JPH04129255A - 浸漬冷却モジュールの構造 - Google Patents

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〕 大型電子機器のプリント板に実装される半導体装置の浸
漬冷却モジュールの構造に関し、形状が小さく且つ構造
が簡単で常に高い冷却性能を保持することができる新し
い浸漬冷却モジュールの構造の提供を目的とし、 複数個の微小貫通孔を穿設した回路基板に半導体装置を
実装して、フランジにより当該回路基板の外周を密着・
保持したプリント板と、該フランジを有する該プリント
板を互い方向からシール部材を介して挟持・締結するこ
とで冷却室および供給室を形成するとともに、該プリン
ト板を収納しうる程度の所定深さを有する第一、第二の
コールドプレートと、該供給室と貫通し、冷却水を第二
の該コールドプレート内に供給する供給口と、該冷却室
と貫通し、該微小貫通孔を通り、該半導体装置の熱を奪
った冷却水を第一の該コールドプレート外へ排出する排
出口とから構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、大型電子機器のプリント板に実装される半導
体装置の浸漬冷却モジュールの構造に関する。

最近、大型電算機等の電子機器に装着されるプリント板
は大型化、高密度化されてきたが、一方ではそのプリン
ト板に実装される半導体装置は更に高集積化されてその
発熱量が増大しており、その半導体装置の冷却性能に対
する要求も大変厳しいものとなっている。

そのため、不活性の冷却液中に半導体装置（以下ＬＳＩ
と省略する）を直接浸漬して冷却する冷却効率の高い浸
漬液冷方法が採用されているが、そのＬＳＩを浸漬させ
て冷却液を循環する冷却モジュールの構造が複雑となっ
て製造コストが高騰するとともに形状が大きくなるため
、構造が簡単で形状が小さく且つ常に高い冷却能力を備
える浸漬冷却モジュールの構造が要求されている。

［従来の技術］ 従来広く使用されている浸漬冷却モジュールの構造は、
第４図に示すように回路基板１−１の主面に複数個のＬ
ＳＩ２を実装してその外周にフランジ３を密着させて固
定したプリント板１と、そのＬＳＩ２を浸漬冷却させる
ための冷却液の循環用コールドプレート４とから構成さ
れている。

コールドプレート４は、一方の面にプリント板１の外形
と略等しい大きさの冷却室４−１を開口するように形成
するとともに、その冷却室４−１の外周に近接させてシ
ール部材６を埋設するシール溝４−２が形成されている
。また、他方側には一方の端縁に供給口４−３を設けて
、その供給口４−３から冷却液を供給する盲穴状の供給
流路４ａと、他方の端縁に設けた排出口４−４に通ずる
盲穴状の排出流路４ｂとをプリント板１と平行に内設さ
れ、前記冷却室４−１より供給流路４ａを貫通する噴射
口４Ｃと排出流路４ｂに貫通する孔を、回路基板１−１
に実装されたそれぞれのＬＳＩ２と対応する位置に近接
させて穿設している。

そして、このコールドプレート４の各噴射口４ｃへそれ
ぞれノズル５を圧入するとともに上記シール溝４−２に
弾性を備えたシール部材６を埋設し、そのシール部材６
を介して上記プリント板１の外周に固着したフランジ３
を締着することによりコールドプレート４の冷却室４−
１が密封されるので、供給口４−３から冷却室４−１を
経由して排出口４−４に至る冷却液の循環路が形成され
る。

この供給口４−３よりＬＳＩ２に障害を与えないで冷却
性能が優れた冷却液２例えばフロリナートを圧送すると
、その冷却液は供給流路４ａを矢印方向に流れてノズル
５よりＬＳＩ２の上面に噴射して、回路基板１−１に実
装されたＬＳＩ２に衝突した後に排出流路４ｂを矢印方
向に通過して排出口４４から排出されるから、プリント
基板１に実装されたＬＳＩ２を浸漬冷却するように構成
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明した従来の浸漬冷却モジュールの構造で問題と
なるのは、第４図に示すように一方の面に開口した冷却
室４−１と他方の面との間に、供給口４−３から冷却液
を供給する盲穴状の供給流路４ａおよび排出口４−４に
通ずる盲穴状の排出流路４ｂが内設されているここと、
冷却室４−１より供給流路４ａに貫通した噴射口４ｃに
ノズル５が圧入されているため、コールドプレート４の
厚みが厚くなって冷却モジュールの形状が大きくなると
いう問題が生じている。

また、コールドプレート４の供給流路４ａと排出流路４
ｂが近接した状態で深く穿設せねばならぬため、その穴
加工に精度を要するから製造コストが高騰するという問
題もＨＥじている。

本発明は上記のような問題点に鑑み、コールドプレート
の構造が簡単で形状が小さく且つ常に高い冷却性能を保
持することができる新しい浸漬冷却モジュールの構造の
提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図に示すように複数個の微小貫通孔１１
−１　ａを穿設した回路基板１１−１にＬＳＩ２を実装
して、フランジ３により当該回路基板１１−１の外周に
密着・保持したプリント板１１と、該フランジ３を有す
る上記プリント板１１を互いに異なる方向からシール部
材６を介して挟持・締結することで冷却室１４−１およ
び供給室１５−１を形成するとともに、該プリント板Ｉ
ｔを収納しうる程度の所定深さを有する第一　第二のコ
ールドプレート１４．１５と、該供給室１５−１と貫通
し、冷却水を第二の該コールドプレート１５内に供給す
る供給口１５−３と、該冷却室１４−１と貫通し、該微
小貫通孔１ｌ−１ａを通り、該半導体装置２の熱を奪っ
た冷却水を第一の該コールドプレート１４外へ排出する
排出口１４−３とから構成する。

〔作　用］ 本発明では、第１図に示すように弾性を備えたシール部
材６を介して第一、第二のコールドプレート１４．１５
でプリント板１１のフランジ３を挟持・締結すると、そ
のプリント板１１により第一、第二のコールドプレート
１４．１５の冷却室１４−１および供給室１５−１がそ
れぞれ密閉されて、第一、第二のコールドプレート１４
．１５の供給口１５−３から排出口１４３に至る冷却液
の循環路が形成される。

この供給口１５−３より冷却液を矢印方向に圧送すると
その冷却液はプリント板１１の回路基板１１−１で仕切
られた第二のコールドプレー）１５の供給室１５−１に
流れて、その冷却液は第３図に示す如く回路基板１１−
１に穿設された貫通孔１１−１　ａからＬＳＩ２の実装
面へ噴出するから、プリント板１１に実装されたＬＳＩ
２を効率良く冷却することができるとともに、第一、第
二のコールドプレートの構造が簡単で且つ冷却モジュー
ルの形状を小さくすることが可能となる。

〔実　施　例〕

以下第１図乃至第３図について本発明の詳細な説明する
。

第１図は本実施例による浸漬冷却モジュールの構造を示
す模式的断面図、第２図は本実施例の第１のコールドプ
レートを示す斜視図、第３図は本実施例による作用の斜
視図を示し、図中において、第４図と同一部材には同一
記号が付しであるが、その他の１１は浸漬冷却を必要と
するＬＳＩを複数個実装したプリント板１１．１４はＬ
ＳＩを浸漬冷却する第一のコールドプレート、１５はＬ
ＳＩを浸漬冷却する第二のコールドプレートである。

プリント板１１は、第１図に示すように実装されたＬＳ
Ｉ２と対向するそれぞれの位置に一定内径の貫通孔１１
−１　ａを穿設した回路基板１１−１の外周に、従来と
同様にフランジ３を密着させて固定したものである。

第一のコールドプレート１４は、第２図に示すように金
属よりなる厚板の一方の面に回路基板１１−１の外形と
略等しい面積で、当該回路基板１１−１に実装した各Ｌ
ＳＩ２を覆う深さの冷却室１４−１を開口するように形
成するとともに、その冷却室１４−１の外周に近接させ
てシール材部６を埋設するシール溝１４−２を形成して
、他方側の一端縁に上記冷却室１４−１と貫通する排出
口１４−３を設けた冷却液の排出側を構成するものであ
る。

第二のコールドプレート１５は、上記第一のコールドプ
レート１４と同様に一方の面に回路基板１１−１の外形
と略等しい面積の冷却液供給室１５−１を開口させると
ともに、その供給室１５−１の外周にシール部材６を埋
設するシール溝１５−２を形成して、他方側の一端縁に
上記供給室１５−１と貫通する冷却液供給口１５−３を
設けた冷却液の供給側を構成するプレートである。

上記部材を使用した浸漬冷却モジュールの構造は、第１
図に示すように第一、第二のコールドプレート１４．１
５のシール溝１４−２．１５−２にそれぞれ弾性を備え
たシール部材６を埋設して、上記プリント板１１のフラ
ンジ３を冷却液供給側と冷却液排出側の第一、第二のコ
ールドプレー）１４．１５で挟持・締結することにより
、第一のコールドプレート１４の冷却室１４−１および
第二のコールドプレート１５の供給室１５−１を密閉し
て、前記供給口１５−３から供給室１５−１と冷却室１
４−１を経由して排出口１４−３に至る冷却液の循環路
を形成している。

その結果、冷却液供給側となる第二のコールドプレート
１５の供給口１５−３より矢印方向に冷却液を圧送する
と、その冷却液はプリント板１１の回路基板１１−１で
仕切られた供給室１５−１を流れ、その回路基板１１−
１に穿設された貫通孔１１−１　ａから冷却液は第３図
に示す如＜ＬＳＩ２の実装面に噴出して、それぞれＬＳ
Ｉ２の実装面と側面を冷却しながら第一のコールドプレ
ート１４の冷却室１４−１から排出口１４−３に排出さ
れる。

これにより、プリント板１１に実装されたＬＳＩ２を効
率良く冷却することができるとともに、コールドプレー
トの構造が簡単で且つ冷却モジュールの形状を小さくす
ることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば極めて簡
単な構成で、ＬＳＩを効率良く冷却することができると
ともにコールドプレートの構造が簡単で且つ冷却モジュ
ールの形状を小さくすることができる等の利点があり、
著しい経済的および、信鯨性向上の効果が期待できる浸
漬冷却モジュールの構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による浸漬冷却モジュールの
構造を示す模式的断面図、 第２図は本実施例の第１のコールドプレートを示す斜視
図、 第３図は本実施例の作用を示す斜視図、第４図は従来の
浸漬冷却モジュールの構造を示す模式的断面図である。 図において、 ２はＬＳＩ。 ３はフランジ、 ６はシール部材、 １１はプリント板、 １１−１は回路基板、　　　１１−１　ａは貫通孔、１
４、１５は第一、第二のコールドプレート、１４−１は
冷却室、 １４−２．１５−２はシール溝、 １４−３は排出口、 １５−１は供給室、 １５−３は供給口、 を示す。 二ギ昨 −１，−、＋１ 一一λづ１フ”（： ′　憾 伸 （〈＝ゴ 本実」会例＋’−１１漫１１を却モジ“；−ルめオ葺造
４木Ｔ揉式的とのｍｌ　園 第２ 関

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個の微小貫通孔（１１−１ａ）を穿設した回路基板
   （１１−１）に半導体装置（２）を実装して、フランジ
   （３）により当該回路基板（１１−１）の外周を密着・
   保持したプリント板（１１）と、 該フランジ（３）を有する該プリント板（１１）を互い
   方向からシール部材（６）を介して挟持・締結すること
   で冷却室（１４−１）および供給室（１５−１）を形成
   するとともに、該プリント板（１１）を収納しうる程度
   の所定深さを有する第一、第二のコールドプレート（１
   ４）、（１５）と、 該供給室（１５−１）と貫通し、冷却水を第二の該コー
   ルドプレート（１５）内に供給する供給口（１５−３）
   と、該冷却室（１４−１）と貫通し、該微小貫通孔（１
   １−１ａ）を通り、該半導体装置（２）の熱を奪った冷
   却水を第一の該コールドプレート（１４）外へ排出する
   排出口（１４−３）とを備えたことを特徴とする浸漬冷
   却モジュールの構造。