JP2002299529A - Ｉｃ放熱構造 - Google Patents

Ｉｃ放熱構造

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JP2002299529A
JP2002299529A JP2002072827A JP2002072827A JP2002299529A JP 2002299529 A JP2002299529 A JP 2002299529A JP 2002072827 A JP2002072827 A JP 2002072827A JP 2002072827 A JP2002072827 A JP 2002072827A JP 2002299529 A JP2002299529 A JP 2002299529A
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heat
hole
dissipation structure
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Jong Sik Kim
ジョン・シク・キム
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板上のＩＣから生じる熱が放出される
ように放熱板を取り付ける代わりに、はんだを利用して
ＩＣの放熱をすることにより、放熱板装着作業を単純化
することができるＩＣ放熱構造を提供する。 【解決手段】 小型パッケージＩＣの放熱構造は、穴が
形成された回路基板と、回路基板の上面に装着されるＩ
Ｃと、穴に導入されて回路基板とＩＣ間に充填され、硬
化されるはんだと、回路基板に形成されてはんだが付着
されることができるソルダランドと、を含む。ＩＣから
発生された熱はＩＣの下面に面接した金属材質のはんだ
を通して伝えられ、伝えられた熱は穴のはんだを通し
て、回路基板下面の穴に付着されたはんだに伝えられ
る。回路基板下面のはんだは、放熱板の機能を奏するも
のであって、空気と接触している部分を通して熱が放出
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＴＶなどの電子機器
に用いられるＩＣに関し、特に回路基板のＩＣから発生
される熱を放熱するための放熱板に代えて、はんだを利
用してＩＣの放熱をすることにより、回路基板の製造工
程を単純化させることができるＩＣ放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＶなどの電子機器に用いられる回路基
板には相異なる機能と目的を有する多数の小型パッケー
ジＩＣが装着される。前記回路基板と小型パッケージＩ
Ｃにおいては、電流が流れることによって熱が発生す
る。この熱を適切に放出させなければ、製品が十分に機
能を発揮できなかったり、製品に致命的な故障が生じる
おそれがある。したがって回路基板に装着して用いる小
型パッケージＩＣには発生された熱を放出させるための
放熱板が付着される。
【０００３】図１は、従来の小型パッケージＩＣに放熱
板が付着される構造を図示した分離斜視図である。図１
を参照して説明すると、従来の小型パッケージＩＣ放熱
構造は、回路基板１と、前記回路基板１の一面に装着さ
れる小型パッケージＩＣ２と、前記小型パッケージＩＣ
２の背面に付着される放熱板３と、前記小型パッケージ
ＩＣ２と放熱板３とが接着されるようにする両面テープ
４とで構成される。
【０００４】前記放熱板３は、自然空冷方式のものであ
り、図示されたように、空気との熱伝逹面積を大きくす
るために、その構造をしわ状にしたり多数の溝を形成さ
せることが一般的である。また、前記放熱板３は、小型
パッケージＩＣ２の熱が速かに放出されるように、小型
パッケージＩＣ２と一体とすることが最も好ましい。し
かし小型パッケージＩＣ２の上面には多くの回路が形成
されている。このため、前記回路を保護しながら放熱も
するために、両面テープ４が用いられる。
【０００５】図２は、前記放熱板が付着された構造の組
立て断面図である。図２を参照して説明すると、小型パ
ッケージＩＣ２から発生された熱は両面テープ４を通し
て放熱板３に伝えられる。放熱板３に伝達された熱は、
空気との接触面を通して空気中に放出される。以上のよ
うに従来の小型パッケージＩＣ２は放熱板３を通して熱
が放出される構造であった。
【０００６】しかし、従来の放熱板付着構造では超小型
パッケージＩＣに適用するのに限界があり、放熱板３が
ＩＣの上側に付着されるために空間使用の効率性が落ち
る短所がある。また、従来の放熱板付着構造は、別途に
放熱板を製作しなければならないために材料費がさらに
必要となる短所がある。さらに、従来の放熱板付着構造
は、放熱板を小型パッケージＩＣに取り付ける工程が追
加され、生産費が増加されるために、非経済的であると
いう短所がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述したよう
な問題点を解決するためのものであり、本発明の目的
は、回路基板のＩＣから発生される熱を放出するための
放熱板に代えて、はんだを利用してＩＣの放熱をするこ
とにより、回路基板の製造工程を単純化させることがで
きるＩＣ放熱構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の小型パッケージＩＣの放熱構造は、穴が形成された回
路基板と、前記回路基板の上面に装着されるＩＣと、前
記穴に導入されて前記回路基板と前記ＩＣとの間に充填
され、硬化されるはんだと、前記回路基板に形成されて
前記はんだが付着されることができるソルダランドと、
を含むことを特徴とする。
【０００９】前記構成によって、ＩＣから発生された熱
は、ＩＣの下面に面接触している金属材質のはんだに伝
えられる。そして、ＩＣの下面に面接触しているはんだ
に伝えられた熱は、穴内のはんだを通じて、回路基板下
面の穴に付着されたはんだに伝えられる。回路基板下面
のはんだは、放熱板の機能を奏するものであって、空気
と接触している面を通して熱が放出される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、このような本発明の思想が
適用される具体的な実施例を詳細に説明する。
【００１１】図３は、本発明による小型パッケージＩＣ
放熱構造の組立て断面図である。図３を参照すると、本
発明によるＩＣの放熱構造は、穴１４が形成された回路
基板１と、前記回路基板１において薄い層状の銅でパタ
ーン形成されてはんだ１７が付着できるソルダランド１
６と、前記回路基板１の上面においてその中心が前記ソ
ルダランド１６と向かい合う位置に装着される小型パッ
ケージＩＣ２と、前記穴１４に導入されて回路基板１と
小型パッケージＩＣ２間に充填され、硬化されるはんだ
１７と、が含まれる。
【００１２】前記穴１４の数は、ソルダランド１６の面
積と小型パッケージＩＣ２の大きさによって定まる。ま
た、前記ソルダランド１６は、回路基板１において薄い
層状の銅でパターン形成され、はんだ１７が付着され
る。さらに、前記ソルダランド１６は、回路基板１の上
面に加えて、回路基板１の下面であって穴１４に隣接す
る部位１ａにも形成されることができる。また、前記穴
１４の内周面にも銅でパターン形成されて、はんだ１７
の導入がさらに円滑になされるように構成されてもよ
い。多くの実験結果によると、前記穴１４の大きさは、
表面張力ではんだ１７が円滑に導入できることを条件
に、直径０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとすることが望まし
い。
【００１３】一方、はんだ１７の材質をさらに詳細に提
示すると、鉛、錫、亜鉛などが混合された所定の物質を
用いることができる。
【００１４】前記したような構成を参照して、本実施例
の作用を説明する。ソルダランド１６が形成された回路
基板１の一方の面に小型パッケージＩＣ２が装着された
後、回路基板１の他方の面から穴１４を通してはんだ１
７が導入されるようにする。
【００１５】はんだ１７が導入される方法をさらに詳細
に説明する。小型パッケージＩＣ２が装着された回路基
板１の下面を、はんだ槽内のはんだの上面に面接触させ
る。すると、表面張力によって、回路基板１に貫通形成
された前記穴１４に、はんだ１７が導入される。導入さ
れたはんだ１７は、回路基板１と小型パッケージＩＣ２
の間に充填される。その後、はんだ１７は硬化されて、
ソルダランド１６および小型パッケージＩＣ２の下面と
一体となる。
【００１６】また、回路基板１の下面の、はんだ１７が
注入される穴１４の隣接部位であって銅でパターン形成
された部分１ａには、表面張力ではんだ１７が付着され
る。
【００１７】図４は、本発明による小型パッケージＩＣ
放熱構造の一実施形態において、はんだが導入された状
態を説明する図面である。図４を参照して、本発明によ
る小型パッケージＩＣ２放熱構造によって、熱が放出さ
れる過程を説明する。
【００１８】ＩＣ２から発生された熱は、小型パッケー
ジＩＣ２の下面に面で接した金属材質のはんだ１７に伝
えられる。小型パッケージＩＣ２の下面のはんだ１７に
伝えられた熱は、穴１４内のはんだ１７を通して、回路
基板１の下面の穴内の構造に付着したはんだ１７に伝え
られる。回路基板１下面のはんだ１７は、放熱板３の機
能を奏するものであり、空気と接触しているこのはんだ
１７を通して熱が放出される。
【００１９】図５は、本発明による小型パッケージＩＣ
２の放熱構造の第２の実施例である。図５の実施例は、
図３の実施例とは違って、はんだ１７が付着されること
ができるソルダランド１６が、回路基板１の上面と穴１
４の隣接部位のみならず、回路基板１の下面にも形成さ
れている。したがって、回路基板１の下面に、銅でパタ
ーン形成されたソルダランド１６が形成されることによ
って、はんだ１７が付着される面積が広くなり、放熱量
も多くなる。
【００２０】図６は、本発明による小型パッケージＩＣ
２放熱構造の第２の実施例において、はんだが導入され
た状態を説明した図面である。この実施例においては、
回路基板１の上面と穴１４の隣接部位のみならず回路基
板１の下面にもソルダランド１６が形成されている。こ
のため、はんだ１７が回路基板１の下面に図４の実施例
に比べて広く形成される。したがって、はんだ１７が付
着される面積が広くなり、放熱量も多くなる。
【００２１】図７は、本発明による小型パッケージＩＣ
２放熱構造の第３の実施例である。本発明による小型パ
ッケージＩＣ２放熱構造は、回路基板１と、前記回路基
板１に形成される穴１４と、前記穴１４を通して小型パ
ッケージＩＣ２の下部に装着される熱伝導板１９と、前
記熱伝導板１９をはさんで回路基板１と付着される小型
パッケージＩＣ２と、前記回路基板１において銅でパタ
ーン形成されているソルダランド１６と、前記ソルダラ
ンド１６に付着されるはんだ１７と、が含まれることを
特徴とする。
【００２２】前記熱伝導板１９の材質は、熱伝導性が高
いアルミニウムであることが望ましい。また、この実施
例は、前記熱伝導板１９の下面に、前記穴１４に挿入す
るためのラグであって、前記熱伝導板１９の下側から延
長形成される多数のラグ２０が形成されることを特徴と
する。
【００２３】前記熱伝導板１９の上面と小型パッケージ
ＩＣ２の下面は両面テープ４を利用して取り付けること
ができる。また、前記熱伝導板１９の形状は、多様に構
成されることができるが、特に穴１４を通過するラグ２
０を除去して矩形状で構成することができる。また、前
記熱伝導板１９と前記回路基板１の接触面、すなわち回
路基板１の上面に、銅でパターン形成されたソルダラン
ド１６を形成させて、熱伝導板がさらに堅固に付着され
るようにすることができる。
【００２４】図８は、本発明によるＩＣ２放熱構造の第
３の実施例において、はんだ１７が導入された状態を示
す図面である。熱伝導板１９を小型パッケージＩＣ２と
回路基板１の間に装着する。そして、回路基板１の下面
を、はんだ槽内のはんだの上面に面接触させると、回路
基板１の下面に形成された穴１４の銅のパターンに表面
張力ではんだ１７が付着し、硬化される。
【００２５】熱が放出される過程を説明すると、小型パ
ッケージＩＣ２から発生された熱は小型パッケージＩＣ
２の下面に面接触している熱伝導板１９に伝達される。
熱伝導板１９に伝えられた熱は、熱伝導板１９と接触し
ているはんだ１７を通して、回路基板１の下面のソルダ
ランド１６に付着されたはんだ１７に伝えられる。回路
基板１の下面のはんだ１７は、放熱板３の機能を奏する
ものであり、空気と接触している部分を通じて熱を放出
する。
【００２６】
【発明の効果】以上のようなＩＣ放熱構造は、小型パッ
ケージＩＣ２に適用できるという長所がある。さらに
は、大容量の熱を発生する小型パッケージＩＣ２におい
て、その小型パッケージＩＣ２の上部に放熱板３を取り
付けて熱が上部に放出されるようにした上で、付加的に
はんだ１７を利用して小型パッケージＩＣ２の下部に熱
が放出されるようにできるという長所がある。
【００２７】また、本発明によるＩＣ放熱構造は、放熱
板を取り付ける代わりに、はんだを利用してＩＣの放熱
をすることにより、放熱板装着作業を単純化させること
ができるという長所がある。さらに、本発明によるＩＣ
放熱構造は、放熱板がＩＣの上側に付着されないために
空間使用の効率性が向上されるという長所がある。
【００２８】提案されたような実施例は、本発明の思想
の範囲に含まれる一つの実施例に過ぎず、例えば前記小
型パッケージＩＣ放熱構造において熱伝導板の材質や形
態を変更したり、あるいは、はんだの導入方法を変更す
るなど、本発明を理解する当業者は本発明の思想が含ま
れる構成要素の付加、変更、削除等によりまた他の実施
例を容易に作り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の小型パッケージＩＣ放熱構造の分離斜視
図。
【図２】従来の小型パッケージＩＣ放熱構造の組立て断
面図。
【図３】本発明による小型パッケージＩＣ放熱構造の組
立て断面図。
【図４】本発明において、小型パッケージＩＣ放熱構造
のはんだが導入された状態を説明した図。
【図５】本発明による小型パッケージＩＣ放熱構造の第
２の実施例を示す図。
【図６】本発明による小型パッケージＩＣ放熱構造の第
２の実施例において、はんだが導入された状態を説明し
た図。
【図７】本発明による小型パッケージＩＣ放熱構造の第
３の実施例の分離図。
【図８】本発明による小型パッケージＩＣ放熱構造の第
３の実施例を示す図。
【符号の説明】
１:回路基板 ２:小型パッケージＩＣ ３:放熱板 ４:両面テープ １４:穴 １６:ソルダランド １７:はんだ １９:熱伝導板 ２０:ラグ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E322 AA11 AB02 AB07 FA04 5F036 AA01 BA23 BB21 BC06 BC33 BD01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 穴が形成された回路基板と、 前記回路基板の上面に装着されるＩＣと、 前記穴に導入されて前記回路基板と前記ＩＣとの間に充
    填され、硬化されるはんだと、 前記回路基板に形成されて前記はんだが付着されるソル
    ダランドと、を含むＩＣ放熱構造。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のＩＣ放熱構造であっ
    て、 前記穴は、直径が０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである、ＩＣ
    放熱構造。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のＩＣ放熱構造であっ
    て、 前記ソルダランドは、前記回路基板の前記上面と下面の
    一方に形成される、ＩＣ放熱構造。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のＩＣ放熱構造であっ
    て、 前記ソルダランドは、前記回路基板の前記上面と下面に
    形成される、ＩＣ放熱構造。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のＩＣ放熱構造であっ
    て、 前記ソルダランドは、 前記回路基板の前記上面においては、前記ＩＣの面積に
    比例する面積で形成され、 前記回路基板の下面においては、前記穴の隣接部位に形
    成される、ＩＣ放熱構造。
  6. 【請求項６】 穴が形成された回路基板と、 前記回路基板の上部に装着される熱伝導板と、 前記熱伝導板の上部に位置して前記回路基板に付着され
    るＩＣと、 前記穴とその隣接部位に付着されて硬化されるはんだ
    と、 前記回路基板に形成されて前記はんだが付着されること
    ができるソルダランドと、が含まれることを特徴とする
    ＩＣ放熱構造。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のＩＣ放熱構造であっ
    て、さらに、 前記熱伝導板が前記ＩＣと付着されるようにするため
    の、前記熱伝導板と前記ＩＣの接触面に形成される両面
    テープを含むＩＣ放熱構造。
  8. 【請求項８】 請求項６に記載のＩＣ放熱構造であっ
    て、 前記熱伝導板は、前記はんだによって前記回路基板の上
    面と付着されている、ＩＣ放熱構造。
  9. 【請求項９】 請求項６に記載のＩＣの放熱構造であっ
    て、 前記熱伝導板の下面には、前記穴に挿入されるための、
    前記熱伝導板の下側から延長形成される多数のラグが含
    まれる、ＩＣの放熱構造。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のＩＣの放熱構造であ
    って、 前記熱伝導板の下面には、前記穴に挿入されて前記穴と
    の接触面に前記はんだが導入されるようにするための、
    前記穴の直径より小さな直径を有し前記熱伝導板の下側
    から延長形成される多数の前記ラグが含まれる、ＩＣの
    放熱構造。
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