JPH0342511B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0342511B2 JPH0342511B2 JP58147777A JP14777783A JPH0342511B2 JP H0342511 B2 JPH0342511 B2 JP H0342511B2 JP 58147777 A JP58147777 A JP 58147777A JP 14777783 A JP14777783 A JP 14777783A JP H0342511 B2 JPH0342511 B2 JP H0342511B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- cooling plate
- liquid
- module
- printed wiring
- 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
Links
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
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/73—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control for cooling by change of state
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は高密度実装したプリント配線モジユー
ルの強制冷却構造に関する。
ルの強制冷却構造に関する。
(b) 技術の背景
半導体IC、LSIは年と共に高密度化が進んでお
り、単位素子中の構成ビツト数は年と共に増加し
ている。またこれらIC、LSIのプリント配線基板
への実装密度も増加し従つて10層を越す多層配線
構造がとられている。
り、単位素子中の構成ビツト数は年と共に増加し
ている。またこれらIC、LSIのプリント配線基板
への実装密度も増加し従つて10層を越す多層配線
構造がとられている。
こゝでプリント配線基板上には上記のIC、LSI
などの半導体素子以外にモジユール抵抗など発熱
素子が数多く設けられているのでプリント配線基
板（以下略して基板）は使用中にかなりの温度上
昇を伴う。そしてこの対策として基板をポリイミ
ド樹脂のような耐熱性有機絶縁材料で形成するか
或はアルミナなどの磁器で形成して基板の耐熱性
を高めている。一方基板上への装着部品は一般に
最高使用温度として85〔℃〕の値がとられている
ので、部品の信頼性と寿命を保持するためにはこ
の規定温度以内に保つことが必要でそのため冷却
が必要となる。本発明は高密度実装基板の冷却機
構に関するものである。
などの半導体素子以外にモジユール抵抗など発熱
素子が数多く設けられているのでプリント配線基
板（以下略して基板）は使用中にかなりの温度上
昇を伴う。そしてこの対策として基板をポリイミ
ド樹脂のような耐熱性有機絶縁材料で形成するか
或はアルミナなどの磁器で形成して基板の耐熱性
を高めている。一方基板上への装着部品は一般に
最高使用温度として85〔℃〕の値がとられている
ので、部品の信頼性と寿命を保持するためにはこ
の規定温度以内に保つことが必要でそのため冷却
が必要となる。本発明は高密度実装基板の冷却機
構に関するものである。
(c) 従来技術と問題点
従来の冷却法は、IC、LSIなどの半導体部品に
ついてはパツケージ上に放熱フインを設けこれに
扇風機（以後フアン）を用いて空冷するのが一般
的である。すなわち架台に部品の実装高に見合つ
た間隔をとつて配列している多数のコネクタに部
品装着が終つた基板の雄コンタクト部を挿入する
ことにより全部の基板を装着し、架台の下部に設
けられたフアンを用いて送風することにより並列
に並んでいる基板の間を通つて風が通り強制空冷
が行われている。然し乍ら部品の実装密度特に
IC、LSIの実装密度が増大しまたIC、LSI自体の
構成ビツト数が増加すると強制通風によつては部
品の温度を最高使用温度以内に保持することは不
可能となり、別の方法を必要とするようになつ
た。
ついてはパツケージ上に放熱フインを設けこれに
扇風機（以後フアン）を用いて空冷するのが一般
的である。すなわち架台に部品の実装高に見合つ
た間隔をとつて配列している多数のコネクタに部
品装着が終つた基板の雄コンタクト部を挿入する
ことにより全部の基板を装着し、架台の下部に設
けられたフアンを用いて送風することにより並列
に並んでいる基板の間を通つて風が通り強制空冷
が行われている。然し乍ら部品の実装密度特に
IC、LSIの実装密度が増大しまたIC、LSI自体の
構成ビツト数が増加すると強制通風によつては部
品の温度を最高使用温度以内に保持することは不
可能となり、別の方法を必要とするようになつ
た。
本発明に係る液冷モジユールはかゝる必要性か
ら生じたものである。
ら生じたものである。
第１図は従来の液冷モジユールの構造でLSI、
抵抗などの発熱素子１を装着した基板２を密封容
器３の底部に置き容器３を上部にはフイン４を備
えた冷却板５があり、この中に冷媒６が入れてあ
る。こゝで発熱素子１が通電により発熱して生じ
た気泡或は冷媒６の温度上昇により液面から発生
した冷媒の蒸気は冷却板５で冷却されて液化し、
滴下すると云うサイクルを繰返すことにより発熱
素子１を含む基板２の冷却が行われている。
抵抗などの発熱素子１を装着した基板２を密封容
器３の底部に置き容器３を上部にはフイン４を備
えた冷却板５があり、この中に冷媒６が入れてあ
る。こゝで発熱素子１が通電により発熱して生じ
た気泡或は冷媒６の温度上昇により液面から発生
した冷媒の蒸気は冷却板５で冷却されて液化し、
滴下すると云うサイクルを繰返すことにより発熱
素子１を含む基板２の冷却が行われている。
然し乍ら容器３の内部を冷媒６のガスだけで充
すことは困難であり、空気などが混在し易く、こ
の場合は冷却能力が著しく低下する缺点があり、
優れた冷却構造であるとは云えなかつた。
すことは困難であり、空気などが混在し易く、こ
の場合は冷却能力が著しく低下する缺点があり、
優れた冷却構造であるとは云えなかつた。
(d) 発明の目的
本発明の目的は冷却機能の優れた液冷モジユー
ルの構造を提供するにある。
ルの構造を提供するにある。
(e) 発明の構成
本発明の目的は冷媒液を入れた密封容器の中に
モジユールを構成する配線基板を垂直にして浸漬
して格納すると共に、この配線基板の相互間に冷
却板をおき、この冷却板を冷却することにより配
線基板を強制冷却する構造をとることにより達成
することができる。
モジユールを構成する配線基板を垂直にして浸漬
して格納すると共に、この配線基板の相互間に冷
却板をおき、この冷却板を冷却することにより配
線基板を強制冷却する構造をとることにより達成
することができる。
(f) 発明の実施例
本発明は複数個の基板を縦にして冷媒液中に配
列すると共にこの基板の間に冷却板を介在させて
冷却を行うものである。
列すると共にこの基板の間に冷却板を介在させて
冷却を行うものである。
第２図は本発明の実施例で密封容器７の底部に
は気密構造のコネクタ端子８が設けられており、
基板９のオスコンタクトが挿着されるよう構成さ
れている。次に縦に平行に配列している基板９の
間には多孔金属を外側に持ち内部に蛇管を備えた
冷却板１０が配列しており、上部より冷媒（この
実施例の場合は水）が供給され循還している。
は気密構造のコネクタ端子８が設けられており、
基板９のオスコンタクトが挿着されるよう構成さ
れている。次に縦に平行に配列している基板９の
間には多孔金属を外側に持ち内部に蛇管を備えた
冷却板１０が配列しており、上部より冷媒（この
実施例の場合は水）が供給され循還している。
また基板９を完全に浸漬する形で冷媒１１が入
れてある。
れてある。
こゝで冷媒としては化学的に安定であつて腐食
作用を伴わずまた沸点が室温から85〔℃〕以内の
液体を用いることが必要であり、この条件を満す
ものとしてはCmF2m+2（但しｍは正数）の分子式
で表わされるフルオロカーボンがある。例えば
C5F12の沸点は30〔℃〕であり、C6F14は56〔℃〕で
あり、かつ腐食性はない。また冷却板１０は第３
図に断面構造を示すように銅（Cu）製の蛇管１
２の外側を極めて多孔質な板状の発泡金属で覆つ
たもので泡状の空隙部１３を通つて沸騰によつて
生じた気泡および冷媒は自由に通過することがで
き、気泡の通過速度は、ゆるやかになるので蛇管
１２に水を通じて冷却すれば通常の蛇管だけに較
べて遥かに大きな冷却効果を生ずることができ
る。
作用を伴わずまた沸点が室温から85〔℃〕以内の
液体を用いることが必要であり、この条件を満す
ものとしてはCmF2m+2（但しｍは正数）の分子式
で表わされるフルオロカーボンがある。例えば
C5F12の沸点は30〔℃〕であり、C6F14は56〔℃〕で
あり、かつ腐食性はない。また冷却板１０は第３
図に断面構造を示すように銅（Cu）製の蛇管１
２の外側を極めて多孔質な板状の発泡金属で覆つ
たもので泡状の空隙部１３を通つて沸騰によつて
生じた気泡および冷媒は自由に通過することがで
き、気泡の通過速度は、ゆるやかになるので蛇管
１２に水を通じて冷却すれば通常の蛇管だけに較
べて遥かに大きな冷却効果を生ずることができ
る。
さて基板９の上に設けられているLSIや抵抗モ
ジユールなどの発熱素子１は通電の際の温度上昇
により冷媒１１の沸点以上の温度になるので発熱
素子１が沸騰源となつて気泡の発生が起る。こゝ
で発熱素子１は縦に並んだ基板９の上に密に装着
されているので下方の発熱素子１で発生した気泡
が、上方にある発熱素子１を覆い冷媒との接触を
遮断し易く、この場合は冷却効果を無くしてしま
う。それ故に発生した気泡は速かに冷却して戻す
ことが必要で液面にまで上昇しないよう工夫する
必要がある。本発明に係る冷却板１０はこの対策
の１つで冷却板１０と発熱素子１との間隔を狭め
て配置することが必要である。更に有効な方法は
第４図に示すように基板９の上に配列している発
熱素子１の間にガス誘導板１４を基板９に直角に
且つ容器の底面に平行に設け、下方の発熱素子１
から発生した気泡１５が上方の発熱素子１に当ら
ないよう工夫されている。
ジユールなどの発熱素子１は通電の際の温度上昇
により冷媒１１の沸点以上の温度になるので発熱
素子１が沸騰源となつて気泡の発生が起る。こゝ
で発熱素子１は縦に並んだ基板９の上に密に装着
されているので下方の発熱素子１で発生した気泡
が、上方にある発熱素子１を覆い冷媒との接触を
遮断し易く、この場合は冷却効果を無くしてしま
う。それ故に発生した気泡は速かに冷却して戻す
ことが必要で液面にまで上昇しないよう工夫する
必要がある。本発明に係る冷却板１０はこの対策
の１つで冷却板１０と発熱素子１との間隔を狭め
て配置することが必要である。更に有効な方法は
第４図に示すように基板９の上に配列している発
熱素子１の間にガス誘導板１４を基板９に直角に
且つ容器の底面に平行に設け、下方の発熱素子１
から発生した気泡１５が上方の発熱素子１に当ら
ないよう工夫されている。
また気泡１５は冷却板１０に触れ急速に液化す
ることが望ましくそのためにはガス誘導板１４は
冷却板１０に殆んど接触する程度にまで近づける
ことが必要である。次に冷却板１０への冷却は第
２図の本実施例の場合、密封容器７の上部に設け
た送入管１７と送入管との間を冷却板１０の中の
蛇管１２が結ぶ構造をとり冷媒として水を用いて
いるが、これよりも低温冷却が可能なフレオン等
の冷媒を用いれば更に冷却温度を下げることがで
きる。このように基板を垂直に配列すると共にこ
の間に冷却板を置き浸漬液冷する構造をとること
により効果的な冷却が可能となる。
ることが望ましくそのためにはガス誘導板１４は
冷却板１０に殆んど接触する程度にまで近づける
ことが必要である。次に冷却板１０への冷却は第
２図の本実施例の場合、密封容器７の上部に設け
た送入管１７と送入管との間を冷却板１０の中の
蛇管１２が結ぶ構造をとり冷媒として水を用いて
いるが、これよりも低温冷却が可能なフレオン等
の冷媒を用いれば更に冷却温度を下げることがで
きる。このように基板を垂直に配列すると共にこ
の間に冷却板を置き浸漬液冷する構造をとること
により効果的な冷却が可能となる。
(g) 発明の効果
本発明はプリント配線基板への高密度実装によ
り従来の空冷構造では規定された最高使用温度以
下に部品温度を保つことが困難なことからなされ
たもので本発明の実施により、規定温度以内に保
持することが可能となる。
り従来の空冷構造では規定された最高使用温度以
下に部品温度を保つことが困難なことからなされ
たもので本発明の実施により、規定温度以内に保
持することが可能となる。
第１図は従来の液冷モジユールの断面構成図、
第２図は本発明に係る液冷モジユールの断面構成
図、第３図は冷却板の部分断面図また第４図はガ
ス誘導板を備えた実施例の部分断面図である。 図において１は発熱素子、２，９はプリント配
線基板、３，７は密封容器、６，１１は冷媒、１
０は冷却板、１２は蛇管、１３は空隙部、１４は
ガス誘導板。
第２図は本発明に係る液冷モジユールの断面構成
図、第３図は冷却板の部分断面図また第４図はガ
ス誘導板を備えた実施例の部分断面図である。 図において１は発熱素子、２，９はプリント配
線基板、３，７は密封容器、６，１１は冷媒、１
０は冷却板、１２は蛇管、１３は空隙部、１４は
ガス誘導板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数のプリント配線基板が微少間隔を距てゝ
対向して配列し該配線基板上に多数個の発熱部品
を配置してなるプリント配線基板実装モジユール
の強制冷却法として該モジユールを冷媒液を入れ
た密封容器内に配線基板を垂直にして浸漬して格
納すると共に該配線基板の相互間に冷却板を置
き、該冷却板を冷却して強制冷却する構造をとる
ことを特徴とする液冷モジユール。 ２ 冷媒液を入れた密封容器の中に冷却板を挟ん
で対向するプリント配線基板が該基板上に容器の
底面に平行して突出し冷却板に達するガス該導板
を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液冷モジユール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147777A JPS6039855A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 液冷モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147777A JPS6039855A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 液冷モジユ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039855A JPS6039855A (ja) | 1985-03-01 |
| JPH0342511B2 true JPH0342511B2 (ja) | 1991-06-27 |
Family
ID=15437945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58147777A Granted JPS6039855A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 液冷モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039855A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5006925A (en) * | 1989-11-22 | 1991-04-09 | International Business Machines Corporation | Three dimensional microelectric packaging |
| JP2989976B2 (ja) * | 1992-12-01 | 1999-12-13 | 甲府日本電気株式会社 | 回路冷却器 |
| JP6720752B2 (ja) * | 2016-07-25 | 2020-07-08 | 富士通株式会社 | 液浸冷却装置、液浸冷却システム、及び液浸冷却装置の制御方法 |
| CN117840459B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-06-11 | 东北大学 | 一种配备冷却系统的激光定向能量沉积系统 |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP58147777A patent/JPS6039855A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6039855A (ja) | 1985-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10888032B2 (en) | Apparatus for liquid immersion cooling, system for liquid immersion cooling, and method of cooling electronic device | |
| US4138692A (en) | Gas encapsulated cooling module | |
| US5349499A (en) | Immersion cooling coolant and electronic device using this coolant | |
| US12322675B2 (en) | Electronic module comprising a pulsating heat pipe | |
| US20220187023A1 (en) | Shrouded powder patch | |
| EP0068142B1 (en) | Gas cooled modules for electrical components | |
| US20130139998A1 (en) | Cooling system, electronic equipment, and method for cooling heating element | |
| US4999740A (en) | Electronic device for managing and dissipating heat and for improving inspection and repair, and method of manufacture thereof | |
| WO2015049807A1 (ja) | サーバ装置 | |
| JPH05335454A (ja) | 電子機器の冷却装置 | |
| CN1449239A (zh) | 冷却装置及具有冷却装置的电器具 | |
| JPH0342511B2 (ja) | ||
| CN218416771U (zh) | 电路板以及电子设备 | |
| TW202305543A (zh) | 流體浸沒式冷卻系統及冷卻電子系統的方法 | |
| JPH08204072A (ja) | 電子部品の冷却装置 | |
| Cahill et al. | Thermal characterization of vertical multichip modules MCM-V | |
| Gerke et al. | Solder joint reliability of high I/O ceramic-ball-grid arrays and ceramic quad-flat-packs in computer environments: the PowerPC 603/sup TM/and PowerPC 604/sup TM/microprocessors | |
| TWI898371B (zh) | 採用浸沒式液冷模式之電子設備及其電子模組 | |
| Yonemura et al. | Heat analysis on insulated metal substrates [power electronics] | |
| JPH037960Y2 (ja) | ||
| Ionescu et al. | Thermal Investigations on Modules Realized Using Solderless Assembly for Electronics Technology | |
| Johnson et al. | Thermo‐mechanical analysis of metal backed circuit boards | |
| CN113923855A (zh) | 电路板 | |
| Gregory | Thermal Implications of Using Chip Carriers with Current Laminates | |
| JP2006514429A (ja) | 電子器具用の放熱装置 |