JPH0529512A - 電子部品パツケージ - Google Patents

電子部品パツケージ

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JPH0529512A
JPH0529512A JP17832191A JP17832191A JPH0529512A JP H0529512 A JPH0529512 A JP H0529512A JP 17832191 A JP17832191 A JP 17832191A JP 17832191 A JP17832191 A JP 17832191A JP H0529512 A JPH0529512 A JP H0529512A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
package
liquid
boiling point
cooling
Prior art date
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Pending
Application number
JP17832191A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Ishikawa
実 石川
Michiko Ogawa
美智子 小川
Tatsuo Hakuta
達夫 伯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH0529512A publication Critical patent/JPH0529512A/ja
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで作製でき、軽量で、かつICチッ
プにおける消費電力の許容量の増加を図って、ICチッ
プの高集積化、高速化設計を促進させる。 【構成】 内部に絶縁性を有する低沸点の液体(例えば
フルオロカーボン、沸点約60℃)1を封入し、この低
沸点の液体1中にICチップ2を浸漬する。このICチ
ップ2の端子群とフレキシブルケーブル3とを接続し、
更にこのフレキシブルケーブル3を、パッケージKの側
壁4aに設けた開口を通して外部に導出させ、このフレ
キシブルケーブル3の先端に外部の電子部品等に対して
電気的に接続させるコネクタ5を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内部に半導体チップ等
のチップ部品を収容した電子部品パッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】近時、電子機器の小型化、高速化、低コ
スト化の要求に伴い、それを支えるLSIの大容量化、
多機能化、高速化が進められている。それに伴って、ピ
ン数の増加や消費電力の増大化傾向が強まってきてお
り、その結果、ICチップを搭載するパッケージへの要
求がますます厳しくなってきている。即ち、大チップ化
対応、多ピン化、低熱抵抗化、高速化対応のパッケージ
が求められるようになってきている。
【0003】特に、パッケージの低熱抵抗化技術は、今
後のLSIの開発にとって重要な技術の一つとなってき
ている。これは、LSIが高集積化すればするほど消費
電力が増大し、それに伴って、LSIの発熱量も増える
からである。即ち、半導体は、約175℃を超えると半
導体としての特性を失い、また、温度が高くなるに従っ
て、配線がエレクトロマイグレーションを起こし易くな
り、LSI自体の寿命が短くなる。従って、ICチップ
から発生する熱をいかに逃がすかが重要となってくる。
【0004】そこで、従来では、図8に示すように、I
Cチップ21を搭載したパッケージ22の上面に、冷却
フィン23を接続し、この冷却フィン23に対してファ
ン(図示せず)より風wを当てて、パッケージ22を空
冷するようにしている。
【0005】また、他の例では、図9に示すように、パ
ッケージ22の上面に接触するように管24を配管し、
この管24内に例えば水を流すことによって、パッケー
ジ22を冷却(水冷)するようにしている。尚、図8及
び図9において、25は外部接続用ピンである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8で
示す方法の場合、冷却フィン23の熱抵抗が比較的大き
く、一般的に5W/cm(2)程度までの発熱しか許さ
れないという問題があった。
【0007】また、図9で示す方法の場合は、図8で示
す方法よりも大きな発熱は許されるものの、大がかりな
水冷装置が必要で、コストが高い、装置自体が大きくな
る、重い、構造が複雑になるといった問題があった。
【0008】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、低コストで作製で
き、軽量で、かつチップ部品に対し、大きな発熱を許す
ことができる電子部品パッケージを提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品パッケ
ージKは、内部に封入した低沸点液体1中にチップ部品
2が浸漬され、上部に冷却手段6又はヒートシンク接続
部を有し、上記チップ部品2と外部との電気的接続を行
う接続部材(ケーブル3及びコネクタ5)を設けて構成
する。
【0010】尚、ヒートシンク接続部は、強制冷却手段
13からの強制冷却を受ける受け板14であってもよ
い。
【0011】
【作用】上述の本発明の構成によれば、パッケージKの
内部に封入した低沸点液体1中に半導体チップ等のチッ
プ部品2を浸漬し、パッケージKの上部に冷却手段6又
はヒートシンク接続部を設けると共に、チップ部品2と
外部との電気的接続を行う接続部材(ケーブル3及びコ
ネクタ5)を設けるようにしたので、チップ部品2の温
度が液体1の沸点以上になると、液体1の蒸発による冷
却作用によってチップ部品2の放熱量が急激に増加す
る。これは、チップ部品2における消費電力の許容量の
増加につながり、チップ部品2の高集積化、高速化設計
を促進させることができる。
【0012】また、気化された液体1は、パッケージK
上部の冷却手段6又はヒートシンク接続部を介しての強
制冷却によって再び液化されるため、液体1が全て蒸発
するということが回避される。また、本発明の場合、水
冷用の配管を行う必要がないため、低コストで、かつ軽
量に作製することができる。
【0013】
【実施例】以下、図1〜図7を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図1は、本実施例に係るパッケージK
を示す斜視図である。
【0014】このパッケージKは、図示するように、内
部に絶縁性を有する低沸点の液体(例えばフルオロカー
ボン、沸点約60℃)1が封入され、この低沸点の液体
1中にICチップ2が浸漬されている。このICチップ
2は、その端子群とフレキシブルケーブル3とが接続さ
れており、このフレキシブルケーブル3は、パッケージ
Kの側壁4aに設けた開口を通して外部に導出され、そ
の先端に外部の電子部品等に対して電気的に接続させる
コネクタ5が設けられている。尚、開口とケーブル3と
の隙間は、該隙間から液体1が流出しないように気密封
止されている。
【0015】一方、パッケージKの上部片側には、冷却
フィン6が一体に形成され、他の片側は、冷却フィン6
の付け根から側壁4aにかけて下り傾斜を有する傾斜板
7が一体にあるいは別体に取り付けられている。
【0016】そして、ICチップ2の動作に伴う電力の
消費によって、ICチップ2が発熱すると、液体1が沸
騰し、泡8を発生させる。この泡8は、気体となって液
体1から蒸発し、冷却フィン6で冷却されて再び液体に
戻る。この液体は、傾斜板7を伝わり、液体1中に戻
る。この一連のサイクルを繰り返すこととなる。
【0017】次に、本例に係るパッケージKの冷却メカ
ニズムを図2の特性図も参照しながら説明する。
【0018】まず、ICチップ2の温度上昇に伴って、
放熱量が比例的に増加していく(区間参照)。次に、
ICチップ2の温度が液体1の沸点以上に上昇すると、
液体1は、沸騰を開始する。このとき、気化熱をうば
い、放熱量は区間における特性曲線の傾きよりも大き
い傾きでもって比例的に増加する(区間参照)。更に
ICチップ2の温度が上昇すると、液体1の沸騰は、I
Cチップ2の面全体から膜状に発生する。この場合、固
体(ICチップ2)と気体との接触になるため、放熱量
は飽和状態となる(区間)。
【0019】ここで、上記放熱量とICチップ2の消費
電力量(又はICチップ2に与えることができる電力
量)とは一対一で対応するため、ICチップ2の動作限
界温度をTとすると、液体1中にICチップ2を浸漬し
ない場合(一点鎖線の特性曲線で示す)と比べて消費電
力量を高く設定することができる(W1>W2 )。尚、
本例の場合、20〜40W/cm(2)の冷却能力を有
する。従って、その分、ICチップ2の高集積化並びに
高速化設計を促進させることができる。
【0020】上述のように、本例によれば、パッケージ
Kの内部に封入した低沸点液体1中にICチップ2を浸
漬すると共に、パッケージKの上部に冷却フィン6を設
け、ICチップ2と外部との電気的接続を行うフレキシ
ブルケーブル3とコネクタ5を設けるようにしたので、
ICチップ2の温度が液体1の沸点以上になると、液体
1の蒸発による冷却作用によってICチップ2の放熱量
が急激に増加する。これは、ICチップ2における消費
電力の許容量の増加につながり、ICチップ2の高集積
化、高速化設計を促進させることができる。
【0021】また、気化された液体1は、パッケージK
上部の冷却フィンを介しての強制冷却によって再び液化
されるため、液体1が全て蒸発するということが回避さ
れる。また、本例の場合、水冷用の配管等を行う必要が
ないため、低コストで、かつ軽量に作製することができ
る。
【0022】次に、上記実施例のいくつかの変形例を図
3〜図6に基いて説明する。尚、図1と対応するものに
ついては同符号を記す。
【0023】まず、図3の例は、第1の変形例に係るパ
ッケージK1 を示すものであり、パッケージK1 の上部
全体に波状のヒートシンク9を取り付けて構成されてい
る。この場合、図1で示す冷却フィン6よりもその冷却
効果を向上させることができる。
【0024】図4の例は、第2の変形例に係るパッケー
ジK2 を示すものであり、パッケージK2 を自動車等の
移動物体に搭載したとき、パッケージK2 内の液体1が
波打つのを防止するため、スポンジ状の板10を液面に
固定して構成したものである。この例の場合、カーエレ
クトロニクス等への応用に有効となる。
【0025】図5の例は、第3の変形例に係るパッケー
ジK3 を示すものであり、パッケージK3 の上部に、冷
却フィン等の冷却手段は設けずに、パッケージK3 の上
面aを例えば水平に形成し、この上面aをシャーシー1
1等の熱容量の大きい冷たい物質に取付けるようにした
ものである。この場合、空冷用の冷却フィン等を設ける
必要がないため、小型・軽量化並びに高冷却能を更に向
上させることができる。
【0026】図6の例は、第4の変形例に係るパッケー
ジK4 を示すものであり、多数枚の薄板12をパッケー
ジK4 内に直立させて配列させ、これら薄板12中、パ
ッケージK4 の上部から突出する部分12aを冷却フィ
ンとして利用し、液体1に浸かっている部分12bを液
体1の波立ち防止用として利用するようにしたものであ
る。この場合、上記第3の変形例と同様に、小型・軽量
化並びに高冷却能を実現させることができる。
【0027】次に、本例に係るパッケージKを応用した
製品例を図7に示す。このパッケージKは、図1〜図6
で示すパッケージの構成とは異なるが、本質的には内部
に低沸点の液体1が封入され、その液体1中にICチッ
プ2が浸漬されている点及びICチップ2からケーブル
3を介してパッケージKの外部においてコネクタ5が接
続されている点で同じである。従って、図1と対応する
ものについては同符号を記し、その説明を省略する。
【0028】このパッケージKは、その上部に冷却フィ
ン等の冷却手段は設けずに、ファン13等の強制冷却手
段に対して下り傾斜とされた受け板14が設けられてい
る。そして、このパッケージK内のICチップ2は、ケ
ーブル3及びコネクタ5を介してメインボード15と電
気的に接続されている。パッケージKに対する冷却は、
筐体16に設けたファン13からの風をパッケージKの
上部に設けた受け板14に当てて行う。
【0029】このように、本例に係るパッケージKの場
合、小型・軽量化が実現できるため、即ち、例えば強制
冷却手段としてファン13を用いるだけでよいため、実
際に製品に応用した場合においても、その製品の小型化
を実現させることができる。
【0030】
【発明の効果】本発明に係る電子部品パッケージによれ
ば、低コストで作製でき、軽量で、かつチップ部品に対
し、大きな発熱を許すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係るパッケージを示す構成図。
【図2】本実施例に係るパッケージの冷却メカニズムを
示す特性図。
【図3】本実施例の第1の変形例に係るパッケージを構
成図。
【図4】本実施例の第2の変形例に係るパッケージを構
成図。
【図5】本実施例の第3の変形例に係るパッケージを構
成図。
【図6】本実施例の第4の変形例に係るパッケージを構
成図。
【図7】本実施例に係るパッケージを応用した製品の一
例を示す構成図。
【図8】従来例に係るパッケージを示す構成図。
【図9】他の従来例に係るパッケージを示す構成図。
【符号の説明】
K パッケージ 1 低沸点液体 2 ICチップ 3 フレキシブルケーブル 5 コネクタ 6 冷却フィン 7 傾斜板 8 泡 9 ヒートシンク 10 スポンジ状の板 11 シャーシー 12 薄板 13 ファン 14 受け板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に封入した低沸点液体中にチップ部
    品が浸漬され、上部に冷却手段又はヒートシンク接続部
    を有し、上記チップ部品と外部との電気的接続を行う接
    続部材を有することを特徴とする電子部品パッケージ。
  2. 【請求項2】 上記ヒートシンク接続部が、強制冷却手
    段からの強制冷却を受ける受け板であることを特徴とす
    る請求項1記載の電子部品パッケージ。
JP17832191A 1991-07-18 1991-07-18 電子部品パツケージ Pending JPH0529512A (ja)

Priority Applications (1)

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JP17832191A JPH0529512A (ja) 1991-07-18 1991-07-18 電子部品パツケージ

Applications Claiming Priority (1)

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JP17832191A JPH0529512A (ja) 1991-07-18 1991-07-18 電子部品パツケージ

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Publication Number Publication Date
JPH0529512A true JPH0529512A (ja) 1993-02-05

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ID=16046442

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JP17832191A Pending JPH0529512A (ja) 1991-07-18 1991-07-18 電子部品パツケージ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2768866A1 (fr) * 1997-09-24 1999-03-26 Siemens Ag Passage etanche pour conducteur electrique au travers d'une paroi de boitier
JP2016015167A (ja) * 2009-05-12 2016-01-28 アイセオトープ リミテッド 冷却される電子システム
US12022638B2 (en) 2009-05-12 2024-06-25 Iceotope Group Limited Cooled electronic system

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JP2016015167A (ja) * 2009-05-12 2016-01-28 アイセオトープ リミテッド 冷却される電子システム
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