JP2006066594A - Heatsink device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、LSI等の半導体が発生する熱を基板を介して放熱する放熱装置に関し、特に、半導体の表裏から発する熱を効率的に放熱できる放熱装置および電子機器に関する。 The present invention relates to a heat radiating device that radiates heat generated by a semiconductor such as an LSI through a substrate, and more particularly to a heat radiating device and an electronic device that can efficiently radiate heat generated from the front and back of the semiconductor.
従来、基板上に実装されたLSI等の半導体は、その集積密度が高密度化しており、半導体が発生する熱の発散を効率的に行える手段の要望が高まっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductors such as LSI mounted on a substrate have a high integration density, and there is an increasing demand for means that can efficiently dissipate heat generated by the semiconductor.
図16は、従来の放熱構造を示す図である。LSI等の半導体100が発生する熱は、この半導体100上面に取り付けた放熱フィン102を介して放熱する技術と、半導体100のリード部(BGAパッケージにおけるボールバンプ101)から基板103内部に形成されたビア104および内部銅箔パターン105に拡散させる技術が一般的である。
FIG. 16 is a diagram showing a conventional heat dissipation structure. The heat generated by the
具体的には、プリント基板内部に放熱用ヒートシンクを内蔵し、ヒートシンクを中空で矩形型に形成し、中空部に水などを流し冷却する構造(例えば、下記特許文献1参照。)や、半導体への密着性を改善して半導体装置の上面にストレスを与えず脱落を防止し、放熱効果を確保する放熱フィン(例えば、下記特許文献2参照。)や、ICチップを熱拡散率を改善するヒートシンク一体型チップカバーで覆い、アダプターボードの縁に特殊凹状の段を形成するチップカバーを用いてパッキング強度および一体性の改善、保護性を増す構造としたもの(例えば、下記特許文献3参照。)等がある。
Specifically, a heat sink for heat dissipation is built in the printed circuit board, the heat sink is formed in a hollow rectangular shape, and water or the like is poured into the hollow portion to cool it (for example, see
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、LSIチップの発熱は、基板、ビア、伝導性金属によって、放熱フィンに伝える構造となっており、基板の板厚が厚くなり、対応して部品実装制限(例えば、部品高さを減らす必要)が生じたり、基板内部の構造が複雑となり、基板製造の工数や製造コストが増加するという問題を生じる。また、LSI(BGA)ピンの数が1000ピンを超え、高速かつ配線出入りが多くなったとき、LSI直下の位置で、基板内部にヒートシンクを設置することは、引出し配線、ビアに制限が生じ、設計が難しくなる。
However, in the technique described in
また、特許文献2に記載の技術では、放熱フィンの金具構造が非常に精密に製作する必要があり、また放熱体に合わせて特殊な(汎用ではない)構造である。また、放熱フィンの固定構造についても、挟みこみを行うため、振動などが生じたときに接触部が破損する恐れがある。
In the technique described in
また、特許文献3に記載の技術では、密着性向上およびIC保護性、熱伝導性において一定の利点を有するが、ICチップと、カバー機能付ヒートシンクが一体型とされており、人手の接触によって容易にカバーが外れたり、ICとともに外れる恐れがある。 In addition, the technique described in Patent Document 3 has certain advantages in adhesion improvement, IC protection, and thermal conductivity, but the IC chip and the heat sink with a cover function are integrated and can be touched by human hands. There is a risk that the cover may come off easily or with the IC.
特に、近年は、LSI等半導体のパッケージが多様化し、このパッケージからの導出ピン数も多ピン化され、かつ小型化されてきている。このように小型化された半導体に対して接合される放熱フィン等は接触面積が小さくなるため、必要以上に大型化された放熱フィンを用いても効率的な放熱を行うことができない。また、一つの基板に搭載される高発熱部品が増加しており、部品同士間の距離も狭くなっている。このような現状においては、単に放熱フィンだけを用いた放熱では放熱効果を向上させることができない。なお、このような基板上における半導体の高密度実装が行われている状態では、大型の放熱フィンを利用すること自体、他の実装部品の領域を制限することとなり好ましくない。また、放熱効果を向上させるために、放熱フィンを半導体に接着等で取り付けた場合には、工数の増加や、接着後の取り外しが行えない、等の不具合が生じる。 In particular, in recent years, semiconductor packages such as LSIs have been diversified, and the number of pins derived from these packages has been increased, and the size has been reduced. Since the heat radiation fins and the like joined to the semiconductor thus miniaturized have a small contact area, efficient heat radiation cannot be performed even if the heat radiation fins that are larger than necessary are used. In addition, the number of high heat generating components mounted on one board is increasing, and the distance between the components is also narrowed. Under such circumstances, the heat dissipation effect cannot be improved by simply radiating heat using only the radiating fins. Note that, in a state where high-density mounting of semiconductors on such a substrate is performed, it is not preferable to use a large radiating fin itself because it limits the area of other mounted components. In addition, in order to improve the heat radiation effect, when the heat radiation fin is attached to the semiconductor by bonding or the like, problems such as an increase in the number of man-hours and the inability to be removed after bonding occur.
この発明は、基板上に配置される発熱体(例えば半導体)からの発熱を効率的に発散できる放熱装置および電子機器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a heat dissipation device and an electronic apparatus that can efficiently dissipate heat generated from a heating element (for example, a semiconductor) disposed on a substrate.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる放熱装置は、発熱体が搭載され、内部に前記発熱体の裏面から伝導される熱を前記発熱体の搭載位置の外側部まで導出する放熱経路が形成された基板と、前記発熱体の表面から伝導される熱を放熱する放熱フィンと、熱伝導性の材質により形成され、前記放熱フィンが取り付けられるとともに、前記放熱経路の前記外側部に接続される接続部を備えたフィン固定部材と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the heat dissipating device according to the present invention includes a heating element, and heat conducted from the back surface of the heating element to the outside of the mounting position of the heating element. A substrate on which a heat radiation path to be led out is formed, a heat radiation fin that radiates heat conducted from the surface of the heating element, a heat conductive material, the heat radiation fin is attached, and the heat radiation path And a fin fixing member having a connection portion connected to the outer side portion.
この発明によれば、発熱体の表面からの熱は、放熱フィンから発散させることができる。また、発熱体の裏面からの熱は、基板内部から発熱体の搭載位置の外側部に導出された放熱経路に接続されたフィン固定金具を介して放熱フィンに伝導させることができる。これにより、発熱体の表面および裏面から発した熱を異なる放熱経路を介して放熱できるようになり、発熱体の放熱の効率化を図ることができるようになる。 According to this invention, the heat from the surface of the heating element can be dissipated from the radiation fin. Further, the heat from the back surface of the heat generating element can be conducted to the heat radiating fins via the fin fixing bracket connected to the heat radiating path led out from the inside of the substrate to the outer side of the mounting position of the heat generating element. As a result, heat generated from the front and back surfaces of the heating element can be dissipated through different heat dissipation paths, and the efficiency of heat dissipation of the heating element can be improved.
本発明にかかる放熱装置および電子機器によれば、発熱体の上面側の熱を放熱フィンに伝導させることができ、また、下面からの熱も放熱フィンに伝導させることができるため、放熱効率を高めることができる。発熱体として例えば半導体が高密度実装される場合には、各半導体からの発熱を効率よく発散できる。 According to the heat radiating device and the electronic apparatus according to the present invention, heat on the upper surface side of the heating element can be conducted to the heat radiating fin, and heat from the lower surface can also be conducted to the heat radiating fin. Can be increased. For example, when semiconductors are mounted at high density as the heating element, heat generated from each semiconductor can be efficiently dissipated.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる放熱装置および電子機器の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a heat dissipation device and an electronic device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態による放熱装置の構成を示す側面図である。図示の半導体1は、BGA(Ball Grid Array)タイプの高発熱型のLSIである。この半導体1は、下面に入出力用のパッドとしてボールバンプ2が配置されている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a heat dissipation device according to an embodiment of the present invention. The illustrated
基板10には、半導体1のボールバンプ2の位置に対応して基板10の厚さ方向に放熱用のビア11が設けられている。基板10内部には、長さ方向に向かって内部銅箔パターン12が形成されており、この内部銅箔パターン12は、ビア11に接続されている。ビア11および内部銅箔パターン12は、基板10の内部に複数、層状に設けられている。
The
また、基板10の表面には、半導体1が配置される位置に複数個のフットプリント部13が形成されている。このフットプリント部13は、半導体1の接合位置の外側部にも形成されている。これらフットプリント部13の直下には、熱を伝導するビア14が形成されている。そして、このビア14には、内部銅箔パターン12が接続されている。
A plurality of
基板10の外側部のフットプリント部13には、フィン固定金具20のリード部21が表面実装により接合されるようになっている。フィン固定金具20は、側面から見て略台形状の形状となるよう熱伝導性の良好な金属材質を折曲形成してなる。このフィン固定金具20の上面には、上面に複数のフィン25aが形成された放熱フィン25が取り付けられる。この放熱フィン25は、ネジ26を用いてフィン固定金具(フィン固定部材)20の上面に固定される。
A
半導体1の上面と、放熱フィン25の下面との間には、熱伝導マット30が介挿される。この熱伝導マット30は、サーマルシート等の熱伝導性が良好で絶縁性を有し、収縮自在な材質からなる。放熱フィン25の下面には、熱伝導マット30の外径に対応して、この熱伝導マット30を位置決め保持するための所定深さの凹部25bが形成されている。
A heat
上記構成により、半導体1の上面(表面)側では、熱伝導マット30〜放熱フィン25に至る第1の放熱経路が形成されている。また、半導体1の下面(裏面)側では、ボールバンプ2〜フットプリント部13〜ビア11〜内部銅箔パターン12〜ビア14〜半導体1の外側部のフットプリント部13を介して熱伝導させる第2の放熱経路が形成される。この第2の放熱経路上において、ビア11と、内部銅箔パターン12と、ビア14の各部は、伝導された熱を基板10内部で放熱させる。さらに、第2の放熱経路は、この後、半導体1の外側部のフットプリント部13〜リード部21〜フィン固定金具20〜放熱フィン25まで至る。これにより、半導体1下面からの熱は、放熱フィン25から放熱することもできるようになる。第2の放熱経路の末端に位置する半導体1の外側部のフットプリント部13は、配線パターンの形成に限らず、フィン固定金具20の接続部(リード部21)に熱的に接続された構成であればよい(他の構成例は後述する。)。
With the above configuration, a first heat radiation path extending from the heat
図2は、フィン固定金具を示す平面図である。フィン固定金具20は、中央部に熱伝導マット30の外径より大きく、熱伝導マット30が内部を貫通可能な開口部20aが形成されている。これにより、フィン固定金具20の開口部20aの上部から熱伝導マット30を装着することができる。開口部20aの周囲には4カ所にネジ穴20bが形成されており、放熱フィン25を取り付けるためのネジ26が嵌められるようになっている。このネジ穴20bは、放熱フィン25を取り付けるための係止穴である。図2に示す例では、リード部21が4つの角部にそれぞれ2つずつ合計8カ所に設けられている。リード部21の数と幅は、放熱フィン25やそれを留めるネジ26等の重量に耐える保持力及び剥離強度を有する条件によって決定するものである。
FIG. 2 is a plan view showing the fin fixing bracket. The
図3−1〜図3−4は、それぞれ放熱装置の製造工程を説明する図である。これらの図に示す製造工程は、製造リフローラインを用いた全自動の表面実装により行われる。 FIGS. 3A to 3D are diagrams illustrating a manufacturing process of the heat dissipation device. The manufacturing process shown in these drawings is performed by fully automatic surface mounting using a manufacturing reflow line.
はじめに、図3−1に示すように、基板10に半導体1を搭載する。この半導体1は、上面が図示しない自動マウンターの吸着ノズルに吸着され基板10に搭載される。
First, as shown in FIG. 3A, the
次に、図3−2に示すように、フィン固定金具20を自動マウンターで吸着し、半導体1の上部に搭載する。この際、フィン固定金具20には、後述する搭載用吸着板が取り付けられた状態で自動マウンターにより吸着保持することができる。この際、リード部21が半導体1の外側部のフットプリント部13部分に位置するよう搭載される。
Next, as shown in FIG. 3-2, the
次に、図3−3に示すように、リフロー半田実装により、半導体1およびフィン固定金具20の上面および、基板10の下面から熱風を吹き付ける。これにより、半導体1のボールバンプ2が基板10に半田接合される。また、フィン固定金具20のリード部21が基板10上のフットプリント部13に半田接合される。
Next, as shown in FIG. 3C, hot air is blown from the upper surface of the
次に、図3−4に示すように、フィン固定金具20の上部から開口部20a(図2参照)部分を介して熱伝導マット30を挿入し、この熱伝導マット30の下面が半導体1の上面に接するよう取り付ける。この後、フィン固定金具20の上面に放熱フィン25を取り付け、ネジ26を用いて固定する。この際、熱伝導マット30は、半導体1の上面と放熱フィン25の下面のそれぞれに密接するように収縮した状態で設けられる。また、ネジ26でネジ留め固定をしても、熱伝導マット30がある程度の収縮性を持っているため、BGAのボールバンプ2に過度な力を及ぼさないようにしている。また、熱伝導マット30を設けることにより、放熱フィン25と半導体1との間の接着性を良好にすることができる。電波吸収体の機能を持った熱伝導マット30を使用した場合は、半導体1から放射される妨害電波を吸収し、妨害電波の外部放射を低減させることができる。
Next, as shown in FIG. 3-4, the heat
図4−1は、搭載用吸着板を示す平面図、図4−2は、搭載用吸着板を示す側面図である。これらの図では、搭載用吸着板40をフィン固定金具20に取り付けた状態を示している。搭載用吸着板40は、上述したように、自動マウンターを用いてフィン固定金具20を基板10に搭載する際に、フィン固定金具20を吸着するために用いられる。この搭載用吸着板40は、可撓性を有する樹脂材質により形成されている。
FIG. 4A is a plan view showing the mounting suction plate, and FIG. 4B is a side view showing the mounting suction plate. In these drawings, the mounting
搭載用吸着板40は、フィン固定金具20の開口部20aを覆う如く平板状に形成されており、4隅部分には、それぞれ係止片41が下方に向けて折曲形成されている。係止片41は、先端の爪41aが外方に向けて折曲されている。この係止片41をフィン固定金具20のネジ穴20bにそれぞれ挿入して、先端の爪41aにより挿入状態を保持できる。フィン固定金具20に搭載用吸着板40を取り付けた状態で、フィン固定金具20の中心には、搭載用吸着板40の上面が位置する。自動マウンターの吸着ノズルは、この中心位置(図中箇所a)を吸着でき、フィン固定金具20を安定して上述した基板10の配置位置に搭載することができる。なお、搭載用吸着板40はフィン固定金具20を基板10に搭載した後に、取り外される。この取り外し時には、図4−2に示すように、取り外し用の側片部42を下方に曲げながら搭載用吸着板40を上方に持ち上げることにより、ネジ穴20bに対する係止片41先端の爪41aの係止を解除し、取り外すことができる。
The mounting
次に、図5−1〜図5−4は、それぞれ放熱装置の他の製造工程を説明する図である。これらの図は、半自動の製造工程を示すものである。はじめに、図5−1に示すように、自動マウンターにより基板10に半導体1を搭載する。次に、図5−2に示すように、半導体1に対するリフロー半田実装を行う。この後、図5−3に示すように、フィン固定金具20の実装を行う。基板10に対するフィン固定金具20の固定は、図示のように、半田こて28を使用して半田接合を行うこともできる。この後、図5−4に示す熱伝導マット30の取り付けおよび放熱フィン25の取り付けを行う。
Next, FIGS. 5A to 5D are diagrams illustrating another manufacturing process of the heat dissipation device. These figures show a semi-automatic manufacturing process. First, as shown in FIG. 5A, the
図6−1は、搭載用吸着板の他の例を示す平面図、図6−2は、搭載用吸着板の他の例を示す側面図である。これらの図では、搭載用吸着板40をフィン固定金具20に取り付けた状態を示している。この搭載用吸着板40は、フィン固定金具20の開口部20aを覆う如く平板状に形成されており、両側には、係止片41が下方に向けて折曲形成されている。この搭載用吸着板40は、可撓性を有する樹脂材質により形成されている。また、吸着搭載用吸着板40の縦寸法(係止片41の長さ)は、リード部21の上下内側間隔寸法にほぼ合わせてあり、搭載用吸着板40をフィン固定金具20に取り付けたとき、上下ズレが生じないような形状となっている。
FIG. 6A is a plan view illustrating another example of the mounting suction plate, and FIG. 6B is a side view illustrating another example of the mounting suction plate. In these drawings, the mounting
係止片41は、先端の爪41aが外方に向けて折曲されている。この係止片41は、フィン固定金具20の側辺22部分に係止することができる。フィン固定金具20に搭載用吸着板40を取り付けた状態で、フィン固定金具20の中心には、搭載用吸着板40の上面が位置する。自動マウンターの吸着ノズルは、この中心位置(図中箇所a)を吸着でき、フィン固定金具20を安定して基板10に搭載することができる。なお、搭載用吸着板40は、フィン固定金具20を基板10に搭載した後に、先端の爪41a部分を外方に引きながら搭載用吸着板40を上方に持ち上げることにより、側辺22に対する係止片41の係止を解除し、取り外すことができる。
The locking
図7は、フィン固定金具の他の例を示す側面図である。上述したフィン固定金具20の板厚が薄いときには、ネジ穴20b部分の溝深さを大きく取れない。この場合、図示のように、ネジ穴20bの部分に所定深さのネジタップ付スペーサ20cを設けたものを用いることができる。
FIG. 7 is a side view showing another example of the fin fixing bracket. When the plate thickness of the
図8−1は、フィン固定金具の他の例を示す平面図、図8−2は、フィン固定金具の他の例を示す側面図である。前述した各構成と同一の構成部には同一の符号を附してある。この構成は、開口部20aの4辺にそれぞれ側壁20dを折曲形成したものである。この側壁20dを設けることにより、熱伝導マット30の側部を支持することができ、熱伝導マット30の位置ずれを防止できる。
FIG. 8A is a plan view illustrating another example of the fin fixing bracket, and FIG. 8B is a side view illustrating another example of the fin fixing bracket. The same components as those described above are denoted by the same reference numerals. In this configuration,
図9−1は、フィン固定金具の他の例を示す平面図、図9−2は、フィン固定金具の他の例を示す側面図である。この構成は、ネジ穴20b(ネジタップ付スペーサ20c)の個数を中央の2個とし、開口部20a周囲の4辺の板幅を薄く、且つフィン固定金具20の基板10上の実装面積を図2に示したフィン固定金具20より小さくし、軽量化したものである。これにより、BGA周辺のリペアに必要な未実装領域を活用して実装高密度化を図ることができる。
FIG. 9A is a plan view illustrating another example of the fin fixing bracket, and FIG. 9B is a side view illustrating another example of the fin fixing bracket. In this configuration, the number of
図10−1は、フィン固定金具の他の例を示す平面図、図10−2は、フィン固定金具の他の例を示す側面図である。この構成は、図8−1に示した側壁20dを備えたものである。
FIG. 10A is a plan view illustrating another example of the fin fixing bracket, and FIG. 10B is a side view illustrating another example of the fin fixing bracket. This configuration includes the
図11−1は、フィン固定金具の他の例を示す側面図である。このフィン固定金具20は、リード部21を設けず、基板10に差し込むための先端部21aを形成してある。図11−2は、フィン固定金具の拡大図である。この図に示すように、フィン固定金具20の先端部21aを基板10に形成した挿入孔10aに差し込んだ後に半田付けして固定することができる。
FIG. 11A is a side view illustrating another example of the fin fixing bracket. The
図12−1は、フィン固定金具の他の例を示す側面図である。図12−2は、フィン固定金具の拡大図である。これらの図に示すように、フィン固定金具20のリード部21の挿入口21b上部には、予めナット35bを溶接等により固定して設けておく。そして、基板10に設けたボルトの挿入口10bにボルト35aを挿通させる。そして、ボルト35aをナット35bに締め付ける。これにより、フィン固定金具20を基板10に取り付けることができる。この構成によれば、ボルト35aとナット35bとの締め付けを解除するだけで基板10からフィン固定金具20を取り外すことができ、複数回の着脱を容易に行えるようになる。
FIG. 12A is a side view illustrating another example of the fin fixing bracket. FIG. 12-2 is an enlarged view of the fin fixing bracket. As shown in these drawings, a
図13−1は、放熱フィンを示す平面図、図13−2は、放熱フィンを示す裏面図、図13−3は、放熱フィンを示す側面図である。放熱フィン25の上面には、縦長のフィン25aが複数整列して突出形成されている。また、フィン固定金具20のネジ穴20bに対応する位置に複数のネジ穴25cが貫通形成されている。放熱フィン25の裏面には、熱伝導マット30の外径に対応してこの熱伝導マット30を位置決め保持するための所定深さの凹部25bが形成されている。
FIG. 13-1 is a plan view showing a heat radiating fin, FIG. 13-2 is a back view showing the heat radiating fin, and FIG. 13-3 is a side view showing the heat radiating fin. A plurality of vertically
図14−1は、半導体を搭載した基板が装着される電子機器を示す斜視図、図14−2は、半導体を搭載した基板が装着される電子機器を示す側断面図である。この電子機器の筐体50は、前面に複数(図示の例ではスロット数が15)のスロット50aが設けられ、各スロット50aに基板10が装着される。基板10上は、背面のコネクタ10dが筐体50内部のボード53に接続されて、基板10に対する電源および信号が入出力されるようになっている。
14A is a perspective view illustrating an electronic device on which a substrate on which a semiconductor is mounted is mounted, and FIG. 14B is a side cross-sectional view illustrating the electronic device on which a substrate on which a semiconductor is mounted. A
スロット50aの下部には、筐体50内部に半導体冷却用の空気流を取り込む開口部50bが開口形成され、筐体50の上部には空気流を排出する排出口(図14−2参照)50cが形成されている。また、筐体50の下部には、複数のファン51が設けられている。このファン51は、開口部50bから取り込んだ空気を基板10の下部から上部に送り出す空気流の流れ(図中C)を形成する。ファン51によって形成された空気流は、基板10上に搭載された半導体1および半導体1に装着された放熱フィン25部分を通過し、放熱フィン25から発散された熱を排出口50cから排出される。
An
ところで、基板10上に搭載される半導体1の配置位置が近接していたり、空気流の流れに沿って複数の半導体1が配置されることがある。このような場合、空気流の流れの方向(C)から見て後方に位置する半導体1は、前方の半導体1から放熱された熱を受けて放熱効果を向上させることができない。
By the way, the arrangement | positioning position of the
図15−1は、フィン固定金具の他の例を示す平面図、図15−2は、フィン固定金具の他の例を示す側面図である。図示のように、このフィン固定金具20には、4辺のうち1辺に風向調整部23を設けている。この風向調整部23は、平面で見て3角形状に突出しており、突出部分に所定高さを有する傾斜片23aを折曲形成してなる。
15A is a plan view illustrating another example of the fin fixing bracket, and FIG. 15B is a side view illustrating another example of the fin fixing bracket. As shown in the figure, the
図15−3は、図15−1に示したフィン固定金具による風向の変更状態を示す図である。図示のように、半導体1が空気流の流れ(C)に沿って互いに近接配置されているとする。このような配置状態のとき、空気流の流れの方向(C)から見て前方に位置する半導体1側には、風向調整部23を備えたフィン固定金具20を配置する。この際、風向調整部23の配置は、空気流の流れの方向(C)を、後方に位置する半導体1方向から反らす位置にする。これにより、空気流の流れの方向(C)の前方の半導体1から放熱された熱を含む空気流が、後方に位置する半導体1を通過することがないため、後方に位置する半導体1の放熱に支障を与えない。
FIG. 15C is a diagram illustrating a change state of the wind direction by the fin fixing bracket illustrated in FIG. As shown in the figure, it is assumed that the
上記構成では、フィン固定金具20に風向調整部23を設ける構成としたが、放熱フィン25に、この風向調整部23と同様の構成を設けて構成することもできる。
In the above configuration, the wind
以上説明した実施の形態の構成によれば、フィン固定金具20は、搭載用吸着板40を装着して自動マウンターによる表面実装を容易に行える。そして、半導体1の上面側に発生した熱は、熱伝導マット30を介して放熱フィン25から放熱することができる。また、半導体1の下面側に発生した熱については、ボールバンプ2〜ビア11〜内部銅箔パターン12〜ビア14〜フットプリント部13を介して熱伝導される。この放熱経路上において、ビア11と、内部銅箔パターン12と、ビア14の各部は、伝導された熱を基板10内部で放熱させる。さらに、この後、フットプリント部13〜リード部21〜フィン固定金具20〜放熱フィン25に至る放熱経路が形成されている。これにより、半導体1下面からの熱は、フットプリント部13を介して、放熱フィン25に熱伝導させ放熱フィン25から放熱できるようになる。これにより、半導体1から発生した熱を効率的に発散させることができるようになる。また、放熱フィン25は、熱伝導マット30を挟んでフィン固定金具20にネジ止めできる構成であり、取り付けおよび交換を容易に行える。
According to the configuration of the embodiment described above, the
なお、フィン固定金具20に対する放熱フィン25の取り付けは、ネジ26を用いて行う構成としたが、これに限らず放熱フィン25の脱着が容易なピンや他の固定具を用いて行ってもよい。
In addition, although the attachment of the
(付記1)発熱体が搭載され、内部に前記発熱体の裏面から伝導される熱を前記発熱体の搭載位置の外側部まで導出する放熱経路が形成された基板と、
前記発熱体の表面から伝導される熱を放熱する放熱フィンと、
熱伝導性の材質により形成され、前記放熱フィンが取り付けられるとともに、前記放熱経路の前記外側部に接続される接続部を備えたフィン固定部材と、
を備えたことを特徴とする放熱装置。
(Supplementary Note 1) A substrate on which a heating element is mounted, and a heat dissipation path for leading heat conducted from the back surface of the heating element to the outside of the mounting position of the heating element is formed inside,
A radiating fin for radiating heat conducted from the surface of the heating element;
A fin fixing member that is formed of a thermally conductive material, is attached with the radiating fin, and has a connection portion connected to the outer portion of the radiating path;
A heat dissipation device comprising:
(付記2)前記基板に形成される前記放熱経路は、前記基板の厚さ方向に延びて形成されるビアと、
前記ビアに接続され前記基板の面に沿って形成される内部銅箔パターンとからなることを特徴とする付記1に記載の放熱装置。
(Appendix 2) The heat dissipation path formed in the substrate includes a via formed to extend in the thickness direction of the substrate;
The heat radiating device according to
(付記3)前記フィン固定部材は、前記発熱体の外径に対応した径を有する開口部を備え、
前記開口部を介して前記発熱体の表面と、前記放熱フィンとの間には、熱伝導性を有し、収縮可能な熱伝導マットが介挿されることを特徴とする付記1または2に記載の放熱装置。
(Additional remark 3) The said fin fixing member is provided with the opening part which has a diameter corresponding to the outer diameter of the said heat generating body,
The
(付記4)前記フィン固定部材は、前記開口部に前記熱伝導マットの側部を位置決めするための側壁を有することを特徴とする付記3に記載の放熱装置。 (Additional remark 4) The said fin fixing member has a side wall for positioning the side part of the said heat conductive mat in the said opening part, The heat radiating device of Additional remark 3 characterized by the above-mentioned.
(付記5)前記フィン固定部材は、前記放熱フィンを固定するための係止穴を有することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の放熱装置。 (Additional remark 5) The said fin fixing member has a locking hole for fixing the said thermal radiation fin, The heat radiating device as described in any one of additional marks 1-4 characterized by the above-mentioned.
(付記6)前記フィン固定部材に対して着脱可能であり、前記フィン固定部材を前記基板上に搭載する際に、前記フィン固定部材の開口部を覆い、搭載用の吸着箇所を形成する搭載用吸着板を備えたことを特徴とする付記1〜5のいずれか一つに記載の放熱装置。
(Additional remark 6) It is detachable with respect to the said fin fixing member, and when mounting the said fin fixing member on the said board | substrate, the opening part of the said fin fixing member is covered, and the adsorption | suction location for mounting is formed The heat radiating device according to any one of
(付記7)前記基板は、前記放熱経路の導出位置に形成されたパターンを備え、
前記フィン固定部材には、前記パターンに接合されるリード部を備えたことを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の放熱装置。
(Additional remark 7) The said board | substrate is provided with the pattern formed in the derivation | leading-out position of the said thermal radiation path | route,
The heat radiating device according to any one of
(付記8)前記フィン固定部材のリード部は、前記パターンに半田接合されることを特徴とする付記7に記載の放熱装置。
(Supplementary note 8) The heat dissipation device according to
(付記9)前記フィン固定部材には、前記放熱経路の導出位置に差し込み接合される先端部を備えたことを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の放熱装置。 (Additional remark 9) The heat dissipation apparatus as described in any one of additional remarks 1-6 provided with the front-end | tip part inserted in the said fin fixing member in the derivation | leading-out position of the said thermal radiation path | route, and joining.
(付記10)前記放熱フィンは、前記熱伝導マットが接合する箇所に、当該熱伝導マットの外径に対応した径の凹部を有することを特徴とする付記1〜9のいずれか一つに記載の放熱装置。 (Additional remark 10) The said radiation fin has a recessed part of the diameter corresponding to the outer diameter of the said heat conductive mat in the location which the said heat conductive mat joins, The any one of Additional marks 1-9 characterized by the above-mentioned. Heat dissipation device.
(付記11)前記フィン固定部材は、冷却用の空気流の流れを変更する風向調整部を備えたことを特徴とする付記1〜10のいずれか一つに記載の放熱装置。 (Additional remark 11) The said fin fixing member was equipped with the wind direction adjustment part which changes the flow of the air flow for cooling, The heat radiating device as described in any one of additional marks 1-10 characterized by the above-mentioned.
(付記12)前記付記1〜11のいずれか一つに記載の放熱装置を備えたことを特徴とする電子機器。 (Additional remark 12) The electronic device provided with the thermal radiation apparatus as described in any one of the said additional remarks 1-11.
以上のように、本発明にかかる放熱装置は、半導体等の発熱体が発する熱を効率的に発散させることができ、特に、高密度実装された基板、およびこの基板を備えた電子機器に適している。 As described above, the heat dissipation device according to the present invention can efficiently dissipate heat generated by a heating element such as a semiconductor, and is particularly suitable for a board mounted with high density and an electronic apparatus including the board. ing.
1 半導体
2 ボールバンプ
10 基板
11,14 ビア
12 内部銅箔パターン
13 フットプリント部
20 フィン固定金具
20a 開口部
20b ネジ穴
21 リード部
23 風向調整部
25 放熱フィン
25a フィン
26 ネジ
30 熱伝導マット
40 搭載用吸着板
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記発熱体の表面から伝導される熱を放熱する放熱フィンと、
熱伝導性の材質により形成され、前記放熱フィンが取り付けられるとともに、前記放熱経路の前記外側部に接続される接続部を備えたフィン固定部材と、
を備えたことを特徴とする放熱装置。 A substrate on which a heat generating body is mounted, and a heat dissipation path that leads heat conducted from the back surface of the heat generating body to the outside of the mounting position of the heat generating body is formed inside,
A radiating fin for radiating heat conducted from the surface of the heating element;
A fin fixing member that is formed of a thermally conductive material, is attached with the radiating fin, and has a connection portion connected to the outer portion of the radiating path;
A heat dissipation device comprising:
前記ビアに接続され前記基板の面に沿って形成される内部銅箔パターンとからなることを特徴とする請求項1に記載の放熱装置。 The heat dissipation path formed in the substrate includes a via formed to extend in the thickness direction of the substrate;
The heat dissipation device according to claim 1, comprising an internal copper foil pattern connected to the via and formed along the surface of the substrate.
前記開口部を介して前記発熱体の表面と、前記放熱フィンとの間には、熱伝導性を有し、収縮可能な熱伝導マットが介挿されることを特徴とする請求項1または2に記載の放熱装置。 The fin fixing member includes an opening having a diameter corresponding to the outer diameter of the heating element,
The heat conductive mat which has thermal conductivity and can be shrunk is interposed between the surface of the heating element and the heat radiating fin through the opening. The heat dissipation device described.
An electronic apparatus comprising the heat dissipation device according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004246599A JP2006066594A (en) | 2004-08-26 | 2004-08-26 | Heatsink device and electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004246599A JP2006066594A (en) | 2004-08-26 | 2004-08-26 | Heatsink device and electronic apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015510274A (en) * | 2012-03-22 | 2015-04-02 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Thermal interface material |
US10674596B2 (en) | 2018-01-25 | 2020-06-02 | Nec Corporation | Electronic component, electronic component manufacturing method, and mechanical component |
-
2004
- 2004-08-26 JP JP2004246599A patent/JP2006066594A/en not_active Withdrawn
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