JPS63184397A

JPS63184397A - 電子部品放熱装置

Info

Publication number: JPS63184397A
Application number: JP1524887A
Authority: JP
Inventors: 坂川　義満
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-01-27
Filing date: 1987-01-27
Publication date: 1988-07-29

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕電子計算機、電子交換機等のＬＳ　Ｉ化装置ではＬＳＩ
パッケージ相互間の実装遅延で小さくするよう近接して
配置する。そのため単位面積当たシの配線密度が高くな
り多層基板化、細線化、外部記報の小型化、全体の高密
度化等が必要とされる。

またＬＳＩ自体は高密度のため動作状態での単位体積当
たりの発熱量が非常に大きく、素子の温度上昇は信頼度
を低下させるのみならず、雑音マージンの減少、スイッ
チング速度の低下等の各種の弊害をもたらすため、この
発熱量を効率よく外部へ放出する冷却技術が要求される
。

以上のような要求からＬＳＩパッケージを冷却するため
、冷却方法として空冷方式と液冷方式があるが液冷方式
の場合の代表的な例を第２図（ａ）、　（ｂ）に示す。

第１図（−）はＬＳＩパッケージを装着した基板に第３
図に示すように冷媒を流す金属・ζイブが接着して装備
されており、このパイプに流す冷媒によりＬＳＩパッケ
ージを冷却する間接型であり、第２図（ｂ）はＬＳＩパ
ッケージを直接冷媒中に浸漬する直接型である。

本発明は液冷の間接型方式においてＬＳＩパツケ−ジ等
の電子部品を装着した基板に放熱板を容易にかつ安定に
固定して支持すると共に効率的な冷却を行い、まだ実装
密度を高めるものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕第一
図（ａ）に示す液冷方式の構造は第３図に示すようにＬ
ＳＩが搭載された基板の表面または裏面にこれらＬＳＩ
を冷却するため金属製パイプを基板に接着させ、冷媒と
する水等を流し冷却を行うが、従来この種の構造におい
ては（１）冷媒を流す金属パイプと基板を金属ろう材で浴接
する方法、（２）基板の一部に孔を開けた熱伝導体の板を接着し、
その孔の中に冷媒を流す方法、（３）基板の一部にコの字型の金属板材等を組合わせ、
冷媒流路を形成する方法等がある。

以下に各方法を説明する。

第７図は（１）の方法の構造例である。冷媒用金属パイ
プ／の中に冷媒、たとえば水を流す。基板夕にこのパイ
プをろう利／／たとえば銀ろう等により固定させている
。この方法ではろう付は作業を全面にわたって順番に行
なわなければならず、作業時間がかかること、局部的な
温度上昇により熱ひずみが残り精密な加工ができないこ
七、パイプの半面は十分な熱伝導材料に接しておらず、
有効な熱伝達がはかられないこと等の欠点がある。

４５図は（２）の構造の例で、熱伝導性の良い金属厚板
／２に孔／弘を開けこの孔に冷媒を流す。金属厚板／、
２は基板！に接している。この方法では金属厚板／２に
孔／グを開ける作業が必要となり、ドリルの大きさ等の
制約から大型化しにくいこと、所望の形に製造しにくい
こと、製造が困離で量産に向かないこと等の欠点を有す
る。

第２図は（３）の構造の例である。この方法は基板夕に
コの字型の金属薄板／３を組合せ、ろう材／／で接合し
た後冷媒流路／夕に冷媒を流すものである。この方法は
接合の方法により任意の形状にできない、残留熱応力、
接合の不完全性、作業が煩雑、時間がかかる、等の問題
点を有する。

本発明は前記のような従来の種々の欠点を解決すると同
時に冷却の効率を上げまた製作の容易性、低価格性、機
械的構造の強固性、装着の容易さ等の向上を図るもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はＬＳＩパッケージ等を搭載している基板に放す
金属パイプを埋設して冷却効果を高めると同時に実装密
度を上げるものである。

他方ＬＳＩパッケージ等の電子部品の熱が容易に且つ効
率的に放熱板から支持部の冷媒用金属パイプに移動する
ため電子部品と放熱板との接触に軽い圧力を加えること
が効果的である。このため基板と電子部品の間に発条を
設置し放熱板と電子部品の接触を良好ならしめている。

以下に実施例を用いて本発明を説明する。

〔実施例〕

第１図（ａ）は本発明の実施例の７っで、放熱板の支持
部の製作において放熱板を固定するのに便利なように放
熱板の支持部に段差または溝をっけ、かつ支持部の中に
冷媒用金属パイプを埋設して形成する。このため第１図
（ａ）に示す断面の鋳型又は枠型を用い、この中の所足
の位置に金属パイプを設置し溶融金属を流しこみ成形し
た後固化させるものである。

／は冷媒用金属パイプ、たとえば銅パイプまたはステン
レスパイプ等である。この中に冷媒例えば水等を流す。

２はＬＳＩチップを装荷したパッケージ等の電子部品で
ある。３は銅板等よりなる放熱板である。グは放熱板支
持部、夕は基板である。

実際の使用においては基板夕にＬｆ９エバッヶージ等の
電子部品！のリード線７をハンダ付けして装着するが、
この時ＬＳＩパッケージのリード線７をハンダ付けした
時の基板夕からの高さを支持部／の旨さよりやや高めに
してリード線をハンダ付けする。

この後放熱板３をＬＳＩパッケージ２を軽く押える程度
の圧力をかけて接触させて放熱板３を支持部／にとりつ
けるものである。とりつけには例えばネジどをもちいる
。

軽い圧力を作る構成として第１図（ｂ）に示すように発
条乙を基板夕とＬＳＩパッケージ２の間に設置する。発
条には同図に示すスプリングでも、第１図（ｃ）に示す
曲げだバネ状のものｚ′等種々のものが考えられる。ま
たこれらの発条で電子部品を放熱板に押しつける圧力を
加減するため第１図（ｄ）に示すように基板夕の電子部
品−の真下に孔を開けこの中にスプリング乙を設置しネ
ジ蓋りで閉じるようにして上記の圧力を加減できるよう
な構造としてもよい。また他の実施例として、第７図（
ａ）、　（ｂ）に示すようなフィンをつけた放熱板、放
熱板をとりつけ易い構造の支持部等がある。

〔発明の効果〕

以上に述べたような放熱装置の構造及び製作法になって
いるので冷媒用金属パイプと放熱板とは直接に接続され
すぐれた伝熱特性が得られ、冷却効果が高まる。

また冷媒用の金属パイプは既製品のパイプを使用できる
ため安価かつ容易に入手出来、液漏れの心配がない、曲
げ加工の際加工が容易で任意の形状に整形できる等の長
所を有する。

更には冷媒用金属パイプをＬ　Ｓ　エパッケージ等の電
子部品の近傍に配置することができ冷却効果が高捷ると
同時に近接配置のため実装密度も高まるという二重の効
果を有する。

製作面からみた他の効果として、金属パイプを熱溶融性
金属で一括して接合するため作業時間が短縮できること
、温度変化が全体で同時に進むため残留熱応力が少なく
、高い寸法精度が得られること、従来の銀ろう等を使用
していないことから機械的強度が高いこと等の利点があ
る。

以上アルミニウムまたはその合金を用いた実施例につい
て述べたが、アルミニウム合金トしてＡ１−Ｐｂ合金、
Ａｌ−８ｉ合金、Ａｌ−Ａｇ合金。

Ａ１−Ｉｎ合金等があり、又他の例としてＡｇ−Ｍｇ合金、Ａｇ−０ｕ合金、Ａｇ−８ｎ合金。

■ｎｓｎ合金等の合金を用いても同様の効果があることは勿論である
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例を示す図、第２
図は代表的な液冷方式の構成図、第３図は従来の冷媒用
パイプの基板への装着の一例を示す図、第グ図、第！図
、第ｚ図は従来の液体冷却方式の冷媒用金属パイプの例
、第７図は本発明の他の実施例である。／・・・冷媒用金属パイプ、！・・・ＬＳＩ・Ｚノケー
ジ等の電子部品、３・・・放熱板、≠・・・放熱板支持
部、！・・・基板、乙・・・発条、７・・・リード線、
と・・・止めネジ、２・・・ネジ蓋、１０・・・フィン
、／／・・・ろう材（銀ろう等）、／２・・・金属厚板
、／３・・・金属薄板、／グ・・・（冷媒を流す）孔、
／夕・・・冷媒流路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子部品に接触させて冷却する放熱板と該放熱板
を固定する支持部を有する基板からなり、前記支持部の
内部に冷媒用の金属パイプを埋設し基板と電子部品の間
に該電子部品を前記放熱板に押さえつける手段を有する
ことを特徴とする電子部品放熱装置。
（２）前記押さえつける手段が電子部品と基板の間に設
けられた発条であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の電子部品放熱装置。