liquid-cooling module system |
| DE8585400098T DE3586661T2 (de) | 1984-01-26 | 1985-01-22 | Bauelemente-anordnung auf einer leiterplatte mit einem modularen, fluessigen kuehlsystem. |
| KR1019850000461A KR900002214B1 (ko) | 1984-01-26 | 1985-01-25 | 인쇄회로기판 조립체 |
| BR8500360A BR8500360A (pt) | 1984-01-26 | 1985-01-25 | Conjunto de quadro de circuito impresso |
| ES539843A ES539843A0 (es) | 1984-01-26 | 1985-01-25 | Una disposicion de placa de circuito impreso para componen- tes electronicos |
| US07/251,978 US5050037A (en) | 1984-01-26 | 1988-09-29 | Liquid-cooling module system for electronic circuit components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013006A JPS60160151A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 集積回路の冷却方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60160151A JPS60160151A (ja) | 1985-08-21 |
| JPH0311547B2 true JPH0311547B2 (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=11821087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59013006A Granted JPS60160151A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 集積回路の冷却方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60160151A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2809281B1 (fr) * | 2000-05-22 | 2002-07-12 | Alstom | Dispositif electronique de puissance |
| KR100471357B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2005-03-10 | 미래산업 주식회사 | 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈 |
| US9036352B2 (en) * | 2012-11-30 | 2015-05-19 | Ge Aviation Systems, Llc | Phase change heat sink for transient thermal management |
-
1984
- 1984-01-26 JP JP59013006A patent/JPS60160151A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60160151A (ja) | 1985-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |