JPS61218148A - 放熱制御装置 - Google Patents
放熱制御装置Info
- Publication number
- JPS61218148A JPS61218148A JP60058268A JP5826885A JPS61218148A JP S61218148 A JPS61218148 A JP S61218148A JP 60058268 A JP60058268 A JP 60058268A JP 5826885 A JP5826885 A JP 5826885A JP S61218148 A JPS61218148 A JP S61218148A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- coolant
- refrigerant
- sealing
- metal plate
- 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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-
- 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
- H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
- H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
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】
（発明の技術分野）
本発明はＩＣ等半導体素子を基板に取付けた半導体装置
の放熱性を高める放熱制御装置に関する。
の放熱性を高める放熱制御装置に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
従来、この種の放熱制御装置としては、例えば、ＪＡＴ
ＥＣ社発行ｒ Ｒｃｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄ ｅ
ｖａｌｏｐｍｅｒ＋ｔ ｏｒ Ｈｅａｔ ｐ ｔ
ｐｅ Ｔ ｅｃｈｎｏ＋ｏｇｙ Ｊ第３２８頁乃至第
３３５頁掲載の−ｒ、 Ｐ、 Ｃｏｔｔｅｒ著ｒＰＲＩ
ＮＧＩＰＩ４ｓ ＡＮＤ ＰＲＯ３ＰＥＣＴＳ
ＦＯＲＭＩＣＲＯ）ＩＥＡＴ ＰＩＰＥＳＪに記
載された、いわゆるマイクロヒートパイプがある。すな
わち、このものは、シリコン基板に酸化膜を施し、酸化
膜にエツチング加工して断面三角形あるいは四角形等の
溝部を形成し、この溝部を放熱板としての耐熱ガラスに
より酸化膜をシールして冷媒流通路に形成すると共に冷
媒を封入した。従って、半導体素子が局部的に加熱して
も、溝部が密封されて形成された冷１ｓ流通路内の冷媒
が加熱部で蒸発すると共に、低温部で凝縮した冷媒が冷
媒流通路の角部を介した毛細管現象で加熱部へ流れ込み
、シリコン基板全体として均−ｍ度となるように放熱制
御が行なわれる。ところで、冷媒の冷媒流通路への封入
は溝部が耐熱ガラスによりシールされるため、溝部シー
ル後の冷媒流通路内に封入することが困難であり、耐熱
ガラスでシールすると同時に溝部内に冷媒も一封入しな
ければならない。ところが、冷媒は常温では蒸気圧が高
いため、この方法で溝部内に封入しようとすると、非常
に低温で蒸気圧のない状態で行なわなければならないが
、このような方法は非常に困難であるばかりでなく、シ
ール性が悪くなり、信頼性が低いという問題がある。
ＥＣ社発行ｒ Ｒｃｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄ ｅ
ｖａｌｏｐｍｅｒ＋ｔ ｏｒ Ｈｅａｔ ｐ ｔ
ｐｅ Ｔ ｅｃｈｎｏ＋ｏｇｙ Ｊ第３２８頁乃至第
３３５頁掲載の−ｒ、 Ｐ、 Ｃｏｔｔｅｒ著ｒＰＲＩ
ＮＧＩＰＩ４ｓ ＡＮＤ ＰＲＯ３ＰＥＣＴＳ
ＦＯＲＭＩＣＲＯ）ＩＥＡＴ ＰＩＰＥＳＪに記
載された、いわゆるマイクロヒートパイプがある。すな
わち、このものは、シリコン基板に酸化膜を施し、酸化
膜にエツチング加工して断面三角形あるいは四角形等の
溝部を形成し、この溝部を放熱板としての耐熱ガラスに
より酸化膜をシールして冷媒流通路に形成すると共に冷
媒を封入した。従って、半導体素子が局部的に加熱して
も、溝部が密封されて形成された冷１ｓ流通路内の冷媒
が加熱部で蒸発すると共に、低温部で凝縮した冷媒が冷
媒流通路の角部を介した毛細管現象で加熱部へ流れ込み
、シリコン基板全体として均−ｍ度となるように放熱制
御が行なわれる。ところで、冷媒の冷媒流通路への封入
は溝部が耐熱ガラスによりシールされるため、溝部シー
ル後の冷媒流通路内に封入することが困難であり、耐熱
ガラスでシールすると同時に溝部内に冷媒も一封入しな
ければならない。ところが、冷媒は常温では蒸気圧が高
いため、この方法で溝部内に封入しようとすると、非常
に低温で蒸気圧のない状態で行なわなければならないが
、このような方法は非常に困難であるばかりでなく、シ
ール性が悪くなり、信頼性が低いという問題がある。
（発明の目的）
本発明は上記問題に鑑で創案されたものであって、溝部
を密封して冷媒流通路に形成後に、冷媒封入を可能とし
、製造が容易であり、しかも、シール性の信頼性を高め
ることができる半導体装置の放熱制御装置を提供しよう
とするものである。
を密封して冷媒流通路に形成後に、冷媒封入を可能とし
、製造が容易であり、しかも、シール性の信頼性を高め
ることができる半導体装置の放熱制御装置を提供しよう
とするものである。
（発明の概要）
本発明は、半導体を取付ける基板と、この基板の裏面に
密着された放熱用の金属板と、前記基板と金属板との密
着面の少くともいずれか一方に形成した溝部が密封され
て形成されると共に断面内に角部を備え冷媒を封入した
冷媒流通路とよりなる構成とした。
密着された放熱用の金属板と、前記基板と金属板との密
着面の少くともいずれか一方に形成した溝部が密封され
て形成されると共に断面内に角部を備え冷媒を封入した
冷媒流通路とよりなる構成とした。
（発明の実施例）
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
基板１は、半導体装置の半導体素子であるＩＣＣチップ
厚搭載するもので、セラミック材により形成されており
、ＩＣチップＡ搭載面の反対面（裏面）には銅板からな
る放熱用の金属板２が密着固定されている。また、基板
１の金属板２が密着されている裏面には微細な溝部４が
平行に数本刻設されており、溝部４は金属板２による密
封により断面視四角形の冷媒流通路３に形成されている
。密封された冷媒流通路３には冷［５が封入されており
、常温では毛細管現象により、冷媒流通路３の角部３ａ
に凝集している。
厚搭載するもので、セラミック材により形成されており
、ＩＣチップＡ搭載面の反対面（裏面）には銅板からな
る放熱用の金属板２が密着固定されている。また、基板
１の金属板２が密着されている裏面には微細な溝部４が
平行に数本刻設されており、溝部４は金属板２による密
封により断面視四角形の冷媒流通路３に形成されている
。密封された冷媒流通路３には冷［５が封入されており
、常温では毛細管現象により、冷媒流通路３の角部３ａ
に凝集している。
次に製造方法について説明する。
まず、セラミック材により形成されている基板１の裏面
にエツチング加工、機械加工もしくはレーザビーム加工
により微細な溝部４を平行して複数本設ける。次に、こ
の溝部４のある裏面に金属板２を拡散溶接により、小さ
な加圧力で軽く接触させながら、高温で長時間加熱して
接合する。基板１と金属板２とが接合されると、基板１
の裏面側は完全にシールされることになり、溝部４が密
封されて冷媒流通路３が形成される。しかる後、機械加
工により金属板２に冷媒流通路３に通ずるパイプ（図示
省略）を接続する。パイプは金属板２との接続位置では
細管で、途中から大管に形成され、太管に形成された部
分にパルプが取付けられており、このパルプを介して冷
媒圧入装置（図示省略）に連通接続されている。パイプ
を放熱板２に接続した後、冷媒圧入装置を作動させ、加
圧下で冷媒５をパイプを介して冷媒流通路３に封入する
。この際、冷［５は毛細管現象により冷媒流通路３の角
部３ａに凝集する。冷媒５の冷媒流通路３への封入が終
了した後に、加圧状態を保持したままでパイプを細管の
部分で絞って閉栓し、閉栓したまま、パイプを開栓位置
よりもパルプ寄りの位置で切断除去すると共に切断部を
溶接すると、基板１、金属板２、冷媒流通路３、冷媒５
からなるマイクロヒートパイプが構成される。このよう
に、基板１の裏面は金属板２が密着しており、−溝部４
が密封されて冷媒流通路３に形成された後に、この冷媒
流通路３に冷１５封入用のパイプを接続することができ
るので、従来のガラスでシールすると同時に溝部内に冷
媒封入しなければならないものに比べ、シール及び冷媒
封入を非常に容易に行うことができ、しかもシール性が
良好になり信頼性を高めることができる。
にエツチング加工、機械加工もしくはレーザビーム加工
により微細な溝部４を平行して複数本設ける。次に、こ
の溝部４のある裏面に金属板２を拡散溶接により、小さ
な加圧力で軽く接触させながら、高温で長時間加熱して
接合する。基板１と金属板２とが接合されると、基板１
の裏面側は完全にシールされることになり、溝部４が密
封されて冷媒流通路３が形成される。しかる後、機械加
工により金属板２に冷媒流通路３に通ずるパイプ（図示
省略）を接続する。パイプは金属板２との接続位置では
細管で、途中から大管に形成され、太管に形成された部
分にパルプが取付けられており、このパルプを介して冷
媒圧入装置（図示省略）に連通接続されている。パイプ
を放熱板２に接続した後、冷媒圧入装置を作動させ、加
圧下で冷媒５をパイプを介して冷媒流通路３に封入する
。この際、冷［５は毛細管現象により冷媒流通路３の角
部３ａに凝集する。冷媒５の冷媒流通路３への封入が終
了した後に、加圧状態を保持したままでパイプを細管の
部分で絞って閉栓し、閉栓したまま、パイプを開栓位置
よりもパルプ寄りの位置で切断除去すると共に切断部を
溶接すると、基板１、金属板２、冷媒流通路３、冷媒５
からなるマイクロヒートパイプが構成される。このよう
に、基板１の裏面は金属板２が密着しており、−溝部４
が密封されて冷媒流通路３に形成された後に、この冷媒
流通路３に冷１５封入用のパイプを接続することができ
るので、従来のガラスでシールすると同時に溝部内に冷
媒封入しなければならないものに比べ、シール及び冷媒
封入を非常に容易に行うことができ、しかもシール性が
良好になり信頼性を高めることができる。
このように構成されたマイクロヒートバイブはＩＣＣチ
ップ厚非°常に不均一な温度分布になった場合は、高温
部で冷媒５が蒸発して気体となり、冷媒流通路３の中央
部３ｂを通って低温部に移動する。低温部に移動した冷
媒５は凝縮して液体となり、角部３ａに凝集し、毛細管
現象により再び高温部に戻る。このような冷媒５の循環
運動と共に、金属板２の放熱により、ＩＣＣチップ厚発
生した熱は放散されＩＣチップΔは全体として均一した
温度に制御されるので、ＩＣＣチップ厚良好な状態で作
動することができる。
ップ厚非°常に不均一な温度分布になった場合は、高温
部で冷媒５が蒸発して気体となり、冷媒流通路３の中央
部３ｂを通って低温部に移動する。低温部に移動した冷
媒５は凝縮して液体となり、角部３ａに凝集し、毛細管
現象により再び高温部に戻る。このような冷媒５の循環
運動と共に、金属板２の放熱により、ＩＣＣチップ厚発
生した熱は放散されＩＣチップΔは全体として均一した
温度に制御されるので、ＩＣＣチップ厚良好な状態で作
動することができる。
尚、溝部４は第３図に示すように金属板２側に設けても
よく、また、基板１、金属板２の双方に設けてもよい。
よく、また、基板１、金属板２の双方に設けてもよい。
また、第４図に示すように金属板２に放熱効率を高める
フィン６を取付けてもよい。
フィン６を取付けてもよい。
さらに、本実施例の冷媒流通路３は四角形のものについ
て示したが、これに限定されるものではなく、第５図に
示すような三角形のものの他、五角形、六角形等多角形
のもの、不定形のものでもよく、要は角部を有し、この
角部の毛細管現象によって低温側で液体化された冷媒４
が再び高温側に戻るものならばよい。
て示したが、これに限定されるものではなく、第５図に
示すような三角形のものの他、五角形、六角形等多角形
のもの、不定形のものでもよく、要は角部を有し、この
角部の毛細管現象によって低温側で液体化された冷媒４
が再び高温側に戻るものならばよい。
また、溝部４は平行に数本刻設したものについて示した
が１、交差状のもの、あるいは一本のもの、交差状に数
本のもの等適宜膜Ｇプることかできるものである。
が１、交差状のもの、あるいは一本のもの、交差状に数
本のもの等適宜膜Ｇプることかできるものである。
（発明の効果）
以上より明らかなように本発明によれば、基板は金属板
を密着しており、シールと共に冷媒を溝部内に封入する
必要がなく、溝部を密封して冷媒流通路に形成した後に
、冷媒流入路内に冷媒を封することができるので、冷媒
の封入が殊更困難な手段を用いることなく非常に容易に
行うことができ、しかもシール性が向上し信頼性を高め
ることができる。
を密着しており、シールと共に冷媒を溝部内に封入する
必要がなく、溝部を密封して冷媒流通路に形成した後に
、冷媒流入路内に冷媒を封することができるので、冷媒
の封入が殊更困難な手段を用いることなく非常に容易に
行うことができ、しかもシール性が向上し信頼性を高め
ることができる。
第１図は、本発明に係る半導体装置の放熱制御装置の実
施例であるマイクロヒートバイブの全体断面図、第２図
は同要部断面図、第３図乃至第５図はそれぞれ他の実施
例を示す断面図である。 Ａ・・・ＩＣチップ １・・・基板２・・・金属
板 ３・・・冷媒流通路３ａ・・・角部
４・・・溝部 ５・・・冷媒第１図 第２図 第３図 Δ
施例であるマイクロヒートバイブの全体断面図、第２図
は同要部断面図、第３図乃至第５図はそれぞれ他の実施
例を示す断面図である。 Ａ・・・ＩＣチップ １・・・基板２・・・金属
板 ３・・・冷媒流通路３ａ・・・角部
４・・・溝部 ５・・・冷媒第１図 第２図 第３図 Δ
Claims (1)
- 半導体を取付ける基板と、この基板の裏面に密着され
た放熱用の金属板と、前記基板と金属板との密着面の少
くともいずれか一方に形成した溝部が他方で密封されて
形成されると共に断面内に角部を備え冷媒を封入した冷
媒流通路とからなる半導体装置の放熱制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60058268A JPH0682768B2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 放熱制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60058268A JPH0682768B2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 放熱制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61218148A true JPS61218148A (ja) | 1986-09-27 |
| JPH0682768B2 JPH0682768B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=13079423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60058268A Expired - Lifetime JPH0682768B2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 放熱制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682768B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08293573A (ja) * | 1995-04-20 | 1996-11-05 | Daimler Benz Ag | 超小形冷却装置及びその製造方法 |
| CN102956583A (zh) * | 2011-08-29 | 2013-03-06 | 奇鋐科技股份有限公司 | 均温板结构及其制造方法 |
| JP2013053837A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Kiko Kagi Kofun Yugenkoshi | 板型ヒートパイプの構造 |
| CN105200403A (zh) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 江苏格业新材料科技有限公司 | 热管或均热板用泡沫铜表面银沉积改善界面结合的方法 |
| JP2018502460A (ja) * | 2015-01-15 | 2018-01-25 | ラッペーンランナン・テクニッリネン・ユリオピストＬａｐｐｅｅｎｒａｎｎａｎ Ｔｅｋｎｉｌｌｉｎｅｎ Ｙｌｉｏｐｉｓｔｏ | 半導体モジュール |
| CN115912055A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-04-04 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种大功率低发散角半导体激光器芯片 |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP60058268A patent/JPH0682768B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08293573A (ja) * | 1995-04-20 | 1996-11-05 | Daimler Benz Ag | 超小形冷却装置及びその製造方法 |
| CN102956583A (zh) * | 2011-08-29 | 2013-03-06 | 奇鋐科技股份有限公司 | 均温板结构及其制造方法 |
| JP2013053837A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Kiko Kagi Kofun Yugenkoshi | 板型ヒートパイプの構造 |
| CN105200403A (zh) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 江苏格业新材料科技有限公司 | 热管或均热板用泡沫铜表面银沉积改善界面结合的方法 |
| JP2018502460A (ja) * | 2015-01-15 | 2018-01-25 | ラッペーンランナン・テクニッリネン・ユリオピストＬａｐｐｅｅｎｒａｎｎａｎ Ｔｅｋｎｉｌｌｉｎｅｎ Ｙｌｉｏｐｉｓｔｏ | 半導体モジュール |
| CN115912055A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-04-04 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种大功率低发散角半导体激光器芯片 |
| CN115912055B (zh) * | 2022-12-08 | 2025-08-08 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种大功率低发散角半导体激光器芯片 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0682768B2 (ja) | 1994-10-19 |
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