JP2000101270A - 表面マウント熱コネクタ - Google Patents
表面マウント熱コネクタInfo
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- JP2000101270A JP2000101270A JP11268020A JP26802099A JP2000101270A JP 2000101270 A JP2000101270 A JP 2000101270A JP 11268020 A JP11268020 A JP 11268020A JP 26802099 A JP26802099 A JP 26802099A JP 2000101270 A JP2000101270 A JP 2000101270A
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/20509—Multiple-component heat spreaders; Multi-component heat-conducting support plates; Multi-component non-closed heat-conducting structures
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
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- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
- H05K1/0203—Cooling of mounted components
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- Combinations Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、表面マウント熱コネクタを提供す
る。 【解決手段】 本発明に従うと、複数の高熱伝導率基体
が、表面から上の熱平板への熱伝導を与えるため、部品
を搭載した基板表面の比較的高温のスポットへ、接合さ
れる。高伝導基体はピックアンドプレース用及びはんだ
接合の自己整合用の形態を持たすことができる。基板上
にはんだパッドを受けることにより、低熱抵抗はんだ接
合及び自己整合が容易になる。好ましい実施例におい
て、基体は二またにわけられた接合面を有する長方形の
平行六面体である。
る。 【解決手段】 本発明に従うと、複数の高熱伝導率基体
が、表面から上の熱平板への熱伝導を与えるため、部品
を搭載した基板表面の比較的高温のスポットへ、接合さ
れる。高伝導基体はピックアンドプレース用及びはんだ
接合の自己整合用の形態を持たすことができる。基板上
にはんだパッドを受けることにより、低熱抵抗はんだ接
合及び自己整合が容易になる。好ましい実施例におい
て、基体は二またにわけられた接合面を有する長方形の
平行六面体である。
Description
【０００１】
【本発明の分野】本発明はプリントワイヤボンド（ＰＷ
Ｂ）のような基板から熱を除去するためのデバイス、よ
り具体的には、表面と上の熱平面の間に、ピックアンド
プレース熱接続をすることにより、部品搭載基板から熱
を除去するための装置に係る。
Ｂ）のような基板から熱を除去するためのデバイス、よ
り具体的には、表面と上の熱平面の間に、ピックアンド
プレース熱接続をすることにより、部品搭載基板から熱
を除去するための装置に係る。
【０００２】
【本発明の背景】電子回路がより高密度で、速くかつよ
り複雑になるにつれ、熱が部品又は回路の動作を損なう
前に、回路部品により生じる熱を除去することが、次第
に重要になっている。そのような熱の除去は、部品は異
なる高さ、異なる熱発生及び異なる熱伝導率をもつた
め、回路部品を搭載した基板表面から行うことは、特に
困難である。
り複雑になるにつれ、熱が部品又は回路の動作を損なう
前に、回路部品により生じる熱を除去することが、次第
に重要になっている。そのような熱の除去は、部品は異
なる高さ、異なる熱発生及び異なる熱伝導率をもつた
め、回路部品を搭載した基板表面から行うことは、特に
困難である。
【０００３】搭載した表面から熱を除去する従来の方法
は、十分ではない。１つの方式は、プリントワイヤボー
ドで一般的に用いられており、表面と上の熱平面（金属
ヒートシンク）の間の空間を、熱伝導性の有機材料で満
すことを含む。材料は一般に柔軟性のある適合性の“熱
油脂”として供給され、しばしば装填スポンジとして供
給される。不幸にも、有機材料は補助として限られてい
る。空気よりは良いが、良く装填される有機物ですら、
その熱伝導率は銅のような高伝導性材料より、桁違いに
小さい。有機物の装填は、広い接触面積にもかかわら
ず、かなり高い熱抵抗をもつ。
は、十分ではない。１つの方式は、プリントワイヤボー
ドで一般的に用いられており、表面と上の熱平面（金属
ヒートシンク）の間の空間を、熱伝導性の有機材料で満
すことを含む。材料は一般に柔軟性のある適合性の“熱
油脂”として供給され、しばしば装填スポンジとして供
給される。不幸にも、有機材料は補助として限られてい
る。空気よりは良いが、良く装填される有機物ですら、
その熱伝導率は銅のような高伝導性材料より、桁違いに
小さい。有機物の装填は、広い接触面積にもかかわら
ず、かなり高い熱抵抗をもつ。
【０００４】第２の方式は輪郭をあわせたヒートシンク
又は輪郭をあわせた中間平板の使用である。アルミニウ
ム又は銅平板は、厳密さを要する領域において、ＰＷＢ
表面に特に輪郭をあわせる。この方式は有機物の装填よ
り、熱的には優れているが、高価で異なるＰＷＢ設計毎
に輪郭の再設計が必要となるため、柔軟性に欠ける。輪
郭をあわせた平板を、機械的に組立てることは困難であ
る。従って、部品を搭載した基板表面から、熱を除去す
る改善された接続構成の必要性がある。
又は輪郭をあわせた中間平板の使用である。アルミニウ
ム又は銅平板は、厳密さを要する領域において、ＰＷＢ
表面に特に輪郭をあわせる。この方式は有機物の装填よ
り、熱的には優れているが、高価で異なるＰＷＢ設計毎
に輪郭の再設計が必要となるため、柔軟性に欠ける。輪
郭をあわせた平板を、機械的に組立てることは困難であ
る。従って、部品を搭載した基板表面から、熱を除去す
る改善された接続構成の必要性がある。
【０００５】
【本発明の要約】本発明に従うと、表面から上の熱平板
へ熱伝導させるために、複数の金属基体を、部品搭載基
板表面の比較的高温のスポットに、接合させる。金属基
体はピックアンドプレース用及びはんだ接合自己整合用
の形態をとれる。基板上にはんだパッドを受けることに
より、低熱抵抗はんだ接合及び自己整合が容易になる。
好ましい実施例において、基体は二またに分けられた接
合表面を有する長方形の平行六面体である。
へ熱伝導させるために、複数の金属基体を、部品搭載基
板表面の比較的高温のスポットに、接合させる。金属基
体はピックアンドプレース用及びはんだ接合自己整合用
の形態をとれる。基板上にはんだパッドを受けることに
より、低熱抵抗はんだ接合及び自己整合が容易になる。
好ましい実施例において、基体は二またに分けられた接
合表面を有する長方形の平行六面体である。
【０００６】
【詳細な記述】図面を参照すると、図１は高伝導率表面
マウント熱コネクタ９の透視図で、コネクタは冷却すべ
き基板の領域上のいずれの部品の高さより大きい高さｈ
と接合面１１を有する固体金属基体１０を含む。適切な
形態をもつ基板接合パッド上への自己整合を容易にする
ため、接合面１１はくぼみ領域１２により、２つのボン
ディング部分１３、１４に二またにわけられると有利で
ある。示された好ましい実施例において、基体は長方形
の平行六面体である。基体は銅のような高熱伝導率材料
で作られる。
マウント熱コネクタ９の透視図で、コネクタは冷却すべ
き基板の領域上のいずれの部品の高さより大きい高さｈ
と接合面１１を有する固体金属基体１０を含む。適切な
形態をもつ基板接合パッド上への自己整合を容易にする
ため、接合面１１はくぼみ領域１２により、２つのボン
ディング部分１３、１４に二またにわけられると有利で
ある。示された好ましい実施例において、基体は長方形
の平行六面体である。基体は銅のような高熱伝導率材料
で作られる。
【０００７】図２は図１の表面マウント熱コネクタを受
けるための形態をもつ基板接合パッドの上面図である。
基板２３上のパッド２０は２つの平板金属領域２１及び
２２を含む二またにわかれた接合パッドが好ましい。平
板金属領域２１、２２はコネクタの接合部分１３、１４
とほぼ同じ形態と寸法をもつ。各平板金属領域はコネク
タの端部の中間で幅が減少した領域２５を含むはんだ２
４のパターンを含む。
けるための形態をもつ基板接合パッドの上面図である。
基板２３上のパッド２０は２つの平板金属領域２１及び
２２を含む二またにわかれた接合パッドが好ましい。平
板金属領域２１、２２はコネクタの接合部分１３、１４
とほぼ同じ形態と寸法をもつ。各平板金属領域はコネク
タの端部の中間で幅が減少した領域２５を含むはんだ２
４のパターンを含む。
【０００８】破線はコネクタ９の接合部分がどのように
パッド上に置かれるかを示す。コネクタとパッドのこの
組合せの利点は、はんだの再流動中、コネクタが自己整
合し、パッド２０及びコネクタ９間のはんだ（銅に比べ
熱抵抗が高い材料）の量が最小にできることである。
パッド上に置かれるかを示す。コネクタとパッドのこの
組合せの利点は、はんだの再流動中、コネクタが自己整
合し、パッド２０及びコネクタ９間のはんだ（銅に比べ
熱抵抗が高い材料）の量が最小にできることである。
【０００９】用いる際、基板２３のレイアウトの設計に
は、基板が最も熱蓄積する複数の領域−高電流ＦＥＴ、
パワーダイオード及びトランジスタを多く含むＩＣ（た
とえばマイクロプロセッサ）といった熱発生部品近くの
領域−を決定すること及びボードレイアウトにおいてそ
のような位置にパッド２０を含めることが考えられる。
は、基板が最も熱蓄積する複数の領域−高電流ＦＥＴ、
パワーダイオード及びトランジスタを多く含むＩＣ（た
とえばマイクロプロセッサ）といった熱発生部品近くの
領域−を決定すること及びボードレイアウトにおいてそ
のような位置にパッド２０を含めることが考えられる。
【００１０】図３は基板又は回路ボード３０の部品搭載
表面上にマウントされた複数の表面マウント熱コネクタ
９の透視図である。基板表面は１ないし複数の回路部品
又は電子デバイス３１を含み、コネクタを受けるため
に、複数の接合パッド２０が形成されている。（図２に
示されるような）パッドは、はんだであらかじめ被覆し
ておくのが有利である。コネクタ９の高さは、回路部品
又はデバイス３１の高さより大きい。コネクタは標準的
なピックアンドプレース技術によりパッド上に置くのが
有利で、従来のはんだ再流動工程でパッド上にはんだづ
けられる。
表面上にマウントされた複数の表面マウント熱コネクタ
９の透視図である。基板表面は１ないし複数の回路部品
又は電子デバイス３１を含み、コネクタを受けるため
に、複数の接合パッド２０が形成されている。（図２に
示されるような）パッドは、はんだであらかじめ被覆し
ておくのが有利である。コネクタ９の高さは、回路部品
又はデバイス３１の高さより大きい。コネクタは標準的
なピックアンドプレース技術によりパッド上に置くのが
有利で、従来のはんだ再流動工程でパッド上にはんだづ
けられる。
【００１１】熱除去するための最終工程は、熱平板−典
型的な場合、銅又はアルミニウム平板−を、コネクタ９
と熱的に接触させることである。図４は完成したデバイ
スを概略的に示し、この場合コネクタ９は回路部品３１
上に熱平板４０まで延びる。
型的な場合、銅又はアルミニウム平板−を、コネクタ９
と熱的に接触させることである。図４は完成したデバイ
スを概略的に示し、この場合コネクタ９は回路部品３１
上に熱平板４０まで延びる。
【００１２】具体例として、コネクタ９は長さｌ＝１３
２ミル、高さｈ＝６８ミル及び幅ｗ＝６８ミルをもつ長
方形の平行六面体にできる。はんだ接合を容易にするた
めに、金メッキを数マイクロインチにできる。くぼみ領
域１２は６８×１３２接合面を二分する。それは６ミル
の深さをもち、長さ方向に３０ミル延びる。
２ミル、高さｈ＝６８ミル及び幅ｗ＝６８ミルをもつ長
方形の平行六面体にできる。はんだ接合を容易にするた
めに、金メッキを数マイクロインチにできる。くぼみ領
域１２は６８×１３２接合面を二分する。それは６ミル
の深さをもち、長さ方向に３０ミル延びる。
【００１３】対応する接合パッド２０は２つの８２ミル
領域間で２０ミルだけ分離された一対のＬ＝８２ミル×
Ｗ＝８０ミル部分を含む。はんだパターン２４は７４ミ
ルからＷ1＝３７ミルに減少する幅をもつことができ
る。
領域間で２０ミルだけ分離された一対のＬ＝８２ミル×
Ｗ＝８０ミル部分を含む。はんだパターン２４は７４ミ
ルからＷ1＝３７ミルに減少する幅をもつことができ
る。
【００１４】上述の実施例は、本発明の原理の応用を表
わすことができる多くの可能な具体的実施例のいくつか
のみを示すためであることを理解すべきである。たとえ
ば、コネクタは長方形の平行六面体として示されている
が、円筒といった他の基体形状も用いることができる。
本発明の精神及び視野を離れることなく、当業者には多
くの様々な他の構成ができる。
わすことができる多くの可能な具体的実施例のいくつか
のみを示すためであることを理解すべきである。たとえ
ば、コネクタは長方形の平行六面体として示されている
が、円筒といった他の基体形状も用いることができる。
本発明の精神及び視野を離れることなく、当業者には多
くの様々な他の構成ができる。
【００１５】本発明の利点、本質及び種々の付加的な特
徴は、添付の図面との関連で、例示される一態様を考慮
することにより、より完全に明らかとなる。以下の図
は、本発明のコンセプトを例示するものであって、一定
のスケールを示すものではない。
徴は、添付の図面との関連で、例示される一態様を考慮
することにより、より完全に明らかとなる。以下の図
は、本発明のコンセプトを例示するものであって、一定
のスケールを示すものではない。
【図１】高伝導率表面マウント熱コネクタの透視図であ
る。
る。
【図２】図１のコネクタを受けるための基板接合パッド
の上面図である。
の上面図である。
【図３】部品を搭載した基板表面上に表面マウント熱コ
ネクタがどのように配置されるかを示す透視図である。
ネクタがどのように配置されるかを示す透視図である。
【図４】マウントされたコネクタ上に熱平板がどのよう
に配置されるかを示す概略側面図である。
に配置されるかを示す概略側面図である。
９ コネクタ １０ 基体 １１ 接合面 １２ くぼみ領域 １３，１４ ボンディング部分 ２０ パッド ２１，２２ 平板金属領域 ２３ 基板 ２４ はんだ ２５ 領域 ３０ 回路ボード ３１ 電子デバイス、回路部品 ４０ 熱平板
Claims (10)
- 【請求項１】 熱発生部品を搭載した表面を有する基
板；熱蓄積を起こす前記表面上に配置された前記表面上
の複数のはんだ接合パッド；それぞれが前記部品の高さ
より大きな高さを有し、前記接合パッドに接合された接
合面をもつ複数の金属基体；前記表面上で前記基体と熱
的に接触し、それによって前記基体は熱平板に伝導させ
ることにより、前記表面から熱を除去する熱平板を含む
熱発生部品を支持する基板から、熱を除去するための装
置。 - 【請求項２】 前記基体の接合表面は、くぼみ領域によ
り二またにわけられている請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記基板は電気的に絶縁性の基板で、前
記熱発生部品は電気又は電子回路部品である請求項１記
載の装置。 - 【請求項４】 前記基体は銅を含む請求項１記載の装
置。 - 【請求項５】 前記基体は長方形の平行六面体である請
求項１記載の装置。 - 【請求項６】 熱発生要素を搭載した基板の表面上に複
数のはんだ接合パッドを形成し、パッドは熱蓄積を起こ
す表面上の位置に配置される工程；接合面を有する金属
基体を、接合パッド上に配置し、金属パッドは部品の高
さより大きな高さを有する工程；基体を接合パッドに接
合する工程及び熱平板を基体と熱的に接触させる工程を
含む熱発生部品を搭載した基板に、熱除去装置を形成す
る方法。 - 【請求項７】 前記金属基体はピックアンドプレース組
立てにより、接合パッド上に配置される請求項６記載の
方法。 - 【請求項８】 基体は自己整合はんだ再流動化により接
合パッドに接合される請求項６記載の方法。 - 【請求項９】 部品の最も高いものより大きな高さを有
し、最も高い寸法に対し横方向の接合面を有する固体金
属長方形の平行六面体を含む部品搭載基板表面及び熱平
板を熱的に相互接続するための表面マウントコネクタ。 - 【請求項１０】 接合面はくぼみ領域により、二またに
わけられている請求項９記載のコネクタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/158,671 US6175500B1 (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Surface mount thermal connections |
| US09/158671 | 1998-09-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000101270A true JP2000101270A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=22569178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11268020A Pending JP2000101270A (ja) | 1998-09-22 | 1999-09-22 | 表面マウント熱コネクタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6175500B1 (ja) |
| EP (1) | EP0989794A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000101270A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3816380B2 (ja) * | 2001-12-14 | 2006-08-30 | 富士通株式会社 | 吸熱用ダミー部品を備えた基板ユニット及びその製造方法 |
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| US6853068B1 (en) | 2002-05-22 | 2005-02-08 | Volterra Semiconductor Corporation | Heatsinking and packaging of integrated circuit chips |
| US20040048498A1 (en) * | 2002-09-06 | 2004-03-11 | Hong Huang | Metallic surface mount technology power connector |
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| CN1745608A (zh) * | 2003-01-29 | 2006-03-08 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于电子设备的散热装置 |
| US7065351B2 (en) | 2003-01-30 | 2006-06-20 | Qualcomm Incorporated | Event-triggered data collection |
| EP1458226A3 (en) * | 2003-03-11 | 2006-06-28 | Fujitsu Hitachi Plasma Display Limited | Circuit board assembly and flat coil |
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| US9137771B2 (en) * | 2004-04-02 | 2015-09-15 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatuses for beacon assisted position determination systems |
| US20050277313A1 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-15 | Aldrin Pangilinan | Surface mountable pin assembly for a printed circuit board |
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| US7310233B2 (en) * | 2005-01-28 | 2007-12-18 | Tyco Electronics Power Systems | Apparatus and method for transferring heat from an electrical module |
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