JPH05198710A - 集積回路用冷却装置 - Google Patents
集積回路用冷却装置Info
- Publication number
- JPH05198710A JPH05198710A JP4031635A JP3163592A JPH05198710A JP H05198710 A JPH05198710 A JP H05198710A JP 4031635 A JP4031635 A JP 4031635A JP 3163592 A JP3163592 A JP 3163592A JP H05198710 A JPH05198710 A JP H05198710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat dissipation
- integrated circuit
- parallel
- transfer plate
- heat transfer
- 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.)
- Granted
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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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 集積回路をＬＳＩケースを介して効率良く冷
却し得る集積回路用冷却装置を提供すること。 【構成】 集積回路１を搭載したＬＳＩケース２の放熱
面上に等間隔に装備された垂直伝熱板６と、この垂直伝
熱板６に支持され前記ＬＳＩケース２の放熱面にほぼ平
行に所定の間隔を隔てて装着された複数の平行放熱板７
とを設け、この複数の平行放熱板７の中央部に、ＬＳＩ
ケース２から離れるほど大きい開口部９を形成すると共
に、この開口部９を含む平行放熱板７の全体に対し垂直
伝熱板６に沿った方向に冷媒を噴射するノズル８を、複
数の平行放熱板に対向して装備したこと。
却し得る集積回路用冷却装置を提供すること。 【構成】 集積回路１を搭載したＬＳＩケース２の放熱
面上に等間隔に装備された垂直伝熱板６と、この垂直伝
熱板６に支持され前記ＬＳＩケース２の放熱面にほぼ平
行に所定の間隔を隔てて装着された複数の平行放熱板７
とを設け、この複数の平行放熱板７の中央部に、ＬＳＩ
ケース２から離れるほど大きい開口部９を形成すると共
に、この開口部９を含む平行放熱板７の全体に対し垂直
伝熱板６に沿った方向に冷媒を噴射するノズル８を、複
数の平行放熱板に対向して装備したこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体の冷却構造に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の冷却構造としては、図５に
示す例（Ｓ．Ｏktay，Ｈ．Ｃ．Ｋammerer “ＡＣonduc
tion-Ｃooled Ｍodule for Ｈigh Ｐerformance ＬＳＩ
Ｄevise ”ＩＢＭ Ｊ．ＲＥＳ．ＤＥＶＥＬＯＰ Ｖo
l２６ Ｎo１ Ｊan１９８２による）のように集積回路
５１にばね５５によりピストン５４を押しつけて熱を奪
い、その熱をヘリウムガス６０を充填した空間を通して
ハット５６，介在層５７を経て、冷却板５８へ伝え冷媒
５９へ放熱する方法がある。上述した例は液体冷媒を使
用しているが、大型のフィンを取付けて強制空冷とした
ものもある。また、図６に示すように、集積回路６１で
発生した熱を伝熱基板６３，可変形性伝熱体６４へと伝
え、ノズル６６より液体冷媒を噴出させて伝熱板６５を
冷却する、という手法のものもある。
示す例（Ｓ．Ｏktay，Ｈ．Ｃ．Ｋammerer “ＡＣonduc
tion-Ｃooled Ｍodule for Ｈigh Ｐerformance ＬＳＩ
Ｄevise ”ＩＢＭ Ｊ．ＲＥＳ．ＤＥＶＥＬＯＰ Ｖo
l２６ Ｎo１ Ｊan１９８２による）のように集積回路
５１にばね５５によりピストン５４を押しつけて熱を奪
い、その熱をヘリウムガス６０を充填した空間を通して
ハット５６，介在層５７を経て、冷却板５８へ伝え冷媒
５９へ放熱する方法がある。上述した例は液体冷媒を使
用しているが、大型のフィンを取付けて強制空冷とした
ものもある。また、図６に示すように、集積回路６１で
発生した熱を伝熱基板６３，可変形性伝熱体６４へと伝
え、ノズル６６より液体冷媒を噴出させて伝熱板６５を
冷却する、という手法のものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の冷却構
造のうち、図５の例では、集積回路を配線基板に取付け
たときに生じる高さや傾きのばらつきに追従させるた
め、ピストンと集積回路とのとの接触面を球面とし、ハ
ットとピストンの間に隙間を設けているが、これは有効
伝熱面積を減少させ冷却能力の低下をもたらす、という
不都合がある。
造のうち、図５の例では、集積回路を配線基板に取付け
たときに生じる高さや傾きのばらつきに追従させるた
め、ピストンと集積回路とのとの接触面を球面とし、ハ
ットとピストンの間に隙間を設けているが、これは有効
伝熱面積を減少させ冷却能力の低下をもたらす、という
不都合がある。
【０００４】また、図６の例では、伝熱板に噴流を衝突
させて冷却しており、冷却能力を向上させるには、噴流
の流速を上げるか、ノズル径を太くして流量を増加させ
る必要があるが、流速を上げると集積回路に加わる力が
大きくなり、集積回路と配線基板の接続部の信頼性に悪
影響を及ぼすという不都合がある。
させて冷却しており、冷却能力を向上させるには、噴流
の流速を上げるか、ノズル径を太くして流量を増加させ
る必要があるが、流速を上げると集積回路に加わる力が
大きくなり、集積回路と配線基板の接続部の信頼性に悪
影響を及ぼすという不都合がある。
【０００５】また、ノズル径を太くすると、冷媒が放熱
板に衝突した後、放射状に流れるためノズルの外側の噴
流は、中央部の噴流の衝突後の流れに阻害されてしまい
冷却能力が劣るため、全体としての能力向上は難しい。
板に衝突した後、放射状に流れるためノズルの外側の噴
流は、中央部の噴流の衝突後の流れに阻害されてしまい
冷却能力が劣るため、全体としての能力向上は難しい。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに、集積回路をＬＳＩケースを介して効
率良く冷却し得る集積回路用冷却装置を提供すること
を、その目的とする。
を改善し、とくに、集積回路をＬＳＩケースを介して効
率良く冷却し得る集積回路用冷却装置を提供すること
を、その目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、集積回路を
搭載したＬＳＩケースの放熱面上に等間隔に装備された
垂直伝熱板と、この垂直伝熱板に支持されＬＳＩケース
の放熱面にほぼ平行に所定の間隔を隔てて装着された複
数の平行放熱板とを設け、この複数の平行放熱板の中央
部に、ＬＳＩケースから離れるほど大きい開口部を形成
すると共に、この開口部を含む平行放熱板全体に対し垂
直伝熱板に沿った方向に冷媒を噴射するノズルを、複数
の平行放熱板に対向して装備する、という構成を採って
いる。これによって前述した目的を達成しようとするも
のである。
搭載したＬＳＩケースの放熱面上に等間隔に装備された
垂直伝熱板と、この垂直伝熱板に支持されＬＳＩケース
の放熱面にほぼ平行に所定の間隔を隔てて装着された複
数の平行放熱板とを設け、この複数の平行放熱板の中央
部に、ＬＳＩケースから離れるほど大きい開口部を形成
すると共に、この開口部を含む平行放熱板全体に対し垂
直伝熱板に沿った方向に冷媒を噴射するノズルを、複数
の平行放熱板に対向して装備する、という構成を採って
いる。これによって前述した目的を達成しようとするも
のである。
【０００８】
【発明の実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし
図２を参照して説明する。この図１ないし図２に示す実
施例において、集積回路１はＬＳＩケース２内に実装さ
れている。ＬＳＩケース２は、半田バンプ３にて配線基
板４に接続されている。ＬＳＩケース２は、配線基板４
の反対面が放熱面となっている。ＬＳＩケース２の放熱
面には、放熱面と水平に放熱フィン５がロウ付け或いは
良熱伝導性接着剤による接着などの方法で固着され熱を
伝えている。もちろん、ねじ止め等の手段でも良い。
図２を参照して説明する。この図１ないし図２に示す実
施例において、集積回路１はＬＳＩケース２内に実装さ
れている。ＬＳＩケース２は、半田バンプ３にて配線基
板４に接続されている。ＬＳＩケース２は、配線基板４
の反対面が放熱面となっている。ＬＳＩケース２の放熱
面には、放熱面と水平に放熱フィン５がロウ付け或いは
良熱伝導性接着剤による接着などの方法で固着され熱を
伝えている。もちろん、ねじ止め等の手段でも良い。
【０００９】放熱フィン５の上に、ＬＳＩケース２に対
応してノズル８が装備されており、このノズル８は、冷
媒が噴出して放熱フィン５に衝突する位置に設けられて
いる。図２は、図１のＡ−Ａ矢視図であり、放熱フィン
５をノズル８側よりみた図である。
応してノズル８が装備されており、このノズル８は、冷
媒が噴出して放熱フィン５に衝突する位置に設けられて
いる。図２は、図１のＡ−Ａ矢視図であり、放熱フィン
５をノズル８側よりみた図である。
【００１０】放熱フィン５は、垂直伝熱板６と複数の水
平放熱板７により構成されている。また、水平放熱板７
は、垂直伝熱板６によってＬＳＩケース２の放熱面と水
平になるよう固定されている。水平放熱板は、ＬＳＩケ
ース２上に取付ける部分を除き、中央に開口部９が設け
られており、ＬＳＩケース２から離れてノズル８に近づ
くほど開口部９が大きくなっている。
平放熱板７により構成されている。また、水平放熱板７
は、垂直伝熱板６によってＬＳＩケース２の放熱面と水
平になるよう固定されている。水平放熱板は、ＬＳＩケ
ース２上に取付ける部分を除き、中央に開口部９が設け
られており、ＬＳＩケース２から離れてノズル８に近づ
くほど開口部９が大きくなっている。
【００１１】本実施例では、水平放熱板は４枚で、開口
部９は丸穴であるが、水平放熱板７の枚数や開口部９の
形が変えたものであってもよい。
部９は丸穴であるが、水平放熱板７の枚数や開口部９の
形が変えたものであってもよい。
【００１２】そして、集積回路１で発生した熱は、ＬＳ
Ｉケース２を通って放熱フィン５へ伝わり、垂直伝熱板
６により各水平放熱板７へ伝えられる。ノズル８から冷
媒が噴出されて噴流となり、冷媒が一番上の水平放熱板
７に衝突するが、噴流の中央部は水平放熱板７の開口部
９を通って次の水平放熱板へ流れ、衝突した冷媒は水平
放熱板７上を流れる。
Ｉケース２を通って放熱フィン５へ伝わり、垂直伝熱板
６により各水平放熱板７へ伝えられる。ノズル８から冷
媒が噴出されて噴流となり、冷媒が一番上の水平放熱板
７に衝突するが、噴流の中央部は水平放熱板７の開口部
９を通って次の水平放熱板へ流れ、衝突した冷媒は水平
放熱板７上を流れる。
【００１３】このとき、冷媒が水平放熱板７に衝突し、
水平放熱板７から冷媒へ放熱される。その後、冷媒は、
水平放熱板７上を外周方向へ流れ、水平放熱板７と垂直
伝熱板６から冷媒へ放熱される。２番目，３番目の水平
放熱板７でも繰返されて、冷媒へと放熱され、最後にＬ
ＳＩケース２上に取付けられた水平放熱板に衝突して、
外周方向へ流れ出る。
水平放熱板７から冷媒へ放熱される。その後、冷媒は、
水平放熱板７上を外周方向へ流れ、水平放熱板７と垂直
伝熱板６から冷媒へ放熱される。２番目，３番目の水平
放熱板７でも繰返されて、冷媒へと放熱され、最後にＬ
ＳＩケース２上に取付けられた水平放熱板に衝突して、
外周方向へ流れ出る。
【００１４】このようにして、集積回路１で発生した熱
は、放熱フィン５を通して冷媒へと放熱されるが噴流が
衝突した後の流れ出る流路を水平放熱板間に確保したこ
とにより、ノズル径を太くして流量を増加した場合で
も、噴流衝突後の流れが阻害することがないため、冷却
能力を高くできる。また、衝突後も水平放熱板間を通っ
て流れる間にも水平放熱板、垂直放熱板を冷却できるた
め冷却能力を上げることができる。このように径を太く
して流量を増加させることが可能のため流速を上げる必
要がなく、ＬＳＩケース２に加わる力を押さえることが
できる。
は、放熱フィン５を通して冷媒へと放熱されるが噴流が
衝突した後の流れ出る流路を水平放熱板間に確保したこ
とにより、ノズル径を太くして流量を増加した場合で
も、噴流衝突後の流れが阻害することがないため、冷却
能力を高くできる。また、衝突後も水平放熱板間を通っ
て流れる間にも水平放熱板、垂直放熱板を冷却できるた
め冷却能力を上げることができる。このように径を太く
して流量を増加させることが可能のため流速を上げる必
要がなく、ＬＳＩケース２に加わる力を押さえることが
できる。
【００１５】また、図３，図４に示すように、第２実施
例を示す。この図３ないし図４に示す第２実施例は、水
平放熱板７間の隙間を等しくし、各水平放熱板のノズル
からみえる面積を等しく設定されている。その他の構成
は前述した図１ないし図２の実施例と同一となってい
る。この場合、各水平放熱板７に衝突する冷媒の量が等
しくなり、各水平放熱板７間を流れて外周へ流れ出る冷
媒の流速が均等化する。このため、水平放熱板から流れ
出る冷媒が干渉して流れを阻害することはない。
例を示す。この図３ないし図４に示す第２実施例は、水
平放熱板７間の隙間を等しくし、各水平放熱板のノズル
からみえる面積を等しく設定されている。その他の構成
は前述した図１ないし図２の実施例と同一となってい
る。この場合、各水平放熱板７に衝突する冷媒の量が等
しくなり、各水平放熱板７間を流れて外周へ流れ出る冷
媒の流速が均等化する。このため、水平放熱板から流れ
出る冷媒が干渉して流れを阻害することはない。
【００１６】また、各水平放熱板７からの放熱量を均等
化できるため、フィン効率を高くでき、冷却能力を高く
できるという利点がある。
化できるため、フィン効率を高くでき、冷却能力を高く
できるという利点がある。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
噴流の衝突後の流路を確保したことにより、噴流の流
量，衝突面積を冷却効果を有効に増加させることがで
き、また、衝突後の流れも冷却に利用するため、冷却能
力を更に上げることができ、また流速を上げる必要がな
いため、ＬＳＩケースに加わる力を低くでき、耐久性増
大を図り得るという従来にない優れた集積回路用冷却装
置を提供することができる。
噴流の衝突後の流路を確保したことにより、噴流の流
量，衝突面積を冷却効果を有効に増加させることがで
き、また、衝突後の流れも冷却に利用するため、冷却能
力を更に上げることができ、また流速を上げる必要がな
いため、ＬＳＩケースに加わる力を低くでき、耐久性増
大を図り得るという従来にない優れた集積回路用冷却装
置を提供することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した実施例のＡ−Ａに沿った断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。
【図４】図２に示した実施例のＢ−Ｂに沿った断面図で
ある。
ある。
【図５ないし図６】従来例を示す断面図である。
１ 集積回路 ２ ＬＳＩケース ３ 半田バンプ ４ 配線基板 ５ 放熱フィン ６ 垂直伝熱板 ７ 水平放熱板 ８ ノズル ９ 開口部 １０ 冷媒
Claims (3)
- 【請求項１】 集積回路を搭載したＬＳＩケースの放熱
面上に等間隔に装備された垂直伝熱板と、この垂直伝熱
板に支持され前記ＬＳＩケースの放熱面にほぼ平行に所
定の間隔を隔てて装着された複数の平行放熱板とを設
け、この複数の平行放熱板の中央部に、前記ＬＳＩケー
スから離れるほど大きい開口部を形成すると共に、この
開口部を含む前記平行放熱板全体に対し前記垂直伝熱板
に沿った方向に冷媒を噴射するノズルを、前記複数の平
行放熱板に対向して装備したことを特徴とする集積回路
用冷却装置。 - 【請求項２】 前記複数の平行放熱板に向けて前記ノズ
ルから噴射される冷媒に対し、前記複数の各平行放熱板
が直接吹き付けられる各平行放熱板の面積を、それぞれ
同一に設定したことを特徴とする請求項１記載の集積回
路用冷却装置。 - 【請求項３】 前記複数の平行放熱板の間隔を、それぞ
れ同一に設定したことを特徴とした請求項１又は２記載
の集積回路用冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031635A JP2748762B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 集積回路用冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031635A JP2748762B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 集積回路用冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198710A true JPH05198710A (ja) | 1993-08-06 |
| JP2748762B2 JP2748762B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=12336673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031635A Expired - Lifetime JP2748762B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 集積回路用冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748762B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0922192A4 (en) * | 1996-08-30 | 2000-11-02 | Motorola Inc | ATOMIZATION COOLING OF AN ELECTRONIC COMPONENT |
-
1992
- 1992-01-22 JP JP4031635A patent/JP2748762B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0922192A4 (en) * | 1996-08-30 | 2000-11-02 | Motorola Inc | ATOMIZATION COOLING OF AN ELECTRONIC COMPONENT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2748762B2 (ja) | 1998-05-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980120 |