JPH0616538B2 - 集積回路素子冷却装置 - Google Patents
集積回路素子冷却装置Info
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- JPH0616538B2 JPH0616538B2 JP61208727A JP20872786A JPH0616538B2 JP H0616538 B2 JPH0616538 B2 JP H0616538B2 JP 61208727 A JP61208727 A JP 61208727A JP 20872786 A JP20872786 A JP 20872786A JP H0616538 B2 JPH0616538 B2 JP H0616538B2
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- Japan
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- integrated circuit
- circuit element
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- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 21
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
- H01L23/4332—Bellows
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は集積回路素子の冷却装置において、集積回路素
子の信頼性向上のために伝熱板が可撓性弾性構造体方向
に延長し、更に可撓性弾性構造体の底端と伝熱板の底面
の間に所定空間を設けることにより伝熱板と冷媒間の有
効な伝熱面積及び熱伝達率が増大し、冷却能力を向上さ
せるものである。
子の信頼性向上のために伝熱板が可撓性弾性構造体方向
に延長し、更に可撓性弾性構造体の底端と伝熱板の底面
の間に所定空間を設けることにより伝熱板と冷媒間の有
効な伝熱面積及び熱伝達率が増大し、冷却能力を向上さ
せるものである。
本発明は集積回路素子の冷却装置に関するもので特に大
型電子計算機に装備される集積回路素子の冷却装置に関
するものである。
型電子計算機に装備される集積回路素子の冷却装置に関
するものである。
第４図は従来の集積回路素子の冷却装置の構成を示す図
である。
である。
第４図において、４１は冷却体、４２は冷媒通路、４３
はノズル、４４は可撓性弾性構造体、４５は集積回路素
子、４６は円盤形の伝熱板、４７は基板をそれぞれ示し
ている。
はノズル、４４は可撓性弾性構造体、４５は集積回路素
子、４６は円盤形の伝熱板、４７は基板をそれぞれ示し
ている。
従来の集積回路素子冷却装置は、前記冷媒通路４２から
突出した前記ノズル４３から冷媒例えば水などを前記可
撓性弾性構造体４４の底端に取り付けられた前記伝熱板
４６に対して直接噴射し、さらに該伝熱板４６と前記集
積回路素子４５が押圧することにより、熱伝導作用が行
なわれ、該集積回路素子４５の冷却を行なうものであっ
た。
突出した前記ノズル４３から冷媒例えば水などを前記可
撓性弾性構造体４４の底端に取り付けられた前記伝熱板
４６に対して直接噴射し、さらに該伝熱板４６と前記集
積回路素子４５が押圧することにより、熱伝導作用が行
なわれ、該集積回路素子４５の冷却を行なうものであっ
た。
しかしながら、従来の集積回路素子冷却装置において
は、円盤形状の伝熱板を用いていた為に、伝熱板と可撓
性弾性構造体の接合形態が限定されており、その結果伝
熱面と冷媒間との伝熱面積が可撓性弾性構造体の大きさ
によって限られていた為に集積回路素子の高密度実装化
により集積回路素子の発熱量が更に増大した場合では、
充分な冷却能力が得られず集積回路素子の信頼性を低下
させる恐れがあった。また伝熱板が平面状である為、可
撓性弾性構造体との接合部形態が冷媒をスムーズに流動
させる形状となり得ず冷媒がよどみ、流れの悪くなる部
分が生じ、冷却効率を低下させていた。
は、円盤形状の伝熱板を用いていた為に、伝熱板と可撓
性弾性構造体の接合形態が限定されており、その結果伝
熱面と冷媒間との伝熱面積が可撓性弾性構造体の大きさ
によって限られていた為に集積回路素子の高密度実装化
により集積回路素子の発熱量が更に増大した場合では、
充分な冷却能力が得られず集積回路素子の信頼性を低下
させる恐れがあった。また伝熱板が平面状である為、可
撓性弾性構造体との接合部形態が冷媒をスムーズに流動
させる形状となり得ず冷媒がよどみ、流れの悪くなる部
分が生じ、冷却効率を低下させていた。
本発明は集積回路素子の発熱量が増大した場合でも充分
な冷却能率を実現することができるような集積回路素子
冷却装置を提供することを目的とするものである。
な冷却能率を実現することができるような集積回路素子
冷却装置を提供することを目的とするものである。
第１図は本発明の集積回路素子冷却装置の原理図であ
る。
る。
同図において、２は冷媒が流れる冷媒通路、３はノズル
であって冷媒通路２から突出している、４は集積回路素
子６に対して安定した接触を提供する可撓性弾性構造
体、５は伝熱板であって、該可撓性弾性構造体４にメッ
キ加工したもの、又は熱伝導の優れた別部材を該可撓性
弾性構造体４と接続してもよい、６は集積回路素子、７
は該集積回路素子６を実装した基板である。
であって冷媒通路２から突出している、４は集積回路素
子６に対して安定した接触を提供する可撓性弾性構造
体、５は伝熱板であって、該可撓性弾性構造体４にメッ
キ加工したもの、又は熱伝導の優れた別部材を該可撓性
弾性構造体４と接続してもよい、６は集積回路素子、７
は該集積回路素子６を実装した基板である。
前記伝熱板５は前記可撓性弾性構造体４方向に延長さ
れ、凹型部を形成し、また該可撓性弾性構造体４の底部
と該伝熱板５の底面の間に所定空間を設ける構成となっ
ている。
れ、凹型部を形成し、また該可撓性弾性構造体４の底部
と該伝熱板５の底面の間に所定空間を設ける構成となっ
ている。
本発明は以上の如く構成されるものであり、伝熱板５の
端部が冷却体方向に引き延ばして延長させることで断面
凹型部が形成され、且つその断面凹型部のノズル側内面
は平坦面となっているため、可撓性弾性構造体４の大き
さに制限されることなく、より大きな伝熱板を設けるこ
とが可能となる。さらに伝熱板５内の熱伝導作用によっ
て伝熱板５の両側面からも冷媒に熱を伝達することが可
能となり、両者の効果によって有効熱伝達面積が著しく
増大することになる。ここで伝熱板５と冷媒間の熱抵抗
をＲ（deg／ｗ）とすれば、熱抵抗Ｒは次式のように表
わすことができる。
端部が冷却体方向に引き延ばして延長させることで断面
凹型部が形成され、且つその断面凹型部のノズル側内面
は平坦面となっているため、可撓性弾性構造体４の大き
さに制限されることなく、より大きな伝熱板を設けるこ
とが可能となる。さらに伝熱板５内の熱伝導作用によっ
て伝熱板５の両側面からも冷媒に熱を伝達することが可
能となり、両者の効果によって有効熱伝達面積が著しく
増大することになる。ここで伝熱板５と冷媒間の熱抵抗
をＲ（deg／ｗ）とすれば、熱抵抗Ｒは次式のように表
わすことができる。
上式に於いてＡは前記の有効熱伝達面積（m2）であり、
ｈは有効熱伝達面積面における平均熱伝達率（Ｗ／m2・d
eg）である。
ｈは有効熱伝達面積面における平均熱伝達率（Ｗ／m2・d
eg）である。
ところで本発明においては前述の如く有効熱伝達面積Ａ
が著しく増大することになる為、熱抵抗Ｒは(1)式に従
って低下する。また可撓性弾性構造体４の底端と伝熱板
５の底面との間に設けられた所定空間の底角部が曲形を
描いている為、上記所定空間を随時流動している冷媒の
流れがスムーズとなり平均熱伝達率ｈもまた同時に向上
させることになる。かかる効果もまた熱抵抗Ｒを低下さ
せることに大きく寄与している。
が著しく増大することになる為、熱抵抗Ｒは(1)式に従
って低下する。また可撓性弾性構造体４の底端と伝熱板
５の底面との間に設けられた所定空間の底角部が曲形を
描いている為、上記所定空間を随時流動している冷媒の
流れがスムーズとなり平均熱伝達率ｈもまた同時に向上
させることになる。かかる効果もまた熱抵抗Ｒを低下さ
せることに大きく寄与している。
以上述べたように、本発明では伝熱板が可撓性弾性構造
体方向に延長され凹型部を形成し、可撓性弾性構造体の
底端と伝熱板の底面の間に所定間隔を設けることによ
り、伝熱面と冷媒間との伝熱面積Ａ及び熱伝達率ｈが増
大し伝熱面と冷媒間の熱抵抗Ｒが低減する。
体方向に延長され凹型部を形成し、可撓性弾性構造体の
底端と伝熱板の底面の間に所定間隔を設けることによ
り、伝熱面と冷媒間との伝熱面積Ａ及び熱伝達率ｈが増
大し伝熱面と冷媒間の熱抵抗Ｒが低減する。
以下本発明の１実施例を第２図を参照しつつ詳細に説明
する。
する。
第２図は本発明の１実施例を示す図である。
尚、第２図において、第１図と同一符号は同一対象物を
示す。
示す。
第２図において、２は冷媒通路、３はノズル、４は可撓
性弾性構造体、５は伝熱板、６は集積回路素子、７は基
板、２１はガイドをそれぞれ示す。
性弾性構造体、５は伝熱板、６は集積回路素子、７は基
板、２１はガイドをそれぞれ示す。
冷媒通路２に冷媒例えば水などが流動すると、冷媒通路
２から突出しているノズル３により冷媒例えば水などが
可撓性弾性構造体４の底端に取り付けられた伝熱板５に
対して噴射される。伝熱板５と集積回路素子６は直接或
いは間接的に押圧しており、基板７上に実装された集積
回路素子６から発生した熱は、冷却体１方向に引き延ば
して延長され、且つそのノズル側内面が平坦面である凹
型部を形成した伝熱板５の底面部分及び両側面部分に伝
達され、さらに冷媒がその熱を奪うことにより集積回路
素子６が冷却される。この時ガイド２１を冷却体１に接
合すれば、伝熱板５の集積回路素子６に対する水平方向
の位置精度を向上することができ同時に伝熱板５の水平
方向の振動や移動などを防止することが可能となる。
２から突出しているノズル３により冷媒例えば水などが
可撓性弾性構造体４の底端に取り付けられた伝熱板５に
対して噴射される。伝熱板５と集積回路素子６は直接或
いは間接的に押圧しており、基板７上に実装された集積
回路素子６から発生した熱は、冷却体１方向に引き延ば
して延長され、且つそのノズル側内面が平坦面である凹
型部を形成した伝熱板５の底面部分及び両側面部分に伝
達され、さらに冷媒がその熱を奪うことにより集積回路
素子６が冷却される。この時ガイド２１を冷却体１に接
合すれば、伝熱板５の集積回路素子６に対する水平方向
の位置精度を向上することができ同時に伝熱板５の水平
方向の振動や移動などを防止することが可能となる。
上記ガイドの取り付け構造は、ガイド２１を冷却体１に
取り付けることによって、伝熱板５の水平移動防止及び
圧接位置の精度向上の効果が達成されれば第３図に示す
如く、如何なる構造でもよい。
取り付けることによって、伝熱板５の水平移動防止及び
圧接位置の精度向上の効果が達成されれば第３図に示す
如く、如何なる構造でもよい。
第３図(a)，(b)，(c)，(d)はガイドの取り付け構造例を
示す平面図であり、 同図(a)，(b)はガイド数が３本の場合である。
示す平面図であり、 同図(a)，(b)はガイド数が３本の場合である。
同図(c)はガイド数が４本の場合である。
同図(d)は複数の伝熱板５に対しての共通ガイドの場合
であり冷却体１と冷却体１を連結する部分を除く冷却体
１の外側全てをガイド２１としたものである。
であり冷却体１と冷却体１を連結する部分を除く冷却体
１の外側全てをガイド２１としたものである。
なお、第２図に示す如く、小型の電子部品２２に銅系な
どの熱伝導率の良い材質のガイド２１を押圧することに
よって集積回路素子６と同時に該小型の電子部品２２を
も冷却することが可能となる。この時、ガイド２１と小
型の電子部品２２の間に熱伝導性の良いコンパウンドな
どを挾んで冷却してもよい。
どの熱伝導率の良い材質のガイド２１を押圧することに
よって集積回路素子６と同時に該小型の電子部品２２を
も冷却することが可能となる。この時、ガイド２１と小
型の電子部品２２の間に熱伝導性の良いコンパウンドな
どを挾んで冷却してもよい。
本発明は以上説明したように集積回路素子の熱を冷媒に
伝達する伝熱板が可撓性弾性構造体の方向に延長され凹
型部が形成されており、可撓性弾性構造体の底端と伝達
板底面の間に所定空間を設けられている。
伝達する伝熱板が可撓性弾性構造体の方向に延長され凹
型部が形成されており、可撓性弾性構造体の底端と伝達
板底面の間に所定空間を設けられている。
このため集積回路素子の高密度実装化により集積回路素
子の発熱量が増大した場合でも伝熱面と冷媒間の伝熱面
積及び熱伝達率が増大するために、伝熱面と冷媒間の熱
抵抗が減少し冷却能力が大幅に向上する。
子の発熱量が増大した場合でも伝熱面と冷媒間の伝熱面
積及び熱伝達率が増大するために、伝熱面と冷媒間の熱
抵抗が減少し冷却能力が大幅に向上する。
第１図は本発明の原理を示す図であり、第２図は本発明
の１実施例を示す図であり、第３図はガイドの取り付け
構造を示す平面図であり、第４図は従来の集積回路素子
冷却装置の構成を示す図である。 図において、 １……冷却体、２……冷媒通路、３……ノズル、 ４……可撓性弾性構造体、５……伝熱板、 ６……集積回路素子、７……基板、２１……ガイド、 ２２……小型の電子部品。
の１実施例を示す図であり、第３図はガイドの取り付け
構造を示す平面図であり、第４図は従来の集積回路素子
冷却装置の構成を示す図である。 図において、 １……冷却体、２……冷媒通路、３……ノズル、 ４……可撓性弾性構造体、５……伝熱板、 ６……集積回路素子、７……基板、２１……ガイド、 ２２……小型の電子部品。
Claims (1)
- 【請求項１】上端が冷却体(1)に取り付けられた可橈性
弾性構造体(4)の底端に伝熱板(5)を設け、該冷却体(1)
内部に設けられたノズル(3)より該伝熱板(5)に対して、
冷媒が噴射され、基板(7)上に実装された集積回路素子
(6)に対して該伝熱板(5)を押圧させることによって該集
積回路素子(6)を冷却する集積回路素子冷却装置におい
て、 前記伝熱板(5)の端部を前記冷却体(1)方向に引き延ばし
て延長することで形成され、少なくとも前記ノズル側内
面が平坦面である断面凹型部を有することを特徴とする
集積回路素子冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208727A JPH0616538B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 集積回路素子冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208727A JPH0616538B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 集積回路素子冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364348A JPS6364348A (ja) | 1988-03-22 |
| JPH0616538B2 true JPH0616538B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=16561080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61208727A Expired - Lifetime JPH0616538B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 集積回路素子冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616538B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4561040A (en) * | 1984-07-12 | 1985-12-24 | Ibm Corporation | Cooling system for VLSI circuit chips |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP61208727A patent/JPH0616538B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364348A (ja) | 1988-03-22 |
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