JPH0322596A - 集積回路素子の冷却構造およびその冷却方法 - Google Patents

集積回路素子の冷却構造およびその冷却方法

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JPH0322596A
JPH0322596A JP1155898A JP15589889A JPH0322596A JP H0322596 A JPH0322596 A JP H0322596A JP 1155898 A JP1155898 A JP 1155898A JP 15589889 A JP15589889 A JP 15589889A JP H0322596 A JPH0322596 A JP H0322596A
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coolant
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Mitsuhiko Nakada
仲田 光彦
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    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/721Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 集積回路素子の冷却構造、及びその冷却方法に係り、特
に集積回路素子面に対して冷風をノズルより噴射して集
積回路素子の冷却を行う集積回路素子の冷却構造、及び
その冷却方法に関し、冷却時のバラッキを無くし、且つ
異なる発熱量を持つ部品が実装された基板を効率良く冷
却することを目的とし、 第1の発明を基板上に実装された集積回路素子に対して
、ノズルより冷媒を噴出させて該集積回路素子を冷却し
てなる集積回路素子の冷却構造において、 前記ノズルより噴射された前記冷媒が前記集積回路素子
に衝突した後、平行移動する平行噴流を遮断するフェン
スを該集積回路素子上に形成して構威し、 及び第2の発明を集積回路素子と、該集積回路素子の発
熱量より小さな発熱量を持つ部品とを混在実装してなる
基板と、冷媒を噴射するノズルが形成された冷媒通路を
有するチャンバとを有してなる集積回路素子の冷却構造
において、該基板上に実装された該集積回路素子に対し
て、該ノズルより該冷媒を衝突させて該集積回路素子を
冷却してなる集積回路素子の冷却方法であって、前記ノ
ズルより噴射された前記冷媒が前記集積回路素子に衝突
した後、平行移動する第1の発明の平行流を用いて該部
品の冷却を行うように構或する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、集積回路素子の冷却構造、及びその冷却方法
に係り、特に集積回路素子面に対して冷風をノズルより
噴射して集積回路素子の冷却を行う集積回路素子の冷却
構造、及びその冷却方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第5図は従来の冷却構造を示すものであり、41は基板
、42は集積回路素子、43はバンプ、44は吸気ファ
ン、45はチャンバ、46は冷媒通路、47はノズル、
48は終端抵抗、49は後壁、F4は冷媒、F5は平行
流、F6は衝突噴流をそれぞれ示している。
従来、集積回路素子42と、集積回路素子の発熱量より
その発熱量が小である部品、例えば終端抵抗48とが混
在実装されてなる基板41を冷却する方法として、端部
に冷媒F4を吸引する吸気ファン44を有し、且つその
冷媒F4が通る冷媒通路46及びその冷媒通路46の一
側面から突出3一 −4 してなるノズル47が形成されたチャンバ45を基板4
1上に装着し、基板41上に実装された各集積回路素子
42及び終端抵抗48に対してノズル47より冷媒F4
を噴射させ、集積回路素子42及′び終端抵抗48から
発する熱を強制的に冷却していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら従来では、ノズルから噴射された冷媒が集
積回路素子もしくは終端抵抗に衝突した後に平行移動す
る平行流が、風下側の衝突噴流に干渉し冷却にバラツキ
が発生する問題があった。
つまり、本来、集積回路素子(終端抵抗)の中心とノズ
ルの中心とを一直線上に配置して集積回路素子(終端抵
抗)に衝突した後の衝突噴流が集積回路素子表面を左右
均一に移行してゆくようにすることで、左右の冷却にバ
ラツキが発生しないようにしている。しかし平行流が風
下側の衝突噴流に干渉することで、上記一直線の関係が
壊れてしまい、冷却にバラツキが発生していた。
更に、従来は基板上に実装される部品(集積回路素子及
び終端抵抗)全てにノズルからの冷媒を噴射していたた
め、基板に実装された各部品対応に最適冷却を行うこと
が困難であった。つまり、集積回路素子と終端抵抗とは
その発熱量が異なっているため、各部品の発熱量に対応
して風量を調節することが困難であった。風量を調節す
る方法としてノズル径を可変する等が考えられるが、こ
れでは構造自体が複雑になるという欠点があった。
従って、冷却時のバラツキを無くし、且つ異なる発熱量
を持つ部品が実装された基板を効率良く冷却することを
百的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
かかる目的は、第1に基板上に実装された集積回路素子
に対して、ノズルより冷媒を噴出させて該集積回路素子
を冷却してなる集積回路素子の冷却構造において、 前記ノズルより噴射された前記冷媒が前記集積回路素子
に衝突した後、平行移動する平行噴流を5 6 遮断するフェンスを該集積回路素子上に形成したことを
特徴とする集積回路素子の冷却構造、及び第2に集積回
路素子と、該集積回路素子の発熱量より小さな発熱量を
持つ部品とを混在実装してなる基板と、冷媒を噴射する
ノズルが形成された冷媒通路を有するチャンバとを有し
てなる集積回路素子の冷却構造において、該基板上に実
装された該集積回路素子に対して、該ノズルより該冷媒
を衝突させて該集積回路素子を冷却してなる集積回路素
子の冷却方法でちって、 前記ノズルより噴射された前記冷媒が前記集積回路素子
に衝突した後、平行移動する請求項1記載の平行流を用
いて該部品の冷却を行うことを特徴とする集積回路素子
の冷却方法、により達威される。
〔作用〕
上記構威及び方法とすることにより本発明では、集積回
路素子に衝突した後風下側に向かって平行移行する平行
流は、風下側の集積回路素子表面に設けられたフェンス
によりその平行流の移行が制限され、風下側の集積回路
素子に噴射される噴射噴流に干渉を及ぼすことが軽減さ
れる。
更に本発明では、基板上に実装された部品の内で発熱量
の比較的大きい発熱体である集積回路素子のみにノズル
からの冷媒を噴射による冷却を行い、集積回路素子に衝
突した風下側に向かって平行移行する平行流を使用して
発熱量の比較的小さい終端抵抗等の部品を冷却すること
で基板上に実装された各部品の発熱量に対応した冷却を
行うことが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の第1及び第2の実施例を詳細にに説明す
る。
第1図は本発明の第lの実施例を示す図であり、第2図
は本発明の第2の実施例を示す図である。
第1図及び第2図において、1は基板、2は集積回路素
子、3はバンプ、4は第1の吸気ファン、5はチャンバ
、6は冷媒通路、7はノズル、8は7 8 フェンス、9は接着剤、10は第2の吸気ファン、l1
は終端抵抗、F1は冷媒、F2は平行流、F3は衝突噴
流をそれぞれ示す。
尚、第1図及び第2図において同一符号を付したものは
同一対象物を示す。
まず第1の実施例について説明する。
基板1上には複数の集積回路素子2が実装されており、
その接合部分はバンプ3を介することにより電気的導通
がとられている。一方、この基板1の上方にはその集積
回路素子2を空冷にて冷却させるため、第1図中左方よ
り吸気ファン4より冷媒F1を取り込み、その冷媒F1
が通る冷媒通路6を有し、冷媒通路6の集積回路素子側
2側面に集積回路素子2の実装位置に対応し、且つ集積
回路素子2表面に対して垂直に配置されたノズル7が形
成されたチャンバ5が設けられている。そして、冷媒通
路6を通った冷媒F1はノズル7から集積回路素子2表
面に噴射され、その噴射噴流F3により集積回路素子2
から発された熱が奪われ、集積回路素子2の冷却が行わ
れる。集積回路素子2に衝突した冷媒F3は図示してい
ないが、第1図の右方に設けられている排気ファンの排
気作用により、右方に平行流F2として移行してゆく。
基板l上には複数の集積回路素子2が実装されており、
これら集積回路素子2に対応してノズル7が設けられて
いることから、この平行流F2が風下側の衝突噴流F3
と干渉を引き起こし冷却に問題が発生してくる。このた
め、集積回路素子2の表面にこの平行流F2の移行を制
限する四方を枠で囲んだボックス上のフェンス8を設け
ている。この接合部は第2図に示すように熱伝導性に優
れた接着剤9によりその固着を行う構造の他、フェンス
の一端を延長し、かつその延長部にノッチを設けておき
、このノッチで集積回路素子の側面を押圧する圧接構造
としてもよい。更に、このフェンス8とノズル7の高さ
方向の位置関係は、冷却効率の向上等を考慮した上で、
第1図に示すようにフェンス8の一端とノズル7の一端
とが長さl程度に重なるようにしている。
又、本発明の第2の実施例については第3図を9 10 用いて説明する。
第3図における基板1は集積回路素子2の他その実装密
度を考慮した上で終端抵抗l1が複数実装されている(
例えば集積回路素子間)。この終端抵抗l1は集積回路
素子2よりその発熱量は一般的に小さい。本発明はこの
点に着目してノズル7から噴射される冷媒F3を用いた
所詮、噴射冷却というのは冷却効率が良いことが知られ
ている)、終端抵抗l1につ、いてはその実装位置には
ノズル7を形成せずに、集積回路素子2に衝突した後、
平行移動する平行流F2を用いて終端抵抗11の冷却を
行うようにしている。この平行流F2は集積回路素子2
が発する熱を奪ってやや温まっているものの、1から発
された熱を奪い、終端抵抗l1を冷却を行うことは充分
可能である。
しかし、第3図において(先に説明した第1図において
も同様であるが)、第3図中右方には排気ファンが設け
られており、この排気ファンの排気動作に基づいて温ま
った冷媒を冷却装置外部に排気するわけであるが、第4
図に示されるように、平行流の影響によりその排気ファ
ン13の近傍に冷媒の流れの澱みが発生し(第4図中、
破線で囲まれた領域)、冷却能率に悪影響を与える問題
がある。このため、本例ではその排気能力を向上させる
ためにフェンス8を設け、その平行流F2の影響を少な
くして上述の流れの澱みを無くすようにしている。
更に第2の吸気ファンlOを設けることにより、尚一層
の冷却能力の向上がはかれる。
〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように本発明においては、以下のよ
うな長所がある。
■平行流と衝突噴流との干渉をなくすためにフェンスを
設けたため、冷却能力が安定する。
■集積回路素子のみノズルからの噴射を行い、集積回路
素子より発熱量が小である終端抵抗については、平行流
の排気を兼ねて平行噴流を用いて冷却を行っているので
、従来と比較して装置自体の構造の簡略化を望める。
11 12
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第lの実施例を示す図、第2図は本発
明のフェンス接合構造を示す図、第3図は本発明の第2
の実施例を示す図、第4図は本発明における冷媒の流れ
を示す図、第5図は従来の冷却構造を示す図である。 図において、 lは基板、 2は集積回路素子、 5はチャンバ、 6は冷媒通路、 7はノズル、 8はフェンス、 11は部品(終端抵抗)、 F1は冷媒、 F2は平行流、 F3は噴射噴流をそれぞれ示す。 13 $ 1 11 1=布゛け乃オj基の沌ネ,港 ネオ 
図第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1).基板(1)上に実装された集積回路素子(2)
    に対して、ノズル(7)より冷媒(F1)を噴射させて
    該集積回路素子(2)を冷却してなる集積回路素子の冷
    却構造において、 前記ノズル(7)より噴射された前記冷媒(F1)が前
    記集積回路素子(2)に衝突した後、平行移動する平行
    流(F2)を遮断するフェンス(8)を該集積回路素子
    (2)に形成したことを特徴とする集積回路素子の冷却
    構造。
  2. (2).集積回路素子(2)と、該集積回路素子(2)
    の発熱量より小さな発熱量を持つ部品(11)とを混在
    実装してなる基板(1)と、冷媒(F1)を噴射するノ
    ズル(7)が形成された冷媒通路(6)を有するチャン
    バ(5)とを有してなる集積回路素子の冷却構造におけ
    る該基板(1)上に実装された該集積回路素子(2)に
    対して、該ノズル(7)より該冷媒(F1)を衝突させ
    て該集積回路素子(2)を冷却してなる集積回路素子の
    冷却方法であって、 前記ノズル(7)より噴射された前記冷媒(F1)が前
    記集積回路素子(2)に衝突した後、平行移動する請求
    項1記載の平行流(F2)を用いて該部品(11)の冷
    却を行うことを特徴とする集積回路素子の冷却方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010230430A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Fujifilm Corp 放射線検出装置
CN106535589A (zh) * 2017-01-03 2017-03-22 上海理工大学 用于电子元件散热的冲击射流装置

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