JPH0573268B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0573268B2 JPH0573268B2 JP61283245A JP28324586A JPH0573268B2 JP H0573268 B2 JPH0573268 B2 JP H0573268B2 JP 61283245 A JP61283245 A JP 61283245A JP 28324586 A JP28324586 A JP 28324586A JP H0573268 B2 JPH0573268 B2 JP H0573268B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- lsi
- cooling
- heat dissipation
- electronic circuit
- 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 - Lifetime
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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
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
-
- 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
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、電子回路パツケージの放熱構造に関
するもので、特に発熱量の大きい高密度集積回路
素子（以下LSIと云う）からの熱を効率よく放熱
する構造に関する。
するもので、特に発熱量の大きい高密度集積回路
素子（以下LSIと云う）からの熱を効率よく放熱
する構造に関する。
［従来の技術］
一般に電子機器を構成する電子回路パツケージ
は、配線基板上に多数個のLSI等電子回路部品を
搭載して構成され、電子回路パツケージ収容架に
取付けられている冷却用フアンにより強制空冷さ
れる構造をとる。しかしながら、特に大型の情報
処理装置等においては、装置の高性能化の目的
で、LSI素子は高集積・高速化され、更にこれら
が配線基板上に高密度に実装されるためLSI及び
電子回路パツケージの発熱量及び発熱密度は大幅
に増大し、従来の強制空冷では十分な冷却ができ
なくなりつつある。即ち、高い発熱量・発熱密度
を有するLSI電子回路パツケージを冷却するため
には、大量の冷却空気を必要とするが、冷却用フ
アンの能力及び騒音の点でおのずと制約されるた
めである。このため、空気に比べ熱伝達性能に優
れた液体冷媒を発熱部であるLSIの近傍を循環さ
せ、LSIからの熱を直接伝導により液体冷媒に移
送する熱伝導冷却構造がとられるようになつてき
た。
は、配線基板上に多数個のLSI等電子回路部品を
搭載して構成され、電子回路パツケージ収容架に
取付けられている冷却用フアンにより強制空冷さ
れる構造をとる。しかしながら、特に大型の情報
処理装置等においては、装置の高性能化の目的
で、LSI素子は高集積・高速化され、更にこれら
が配線基板上に高密度に実装されるためLSI及び
電子回路パツケージの発熱量及び発熱密度は大幅
に増大し、従来の強制空冷では十分な冷却ができ
なくなりつつある。即ち、高い発熱量・発熱密度
を有するLSI電子回路パツケージを冷却するため
には、大量の冷却空気を必要とするが、冷却用フ
アンの能力及び騒音の点でおのずと制約されるた
めである。このため、空気に比べ熱伝達性能に優
れた液体冷媒を発熱部であるLSIの近傍を循環さ
せ、LSIからの熱を直接伝導により液体冷媒に移
送する熱伝導冷却構造がとられるようになつてき
た。
従来、この種の放熱構造をとる電子回路パツケ
ージは、第３図に示すように複数個のLSI２を取
付けたプリント基板１組立体の上面に冷却板５を
取付具６にて規定の間隔を保つてネジ６１にて固
定する構造がとれらている。こで、冷却板５は内
部に液体冷媒が循環する流路５１を有し、かつ端
部にフレームの冷却配管（図示せず）に接続され
る１対の冷媒出入口５２を有している。また、
LSI２の上面と冷却板５の間には、プリント基板
１の反り・ねじれやLSI２の取付高さのバラツ
キ・傾き等を吸収するために金属バネや熱伝導性
ゴム等の可撓性を有する伝熱体７を介在させてお
り、LSI２を熱は伝熱体７、冷却板５、冷媒８の
経路で排熱される構造となつている。
ージは、第３図に示すように複数個のLSI２を取
付けたプリント基板１組立体の上面に冷却板５を
取付具６にて規定の間隔を保つてネジ６１にて固
定する構造がとれらている。こで、冷却板５は内
部に液体冷媒が循環する流路５１を有し、かつ端
部にフレームの冷却配管（図示せず）に接続され
る１対の冷媒出入口５２を有している。また、
LSI２の上面と冷却板５の間には、プリント基板
１の反り・ねじれやLSI２の取付高さのバラツ
キ・傾き等を吸収するために金属バネや熱伝導性
ゴム等の可撓性を有する伝熱体７を介在させてお
り、LSI２を熱は伝熱体７、冷却板５、冷媒８の
経路で排熱される構造となつている。
［解決すべき問題点］
しかしながら、上述した従来の電子回路パツケ
ージの放熱構造は、伝熱体７の構造又は材質が問
題となる。即ち、LSI２と冷却板５の間に熱伝導
性ゴムや放熱シート等からなる伝熱体７を介在さ
せる場合は、それ自体が金属等に比べると非常に
熱伝導率が低いため厚みを出来る限り薄くしなけ
ればならず、従つて厚さ方向の可撓性が少なくな
りLSI２の取付け高さのバラツキをかなり厳密に
揃えなければならないといいう欠点が生じる。ま
た、伝熱体７として金属バネやベローズ等を使用
すれば、LSIの取付け高さのバラツキはある程度
大きく容認できうるが、LSI２及びプリント基板
１に対して常に力が加わる構造となるため、プリ
ント基板１及び冷却板５を反りが出ないように堅
牢に作らねばならず、そのための構造が複雑とな
り、かつ重量も重くなるという欠点が生じる。更
には、上記いずれの伝熱体７であつても、冷却板
５とプリント基板組立体が積み重なる構造のた
め、全体の厚みが厚くなりこの電子回路パツケー
ジ組立体を多数枚、三次元的に架に収容する場
合、高密度に実装できず装置の高性能が困難であ
るという致命的な欠点を有する。
ージの放熱構造は、伝熱体７の構造又は材質が問
題となる。即ち、LSI２と冷却板５の間に熱伝導
性ゴムや放熱シート等からなる伝熱体７を介在さ
せる場合は、それ自体が金属等に比べると非常に
熱伝導率が低いため厚みを出来る限り薄くしなけ
ればならず、従つて厚さ方向の可撓性が少なくな
りLSI２の取付け高さのバラツキをかなり厳密に
揃えなければならないといいう欠点が生じる。ま
た、伝熱体７として金属バネやベローズ等を使用
すれば、LSIの取付け高さのバラツキはある程度
大きく容認できうるが、LSI２及びプリント基板
１に対して常に力が加わる構造となるため、プリ
ント基板１及び冷却板５を反りが出ないように堅
牢に作らねばならず、そのための構造が複雑とな
り、かつ重量も重くなるという欠点が生じる。更
には、上記いずれの伝熱体７であつても、冷却板
５とプリント基板組立体が積み重なる構造のた
め、全体の厚みが厚くなりこの電子回路パツケー
ジ組立体を多数枚、三次元的に架に収容する場
合、高密度に実装できず装置の高性能が困難であ
るという致命的な欠点を有する。
［問題点を解決手段］
上記従来の問題点を解決する本発明の電子回路
パツケージの放熱構造は、配線基板上に複数搭載
される集積回路素子の上部放熱面に、ネジ止め用
のスタツドを設け、上記集積回路素子相互間に内
部を液体冷媒が流れる冷却管を敷設し、かつ上記
冷却管を挟み込んで保持する複数個の熱伝導プレ
ートの両側面を上記スタツドにネジ止めして上記
集積回路素子の上部放熱面に固着して構成してな
る。
パツケージの放熱構造は、配線基板上に複数搭載
される集積回路素子の上部放熱面に、ネジ止め用
のスタツドを設け、上記集積回路素子相互間に内
部を液体冷媒が流れる冷却管を敷設し、かつ上記
冷却管を挟み込んで保持する複数個の熱伝導プレ
ートの両側面を上記スタツドにネジ止めして上記
集積回路素子の上部放熱面に固着して構成してな
る。
［実施例］
次に本発明の一実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図ａは本発明の一実施例に係る電子回路パ
ツケージの放熱構造の平面図、第１図ｂは同図の
Ａ−Ａ断面図であり、第２図は同実施例のLSI周
辺を部分拡大した分解斜視図である。
ツケージの放熱構造の平面図、第１図ｂは同図の
Ａ−Ａ断面図であり、第２図は同実施例のLSI周
辺を部分拡大した分解斜視図である。
本発明による電子回路パツケージの放熱構造
は、プリント基板等からなる配線基板１とこの基
板上に実装された多数個のLSI２と、配線基板の
部品搭載面側に敷設した冷却管３と、LSI２と冷
却管３とを熱的に接続する複数個の熱伝導プレー
ト４とで構成される。
は、プリント基板等からなる配線基板１とこの基
板上に実装された多数個のLSI２と、配線基板の
部品搭載面側に敷設した冷却管３と、LSI２と冷
却管３とを熱的に接続する複数個の熱伝導プレー
ト４とで構成される。
LSI２は、ケースの上面が放熱面となるよう
LSIチツプが内部に封止されており、放熱面上に
垂直に雄ネジをきつたスタツド２１がろう付けさ
れる構造をとる。
LSIチツプが内部に封止されており、放熱面上に
垂直に雄ネジをきつたスタツド２１がろう付けさ
れる構造をとる。
冷却管３は、内部を水などの液体冷媒８が流れ
る良熱伝導性の金属管（例えば銅管）であり、配
線基板１上に整列して実装されたLSI２の列の少
なくとも一辺と隣接して位置するようにLSI２間
に敷設され冷媒の出入口３１，３２間で閉じた流
路が形成されている。ここで冷媒８の入口部３
１、出口部３２には、架の冷媒系の主配管と容易
に着脱でき且つ着脱しても内部の冷媒８が外部に
漏れ出ないセルフシールカツプラ等が用いられて
いる。
る良熱伝導性の金属管（例えば銅管）であり、配
線基板１上に整列して実装されたLSI２の列の少
なくとも一辺と隣接して位置するようにLSI２間
に敷設され冷媒の出入口３１，３２間で閉じた流
路が形成されている。ここで冷媒８の入口部３
１、出口部３２には、架の冷媒系の主配管と容易
に着脱でき且つ着脱しても内部の冷媒８が外部に
漏れ出ないセルフシールカツプラ等が用いられて
いる。
熱伝導プレート４は、２枚の薄い銅板からなる
プレート４１，４２で構成されている。これら２
枚のプレート４１，４２は、冷却管３を上下から
狭み込み密着する様中央部が半円状に曲げ加工さ
れており、更に両端の平坦部にはLSI２上にろう
付けされているスタツド２１に嵌合する穴４３が
夫々明けられている。この２枚のプレート４１，
４２は、LSI２を配線基板１上に半田付けした
後、冷却管３を中央にして上下から挟み付けなが
ら冷却管３の両側に位置するLSI２の上面に密着
するように取付けられ、ワツシヤ２２、ナツト２
３によりスタツド２１に機械的に固定される。
プレート４１，４２で構成されている。これら２
枚のプレート４１，４２は、冷却管３を上下から
狭み込み密着する様中央部が半円状に曲げ加工さ
れており、更に両端の平坦部にはLSI２上にろう
付けされているスタツド２１に嵌合する穴４３が
夫々明けられている。この２枚のプレート４１，
４２は、LSI２を配線基板１上に半田付けした
後、冷却管３を中央にして上下から挟み付けなが
ら冷却管３の両側に位置するLSI２の上面に密着
するように取付けられ、ワツシヤ２２、ナツト２
３によりスタツド２１に機械的に固定される。
このような構造をとることにより、LSI２で発
生した熱は、LSI２の放熱面→熱伝導プレート４
→冷却管３→冷媒８といつた熱伝導経路で排熱さ
れることにより、極めて効率の良い冷却特性を得
ることができる。即ち、液体冷媒８をLSI２のす
ぐ近傍を循環させ、LSI２と冷媒８間を熱伝導率
の良い金属板からなる熱伝導プレート４を用いて
機械的に強固に接続したことにより、伝熱経路を
極めて短くなり、またLSI２と熱伝導プレート４
及び熱伝導プレート４と冷却管３の接触部の熱抵
抗も十分小さくできる。
生した熱は、LSI２の放熱面→熱伝導プレート４
→冷却管３→冷媒８といつた熱伝導経路で排熱さ
れることにより、極めて効率の良い冷却特性を得
ることができる。即ち、液体冷媒８をLSI２のす
ぐ近傍を循環させ、LSI２と冷媒８間を熱伝導率
の良い金属板からなる熱伝導プレート４を用いて
機械的に強固に接続したことにより、伝熱経路を
極めて短くなり、またLSI２と熱伝導プレート４
及び熱伝導プレート４と冷却管３の接触部の熱抵
抗も十分小さくできる。
更に、熱伝導プレート４の薄い銅板等を使用し
たことにより、LSI２の配線基板１に対する取付
け高さにバラツキや傾きがあつたとしても、熱伝
導プレート４が容易に追随して変形しLSI２上面
に密着するため、良好な熱伝導性を得ることがで
きる。また、熱伝導プレート４をLSI２を２個単
位で使用し小分割化したことにより、配線基板１
を反らせるような力が発生せずスチフナ等の構造
物は不要となり、電子回路パツケージ組立構造が
簡略化でき、かつ軽量化することができる。更に
は、冷却管３がLSI２相互間のスペースに敷設さ
れるため、全体の実装高さがLSI２の実装高さと
さほど違わない高さで実装でき、電子回路パツケ
ージの組立体を複数個架のバツクパネル等に三次
元的に実装する場合も高密度に実装可能になり装
置の高性能化が図れる。
たことにより、LSI２の配線基板１に対する取付
け高さにバラツキや傾きがあつたとしても、熱伝
導プレート４が容易に追随して変形しLSI２上面
に密着するため、良好な熱伝導性を得ることがで
きる。また、熱伝導プレート４をLSI２を２個単
位で使用し小分割化したことにより、配線基板１
を反らせるような力が発生せずスチフナ等の構造
物は不要となり、電子回路パツケージ組立構造が
簡略化でき、かつ軽量化することができる。更に
は、冷却管３がLSI２相互間のスペースに敷設さ
れるため、全体の実装高さがLSI２の実装高さと
さほど違わない高さで実装でき、電子回路パツケ
ージの組立体を複数個架のバツクパネル等に三次
元的に実装する場合も高密度に実装可能になり装
置の高性能化が図れる。
本実施例では、熱伝導プレート４を冷却管３両
側のLSI２間を接続する構成となつているが、
LSI２の発熱量が少ない場合には、複数個のLSI
２を直列に接続するような熱伝導プレート形状と
してもよく、また逆にLSIの発熱量が大きく伝熱
特性を更に改善する必要がある場合には、LSI２
と熱伝導プレート４間及び熱伝導プレート４と冷
却管３間の接触界面に熱伝導性グリースを塗布し
たり熱伝導板の幅を広くする等の手段をとりうる
ことは云うまでもない。
側のLSI２間を接続する構成となつているが、
LSI２の発熱量が少ない場合には、複数個のLSI
２を直列に接続するような熱伝導プレート形状と
してもよく、また逆にLSIの発熱量が大きく伝熱
特性を更に改善する必要がある場合には、LSI２
と熱伝導プレート４間及び熱伝導プレート４と冷
却管３間の接触界面に熱伝導性グリースを塗布し
たり熱伝導板の幅を広くする等の手段をとりうる
ことは云うまでもない。
［発明の効果］
以上説明したように本発明は、集積回路素子間
に冷却管を敷設し、冷却管を挟み込む熱伝導プレ
ートを集積回路素子の上部放熱面に固着すること
により、配線基板上のLSIの実装高さにバラツキ
や傾きがあつても均一な熱伝導特性を得ることが
でき、また伝熱手段が比較的簡単な構成で、しか
も部品実装高さにさほど影響を与えない高さで実
現できる事から、小型軽量化でき、かつ架への実
装も高密度化できると云つた優れた効果がある。
に冷却管を敷設し、冷却管を挟み込む熱伝導プレ
ートを集積回路素子の上部放熱面に固着すること
により、配線基板上のLSIの実装高さにバラツキ
や傾きがあつても均一な熱伝導特性を得ることが
でき、また伝熱手段が比較的簡単な構成で、しか
も部品実装高さにさほど影響を与えない高さで実
現できる事から、小型軽量化でき、かつ架への実
装も高密度化できると云つた優れた効果がある。
第１図ａは本発明の一実施例による電子回路パ
ツケージの放熱構造を示す平面図、第１図ｂは第
１図ａのＡ−Ａ線断面図、第２図は第１図ａに示
す放熱構造のLSI実装部分を拡大した分解斜視
図、第３図は従来の電子回路パツケージの放熱構
造を示す側断面図である。 １：配線基板、２：集積回路素子、２１：スタ
ツド、３：冷却管、４：熱伝導プレート、５：冷
却板、６：取付具、７：伝熱体、８：冷媒。
ツケージの放熱構造を示す平面図、第１図ｂは第
１図ａのＡ−Ａ線断面図、第２図は第１図ａに示
す放熱構造のLSI実装部分を拡大した分解斜視
図、第３図は従来の電子回路パツケージの放熱構
造を示す側断面図である。 １：配線基板、２：集積回路素子、２１：スタ
ツド、３：冷却管、４：熱伝導プレート、５：冷
却板、６：取付具、７：伝熱体、８：冷媒。
Claims (1)
- １ 配線基板上に複数搭載される集積回路素子の
上部放熱面に、ネジ止め用のスタツドを設け、上
記集積回路素子相互間に内部を液体冷媒が流れる
冷却管を敷設し、かつ上記冷却管を挟み込んで保
持する複数個の熱伝導プレートの両側面を上記ス
タツドにネジ止めして上記集積回路素子の上部放
熱面に固着してなることを特徴とする電子回路パ
ツケージの放熱構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61283245A JPS63136656A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 電子回路パツケ−ジの放熱構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61283245A JPS63136656A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 電子回路パツケ−ジの放熱構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63136656A JPS63136656A (ja) | 1988-06-08 |
| JPH0573268B2 true JPH0573268B2 (ja) | 1993-10-14 |
Family
ID=17662967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61283245A Granted JPS63136656A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 電子回路パツケ−ジの放熱構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63136656A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0992994A (ja) * | 1995-09-21 | 1997-04-04 | Asia Electron Inc | 冷却板 |
| DE102007008753A1 (de) * | 2007-02-22 | 2008-08-28 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Hochlastkoppler |
| KR101605274B1 (ko) | 2011-07-20 | 2016-03-21 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 냉매배관의 설치구조 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61283245A patent/JPS63136656A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63136656A (ja) | 1988-06-08 |
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