JP2012084599A - Heat sink connection body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートシンク接続体に係り、特にヒートシンクからの放射ノイズを抑制するヒートシンク接続体に関する。 The present invention relates to a heat sink connection body, and more particularly to a heat sink connection body that suppresses radiation noise from a heat sink.
従来、電子機器の筐体は、金属が主として使用されていた。しかし、コストとデザインの要求から、プラスチック筐体へと変わってきている。プラスチックは、シールド性能を有していないため、筐体内に搭載される各種電子部品、構造部品からの電磁妨害雑音の放射が問題となってきた。 Conventionally, metal has been mainly used for a housing of an electronic device. However, due to cost and design requirements, it has changed to a plastic housing. Since plastic does not have shielding performance, radiation of electromagnetic interference noise from various electronic components and structural components mounted in the housing has been a problem.
電子機器に搭載されるＬＳＩ等の電子部品は、発熱量が大きく、その熱によって電子部品が誤動作するおそれや、破損するおそれがある。そこで、発熱量の大きい電子部品に対して、放熱部品を接触させて冷却する方法がとられている。 Electronic components such as LSIs mounted on electronic devices generate a large amount of heat, and the heat may cause the electronic components to malfunction or be damaged. Therefore, a method of cooling the electronic component with a large amount of heat generated by bringing the heat radiating component into contact is employed.
ヒートシンクの構造は、発熱量の大きい電子部品に接触するベース部と、ベース部から複数の放熱フィンを立設させたものが知られている。高発熱素子からの発熱を速やかに放熱フィンに伝達し、放熱フィンにおいて放熱することができるように、ヒートシンクの材料には、熱伝導性の良好なアルミニウム等の金属を用いる。
ＬＳＩ等の動作クロックの高速化、高機能化に伴う発熱量の増加により、発熱量の大きい電子部品を冷却するためのヒートシンクも大型化する傾向がある。
As a structure of the heat sink, a base part that comes into contact with an electronic component having a large calorific value and a plurality of heat radiating fins standing from the base part are known. A heat sink is made of a metal such as aluminum having good thermal conductivity so that heat generated from the high heat generating element can be quickly transmitted to the heat radiating fin and radiated by the heat radiating fin.
Due to the increase in the amount of heat generated with the increase in the operating clock speed and functionality of an LSI or the like, the heat sink for cooling an electronic component having a large amount of generated heat tends to increase in size.
ヒートシンクは、金属により構成されているため、電子部品と電磁的に結合する。この電磁結合により、電子部品の内部で発生した電磁ノイズがヒートシンクに導電する。アルミニウム等の金属は、良導電体でもあるために、ヒートシンクは、ＬＳＩ等の電子部品により発生した電磁ノイズの良好なアンテナとして機能してしまう。 Since the heat sink is made of metal, it is electromagnetically coupled to the electronic component. Due to this electromagnetic coupling, electromagnetic noise generated inside the electronic component is conducted to the heat sink. Since a metal such as aluminum is also a good conductor, the heat sink functions as an antenna with good electromagnetic noise generated by electronic components such as LSI.
最近の電子部品の高速化に伴い、電子部品は、多くの高周波数成分を持つようになっている。このため、ヒートシンクのＸＹＺ寸法のいずれかが電子部品のもつ周波数成分で共振する大きさ（波長に対して１／４）と一致する場合、電磁ノイズの放射レベルが高くなる。この結果、従来、あまり問題とされなかったヒートシンクからの電磁ノイズの放射によりＥＭＩ的な問題が生じるようになってきた。 With recent increases in the speed of electronic components, electronic components have many high-frequency components. For this reason, when any of the XYZ dimensions of the heat sink coincides with the magnitude (1/4 with respect to the wavelength) that resonates with the frequency component of the electronic component, the electromagnetic noise radiation level increases. As a result, EMI-like problems have arisen due to the radiation of electromagnetic noise from the heat sink, which has not been a serious problem in the past.
ここで、図１を参照して、電磁ノイズの伝搬経路を説明する。図１において、電子部品３とヒートシンク４は、熱伝導シート等の熱伝導体を介して接続される。この際、電子部品３とヒートシンク４の距離、熱伝導シート等の熱伝導体の誘電率で決まる静電容量７ａを介して、ヒートシンク４に電子部品３の電磁ノイズが矢印Ａのように伝導する。ヒートシンク４に伝導した電磁ノイズは、ヒートシンク４とプリント基板６のグランド層６ｃとの間の静電容量７ｃを介して矢印Ｂのように戻ろうとする。しかし、ヒートシンク４とプリント基板６のグランド層６ｃとの間は、空気を介している。空気は、誘電率が小さいため、ヒートシンク４とプリント基板６のグランド層６ｃ間の静電容量７ｃは、電子部品３とヒートシンク４間の静電容量７ａよりも小さい。このため、電磁ノイズはヒートシンク４から放射する。なお、電子部品３のグランドと、プリント基板６のグランド層６ｃとは、インダクタンス７ｅを介して接続されている。
Here, a propagation path of electromagnetic noise will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the
ヒートシンクをプリント基板のグランドに接続し、電磁ノイズの放射を抑えようとしても、電子部品、ヒートシンク、プリント基板のグランドの経路で電磁ノイズが導電する。このため、ヒートシンクからの電磁ノイズの放射を抑えることはできない。 Even if the heat sink is connected to the ground of the printed circuit board to suppress the emission of electromagnetic noise, the electromagnetic noise is conducted through the electronic component, the heat sink, and the ground path of the printed circuit board. For this reason, radiation of electromagnetic noise from the heat sink cannot be suppressed.
ヒートシンクからの電磁ノイズの放射問題を解決する方法として、特許文献１は、ヒートシンクの放熱フィンに、伝熱性の良好な材料により形成される高熱伝導の放熱フィンと、導電抵抗の高い金属材料により形成される高抵抗放熱フィンを混在させ、ヒートシンクのアンテナの効率を下げるＥＭＩ低減技術を開示する。
As a method for solving the problem of electromagnetic noise radiation from a heat sink,
特許文献１は、端部の導電抵抗の高い金属材料により形成される放熱フィンからの放射は抑えることができる。しかし、特許文献１は、ベース部からの電磁ノイズの放射を抑えることができない。
また、ヒートシンクからの電磁ノイズの放射問題を解決する方法として、特許文献２は、電子部品とヒートシンクの間に熱伝導性を有する電磁ノイズ吸収シートを使用し、電子部品の電磁ノイズがヒートシンクに導電することを阻止し、ヒートシンクからの電磁ノイズの放射を抑える技術を開示する。
As a method of solving the problem of electromagnetic noise radiation from the heat sink,
特許文献２は、電子部品とヒートシンクの間に電磁ノイズ吸収シートを配置する。しかし、電子部品とヒートシンク間で生じる静電容量により、電子部品の電磁ノイズがヒートシンクに導電する場合、ヒートシンクからの電磁ノイズの放射を抑えることができない。
In
本発明は、以上の問題を解決すべくなされたものである。本発明は、電子部品からヒートシンクに電磁ノイズが導電するのを抑えることによりヒートシンクからの電磁ノイズの放射レベルを下げることができるヒートシンクの提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. It is an object of the present invention to provide a heat sink that can reduce the radiation level of electromagnetic noise from the heat sink by suppressing the conduction of electromagnetic noise from the electronic component to the heat sink.
上記課題を解決するため、電子部品とヒートシンクの間にプリント基板のグランドに接続された導電性の接地部材を配置する。接地部材は、電子部品との静電容量を介して駆動されるが、接地部材はプリント基板のグランドに接続されているため、電磁ノイズは接地部材から電子部品の経路を導電する。このため、ヒートシンクは、電子部品の電磁ノイズによって直接駆動されることがなくなり、ヒートシンクからの電磁ノイズの放射を抑えることができる。 In order to solve the above problem, a conductive grounding member connected to the ground of the printed circuit board is disposed between the electronic component and the heat sink. The grounding member is driven through an electrostatic capacitance with the electronic component. However, since the grounding member is connected to the ground of the printed board, electromagnetic noise is conducted from the grounding member through the path of the electronic component. For this reason, the heat sink is not directly driven by the electromagnetic noise of the electronic component, and radiation of electromagnetic noise from the heat sink can be suppressed.
すなわち上述した課題は、プリント基板と、このプリント基板に実装された電子部品と、この電子部品に熱的に接続されたヒートシンクとからなるヒートシンク接続体において、電子部品とヒートシンクとの間に配置された金属部材と、この金属部材とヒートシンクの間に配置された熱伝導シートとを更に含み、金属部材は、プリント基板のプリント基板のグランド層と接続され、熱伝導シートは、その膜厚方向において、高抵抗であるヒートシンク接続体により、解決できる。 In other words, the above-described problem is placed between an electronic component and a heat sink in a heat sink connection body including a printed board, an electronic component mounted on the printed board, and a heat sink thermally connected to the electronic component. The metal member and a heat conductive sheet disposed between the metal member and the heat sink are further connected to the ground layer of the printed circuit board of the printed circuit board, and the heat conductive sheet is This can be solved by a heat sink connector that has a high resistance.
本発明に拠れば、ヒートシンクのアンテナ効果を低減させ、電磁ノイズの放射を低下させることができる。 According to the present invention, the antenna effect of the heat sink can be reduced and the radiation of electromagnetic noise can be reduced.
以下本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。
「 ヒートシンクからの電磁ノイズの放射レベルを下げるという目的を、ヒートシンクと電子部品の間に電磁ノイズがヒートシンクに導電することを阻止する接地部材を設け、接地部材とヒートシンクの間に絶縁性を有するか高抵抗の熱伝導シートを設けることにより実現した実施例を示す。」
図２において、ヒートシンク接続体１００は、プリント基板６上に配置される電子部品３と、ヒートシンク４の間に接地部材１を備える。接地部材１は、鉄にニッケルメッキを施す等の導電性を有する材料を用いる。接地部材１は、開口部を持っても良いし、金網等の材料を使用しても良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings using examples. The same reference numerals are assigned to substantially the same parts, and the description will not be repeated.
The purpose of reducing the radiation level of electromagnetic noise from the heat sink is to provide a grounding member between the heat sink and the electronic component to prevent electromagnetic noise from conducting to the heat sink, and to have insulation between the grounding member and the heat sink. An embodiment realized by providing a high resistance heat conductive sheet is shown. "
In FIG. 2, the heat sink connector 100 includes the grounding
接地部材１は、プリント基板６のグランドスルーホール６ａに、はんだ付け、圧入等により接続する。接続部材１は、電子部品３で発生する電磁ノイズをプリント基板６のグランドスルーホール６ａへ導電させ、ヒートシンク４に導電するのを妨げる効果を持つ。
The
接地部材１の設置目的は、電子部品３から直接的に空間を伝わり放射する電磁ノイズを抑えることではなく、接地部材１からヒートシンク４に電磁ノイズが導電することを抑えることである。このため、接地部材１とプリント基板６のグランドスルーホール６ａとの接続の間隔は、電子部品のシールドを考慮する際に用いられる波長の１／２０から１／１０の間隔より大きくて良い。
The purpose of installing the grounding
電子部品３の発熱をヒートシンク４に伝えるため、電子部品３と接地部材１との間には熱伝導率が高い材料を用いた熱伝導シート２−２を介して接触させる。ヒートシンク４と接地部材１との間には熱伝導率が高い材料を用いた熱伝導シート２−１を介して接触させる。
In order to transmit the heat generated by the
金属であるヒートシンク４と接地部材１との間を接続する熱伝導シート２−１の抵抗が低いと、電子部品３から接地部材１、熱伝導シート２−１を介して、ヒートシンク４に電磁ノイズが導電する。このため、ヒートシンクから電磁ノイズが放射される。すなわち、ヒートシンク４からの電磁ノイズの放射を抑えるため、熱伝導シート２−１は、絶縁性を有するか高抵抗（１ｋΩ以上）である必要がある。
When the resistance of the heat conductive sheet 2-1 connecting the heat sink 4 that is metal and the
ヒートシンク４は、振動防止を図ってバネねじ５でプリント基板６に固定される。ヒートシンク４は、プリント基板６のグランドスルーホール６ａに積極的に接続する必要はない。一方、接地部材１は、導電性が高いものを使用し、プリント基板６のグランドスルーホール６ａに接続する必要がある。
The heat sink 4 is fixed to the printed
図３を参照して、図２のＡ−Ａ’断面を説明する。図３において、ヒートシンク接続体１００は、プリント基板６と、電子部品３と、２層の熱伝導シート２と、接地部材１と、ヒートシンク４と、バネねじ５とから構成されている。また、電子部品３は、半導体パッケージ９１と、半導体チップ９０とから構成されている。接地部材１は、熱伝導シート２に挟まれて、電子部品３で発生した熱をヒートシンク４に伝達する。また、接地部材１は、グランドスルーホール６ａを介してプリント基板６の内層グランド層６ｃに接続されている。
With reference to FIG. 3, the A-A 'cross section of FIG. 2 will be described. In FIG. 3, the heat sink connector 100 includes a printed
図４を参照して、接地部材がある場合の電磁ノイズの伝導経路を説明する。図４において、電子部品３とヒートシンク４の間にプリント基板６のグランド層６ｃに接続された導電性の接地部材１が配置されている。接地部材１は、電子部品３との静電容量７ａを介して駆動され、矢印Ｃの経路で電磁ノイズが伝導する。接地部材１は、プリント基板６のグランド層６ｃに接続されているため、電磁ノイズは、接地部材１からプリント基板６のグランド層６ｃに矢印Ｄの経路で導電する。このため、ヒートシンク４は、電子部品３の電磁ノイズによって直接駆動されることがなくなり、ヒートシンク４からの電磁ノイズの放射を抑えることができる。なお、接地部材１とヒートシンク４との間は、静電容量７ｈを介して接続されている。電子部品３のグランドと、プリント基板６のグランド層６ｃとは、インダクタンス７ｅを介して接続されている。接地部材１と、プリント基板６のグランド層６ｃとは、インダクタンス７ｇを介して接続されている。
With reference to FIG. 4, the conduction path of electromagnetic noise when there is a grounding member will be described. In FIG. 4, a
図５を参照して、他の実施例のヒートシンク取付体１００Ａの断面図を説明する。図５において、ヒートシンク接続体１００は、プリント基板６と、電子部品３と、接地部材１と、熱伝導シート２と、ヒートシンク４と、バネねじ５とから構成されている。また、電子部品３は、半導体パッケージ９１と、半導体チップ９０とから構成されている。接地部材１は、電子部品３で発生した熱を直接吸熱して、熱伝導シート２−１を介してヒートシンク４に放熱する。また、接地部材１は、グランドスルーホール６ａを介してプリント基板６の内層グランド層６ｃに接続されている。
With reference to FIG. 5, sectional drawing of the heat
プリント基板６上に配置される電子部品３と、接地部材１との間は熱伝導シートを介さず接触させても良い。ただし、接地部材１とヒートシンク４は熱伝導シート２−１を介して接触させる。熱伝導シート２−１は、電子部品３からヒートシンク４への電磁ノイズの導電を阻止するため絶縁性を有するか高抵抗である必要がある。
The
図６を参照して、接地部材の斜視図を説明する。図６において、接地部材１は、鉄にニッケルメッキを施す等の導電性を有する材料を用いる。接地部材１は、プリント基板に取りつけ可能な接続部１ａを持つ構造をとる。図６では接地部材の接続部１ａは４箇所設けているが、接続部の数は増減させても良い。
With reference to FIG. 6, the perspective view of a grounding member is demonstrated. In FIG. 6, the grounding
図７を参照して、他の接地部材の斜視図を説明する。図７において、接地部材８は、開口部８ｂを設けて良い。図７では開口部８ｂは円形だが、矩形等他の形状でも良い。
With reference to FIG. 7, the perspective view of another grounding member is demonstrated. In FIG. 7, the grounding
接地部材８に設ける開口部８ｂは、電子部品の放熱にヒートシンクを付ける必要がない可能性がある場合、開口部から電子部品の熱を逃がせるようにするためのものである。接地部材８に開口８ｂを設けることにより、プリント基板６と接地部材８で形成される空間の放熱を効率よく実施することができる。
The
図８を参照して、接地部材とプリント基板接続の他の実施例を説明する。図８において、接地部材１は、プリント基板６のグランドスルーホール６ａとの接続箇所を変更可能とするために、プリント基板６は、グランドスルーホール６ａと接続するパターン１０、接地部材１と接続されているパターン１１を設ける。接地部材１とプリント基板６のグランドは、チップ抵抗１２を介してグランドスルーホール６ａに接続する。図８において、右下の接続部にはチップ抵抗１２ａ、左下の接続部にはチップ抵抗１２ｂが接続されている。一方、左上の接続部、右上の接続部には、チップ抵抗が接続されていない。
なお、チップ抵抗の接続されていない左上の接続部、右上の接続部にチップ抵抗を接続するとき、それらを順にチップ抵抗１２ｃ、チップ抵抗１２ｄと呼ぶことにする。
With reference to FIG. 8, another embodiment of the connection between the ground member and the printed board will be described. In FIG. 8, the printed
When the chip resistors are connected to the upper left connecting portion and the upper right connecting portion to which the chip resistors are not connected, they are referred to as a chip resistor 12c and a chip resistor 12d in this order.
図９を参照して、接地部材１とプリント基板のグランドスルーホール６ａとの接触方法について説明する。図９において、接地部材１とプリント基板のグランドスルーホール６ａは、接地部材１と部品１２を接続するパターン１１、部品１２とグランドスルーホール６ａを接続するパターン１０により接続される。接地部材１とグランドスルーホール６ａの接続位置を変えることにより、接地部材１からヒートシンク４に導電する電磁ノイズの大きさが変わる。このため、このように接続位置を調整可能としたのは、特定の周波数に対して効果を得たい場合に調整可能としたものである。
With reference to FIG. 9, the contact method of the grounding
図１０を参照して、接地部材１とグランドスルーホール６ａの接続位置を変えるチップ抵抗１２を４箇所設けた場合の組み合わせを説明する。チップ抵抗１２の接続可能箇所は、４箇所のため、組み合わせられる状態は、１６（２×２×２×２）状態となる。これら１６状態で、チップ抵抗１２ａ〜１２ｄを搭載／非搭載したときの放射を観測する。
With reference to FIG. 10, a combination in the case where four
この観測結果を、図１１と図１２を参照して、説明する。図１１および図１２において、縦軸は電界強度、横軸は周波数である。図中の破線は規格値である。図１１は、図１０の状態５での放射ノイズ測定結果である。一方、図１２は、図１０の状態１０での放射ノイズ測定結果である。
図１１の状態５では、放射ノイズの測定結果が規格値を満たさない周波数がある。これに対して、図１２の状態１０では、規格値を満足する。すなわち、チップ抵抗１２を取り付けない状態１、チップ抵抗を1個だけ取り付ける状態２、状態５、状態９から、チップ抵抗１２ａ〜１２ｄの搭載で有効な周波数の検討をつけて、詳細実験すればよい。
This observation result is demonstrated with reference to FIG. 11 and FIG. 11 and 12, the vertical axis represents the electric field strength, and the horizontal axis represents the frequency. The broken lines in the figure are standard values. FIG. 11 shows the radiation noise measurement result in the
In
図１３を参照して、他のヒートシンク接続体の実施例を説明する。図１３において、ヒートシンク接続体１００Ｂは、プリント基板６と、電子部品３と、２層の熱伝導シート２と、接地部材２１と、ヒートシンク４と、バネねじ５とから構成されている。プリント基板６上に配置される電子部品３と、ヒートシンク４の間に、電磁ノイズがヒートシンク４に導電するのを阻止させる接地部材２１を設ける。接地部材２１とプリント基板６のグランドは、導電性の線材２２を介して接続する。線材２２は、プリント基板６に設けるグランドスルーホール６ａにはんだ付けまたは圧入により接続する。線材２２は、プリント基板６に設けるグランドパターン６ｂにはんだ等により接続してもよい。
With reference to FIG. 13, the Example of another heat sink connection body is described. In FIG. 13, the heat sink connector 100 </ b> B includes a printed
図１４を参照して、ヒートシンク接続体１００ｂの接地部材２１を説明する。図１４において、接地部材２１に接続される線材２２は、接続部２３ではんだ付け、または、溶接により低抵抗で接地部材２１に接続される。本実施例は、電子部品３上に設ける接地部材２１の接続位置を容易にかえられるようにするために、接地部材２１の任意の位置と、プリント基板６のグランドスルーホール６ａまたはグランドパターン６ｂを導電性の線材で接続とした。接地部材２１とグランドスルーホール６ａまたはグランドパターン６ｂの接続位置を変えることにより、接地部材１からヒートシンク４に導電する電磁ノイズの大きさが変わる。このため、特定の周波数に対して効果を得たい場合に調整可能としたものである。なお、プリント基板６のグランドスルーホール６ａまたはグランドパターン６ｂは、任意の位置で接続できるように複数の箇所に設けて良い。
The grounding
図１５を参照して、他のヒートシンク接続体の実施例を説明する。図１５において、ヒートシンク接続体１００Ｃは、プリント基板６と、電子部品３と、２層の熱伝導シート２と、接地部材３１と、ヒートシンク４と、バネねじ５とから構成されている。接地部材３１は、開口部３１ａを設けている。接地部材３１に接続される線材２２は、接続部２３ではんだ付けまたは溶接により低抵抗で接地部材３１に接続される。
With reference to FIG. 15, the Example of another heat sink connection body is described. In FIG. 15, the heat sink connector 100 </ b> C includes a printed
図１６を参照して、更に他のヒートシンク接続体の実施例を説明する。図１６において、ヒートシンク接続体１００Ｄは、プリント基板６と、電子部品３と、２層の熱伝導シート２と、接地部材３２と、ヒートシンク４と、バネねじ５とから構成されている。接地部材３２は、金網を使用している。接地部材３２に接続される線材２２は、接続部２３ではんだ、または、溶接等により低抵抗で接地部材３２に接続される。
With reference to FIG. 16, still another embodiment of the heat sink connector will be described. In FIG. 16, the heat sink connector 100 </ b> D includes a printed
図１７を参照して、他のヒートシンク接続体の実施例を説明する。図１７において、ヒートシンク接続体１００Ｅは、プリント基板６と、電子部品３と、熱伝導シート２−２と、接地部材４１と、図示しないヒートシンク４とバネねじ５とから構成されている。接地部材４１は、プリント基板６上に設けたコ形状の部材４２によりプリント基板６のグランドパターン６ｂに接続される。
With reference to FIG. 17, the Example of another heat sink connection body is described. In FIG. 17, the heat sink connector 100 </ b> E includes a printed
図１８を参照して、図１７のＢ−Ｂ’断面を説明する。図１８において、コ形状の部材４２は、プリント基板６に面付け実装されている。しかし、部材４２は、プリント基板６にグランドスルーホールに挿入実装してもよい。
With reference to FIG. 18, the B-B 'cross section of FIG. 17 is demonstrated. In FIG. 18, the
図１９を参照して、他のヒートシンク接続体の実施例を説明する。図１９において、ヒートシンク接続体１００Ｆは、プリント基板６と、電子部品３と、熱伝導シート２−２と、接地部材５１と、図示しないヒートシンク４とバネねじ５とから構成されている。接地部材５１は、プリント基板６上に設けたＵ形状の部材５２によりプリント基板６のグランドパターン６ｂに接続される。
With reference to FIG. 19, another embodiment of the heat sink connector will be described. In FIG. 19, the
図２０を参照して、図１９のＣ−Ｃ’断面を説明する。図２０において、Ｕ形状の部材５２は、プリント基板６に面付け実装されている。しかし、部材５２は、プリント基板６にグランドスルーホールに挿入実装してもよい。
With reference to FIG. 20, the C-C 'cross section of FIG. 19 is demonstrated. In FIG. 20, the
図２１を参照して、更に他のヒートシンク接続体の実施例を説明する。図２１において、ヒートシンク接続体１００Ｇは、プリント基板６と、電子部品３Ａと、２層の熱伝導シート２と、接地部材６１と、ヒートシンク４と、バネねじ５とから構成されている。電子部品３Ａは、メタルリッドまたはレジンによる封止のない電子部品である。
With reference to FIG. 21, another embodiment of the heat sink connector will be described. In FIG. 21, the heat sink connector 100 </ b> G includes a printed
一般に、高発熱の電子部品３に対してヒートシンク４を直接取り付けると、半導体チップ９０にバネねじ５とプリント基板６間の応力がかかるため、半導体チップ９０にクラックがはいり故障の原因となる。このため、半導体チップ９０を保護する目的で、半導体チップ９０はメタルリッド、レジン等のパッケージにより封止される。
In general, when the heat sink 4 is directly attached to the highly heat-generating
しかし、バネ性を有する接地部材６１を使用することにより半導体チップ６０にかかる応力を低減可能なため、メタルリッド、レジン等のパッケージによる封止をしなくてもヒートシンク４の取り付けが可能である。
However, since the stress applied to the
図２１において、接地部材６１は、ベリリウム銅等のようにバネ特性に優れかつ良伝導性を有する材料を用いる。電子部品３Ａと接地部材６１との間には熱伝導率が高い材料を用いた熱伝導シート２−２を介して接触させる。ヒートシンク４と接地部材６１との間は、熱伝導シート２−１を介して接触させる。ヒートシンク４と接地部材６１との間の熱伝導シート２−１は、電子部品３Ａからの電磁ノイズの導電を阻止するため絶縁性を有するか高抵抗（１ｋΩ以上）とする。
In FIG. 21, the grounding
接地部材６１を設ける目的は、電子部品３Ａから直接的に空間を伝わる電磁ノイズの放射を抑えることではなく、接地部材６１からヒートシンク４に電磁ノイズが導電することを抑えることである。このため、接地部材１とプリント基板６のグランドスルーホール６ａとの接続間隔は、電子部品３Ａのシールドを考慮する際に用いられる波長の１／２０から１／１０の間隔より大きくて良い。
The purpose of providing the grounding
ヒートシンク４は、バネねじ５でプリント基板６に固定する。しかし、ヒートシンク４はプリント基板６のグランドに積極的に接続する必要はない。接地部材６１の足６１ａは、プリント基板６上に設けたグランドパターン６ａに接触させる。ヒートシンク４は、電子部品３Ａに密着するようにバネねじ５を介してプリント基板６に固定する。
The heat sink 4 is fixed to the printed
図２２を参照して、図２１のＤ−Ｄ’断面を説明する。図２２において、電子部品３Ａの半導体チップ９０に熱伝導シート２−２が直接接触している。この結果、ヒートシンク接続体１００Ｇは、熱抵抗が小さく、放熱効率が高い。ヒートシンク接続体１００Ｇは、接地部材６１にバネ性を持たせることにより、ヒートシンク４を取り付ける際に電子部品３Ａにかかる応力を緩和しつつ、ヒートシンク４からの電磁ノイズの放射も低下させる構造を実現できる。
With reference to FIG. 22, the D-D 'cross section of FIG. 21 is demonstrated. In FIG. 22, the heat conductive sheet 2-2 is in direct contact with the
本実施例に拠れば、接地部材にバネ性を持たせることにより、ヒートシンクを取り付ける際に電子部品にかかる応力を緩和しつつ、ヒートシンクからの電磁ノイズの放射も低下させることが可能である。電子部品にかかる応力を緩和することができるため、これまで、ヒートシンクを直接取り付けた場合、チップにクラックが入る等の信頼性低下を防ぐため必要であったメタルリッド、樹脂等による半導体チップの封止を実施する必要がなくなるため、安価なパッケージを使用可能である。 According to the present embodiment, by providing the grounding member with a spring property, it is possible to reduce the radiation of electromagnetic noise from the heat sink while relaxing the stress applied to the electronic component when the heat sink is attached. Since stress applied to electronic components can be relieved, sealing of semiconductor chips with metal lids, resins, etc., which has been necessary to prevent deterioration of reliability such as cracks in the chip when a heat sink is directly attached, has been developed. Since it is not necessary to perform stoppage, an inexpensive package can be used.
１、８、２１、３１、３２、４１、５１、６１…接地部材、２…熱伝導シート、３…電子部品、４…ヒートシンク、５…バネねじ、６…プリント基板、１０…グランドパターン、１１…接続パターン、１２…チップ抵抗、２２…導電性の線材、２３…接地板と線材の接続部、４２…コ形状の部材、５２…Ｕ形状の部材、９０…半導体チップ、９１…パッケージ、１ａ…接続部、６ａ…グランドスルーホール、６ｂ…グランドパターン、６ｃ…プリント基板６のグランド層、８ａ…接地部材の開口部、３１ａ…接地部材の開口部、７ａ…ヒートシンクと電子部品間の静電容量、７ｃ…プリント基板のグランド層とヒートシンク間の静電容量、７ｅ…電子部品のグランドとプリント基板のグランド層との間のインダクタンス、７ｇ…接地部材とプリント基板のグランド層との間のインダクタンス、７ｈ…接地部材とヒートシンク間の静電容量、１００…ヒートシンク接続体。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電子部品と前記ヒートシンクとの間に配置された金属部材と、この金属部材と前記ヒートシンクの間に配置された熱伝導シートとを更に含み、
前記金属部材は、前記プリント基板のプリント基板のグランド層と接続され、
前記熱伝導シートは、その膜厚方向において、高抵抗であることを特徴とするヒートシンク接続体。 In a heat sink connection body comprising a printed circuit board, an electronic component mounted on the printed circuit board, and a heat sink thermally connected to the electronic component,
A metal member disposed between the electronic component and the heat sink; and a heat conductive sheet disposed between the metal member and the heat sink.
The metal member is connected to a ground layer of the printed circuit board;
A heat sink connection body, wherein the heat conductive sheet has high resistance in the film thickness direction.
前記金属部材は、前記グランド層との接続箇所を選択可能なことを特徴とするヒートシンク接続体。 The heat sink connector according to claim 1,
The heat sink connection body, wherein the metal member is capable of selecting a connection location with the ground layer.
前記金属部材と前記電子部品との間に第２の熱伝導シートを更に含むことを特徴とするヒートシンク接続体。 The heat sink connection body according to claim 1 or 2,
A heat sink connector, further comprising a second heat conductive sheet between the metal member and the electronic component.
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