JPH0354472B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0354472B2 JPH0354472B2 JP58141631A JP14163183A JPH0354472B2 JP H0354472 B2 JPH0354472 B2 JP H0354472B2 JP 58141631 A JP58141631 A JP 58141631A JP 14163183 A JP14163183 A JP 14163183A JP H0354472 B2 JPH0354472 B2 JP H0354472B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conduit
- integrated circuit
- cooling
- heat sink
- sectional
- 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
- H10W40/77—Auxiliary members characterised by their shape
- H10W40/774—Pistons, e.g. spring-loaded members
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、基板に搭載された集積回路パツケー
ジを冷却するための冷却構造に関する。
ジを冷却するための冷却構造に関する。
［背景技術］
プリント配線基板またはセラミツク基板等の基
板に搭載された大規模集積回路（LSI）パツケー
ジ等の集積回路パツケージを冷却する手段とし
て、従来採用されていた方式は、送風機を装置に
設け、それによる空気を送り込む強制空冷方式で
ある。
板に搭載された大規模集積回路（LSI）パツケー
ジ等の集積回路パツケージを冷却する手段とし
て、従来採用されていた方式は、送風機を装置に
設け、それによる空気を送り込む強制空冷方式で
ある。
［背景技術の問題点］
しかし、素子自体の集積度の向上または高密度
実装技術の進歩によつて、電力密度が大幅に高く
なり、従来の空冷方式では対応するのが困難にな
つている。つまり、密集した内部から大量の熱を
排出する必要があるために、大風量、高風圧の大
型送風機が必要となるが、この大型送風機は非常
に大きな騒音を発生するという欠点があり、また
装置設備室の空調器に対して、大風量が要求され
る等の問題がある。
実装技術の進歩によつて、電力密度が大幅に高く
なり、従来の空冷方式では対応するのが困難にな
つている。つまり、密集した内部から大量の熱を
排出する必要があるために、大風量、高風圧の大
型送風機が必要となるが、この大型送風機は非常
に大きな騒音を発生するという欠点があり、また
装置設備室の空調器に対して、大風量が要求され
る等の問題がある。
一方、空冷方式に対して液冷方式の方が冷房能
力が非常に高いことが知られているが、その発熱
部から冷媒まで熱を効率良く伝達できず、また
LSIパツケージ実装部と冷脚部とを容易に着脱で
きないために、保守上の問題点がある。
力が非常に高いことが知られているが、その発熱
部から冷媒まで熱を効率良く伝達できず、また
LSIパツケージ実装部と冷脚部とを容易に着脱で
きないために、保守上の問題点がある。
［発明の目的］
本発明は、上記従来例の問題点に着目してなさ
れたもので、温度降下が小さく、しかも保守が容
易な液冷方式の冷却構造を提供することを目的と
するものである。
れたもので、温度降下が小さく、しかも保守が容
易な液冷方式の冷却構造を提供することを目的と
するものである。
［発明の概要］
上記目的を達成するために、本発明は、柱状ヒ
ートシンクを具備する複数の集積回路パツケージ
と、この集積回路パツケージを基板に搭載した集
積回路モジユールと、前記基板のパツケージ搭載
面と対向し、しかもその対向面に前記柱状ヒート
シンクを貫通する穴を具備するロアーフレーム
と、冷媒の圧力によつて膨脹または収縮が可能な
形状を有する弾性高熱伝導材料で形成され、しか
も前記冷媒の圧力によつて膨脹して前記柱状ヒー
トシンクに接触する管路と、前記ロアーフレーム
と協動して前記管路を覆うアツパーフレームとに
よつて構成したものである。
ートシンクを具備する複数の集積回路パツケージ
と、この集積回路パツケージを基板に搭載した集
積回路モジユールと、前記基板のパツケージ搭載
面と対向し、しかもその対向面に前記柱状ヒート
シンクを貫通する穴を具備するロアーフレーム
と、冷媒の圧力によつて膨脹または収縮が可能な
形状を有する弾性高熱伝導材料で形成され、しか
も前記冷媒の圧力によつて膨脹して前記柱状ヒー
トシンクに接触する管路と、前記ロアーフレーム
と協動して前記管路を覆うアツパーフレームとに
よつて構成したものである。
［発明の実施例］
以下、添附図面に示す実施例に基づいて本発明
を詳述する。
を詳述する。
第１図は本発明の一実施例を示す分解斜視図で
ある。この実施例を大きく分類すると、LSIモジ
ユール１と冷却板２とによつて構成され、これら
両者はねじ３によつて締付けられている。
ある。この実施例を大きく分類すると、LSIモジ
ユール１と冷却板２とによつて構成され、これら
両者はねじ３によつて締付けられている。
第２図は、第１図のＡ−Ａ断面図であり、LSI
モジユール１の断面図である。LSIモジユール１
は、セラミツク基板４の一面に、信号ピン１０が
設けられ、その反対面側にLSIパツケージ５が装
着されている。このLSIパツケージ５には、柱状
のヒートシンク６が半田付けされている。このヒ
ートシンク６の先端はテーパ形状Ｂをなしてい
る。このテーパ形状Ｂは、冷却板２へLSIパツケ
ージ５を容易に装着することができるようにした
ものである。セラミツク基板４の周囲には、ベー
スフレーム８とプレート９とが、ねじ１１によつ
て固定されている。ベースフレーム８には、冷却
板２を取付ける場合のガイド用として、第３図に
示すガイドピン１３が設けられている。
モジユール１の断面図である。LSIモジユール１
は、セラミツク基板４の一面に、信号ピン１０が
設けられ、その反対面側にLSIパツケージ５が装
着されている。このLSIパツケージ５には、柱状
のヒートシンク６が半田付けされている。このヒ
ートシンク６の先端はテーパ形状Ｂをなしてい
る。このテーパ形状Ｂは、冷却板２へLSIパツケ
ージ５を容易に装着することができるようにした
ものである。セラミツク基板４の周囲には、ベー
スフレーム８とプレート９とが、ねじ１１によつ
て固定されている。ベースフレーム８には、冷却
板２を取付ける場合のガイド用として、第３図に
示すガイドピン１３が設けられている。
また、ベースフレーム８には、保護カバー７が
ねじ１２によつて固定されている。この保護カバ
ー７は、LSIパツケージ５およびセラミツク基板
４の信号配線面Ｃを保護するものである。
ねじ１２によつて固定されている。この保護カバ
ー７は、LSIパツケージ５およびセラミツク基板
４の信号配線面Ｃを保護するものである。
第４図は、冷却板２の断面図であり、第１図の
Ｇ−Ｇ断面図である。また、第５，６図は、第４
図のそれぞれ、Ｈ−Ｈ断面図、Ｍ−Ｍ断面図であ
る。
Ｇ−Ｇ断面図である。また、第５，６図は、第４
図のそれぞれ、Ｈ−Ｈ断面図、Ｍ−Ｍ断面図であ
る。
冷却板２は、液体を流す管路１６と、この管路
１６を支持および保護するロアーフレーム１４
と、アツパーフレーム１５とによつて構成されて
いる。管路１６は、図中、Ｋ方向の膨脹を可能に
する絞りＤと、図中、Ｌ方向の膨脹を可能にする
絞りＥとを有している。また、管路１６は、ヒー
トシンク６を貫通させる円弧Ｊを有する管１９
と、管路１６の両端を塞ぐ止め板１８と、液体を
供給する流入管１７と、その液体を排出する排出
管２５と設けられている。止め板１８と流入管１
７と排出管２５は、管１９に半田で固定されてい
る。
１６を支持および保護するロアーフレーム１４
と、アツパーフレーム１５とによつて構成されて
いる。管路１６は、図中、Ｋ方向の膨脹を可能に
する絞りＤと、図中、Ｌ方向の膨脹を可能にする
絞りＥとを有している。また、管路１６は、ヒー
トシンク６を貫通させる円弧Ｊを有する管１９
と、管路１６の両端を塞ぐ止め板１８と、液体を
供給する流入管１７と、その液体を排出する排出
管２５と設けられている。止め板１８と流入管１
７と排出管２５は、管１９に半田で固定されてい
る。
また、管路１６は、その膨脹を容易にするため
に、またヒートシンク６との接触をより完全にす
るために、BeCu等の弾性を有する材料を非常に
薄くして使用したものである。
に、またヒートシンク６との接触をより完全にす
るために、BeCu等の弾性を有する材料を非常に
薄くして使用したものである。
第７図は、管路の他の実施例を示す分解斜視図
である。一枚の板を成形した垂直プレート２１
と、下側プレート２４と、上側プレート２０と、
流入管２２と、排出管２６とを半田付け等で接続
したものである。
である。一枚の板を成形した垂直プレート２１
と、下側プレート２４と、上側プレート２０と、
流入管２２と、排出管２６とを半田付け等で接続
したものである。
管路１６は、第５図に示すように管路１６の位
置合せ用の突起Ｒと、ヒートシンク６を貫通され
るための穴Ｔと、ガイドピン１３を貫通させるた
めの穴Ｆと、ねじ１２の逃げ用の座ぐりＮと、冷
却板２をLSIモジユールに取付けるねじ３を通す
ための穴Ｕとから成るロアーフレーム１４と、管
路１６の位置合せ用突起Ｓと、注入管１７を貫通
させる穴Ｖと、ガイドピン１３を貫通させる穴
と、LSIモジユールに取付けるためのねじ３を通
す穴とを有するアツパーフレーム１５との間に装
着されている。そして管路１６は、ねじ２７によ
つて固定される。
置合せ用の突起Ｒと、ヒートシンク６を貫通され
るための穴Ｔと、ガイドピン１３を貫通させるた
めの穴Ｆと、ねじ１２の逃げ用の座ぐりＮと、冷
却板２をLSIモジユールに取付けるねじ３を通す
ための穴Ｕとから成るロアーフレーム１４と、管
路１６の位置合せ用突起Ｓと、注入管１７を貫通
させる穴Ｖと、ガイドピン１３を貫通させる穴
と、LSIモジユールに取付けるためのねじ３を通
す穴とを有するアツパーフレーム１５との間に装
着されている。そして管路１６は、ねじ２７によ
つて固定される。
また、流入管１７と排出管２５とはアツパーフ
レーム１５のＱ部に接着剤等で固定され、管路１
６に外力が加わらないようにしてある。
レーム１５のＱ部に接着剤等で固定され、管路１
６に外力が加わらないようにしてある。
第８図は、LSIモジユール１と冷却板２とを組
立てた場合の断面図を示したものである。LSIモ
ジユール１側のガイドピン１３をガイドにして、
冷却板２をLSIモジユール上に搭載し、ねじ３に
よつてLSIモジユール１と冷却板２とを固定して
ある。
立てた場合の断面図を示したものである。LSIモ
ジユール１側のガイドピン１３をガイドにして、
冷却板２をLSIモジユール上に搭載し、ねじ３に
よつてLSIモジユール１と冷却板２とを固定して
ある。
第９図は、第８図の部分拡大図であり、第１０
図は、第９図のＷ−Ｗ断面図である。管路１０
は、絞りＤ、Ｅおよび薄い板厚のもので構成され
ているので、流入管１７から供給された冷却液体
の圧力によつて、管路１６はＹのように膨脹し、
ヒートシンク６の外形になじんで、完全に接触す
る。従来例においては、液体冷却を行なう場合、
これ等接触部の接触状態に問題があり、熱抵抗の
高い空気が介在する場合は熱伝導率の高い充填剤
を充填する必要がある。ところが、上記実施例に
おいては、管路１６の膨脹によつて、管路１６と
ヒートシンク６との間に空気が介在することが無
いために、それら両者は完全に接触することがで
きる。したがつて、LSIパツケージ５で発生した
熱は、ヒートシンク６を経由して、最も短い熱伝
達パスによつて、管路１６を介して冷却液体に熱
伝達されることになる。このために、LSIパツケ
ージの冷却構造は、熱抵抗の小さなものとなると
いう利点を有する。
図は、第９図のＷ−Ｗ断面図である。管路１０
は、絞りＤ、Ｅおよび薄い板厚のもので構成され
ているので、流入管１７から供給された冷却液体
の圧力によつて、管路１６はＹのように膨脹し、
ヒートシンク６の外形になじんで、完全に接触す
る。従来例においては、液体冷却を行なう場合、
これ等接触部の接触状態に問題があり、熱抵抗の
高い空気が介在する場合は熱伝導率の高い充填剤
を充填する必要がある。ところが、上記実施例に
おいては、管路１６の膨脹によつて、管路１６と
ヒートシンク６との間に空気が介在することが無
いために、それら両者は完全に接触することがで
きる。したがつて、LSIパツケージ５で発生した
熱は、ヒートシンク６を経由して、最も短い熱伝
達パスによつて、管路１６を介して冷却液体に熱
伝達されることになる。このために、LSIパツケ
ージの冷却構造は、熱抵抗の小さなものとなると
いう利点を有する。
次に、冷却板２からLSIモジユール１を取外す
場合について考える。この場合、冷却液体を管路
１６に流すのを停止し、管路１６を膨脹させる圧
力を除去することによつて、管路１６はその弾性
によつて、元の形状にもどり、ヒートシンク６と
の間に、隙間が発生する。そして、上記実施例の
場合、ヒートシンクと管路との間の接触部に充填
剤を充填させていないので、この状態において、
冷却板２からLSIモジユール１を、容易に取外す
ことができる。したがつて、その保守が容易であ
るという利点を有する。
場合について考える。この場合、冷却液体を管路
１６に流すのを停止し、管路１６を膨脹させる圧
力を除去することによつて、管路１６はその弾性
によつて、元の形状にもどり、ヒートシンク６と
の間に、隙間が発生する。そして、上記実施例の
場合、ヒートシンクと管路との間の接触部に充填
剤を充填させていないので、この状態において、
冷却板２からLSIモジユール１を、容易に取外す
ことができる。したがつて、その保守が容易であ
るという利点を有する。
［発明の効果］
上記のように本発明は、温度降下が小さく、し
かも保守が容易な冷却構造であるという効果を有
する。
かも保守が容易な冷却構造であるという効果を有
する。
第１図は本発明の一実施例を示す分解斜視図、
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図
のＩ−Ｉ断面図、第４図は第１図のＧ−Ｇ断面
図、第５図は第４図のＨ−Ｈ断面図、第６図は第
４図のＭ−Ｍ断面図、第７図は管路の他の実施例
を示す分解斜視図、第８図はLSIモジユールと冷
却板とを組立てた場合の断面図、第９図は第８図
の部分拡大図、第１０図は第９図のＷ−Ｗ断面図
である。 １……LSIモジユール、２……冷却板、４……
セラミツク基板、５……LSIパツケージ、６……
ヒートシンク、７……保護カバー、８……ベース
フレーム、１４……ロアフレーム、１５……アツ
パーフレーム、１６……管路、１７，２２……流
入管、２４……下側プレート、２５，２６……排
出管。
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図
のＩ−Ｉ断面図、第４図は第１図のＧ−Ｇ断面
図、第５図は第４図のＨ−Ｈ断面図、第６図は第
４図のＭ−Ｍ断面図、第７図は管路の他の実施例
を示す分解斜視図、第８図はLSIモジユールと冷
却板とを組立てた場合の断面図、第９図は第８図
の部分拡大図、第１０図は第９図のＷ−Ｗ断面図
である。 １……LSIモジユール、２……冷却板、４……
セラミツク基板、５……LSIパツケージ、６……
ヒートシンク、７……保護カバー、８……ベース
フレーム、１４……ロアフレーム、１５……アツ
パーフレーム、１６……管路、１７，２２……流
入管、２４……下側プレート、２５，２６……排
出管。
Claims (1)
- １ 柱状ヒートシンクを具備する複数の集積回路
パツケージと、この集積回路パツケージを基板に
搭載した集積回路モジユールと、前記基板のパツ
ケージ搭載面と対向し、しかもその対向面に前記
柱状ヒートシンクを貫通する穴を具備するロアー
フレームと、冷媒の圧力によつて膨脹または収縮
が可能な形状を有する弾性高熱伝導性材料で形成
され、しかも前記冷媒の圧力によつて膨脹して前
記柱状ヒートシンクに接触する管路と、前記ロア
ーフレームと協働して前記管路を覆うアツパーフ
レームとによつて構成されることを特徴とする集
積回路パツケージの冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141631A JPS6032349A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 集積回路パツケ−ジの冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141631A JPS6032349A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 集積回路パツケ−ジの冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6032349A JPS6032349A (ja) | 1985-02-19 |
| JPH0354472B2 true JPH0354472B2 (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=15296527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58141631A Granted JPS6032349A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 集積回路パツケ−ジの冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6032349A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2716129B2 (ja) * | 1987-07-24 | 1998-02-18 | 日本電気株式会社 | 集積回路の冷却構造 |
| JP2786193B2 (ja) * | 1987-10-26 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | 半導体冷却装置 |
| JPH036848A (ja) * | 1989-06-03 | 1991-01-14 | Hitachi Ltd | 半導体冷却モジュール |
| US6665180B2 (en) | 2001-06-22 | 2003-12-16 | International Business Machines Corporation | System for cooling a component in a computer system |
| JP4682938B2 (ja) * | 2006-07-07 | 2011-05-11 | 株式会社デンソー | 積層型冷却器 |
-
1983
- 1983-08-02 JP JP58141631A patent/JPS6032349A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6032349A (ja) | 1985-02-19 |
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