JPH0719157Y2 - 浸漬冷却用半導体パッケージ - Google Patents
浸漬冷却用半導体パッケージInfo
- Publication number
- JPH0719157Y2 JPH0719157Y2 JP1988115465U JP11546588U JPH0719157Y2 JP H0719157 Y2 JPH0719157 Y2 JP H0719157Y2 JP 1988115465 U JP1988115465 U JP 1988115465U JP 11546588 U JP11546588 U JP 11546588U JP H0719157 Y2 JPH0719157 Y2 JP H0719157Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- semiconductor package
- cooling
- heat
- cooling liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- 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
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔概要〕 各種電子機器に広く使用されて不活性の冷却液に浸漬す
るプリント板の回路を構成する浸漬冷却用半導体パッケ
ージに関し、 冷却液へ半導体パッケージを水平に浸漬した時にヒート
シンクの表面より発する気泡を冷却液と共に対流させ
て、ヒートシンク表面の膜沸騰発生を防止することがで
きて冷却効率が高い浸漬冷却用半導体パッケージの提供
を目的とし、 周辺より中央にかけて順次高なるように成形して熱伝導
性の優れたヒートシンクを、パッケージにマウントした
半導体チップの背面に貼着する。
るプリント板の回路を構成する浸漬冷却用半導体パッケ
ージに関し、 冷却液へ半導体パッケージを水平に浸漬した時にヒート
シンクの表面より発する気泡を冷却液と共に対流させ
て、ヒートシンク表面の膜沸騰発生を防止することがで
きて冷却効率が高い浸漬冷却用半導体パッケージの提供
を目的とし、 周辺より中央にかけて順次高なるように成形して熱伝導
性の優れたヒートシンクを、パッケージにマウントした
半導体チップの背面に貼着する。
本考案は、各種電子機器に広く使用されて不活性の冷却
液に浸漬するプリント板の回路を構成する浸漬冷却用半
導体パッケージに関する。
液に浸漬するプリント板の回路を構成する浸漬冷却用半
導体パッケージに関する。
最近、特に大型電算機等に装着されるプリント板は大型
化,高密度化され、一方では実装される半導体チップも
更に高密度集積化されてその発熱量が増大しており、そ
の半導体チップ(以下素子と略称する)の冷却性能に対
する要求も大変厳しいものとなっている。
化,高密度化され、一方では実装される半導体チップも
更に高密度集積化されてその発熱量が増大しており、そ
の半導体チップ(以下素子と略称する)の冷却性能に対
する要求も大変厳しいものとなっている。
その対策として、不活性の冷却液にプリント板を直接浸
漬して冷却する冷却効率の高い浸漬液冷方法が採用され
ているが、素子の発熱が多い時には半導体パッケージの
表面において発生する冷却液の気泡が互いに融合して大
きな気泡となり、その大きな気泡によりの半導体パッケ
ージの表面が全てが覆われて蒸気膜により断熱されて、
その断熱により半導体パッケージの冷却効率が激減して
いる。そのため表面に発生した気泡を容易に離脱させ
て、常に高い冷却効率を有する新しい浸漬冷却用半導体
パッケージが要求されている。
漬して冷却する冷却効率の高い浸漬液冷方法が採用され
ているが、素子の発熱が多い時には半導体パッケージの
表面において発生する冷却液の気泡が互いに融合して大
きな気泡となり、その大きな気泡によりの半導体パッケ
ージの表面が全てが覆われて蒸気膜により断熱されて、
その断熱により半導体パッケージの冷却効率が激減して
いる。そのため表面に発生した気泡を容易に離脱させ
て、常に高い冷却効率を有する新しい浸漬冷却用半導体
パッケージが要求されている。
従来広く使用されている半導体パッケージは、第4図に
示すように例えばセラミックよるパッケージ2の孔にマ
ウントして複数本のリード3と接続した素子1の背面
に、前記孔を封止できる大きさの正方形平板に成形した
熱伝導の優れた,例えば銅板よりなるヒートシンク4を
同じく熱伝導の優れた接着剤で貼着して、パッケージ2
のリード3側開口部をキャップ5により封止し、発熱し
た素子1の熱をヒートシンク4に伝導して放熱するよう
に構成されている。
示すように例えばセラミックよるパッケージ2の孔にマ
ウントして複数本のリード3と接続した素子1の背面
に、前記孔を封止できる大きさの正方形平板に成形した
熱伝導の優れた,例えば銅板よりなるヒートシンク4を
同じく熱伝導の優れた接着剤で貼着して、パッケージ2
のリード3側開口部をキャップ5により封止し、発熱し
た素子1の熱をヒートシンク4に伝導して放熱するよう
に構成されている。
以上説明した従来の半導体パッケージで問題となるの
は、第5図(a)に示す基板6に実装した素子1に電圧
を印加すると、先ずヒートシンク4の表面に自然対流が
生じ、ついで表面のキズや凹凸,リード3の接続部など
を核として核沸騰と呼ばれる沸騰がはじまり熱伝達の効
率は著しく向上する。さらに発熱量が増えて行くと気泡
の発生量が増加するが、第5図の(a)に示すようにヒ
ートシンク4の表面が垂直の場合はその気泡7は冷却液
6内を上昇する。しかし、(b)図に示すようにヒート
シンク4の表面が水平の場合には、ヒートシンク4の表
面において発生する気泡7が互いに融合して大きな気泡
7となる状態が生じ、その上部の2点鎖線で示す範囲の
冷却液の対流がなくなって、ついにはヒートシンク4の
表面が全て気泡7で覆われる膜沸騰が発生して断熱され
るために冷却効率が激減するという問題が生じている。
は、第5図(a)に示す基板6に実装した素子1に電圧
を印加すると、先ずヒートシンク4の表面に自然対流が
生じ、ついで表面のキズや凹凸,リード3の接続部など
を核として核沸騰と呼ばれる沸騰がはじまり熱伝達の効
率は著しく向上する。さらに発熱量が増えて行くと気泡
の発生量が増加するが、第5図の(a)に示すようにヒ
ートシンク4の表面が垂直の場合はその気泡7は冷却液
6内を上昇する。しかし、(b)図に示すようにヒート
シンク4の表面が水平の場合には、ヒートシンク4の表
面において発生する気泡7が互いに融合して大きな気泡
7となる状態が生じ、その上部の2点鎖線で示す範囲の
冷却液の対流がなくなって、ついにはヒートシンク4の
表面が全て気泡7で覆われる膜沸騰が発生して断熱され
るために冷却効率が激減するという問題が生じている。
本考案は上記ような問題点に鑑み、冷却液ヘLSiを水平
に浸漬した時にそのヒートシンクの表面より発する気泡
を冷却液と共に対流させて、ヒートシンク表面の膜沸騰
発生を防止することができて冷却効率が高い浸漬冷却用
半導体パッケージの提供を目的とする。
に浸漬した時にそのヒートシンクの表面より発する気泡
を冷却液と共に対流させて、ヒートシンク表面の膜沸騰
発生を防止することができて冷却効率が高い浸漬冷却用
半導体パッケージの提供を目的とする。
本考案は、第1図(a)に示すようにリード3を配設し
たパッケージ2の素子1に背面に、第1図(a)に示す
角錐,または、第2図の(a)(b)に示すような半球
状,或いは円錐に成形した熱伝導性の優れた金属よりな
るヒートシンク14を貼着される。
たパッケージ2の素子1に背面に、第1図(a)に示す
角錐,または、第2図の(a)(b)に示すような半球
状,或いは円錐に成形した熱伝導性の優れた金属よりな
るヒートシンク14を貼着される。
本考案では、実装したLSiが水平となるように冷却液に
基板6を浸漬してその素子1に電圧を印加すると、素子
1の発熱により発生した気泡7はヒートシンク14の斜面
を伝わって上昇するとともに、その上昇により周囲の冷
却液をで示すようにヒートシンク14の外周から中央に
流動させて上昇する対流が発生するので、常に冷却液が
ヒートシンク14の表面に接触して膜沸騰を防止すること
が可能となる。
基板6を浸漬してその素子1に電圧を印加すると、素子
1の発熱により発生した気泡7はヒートシンク14の斜面
を伝わって上昇するとともに、その上昇により周囲の冷
却液をで示すようにヒートシンク14の外周から中央に
流動させて上昇する対流が発生するので、常に冷却液が
ヒートシンク14の表面に接触して膜沸騰を防止すること
が可能となる。
尚、半導体パッケージを垂直に浸漬した場合において
は、ヒートシンク14の表面で発生した気泡7は従来と同
様に冷却液の中を上昇するので、常に冷却液がヒートシ
ンク14の全表面に接触しているので高い冷却効率を維持
することが可能となる。
は、ヒートシンク14の表面で発生した気泡7は従来と同
様に冷却液の中を上昇するので、常に冷却液がヒートシ
ンク14の全表面に接触しているので高い冷却効率を維持
することが可能となる。
以下第1図乃至第3図について本考案の実施例を説明す
る。
る。
第1図は本実施例による浸漬冷却用半導体パッケージを
示す斜視図,第2図はヒートシンクを示す斜視図,第3
図は本実施例の作用を説明する側面図を示し、図中にお
いて、第4図と同一部材には同一記号が付してあるが、
その他の14は電源印加により発熱した素子を熱を放熱す
るヒートシンクである。
示す斜視図,第2図はヒートシンクを示す斜視図,第3
図は本実施例の作用を説明する側面図を示し、図中にお
いて、第4図と同一部材には同一記号が付してあるが、
その他の14は電源印加により発熱した素子を熱を放熱す
るヒートシンクである。
ヒートシンク14は、第1図に示すように素子1と対向す
る側を平面とし、その反対側を角錐状に成形した熱伝導
性の優れた金属,例えば銅合金より形成したものであ
る。
る側を平面とし、その反対側を角錐状に成形した熱伝導
性の優れた金属,例えば銅合金より形成したものであ
る。
上記部材を使用した浸漬冷却用半導体パッケージは、第
1図(a)に示すようにリード3を配設したパッケージ
2にマウントした素子1に背面に、ヒートシンク14の平
面側を熱伝導の優れた接着剤により貼着し、パッケージ
2のリード3側開口部をキャップ5で封止している。
1図(a)に示すようにリード3を配設したパッケージ
2にマウントした素子1に背面に、ヒートシンク14の平
面側を熱伝導の優れた接着剤により貼着し、パッケージ
2のリード3側開口部をキャップ5で封止している。
その結果、水平となるように冷却液に浸漬した素子1の
発熱によりヒートシンク14の表面で生じた気泡7は、そ
の斜面を伝わって上昇するとともに周囲の冷却液がヒー
トシンク14の外周から中央に流動して上昇し、常に冷却
液がヒートシンク14表面を接触して冷却するので膜沸騰
の発生がなくなって高い冷却効率を維持することができ
る。
発熱によりヒートシンク14の表面で生じた気泡7は、そ
の斜面を伝わって上昇するとともに周囲の冷却液がヒー
トシンク14の外周から中央に流動して上昇し、常に冷却
液がヒートシンク14表面を接触して冷却するので膜沸騰
の発生がなくなって高い冷却効率を維持することができ
る。
尚、ヒートシンク14は第2図の(a)(b)に示すよう
に方形板に半球,または円錐を載置した状態の形状に形
成した、他の実施例においても上記と同様の冷却効果が
得られる。
に方形板に半球,または円錐を載置した状態の形状に形
成した、他の実施例においても上記と同様の冷却効果が
得られる。
以上の説明から明らかなように本考案によれば極めて簡
単な構成で、ヒートシンクの表面から発する気泡の膜沸
騰を防止することができて冷却効率が高い等の利点があ
り、著しい経済的及び、信頼性向上の効果が期待できる
浸漬冷却用半導体パッケージを提供することができる。
単な構成で、ヒートシンクの表面から発する気泡の膜沸
騰を防止することができて冷却効率が高い等の利点があ
り、著しい経済的及び、信頼性向上の効果が期待できる
浸漬冷却用半導体パッケージを提供することができる。
第1図は本考案の一実施例による浸漬冷却用半導体パッ
ケージを示す斜視図、 第2図は他の実施例のヒートシンクを示す斜視図、 第3図は本実施例の作用説明図、 第4図は従来の半導体パッケージを示す図 第5図は課題を示す側面図である。 図において、 1は素子、2はパッケージ、3はリード、5はキャッ
プ、6は基板、7は気泡、14はヒートシンク、 を示す。
ケージを示す斜視図、 第2図は他の実施例のヒートシンクを示す斜視図、 第3図は本実施例の作用説明図、 第4図は従来の半導体パッケージを示す図 第5図は課題を示す側面図である。 図において、 1は素子、2はパッケージ、3はリード、5はキャッ
プ、6は基板、7は気泡、14はヒートシンク、 を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】周縁より中央にかけて順次高なるように成
形して熱伝導性の優れたヒートシンク(14)を、パッケ
ージ(2)にマウントした半導体チップ(1)の背面に
貼着してなることを特徴とする浸漬冷却用半導体パッケ
ージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988115465U JPH0719157Y2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 浸漬冷却用半導体パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988115465U JPH0719157Y2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 浸漬冷却用半導体パッケージ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0236047U JPH0236047U (ja) | 1990-03-08 |
JPH0719157Y2 true JPH0719157Y2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=31357148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1988115465U Expired - Lifetime JPH0719157Y2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 浸漬冷却用半導体パッケージ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0719157Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP1988115465U patent/JPH0719157Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0236047U (ja) | 1990-03-08 |
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