JP2002043483A - 放熱構造、及び、その形成方法 - Google Patents
放熱構造、及び、その形成方法Info
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Abstract
を防止する。 【解決手段】 半導体パッケージ1は、プリント基板2
に形成された凹部21上に設置されている。また、半導
体パッケージ1は、プリント基板2に設けられたパッド
22に半田付けされる外部端子11を備えている。プリ
ント基板2の凹部21内には、半導体パッケージ1が発
する熱を外部に放出する放熱器3が設置されている。凹
部21の幅W1は、半導体パッケージ1の長さLよりも
狭く設定され、半導体パッケージ1の両端部がプリント
基板2上に載置されるようになっている。これにより、
半導体パッケージ1の重量は、外部端子11とパッド2
2との接合部分だけでなく、プリント基板2によっても
支えられる。
Description
熱を外部に放出する放熱構造及びその形成方法に関す
る。
やパワートランジスタ等のIC(集積回路)は、その動
作時に熱を発生させる。ICが発する熱は、回路の特性
劣化等を引き起こし、半導体装置の動作信頼性を低下さ
せる場合がある。このため、半導体装置は、ICが発生
する熱を、効率よく外部に放出するための以下に示すよ
うな放熱構造を備えている。ICが組み込まれたパッケ
ージをプリント基板の表面に平行に実装する場合、パッ
ケージは、例えば図5(a)及び図5(b)に示すよう
に実装される。なお、図5(a)は、パッケージが実装
されている状態を示す斜視図であり、図5(b)は、そ
の断面図である。
位置に形成された凹部111と、パッド112と、を備
えている。凹部111内には、パッケージ102(具体
的には、IC)の熱を外部に放出する放熱器103が設
置されている。パッケージ102は、ICと外部回路と
を接続するための外部端子121を備え、凹部111内
に設置された放熱器103上に載置されている。そし
て、外部端子121は、プリント基板101に形成され
たパッド112に半田付けされている。以上のような放
熱構造は、例えば図6(a)から図6(c)に示すよう
にして形成される。
141を有するボード104上の所定位置にパッケージ
102が載置される。そして、パッケージ102の外部
端子121がボード104上に設けられたパッド112
に半田付けされる。そして、ボード104が、図6
(b)に示すように、割取溝141に沿って切断され、
凹部111を有するプリント基板101が形成される。
その後、図6(c)に示すように、放熱器103が、そ
の表面がパッケージ102の底面に接触するように、凹
部111内に設置される。以上のようにして、パッケー
ジ102が、図5(a)及び図5(b)に示したよう
に、プリント基板101に実装される。
び図5(b)に示すような放熱構造を備える半導体装置
は、以下に示す理由から、誤動作しやすく、壊れやすい
という問題がある。上記パッケージ102をボード10
4上に設置した後、ボード104を、図6(b)に示す
ように切断すると、図7の断面図で示すように、パッケ
ージ102の本体が宙に浮いた状態となる。この際、パ
ッケージ102の本体は、パッド112に半田付けされ
た外部端子121によって支えられる。これにより、パ
ッケージ102の全重量が、外部端子121とパッド1
12との接合部分にかかってしまう。このため、外部端
子121とパッド112との接合部分に、クラック等が
生じ、製造される半導体装置が誤動作したり、破壊され
てしまう場合がある。
(a)及び図8(b)に示すように、パッケージ102
の重量を支える支持金具105が、凹部111を跨ぐよ
うに設置されている場合がある。しかし、支持金具10
5を図8(a)及び図8(b)に示すように設置する
と、パッケージ102と放熱器103との間に支持金具
105が介在するため、パッケージ102から放熱器1
03への熱伝導率が低く、放熱効率が悪という問題があ
る。結果として、製造される半導体装置が熱により誤動
作してしまう場合がある。以上のことから、図5(a)
及び図5(b)、図8(a)及び図8(b)に示すよう
な放熱構造を備える半導体装置の動作信頼性は低いとい
う問題がある。また、同様の問題は、基板上に設置さ
れ、その動作時に熱を放出する電気部品を備える一般の
装置にも生じる。
動作信頼性を実現する放熱構造及びその形成方法を提供
することを目的とする。また、本発明は、電気部品の重
量によって生じる破損を防止する放熱構造の形成方法を
提供することを目的とする。また、本発明は、電気部品
の重量による破損がない放熱構造を提供することを目的
とする。
に、本発明の第1の観点にかかる放熱構造の形成方法
は、パッドを有する基板上の所定位置に、外部端子を有
する電気部品を載置し、該パッドと該外部端子とを電気
的に接続する搭載工程と、前記基板の、少なくとも前記
電気部品の本体が載置されている部分を除去することに
より開口部を形成する開口工程と、前記電気部品が発す
る熱を前記開口部から外部に放出する放熱手段を設置す
る放熱手段設置工程と、を備え、前記開口工程は、前記
電気部品の少なくとも一部が前記基板上に載置されるよ
うに前記開口部を形成する工程を備える、ことを特徴と
する。この発明によれば、電気部品の重量が基板により
支持されるため、電気部品の重量によって生じる破損が
防止される。このため、製造される装置の高い動作信頼
性を実現することができる。
部を跨ぐように、該開口部を形成する工程を備えてもよ
い。
前記基板上に載置されるように前記開口部を形成する工
程を備えてもよい。
パッドを有し、開口部が形成されている基板と、前記パ
ッドに電気的に接続される外部端子を備え、本体が前記
開口部上に設置される電気部品と、前記電気部品が放出
する熱を外部に放出する放熱手段と、から構成され、前
記電気部品の少なくとも一部は前記基板上に載置されて
いる、ことを特徴とする。
に、前記基板上に載置されていてもよい。
に載置されていてもよい。
る半導体パッケージの実装方法について図面を参照して
説明する。図1(a)及び図1(b)は、本発明の実施
の形態にかかる実装方法により実現される放熱構造を示
している。具体的には、図1(a)は、半導体パッケー
ジ1が、本発明の実施の形態にかかる実装方法により、
プリント基板2及び放熱器3上に設置された状態を示す
斜視図であり、図1(b)は、その平面図である。
やパワートランジスタ等のIC(集積回路)を内部に納
めている。また、半導体パッケージ1は、ICと外部回
路とを電気的に接続するための複数の外部端子11を備
えている。プリント基板2は、半導体パッケージ1の実
装位置に形成された凹部21と、外部端子11を接続す
る(具体的には、半田付けする)ための複数のパッド2
2と、を備えている。また、図1(b)に示すように、
凹部21の幅W1は、半導体パッケージ1の長さLより
も狭く設定されている。これにより、半導体パッケージ
1の両端部は、プリント基板2上に載置される。
金属等から形成された金属板であり、プリント基板2の
凹部21内に設置され、半導体パッケージ1(具体的に
は、IC)が発する熱を外部に放出する。なお、放熱器
3の表面はプリント基板2の表面に平行であり、その高
さはプリント基板2表面の高さと実質的に同一である。
及び図1(b)に示すように、プリント基板2上に実装
する方法を説明する。始めに、図2(a)に示すような
ボード4が用意される。ボード4には、図2(a)に示
すように、ボード4を切断して、凹部21を有するプリ
ント基板2を形成するための割取溝41が形成されてい
る。そして、図2(b)に示すように、半導体パッケー
ジ1が、ボード4上の所定位置に配置され、外部端子1
1がボード4上のパッド22に半田付けされる。
4が割取溝41に沿って切断され、凹部21を有するプ
リント基板2が形成される。この際、半導体パッケージ
1の両端部は、プリント基板2上に載置されている。こ
れにより、半導体パッケージ1の重量は、外部端子11
とプリント基板2の両方に分散される。言い換えると、
外部端子11とパッド22との接合部分にかかるストレ
スが小さく、接合部分にクラック等が生じることを防止
できる。続いて、図2(d)に示すように、放熱器3
が、その表面が半導体パッケージ1の底面に接触するよ
うに、凹部21内に設置され、図1(a)及び図1
(b)に示した放熱構造が形成される。
部がプリント基板2上に載置されるように凹部21を形
成することにより、半導体パッケージ1の実装時に、外
部端子11とパッド22との接合部分に印加される負荷
を軽減することができる。また、半導体パッケージ1の
両端部のみがプリント基板2上に載置されるため、放熱
器3を半導体パッケージ1に直接接触させることがで
き、放熱効率の低下を防止することができる。結果とし
て、製造される半導体装置の高い歩留まり、及び、高い
動作信頼性等を実現することができる。
ージ1の両端部がプリント基板2上に載置される場合を
示した。しかし、外部端子11とパッド22との接合部
分にかかる負荷を軽減し、高い放熱効率を保つことがで
きれば、半導体パッケージ1のどの部分がプリント基板
2上に載置されてもよい。言い換えると、外部端子11
とパッド22との接合部にかかる負荷を軽減することが
でき、高い放熱効率を保つことができれば、凹部21は
どのような形でもよい。例えば、図3(a)に示すよう
に、凹部21の奥行きDを半導体パッケージ1の幅W2
より小さく設定し、凹部21の縁全体で半導体パッケー
ジ1を支えてもよい。また、図3(b)に示すように、
凹部21の幅W1を半導体パッケージ1の長さLよりも
大きく設定し、凹部21の底部だけで半導体パッケージ
1を支えてもよい。また、図3(c)に示すように、凹
部21に突起部23を形成し、突起部23で半導体パッ
ケージ1を支えてもよい。但し、上記実施の形態や図3
(a)及び3(c)に示したように、半導体パッケージ
1が凹部21を跨ぐ場合の方が、図3(b)に示したよ
うな場合よりも、外部端子11とパッド22との接合部
分にかかる負荷をより軽減することができる。
うに、放熱器3の代わりにファン5を用いてもよく、開
口部として凹部21の代わりに穴を形成してもよい。但
し、この場合も、外部端子11とパッド22との接合部
にかかる負荷を軽減するため、半導体パッケージ1の一
部をプリント基板2で支えなければならない。
上に設置され、その動作時に熱を放出する半導体パッケ
ージを備える半導体装置を例として説明した。しかし、
本発明は、半導体装置に限らず、基板上に設置され、そ
の動作時に熱を放出する電気部品を備える一般の装置に
適用することができる。
によって、電気部品の重量による破損がない放熱構造を
提供することができる。このため、製造される装置の高
い動作信頼性を実現することができる。
び放熱器上に設置された状態を示す斜視図であり、
(b)は、(a)の平面図である。
を示す図である。
法を示す図である。
る。
いた状態を示す図である。
具を備える放熱構造を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】パッドを有する基板上の所定位置に、外部
端子を有する電気部品を載置し、該パッドと該外部端子
とを電気的に接続する搭載工程と、 前記基板の、少なくとも前記電気部品の本体が載置され
ている部分を除去することにより開口部を形成する開口
工程と、 前記電気部品が発する熱を前記開口部から外部に放出す
る放熱手段を設置する放熱手段設置工程と、を備え、 前記開口工程は、前記電気部品の少なくとも一部が前記
基板上に載置されるように前記開口部を形成する工程を
備える、 ことを特徴とする放熱構造の形成方法。 - 【請求項2】前記開口工程は、前記電気部品が前記開口
部を跨ぐように、該開口部を形成する工程を備える、こ
とを特徴とする請求項1に記載の放熱構造の形成方法。 - 【請求項3】前記開口工程は、前記電気部品の両端部が
前記基板上に載置されるように前記開口部を形成する工
程を備える、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の
放熱構造の形成方法。 - 【請求項4】パッドを有し、開口部が形成されている基
板と、 前記パッドに電気的に接続される外部端子を備え、本体
が前記開口部上に設置される電気部品と、 前記電気部品が放出する熱を外部に放出する放熱手段
と、から構成され、 前記電気部品の少なくとも一部は前記基板上に載置され
ている、 ことを特徴とする放熱構造。 - 【請求項5】前記電気部品は、前記開口部を跨ぐよう
に、前記基板上に載置されている、ことを特徴とする請
求項4に記載の放熱構造。 - 【請求項6】前記電気部品は、その両端部が前記基板上
に載置されている、ことを特徴とする請求項4又は5に
記載の放熱構造。
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JP2000221923A JP3696060B2 (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 放熱構造、及び、その形成方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013187426A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | パワー素子放熱構造及びその製造方法 |
CN110566832A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | 三星电子株式会社 | 光源模块 |
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