JPH0536896U - 半導体ｉｃの冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却性能を向上させ、また小形化を図ると共
に、振動や衝撃でＩＣの端子やプリント基板を損傷させ
る恐れがないようにする。 【構成】 図１Ａでは、プリント基板１にＩＣ用ピンソ
ケット１１が取付けられ、それにＩＣ２のリード端子が
摺動自在に嵌合され、ＩＣケースの上面にスタッドボル
ト１２が立てて取付けられる。冷却水路３を有するコー
ルドプレート６がスタッドボルト１２とナット１３によ
りＩＣケースの上面に密着するように取付けられる。図
１Ｂでは、スタッドボルトを設けないで、板バネ２１が
ＩＣ２の下方のプリント基板１上に取付けられる。ＩＣ
２は板バネ２１によりコールドプレート６の底面に押圧
される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、冷却水を用いる半導体ＩＣの冷却構造に関し、特にその冷却性能 の向上と小形化に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の冷却構造を、図２を参照して説明する。プリント基板１に複数 の半導体ＩＣ（以下単にＩＣと言う）２が半田付され、それらのＩＣ２のケース 上面に、冷却水路３を有する冷却モジュール４が密着するように取付けられる。 冷却モジュール４は、ＩＣ２のケース上面に密着するように配設されるモジュー ルハウジング５と、モジュールハウジング５の上面に密着して取付けられ、冷却 水路３が埋込まれているコールドプレート６とより構成される。

【０００３】 モジュールハウジング５の底面に複数の凹部５ａがＩＣ２と対向して形成され 、凹部５ａにコイルスプリング７とピストン８とが順次挿入され、ピストン８は コイルスプリング７により偏倚されて、ピストン８の底面がモジュールハウジン グ５の底面から突出され、ＩＣ２のケース上面に弾性的に押圧される。冷却水路 ３に冷却水９が流され、半導体ＩＣ２で発生した熱が、伝熱経路１０を通じて冷 却水９に伝導し、冷却される。

【０００４】 なお、冷却モジュール４は図示してないが、装置の筐体に固定される。モジュ ールハウジング５、コールドプレート６、ピストン８は銅、アルミ等の金属で作 られる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の冷却構造では、モジュールハウジング５の凹部５ａの内周面とピストン ８との間の摺動接触部の熱抵抗が大きく、十分な冷却性能が得られない欠点があ った。また、モジュールハウジング５に凹部５ａを設け、その中にコイルスプリ ング７及びピストン８を収容する構造であるため、冷却モジュール４が大形にな る欠点があった。

【０００６】 ピストン８は比較的大きな重量を持ち、振動、衝撃などにより慣性力が支えら れると、ピストン８により異常に大きな力がＩＣのリード端子に加えられ、リー ド端子の基部や、プリント基板１の端子半田付部の導体パターンを破損させる恐 れがあった。 この考案は、これら従来の欠点を解決して、冷却性能がよく、小形で、ＩＣの 端子やプリント基板を損傷させる恐れのない半導体ＩＣの冷却構造を提供するこ とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

請求項１の半導体ＩＣの冷却構造では、プリント基板にＩＣ用ピンソケットが 取付けられ、それらピンソケットに半導体ＩＣのリード端子が摺動自在に嵌合さ れ、その半導体ＩＣのケースの上面にスタッドボルトが立てて取付けられ、冷却 水路を有するコールドプレートが、前記スッタドボルトとそれに螺合されるナッ トによって、前記半導体ＩＣのケースの上面に密着するように取付けられる。

【０００８】 請求項２の冷却構造では、プリント基板にＩＣ用ピンソケット及び板バネが取 付けられ、前記板バネ上に配設された半導体ＩＣのリード端子が、前記ＩＣ用ピ ンソケットに摺動自在に嵌合され、冷却水路を有するコールドプレートが、前記 半導体ＩＣのケース上面に対接して配設され、前記半導体ＩＣのケース上面が、 前記板バネによりコールドプレート６の底面に押圧される。

【０００９】

【実施例】

この考案の実施例を、図２と対応する部分に同じ符号を付した図１Ａを参照し て説明する。プリント基板１にＩＣ用ピンソケット１１が半田付され、ピンソケ ット１１にＩＣ２のリード端子が摺動自在に嵌合される。ＩＣ２のケースの上面 にスタットボルト１２が溶接又は接着により取付けられている。冷却水路３を有 するコールドプレート６が、スタッドボルト１２及びそれに螺合されるナット１ ３によって、ＩＣ２のケース上面に密着して取付けられる。

【００１０】 ＩＣ内部で発生した熱は、ケース上面より直接コールドプレート６に、或いは スタッドボルト１２を介してコールドプレート６にそれぞれ伝導され、冷却水９ により冷却される。 通常ＩＣ２は、図２に示したようにプリント基板１に半田付されているが、そ の状態では、ケース上面の高さがまちまちで、複数のＩＣ２のケース上にコール ドプレート６をのせると、ＩＣ２の中にはコールドプレート６と接触できないも のがでてくる。そこで従来はピストン８をケースの上面を押圧するようにコイル スプリング７で偏倚させるようにして、この問題を解決していた。

【００１１】 この考案では、ピンソケット１１を用いることによって、ＩＣのリード端子が 、ピンソケット１１に対してその挿抜方向に摺動自在とされているので、ケース 上面のプリント基板１からの高さを調整することが可能であり、コールドプレー ト６に接触できないものはない。また、複数のＩＣ２をスタットボルト１２及び ナット１３であらかじめコールドプレート６に取付けてから、ＩＣのリード端子 をピンソケット１１に嵌合させるようにしてもよい。いずれの場合も最終的には コールドプレート６は図示していないが装置の筐体に固定される。

【００１２】 請求項２の考案では、図１Ｂに示すように、板バネ２１をＩＣケースの下方の プリント基板１上にビス止め、半田付等により取付け、板バネ２１によりＩＣケ ースを上方に押圧させ、コールドプレート６に密着させる。板バネ２１は図１Ｂ の例では弓形に作られ、円弧部２１ａと、その円弧部２１ａの一端が内側に折曲 げ延長された平坦部２１ｂとより成り、その平坦部２１ｂがプリント基板１に取 付けられ、円弧部２１ａの外面（上面）でＩＣケースの底面を押圧するようにし ている。ＩＣケースとコールドプレート６との間にシリコンゴムシートなどの伝 熱シート２２を必要に応じ介在させてもよい。

【００１３】

【考案の効果】

この考案によれば、半導体ＩＣのケース上面は、スタッドボルト１２又は板バ ネ２１によって、コールドプレームト６に密着されており、従来のように伝熱経 路６内に熱抵抗の大きい摺動接触部が存在しないこと、及びＩＣケースが従来の モジュールハウジング５を経由せずコールドプレート６に直接密着されることに よって、放熱性能が従来より著しく向上する。また従来のモジュールハウジング ５が不用となるので、それだけ冷却構造の小形化が図られる。

【００１４】 この考案では、従来のピストン８のように比較的重量の大きい可動体を用いな いので、振動、衝撃によりＩＣのリード端子やプリント基板の導体パターンを損 傷させる恐れは全くない。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは請求項１の考案の実施例を示す断面図、Ｂ
は請求項２の考案の実施例を示す断面図。

【図２】従来の半導体ＩＣの冷却構造を示す断面図。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板にＩＣ用ピンソケットが取
   付けられ、 それらピンソケットに半導体ＩＣのリード端子が摺動自
   在に嵌合され、 その半導体ＩＣのケース上面にスタッドボルトが立てて
   取付けられ、 冷却水路を有するコールドプレートが、前記してスタッ
   ドボルトとそれに螺合されるナットによって、前記半導
   体ＩＣのケースの上面に密着するように取付けられてい
   ることを特徴とする、 半導体ＩＣの冷却構造。
2. 【請求項２】 プリント基板にＩＣ用ピンソケット及び
   板バネが取付けられ、 前記板バネ上に配設された半導体ＩＣのリード端子が、
   前記ＩＣ用ピンソケットに摺動自在に嵌合され、 冷却水路を有するコールドプレートが、前記半導体ＩＣ
   のケース上面に対接して配設され、 前記半導体ＩＣのケース上面が、前記板バネによりコー
   ルドプレート６の底面に押圧されていることを特徴とす
   る、 半導体ＩＣの冷却構造。