JPH0322555A - 集積回路の冷却装置 - Google Patents
集積回路の冷却装置Info
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- JPH0322555A JPH0322555A JP1158094A JP15809489A JPH0322555A JP H0322555 A JPH0322555 A JP H0322555A JP 1158094 A JP1158094 A JP 1158094A JP 15809489 A JP15809489 A JP 15809489A JP H0322555 A JPH0322555 A JP H0322555A
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- JP
- Japan
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- heat
- thermal
- conductors
- fins
- integrated circuit
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- 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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/072—Connecting or disconnecting of bump connectors
- H10W72/07251—Connecting or disconnecting of bump connectors characterised by changes in properties of the bump connectors during connecting
-
- 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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
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-
- 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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
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- 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、集積回路から発生する熱を冷却するのに好適
な集積回路の冷却装置に関す．る。
な集積回路の冷却装置に関す．る。
従来、プリント配線基板やセラミック基板などの回路基
板上に実装された大規模集積回路又はそのパッケージ（
以下，単に集積回路という）から発生する熱の冷却手段
としては、強制対流による空冷方式が多く採用されてい
る。しかし，近年、素子自身の集積度の向上と素子の実
装密度の向上とにより、発熱密度が大幅に高くなり，上
記空冷方式では対応できなくなっている。
板上に実装された大規模集積回路又はそのパッケージ（
以下，単に集積回路という）から発生する熱の冷却手段
としては、強制対流による空冷方式が多く採用されてい
る。しかし，近年、素子自身の集積度の向上と素子の実
装密度の向上とにより、発熱密度が大幅に高くなり，上
記空冷方式では対応できなくなっている。
そこで、液冷方式の採用が望まれているが、そのために
は、回路基板のそり，集積回路の実装時の変位、冷却装
置の構造体の組立時の変形および熱変形など種々の変位
を吸収する能力を有し、かつ発熱部である集積回路から
冷媒又は冷却水を有する冷却部まで熱を効率よく伝達で
き、かっ俟積回路の実装部と冷却部とを容易に着脱でき
るような冷却装置が不可決である。
は、回路基板のそり，集積回路の実装時の変位、冷却装
置の構造体の組立時の変形および熱変形など種々の変位
を吸収する能力を有し、かつ発熱部である集積回路から
冷媒又は冷却水を有する冷却部まで熱を効率よく伝達で
き、かっ俟積回路の実装部と冷却部とを容易に着脱でき
るような冷却装置が不可決である。
このような冷却装置に関しては、従来、例えば特開昭５
７−１０３３７号公報に第５図から第７図に示す如き冷
却装置が開示されている。同図において、２１．２２は
銅又はアルミニウムのような熱伝導性の良好な利料によ
り作られたベース２ｌａ，２２ａと、このベース２１ａ
，２２ａにそれぞれ一体に成形又は結合された同一材料
の複数のフィン２ｌｂ，２２ｂとからなり、かっくし歯
状に形成された複数対の熱伝導体である。ベース２１ａ
，２２ａは、回路基板２３上に実装された集積回路２５
の表面およびヒー１ヘシンク２Ｇを構或するキャップ２
８の内面にそれぞれ装着されている。フィン２ｌｂ，２
２ｂは水平方向に微小間隙ａを、鉛直方向に十分な間隙
ｂをもって互いに対向するように噛合されている。キャ
ップ２８内の空間および微小間隙ａ内には，熱伝導率の
良好な気体、例えばヘリウムガス又は水素ガスが充填さ
れている。
７−１０３３７号公報に第５図から第７図に示す如き冷
却装置が開示されている。同図において、２１．２２は
銅又はアルミニウムのような熱伝導性の良好な利料によ
り作られたベース２ｌａ，２２ａと、このベース２１ａ
，２２ａにそれぞれ一体に成形又は結合された同一材料
の複数のフィン２ｌｂ，２２ｂとからなり、かっくし歯
状に形成された複数対の熱伝導体である。ベース２１ａ
，２２ａは、回路基板２３上に実装された集積回路２５
の表面およびヒー１ヘシンク２Ｇを構或するキャップ２
８の内面にそれぞれ装着されている。フィン２ｌｂ，２
２ｂは水平方向に微小間隙ａを、鉛直方向に十分な間隙
ｂをもって互いに対向するように噛合されている。キャ
ップ２８内の空間および微小間隙ａ内には，熱伝導率の
良好な気体、例えばヘリウムガス又は水素ガスが充填さ
れている。
そして、集積回路２５で発生した熱は、熱伝導体２１．
２２およびキャップ２８を経て冷却器３０に伝達され冷
却される。
２２およびキャップ２８を経て冷却器３０に伝達され冷
却される。
なお、第５図において、３１は回路基板２３底面に植設
された複数のリードピンで、集積回路２５にそれぞれ電
気的に接続されている。
された複数のリードピンで、集積回路２５にそれぞれ電
気的に接続されている。
しかし、上記従来技術によれば、集積回路２５とヒー１
・シンク２６とのＺ方向およびＸ方向の相対的変位は、
第７図に示すように一対の熱伝導体２１．２２のフィン
２ｌｂ，２２ｂがくし歯状に噛合しており、２方向およ
びＸ方向の変位が自由に行なえる構造になっているので
、十分に変位を吸収する能力をもっているが、Ｙ方向の
相対的変位は、フィン２ｌｂ，２２ｂ間の微小間隙ａの
分しか吸収できない。すなわち、実質的には，Ｙ方３ 向の相対的変位を吸収する能力は小さく、その分だけ接
触熱抵抗が大きくなり、冷却性能が低下するという問題
があった。
・シンク２６とのＺ方向およびＸ方向の相対的変位は、
第７図に示すように一対の熱伝導体２１．２２のフィン
２ｌｂ，２２ｂがくし歯状に噛合しており、２方向およ
びＸ方向の変位が自由に行なえる構造になっているので
、十分に変位を吸収する能力をもっているが、Ｙ方向の
相対的変位は、フィン２ｌｂ，２２ｂ間の微小間隙ａの
分しか吸収できない。すなわち、実質的には，Ｙ方３ 向の相対的変位を吸収する能力は小さく、その分だけ接
触熱抵抗が大きくなり、冷却性能が低下するという問題
があった。
本発明の目的は、集積回路とヒー１・シンクとのすべて
の方向の相対的変位に対して自由に追従し得る集積回路
の冷却装置を提供することである。
の方向の相対的変位に対して自由に追従し得る集積回路
の冷却装置を提供することである。
かかる目的達威のため、本発明は、プリン！・配線基板
、セラミック基板などの回路基板上に実装された複数の
集積回路から発生する熱を、前記回路基板の集積回路実
装面と対向する位置に設置されたヒー１・シンクにより
冷却する冷却装置において、一方を前記複数の集積回路
に他方を前記ヒートシンクにそれぞれ装着した複数対の
ベースと該複数対のベースに直立して一体に形成された
平板状の複数のフィンとからなる複数対の第１熱伝導体
と、該複数対の第１熱伝導体間に配置され、該第１熱伝
導体のベースとほぼ同一の底面積を有する複数のベース
と該ベースの両面に直立して一体に形成され前記複数対
の第１熱伝導体のフィンと４ 噛合する平板状の複数のフィンとからなる複数の第２熱
伝導体と、を備えたものである。
、セラミック基板などの回路基板上に実装された複数の
集積回路から発生する熱を、前記回路基板の集積回路実
装面と対向する位置に設置されたヒー１・シンクにより
冷却する冷却装置において、一方を前記複数の集積回路
に他方を前記ヒートシンクにそれぞれ装着した複数対の
ベースと該複数対のベースに直立して一体に形成された
平板状の複数のフィンとからなる複数対の第１熱伝導体
と、該複数対の第１熱伝導体間に配置され、該第１熱伝
導体のベースとほぼ同一の底面積を有する複数のベース
と該ベースの両面に直立して一体に形成され前記複数対
の第１熱伝導体のフィンと４ 噛合する平板状の複数のフィンとからなる複数の第２熱
伝導体と、を備えたものである。
上述の構成によれば、集積回路の熱変形、該集積回路が
実装されている回路基板の変形、ヒー１・シンクの変形
などによる集積回路とヒートシンクとの相対的変位のう
ち、Ｘ方向の変位は、集積回路側の第１熱伝導体と第２
熱伝導体で、Ｙ方向の変位は、ヒートシンク側の第１熱
伝導体と第２熱伝導体で、Ｚ方向の変位は、一対の第１
熱伝導体と第２熱伝導体でそれぞれ吸収される。
実装されている回路基板の変形、ヒー１・シンクの変形
などによる集積回路とヒートシンクとの相対的変位のう
ち、Ｘ方向の変位は、集積回路側の第１熱伝導体と第２
熱伝導体で、Ｙ方向の変位は、ヒートシンク側の第１熱
伝導体と第２熱伝導体で、Ｚ方向の変位は、一対の第１
熱伝導体と第２熱伝導体でそれぞれ吸収される。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
第１図から第３図は本発明の第１実施例に係り、第５図
に示すものと同一の部品には、同一の符号を付し、その
説明は省略する。集積回路の冷却装置１は、複数対の第
１熱伝導体２，３と、複数の第２熱伝導体５とを備えて
いる。
に示すものと同一の部品には、同一の符号を付し、その
説明は省略する。集積回路の冷却装置１は、複数対の第
１熱伝導体２，３と、複数の第２熱伝導体５とを備えて
いる。
複数対の第ｌ熱伝導体２，３は、集積回路２５の表面積
より大きな底面積を有する複数対のヘース２ａ，３ａと
、該ベース２ ａ ｒ ３ ａ Ｊ二に直立、例えば直
交して一体に形成された平板状の複数のフィン２ｂ，３
ｂとからなっている。複数の第２熱伝導体５は、複数対
の第１熱伝導体２，３間に配置され、第１熱伝導体２，
３のベース２ａ，３ａとほぼ同一の底面積を有する複数
のべース５ａと、該ベース５ａの両面に直交して一体に
形成された平板状の複数のフィン５ｂ，５ｃとからなっ
ており、該フィン５ｂ，５ｃは互いに直交して配列され
ている。また一方の第ｌ熱伝導体２又は第２熱伝導体５
は、電気絶縁性に富み、高熱伝導率を有する材質、例え
ばＳｉＣ材により作られている。
より大きな底面積を有する複数対のヘース２ａ，３ａと
、該ベース２ ａ ｒ ３ ａ Ｊ二に直立、例えば直
交して一体に形成された平板状の複数のフィン２ｂ，３
ｂとからなっている。複数の第２熱伝導体５は、複数対
の第１熱伝導体２，３間に配置され、第１熱伝導体２，
３のベース２ａ，３ａとほぼ同一の底面積を有する複数
のべース５ａと、該ベース５ａの両面に直交して一体に
形成された平板状の複数のフィン５ｂ，５ｃとからなっ
ており、該フィン５ｂ，５ｃは互いに直交して配列され
ている。また一方の第ｌ熱伝導体２又は第２熱伝導体５
は、電気絶縁性に富み、高熱伝導率を有する材質、例え
ばＳｉＣ材により作られている。
そして、一方の第ｌ熱伝導体２のベース２ａは、集積回
路２５上に、他方の第１熱伝導体３のべ一ス３ａはフィ
ン３ｂの配列方向をフィン２ｂと直交させてキャップ２
８内面に接着剤又は低融点金属、例えば半田６によりそ
れぞれ固着されており、第２熱伝導体５のフィン５ｂ，
５ｃが、第↓熱伝導体２，３のフィン２ｂ，３ｂと鉛直
方向に十分な間隙ｄを、水平方向に微小間隙をもって互
いに噛合されている。
路２５上に、他方の第１熱伝導体３のべ一ス３ａはフィ
ン３ｂの配列方向をフィン２ｂと直交させてキャップ２
８内面に接着剤又は低融点金属、例えば半田６によりそ
れぞれ固着されており、第２熱伝導体５のフィン５ｂ，
５ｃが、第↓熱伝導体２，３のフィン２ｂ，３ｂと鉛直
方向に十分な間隙ｄを、水平方向に微小間隙をもって互
いに噛合されている。
つぎに、本発明の第１実施例の作用を説明する。
集積回路２５で発生した熱は、集積回路２５側の第１熱
伝導体２のベース２ａ底面に伝えられ、その後、順次フ
ィン２ｂ、第２熱伝導体５のフィン５ｂ，５ｃ、ヒート
シンク２６側の第１熱伝導体３のフィン３ｂおよびベー
ス３ａおよびキャップ２８に伝えられ、冷却器３０で冷
却される。
伝導体２のベース２ａ底面に伝えられ、その後、順次フ
ィン２ｂ、第２熱伝導体５のフィン５ｂ，５ｃ、ヒート
シンク２６側の第１熱伝導体３のフィン３ｂおよびベー
ス３ａおよびキャップ２８に伝えられ、冷却器３０で冷
却される。
この場合、集積回路２５の熱変形、回路基板２３の変形
、ヒートシンク２６の変形などによる集積回路２５とヒ
ートシンク２６との間の相対的変位のうち、第３図に示
すように、Ｘ方尚の変位は、集積回路２５側の第１熱伝
導体２と第２熱伝導体５との間で、Ｙ方尚の変位は、ヒ
ートシンク２６側の第１熱伝導体３と第２熱伝導体５と
の間で、Ｚ方向の変位は、一対の第１熱伝導体２，３と
第２熱伝導体５との間で吸収される。このように、すバ
での方向の変位を吸収することができ、これ７ によって集積回路２５の発生熱を高い伝熱性能でヒー１
〜シンク２６であるキャップ２８に伝えることができる
。
、ヒートシンク２６の変形などによる集積回路２５とヒ
ートシンク２６との間の相対的変位のうち、第３図に示
すように、Ｘ方尚の変位は、集積回路２５側の第１熱伝
導体２と第２熱伝導体５との間で、Ｙ方尚の変位は、ヒ
ートシンク２６側の第１熱伝導体３と第２熱伝導体５と
の間で、Ｚ方向の変位は、一対の第１熱伝導体２，３と
第２熱伝導体５との間で吸収される。このように、すバ
での方向の変位を吸収することができ、これ７ によって集積回路２５の発生熱を高い伝熱性能でヒー１
〜シンク２６であるキャップ２８に伝えることができる
。
なお、ヒー１・シンク２６側の第１熱伝導体３を、複数
一体に形成してもよく、ヒー１−シンク２６と一体に形
成してもよい。また凍積同路２５側の第１熱伝導体２を
、集積回路２５と一体に形成してもよい。さらに、一対
の第１熱伝導体２，３を同時に、集積回路２５およびヒ
ートシンク２６にそれぞれ一体に形或してもよい。以上
のように、体形或することによって、各方向の変位の吸
収能力を変えることなく、それぞれの間に接触抵抗をな
くすことができ、冷却性能がさらに向上する。
一体に形成してもよく、ヒー１−シンク２６と一体に形
成してもよい。また凍積同路２５側の第１熱伝導体２を
、集積回路２５と一体に形成してもよい。さらに、一対
の第１熱伝導体２，３を同時に、集積回路２５およびヒ
ートシンク２６にそれぞれ一体に形或してもよい。以上
のように、体形或することによって、各方向の変位の吸
収能力を変えることなく、それぞれの間に接触抵抗をな
くすことができ、冷却性能がさらに向上する。
また上記第工実施例では，各フィンはベースにそれぞれ
直交して形或されているが、斜交して形或してもよい。
直交して形或されているが、斜交して形或してもよい。
第４図は本発明の第２実施例に係り、第ｌ実施例と異な
るところは、一対の第ｉ゛熱伝導体２，３のベース２ａ
，３ａが集積回路２５表面およびキャップ２８内面に固
着されていない点であり、ベ８ 一ス２ａ，３ａとベース５ａとの間に互いに反発する力
向にばね力の作用する圧縮ばね８（第１熱伝導体３側の
み図示）がそれぞれ介装されており、この圧縮ばね８に
よりベース２ａ，３ａは、集積回路２５表面およびキャ
ップ２８内面に押圧され、摩擦力により密着している。
るところは、一対の第ｉ゛熱伝導体２，３のベース２ａ
，３ａが集積回路２５表面およびキャップ２８内面に固
着されていない点であり、ベ８ 一ス２ａ，３ａとベース５ａとの間に互いに反発する力
向にばね力の作用する圧縮ばね８（第１熱伝導体３側の
み図示）がそれぞれ介装されており、この圧縮ばね８に
よりベース２ａ，３ａは、集積回路２５表面およびキャ
ップ２８内面に押圧され、摩擦力により密着している。
その他の構或および作用は、第１実施例に示すものと同
様である。
様である。
上述のとおり、本発明によれば、集積回路を回路基板に
実装したと曇の傾き又は高さのバラッキ、回路基板のそ
り、冷却装置の構造体の組立時に発生する変形および熱
変形など各種の変位に対して、自由に追従することがで
き、かつ集積回路に発生した熱を熱伝導により効率よく
ヒートシンクまで伝えることができるので、高い伝熱性
能が得られ、冷却性能を向上させることができる。
実装したと曇の傾き又は高さのバラッキ、回路基板のそ
り、冷却装置の構造体の組立時に発生する変形および熱
変形など各種の変位に対して、自由に追従することがで
き、かつ集積回路に発生した熱を熱伝導により効率よく
ヒートシンクまで伝えることができるので、高い伝熱性
能が得られ、冷却性能を向上させることができる。
第ｌ図から第３図は木発明の第ｌ実施例に係り、第ｌ図
は冷却装置の縦断面図、第２図は第１および第２熱伝導
体の分解斜視図、第３図は第１および第２熱伝導体の噛
合状態を示す斜視図、第４図は本発明の第２実施例に係
り、第１および第２熱伝導体の噛合状態を１部破断して
示す斜視図、第５図から第７図は従来例に係り、第５図
は冷却装置の縦断面図、第６図は熱伝導体の斜視図、第
７図は一対の熱伝導体の噛合状態を示す斜視図である。 １・・・集積回路の冷却装置、 ２，３・・・第１熱伝導体、 ２ａ，３ａ・・・第１熱伝導体２，３のベース、２ｂ，
３ｂ・・・第１熱伝導体２，３のフィン、５・・・第２
熱伝導体、 ５ａ・・・第２熱伝導体５のベース、 ５ｂ，５ｃ・・第２熱伝導体５のフィン。
は冷却装置の縦断面図、第２図は第１および第２熱伝導
体の分解斜視図、第３図は第１および第２熱伝導体の噛
合状態を示す斜視図、第４図は本発明の第２実施例に係
り、第１および第２熱伝導体の噛合状態を１部破断して
示す斜視図、第５図から第７図は従来例に係り、第５図
は冷却装置の縦断面図、第６図は熱伝導体の斜視図、第
７図は一対の熱伝導体の噛合状態を示す斜視図である。 １・・・集積回路の冷却装置、 ２，３・・・第１熱伝導体、 ２ａ，３ａ・・・第１熱伝導体２，３のベース、２ｂ，
３ｂ・・・第１熱伝導体２，３のフィン、５・・・第２
熱伝導体、 ５ａ・・・第２熱伝導体５のベース、 ５ｂ，５ｃ・・第２熱伝導体５のフィン。
Claims (3)
- （１）プリント配線基板、セラミック基板などの回路基
板上に実装された複数の集積回路から発生する熱を、前
記回路基板の集積回路実装面と対向する位置に設置され
たヒートシンクにより冷却する冷却装置において、一方
を前記複数の集積回路に他方を前記ヒートシンクにそれ
ぞれ装着した複数対のベースと該複数対のベースに直立
して一体に形成された平板状の複数のフィンとからなる
複数対の第１熱伝導体と、該複数対の第１熱伝導体間に
配置され、該第１熱伝導体のベースとほぼ同一の底面積
を有する複数のベースと該ベースの両面に直立して一体
に形成され前記複数対の第１熱伝導体のフィンと噛合す
る平板状の複数のフィンとからなる複数の第２熱伝導体
と、を備えた集積回路の冷却装置。 - （２）前記ヒートシンク側の第１熱伝導体を複数一体に
形成した請求項１記載の集積回路の冷却装置。 - （３）前記複数対の第１熱伝導体をそれぞれ前記複数の
集積回路およびヒートシンクと一体に形成した請求項１
記載の集積回路の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158094A JPH0322555A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 集積回路の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158094A JPH0322555A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 集積回路の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322555A true JPH0322555A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15664173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1158094A Pending JPH0322555A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 集積回路の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0322555A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718883A3 (de) * | 1994-12-22 | 1997-02-26 | Sel Alcatel Ag | Vorrichtung zum Abführen von Wärme von einem elektronischen Bauelement |
| US5880524A (en) * | 1997-05-05 | 1999-03-09 | Intel Corporation | Heat pipe lid for electronic packages |
| US6773465B1 (en) | 2000-05-18 | 2004-08-10 | Itoh Optical Industrial Co., Ltd. | Optical element |
| JP2009076704A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Nidec Servo Corp | ヒートシンク付ファンモータ |
| WO2022259610A1 (ja) * | 2021-06-09 | 2022-12-15 | 日立Astemo株式会社 | 電子制御装置 |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1158094A patent/JPH0322555A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718883A3 (de) * | 1994-12-22 | 1997-02-26 | Sel Alcatel Ag | Vorrichtung zum Abführen von Wärme von einem elektronischen Bauelement |
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| US12507372B2 (en) | 2021-06-09 | 2025-12-23 | Hitachi Astemo, Ltd. | Electronic control device |
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