JPH0767021B2 - 半導体素子の冷却構造 - Google Patents
半導体素子の冷却構造Info
- Publication number
- JPH0767021B2 JPH0767021B2 JP63098723A JP9872388A JPH0767021B2 JP H0767021 B2 JPH0767021 B2 JP H0767021B2 JP 63098723 A JP63098723 A JP 63098723A JP 9872388 A JP9872388 A JP 9872388A JP H0767021 B2 JPH0767021 B2 JP H0767021B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor element
- plate
- cooling
- cooling structure
- heat conducting
- Prior art date
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子機器装置に使用される半導体素子を搭載
したパッケージの冷却方式に関し、特に単体当りの発熱
量は低いが搭載数が多いCMOS・RAM等の半導体素子の冷
却構造に関する。
したパッケージの冷却方式に関し、特に単体当りの発熱
量は低いが搭載数が多いCMOS・RAM等の半導体素子の冷
却構造に関する。
一般に電子機器装置の一部を構成する記憶装置に使用さ
れるパッケージ上には、CMOS・RAM等のメモリ系とその
制御系から成る多種類の半導体素子が多数搭載されてい
る。近年に於けるこれらの半導体素子そのものの集積度
の向上と、パッケージの大型化及びパッケージ当りの搭
載素子数の増大は、半導体素子の実装密度を飛躍的に向
上させた反面、半導体素子の増大した総発熱量に対す
る、より高性能かつ高効率的な冷却技術の開発競争に拍
車をかけている。
れるパッケージ上には、CMOS・RAM等のメモリ系とその
制御系から成る多種類の半導体素子が多数搭載されてい
る。近年に於けるこれらの半導体素子そのものの集積度
の向上と、パッケージの大型化及びパッケージ当りの搭
載素子数の増大は、半導体素子の実装密度を飛躍的に向
上させた反面、半導体素子の増大した総発熱量に対す
る、より高性能かつ高効率的な冷却技術の開発競争に拍
車をかけている。
冷却技術開発の流れは、自然空冷、強制空冷、空気流路
に冷媒を介在させる間接水冷、伝導水冷方式、浸漬方式
と進んできた。なお後者の方式になる程、コスト面では
不利であるが高い冷却能力が得られる。前述した記憶装
置に於いては、特に大型機の分野では制御系の半導体素
子の発熱量はもはや強制空冷の限界を越えたため、半導
体素子の発熱面を冷媒流路を有するコールドプレートに
熱的に結合させる伝導冷却方式に代表される水冷方式の
採用が活発である。
に冷媒を介在させる間接水冷、伝導水冷方式、浸漬方式
と進んできた。なお後者の方式になる程、コスト面では
不利であるが高い冷却能力が得られる。前述した記憶装
置に於いては、特に大型機の分野では制御系の半導体素
子の発熱量はもはや強制空冷の限界を越えたため、半導
体素子の発熱面を冷媒流路を有するコールドプレートに
熱的に結合させる伝導冷却方式に代表される水冷方式の
採用が活発である。
水冷方式は、外部に冷水供給装置を必要とするものの、
強制空冷に於けるようなファンや空気取入口及び吐出口
等の空気流路を確保する必要がないため、実装形態の自
由度が大きい。また騒音規制を気にする必要もない。一
方、個々の発熱量が低く、パッケージ当りの搭載数が多
いメモリ系の半導体素子の冷却方式は、強制空冷方式が
効率面で最も適している。
強制空冷に於けるようなファンや空気取入口及び吐出口
等の空気流路を確保する必要がないため、実装形態の自
由度が大きい。また騒音規制を気にする必要もない。一
方、個々の発熱量が低く、パッケージ当りの搭載数が多
いメモリ系の半導体素子の冷却方式は、強制空冷方式が
効率面で最も適している。
上述の如く水冷方式、空冷方式いずれも利点、欠点があ
るが、制御系、メモリ系半導体素子を含む電子機器にお
いて制御系の半導体素子用の水冷方式とメモリ系の半導
体素子用の強制空冷方式を混在させるのは、上述した水
冷方式の利点を失わせる結果となる。そこで、ハッケー
ジ内に持ち込まれた水路の有効利用を図るためにもメモ
リ系の半導体素子に適した水冷方式による冷却構造が要
望されている。
るが、制御系、メモリ系半導体素子を含む電子機器にお
いて制御系の半導体素子用の水冷方式とメモリ系の半導
体素子用の強制空冷方式を混在させるのは、上述した水
冷方式の利点を失わせる結果となる。そこで、ハッケー
ジ内に持ち込まれた水路の有効利用を図るためにもメモ
リ系の半導体素子に適した水冷方式による冷却構造が要
望されている。
本発明に係る半導体素子の冷却構造は、プリント板と、
複数の半導体素子を搭載し前記プリント板に列設された
複数のマルチチップパッケージ（MCP）と、冷媒流路を
有するコールドプレートと、それぞれの間に前記マルチ
チップパッケージそれぞれが位置するように列設され前
記コールドプレートと熱的に結合した複数の熱伝導板
と、前記熱伝導板と前記マルチチップパッケージとの間
に設けられ前記熱伝導板と前記マルチチップパッケージ
に互いに押し合う力を与える板バネとを含んで構成され
る。
複数の半導体素子を搭載し前記プリント板に列設された
複数のマルチチップパッケージ（MCP）と、冷媒流路を
有するコールドプレートと、それぞれの間に前記マルチ
チップパッケージそれぞれが位置するように列設され前
記コールドプレートと熱的に結合した複数の熱伝導板
と、前記熱伝導板と前記マルチチップパッケージとの間
に設けられ前記熱伝導板と前記マルチチップパッケージ
に互いに押し合う力を与える板バネとを含んで構成され
る。
次に、本発明を図面を参照して実施例につき説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すパッケージの正面図で
ある。第２図は第１図に於けるＡ−Ａ線断面図である。
ある。第２図は第１図に於けるＡ−Ａ線断面図である。
第１図，第２図に於いてプリント配線板１上には制御系
半導体素子８が中央部に、その上下にはメモリ系半導体
素子９を両面に搭載したDIP型の長板状MCP2が列設され
ている（図中、11はMCP2の信号ピン）。長板状MCP2の片
面に対しては、同様に列設された長板状熱伝導板３がク
ールシート（添加物により熱伝導性を改善したシリコン
ゴム製のシート）10を介して半導体素子９に接触してお
り、長板状熱伝導板３はさらに水流７が通るパイプが設
けられたコールドプレート５にロウ付等によって熱的に
結合されている。尚、コールドプレート５は便宜的に発
熱量の高い制御系半導体素子８の冷却用としても示して
ある。
半導体素子８が中央部に、その上下にはメモリ系半導体
素子９を両面に搭載したDIP型の長板状MCP2が列設され
ている（図中、11はMCP2の信号ピン）。長板状MCP2の片
面に対しては、同様に列設された長板状熱伝導板３がク
ールシート（添加物により熱伝導性を改善したシリコン
ゴム製のシート）10を介して半導体素子９に接触してお
り、長板状熱伝導板３はさらに水流７が通るパイプが設
けられたコールドプレート５にロウ付等によって熱的に
結合されている。尚、コールドプレート５は便宜的に発
熱量の高い制御系半導体素子８の冷却用としても示して
ある。
長板状MCP2のもう一方の面に搭載された半導体素子９も
クールシート10及び板バネ４を介して長板状熱伝導板３
に熱的に接触している。板バネ４は、長板状熱伝導板３
と長板状MCP2が互いに押し合うような力を与え、長板状
熱伝導板３と長板状MCP2をクールシート10（および板バ
ネ４）を介して互いに密着させている。半導体素子９が
発生する熱は、素子ケースの放熱面、クールシート10
（および板バネ４）、長板状熱伝導板３、コールドプレ
ート５の順に達し、コールドプレート５に設けられたパ
イプ内を流れる水流７によってパッケージ外へ持ち去ら
れる。
クールシート10及び板バネ４を介して長板状熱伝導板３
に熱的に接触している。板バネ４は、長板状熱伝導板３
と長板状MCP2が互いに押し合うような力を与え、長板状
熱伝導板３と長板状MCP2をクールシート10（および板バ
ネ４）を介して互いに密着させている。半導体素子９が
発生する熱は、素子ケースの放熱面、クールシート10
（および板バネ４）、長板状熱伝導板３、コールドプレ
ート５の順に達し、コールドプレート５に設けられたパ
イプ内を流れる水流７によってパッケージ外へ持ち去ら
れる。
なお、第１図の６はコネクタを示す。また、長板状MCP2
は片面に半導体素子を搭載したSIP型でも構わない。ま
たクールシート10の代わりに熱伝導性に優れたコンパウ
ンドを使用しても良い。
は片面に半導体素子を搭載したSIP型でも構わない。ま
たクールシート10の代わりに熱伝導性に優れたコンパウ
ンドを使用しても良い。
いずれにしろ、本実施例は、半導体素子の実装高さのバ
ラツキをある程度吸収でき、しかも廉価に構成できる。
ラツキをある程度吸収でき、しかも廉価に構成できる。
以上説明した様に本発明は、発熱体である半導体素子を
設けたMCPをコールドプレートに結合した熱伝導板の間
に配置し、板バネによりMCPを（クールシート、板バネ
を介して）熱伝導板に密着させることにより、個々の発
熱量は低いが搭載数の多いメモリ系の半導体素子の冷却
を水冷方式で効率よく実現できる。これによって実装形
態の自由度を拡げることができる利点がある。
設けたMCPをコールドプレートに結合した熱伝導板の間
に配置し、板バネによりMCPを（クールシート、板バネ
を介して）熱伝導板に密着させることにより、個々の発
熱量は低いが搭載数の多いメモリ系の半導体素子の冷却
を水冷方式で効率よく実現できる。これによって実装形
態の自由度を拡げることができる利点がある。
第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は第１図に
示すＡ−Ａ断面図である。 １……プリント配線板、２……長板状MCP、３……長板
状熱伝導板、４……板バネ、５……コールドプレート、
６……コネクタ、７……水流、８……制御系半導体素
子、９……メモリ系半導体素子、10……クールシート、
11……信号ピン。
示すＡ−Ａ断面図である。 １……プリント配線板、２……長板状MCP、３……長板
状熱伝導板、４……板バネ、５……コールドプレート、
６……コネクタ、７……水流、８……制御系半導体素
子、９……メモリ系半導体素子、10……クールシート、
11……信号ピン。
Claims (1)
- 【請求項１】プリント板と、複数の半導体素子を搭載し
前記プリント板に列設された複数のマルチチップパッケ
ージと、冷媒流路を有するコールドプレートと、それぞ
れの間に前記マルチチップパッケージそれぞれが位置す
るように列設され前記コールドプレートと熱的に結合し
た複数の熱伝導板と、前記熱伝導板と前記マルチチップ
パッケージとの間に設けられ前記熱伝導板と前記マルチ
チップパッケージに互いに押し合う力を与える板バネと
を含むことを特徴とする半導体素子の冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098723A JPH0767021B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 半導体素子の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098723A JPH0767021B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 半導体素子の冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270298A JPH01270298A (ja) | 1989-10-27 |
| JPH0767021B2 true JPH0767021B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=14227439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63098723A Expired - Lifetime JPH0767021B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 半導体素子の冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767021B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230505A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Fujitsu Ltd | 基板ユニットおよび電子機器 |
| JP5047095B2 (ja) * | 2008-08-07 | 2012-10-10 | 株式会社日立製作所 | 電子機器 |
| DE112011100140B4 (de) | 2010-03-08 | 2019-07-11 | International Business Machines Corporation | DIMM-Flüssigkühleinheit |
| JP5953734B2 (ja) * | 2011-12-20 | 2016-07-20 | 富士通株式会社 | 放熱器、積層型電子デバイス、及び電子機器。 |
| US8659897B2 (en) | 2012-01-27 | 2014-02-25 | International Business Machines Corporation | Liquid-cooled memory system having one cooling pipe per pair of DIMMs |
| JP5949913B2 (ja) * | 2012-05-24 | 2016-07-13 | 富士通株式会社 | カード型電子部品の冷却構造、及び電子機器 |
| JP6021170B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2016-11-09 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 冷却装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6172895U (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-17 |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP63098723A patent/JPH0767021B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01270298A (ja) | 1989-10-27 |
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