JPH0566025B2 - - Google Patents
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- JPH0566025B2 JPH0566025B2 JP58072896A JP7289683A JPH0566025B2 JP H0566025 B2 JPH0566025 B2 JP H0566025B2 JP 58072896 A JP58072896 A JP 58072896A JP 7289683 A JP7289683 A JP 7289683A JP H0566025 B2 JPH0566025 B2 JP H0566025B2
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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
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はマルチチツプ・モジユール、特に集積
回路チツプの発熱を効果的に取り去るマルチチツ
プ・モジユールの冷却構造に関するものである。
回路チツプの発熱を効果的に取り去るマルチチツ
プ・モジユールの冷却構造に関するものである。
１枚の配線基板上に複数の集積回路チツプを実
装するマルチチツプ・モジユールの冷却構造の一
例として、米国特許第4245273号に示すものが提
案されている。この構造には集積回路チツプと冷
媒との間の熱伝導経路に２ケ所の空隙（集積回路
チツプ−ピストン間とピストン−ハウジング間）
があり、これらの空隙では熱伝導率の極端に低い
気体の熱伝導に頼らざるを得ない。また、ピスト
ン−ハウジング間の対向面積を大きくするため、
ピストンの長さを短くできず、したがつて熱伝導
経路が長くなるという問題点があり、結果とし
て、チツプ−冷媒間の熱抵抗の低減に限界があつ
た。
装するマルチチツプ・モジユールの冷却構造の一
例として、米国特許第4245273号に示すものが提
案されている。この構造には集積回路チツプと冷
媒との間の熱伝導経路に２ケ所の空隙（集積回路
チツプ−ピストン間とピストン−ハウジング間）
があり、これらの空隙では熱伝導率の極端に低い
気体の熱伝導に頼らざるを得ない。また、ピスト
ン−ハウジング間の対向面積を大きくするため、
ピストンの長さを短くできず、したがつて熱伝導
経路が長くなるという問題点があり、結果とし
て、チツプ−冷媒間の熱抵抗の低減に限界があつ
た。
本発明の１つの目的は、消費電力の大きい複数
の集積回路チツプを効率良く冷却できるマルチチ
ツプ・モジユールを提供することにある。さら
に、本発明の他の目的は、製造技術上避けられな
い各チツプ間の高さのバラツキ等によつて、冷却
効率が左右されないマルチチツプ・モジユールを
提供することである。本発明の他の目的は集積回
路チツプが故障した場合等に、容易にチツプを交
換できるマルチチツプ・モジユールを提供するこ
とである。
の集積回路チツプを効率良く冷却できるマルチチ
ツプ・モジユールを提供することにある。さら
に、本発明の他の目的は、製造技術上避けられな
い各チツプ間の高さのバラツキ等によつて、冷却
効率が左右されないマルチチツプ・モジユールを
提供することである。本発明の他の目的は集積回
路チツプが故障した場合等に、容易にチツプを交
換できるマルチチツプ・モジユールを提供するこ
とである。
かかる目的を達成するために、本発明では、各
集積回路チツプ個別に適当な冷却流体が循環でき
る空間を有する冷却部材を設け、各冷却部材に柔
軟なパイプ部材を接続し、該パイプ部材を通して
冷却部材内に冷媒を流入し、流出させることを特
徴とする。
集積回路チツプ個別に適当な冷却流体が循環でき
る空間を有する冷却部材を設け、各冷却部材に柔
軟なパイプ部材を接続し、該パイプ部材を通して
冷却部材内に冷媒を流入し、流出させることを特
徴とする。
以下図面により本発明を説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す一部断面図
であり、第２図は第１図に示す実施例の冷却部材
の配列を示す平面図である。
であり、第２図は第１図に示す実施例の冷却部材
の配列を示す平面図である。
マルチチツプ・モジユール１００は、基板３の
表面上に搭載された多数の集積回路チツプ２を封
入し、かつ冷却するための構成を与える。基板３
は、モジユールを回路カード又は回路ボードに接
続するために多数のモジユールピン１１を有す
る。基板３の内側には、多数の集積回路チツプ２
がハンダ端子４を介して搭載されている。集積回
路チツプ２は基板３の表面又は内部に形成された
配線層によつて他のチツプまたはモジユールピン
１１に電気的に接続されている。フランジ７は配
線基板３およびハウジング６の底面にロウ付け等
によつて固着され、基板３及びハウジング６間を
密封している。さらに、ハウジング６にキヤツプ
５をＯリング８をはさんでネジ９によつてネジ止
めすることによつて、全体を気密封止している。
また、ハウジング６には水素の冷媒を流入し、流
出させるために、ノズル１０ａ，１０ｂを設けて
ある。集積回路チツプ２の冷却のために、各チツ
プ個別に冷却部材１をチツプ背面に固着し、冷媒
を流入、流出させるために、各冷却部材間を柔軟
なパイプ（ベローズ）１２によつて接続してい
る。
表面上に搭載された多数の集積回路チツプ２を封
入し、かつ冷却するための構成を与える。基板３
は、モジユールを回路カード又は回路ボードに接
続するために多数のモジユールピン１１を有す
る。基板３の内側には、多数の集積回路チツプ２
がハンダ端子４を介して搭載されている。集積回
路チツプ２は基板３の表面又は内部に形成された
配線層によつて他のチツプまたはモジユールピン
１１に電気的に接続されている。フランジ７は配
線基板３およびハウジング６の底面にロウ付け等
によつて固着され、基板３及びハウジング６間を
密封している。さらに、ハウジング６にキヤツプ
５をＯリング８をはさんでネジ９によつてネジ止
めすることによつて、全体を気密封止している。
また、ハウジング６には水素の冷媒を流入し、流
出させるために、ノズル１０ａ，１０ｂを設けて
ある。集積回路チツプ２の冷却のために、各チツ
プ個別に冷却部材１をチツプ背面に固着し、冷媒
を流入、流出させるために、各冷却部材間を柔軟
なパイプ（ベローズ）１２によつて接続してい
る。
集積回路チツプ２によつて発生された熱は、チ
ツプから冷却部材１に伝導され、冷却部材内を循
環する冷媒によつて冷却される。冷媒は、ノズル
１０ａを通してモジユール外部から流入され、ベ
ローズ１２を介して各冷却部材内を順次循環し、
ノズル１０ｂを通してモジユール外部へ流出され
る。なお、チツプ及び冷却部材は、第２図に示す
ようにマトリツクス状に配置され、例えば、横方
向の冷却部材がベローズ１２によつて直列に接続
されている。
ツプから冷却部材１に伝導され、冷却部材内を循
環する冷媒によつて冷却される。冷媒は、ノズル
１０ａを通してモジユール外部から流入され、ベ
ローズ１２を介して各冷却部材内を順次循環し、
ノズル１０ｂを通してモジユール外部へ流出され
る。なお、チツプ及び冷却部材は、第２図に示す
ようにマトリツクス状に配置され、例えば、横方
向の冷却部材がベローズ１２によつて直列に接続
されている。
第３図は、冷却部材を破断図である。冷却部材
１は、内部にフイン１６が設けられ、冷媒がフイ
ンを横切つて流れる空間を有する冷却ブロツク１
４から構成される。冷却ブロツク１４は熱伝導率
が良く、加工の容易な材料、例えば銅によつて形
成され、フイン１６は冷却ブロツク１４の一部と
して成形することができる。あるいは、フイン１
６を冷却ブロツクの上蓋と一体形成し、冷却ブロ
ツクの内側底面にロウ付け等によつて固着しても
よい。冷却ブロツク１４の上部表面には、冷媒を
ブロツク内部に流入、流出させるために一対のパ
イプ部材１７が設けてある。パイプ部材１７は熱
伝導率が良好な金属、例えば銅によつて形成さ
れ、冷却ブロツクにロウ付け等によつて固着され
ている。このパイプ部材１７は、銅またはニツケ
ル等の柔軟な材料で、充分薄く柔軟なベローズに
接続され、各冷却ブロツク間が接続される。接続
方法としては、ロウ付け等によつて固着しても良
いし、形状記憶合金で作つた輪状の金具で締めつ
けても良い。このようにすればベローズの着脱を
容易にできる。なお、この種の形状記憶合金とし
ては、例えば、Ti−Ni合金製でマルテンサイト
変態の終了する温度（Mf点）が、使用環境温度
の下限（例えば０℃）よりも低い形状記憶合金が
好ましい。形状記憶合金については、「塑性と加
工」Vol.22，No.246（1981−７）PP645−653に詳
しいので参照のこと。また、電気絶縁性で、熱伝
導率が良く、集積回路チツプの熱膨張係数とほぼ
整合する熱膨張係数を有する材料、例えば炭化ケ
イ素（登録商標ヒタセラムSC−１０１等の高熱
伝導電気絶縁性炭化ケイ素）で作られた境界板１
３がハンダ等の接着層１５を介して、冷却ブロツ
ク１４の外側底面に固着されている。特に、集積
回路チツプ２がシリコンチツプである場合は、上
記の高熱伝導電気絶縁性炭化ケイ素の熱膨張係数
はチツプのそれにほぼ等しい。境界板１３の底面
は集積回路チツプ２の背面にハンダ付け等によつ
て固着されている。
１は、内部にフイン１６が設けられ、冷媒がフイ
ンを横切つて流れる空間を有する冷却ブロツク１
４から構成される。冷却ブロツク１４は熱伝導率
が良く、加工の容易な材料、例えば銅によつて形
成され、フイン１６は冷却ブロツク１４の一部と
して成形することができる。あるいは、フイン１
６を冷却ブロツクの上蓋と一体形成し、冷却ブロ
ツクの内側底面にロウ付け等によつて固着しても
よい。冷却ブロツク１４の上部表面には、冷媒を
ブロツク内部に流入、流出させるために一対のパ
イプ部材１７が設けてある。パイプ部材１７は熱
伝導率が良好な金属、例えば銅によつて形成さ
れ、冷却ブロツクにロウ付け等によつて固着され
ている。このパイプ部材１７は、銅またはニツケ
ル等の柔軟な材料で、充分薄く柔軟なベローズに
接続され、各冷却ブロツク間が接続される。接続
方法としては、ロウ付け等によつて固着しても良
いし、形状記憶合金で作つた輪状の金具で締めつ
けても良い。このようにすればベローズの着脱を
容易にできる。なお、この種の形状記憶合金とし
ては、例えば、Ti−Ni合金製でマルテンサイト
変態の終了する温度（Mf点）が、使用環境温度
の下限（例えば０℃）よりも低い形状記憶合金が
好ましい。形状記憶合金については、「塑性と加
工」Vol.22，No.246（1981−７）PP645−653に詳
しいので参照のこと。また、電気絶縁性で、熱伝
導率が良く、集積回路チツプの熱膨張係数とほぼ
整合する熱膨張係数を有する材料、例えば炭化ケ
イ素（登録商標ヒタセラムSC−１０１等の高熱
伝導電気絶縁性炭化ケイ素）で作られた境界板１
３がハンダ等の接着層１５を介して、冷却ブロツ
ク１４の外側底面に固着されている。特に、集積
回路チツプ２がシリコンチツプである場合は、上
記の高熱伝導電気絶縁性炭化ケイ素の熱膨張係数
はチツプのそれにほぼ等しい。境界板１３の底面
は集積回路チツプ２の背面にハンダ付け等によつ
て固着されている。
以上の説明から明らかなように、チツプ２と冷
媒間の熱伝導経路は短く、かつ、熱伝導率の良い
材料で構成されているので、熱抵抗を格段に低く
できる。
媒間の熱伝導経路は短く、かつ、熱伝導率の良い
材料で構成されているので、熱抵抗を格段に低く
できる。
具体的な数値で例示すると、銅製の冷却ブロツ
クとヒタセラムSC−１０１（登録商標）製の境
界板を用いて、ブロツクの底面を10mm口、フイン
の厚さを200μm、フインの高さを２mm、フインの
間隔を200μmとし、冷媒として水（冷媒流量：10
c.c.／sec）を用いた場合、チツプ−冷媒間の熱抵
抗を約１℃／Ｗにでき、チツプの消費電力を約
50Wまで許容できる。なお、境界板１３の厚み
は、１mm〜５mmでよく、この範囲で熱抵抗はほと
んど変わらない。
クとヒタセラムSC−１０１（登録商標）製の境
界板を用いて、ブロツクの底面を10mm口、フイン
の厚さを200μm、フインの高さを２mm、フインの
間隔を200μmとし、冷媒として水（冷媒流量：10
c.c.／sec）を用いた場合、チツプ−冷媒間の熱抵
抗を約１℃／Ｗにでき、チツプの消費電力を約
50Wまで許容できる。なお、境界板１３の厚み
は、１mm〜５mmでよく、この範囲で熱抵抗はほと
んど変わらない。
また、配線基板３のそりや、ハンダ端子４の高
さのばらつき等によつて、集積回路チツプ２の高
さがばらついたり、傾いても、ベローズ１２の伸
縮によつて吸収でき、熱抵抗は変化しない。
さのばらつき等によつて、集積回路チツプ２の高
さがばらついたり、傾いても、ベローズ１２の伸
縮によつて吸収でき、熱抵抗は変化しない。
また、あるチツプが故障した場合は、そのチツ
プ２と境界板１３の間のハンダ付けを局所加熱し
てとかして、冷却部材１を取外すことができるの
で、チツプ交換を容易にできる。
プ２と境界板１３の間のハンダ付けを局所加熱し
てとかして、冷却部材１を取外すことができるの
で、チツプ交換を容易にできる。
また、チツプ３と冷却ブロツク１４の間を境界
板１３によつて電気絶縁しているので、チツプの
正常回路動作が保障される。特に、シリコンチツ
プの場合、チツプと境界板の熱膨張係数がほぼ等
しいので、境界板がない場合に比べ、チツプにか
かる熱応力を低減できる。
板１３によつて電気絶縁しているので、チツプの
正常回路動作が保障される。特に、シリコンチツ
プの場合、チツプと境界板の熱膨張係数がほぼ等
しいので、境界板がない場合に比べ、チツプにか
かる熱応力を低減できる。
さらに、モジユール全体を気密封止してあるの
で、高い信頼性を期待できる。
で、高い信頼性を期待できる。
なお、第３図の実施例では、境界板１３とチツ
プ２をハンダ付けによつて固着してたが、第４図
に示すようにバネ１８によつて冷却部材１をチツ
プ２に対して押し付けても良い。バネ１８の一端
はキヤツプ５の内側に固着され、他端が押し当て
板１９に固着されていて、この押し当て板１８が
冷却部材１の上面に面接触して、冷却部材１をチ
ツプに対して加圧する。本実施例では、冷却部材
１の底面、すなわち境界板１３の底面又は境界板
１３がない場合は冷却ブロツク１４の底面の周辺
にチツプ２を囲むように凸部２０を設け、位置決
めに用いている。本実施例によれば、チツプ交換
をさらに容易にできる。この場合、モジユール内
に、熱伝導率の良好なヘリウムガスを封入すれ
ば、冷却部材（境界板）−チツプ間の接触熱抵抗
を低減できる。
プ２をハンダ付けによつて固着してたが、第４図
に示すようにバネ１８によつて冷却部材１をチツ
プ２に対して押し付けても良い。バネ１８の一端
はキヤツプ５の内側に固着され、他端が押し当て
板１９に固着されていて、この押し当て板１８が
冷却部材１の上面に面接触して、冷却部材１をチ
ツプに対して加圧する。本実施例では、冷却部材
１の底面、すなわち境界板１３の底面又は境界板
１３がない場合は冷却ブロツク１４の底面の周辺
にチツプ２を囲むように凸部２０を設け、位置決
めに用いている。本実施例によれば、チツプ交換
をさらに容易にできる。この場合、モジユール内
に、熱伝導率の良好なヘリウムガスを封入すれ
ば、冷却部材（境界板）−チツプ間の接触熱抵抗
を低減できる。
なお、第３図、第４図の実施例では各冷却ブロ
ツクをベローズ１２より直列に接続しているが、
第５図のように、並列に接続しても良い。この構
成によれば冷媒の温度上昇をより小さくできる。
第５図のパイプ２１は第１図に示したノズル１０
ａ，１０ｂと接続される。
ツクをベローズ１２より直列に接続しているが、
第５図のように、並列に接続しても良い。この構
成によれば冷媒の温度上昇をより小さくできる。
第５図のパイプ２１は第１図に示したノズル１０
ａ，１０ｂと接続される。
要するに、本発明では各冷却ブロツクに柔軟な
パイプ部材で冷媒を流入、流出されれば良く、冷
媒の流通経路は任意に変更できる。
パイプ部材で冷媒を流入、流出されれば良く、冷
媒の流通経路は任意に変更できる。
なお、以上の実施例では冷却ブロツクとチツプ
との間に境界板を設けた場合について説明した
が、チツプ背面が接地電位の場合や、冷却ブロツ
クを電気絶縁性の材料（例えば、上記の高熱伝導
電気絶縁性炭化ケイ素等）で構成した場合は、境
界板を除いても良い。
との間に境界板を設けた場合について説明した
が、チツプ背面が接地電位の場合や、冷却ブロツ
クを電気絶縁性の材料（例えば、上記の高熱伝導
電気絶縁性炭化ケイ素等）で構成した場合は、境
界板を除いても良い。
また、以上実施例では、集積回路チツプ２と配
線基板３との接続にはハンダ端子４を介するコン
トロール・コラプス・ボンデイング（C.C.B.）を
用いているが、ワイヤ・ボンデイング（W.B.）
や、テープ・オートメイテイド・ボンデイング
（T.A.B.）を用いても良い。
線基板３との接続にはハンダ端子４を介するコン
トロール・コラプス・ボンデイング（C.C.B.）を
用いているが、ワイヤ・ボンデイング（W.B.）
や、テープ・オートメイテイド・ボンデイング
（T.A.B.）を用いても良い。
以上の如く本発明によれば、チツプと冷媒間の
熱伝導経路は短く、しかも熱伝導率の良好な材料
で構成されているので、熱抵抗を格段に低くで
き、消費電力の大きい集積回路チツプでも効率よ
く充分に冷却できる。また、配線基板のそりや、
ハンダ端子の高さのばらつき等によつて各チツプ
の高さがばらついたり、傾いても、これらによつ
て熱抵抗が左右されず、安定かつ効率よく冷却で
きる。また、チツプの交換も極めて容易である。
さらに、チツプと冷却部材の間を電気絶縁できる
ので、チツプの正常回路動作を保障でき、しかも
チツプの熱膨張係数にほぼ等しく構成できるの
で、チツプにかかる熱応力を低減できる。
熱伝導経路は短く、しかも熱伝導率の良好な材料
で構成されているので、熱抵抗を格段に低くで
き、消費電力の大きい集積回路チツプでも効率よ
く充分に冷却できる。また、配線基板のそりや、
ハンダ端子の高さのばらつき等によつて各チツプ
の高さがばらついたり、傾いても、これらによつ
て熱抵抗が左右されず、安定かつ効率よく冷却で
きる。また、チツプの交換も極めて容易である。
さらに、チツプと冷却部材の間を電気絶縁できる
ので、チツプの正常回路動作を保障でき、しかも
チツプの熱膨張係数にほぼ等しく構成できるの
で、チツプにかかる熱応力を低減できる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は第１図に示した実施例の冷却部材の配列を示
す平面図、第３図は冷却部材を示す破断図、第４
図は他の実施例の要部を示す部分断面図、第５図
はさらに他の実施例の要部を示す平面図である。 １……冷却部材、２……集積回路チツプ、３…
…配線基板、１２……ベローズ、１３……境界
板、１４……冷却ブロツク、１６……フイン、１
８……バネ、２１……パイプ。
図は第１図に示した実施例の冷却部材の配列を示
す平面図、第３図は冷却部材を示す破断図、第４
図は他の実施例の要部を示す部分断面図、第５図
はさらに他の実施例の要部を示す平面図である。 １……冷却部材、２……集積回路チツプ、３…
…配線基板、１２……ベローズ、１３……境界
板、１４……冷却ブロツク、１６……フイン、１
８……バネ、２１……パイプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 配線基板上に複数の集積回路チツプを搭載し
たマルチチツプ・モジユールにおいて、内部に冷
媒が循環する空間を有し、上記集積回路チツプの
各々を個別に冷却するように上記集積回路チツプ
上に設けられた複数の冷却部と、該冷却部の各々
に接続し、該冷却部の上方の一部分より上記内部
空間に冷媒を流入し、他の部分より該冷媒を流出
するパイプ部とを有し、該パイプ部は少なくとも
その一部に柔軟性を有する部分を備えることを特
徴とするマルチチツプ・モジユール。 ２ 上記冷却部は、上記空間を有する冷却ブロツ
クと、上記冷却ブロツクと熱的に接触し上記空間
内に突出して設けられたフインとを有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマルチチ
ツプ・モジユール。 ３ 上記冷却ブロツクと上記集積回路チツプの間
に電気絶縁性で、かつ熱伝導率の良好な部材を有
することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
のマルチチツプ・モジユール。 ４ 上記部材が炭化ケイ素からなることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載のマルチチツプ・
モジユール。 ５ 上記部材は、厚さ１〜５mmの板状部材である
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のマ
ルチチツプ・モジユール。 ６ 上記冷却部は、上記空間を有し、電気絶縁性
でかつ熱伝導率の良好な材料からなる冷却ブロツ
クと、上記冷却ブロツクの空間に突出して設けら
れたフインとを有することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のマルチチツプ・モジユール。 ７ 上記冷却ブロツクの少なくとも一部が炭化ケ
イ素からなることを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載のマルチチツプ・モジユール。 ８ 上記冷却部を上記集積回路チツプに対して押
しつけるバネ部材を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第７項記載のマルチチツ
プ・モジユール。 ９ 上記パイプ部は熱伝導率が良好な金属により
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第８項記載のマルチチツプ・モジユー
ル。 １０ 上記柔軟性を有する部分は、ベローズ状に
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第９項記載記載のマルチチツプ・モジ
ユール。 １１ 上記冷媒が上記パイプ部を介して上記冷却
部の各々を順次循環することを特徴とする特許請
求の範囲第１項乃至第１０項記載のマルチチツ
プ・モジユール。 １２ 上記集積回路チツプ及び冷却部は、上記配
線基板上にマトリツクス状に配置されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１項記
載のマルチチツプ・モジユール。 １３ 上記マトリツクスの一つの行又は列を構成
する複数の冷却部が、上記パイプ部によつて直列
に接続されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１２項記載のマルチチツプ・モジユール。 １４ 上記パイプ部は、上記マトリツクスの行又
は列と平行に配置された第一の部分と、上記第一
の部分から上記冷却部に上記冷媒を分岐導入する
第２の部分とを有することを特徴とする特許請求
の範囲第１２項記載のマルチチツプ・モジユー
ル。 １５ 上記冷媒は水であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第１４項記載のマルチチツ
プ・モジユール。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072896A JPS59200495A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | マルチチツプ・モジユ−ル |
| US06/604,003 US4558395A (en) | 1983-04-27 | 1984-04-26 | Cooling module for integrated circuit chips |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072896A JPS59200495A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | マルチチツプ・モジユ−ル |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17225194A Division JPH0750375A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59200495A JPS59200495A (ja) | 1984-11-13 |
| JPH0566025B2 true JPH0566025B2 (ja) | 1993-09-20 |
Family
ID=13502570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58072896A Granted JPS59200495A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | マルチチツプ・モジユ−ル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4558395A (ja) |
| JP (1) | JPS59200495A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07278937A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-24 | Miyuki Kawashima | 帽 子 |
Families Citing this family (65)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0673364B2 (ja) * | 1983-10-28 | 1994-09-14 | 株式会社日立製作所 | 集積回路チップ冷却装置 |
| JPH06101523B2 (ja) * | 1985-03-04 | 1994-12-12 | 株式会社日立製作所 | 集積回路チツプ冷却装置 |
| US4759403A (en) * | 1986-04-30 | 1988-07-26 | International Business Machines Corp. | Hydraulic manifold for water cooling of multi-chip electric modules |
| JPH0797617B2 (ja) * | 1986-05-23 | 1995-10-18 | 株式会社日立製作所 | 冷媒漏洩防止装置 |
| EP0290497B1 (en) * | 1986-10-14 | 1993-03-17 | Unisys Corporation | Liquid cooling system for integrated circuits |
| JPS6436057A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Fujitsu Ltd | Cooling mechanism of electronic apparatus |
| US4791983A (en) * | 1987-10-13 | 1988-12-20 | Unisys Corporation | Self-aligning liquid-cooling assembly |
| JP2786193B2 (ja) * | 1987-10-26 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | 半導体冷却装置 |
| CA1327710C (en) * | 1987-12-07 | 1994-03-15 | Kazuhiko Umezawa | Cooling system for ic package |
| JPH0642388Y2 (ja) * | 1988-03-15 | 1994-11-02 | 日本電気株式会社 | マルチチップ・パッケージ |
| US4809134A (en) * | 1988-04-18 | 1989-02-28 | Unisys Corporation | Low stress liquid cooling assembly |
| US4884630A (en) * | 1988-07-14 | 1989-12-05 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | End fed liquid heat exchanger for an electronic component |
| US5132873A (en) * | 1988-09-30 | 1992-07-21 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Diaphragm sealing apparatus |
| US4909315A (en) * | 1988-09-30 | 1990-03-20 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Fluid heat exchanger for an electronic component |
| US4882654A (en) * | 1988-12-22 | 1989-11-21 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Method and apparatus for adjustably mounting a heat exchanger for an electronic component |
| DE4008425A1 (de) * | 1990-03-16 | 1991-09-19 | Asea Brown Boveri | Stromrichtermodul |
| JPH07114250B2 (ja) * | 1990-04-27 | 1995-12-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 熱伝達システム |
| US5291371A (en) * | 1990-04-27 | 1994-03-01 | International Business Machines Corporation | Thermal joint |
| US5265670A (en) * | 1990-04-27 | 1993-11-30 | International Business Machines Corporation | Convection transfer system |
| JP2724033B2 (ja) * | 1990-07-11 | 1998-03-09 | 株式会社日立製作所 | 半導体モジユール |
| JP3000307B2 (ja) * | 1991-08-28 | 2000-01-17 | 株式会社日立製作所 | 冷却装置付き半導体装置およびその製造方法 |
| EP0560478B1 (en) * | 1992-02-10 | 1998-10-14 | Nec Corporation | Cooling structure for electronic circuit package |
| US5339214A (en) * | 1993-02-12 | 1994-08-16 | Intel Corporation | Multiple-fan microprocessor cooling through a finned heat pipe |
| US5436793A (en) * | 1993-03-31 | 1995-07-25 | Ncr Corporation | Apparatus for containing and cooling an integrated circuit device having a thermally insulative positioning member |
| EP0709885A3 (en) | 1994-10-31 | 1997-08-27 | At & T Corp | Assembly with integrated, closed cooling circuit system |
| US5513070A (en) * | 1994-12-16 | 1996-04-30 | Intel Corporation | Dissipation of heat through keyboard using a heat pipe |
| US5920457A (en) * | 1996-09-25 | 1999-07-06 | International Business Machines Corporation | Apparatus for cooling electronic devices using a flexible coolant conduit |
| US6108208A (en) * | 1997-12-08 | 2000-08-22 | Unisys Corporation | Testing assembly having a pressed joint with a single layer of thermal conductor which is reused to sequentially test multiple circuit modules |
| US6935409B1 (en) | 1998-06-08 | 2005-08-30 | Thermotek, Inc. | Cooling apparatus having low profile extrusion |
| US7147045B2 (en) * | 1998-06-08 | 2006-12-12 | Thermotek, Inc. | Toroidal low-profile extrusion cooling system and method thereof |
| US6246582B1 (en) | 1998-12-30 | 2001-06-12 | Honeywell Inc. | Interchangeable stiffening frame with extended width wedgelock for use in a circuit card module |
| US6212075B1 (en) | 1998-12-30 | 2001-04-03 | Honeywell Inc. | Adapter kit to allow extended width wedgelock for use in a circuit card module |
| US6246583B1 (en) | 1999-03-04 | 2001-06-12 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for removing heat from a semiconductor device |
| US7305843B2 (en) * | 1999-06-08 | 2007-12-11 | Thermotek, Inc. | Heat pipe connection system and method |
| US6981322B2 (en) | 1999-06-08 | 2006-01-03 | Thermotek, Inc. | Cooling apparatus having low profile extrusion and method of manufacture therefor |
| US6222264B1 (en) | 1999-10-15 | 2001-04-24 | Dell Usa, L.P. | Cooling apparatus for an electronic package |
| JP2001244391A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-09-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | マルチチップモジュールの冷却構造 |
| US6462949B1 (en) | 2000-08-07 | 2002-10-08 | Thermotek, Inc. | Electronic enclosure cooling system |
| US6397931B1 (en) * | 2001-02-27 | 2002-06-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Finned heat exchanger |
| US20030033346A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-13 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for managing multiple resources in a system |
| US7252139B2 (en) * | 2001-08-29 | 2007-08-07 | Sun Microsystems, Inc. | Method and system for cooling electronic components |
| US7133907B2 (en) | 2001-10-18 | 2006-11-07 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for configuring system resources |
| US6965559B2 (en) * | 2001-10-19 | 2005-11-15 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for discovering devices communicating through a switch |
| US7198096B2 (en) * | 2002-11-26 | 2007-04-03 | Thermotek, Inc. | Stacked low profile cooling system and method for making same |
| US7857037B2 (en) | 2001-11-27 | 2010-12-28 | Thermotek, Inc. | Geometrically reoriented low-profile phase plane heat pipes |
| WO2003046463A2 (en) * | 2001-11-27 | 2003-06-05 | Parish Overton L | Stacked low profile cooling system and method for making same |
| US9113577B2 (en) | 2001-11-27 | 2015-08-18 | Thermotek, Inc. | Method and system for automotive battery cooling |
| US6819561B2 (en) * | 2002-02-22 | 2004-11-16 | Satcon Technology Corporation | Finned-tube heat exchangers and cold plates, self-cooling electronic component systems using same, and methods for cooling electronic components using same |
| US7103889B2 (en) | 2002-07-23 | 2006-09-05 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and article of manufacture for agent processing |
| US7143615B2 (en) | 2002-07-31 | 2006-12-05 | Sun Microsystems, Inc. | Method, system, and program for discovering components within a network |
| DE10344699B4 (de) * | 2002-09-28 | 2016-06-09 | Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg | Anordnung und Verfahren zur Wärmeabfuhr von einem zu kühlenden Bauteil |
| US6945054B1 (en) | 2002-10-04 | 2005-09-20 | Richard S. Norman | Method and apparatus for cooling microelectronic complexes including multiple discrete functional modules |
| US6953227B2 (en) * | 2002-12-05 | 2005-10-11 | Sun Microsystems, Inc. | High-power multi-device liquid cooling |
| US7327578B2 (en) * | 2004-02-06 | 2008-02-05 | Sun Microsystems, Inc. | Cooling failure mitigation for an electronics enclosure |
| JP2005229030A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Hitachi Ltd | 液冷システムを備えた電子機器 |
| US20050213306A1 (en) * | 2004-03-25 | 2005-09-29 | Lockheed Martin Corporation | Environmental control method and apparatus for electronic device enclosures |
| US20050241803A1 (en) * | 2004-04-29 | 2005-11-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Liquid cooling loop using tubing and bellows for stress isolation and tolerance variation |
| JP4551261B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2010-09-22 | 株式会社日立製作所 | 冷却ジャケット |
| US7515418B2 (en) * | 2005-09-26 | 2009-04-07 | Curtiss-Wright Controls, Inc. | Adjustable height liquid cooler in liquid flow through plate |
| US7298618B2 (en) * | 2005-10-25 | 2007-11-20 | International Business Machines Corporation | Cooling apparatuses and methods employing discrete cold plates compliantly coupled between a common manifold and electronics components of an assembly to be cooled |
| US8537540B2 (en) | 2010-11-02 | 2013-09-17 | Technology Advancement Group, Inc. | Field serviceable CPU module |
| US10297572B2 (en) * | 2014-10-06 | 2019-05-21 | Mc10, Inc. | Discrete flexible interconnects for modules of integrated circuits |
| US10375863B2 (en) * | 2017-11-28 | 2019-08-06 | Dell Products, L.P. | Liquid cooled chassis |
| US10856446B2 (en) * | 2018-02-08 | 2020-12-01 | Juniper Networks, Inc. | Cooling for slot mounted electrical modules |
| US11934213B2 (en) * | 2021-02-18 | 2024-03-19 | Asia Vital Components (China) Co., Ltd. | Liquid-cooling device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444479A (en) * | 1977-09-12 | 1979-04-07 | Ibm | Sealed cooler |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3481393A (en) * | 1968-01-15 | 1969-12-02 | Ibm | Modular cooling system |
| US4072188A (en) * | 1975-07-02 | 1978-02-07 | Honeywell Information Systems Inc. | Fluid cooling systems for electronic systems |
| US4245273A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-13 | International Business Machines Corporation | Package for mounting and interconnecting a plurality of large scale integrated semiconductor devices |
| US4381032A (en) * | 1981-04-23 | 1983-04-26 | Cutchaw John M | Apparatus for cooling high-density integrated circuit packages |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP58072896A patent/JPS59200495A/ja active Granted
-
1984
- 1984-04-26 US US06/604,003 patent/US4558395A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444479A (en) * | 1977-09-12 | 1979-04-07 | Ibm | Sealed cooler |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07278937A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-24 | Miyuki Kawashima | 帽 子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4558395A (en) | 1985-12-10 |
| JPS59200495A (ja) | 1984-11-13 |
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