JPS59114848A - 電子装置の冷却装置 - Google Patents
電子装置の冷却装置Info
- Publication number
- JPS59114848A JPS59114848A JP57223784A JP22378482A JPS59114848A JP S59114848 A JPS59114848 A JP S59114848A JP 57223784 A JP57223784 A JP 57223784A JP 22378482 A JP22378482 A JP 22378482A JP S59114848 A JPS59114848 A JP S59114848A
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- JP
- Japan
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- bellows
- stud
- cooling device
- electronic device
- melting point
- 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.)
- Pending
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-
- 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
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/77—Auxiliary members characterised by their shape
- H10W40/772—Bellows
-
- 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 Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電子装置の冷却装置に係り、特に基板上に多数
配置された半導体チップの冷却に好適な冷却装置に関す
る。
配置された半導体チップの冷却に好適な冷却装置に関す
る。
従来のこの種の冷却装置は、基板に半導体チップをはん
だ等によシ接着し、この半導体チップにキャップに固定
されたベローズを押し付けている。
だ等によシ接着し、この半導体チップにキャップに固定
されたベローズを押し付けている。
このベローズの中には、低融点金属とともに若干の空気
が封入され、且つ、前述のキャップの一部を形成するス
タッドが挿入されている。このように構成することによ
シ、半導体チップから発生した熱は、半導体チップの背
面に接触しているベローズに伝えられ、さらにベローズ
内に充満されている低融点金属を介してキャップと一体
のスタッドに伝えられる。最終的にはキャップを空冷す
るか、もしくは図示していないがキャップに接触するよ
うに設けた冷却水流路を流れる冷却水によシ除去される
。
が封入され、且つ、前述のキャップの一部を形成するス
タッドが挿入されている。このように構成することによ
シ、半導体チップから発生した熱は、半導体チップの背
面に接触しているベローズに伝えられ、さらにベローズ
内に充満されている低融点金属を介してキャップと一体
のスタッドに伝えられる。最終的にはキャップを空冷す
るか、もしくは図示していないがキャップに接触するよ
うに設けた冷却水流路を流れる冷却水によシ除去される
。
しかし、このような従来技術にはっぎのような問題があ
る。
る。
（１）低融点金属を内側に挿入したままベローズをキャ
ップに密閉するのが難しい。
ップに密閉するのが難しい。
（２）密閉した場合に半導体チップのベローズへの押し
付けによるベローズの内圧上昇を防ぐためベローズ内に
空気を入れているが、空気量の調節が難しい。
付けによるベローズの内圧上昇を防ぐためベローズ内に
空気を入れているが、空気量の調節が難しい。
本発明の目的は、半導体チップの熱をベローズと低融点
金属を組み合わせて除去する方法において、ベローズ内
外の圧力差を生じないようにベローズの固定を簡単にす
るとともに、ベローズ内の低融点金属の飛散を防止した
構造を有する電子装置の冷却装置を提供することにある
。
金属を組み合わせて除去する方法において、ベローズ内
外の圧力差を生じないようにベローズの固定を簡単にす
るとともに、ベローズ内の低融点金属の飛散を防止した
構造を有する電子装置の冷却装置を提供することにある
。
本発明の特徴は、ベローズ内の圧力上昇及びベローズの
封止方法などが重要な問題である点に着目し、ベローズ
を完全に封止′せずにベローズ内と外の圧力差を生じな
い構造によシ固定した点である。
封止方法などが重要な問題である点に着目し、ベローズ
を完全に封止′せずにベローズ内と外の圧力差を生じな
い構造によシ固定した点である。
以下、本発明の電子装置の冷却装置の一実施例を第１図
および第２図により説明する。
および第２図により説明する。
第１図はパッケージの全体構造図、第２図は第１図にお
ける要部の拡大断面図である。基板１に複数個の半導体
チップ２がはんだ３などによシフエイスダウン接合され
る。半導体チップ２の背面には、低融点金属７を内側に
満たしたベローズ５が接触されている。この低融点金属
７としては、例えばＱ ａ −■ｎ −Ｓｎ合金が用い
られる。このベローズ５はキャップ４に固定されたねじ
付きスタッド６にねじ込まれ機械的な接触状態で固定さ
れる。この時ねじ付スタッド６の先端がベローズ５内の
低融点金属７内に押し込まれる。基板１とキャップ４の
間の空間には、冷媒１０が充満されている。上記のキャ
ップ４は高熱伝導性の材料で形成され、冷却水流路８を
持つ冷却器９に密着させられる。
ける要部の拡大断面図である。基板１に複数個の半導体
チップ２がはんだ３などによシフエイスダウン接合され
る。半導体チップ２の背面には、低融点金属７を内側に
満たしたベローズ５が接触されている。この低融点金属
７としては、例えばＱ ａ −■ｎ −Ｓｎ合金が用い
られる。このベローズ５はキャップ４に固定されたねじ
付きスタッド６にねじ込まれ機械的な接触状態で固定さ
れる。この時ねじ付スタッド６の先端がベローズ５内の
低融点金属７内に押し込まれる。基板１とキャップ４の
間の空間には、冷媒１０が充満されている。上記のキャ
ップ４は高熱伝導性の材料で形成され、冷却水流路８を
持つ冷却器９に密着させられる。
第１図、第２図に示した実施例において、低融点金属７
を内側に満たしたベローズ５はらせん状構造を有し、ね
じ付スタッド６のねじ部６ａにねじ込まれ固定される。
を内側に満たしたベローズ５はらせん状構造を有し、ね
じ付スタッド６のねじ部６ａにねじ込まれ固定される。
この固定は機械的な接触でアシ、ベローズ５の内外の通
気は容易に得られ、従って、ベローズ５の内外の圧力差
は生じない。
気は容易に得られ、従って、ベローズ５の内外の圧力差
は生じない。
また、ベローズ５内の熱伝導性のよい低融点金属７は保
合部のシール効果によシ、加振などによシペローズ５外
へ飛散することがない。なお、このねじのピッチは、ス
タッド６及びベローズ５で必ずしも一致させる必要はな
く、スタッド６のピッチに対し、ベローズ５のピッチは
長ピツチでも短ピツチでもよい。両者ともスタッド６に
ねじ込むことによシ強制的にスタッド６のピッチに一致
させられ、十分な固定効果が得られる。
合部のシール効果によシ、加振などによシペローズ５外
へ飛散することがない。なお、このねじのピッチは、ス
タッド６及びベローズ５で必ずしも一致させる必要はな
く、スタッド６のピッチに対し、ベローズ５のピッチは
長ピツチでも短ピツチでもよい。両者ともスタッド６に
ねじ込むことによシ強制的にスタッド６のピッチに一致
させられ、十分な固定効果が得られる。
第３図は、本２発明の冷却装置の他の例における要部を
拡大して示す断面図である。この例においては、ベロー
ズ５を平行ベローズ部５ａとらせんベローズ部５ｂの組
合せから構成し、これらベローズ部５ａ、５ｂをベロー
ズ接続部５Ｃで接続した構造としている。そして、らせ
んベローズ部５ｂは、ねじ付きスタッド６のねじ部６ａ
のピッチ数か若干多いピッチ数としてねじ付きスタッド
６のねじ部６ａにねじ込まれ固定される。また、平行ベ
ローズ部５ａはその平面部が半導体チップ２の背面に接
触している。
拡大して示す断面図である。この例においては、ベロー
ズ５を平行ベローズ部５ａとらせんベローズ部５ｂの組
合せから構成し、これらベローズ部５ａ、５ｂをベロー
ズ接続部５Ｃで接続した構造としている。そして、らせ
んベローズ部５ｂは、ねじ付きスタッド６のねじ部６ａ
のピッチ数か若干多いピッチ数としてねじ付きスタッド
６のねじ部６ａにねじ込まれ固定される。また、平行ベ
ローズ部５ａはその平面部が半導体チップ２の背面に接
触している。
第３図に示した実施例の構造によれば、第２図で説明し
たらせん構造のみのベローズ５において、ベローズ固定
部を除く部分の円周方同各位置のピッチ数の相違による
半導体チップ２への圧縮力不均一を除けることができ、
半導体チップ２には平行ベローズ部５ａの均一な圧縮力
のみが負荷される。
たらせん構造のみのベローズ５において、ベローズ固定
部を除く部分の円周方同各位置のピッチ数の相違による
半導体チップ２への圧縮力不均一を除けることができ、
半導体チップ２には平行ベローズ部５ａの均一な圧縮力
のみが負荷される。
第４図および第５図は第１図〜第３区に示した実施例に
おけるねじ付きスタッド６の他の例を示すものである。
おけるねじ付きスタッド６の他の例を示すものである。
第４図の例はねじ付きスタッド６のねじ部６ａにねじの
軸方向の溝１１を設けた例であり、また、第５図の例は
第４図に示した溝１１をねじの軸方向に対しわずかに傾
斜もしくは捩りを与えて形成した例である。第４図、第
５図の実施例ともに、円周上に設ける溝１１の数は１〜
数個の範囲とする。
軸方向の溝１１を設けた例であり、また、第５図の例は
第４図に示した溝１１をねじの軸方向に対しわずかに傾
斜もしくは捩りを与えて形成した例である。第４図、第
５図の実施例ともに、円周上に設ける溝１１の数は１〜
数個の範囲とする。
これらの溝１１は、ベローズ５の内外の通気をスムース
にする効果がある。また、第５図は更にベローズ内の流
動体が溝１１から飛散しにくい効果がある。
にする効果がある。また、第５図は更にベローズ内の流
動体が溝１１から飛散しにくい効果がある。
第６図、第７図、第９図、第１０図も本発明の冷却装置
の他の実施例における要部拡大断面図である。
の他の実施例における要部拡大断面図である。
第６図に示す実施例は、スタッド６の固定端側外周に凹
部６ｂが形成されている。また、このスタッド６に取付
けられるベローズ５には上記凹部６ｂに係合するための
断面半円形状の係合部５ｄが内側に突出して形成されて
いる。そしてこのベローズ５には、あらかじめスタッド
６の押し込み量に応じて、低融点金属７が満たされ、ベ
ローズ５の保合部５ｄをスタッド６の凹部６ｂに保合固
定したとき、低融点金属７が保合位置に達しないように
している。このように構成すると、ベローズ５をスタッ
ド６に固定する際、ねじ込みせずに単に押し込むだけで
よいので、取付作業が容易となる。また、第７図に示す
実施例は２．第６図の例においてベローズ５に形成され
る断面半円形状の係合部５ｄを断面三角形状にしたもの
である。このようにすると第６図の構造と同様の作用、
効果の他に、ベローズ５の係合部５ｄの幅が同じ場合第
６図における半円形状にくらべ奥行を深くとれるため、
固定効果がさらに大きくでき、従って同じ固定効果の場
合なら幅を狭くすることができる。
部６ｂが形成されている。また、このスタッド６に取付
けられるベローズ５には上記凹部６ｂに係合するための
断面半円形状の係合部５ｄが内側に突出して形成されて
いる。そしてこのベローズ５には、あらかじめスタッド
６の押し込み量に応じて、低融点金属７が満たされ、ベ
ローズ５の保合部５ｄをスタッド６の凹部６ｂに保合固
定したとき、低融点金属７が保合位置に達しないように
している。このように構成すると、ベローズ５をスタッ
ド６に固定する際、ねじ込みせずに単に押し込むだけで
よいので、取付作業が容易となる。また、第７図に示す
実施例は２．第６図の例においてベローズ５に形成され
る断面半円形状の係合部５ｄを断面三角形状にしたもの
である。このようにすると第６図の構造と同様の作用、
効果の他に、ベローズ５の係合部５ｄの幅が同じ場合第
６図における半円形状にくらべ奥行を深くとれるため、
固定効果がさらに大きくでき、従って同じ固定効果の場
合なら幅を狭くすることができる。
なお、第６図、第７図に示す実施例において、必要に応
じて第８図に示すようにベローズ５の保合部５ｄを横切
るような切込み部１２を１個所または複数個所に設ける
。このようにすると、ベローズ５およびスタッド６の材
質に関係なくベローズ５をスタッド６に押し込むことが
でき、更に切込み部１２によシ半径方向にばね作用をも
たせることにより、ベローズ５をスタッド６に押し込む
ことによるベローズ５の固定を容易に行うことができる
。
じて第８図に示すようにベローズ５の保合部５ｄを横切
るような切込み部１２を１個所または複数個所に設ける
。このようにすると、ベローズ５およびスタッド６の材
質に関係なくベローズ５をスタッド６に押し込むことが
でき、更に切込み部１２によシ半径方向にばね作用をも
たせることにより、ベローズ５をスタッド６に押し込む
ことによるベローズ５の固定を容易に行うことができる
。
第９図に示す実施例は、スタッド６の固定端側外周に凸
部６Ｃが形成されている。まだ、このスタッド６に取付
けられるベローズ５には、上記凸部６Ｃに係合するため
の係合部５ｄが外側に突出して形成されている。この保
合部５ｅの断面形状は第９図の例においては三角形状を
しているが、半円形状でもよい。
部６Ｃが形成されている。まだ、このスタッド６に取付
けられるベローズ５には、上記凸部６Ｃに係合するため
の係合部５ｄが外側に突出して形成されている。この保
合部５ｅの断面形状は第９図の例においては三角形状を
しているが、半円形状でもよい。
第１０図に示す実施例はスタッド６の構造を第９図に示
し７だスタッド６の構造とし、ベローズ５の取付けはス
タッド５の凸部６Ｃに対応するベローズ５の一山を係合
部として受持つようにしている。このようにすると、ベ
ローズ５に特に係合用の係合部を設ける必要がない。上
記第９図、第１０図のように構成しても、ベローズ５の
固定は単にスタッド６に押し込むだけでよいので、固定
を容易にできる。また、第９図、第１０図の実施例にお
いて、ベローズ５の係合部に第８図に示すような切込み
部を１個所または複数個所に設けると、前述したように
、ベローズ５およびスタッド６の材質に関係なくベロー
ズ５をスタッド６に押し込むことができ、また、切込み
部のばね作用によシ押し込みおよび固定を容易に行うこ
とができる。
し７だスタッド６の構造とし、ベローズ５の取付けはス
タッド５の凸部６Ｃに対応するベローズ５の一山を係合
部として受持つようにしている。このようにすると、ベ
ローズ５に特に係合用の係合部を設ける必要がない。上
記第９図、第１０図のように構成しても、ベローズ５の
固定は単にスタッド６に押し込むだけでよいので、固定
を容易にできる。また、第９図、第１０図の実施例にお
いて、ベローズ５の係合部に第８図に示すような切込み
部を１個所または複数個所に設けると、前述したように
、ベローズ５およびスタッド６の材質に関係なくベロー
ズ５をスタッド６に押し込むことができ、また、切込み
部のばね作用によシ押し込みおよび固定を容易に行うこ
とができる。
なお、以上説明した各実施例において、ベローズ内に満
たされる熱伝導性のよい流動体として低融点金属を例に
と９説明したが、これに代ゎシ、熱伝導性のよいワック
スを用いても同様である。
たされる熱伝導性のよい流動体として低融点金属を例に
と９説明したが、これに代ゎシ、熱伝導性のよいワック
スを用いても同様である。
本発明によれば、キャップに固定されたスタッドとベロ
ーズの固定を簡単に行え、さらにベローズ内外の圧力差
を生じないようにベローズをキャップに固定されたスタ
ッドに簡単に固定することができる。
ーズの固定を簡単に行え、さらにベローズ内外の圧力差
を生じないようにベローズをキャップに固定されたスタ
ッドに簡単に固定することができる。
第１図は本発明の電子装置の冷却装置の一実施例の断面
図、第２図は第１図の要部拡大断面図、第３図は本発明
の冷却装置の他の実施例の要部拡大断面図、第４図およ
び第５図は第１図〜第３図におけるねじ付スタッドの他
の例を説明する図、第６図および第７図は本発明の冷却
装置の更に他の実施例における要部拡大断面図、第８図
は第６図、第７図におけるベローズの他の例を説明する
図、第９図および第１０図は本発明の冷却装置の更に他
の実施例における要部拡大断面図である。 １・・・基板、２・・・半導体チップ、３・・・はんだ
、４・・・キャップ、５・・・ベローズ、５ａ・・・平
行ベローズ部、５ｂ・・・ラセンベローズ部、５Ｃ・・
・ベローズ接続部、５ｄ・・・係合部、６・・・スタッ
ド、６ａ・・・スタッドのねじ部、６ｂ・・・スタッド
の凹部、６Ｃ・・・スタッドの凸部、’７・・・低融点
金属、８・・・冷却水流路、９・・・冷却器、１０・・
・冷媒、１１・・・溝。 不 １ 図 死 ／ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 １５ 乙 し弓 Ｚ ｇ 霞 ′ｆＪ’？ 図 猜 １０ 図 第１頁Ｑ ０発 秦野市堀山下１番地株式会社日。 立製作所神奈川工場内
図、第２図は第１図の要部拡大断面図、第３図は本発明
の冷却装置の他の実施例の要部拡大断面図、第４図およ
び第５図は第１図〜第３図におけるねじ付スタッドの他
の例を説明する図、第６図および第７図は本発明の冷却
装置の更に他の実施例における要部拡大断面図、第８図
は第６図、第７図におけるベローズの他の例を説明する
図、第９図および第１０図は本発明の冷却装置の更に他
の実施例における要部拡大断面図である。 １・・・基板、２・・・半導体チップ、３・・・はんだ
、４・・・キャップ、５・・・ベローズ、５ａ・・・平
行ベローズ部、５ｂ・・・ラセンベローズ部、５Ｃ・・
・ベローズ接続部、５ｄ・・・係合部、６・・・スタッ
ド、６ａ・・・スタッドのねじ部、６ｂ・・・スタッド
の凹部、６Ｃ・・・スタッドの凸部、’７・・・低融点
金属、８・・・冷却水流路、９・・・冷却器、１０・・
・冷媒、１１・・・溝。 不 １ 図 死 ／ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 １５ 乙 し弓 Ｚ ｇ 霞 ′ｆＪ’？ 図 猜 １０ 図 第１頁Ｑ ０発 秦野市堀山下１番地株式会社日。 立製作所神奈川工場内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子装置の使用温度範囲において熱伝導性の良い流
動体と、流動体を保持するベローズと、熱伝導のために
ベローズの内側に挿入されるスタッドからなる熱伝導体
を備えた電子装置の冷却装置において、前記ベローズを
前記スタッドに機械的接合によシ固定したことを特徴と
する電子装置の冷却装置。 ２、ベローズの少くともスタッドに係合する部分をらせ
ん構造とし、スタッドの少くともベローズと係合する部
分にねじ部を設け、前記ベローズのらせん部をスタッド
のねじ部にねじ込み、ベローズをスタッドに固定したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子装置の
冷却装置。 ３、ベローズをらせんベローズ部と平行べ０−ズ部の組
合せ構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の電子装置の冷却装置。 ４、 ベローズ固定用スタッドのねじ部にねじ山を横切
る溝を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項ま
たは第３項記載の電子装置の冷却装置。 ５、ベローズのスタッドと係合する部分に保合部を設け
、スタッドのベローズと係合する部分に保合部を設け、
前記ベローズの保合部を前記スタッドの保合部に押込む
ことによシヘローズをスタッドに固定したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電子装置の冷却装置。 ６、 ベローズの係合部に係合部を横切る切込み部を１
個所または複数個所に設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第５項記載の電子装置の冷却装置。 ７、熱伝導性の良い流動体として、電子装置使用温度範
囲において液体となる低融点金属を用いたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電子装置の冷却装置。 ８、低融点金属はＱ ａ −Ｉｎ −Ｓｎ合金であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の電子装置の
冷却装置。 ９．熱伝導性の良い流動体として、電子装置使用温度範
囲において熱伝導性の良いワックスを用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の電子装置の冷却装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57223784A JPS59114848A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 電子装置の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57223784A JPS59114848A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 電子装置の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59114848A true JPS59114848A (ja) | 1984-07-03 |
Family
ID=16803654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57223784A Pending JPS59114848A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 電子装置の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59114848A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63185050A (ja) * | 1987-01-27 | 1988-07-30 | Fujitsu Ltd | 集積回路の冷却構造 |
| JPH031445U (ja) * | 1989-05-19 | 1991-01-09 | ||
| US5040051A (en) * | 1988-12-05 | 1991-08-13 | Sundstrand Corporation | Hydrostatic clamp and method for compression type power semiconductors |
-
1982
- 1982-12-22 JP JP57223784A patent/JPS59114848A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63185050A (ja) * | 1987-01-27 | 1988-07-30 | Fujitsu Ltd | 集積回路の冷却構造 |
| US5040051A (en) * | 1988-12-05 | 1991-08-13 | Sundstrand Corporation | Hydrostatic clamp and method for compression type power semiconductors |
| JPH031445U (ja) * | 1989-05-19 | 1991-01-09 |
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