JP2005109005A - Heat dissipation structure of module - Google Patents
Heat dissipation structure of module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005109005A JP2005109005A JP2003337923A JP2003337923A JP2005109005A JP 2005109005 A JP2005109005 A JP 2005109005A JP 2003337923 A JP2003337923 A JP 2003337923A JP 2003337923 A JP2003337923 A JP 2003337923A JP 2005109005 A JP2005109005 A JP 2005109005A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat dissipation
- heat
- module
- module substrate
- generating component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、発熱部品を備えたモジュールの放熱構造に関するものである。 The present invention relates to a heat dissipation structure for a module having a heat generating component.
図10にはモジュールの一外観例が簡略的に示されている。このモジュール1は、モジュール基板2と、このモジュール基板2に取り付けられている端子3とを有して構成されている。モジュール基板2には例えばスイッチング電源回路等の電気回路が形成されている。つまり、モジュール基板2の表面と裏面の一方又は両方には電気回路を構成するコンデンサやインダクタや抵抗体等の部品4が設けられ、また、当該モジュール基板2には、例えば部品間を接続する配線パターン等の導体パターン(図示せず)が形成されている。この例では、モジュール基板2は、例えば樹脂によってモールドされていない非モールドタイプと成している。
FIG. 10 schematically shows an example of the appearance of the module. The module 1 includes a
端子3は基板2の端縁部に接続され当該接続部から基板2よりも下方側に伸長形成されている。この端子3の先端部分が例えばマザーボード6に接合することにより、モジュール基板2がマザーボード6の上方側にマザーボード6と間隔を介して設置されて、モジュール1がマザーボード6上に搭載される。なお、モジュール基板2に取り付けられている複数の端子3のうち、少なくとも1つ以上は、モジュール基板2に形成されている電気回路と、マザーボード6の電気回路とを電気的に接続させるための機能を備えている。
The
モジュール1のモジュール基板2には、通電により熱を発する発熱部品(例えば、MOSFETやダイオード等の半導体部品など)が搭載されることがある。その発熱部品から発せられた熱によって、例えばモジュール基板2の温度や、発熱部品の周囲の部品の温度が高温に上昇してしまうと、熱により例えば部品の動作が異常になる等の原因によって、モジュール基板2に形成されている電気回路が正常に動作しなくなる虞がある。
A
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、発熱部品の熱を効率良く放熱させることができるモジュールの放熱構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a module heat dissipation structure that can efficiently dissipate heat from a heat-generating component.
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明は、通電により熱を発する発熱部品が設けられているモジュール基板を備えマザーボード上に搭載されるモジュールの放熱構造において、そのモジュールのモジュール基板は非モールドタイプと成し、また、モジュール基板はマザーボードよりも上方側にマザーボードと間隔を介して配置される構成と成し、このモジュール基板の上面に発熱部品が設けられ、この発熱部品が設けられているモジュール基板部分には当該モジュール基板の上面側と底面側を熱的に接続する放熱用ビアホールが形成されており、マザーボード上には、少なくとも、その放熱用ビアホールが形成されているモジュール基板部分に対向する部分に放熱用電極が形成されており、前記放熱用ビアホールが形成されているモジュール基板部分と、マザーボード上の放熱用電極との間には、熱伝導材料から成る放熱ブロックが、モジュール基板の底面と、マザーボード上の放熱用電極とのそれぞれに、直接的に当接するか、あるいは、熱伝導材料から成る接合用材料を介して熱的に接合されている形態でもって配設されており、モジュール基板の発熱部品の熱は、モジュール基板の放熱用ビアホールと放熱ブロックを介してマザーボード側に放熱されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, the present invention provides a module heat dissipating structure that includes a module substrate provided with a heat generating component that generates heat when energized and is mounted on a motherboard. The module substrate of the module is a non-mold type, and the module The board is configured to be disposed above the mother board with a space from the mother board. A heat generating component is provided on the upper surface of the module board, and the module board portion on which the heat generating component is provided includes the module board. A heat dissipation via hole is formed to thermally connect the upper surface side and the bottom surface side, and a heat dissipation electrode is formed on the motherboard at least in a portion facing the module substrate portion where the heat dissipation via hole is formed. A module substrate portion on which the heat dissipation via hole is formed, and a mother board Between the heat dissipation electrode on the board, the heat dissipation block made of a heat conductive material is in direct contact with the bottom surface of the module substrate and the heat dissipation electrode on the motherboard, or the heat conductive material The heat of the heat generating component of the module board is dissipated to the motherboard side through the heat dissipation via hole and the heat dissipation block of the module board. It is characterized by that.
また、この発明は、通電により熱を発する発熱部品が設けられているモジュール基板を備えマザーボード上に搭載されるモジュールの放熱構造において、そのモジュールのモジュール基板は非モールドタイプと成し、また、モジュール基板はマザーボードよりも上方側にマザーボードと間隔を介して配置される構成と成し、このモジュール基板の裏面には発熱部品が設けられると共に、発熱部品の位置からその外側にモジュール基板の裏面に沿って延設された導体パターンが形成されており、マザーボード上には、少なくとも、その発熱部品の位置から延設されている導体パターンに対向する部分に放熱用電極が形成されており、このマザーボード上の放熱用電極と、これに対向する前記モジュール基板の導体パターンとの間には、熱伝導材料から成る放熱ブロックが、マザーボード上の放熱用電極と、これに対向する前記モジュール基板の導体パターンとのそれぞれに、直接的に当接するか、あるいは、熱伝導材料から成る接合用材料を介して熱的に接合されている形態でもって配設されており、モジュール基板の発熱部品の熱は、モジュール基板の導体パターンと放熱ブロックを介してマザーボード側に放熱されることも特徴としている。 Further, the present invention provides a module heat dissipation structure provided with a module board on which a heat generating component that generates heat when energized is provided, and the module board of the module is a non-mold type. The board is configured to be disposed above the mother board with a gap from the mother board. A heat generating component is provided on the back surface of the module board, and the heat generating component is positioned on the outer side along the back surface of the module board. An extended conductor pattern is formed, and on the motherboard, a heat radiation electrode is formed at least on a portion facing the conductor pattern extending from the position of the heat generating component. Between the heat dissipating electrode and the conductor pattern of the module substrate facing the heat dissipating electrode The heat dissipation block consisting of the heat dissipation electrode directly contacts the heat dissipation electrode on the motherboard and the conductor pattern of the module substrate opposed to the heat dissipation block, or heats via a bonding material made of a heat conductive material. The heat of the heat generating components of the module substrate is radiated to the motherboard side through the conductor pattern and the heat dissipation block of the module substrate.
この発明によれば、モジュール基板の表面に形成されている発熱部品の熱はモジュール基板の放熱用ビアホールと放熱ブロックを介してマザーボード側に放熱させる構成とし、また、モジュール基板の裏面に形成されている発熱部品の熱は発熱部品の位置から伸長形成されている導体パターンと放熱ブロックを介してマザーボード側に放熱させる構成とした。つまり、この発明では、発熱部品からマザーボード側に至るまでの熱の放熱経路は、全て、金属等の熱伝導材料によって形成されている構成とした。このため、放熱経路の途中に熱伝導材料ではない例えば絶縁材等が介設されている場合に比べて、発熱部品の熱を効率良くマザーボード側に伝達できて放熱効率を高めることができる。これにより、発熱部品およびその周辺の部品やモジュール基板の温度上昇を抑えることが容易となる。 According to the present invention, the heat of the heat generating component formed on the surface of the module substrate is radiated to the motherboard side through the heat dissipation via hole and the heat dissipation block of the module substrate, and is also formed on the back surface of the module substrate. The heat generated from the heat generating component is radiated to the mother board through a conductive pattern and a heat radiating block extending from the position of the heat generating component. That is, in the present invention, the heat radiation path from the heat generating component to the motherboard side is all formed of a heat conductive material such as metal. For this reason, compared with the case where an insulating material or the like that is not a heat conduction material is interposed in the middle of the heat radiation path, the heat of the heat generating component can be efficiently transmitted to the motherboard side, and the heat radiation efficiency can be improved. Thereby, it becomes easy to suppress the temperature rise of the heat generating component and its peripheral components and the module substrate.
発熱部品の温度上昇を抑えることができることによって、発熱部品への通電量を増加させることができる。また、モジュールの動作中に、モジュール基板や、当該モジュール基板に設けられている部品や導体パターンが高温に加熱されることを回避できるので、部品や導体パターン等の熱劣化を抑制することができて、部品の寿命が長くなったり、モジュールの信頼性を向上させることができる。 Since the temperature rise of the heat generating component can be suppressed, the amount of current supplied to the heat generating component can be increased. In addition, it is possible to avoid heating the module substrate and the components and conductor patterns provided on the module substrate to a high temperature during the operation of the module, so that thermal deterioration of the components and conductor patterns can be suppressed. As a result, the life of the parts can be extended and the reliability of the module can be improved.
さらに、例えば、製造工程において、モジュール基板に部品を固定すると同時に放熱ブロックもモジュール基板に固定することとすれば、製造工程を増加させることなく、放熱ブロックをモジュール基板に取り付けることができるし、また、そのような放熱ブロックが取り付けられたモジュールを、今まで通りに、マザーボード上に実装するだけで、この発明のモジュールの放熱構造を構築することができる。 Further, for example, in the manufacturing process, if the component is fixed to the module substrate and the heat dissipation block is also fixed to the module substrate, the heat dissipation block can be attached to the module substrate without increasing the manufacturing process. The module heat-dissipating structure of the present invention can be constructed by simply mounting the module to which such a heat-dissipating block is mounted on the motherboard as before.
さらに、マザーボード上の放熱用電極に加えて、あるいは、マザーボード上の放熱用電極に代えて、マザーボードの内部に放熱用電極を形成すると共に、放熱ブロックと、そのマザーボード内の放熱用電極とを熱的に接続させるための放熱用ビアホールを設けることによって、次に示すような効果を得ることができる。つまり、マザーボード上には、複数の部品が搭載され、また、例えばそれら部品間を接続させるための導体パターンが多数形成される。マザーボード上に放熱用電極を形成する場合には、それら部品や導体パターンの形成部分以外の部分に放熱用電極を形成することになるので、放熱用電極の形成が可能な部分の面積は広くなく、放熱用電極の面積を広げることは難しかった。 Furthermore, in addition to or instead of the heat dissipation electrode on the motherboard, a heat dissipation electrode is formed inside the motherboard, and the heat dissipation block and the heat dissipation electrode in the motherboard are heated. The following effects can be obtained by providing a heat radiating via hole for connection. That is, a plurality of components are mounted on the motherboard, and many conductor patterns for connecting the components are formed. When forming the heat dissipation electrode on the motherboard, the heat dissipation electrode is formed in a part other than the part or conductor pattern formation part, so the area of the part where the heat dissipation electrode can be formed is not wide. It was difficult to increase the area of the heat radiation electrode.
これに対して、マザーボードの内部は、上面よりも、導体パターン等が形成されている部分が少ないので、放熱用電極の形成が可能な部分の面積が広い。このため、マザーボードの内部の放熱用電極は、マザーボード上に設ける放熱用電極よりも広く形成することができる。これにより、マザーボード上の放熱用電極よりもマザーボード内部の放熱用電極を広く形成することによって、放熱用電極からの放熱量を増加させることができて、発熱部品の熱の放熱効率をより向上させることができる。 On the other hand, since the inside of the mother board has fewer portions where the conductor pattern or the like is formed than the upper surface, the area of the portion where the heat radiation electrode can be formed is large. For this reason, the heat radiation electrode inside the mother board can be formed wider than the heat radiation electrode provided on the mother board. As a result, by forming the heat radiation electrode inside the motherboard wider than the heat radiation electrode on the motherboard, the heat radiation amount from the heat radiation electrode can be increased, and the heat radiation efficiency of the heat-generating component is further improved. be able to.
さらに、放熱ブロックの側周面に凹凸を設けることによって、放熱ブロックの側周面の表面積を増加させることができるので、放熱ブロックの側周面からの放熱量を増やすことができる。このことも、発熱部品の熱の放熱効率の向上に寄与するものである。 Furthermore, since the surface area of the side peripheral surface of the heat dissipation block can be increased by providing irregularities on the side peripheral surface of the heat dissipation block, the amount of heat released from the side peripheral surface of the heat dissipation block can be increased. This also contributes to the improvement of the heat radiation efficiency of the heat-generating component.
さらに、モジュール基板がブロック状の端子を介してマザーボードと電気的に接続する構成と成している場合に、放熱ブロックとして、そのブロック状の端子と同じものを用いることによって、部品の共通化を図ることができる。これにより、部品コストの削減を図ることができる。また、マザーボードとモジュール基板間に配置される電気接続用のブロック状の端子と放熱ブロックが同じものにより構成されることによって、電気接続用のブロック状の端子と、放熱ブロックとの高さばらつきが同程度となって、それら電気接続用のブロック状の端子と、放熱ブロックとのコプラナリティの規定(保証)が容易となる。これにより、マザーボードに対するモジュール基板の傾きおよび実装不良をほぼ回避することができる。 In addition, when the module board is configured to be electrically connected to the motherboard via block-shaped terminals, the same heat sink block as the block-shaped terminals can be used to share components. Can be planned. Thereby, reduction of component cost can be aimed at. In addition, since the block terminal for electrical connection and the heat dissipation block arranged between the motherboard and the module substrate are composed of the same thing, the height variation between the block terminal for electrical connection and the heat dissipation block can be reduced. As a result, it becomes easy to define (guarantee) the coplanarity between the block-like terminal for electrical connection and the heat dissipation block. Thereby, the inclination of the module substrate with respect to the mother board and mounting defects can be substantially avoided.
さらに、モジュール基板の表面に発熱部品が接合用材料によって接合されている構成を備えたものにあっては、その接合用材料の一部が放熱用ビアホールから食み出して下方側(マザーボード側)に突出する場合がある。このような場合が想定される場合には、放熱ブロックのモジュール基板側の面に、その放熱用ビアホールから食み出している接合用材料の突出部を収容するための凹部を設けることによって、モジュール基板の裏面側に接合用材料の突出部があっても、放熱ブロックのモジュール基板側の面の全面をモジュール基板の底面に当接、あるいは、接合用材料を介し熱的に接続させることが可能となる。これにより、上記突出部に起因した問題(例えば、放熱ブロックのモジュール基板側の面の一部しかモジュール基板の底面に当接しない、あるいは、放熱ブロックのモジュール基板側の面の一部しか接合用材料を介し熱的に接続しなくなって放熱効率が低下する等の問題)の発生を防止することができる。 Further, in the case where the heat generating component is bonded to the surface of the module substrate with a bonding material, a part of the bonding material protrudes from the heat radiating via hole and is on the lower side (motherboard side). May protrude. When such a case is assumed, a module is provided on the surface of the heat dissipation block on the module substrate side by providing a recess for accommodating the protruding portion of the bonding material protruding from the heat dissipation via hole. Even if there is a protruding part of the bonding material on the back side of the board, the entire surface of the module board side of the heat dissipation block can be brought into contact with the bottom surface of the module board or thermally connected via the bonding material It becomes. As a result, a problem caused by the protrusion (for example, only a part of the surface of the heat dissipation block on the module substrate side contacts the bottom surface of the module substrate, or only a part of the surface of the heat dissipation block on the module substrate side is used for bonding. It is possible to prevent the occurrence of problems such as a loss of heat dissipation efficiency due to the inability to thermally connect through the material.
さらに、モジュール基板の表面に発熱部品が設けられている構成を備えたものにあっては、放熱ブロックには、モジュール基板側の面から上側に突出した突出部が設けられ、モジュール基板には、放熱用ビアホールを形成するのに代えて、発熱部品が設けられる部分に、上面から底面に貫通し上記放熱ブロックの突出部が挿通する貫通孔が設けられている構成とすることによって、その貫通孔を通して放熱ブロックの突出部先端部分を発熱部品に直接に当接させることができるので、発熱部品の熱は直接的に放熱ブロックに伝達されることとなり、発熱部品の熱が放熱用ビアホールを介して放熱ブロックに伝達されるよりも、効率良く発熱部品の熱を放熱させることが可能となる。 Furthermore, in what is provided with the structure where the heat generating component is provided on the surface of the module substrate, the heat dissipation block is provided with a protruding portion protruding upward from the surface on the module substrate side. Instead of forming the heat radiating via hole, the portion where the heat generating component is provided has a through hole through which the protruding portion of the heat radiating block penetrates from the top surface to the bottom surface. Since the tip of the protruding part of the heat dissipation block can be brought into direct contact with the heat generating component through the heat, the heat of the heat generating component is directly transmitted to the heat dissipation block, and the heat of the heat generating component passes through the heat dissipation via hole. It is possible to dissipate the heat of the heat-generating component more efficiently than being transmitted to the heat dissipation block.
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1には第1実施形態例のモジュールの放熱構造が模式的な断面図により示されている。この第1実施形態例では、モジュール1は、図10に示されるようなモジュール基板2と、このモジュール基板2に取り付けられている端子3とを有して構成されている。この第1実施形態例では、端子3は、導体板から成るものであり、この端子3にはクリップ部が設けられ当該クリップ部によってモジュール基板2の表裏両面側からモジュール基板2の端縁部を挟み込むことによって端子3がモジュール基板2に取り付けられている。端子3の先端側はモジュール基板2よりも下方側に伸長形成されており、当該端子3の先端部分が、図1に示されるように、マザーボード6上に例えば半田等の接合用材料8によって接続されることにより、モジュール基板2がマザーボード6よりも上方側にマザーボード6と間隔を介して配置される。端子3は、そのように、モジュール基板2をマザーボード6上に搭載する機能を有すると共に、モジュール基板2とマザーボード6を電気的に接続させる機能をも備えている。なお、図1中における符号7は、端子接続用の電極パッドを示している。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a module heat dissipation structure according to the first embodiment. In the first embodiment, the module 1 includes a
モジュール基板2には、部品4や導体パターン等が設けられて例えばスイッチング電源回路等の電気回路が形成されている。この第1実施形態例では、その電気回路を構成する複数の部品4のうち、通電により熱を発する発熱部品4Hは、モジュール基板2の上面に形成されている。その発熱部品4Hの具体例を挙げると、例えば、トランジスタやダイオードやIC等の半導体部品や、トランスやチョークコイルなどがある。
The
また、モジュール基板2には、発熱部品4Hが形成されている部分に、モジュール基板2の上面側と底面側を熱的に接続する放熱用ビアホール10が1以上設けられている。なお、その放熱用ビアホール10の内壁面に金属等の熱伝導材料が形成される場合と、放熱用ビアホール10の内部全体に熱伝導材料が充填形成される場合とがあり、ここでは、何れの場合を採用してもよい。ただ、内壁面に金属等の熱伝導材料が形成されるだけの構成よりも、熱伝導材料を充填形成した方が、放熱用ビアホール10に設けられる熱伝導材料の形成量が多くなるので、モジュール基板2の上面側から底面側への熱伝導効率を向上させることができる。
Further, the
マザーボード6の上面には、少なくとも、放熱用ビアホール10が形成されているモジュール基板2の部位に対向する部分に、放熱用電極11が形成されている。
On the upper surface of the
マザーボード6上の放熱用電極11と、放熱用ビアホール10が形成されているモジュール基板2の部位との間には、直方体状の放熱ブロック12が設けられている。この放熱ブロック12は、金属(例えば銅)等の熱伝導材料により構成されている。当該放熱ブロック12のモジュール基板2側の面(上面)はその全面が半田等の熱伝導材料から成る接合用材料8を介してモジュール基板2に熱的に接合されている。また、放熱ブロック12のマザーボード6側の面(底面)はその全面が半田等の熱伝導材料から成る接合用材料8を介して放熱用電極11に接合されている。なお、モジュール基板2と放熱ブロック12間の接合用材料8は、放熱用ビアホール10内の熱伝導材料とも接合している。
A rectangular
この第1実施形態例のモジュールの放熱構造は上記のように構成されている。この放熱構造では、発熱部品4Hは、モジュール基板2の放熱用ビアホール10と接合用材料8と放熱ブロック12と接合用材料8を介して放熱用電極11に熱的に接続されて、発熱部品4Hの熱の放熱経路が構成されている。これにより、発熱部品4Hの熱は、その放熱経路を通ってマザーボード6側に放熱されることとなる。この第1実施形態例では、その発熱部品4Hからマザーボード6側に至るまでの放熱経路の全てが熱伝導材料により構成されている。
The module heat dissipation structure of the first embodiment is configured as described above. In this heat dissipation structure, the
ところで、例えば、熱伝導材料である銅は熱伝導率が395W/mKであり、熱伝導材料ではない絶縁材であるエポキシ系樹脂は熱伝導率が0.2W/mKである。例えば、発熱部品4Hの放熱経路上にエポキシ系樹脂等の絶縁材が介設されていると、その絶縁材の熱伝導率の悪さによって発熱部品4Hの熱の放熱効率の向上が難しい。これに対して、この第1実施形態例では、発熱部品4Hの熱の放熱経路の全てが、絶縁材よりも熱伝導率が約1000倍以上も高い熱伝導材料だけで構成されているので、放熱効率を高めることが容易である。
By the way, for example, copper which is a heat conductive material has a thermal conductivity of 395 W / mK, and an epoxy resin which is an insulating material which is not a heat conductive material has a thermal conductivity of 0.2 W / mK. For example, if an insulating material such as epoxy resin is interposed on the heat dissipation path of the
なお、上記構成に加えて、図1の点線に示されるように、マザーボード6の内部に放熱用電極13を設けると共に、マザーボード6上の放熱用電極11と、マザーボード6の内部の放熱用電極13とを熱的に接続させるための放熱用ビアホール14を設けてもよい。又は、マザーボード6の内部にグランド電極が形成されている場合には、そのグランド電極を放熱用電極13として機能させる構成とし、このグランド電極(放熱用電極13)と、マザーボード6上の放熱用電極11とを接続させるための放熱用ビアホール14を設けてもよい。このように、マザーボード6の内部に放熱用電極13を設ける場合には、発熱部品4Hの熱は、マザーボード6上の放熱用電極11に伝達された後に、その放熱用電極11から放熱用ビアホール14を介して放熱用電極13にも伝達されて放熱されることとなる。放熱用電極13は放熱用電極11よりも広い面積を持つことが可能であるので、広い面積を持つ放熱用電極13を備えることにより、発熱部品4Hの熱の放熱量を増加させることができて、発熱部品4Hの熱の放熱効率を向上させることができる。
In addition to the above configuration, as shown by the dotted line in FIG. 1, the
また、導体パターンの形成位置等の問題から、マザーボード6上に広い放熱用電極11を形成することが難しい場合には、例えば、マザーボード6上の放熱用電極11を省略し、マザーボード6の内部だけに放熱用電極13を形成してもよい。
Further, when it is difficult to form a wide
以下に、この第1実施形態例のモジュールの放熱構造の製造工程の一例を図2を利用して説明する。例えば、図2(a)に示されるようなマザーボード6を用意する。このマザーボード6上には、放熱用電極11が、少なくとも、発熱部品4Hが形成されているモジュール基板2部分と対向する部分に形成され、また、その放熱用電極11の上側などには接合用材料8が形成されている。
Hereinafter, an example of the manufacturing process of the module heat dissipation structure of the first embodiment will be described with reference to FIG. For example, a
そして、図2(b)に示すようなモジュール1をマザーボード6に向けて搬送する。そのモジュール1のモジュール基板2の上面には発熱部品4Hが搭載され、発熱部品4Hが搭載されているモジュール基板2部分には放熱用ビアホール10が形成されている。また、モジュール基板2の裏面には放熱用ビアホール10が形成されている部分に放熱ブロック12が接合用材料8によって固定されている。
Then, the module 1 as shown in FIG. 2B is conveyed toward the
そして、図2(c)に示すように、モジュール1の各端子3が、それぞれ、マザーボード6上の予め定められた設定位置の接合用材料8に接続し、また、放熱ブロック12の底面が接合用材料8を介して放熱用電極11に接続するように、モジュール1の位置合わせを行ってモジュール1をマザーボード6上に載置する。その後、モジュール1が載置されたマザーボード6をリフロー炉に通す。これにより、接合用材料8が溶融して、端子3の先端部が接合用材料8によりマザーボード6上の電極パッド7に接合してモジュール1がマザーボード6に実装され、また、放熱ブロック12は、接合用材料8によって、マザーボード6上の放熱用電極11に接合する。このようにして、この第1実施形態例のモジュールの放熱構造を構築することができる。
As shown in FIG. 2C, each
以下に、第2実施形態例を説明する。なお、この第2実施形態例の説明において、第1実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。 The second embodiment will be described below. In the description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of common portions are omitted.
この第2実施形態例では、放熱ブロック12の形状に特徴があり、それ以外の構成は第1実施形態例と同様である。
The second embodiment is characterized by the shape of the
ところで、例えば、モジュール基板2に発熱部品4Hを半田等の接合用材料8を利用して実装するためにモジュール基板2をリフロー炉内に通したときに接合用材料8は溶融する。発熱部品4Hが設けられるモジュール基板2部分には放熱用ビアホール10が形成されているので、そのリフロー炉で溶融した接合用材料8の一部が放熱用ビアホール10を通ってモジュール基板2の底面側から下方側に食み出ることがある。その後、その状態のまま冷却して、図3(b)のモデル図に示されるように放熱用ビアホール10から下方側に突出した接合用材料から成る突出部18が形成されることがある。
By the way, for example, when the
このような突出部18があると、放熱ブロック12の上面をモジュール基板2の底面に密着させることができず、このために、発熱部品4Hの熱の放熱効率が低下するという問題が発生する。また、そのような突出部18によって、モジュール基板2と放熱ブロック12との間に隙間がある状態で放熱ブロック12がモジュール基板2に固定されてしまうと、放熱ブロック12の底面位置が端子3の先端位置よりも突き出てしまって、モジュール1をマザーボード6上に載置する際に、端子3の先端部分が浮いた状態となって当該端子3の先端部分が接続対象の接合用材料8(電極パッド7)に接続することができないという問題が発生する。さらに、突出部18によって、放熱ブロック12がモジュール基板2に対して傾いて固定されてしまうと、その傾いた放熱ブロック12のためにモジュール基板2がマザーボード6に対して傾いて配設されてしまう虞がある。
If there is such a
この第2実施形態例では、そのような問題発生を防止するために、図3(a)の模式的な断面図に示されるように、放熱ブロック12のモジュール基板側の面には、放熱用ビアホール10から食み出している接合用材料から成る突出部18を収容できる凹部20が形成されている。この凹部20に突出部18を収容することにより、上述したような突出部18に起因した様々な問題発生を抑制することができる。
In the second embodiment, in order to prevent such a problem, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. A
以下に、第3実施形態例を説明する。なお、この第3実施形態例の説明では、第1実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。 The third embodiment will be described below. In the description of the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description of common portions is omitted.
この第3実施形態例では、図4の模式的な断面図に示されるように、モジュール基板2には、発熱部品4Hが設けられる部分に、放熱用ビアホール10を設けるのに代えて、上面側から底面側に貫通する貫通孔22が形成されている。放熱ブロック12のモジュール基板側の面には上側に突出する突出部12aが形成されている。この突出部12aはモジュール基板2の貫通孔22に挿通されて当該突出部12aの先端部分は発熱部品4Hに直接的に当接している。
In the third embodiment, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 4, the
上記構成以外の構成は第1実施形態例と同様である。この第3実施形態例では、放熱ブロック12は、直接的に発熱部品4Hに当接するので、発熱部品4Hから放熱ブロック12への放熱効率をより一層向上させることができる。
The configuration other than the above configuration is the same as that of the first embodiment. In the third embodiment, the
以下に、第4実施形態例を説明する。なお、この第4実施形態例の説明において、第1〜第3の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。 The fourth embodiment will be described below. In the description of the fourth embodiment, the same components as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of the common portions are omitted.
この第4実施形態例では、モジュール基板2の裏面に設けられた発熱部品4Hの熱をマザーボード6側に放熱させるための構造の一形態例を説明する。すなわち、この第4実施形態例のモジュールの放熱構造では、図5(a)に示されるように、モジュール基板2の裏面に導体パターン24を介して発熱部品4Hが設けられており、その導体パターン24は、発熱部品4Hの位置から外側にモジュール基板2の裏面に沿って延設されている。マザーボード6上には、少なくとも、その発熱部品4Hの位置から延設されている導体パターン24に対向する部分に、放熱用電極11が形成されている。このマザーボード6上の放熱用電極11と、これに対向するモジュール基板2の導体パターン24との間には、放熱ブロック12が、その放熱用電極11と導体パターン24の両方に接合用材料8を介し熱的に接合されている形態でもって介設されている。これにより、モジュール基板2の裏面に形成されている発熱部品4Hの熱を、導体パターン24と、放熱ブロック12とを介してマザーボード6上の放熱用電極11に放熱させることができる。
In the fourth embodiment, an example of a structure for radiating the heat of the
図5(b)、(c)には、それぞれ、モジュール基板2の裏面の発熱部品4Hと、放熱ブロック11とを熱的に接続させるための導体パターン24の形態例がマザーボード6側から見た状態で示されている。なお、図5(b)、(c)にそれぞれ示される符号25a,25bは、モジュール基板2の裏面に形成される発熱部品接続用の電極パッドを示している。発熱部品4Hは、それら電極パッド25a,25bを掛け渡すように配設され当該電極パッド25a,25bに接合用材料8を介して接合される。このように、発熱部品4Hが電極パッド25a,25bに接合されることによって、発熱部品4Hはモジュール基板2に固定されると共に、電極パッド25a,25bに接続されている配線パターン(導体パターン)26を介してモジュール基板2に形成されている電気回路に電気的に組み込まれる。
5 (b) and 5 (c), an example of the
図5(b)の例では、電極パッド25a,25b間の間隙からその外側に延設されている形態の導体パターン27が形成されている。この導体パターン27において、電極パッド25a,25b間に配置されている部分27bは、接合用材料8を介して発熱部品4Hに熱的に接合する部分となる。また、電極パッド25a,25b間の間隙から延設された例えば図5(b)の点線で囲まれた部分27aは接合用材料8を介して放熱ブロック12に熱的に接合する部分となる。つまり、図5(b)の例では、導体パターン27が、発熱部品4Hと放熱ブロック12を熱的に接続させるための導体パターン24として機能する。この導体パターン24は、電気回路とは非接続な導体パターンである。
In the example of FIG. 5B, the
この図5(b)の例では、発熱部品4Hの熱は、導体パターン27の部分27bと部分27aと、放熱ブロック12とを順に通ってマザーボード6側に放熱される。なお、放熱ブロック12と熱的に接合する導体パターン部分27aは、放熱ブロック12の上面の面積に応じた面積を有している。
In the example of FIG. 5B, the heat of the
図5(c)の例では、電極パッド25aに接続する配線パターン26の一部分26aが放熱ブロック12の上面の面積に応じた面積を有しており、当該部分26aが接合用材料8を介して放熱ブロック12に熱的に接合する部分となる。つまり、この図5(c)の例では、電極パッド25aと、配線パターン26とによって、発熱部品4Hと放熱ブロック12を熱的に接続させるための導体パターン24が構成されている。この例では、発熱部品4Hの熱は、電極パッド25aと、配線パターン26と、放熱ブロック12とを順に通ってマザーボード6側に放熱される。
In the example of FIG. 5C, a
ところで、モジュール基板2と一体化したコイル部品がある。このコイル部品は、例えば、多層構造基板から成るモジュール基板2の複数の層にそれぞれ形成位置を同じにして設けられたコイルパターンを有して成るものである。このようなコイル部品の熱を放熱させるために、次に示すような放熱構造を採り得る。例えば、モジュール基板2の裏面には、コイル部品を構成する図6に示されるようなコイルパターン28が形成されると共に、当該コイルパターン28に接続する配線パターン29がコイル部品の形成位置からその外側に伸長形成される。マザーボード6上には、少なくとも、その配線パターン29におけるコイル部品よりも外側の一部分29aと対向する部分に放熱用電極11が設けられる。この放熱用電極11と、これに対向する配線パターン部分29aとの間に、放熱ブロック12が介設される。この放熱ブロック12は、配線パターン部分29aと、マザーボード6との両方に熱的に接合されている。この場合には、コイルパターン28と配線パターン29が、コイル部品と放熱ブロック12を熱的に接続させるための導体パターン24として機能する。
There is a coil component integrated with the
ここで示した放熱構造においては、コイル部品の熱は、コイルパターン28から配線パターン29と放熱ブロック12を介してマザーボード6側に放熱される。この場合にも、コイル部品からマザーボード6に至るまでの放熱経路の全てが熱伝導材料により構成されているので、効率良くコイル部品の熱を放熱させることができる。
In the heat dissipation structure shown here, the heat of the coil component is radiated from the
以下に、第5実施形態例を説明する。なお、この第5実施形態例の説明において、第1〜第4の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。 The fifth embodiment will be described below. In the description of the fifth embodiment, the same components as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of the common portions are omitted.
この第5実施形態例では、放熱ブロック12はその側周面に凹凸が形成された形態と成している。この第5実施形態例では、その放熱ブロック12の形態以外の構成は、第1〜第4の各実施形態例と同様である。
In the fifth embodiment, the
放熱ブロック12の側周面に凹凸が形成された形態には様々な形態が考えられ、ここでは、特に限定されるものではないが、図7と図8には、それぞれ、その具体例が図示されている。図7の例では、放熱ブロック12は、その側周面に、上面側から底面側に伸びる溝(凹部)16が複数本形成された形態と成している。図8(a)の例では、放熱ブロック12は、その側周面を周回する凹部17が形成された形態と成している。なお、図8(b)は図8(a)のa−a部分の断面図である。
Various forms can be considered as the form in which the unevenness is formed on the side peripheral surface of the
この第5実施形態例では、放熱ブロック12の側周面に凹凸が形成されることにより、放熱ブロック12の側周面の表面積が増加するので、放熱ブロック12から外部の例えば空気への放熱量を増加させることができる。これにより、発熱部品4Hの熱の放熱効率をより向上させることができる。
In the fifth embodiment, since the surface area of the side peripheral surface of the
以下に、第6実施形態例を説明する。なお、この第6実施形態例の説明において、第1〜第5の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。 The sixth embodiment will be described below. In the description of the sixth embodiment, the same components as those in the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of the common portions are omitted.
第1〜第5の各実施形態例では、端子3は板状のものであったが、この第6実施形態例では、図9(a)、(b)の模式的な断面図に示されるように、端子3は、ブロック状の端子と成している。また、放熱ブロック12は、そのブロック状の端子3と同じものにより構成されている。この端子3および放熱ブロック12以外の構成は第1〜第5の各実施形態例と同様である。なお、図9(a)はモジュール基板2の表面に形成された発熱部品4Hの熱を放熱させるための第1実施形態例に示した構成を有するものに、この第6実施形態例の特有な構成を適用した場合の一形態例である。また、図9(b)はモジュール基板2の裏面に形成された発熱部品4Hの熱を放熱させるための第4実施形態例に示した構成を有するものに、この第6実施形態例の特有な構成を適用した場合の一形態例である。
In each of the first to fifth embodiments, the
この第6実施形態例では、端子3および放熱ブロック12を同じ部品により構成することにより、部品の共通化を図ることができて、部品コストの低減を図ることができる。
In the sixth embodiment, by configuring the
なお、この発明は第1〜第6の各実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、モジュール基板2の表面に設けられた発熱部品4Hの熱を放熱させる構成を有しているものにおいて、図1や図3等の例では、発熱部品4Hが設けられるモジュール基板2部分には、1つの発熱部品4Hに対して複数の放熱用ビアホール10が形成されている構成であったが、発熱部品4Hが設けられているモジュール基板2部分に形成される放熱用ビアホール10の数は、発熱部品4Hの大きさや、放熱用ビアホール10の大きさ等を考慮して、適宜設定されるものであり、数値が限定されるものではない。
In addition, this invention is not limited to the form of each 1st-6th embodiment, Various embodiments can be taken. For example, in the case where the heat of the
また、モジュール基板2に複数の発熱部品4Hが形成される場合に、それら全ての発熱部品4Hにそれぞれ対応させて放熱ブロック12を配設するのではなく、全ての発熱部品4Hのうち、最も発熱量の多い発熱部品4Hを少なくとも含む指定の発熱部品4Hだけに対応させて放熱ブロック12を配設する構成としてもよい。
Further, when a plurality of
さらに、第1〜第6の各実施形態例では、放熱ブロック12の底面は接合用材料8を介してマザーボード6上の放熱用電極11に接合される構成であったが、例えば、放熱ブロック12がほぼ設定通りの高さを持つことができるように高精度に製造できる場合には、接合用材料8を用いずに、放熱ブロック12の底面をマザーボード6上の放熱用電極11に直接的に当接させる構成としてもよい。
Further, in each of the first to sixth embodiments, the bottom surface of the
さらに、モジュール1および放熱ブロック12をリフロー炉に通す工程を経て、モジュール1および放熱ブロック12をマザーボード6に固定する例を示したが、もちろん、モジュール1および放熱ブロック12は、リフロー炉を用いずに、他の手段によってマザーボード6に固定されてもよいものである。
Furthermore, although the example which fixed the module 1 and the
さらに、第1〜第6の各実施形態例では、放熱ブロック12は、直方体状であったが、例えば、円柱状や、三角柱状や、五角以上の柱状であってもよく、放熱ブロック12はブロック状であれば形状は限定されるものではない。
Further, in each of the first to sixth embodiments, the
1 モジュール
2 モジュール基板
3 端子
4H 発熱部品
6 マザーボード
8 接合用材料
10,14 放熱用ビアホール
11,13 放熱用電極
12 放熱ブロック
20 凹部
22 貫通孔
24 導体パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003337923A JP2005109005A (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Heat dissipation structure of module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003337923A JP2005109005A (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Heat dissipation structure of module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005109005A true JP2005109005A (en) | 2005-04-21 |
Family
ID=34533604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003337923A Pending JP2005109005A (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Heat dissipation structure of module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005109005A (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006318971A (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Denso Corp | Electronic device |
CN100417312C (en) * | 2005-09-06 | 2008-09-03 | 威盛电子股份有限公司 | Print circuit board with improved heat rejection structure and electronic device |
JP2009059760A (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Toshiba Corp | Heat dissipation structure of electronic circuit board |
JP2010109309A (en) * | 2008-10-03 | 2010-05-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Electronic substrate |
JP2013062480A (en) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Power module package |
JP2014183126A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | High frequency module |
CN107678113A (en) * | 2017-11-10 | 2018-02-09 | 江苏天兴光电科技有限公司 | A kind of good PLC shunts of thermal diffusivity |
FR3059466A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-01 | Sagemcom Broadband Sas | HEAT EXHAUST DEVICE |
CN115547374A (en) * | 2022-11-08 | 2022-12-30 | 深圳泰思特半导体有限公司 | Dampproofing solid state hard drives of high-efficient heat dissipation |
US11631659B2 (en) | 2019-02-04 | 2023-04-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | High-frequency module and communication apparatus |
-
2003
- 2003-09-29 JP JP2003337923A patent/JP2005109005A/en active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006318971A (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Denso Corp | Electronic device |
JP4639937B2 (en) * | 2005-05-10 | 2011-02-23 | 株式会社デンソー | Electronic equipment |
CN100417312C (en) * | 2005-09-06 | 2008-09-03 | 威盛电子股份有限公司 | Print circuit board with improved heat rejection structure and electronic device |
JP2009059760A (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Toshiba Corp | Heat dissipation structure of electronic circuit board |
JP2010109309A (en) * | 2008-10-03 | 2010-05-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Electronic substrate |
JP2013062480A (en) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Power module package |
JP2014183126A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | High frequency module |
FR3059466A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-01 | Sagemcom Broadband Sas | HEAT EXHAUST DEVICE |
WO2018099729A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | Sagemcom Broadband Sas | Device for removing heat |
US10665527B2 (en) | 2016-11-30 | 2020-05-26 | Sagemcom Broadband Sas | Device for removing heat |
CN107678113A (en) * | 2017-11-10 | 2018-02-09 | 江苏天兴光电科技有限公司 | A kind of good PLC shunts of thermal diffusivity |
US11631659B2 (en) | 2019-02-04 | 2023-04-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | High-frequency module and communication apparatus |
CN115547374A (en) * | 2022-11-08 | 2022-12-30 | 深圳泰思特半导体有限公司 | Dampproofing solid state hard drives of high-efficient heat dissipation |
CN115547374B (en) * | 2022-11-08 | 2024-05-17 | 深圳泰思特半导体有限公司 | Dampproofing solid state hard disk of high-efficient heat dissipation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6354831B2 (en) | Semiconductor device, method for assembling semiconductor device, component for semiconductor device, and unit module | |
JP3804861B2 (en) | Electrical device and wiring board | |
JP2002290087A (en) | On-board mounting-type electronic equipment and on- board mounting-type power-supply unit | |
JP2011108924A (en) | Heat conducting substrate and method for mounting electronic component on the same | |
JP2005109005A (en) | Heat dissipation structure of module | |
JP6861732B2 (en) | Manufacturing method of printed wiring board, air conditioner and printed wiring board | |
WO2018216627A1 (en) | Electronic device | |
JP2007324544A (en) | Stacked semiconductor package | |
JP6186142B2 (en) | Terminal heat dissipation structure and semiconductor device | |
JP2010251582A (en) | Dc-dc converter | |
JP2009017624A (en) | Motor controller | |
JP2015069982A (en) | Power module | |
JP2002151634A (en) | Board radiator | |
JP2007035843A (en) | Electronic circuit device | |
JP2008258495A (en) | Heat dissipation structure of electronic component mounting circuit board | |
KR20080004734A (en) | Radiating structure in exothermic element | |
JP2006041199A (en) | Electronic device | |
JP2020064941A (en) | Circuit structure and electric connection box | |
JP6060053B2 (en) | Power semiconductor device | |
JP2006135202A (en) | Heat radiating structure for electronic appliance | |
JP2011066281A (en) | Heat generating device | |
CN214154942U (en) | Circuit board assembly | |
JP2018148125A (en) | Electronic equipment and manufacturing method of electronic equipment | |
TWI673835B (en) | Flip-chip package structure of power chip and packaging method thereof | |
JP2009188192A (en) | Circuit device |