JPH0283956A - Ｌｓｉケースの冷却構造 - Google Patents
Ｌｓｉケースの冷却構造Info
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- JPH0283956A JPH0283956A JP63237026A JP23702688A JPH0283956A JP H0283956 A JPH0283956 A JP H0283956A JP 63237026 A JP63237026 A JP 63237026A JP 23702688 A JP23702688 A JP 23702688A JP H0283956 A JPH0283956 A JP H0283956A
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- Japan
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- heat transfer
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- rubber sheet
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- AFYPFACVUDMOHA-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoromethane Chemical compound FC(F)(F)Cl AFYPFACVUDMOHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N Fluoroform Chemical compound FC(F)F XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＬＳＩケースの冷却構造に関する。
従来、この種のＬＳＩケースの冷却構造としては、第５
図に示すように、ＬＳＩケース２８と対向して内部に冷
却パイプ２２を設けられたコールドプレート２１が１か
れ、コールドプレート２１の外側には、内部に伝熱ペー
スト２４を包んだフィルム膜２５が備えられていた。（
ｐＡえば日経エレクトロ＝クス、 １９８３．２−１４
．ｐ１４０〜ｐ１５１） Ｌ Ｓ Ｉケース２８を取り
付けられているプリント基板２６ごとコールドプレート
２】に押しつけることによりＬＳＩケース２８の表面が
フィルム膜２５と接し、伝熱ペースト２４を介して、Ｌ
ＳＩ２７の発する熱をコールドプレート２１の中を流れ
る冷媒２３により奪い去り、冷却していた。
図に示すように、ＬＳＩケース２８と対向して内部に冷
却パイプ２２を設けられたコールドプレート２１が１か
れ、コールドプレート２１の外側には、内部に伝熱ペー
スト２４を包んだフィルム膜２５が備えられていた。（
ｐＡえば日経エレクトロ＝クス、 １９８３．２−１４
．ｐ１４０〜ｐ１５１） Ｌ Ｓ Ｉケース２８を取り
付けられているプリント基板２６ごとコールドプレート
２】に押しつけることによりＬＳＩケース２８の表面が
フィルム膜２５と接し、伝熱ペースト２４を介して、Ｌ
ＳＩ２７の発する熱をコールドプレート２１の中を流れ
る冷媒２３により奪い去り、冷却していた。
また、伝熱ペースト２４を包んだフィルムｙ３２５のか
わりに、良熱伝導性のシリコーンゴムシートを使用した
ちのあった。
わりに、良熱伝導性のシリコーンゴムシートを使用した
ちのあった。
上述した従来のＬＳＩケースの冷却構造では、ＬＳＩケ
ース２８と、コールドプレート２１の間を伝熱するため
にフィルム膜２５で包んだ伝熱べ−スト２４を用いるた
め、フィルム膜２５が破れると伝熱ペースト２４が流出
する恐れがある。
ース２８と、コールドプレート２１の間を伝熱するため
にフィルム膜２５で包んだ伝熱べ−スト２４を用いるた
め、フィルム膜２５が破れると伝熱ペースト２４が流出
する恐れがある。
また、フィルム１摸２５で包んだ伝熱ペースト２４を使
用した場合でもシリコーンゴムシートを使用した場合で
もＬＳＩケースの組立てのばらつきによる傾きや、高さ
の差を伝熱ペーストやシリコーンゴムシートの変形で吸
収してＬＳＩケースと密着させるため伝熱ペーストやシ
リコーンゴムシートをある厚みより薄くできず、この部
分で熱抵抗が大きくなるという欠点があった。
用した場合でもシリコーンゴムシートを使用した場合で
もＬＳＩケースの組立てのばらつきによる傾きや、高さ
の差を伝熱ペーストやシリコーンゴムシートの変形で吸
収してＬＳＩケースと密着させるため伝熱ペーストやシ
リコーンゴムシートをある厚みより薄くできず、この部
分で熱抵抗が大きくなるという欠点があった。
本発明のＬＳＩケースの冷却構造は、半導体素子を収納
しプリシト基板に搭載されたＬＳＩケースとコールドプ
レートに設けられたシリンダ穴に係合するピストンとで
伝熱ゴムシートを挟み付け、前記ＬＳＩケースを前記伝
熱ゴムシートおよび前記ピストンを介して前記コールド
プレートにより冷却するＬＳＩケースの冷却構造におい
て、前記ピストンの前記伝熱ゴムシートとの接触面に講
または凹凸を設けたことを特徴とする。
しプリシト基板に搭載されたＬＳＩケースとコールドプ
レートに設けられたシリンダ穴に係合するピストンとで
伝熱ゴムシートを挟み付け、前記ＬＳＩケースを前記伝
熱ゴムシートおよび前記ピストンを介して前記コールド
プレートにより冷却するＬＳＩケースの冷却構造におい
て、前記ピストンの前記伝熱ゴムシートとの接触面に講
または凹凸を設けたことを特徴とする。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の一実施例の縦断面図である。
半導体素子１はＬＳＩケース２の伝熱板３に接着されて
いる。伝熱板３は半導体素子１と熱膨張率が等しく熱伝
導率の良い材質、たとえばＣｕ ／ Ｗ焼結合金ででき
ている。ＬＳＩケース２はプリント基板４に複数個搭載
されている。ＬＳＩケース２は伝熱板３をプリント基板
４の反対側に向けて搭載されている。プリント基板４に
対向してコールドプレート５が設けられ、スペーサ６を
介してプリント基板４に固定されている。コールドプレ
ート５のＬＳＩケース２に対応する位置にはシリンダー
穴７が設けられ、シリンダー穴７の内部には、ピストン
８が挿入されている。
いる。伝熱板３は半導体素子１と熱膨張率が等しく熱伝
導率の良い材質、たとえばＣｕ ／ Ｗ焼結合金ででき
ている。ＬＳＩケース２はプリント基板４に複数個搭載
されている。ＬＳＩケース２は伝熱板３をプリント基板
４の反対側に向けて搭載されている。プリント基板４に
対向してコールドプレート５が設けられ、スペーサ６を
介してプリント基板４に固定されている。コールドプレ
ート５のＬＳＩケース２に対応する位置にはシリンダー
穴７が設けられ、シリンダー穴７の内部には、ピストン
８が挿入されている。
第３図（ａ）および（ｂ）はそれぞれピストン８の平面
図および底面図である。ピストン８にはすりわり９が設
けられており、すりわり９内にねじ込まれるねじ１０を
締めることにより、とストン８の側面とシリンダー穴７
の壁面とが密着する。
図および底面図である。ピストン８にはすりわり９が設
けられており、すりわり９内にねじ込まれるねじ１０を
締めることにより、とストン８の側面とシリンダー穴７
の壁面とが密着する。
ピストン８のＬＳＩケース２と対向する面には講１１が
設けられている。ピストン８とＬＳＩケース２の伝熱板
３の間に、伝熱ゴムシート１２が置かれ、ピストン８を
ＬＳＩケース２側に力を加えた状態で固定することによ
り、伝熱ゴムシー＋−１２はピストン８と伝熱板３の間
に弾性変形した状態ではさまれる。
設けられている。ピストン８とＬＳＩケース２の伝熱板
３の間に、伝熱ゴムシート１２が置かれ、ピストン８を
ＬＳＩケース２側に力を加えた状態で固定することによ
り、伝熱ゴムシー＋−１２はピストン８と伝熱板３の間
に弾性変形した状態ではさまれる。
半導体素子１で生じた熱は伝熱板３．伝熱ゴムシート１
２．ピストン８と伝わり、シリンダー穴７の壁面を通し
てコールドプレート５内を流れる冷媒１３により奪い去
られ、半導体素子１が冷却される。
２．ピストン８と伝わり、シリンダー穴７の壁面を通し
てコールドプレート５内を流れる冷媒１３により奪い去
られ、半導体素子１が冷却される。
本実施例の冷却Ｎ４造にお、いて、低熱抵抗化するため
には、他の伝熱部材に比べて熱伝導率の低い伝熱ゴムシ
ート１２の厚さを薄くすることと、ピストン８．伝熱板
３と伝熱ゴムシーＦ・１２の間の接触状態を良くするこ
とが必要である。ところが、本精造では組立て状態や各
部品の寸法のバラツキによる伝熱板３のピストン８の対
向面に対する傾きを、伝熱ゴムシート１２の変形で吸収
して接触面積を広くするようになっているため、伝熱ゴ
ムシート１２の変形量が伝熱板３の傾きを吸収できるよ
うに伝熱ゴムシート１２にある程度の厚みは必要となる
。したがって、伝熱ゴムシート１２の変形量を厚みにか
かわらず大きくできれば、伝熱ゴムシート１２の厚みを
薄くすることができる。
には、他の伝熱部材に比べて熱伝導率の低い伝熱ゴムシ
ート１２の厚さを薄くすることと、ピストン８．伝熱板
３と伝熱ゴムシーＦ・１２の間の接触状態を良くするこ
とが必要である。ところが、本精造では組立て状態や各
部品の寸法のバラツキによる伝熱板３のピストン８の対
向面に対する傾きを、伝熱ゴムシート１２の変形で吸収
して接触面積を広くするようになっているため、伝熱ゴ
ムシート１２の変形量が伝熱板３の傾きを吸収できるよ
うに伝熱ゴムシート１２にある程度の厚みは必要となる
。したがって、伝熱ゴムシート１２の変形量を厚みにか
かわらず大きくできれば、伝熱ゴムシート１２の厚みを
薄くすることができる。
第２図＜ａ）、（ｂ）に、講１１の有無によるピストン
８．伝熱板３と伝熱ゴムシート１２の接触状態の違いを
示す、ピストン８に講１１が無い場合、薄い伝熱ゴムシ
ート１２を広い面積にわたって一様に押すことになり、
横方向への逃けがないため伝熱ゴムシート１２の変形量
は小さく、第２図（ａ）の接触範囲Ｓ１に示すように接
触面積が小さくなる。ピストン８に溝１１を設けた場合
は、伝熱ゴムシート１２を押したときに伝熱ゴムシート
１２が変形して溝１１の内側へ盛り上がることができる
ため、伝熱ゴムシート１２の変形量が大きくなり、第２
図（ｂ＞の接触範囲Ｓ２に示すように接触面積を広くと
れる。
８．伝熱板３と伝熱ゴムシート１２の接触状態の違いを
示す、ピストン８に講１１が無い場合、薄い伝熱ゴムシ
ート１２を広い面積にわたって一様に押すことになり、
横方向への逃けがないため伝熱ゴムシート１２の変形量
は小さく、第２図（ａ）の接触範囲Ｓ１に示すように接
触面積が小さくなる。ピストン８に溝１１を設けた場合
は、伝熱ゴムシート１２を押したときに伝熱ゴムシート
１２が変形して溝１１の内側へ盛り上がることができる
ため、伝熱ゴムシート１２の変形量が大きくなり、第２
図（ｂ＞の接触範囲Ｓ２に示すように接触面積を広くと
れる。
このようにピストン８の先端に講１１を設けることによ
り、ピストン８．伝熱板３と伝熱ゴムシー ｌ−１２の
接触面積を広く確保し、かつ伝熱ゴムシート１２を薄く
できるため低熱抵抗化ができる。
り、ピストン８．伝熱板３と伝熱ゴムシー ｌ−１２の
接触面積を広く確保し、かつ伝熱ゴムシート１２を薄く
できるため低熱抵抗化ができる。
ピストン８の講１１の形状は、ピストン８のＬＳＩケー
ス対応面にまんべんなく設けられれば、特に第３図（ｂ
）に示すような格子状である必要はない、たとえば第４
図（ａ）〜（ｄ）に示すような平行線状の講】１１．同
心円状の講１１２らせん状の講１１３．放射状の溝１１
４あるいはこれらを組み合わせた形状の講でも同様の効
果が得られる。清の断面形状も角溝である必要はなく、
三角溝でも半丸形の講でも可能である。また、ピストン
８の表面の凹凸で伝熱ゴムシート１２の変形を吸収すれ
ば良いため、特に消を設けなくても、ピストン８の加工
時のフライス切削などの切削跡を粗いまま残すことによ
りピストン表面の凹凸をつけたり、サンドブラストやロ
ーラー、プレス加工などによりピストン８の表面に凹凸
をつけても、同様の効果を得ることができる。
ス対応面にまんべんなく設けられれば、特に第３図（ｂ
）に示すような格子状である必要はない、たとえば第４
図（ａ）〜（ｄ）に示すような平行線状の講】１１．同
心円状の講１１２らせん状の講１１３．放射状の溝１１
４あるいはこれらを組み合わせた形状の講でも同様の効
果が得られる。清の断面形状も角溝である必要はなく、
三角溝でも半丸形の講でも可能である。また、ピストン
８の表面の凹凸で伝熱ゴムシート１２の変形を吸収すれ
ば良いため、特に消を設けなくても、ピストン８の加工
時のフライス切削などの切削跡を粗いまま残すことによ
りピストン表面の凹凸をつけたり、サンドブラストやロ
ーラー、プレス加工などによりピストン８の表面に凹凸
をつけても、同様の効果を得ることができる。
以上説明したように本発明は、ピストンのＬＳＩケース
対向面に溝等の凹凸を設けることにより、伝熱ゴムシー
トを変形させやすくし、ピストン伝熱板と伝熱ゴムシー
トの接触面積を広く確保したまま、伝熱ゴムシート１２
を薄くでき、低熱抵抗で半導体素子を冷却できる効果が
ある。また、伝熱ペーストを使用しないため、伝熱ペー
ストの流出の恐れがなくなる。
対向面に溝等の凹凸を設けることにより、伝熱ゴムシー
トを変形させやすくし、ピストン伝熱板と伝熱ゴムシー
トの接触面積を広く確保したまま、伝熱ゴムシート１２
を薄くでき、低熱抵抗で半導体素子を冷却できる効果が
ある。また、伝熱ペーストを使用しないため、伝熱ペー
ストの流出の恐れがなくなる。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
のピストン８．伝熱ゴムシート１２．伝熱板３の接触部
の拡大図で第２図（ａ＞はピストン８に清１１がないと
した場合、第２図（ｂ）はピストン８に講１１がある場
合であり、第３図（ａ）および（ｂ）は第１図に示すピ
ストン８の平面図および底面図、第４図はピストン８の
講の他の例を示す底面図、第５図は従来のＬＳＩケース
の冷却構造の縦断面図である。 】・・・半導体素子、２・・・ＬＳＩケース、３・・伝
熱板、４・・・プリント基板、５・・・コールドプレー
ト、６・・スペーサ、７・・・シリンダー穴、８・ピス
トン、９・・・すりわり、１０’・・・ねじ、１１．１
１１．１１２．１１３，１１４・・・溝、１２・・・伝
熱ゴムシート、１３・・・冷媒：２１・・・コールドプ
レート、２２・・冷却パイプ、２３・・冷媒、２４・・
・伝熱ベースド、２５・・・フィルム膜、２６・・・プ
リント基板、２７・・・ず導体素子、２８・・・ＬＳＩ
ケース。
のピストン８．伝熱ゴムシート１２．伝熱板３の接触部
の拡大図で第２図（ａ＞はピストン８に清１１がないと
した場合、第２図（ｂ）はピストン８に講１１がある場
合であり、第３図（ａ）および（ｂ）は第１図に示すピ
ストン８の平面図および底面図、第４図はピストン８の
講の他の例を示す底面図、第５図は従来のＬＳＩケース
の冷却構造の縦断面図である。 】・・・半導体素子、２・・・ＬＳＩケース、３・・伝
熱板、４・・・プリント基板、５・・・コールドプレー
ト、６・・スペーサ、７・・・シリンダー穴、８・ピス
トン、９・・・すりわり、１０’・・・ねじ、１１．１
１１．１１２．１１３，１１４・・・溝、１２・・・伝
熱ゴムシート、１３・・・冷媒：２１・・・コールドプ
レート、２２・・冷却パイプ、２３・・冷媒、２４・・
・伝熱ベースド、２５・・・フィルム膜、２６・・・プ
リント基板、２７・・・ず導体素子、２８・・・ＬＳＩ
ケース。
Claims (1)
- 半導体素子を収納しプリント基板に搭載されたＬＳＩケ
ースとコールドプレートに設けられたシリンダ穴に係合
するピストンとで伝熱ゴムシートを挟み付け、前記ＬＳ
Ｉケースを前記伝熱ゴムシートおよび前記ピストンを介
して前記コールドプレートにより冷却するＬＳＩケース
の冷却構造において、前記ピストンの前記伝熱ゴムシー
トとの接触面に溝または凹凸を設けたことを特徴とする
ＬＳＩケースの冷却構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237026A JP2615909B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
| EP89117304A EP0363687B1 (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure for electronic components |
| DE68925403T DE68925403T2 (de) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Kühlungsstruktur für elektronische Bauelemente |
| CA000612004A CA1304830C (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure |
| US07/409,426 US5014777A (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Cooling structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237026A JP2615909B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283956A true JPH0283956A (ja) | 1990-03-26 |
| JP2615909B2 JP2615909B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=17009292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63237026A Expired - Lifetime JP2615909B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｌｓｉケースの冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615909B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0557893U (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-30 | 田淵電機株式会社 | 電子回路装置 |
| JPH09153576A (ja) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Nec Corp | ヒートシンクを備える半導体装置 |
| JPH09321471A (ja) * | 1996-05-29 | 1997-12-12 | Nec Shizuoka Ltd | 電子部品の放熱装置 |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63237026A patent/JP2615909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0557893U (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-30 | 田淵電機株式会社 | 電子回路装置 |
| JPH09153576A (ja) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Nec Corp | ヒートシンクを備える半導体装置 |
| JPH09321471A (ja) * | 1996-05-29 | 1997-12-12 | Nec Shizuoka Ltd | 電子部品の放熱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2615909B2 (ja) | 1997-06-04 |
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