JPH0423356Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内部に冷却材のための流路を有し、
実装された抵抗、ICチツプ等の素子またはモジ
ユールが発生する熱を吸収して外部に放熱し得る
基板に関する。

〈従来の技術〉 最近、エレクトロニクスの発達に伴い電子回路
の集積化が進み、同一基板上に多数の半導体、抵
抗、コンデンサ等の素子やモジユールを組合わせ
た混合集積回路が広く使用されている。これらの
素子等が発生する熱によつて基板及び周辺温度が
上昇すると、電子回路の機能が著しく損われるこ
とになる。このため、金属性基板の上に形成され
た高熱伝導性の樹脂絶縁層に金属箔配線を貼着ま
たは積層し、各素子からの発熱を金属基板側へ伝
導して放熱させるようにした基板や、フアンモー
タ等により強制空冷される放熱器を取付けた基板
が知られている。しかし、これらの基板は冷却効
果に物理的に限界があり、電子回路の高集積化は
困難であつた。

そこで、本願出願人は、特願昭61−190372号明
細書に於て、外部の冷却系統と接続可能な液体冷
媒を循環させる流路を内部に設けた金属板からな
るコールドプレートの表面に伝熱性樹脂を被覆し
た基板を提案している。

ところが、上述の基板に於ては、２個の板材
と、これらの間に冷却材の流路を形成するための
フインとを加熱圧接して接合した場合にはその接
合面に熱膨脹率の差異による歪みによつて障害が
発生すると云う問題があつた。

〈考案が解決しようとする問題点〉 そこで本考案の目的は、比較的容易に歪みを生
ずることなく製造され、冷却効果の高い液冷式基
板を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 上述の目的は、本考案によれば、高熱伝導性を
有する電気絶縁材料からなり、少なくともその一
方に回路素子が設けられる２個の薄板と、該２個
の薄板間に挟装される薄い金属板を折曲して畝状
の凹凸を形成してなる波板と、該波板の周囲を囲
繞する枠材とを重ね合わせて一体的に接合すると
共に、外部の冷却系統と接続可能な冷却材のため
の流路が前記両薄板間に形成されて概ね全体的に
冷却される液冷式基板であつて、前記波板の凹凸
の各底部および各頂部に、畝の延在方向に直交す
る方向に沿う複数のスリツトが設けられているこ
とを特徴とする液冷式基板を提供することにより
達成される。

〈作用〉 本考案によれば、高熱伝導性を有する電気絶縁
材料で一体的に形成することにより、その表面上
に直接回路パターンを形成し或いは積層構造と
し、かつチツプやモジユールを装着することがで
きるので、高い冷却効果を得ることができる。そ
してスリツトによつて波板が畝の延在方向につい
て伸縮し得るので、熱膨脹率の差異による熱歪み
が吸収し得る。

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実
施例について詳細に説明する。

第１図に示すように、本考案による基板１は、
互いに離隔して平行に配置された薄板２，３とそ
れらの間に挟装された枠材４とから構成されてい
る。これら両薄板２，３及び枠材４は高熱伝導性
と電気絶縁性とを有するアルミナ、炭化硅素、窒
化アルミ系セラミツク等のセラミツクス材料で形
成されている。このセラミツクス材料としては、
実装されるチツプやモジユールの熱膨脹係数に近
い熱膨脹係数を有するものを使用するのが好まし
い。また基板１の内部には、フイン５によつて、
外部の冷却系統から導入される液体冷媒を均一に
流通させるための複数の流路６が形成されてい
る。

フイン５は、薄い金属板を互いに平行に延在す
る規則的な畝状の凹凸を形成するように折曲させ
た波板からなる。第２図に併せて良く示されるよ
うに、フイン５の両面には冷媒の流路方向、すな
わち畝状に形成された溝並びに突条の延在方向に
沿つて該方向と直交する向きに複数のスリツト７
が等間隔に形成されている。薄板２，３、枠材４
及びフイン５は内部が液密に保持されるように一
体的に接合される。具体的には、接着剤を用い
て、またはろう付け若しくは拡散接合により加熱
しかつ加圧して接合される。この場合に、金属製
のフイン５をセラミツクス材料からなる薄板２，
３との間に於ける熱膨脹率の差異により接合面に
歪を生じる可能性があるが、フイン５に設けられ
たスリツト７によりこの熱歪を吸収することがで
きる。

また第１図に示すように、基板１の表面上には
公知の方法により回路パターンが形成され、チツ
プ等の素子８を実装し、またはセラミツクモジユ
ールをねじ等により装着する。また、予め薄板
２，３の表面上に回路パターンを数層に積層して
おき、これを上述のように接合して基板を製造す
ることもできる。

薄板３の上部及び下部には、それぞれ冷媒のた
めの注入管９及び排出管１０が設けられている。
注入管９及び排出管１０はそれぞれ外部の冷却系
統と接続され、閉回路を形成している。第１図に
於て矢印で示されるように、液体冷媒は注入管９
から基板１内部に流入し、板材２を会して伝達さ
れる各素子８が発生した熱を吸収しつつ流路６内
を上方へ移動し、排出管１０から排出される。こ
の場合に、例えばシリコン系オイルのように熱に
よる体積変化の大きな熱媒体を液体冷媒として使
用すれば、吸熱作用による温度上昇に伴い液体冷
媒が自然に循環する重力循環方式をとることがで
き、またポンプ等を用いて純水等の冷媒を強制循
環させることにより基板の冷却を行うことができ
る。

〈考案の効果〉 上述のように本考案によれば、例えばセラミツ
クス材料等の高熱伝導性及び電気絶縁性を有する
材料で基板を形成し、かつ内部に液体冷媒のため
の流路を設けることにより、基板に直接回路パタ
ーンを形成し、かつチツプ、セラミツクモジユー
ル等を装着できるので、各素子から発生する熱が
直接冷媒に伝達され、基板の冷却効果が著しく向
上し、電子回路の高集積化を図ることができる。

また、この基板はセラミツク材料からなる薄板
及び枠材と金属製フインとをろう付けまたは拡散
接合等により一体的に接合することにより成形さ
れるので、比較的大きな寸法の基板を容易にかつ
安価に製造することができる。そしてフインに形
成したスリツトにより、接合時の加熱圧接にて生
ずる熱歪みが吸収されるので、接合面に無用な応
力が作用せず、より一層品質を安定化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による基板の実施例を示す一
部破断斜視図である。第２図は、冷媒の流路方向
に沿つて示したフインの部分拡大断面図である。 １……基板、２，３……薄板、４……枠材、５
……フイン、６……流路、７……スリツト、８…
…チツプ、９……注入管、１０……排出管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 高熱伝導性を有する電気絶縁材料からなり、少
   なくともその一方に回路素子が設けられる２個の
   薄板と、該２個の薄板間に挟装される薄い金属板
   を折曲して畝状の凹凸を形成してなる波板と、該
   波板の周囲を囲繞する枠材とを重ね合わせて一体
   的に接合すると共に、外部の冷却系統と接続可能
   な冷却材のための流路が前記両薄板間に形成され
   て概ね全体的に冷却される液冷式基板であつて、 前記波板の凹凸の各底部および各頂部に、畝の
   延在方向に直交する方向に沿う複数のスリツトが
   設けられていることを特徴とする液冷式基板。