JP2001196516A - ヒートスプレッダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試験後に不良が発見されても配線基板から取
り外しでき、配線基板やそこに実装された半導体素子等
の電子部品の改修作業が行えるようにする。 【解決手段】 両面にメモリ素子１６が実装された配線
基板１４を挟み込むように配線基板１４の両面からそれ
ぞれ装着される一対の金属板体１２ａ、１２ｂと、一対
の金属板体１２ａ、１２ｂを配線基板１４に固定する固
定手段１８とを備えたヒートスプレッダ２２において、
固定手段１８は、配線基板１４を挟み付け可能であると
共に、一対の金属板体１２ａ、１２ｂを配線基板１４か
ら取り外し可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板に実装さ
れた半導体素子の背面に密着して半導体素子から発生す
る熱を放熱することで半導体素子の発熱を抑えるヒート
スプレッダに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータに搭載されるメモリモジュ
ールは、略長方形の配線基板の片側面若しくは両面に、
半導体素子であるメモリ素子が方形（長方形や正方形を
含む概念とする。以下同様）の搭載領域内に並んで実装
され、配線基板の一対の長辺の内の一方には、コンピュ
ータのマザーボードに取り付けられたコネクタに挿入さ
れるカードエッジコネクタが形成された構造のものが主
流である。例えば、ＳＩＭＭやＤＩＭＭと呼ばれる構造
のものがある。

【０００３】そして、メモリモジュールに実装された各
メモリ素子は、書き込み・読み出し動作、記憶されたデ
ータの保持動作を行うために所定の電力を消費する。こ
の消費電力量は、記憶容量や動作スピード（システムバ
スクロックの値）によって変化し、これらが大きくなる
にしたがって、増えるという傾向があり、消費電力量が
増えれば、メモリ素子の発熱も増加する。そして従来で
は、このメモリモジュールの全体発熱量は、例えばＣＰ
Ｕのようにヒートスプレッダを必要とする程の発熱量で
は無かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＰＵ
の高速化に伴なって、メモリモジュールの動作クロック
周波数も高速化すると共に、メモリモジュールの発熱量
も増加して、メモリモジュールに搭載されたメモリ素子
の温度を最大動作温度以内に抑えるためには、メモリ素
子用のヒートスプレッダをメモリモジュールに装着する
必要が生じてきた。メモリモジュールの動作クロック周
波数の高速化の具体例としては、現在、６６ＭＨｚ動作
のＰＣ６６や１００ＭＨｚ動作のＰＣ１００といった規
格のシンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）が主流である
が、ＣＰＵの進化・高速化に伴い、１３３ＭＨｚ動作の
ＰＣ１３３というシンクロナスＤＲＡＭの規格や、ラム
バスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ：ラムバス社の登録商標）と
いう規格が提案されている。

【０００５】そして、特にラムバスＤＲＡＭを使用した
メモリモジュール（ＲＩＭＭ：ラムバス社の登録商標）
では、メモリ素子の発熱量が増加するため、放熱を効率
良く行うべく、ヒートスプレッダ１０は図１に示すよう
に、外形が方形に形成された一対の金属板体１２ａ、１
２ｂを、配線基板１４の両面に実装されたメモリ素子１
６を挟み込むように配線基板１４の両面からそれぞれ装
着し、一対の金属板体１２ａ、１２ｂ同士を固定手段１
８としてのリベットによって連結することによって、各
金属板体１２ａ、１２ｂを、その内面をメモリ素子１６
の背面に密着させた状態で配線基板１４に固定してい
る。なお、２０は配線基板１４に形成されたカードエッ
ジコネクタである。

【０００６】そして、このように発熱量の多いメモリモ
ジュールの動作試験においては、試験中の発熱による半
導体素子の誤動作や故障を回避するために、ヒートスプ
レッダを装着して試験する必要がある。このため現在で
は、ヒートスプレッダを配線基板に付けてメモリモジュ
ールを完成品とした後に動作試験をせざるを得ない状況
になっている。しかしながら、このヒートスプレッダの
構造では、メモリモジュールの試験後に不良品が発見さ
れても、リベットで一対の金属板体同士が連結されてい
るため、リベットを破壊するなどしなければ不良となっ
たメモリモジュールの改修が行えず、改修作業が実質的
に困難であるという課題がある。

【０００７】そこで、本発明はこれらの課題を解消すべ
くなされたものであり、その目的とするところは、試験
後に不良が発見されても配線基板から取り外しでき、配
線基板やそこに実装された半導体素子、半導体装置等の
電子部品の改修作業が可能となるヒートスプレッダを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、本発明に係
る請求項１記載のヒートスプレッダは、両面又は片面に
半導体素子、半導体装置等の電子部品が実装された配線
基板を挟み込むように該配線基板の両面からそれぞれ装
着される一対の金属板体と、該一対の金属板体を配線基
板に固定する固定手段とを備えたヒートスプレッダにお
いて、前記固定手段は、前記配線基板を挟み付け可能で
あると共に、前記一対の金属板体を前記配線基板から取
り外し可能であることを特徴とする。

【０００９】具体的には、前記一対の金属板体は、軸線
を中心として開閉可能に互いに連結されて前記配線基板
の一端側から配線基板を挟み込むように装着可能であ
り、前記固定手段は、前記配線基板に装着された一対の
金属板体の開閉端部側を挟み付け可能な挟持部材とする
ことが考えられる。また、前記固定手段は、前記一対の
金属板体同士を縛り付けて挟み付け可能な挟持部材とす
ることが考えられる。また、前記一対の金属板体は、軸
線を支点として開閉可能に互いに連結され、一対の作用
点側が平板状に形成されて前記配線基板を挟み込むよう
にして装着可能なクリップであり、前記固定手段は、前
記一対の作用点側を常時接触させる方向へ付勢して挟み
付け可能なばね部材とすることが考えられる。

【００１０】これらによれば、配線基板やそこに実装さ
れた電子部品に不良が発見された際には、配線基板から
一対の金属板体を簡単に取り外せるので、配線基板や電
子部品の改修が行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るヒートスプレ
ッダの好適な実施の形態について詳細に説明する。な
お、従来例で説明した構成と同じ構成については同じ符
号を付し、詳細な説明は省略する。まず最初に、本発明
の特徴点について従来例の説明で使用した図１を用いて
説明すると、従来は一対の金属板体１２ａ、１２ｂを相
互に締め付けて配線基板１４に固定する固定手段１８は
リベットであり、一対の金属板体１２ａ、１２ｂを配線
基板１４から簡単には取り外せない構造であったが、本
発明ではこの固定手段１８を、従来例と比べて一対の金
属板体１２ａ、１２ｂを配線基板１４から簡単に取り外
せる構造のものに代えたという点にある。例えば、ナッ
トとボルトとで固定手段１８を構成し、ボルトを一対の
金属板体１２ａ、１２ｂや配線基板１４に形成された貫
通孔（不図示）に挿通してナットで止めるようにして
も、リベットのように固定手段１８の破壊という手段を
採らずに一対の金属板体１２ａ、１２ｂを配線基板１４
から簡単に取り外せる。

【００１２】しかしながら、ボルトとナットのような固
定手段では、取り付け・取り外しに手間がかかるため、
より短時間で（ワンタッチで）行えることが望ましい。
そこで、以下において、ワンタッチで取り付け・取り外
しのできる固定手段を有するヒートスプレッダの実施の
形態を説明する。

【００１３】（第１の実施の形態）本実施の形態のヒー
トスプレッダ２２は、その一対の金属板体１２ａ、１２
ｂ同士が所定の軸線Ｌを中心として開閉可能に互いに連
結され、その開閉端部側が固定手段１８としての挟持部
材で挟み付けられて配線基板１４に装着される構造とな
っている。詳細には、一対の金属板体１２ａ、１２ｂ同
士の連結構造は、例えば図２に示すように平面形状が同
じように方形（一例として長方形）に形成された一対の
金属板体１２ａ、１２ｂの対応する長辺同士を蝶番２４
で連結する構造が考えられる。この場合には、開閉の中
心となる軸線Ｌは蝶番２４の回動軸となる。そして、一
対の金属板体１２ａ、１２ｂを閉じた際に、一対の金属
板体１２ａ、１２ｂ同士はちょうど重なり合う。

【００１４】また、図示はしないが、開閉できるように
一対の金属板体１２ａ、１２ｂ同士を連結する構成とし
ては、蝶番２４を用いた構成に代えて、この蝶番２４で
連結されていた一方の金属板体１２ａの長辺部分にいく
つか透孔を設け、一方蝶番２４で連結されていた他方の
金属板体１２ｂの長辺部分に透孔と同じ間隔で透孔に進
入可能なフック片を形成する。そして、他方の金属板体
１２ｂのフック片を一方の金属板体１２ａの透孔に進入
させて係合させることでも、一対の金属板体１２ａ、１
２ｂ同士が開閉可能に連結できる構成となる。また、固
定手段１８である挟持部材は、図２（ｃ）に示すよう
に、一例として長方形の金属板材の長手方向の両端部分
を同じ側に略直角に折り曲げ、全体形状を断面コ字状に
形成したものである。挟持部材の折り曲げられた両端部
分は、常時互いに接近する方向の付勢力を有し、押し広
げられた両端部分の間に挿入された被挟持物をその付勢
力で挟持する機能を有する。

【００１５】そして、上記構造のヒートスプレッダ２２
を配線基板１４に装着する場合には、まず一対の金属板
体１２ａ、１２ｂを開き、配線基板１４の図２（ａ）中
の上端側から配線基板１４に、配線基板１４を挟み込む
ようにして装着する。その後、一対の金属板体１２ａ、
１２ｂを閉じて、それぞれの内面を配線基板１４の各面
に実装されたメモリ素子１６の背面に密着させる。そし
てこの閉じた状態で、一対の金属板体１２ａ、１２ｂの
開閉端部Ａ側を挟持部材１８で挟んで止める。これによ
り一対の金属板体１２ａ、１２ｂの開閉端部Ａ側は、挟
持部材１８の付勢力によって挟持され、一対の金属板体
１２ａ、１２ｂが配線基板１４を挟み付ける形で配線基
板１４に装着される。また、一対の金属板体１２ａ、１
２ｂを配線基板１４から取り外す場合には、挟持部材１
８を一対の金属板体１２ａ、１２ｂから取り外し、一対
の金属板体１２ａ、１２ｂを開けば良い。

【００１６】（第２の実施の形態）本実施の形態のヒー
トスプレッダ２６は、一対の金属板体１２ａ、１２ｂを
配線基板１４に装着させる固定手段１８が、一対の金属
板体１２ａ、１２ｂ同士を縛り付けて挟み付け可能な挟
持部材で構成されている点が特徴部分である。そして、
一対の金属板体１２ａ、１２ｂの構成は、第１の実施の
形態と同じように、互いに開閉可能に連結された構成と
することも可能であるし、互いに分離した構成とするこ
とも可能である。

【００１７】詳細に各構成について説明する。まず、一
対の金属板体１２ａ、１２ｂ同士は、図３に示すように
本実施の形態では、互いに連結されず、分離された構成
となっている。次に、固定手段１８である挟持部材は、
一例として図３に示すように、細い金属ワイヤをＵ字状
に曲げて形成され、一方の金属板体（図３中の奥側の金
属板体）１２ａの一方の短辺（左側の短辺）側に両端が
揺動自在に取り付けられた第1留め金１８ａと、一方の
金属板体１２ａの他方の短辺（右側の短辺）側に揺動自
在に取り付けられ、先端がフック状に形成された第２留
め金（一例として２本設けられている）１８ｂとで構成
されている。

【００１８】そして、上記構造のヒートスプレッダ２６
を配線基板１４に装着する場合には、まず一対の金属板
体１２ａ、１２ｂを、それぞれの内面を配線基板１４の
両面に実装されたメモリ素子１６の背面に密着させるよ
うにして配線基板１４の両面に配置する。この際、一方
の金属板体１２ａの第1留め金１８ａや第２留め金１８
ｂは開いた状態にしておく。次に、第1留め金１８ａと
第２留め金１８ｂを揺動させて、他方の金属板体１２ｂ
の背面側に回し、各第２留め金１８ｂのフック状の先端
を第１留め金１８ａの揺動先端に係止させる。これによ
り、一対の金属板体１２ａ、１２ｂ同士が配線基板１４
に縛り付けられ、各金属板体１２ａ、１２ｂが配線基板
１４を挟み付けた状態で配線基板１４に装着される。一
対の金属板体１２ａ、１２ｂを配線基板１４から取り外
す場合には、第1留め金１８ａと第２留め金１８ｂの係
合を解けば良い。

【００１９】（第３の実施の形態）本実施の形態のヒー
トスプレッダ２８は、図４に示すように、全体形状がク
リップ形状に構成されている。そして、一対の金属板体
１２ａ、１２ｂは、軸線Ｌを支点として開閉するクリッ
プの一対の作用点Ｂ側が平板状に形成されて構造されて
いる。また、固定手段１８は、一対の作用点Ｂ側を常時
接触させる方向へ付勢して挟み付け可能なばね部材（例
えばクリップに備えられた捩じりコイルばね）である。
また、Ｃはクリップ状のヒートスプレッダ２８の、力点
としてのツマミ部であり、各金属板体１２ａ、１２ｂの
軸線Ｌ側の長辺から延出して形成されている。また、一
対の金属板体１２ａ、１２ｂは図６に示すように、軸線
Ｌ上に配置されたシャフト３０によって、互いに開閉可
能に連結されている。

【００２０】このヒートスプレッダ２８の配線基板１４
への装着手順は、クリップで紙等を挟む手順と同様に、
クリップ形状に構成されたヒートスプレッダ２８のツマ
ミ部（クリップの力点）Ｃを手で掴んで閉じ、ばね部材
１８の付勢力に抗して一対の金属板体１２ａ、１２ｂを
開く。そしてこの状態で、一対の金属板体１２ａ、１２
ｂ間に配線基板１４を挿入し、その後ツマミ部Ｃを離
す。これにより、ばね部材１８の付勢力により一対の金
属板体１２ａ、１２ｂが閉じて、配線基板１４、詳細に
は配線基板１４に実装されたメモリ素子１６を締め付
け、ヒートスプレッダ２８が配線基板１４に装着され
る。

【００２１】なお、ツマミ部分Ｃをあまり大きくする
と、ヒートスプレッダ２８全体の熱容量が増加してしま
い、正確なメモリモジュールの試験が行えない可能性が
ある。このため、ツマミ部Ｃは小さくしなければならな
い場合もあり、この場合には手で掴んで一対の金属板体
１２ａ、１２ｂを開くには大きな力が必要となり、作業
性が低下する恐れがある。このため、図５に示すような
大型のクリップ３０を使用し、このクリップ３０でヒー
トスプレッダ２８のツマミ部Ｃを掴んで一対の金属板体
１２ａ、１２ｂを開くようにしても良い。なお、第１の
実施の形態で、挟持部材１８を一対の金属板体１２ａ、
１２ｂの大きさに比べて小型にしたり、また第２の実施
の形態において締め付け手段１８を金属ワイヤで形成し
ているのも、固定手段が大きくなりすぎて、ヒートスプ
レッダ２６、２８全体の熱容量が増加してしまうのを防
止する意味がある。

【００２２】また、上述した各実施の形態では、配線基
板に実装されたメモリモジュールを例に挙げて説明した
が、メモリモジュール以外にも、例えば半導体装置（半
導体素子が半導体パッケージに搭載されたもの）等の他
の発熱する電子部品にも本発明に係るヒートスプレッダ
を使用することも可能である。また、両面だけでなく片
面にのみ電子部品が実装されている配線基板に対しても
使用することができることはもちろんである。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係るヒートスプレッダによれ
ば、配線基板や電子部品に不良が発見された際には、配
線基板から一対の金属板体を固定手段を破壊することな
く簡単に取り外して、配線基板や電子部品の改修が行え
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はヒートスプレッダを配線基板に取り付
けた状態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＷ−Ｗ断面図
である。

【図２】（ａ）は本発明に係るヒートスプレッダの第１
の実施の形態を配線基板に取り付けた状態を示す正面
図、（ｂ）は（ａ）のＷ−Ｗ断面図、（ｃ）は（ａ）の
Ｘ−Ｘ断面図である。

【図３】本発明に係るヒートスプレッダの第２の実施の
形態の構成を示す斜視図である。

【図４】本発明に係るヒートスプレッダの第３の実施の
形態の構成を示す斜視図である。

【図５】図４のツマミ部の形状を変えたヒートスプレッ
ダの構成を示す斜視図である。

【図６】図４のヒートスプレッダのＷ−Ｗ断面図であ
る。

【符号の説明】

１２ａ、１２ｂ 一対の金属板体 １４ 配線基板 １６ メモリ素子 １８ 固定手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面又は片面に半導体素子、半導体装置
   等の電子部品が実装された配線基板を挟み込むように該
   配線基板の両面からそれぞれ装着される一対の金属板体
   と、該一対の金属板体を配線基板に固定する固定手段と
   を備えたヒートスプレッダにおいて、 前記固定手段は、前記配線基板を挟み付け可能であると
   共に、前記一対の金属板体を前記配線基板から取り外し
   可能であることを特徴とするヒートスプレッダ。
2. 【請求項２】 前記一対の金属板体は、軸線を中心とし
   て開閉可能に互いに連結されて前記配線基板の一端側か
   ら配線基板を挟み込むように装着可能であり、 前記固定手段は、前記配線基板に装着された一対の金属
   板体の開閉端部側を挟み付け可能な挟持部材であること
   を特徴とする請求項１記載のヒートスプレッダ。
3. 【請求項３】 前記固定手段は、前記一対の金属板体同
   士を縛り付けて挟み付け可能な挟持部材であることを特
   徴とする請求項１記載のヒートスプレッダ。
4. 【請求項４】 前記一対の金属板体は、軸線を支点とし
   て開閉可能に互いに連結され、一対の作用点側が平板状
   に形成されて前記配線基板を挟み込むようにして装着可
   能なクリップであり、 前記固定手段は、前記一対の作用点側を常時接触させる
   方向へ付勢して挟み付け可能なばね部材であることを特
   徴とする請求項１記載のヒートスプレッダ。