JP2008084937A - Socket with heat radiating function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子の放熱効率を高める放熱機能付きソケットに関する。 The present invention relates to a socket with a heat dissipation function that increases the heat dissipation efficiency of a semiconductor element.
最近の半導体電気・電子部品は多機能、高性能化とともに、高集積化、小型、薄型化の傾向にある。それに伴い、CPU(Central Processing Unit)、MPU(MicroProcessing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)などの半導体素子内で発生した熱が、それらの内部に蓄積されて高温レベルになるため、寿命が短くなり、また誤作動を生じるなど信頼性が低下する。 Recent semiconductor electrical / electronic components tend to be more integrated, smaller, and thinner with multifunction and higher performance. Along with this, the heat generated in semiconductor elements such as CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), etc. is accumulated inside them and becomes a high temperature level. In addition, the reliability decreases due to malfunction.
そこで、従来は半導体素子そのものに、あるいは半導体素子を保持するソケットにヒートシンクを取り付けることにより、前記半導体素子が発生した熱を大気中に逃がすことにより冷却している。 Therefore, conventionally, a heat sink is attached to the semiconductor element itself or to a socket for holding the semiconductor element, thereby cooling the semiconductor element by releasing the heat generated by the semiconductor element into the atmosphere.
前記半導体素子をソケットに装着した状態で放熱を行うものとしては、以下に示すような特許文献が存在している。
特許文献1に記載のものは、ヒートシンクを用いて半導体素子の内部で発生した熱を前記半導体素子の表面や側面から逃がす構成である。
The thing of
しかし、熱を半導体素子の表面および側面から逃がすだけの構成では、冷却能力(放熱効率)を高めるのに限界があり、さらなる冷却能力の向上が望まれている。すなわち、ハンダボールなどが設けられる半導体素子の下面(接続面)についも、熱を逃がすルートとして有効に利用することが好ましい。 However, in the configuration in which heat is simply released from the surface and side surfaces of the semiconductor element, there is a limit to increasing the cooling capacity (heat radiation efficiency), and further improvement of the cooling capacity is desired. That is, it is preferable to effectively use the lower surface (connection surface) of the semiconductor element provided with solder balls or the like as a route for releasing heat.
一方、半導体素子を冷却する手段としては、例えばファンからの送風を半導体素子やヒートシンクに当てて強制的に冷却する方式が一般的である。 On the other hand, as a means for cooling the semiconductor element, for example, a method of forcibly cooling by blowing air from a fan to a semiconductor element or a heat sink is common.
また半導体素子はバーンイン装置を用いて熱サイクル試験が行われる。このようなバーンイン装置では、一度に複数の半導体素子を試験する必要があるため、前記装置内には複数のバーンイン用のソケットが配置される。前記熱サイクル試験(バーンイン試験)では、前記装置内の温度を正確に管理する必要がある。このため、一つ一つの半導体素子の温度を正確に管理するためには、全てのバーンインソケットにファンを取り付けるが好ましい。 The semiconductor element is subjected to a thermal cycle test using a burn-in apparatus. In such a burn-in apparatus, since it is necessary to test a plurality of semiconductor elements at a time, a plurality of burn-in sockets are arranged in the apparatus. In the thermal cycle test (burn-in test), it is necessary to accurately control the temperature in the apparatus. For this reason, in order to accurately control the temperature of each semiconductor element, it is preferable to attach a fan to every burn-in socket.
しかし、全てのバーンインソケットにファンを取り付けると、前記バーンイン装置が機構的に大型・複雑化するとともに製造コストや消費電力の増大を招き現実的ではない。しかも前記バーンイン装置は、高温時には150℃程度の加熱炉状態となるため、このような装置内にファンを設けることは故障の原因になりやすいという問題もある。 However, if a fan is attached to every burn-in socket, the burn-in device becomes mechanically large and complicated, and increases manufacturing costs and power consumption, which is not realistic. Moreover, since the burn-in apparatus is in a heating furnace state of about 150 ° C. at a high temperature, there is a problem that providing a fan in such an apparatus tends to cause a failure.
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、半導体素子の放熱効率を高める放熱機能付きソケットを提供すること目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a socket with a heat dissipation function that increases the heat dissipation efficiency of a semiconductor element.
本発明は、貫通孔が形成されたマザー基板の一方の面上に前記貫通孔を取り囲むように固定された枠体と、前記マザー基板の他方の面に設けられるヒートシンクと、を有する放熱機能付きソケットであって、
前記ヒートシンクには前記貫通孔に対応する位置に放熱部材が設けられており、前記ヒートシンクを前記マザー基板の他方の面に固定した状態では前記放熱部材が前記貫通孔を介して前記枠体に囲まれた装填領域内に設置されるものであり、
半導体素子を前記装填領域に装填したときに、前記半導体素子の接続面に設けられた外部接触子が前記放熱部材に接触可能であることを特徴とするものである。
The present invention has a heat dissipation function having a frame body fixed so as to surround the through hole on one surface of the mother substrate in which the through hole is formed, and a heat sink provided on the other surface of the mother substrate. A socket,
The heat sink is provided with a heat radiating member at a position corresponding to the through hole. When the heat sink is fixed to the other surface of the mother board, the heat radiating member is surrounded by the frame body through the through hole. Installed in the loading area,
When the semiconductor element is loaded in the loading area, an external contact provided on the connection surface of the semiconductor element can contact the heat radiating member.
本発明では、半導体素子をソケット内の装填領域に装填されると、半導体素子の接続面に設けられた所定の外部接触子(ハンダボールなど)を放熱部材に接触させることができる。このため、半導体素子の内部で発生した熱を前記半導体素子の下面(接続面)側から逃がすことができる。 In the present invention, when the semiconductor element is loaded in the loading area in the socket, a predetermined external contact (such as a solder ball) provided on the connection surface of the semiconductor element can be brought into contact with the heat radiating member. For this reason, the heat generated inside the semiconductor element can be released from the lower surface (connection surface) side of the semiconductor element.
例えば、前記放熱部材は、熱伝達部材と、前記熱伝達部材の一方の面に設けられた複数の弾性接点と、を有し、前記熱伝達部材の他方の面が前記ヒートシンクの接合面に接合されているものとして構成される。 For example, the heat dissipating member includes a heat transfer member and a plurality of elastic contacts provided on one surface of the heat transfer member, and the other surface of the heat transfer member is bonded to the bonding surface of the heat sink. Configured as being.
上記手段では、半導体素子の内部で発生した熱を、半導体素子の外部接触子に接触している個々の弾性接点を介して熱伝達部材に導くことができる。 In the above means, the heat generated inside the semiconductor element can be guided to the heat transfer member via the individual elastic contacts that are in contact with the external contacts of the semiconductor element.
また前記枠体内の前記貫通孔を除く部分にはマザー基板に接続される弾性接点を備えた中継部材が設けられており、前記中継部材に設けられた弾性接点と前記放熱部材に設けられた前記弾性接点が前記装填領域内に一緒に配置されているものが好ましい。 In addition, a relay member provided with an elastic contact connected to the mother board is provided in a portion excluding the through hole in the frame body, and the elastic contact provided in the relay member and the heat dissipating member are provided in the heat dissipation member. It is preferred that the elastic contacts are arranged together in the loading area.
上記手段では、信号用の電極群を前記中継部材に設けられた弾性接点が受け持ち、接地用の電極群を前記放熱部材に設けられた前記弾性接点が担当することにより、前記接地用の電極群から熱を逃がすことが可能となる。 In the above means, the electrode group for signal is handled by the elastic contact provided on the relay member, and the elastic contact provided on the heat dissipating member is in charge of the electrode group for grounding, whereby the electrode group for grounding is provided. It is possible to release heat from.
あるいは、前記放熱部材は、表面に複数の弾性接点を有するシートと、前記接続シートの裏面の一領域に対し一方の面が固定された熱伝達部材とを有し、前記熱伝達部材の他方の面が前記ヒートシンクの接合面に接合されているものとして構成される。 Alternatively, the heat dissipating member includes a sheet having a plurality of elastic contacts on the front surface, and a heat transfer member having one surface fixed to one region of the back surface of the connection sheet, and the other heat transfer member. The surface is configured to be bonded to the bonding surface of the heat sink.
上記手段では、信号用の電極群と接地用の電極群を分けることなく、一枚のシートに形成することができるため、構成を容易化することができるとともに、製造コストの低減が可能となる。しかも、個々の弾性接点がバラバラになることを防止することができ、弾性接点の取扱い及び管理を容易とすることができる。 In the above means, the signal electrode group and the ground electrode group can be formed on one sheet without separating them, so that the configuration can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. . In addition, the individual elastic contacts can be prevented from falling apart, and the handling and management of the elastic contacts can be facilitated.
上記においては、前記熱伝達部材と前記複数の弾性接点との間が、異方性の導電性接着剤で固定されているものが好ましい。 In the above, it is preferable that the heat transfer member and the plurality of elastic contacts are fixed with an anisotropic conductive adhesive.
上記手段では、前記熱伝達部材と前記複数の弾性接点との間の熱伝導度を高めることができる。また前記熱伝達部材を前記弾性接点と同じ接地電位に設定することができる。 In the above means, the thermal conductivity between the heat transfer member and the plurality of elastic contacts can be increased. The heat transfer member can be set to the same ground potential as the elastic contact.
また上記においては、前記熱伝達部材が、銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金のいずれかで形成されていることが好ましい。 Moreover, in the above, it is preferable that the said heat transfer member is formed with either copper, a copper alloy, aluminum, or an aluminum alloy.
上記手段では、熱伝達部材の導電率および熱伝導度が大きいため、半導体素子が発生した熱をヒートシンクに効率良く伝達することができる。 In the above means, the heat transfer member has a high electrical conductivity and thermal conductivity, so that the heat generated by the semiconductor element can be efficiently transferred to the heat sink.
また前記枠体には、前記装填領域内に装填された半導体素子を保持する保持部材が設けられているものが好ましい。
上記手段では、半導体素子をソケット内に容易に保持することができる。
Further, it is preferable that the frame body is provided with a holding member for holding the semiconductor element loaded in the loading region.
With the above means, the semiconductor element can be easily held in the socket.
本発明では、従来熱を逃がすためのルートとしては使用されていなかった半導体素子の下面(接続面)側から熱を逃がすことができるようになり、放熱効率の高いソケットを提供できる。 In the present invention, heat can be released from the lower surface (connection surface) side of the semiconductor element that has not been used as a route for releasing heat conventionally, and a socket with high heat dissipation efficiency can be provided.
図1は本発明の第1の実施の形態として半導体素子をソケットに装填する前の状態を示す断面図、図2は本発明の実施の形態として半導体素子をソケットに装填した後の状態を示す図1同様の断面図、図3は放熱コンタクト部材(放熱部材)を示す斜視図、図4は弾性接点の一例を示す断面図である。 FIG. 1 is a sectional view showing a state before a semiconductor element is loaded in a socket as a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a state after the semiconductor element is loaded in a socket as an embodiment of the present invention. 1 is a perspective view showing a heat dissipation contact member (heat dissipation member), and FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of an elastic contact.
図1,図2に示されるソケット10は、例えば製造後の半導体素子について熱サイクル試験する際に使用されるものである。ただし,CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)などのように、常温時における動作温度が高温となりやすい半導体素子をコンピュータなどのマザーボードに固定するためのソケット10として使用するものであってもよい。
The
以下の説明において示す半導体素子1は、底面(接続面)1Bに複数の外部接触子2を有するものである。前記外部接触子2としては、球状接触子に含まれるハンダボールが代表的であるが、平面状接触子、凸状接触子、あるいはピン状接触子などその他の接触子も含まれる。前記外部接触子2は、前記半導体素子1の底面(接続面)1Bにマトリックス状に配置されている。なお、前記マトリックスの縦横方向のピッチ寸法は一定であり、以下においては前記一定のピッチ寸法を共通ピッチと称する。
A
この半導体素子1では、前記マトリックス状に配置された多数の外部接触子2のうち、これよりも少ない一領域に設けられた複数の電極が接地用の電極群2Aがとして使用される。例えば、前記底面(接続面)1Bの中央部に位置する5×5からなる一領域内に設けられた25ヶの外部接触子2が、接地用の電極群2Aとして使用され、それ以外の複数の電極は一部の電極を除いて信号用の電極群2Bとして使用される。なお、前記一部の電極は例えば電源用の±端子電極として、あるいは前記一領域内に配置された電極同様に接地用の電極として使用される。
In this
図1,2に示すように、ソケット10は、厚み(Z1−Z2)方向を除く前後左右を取り囲む4つの側壁からなる枠体11を有している。なお、このソケット10は、図示Z1側およびZ2側に、それぞれ天面および底面を有しない構成である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記ソケット10の下方(Z2側)にはマザー基板20が設けられており、前記ソケット10を構成する前記枠体11の底部が、前記マザー基板20上の所定の位置に固定されている。前記枠体11の内面と前記マザー基板20とで囲まれる領域が、半導体素子1が装填される装填領域10Aである。半導体素子1を前記装填領域10Aに装着すると、前記半導体素子1の側面が前記枠体11の内面によって位置決めされるようになっている。
A
前記枠体11には、回動支持部12b,12bを中心に回転する一対の保持部材12,12が設けられている。前記保持部材12,12の一端には、半導体素子1の表面を押圧する前記押圧部12a,12aが設けられている。なお、前記一対の保持部材12,12は図示しない付勢部材により、図示α1方向およびα2方向にそれぞれ付勢されている。
The
図1に示すように、前記保持部材12,12がそれぞれα1,α2方向に回動させられ、前記押圧部12a,12aが前記装填領域10Aから抜け出ている場合が開放状態である。この開放状態では前記半導体素子1を前記装填領域10Aに装填すること可能である。また図2に示すように、前記保持部材12,12がそれぞれα1’,α2’方向に回動させられ、前記押圧部12a,12aが前記装填領域10A内に位置する場合が閉鎖状態である。前記開放状態中に、前記半導体素子1が前記装填領域10A内に装着され、前記一対の保持部材12,12が前記α1方向およびα2方向に回動して前記閉鎖状態に至り、半導体素子1の上面1Aが前記押圧部12a,12aによって押圧され、半導体素子1が前記装填領域10Aに保持される。なお、通常はソケット10内に保持された前記半導体素子1の上面1Aにヒートシンクなどの放熱部材が装着される。
As shown in FIG. 1, the holding
前記マザー基板20には、複数の接続電極21,21,・・・が配置されている。そして、前記マザー基板20には図示しない外部回路から延びる複数の信号ラインがパターン形成されており、前記接続電極21に個別に接続されている。
A plurality of
前記マザー基板20の中央の、前記接地用の電極群2Aに対向する位置には、板厚方向(Z方向)に貫通する貫通孔20Bが形成されている。そして、前記複数の接続電極21のほとんどは信号用であり、前記貫通孔20Bを除いた部分に前記共通ピッチでマトリックス状態に配置されている。
A through
前記マザー基板20の上には、板状またはシート状に形成された中継部材30が設けられている。前記中継部材30の、前記接地用の電極群2Aに対向する位置にも、板厚方向(Z方向)に貫通する貫通孔30Aが形成されており、その周囲には前記共通ピッチでマトリックス状態に配置された複数の中継電極31が設けられている。前記中継電極31は前記半導体素子1の底面(接続面)1Bに設けられた複数の外部接触子2のうち、中央に設けられた接地用の電極群2Aを除く信号用の電極群2Bに対応している。
A
本実施の形態では、前記中継電極31が、図示Z1側の一端に略Y字状に分岐形成された弾性接点(第1の弾性接点)32を有するものとして形成されている。前記中継電極31の図示Z2側の他端は、前記マザー基板20上のいずれかの前記接続電極21に対し個別に導通接続されている。
In the present embodiment, the
なお、前記中継電極31は、その他例えば外周部に設けられた巻き端部から中心方向の巻き始端部に向かって螺旋形状に形成されるとともに、螺旋の先端部である前記巻き終端部が前記巻き始端部に対し立体的に突出成形された凸状(山型状)のスパイラル接触子、ドーム状の金属膜の裏面にゴムやエラストマーなどからなる弾性膜を張り付けたメンブレン型コンタクト、接点となる先端部が略U字形状に湾曲形成されるとともに全体が弾性的に変形することが可能なスプリングピン(コンタクトピン)、ストレスドメタル、コンタクトプローブ(特開2002−357622参照)、あるいは竹の子バネなどの弾性接点で形成されるものであってもよい。
The
図2に示すように、前記略Y字状に分岐形成された複数の第1の弾性接点32には、前記ハンダボールからなる外部接触子2がそれぞれ接触することにより、前記外部接触子2と前記中継電極31とが個別に導通接続される。
As shown in FIG. 2, the plurality of first
前記信号用の電極群2Bに対応して設けられた前記複数の中継電極31は、平面的に見ると略「口」形状であり、これらにより信号用の第1の弾性接点群32Aが形成されている。
The plurality of
図1および図2に示すように、前記貫通孔20B内で前記半導体素子1の前記接地用の電極群2Aの下部位置には、放熱コンタクト部材(放熱部材)50が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a heat radiation contact member (heat radiation member) 50 is provided in a lower position of the
図3に示すように、前記放熱コンタクト部材50は、金属板からなる熱伝達部材51と前記熱伝達部材51の表面側に設けられた接続シート52とを有している。前記熱伝達部材51は導電率および熱伝導度の大きい材料、例えば銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金のいずれかで形成されている。前記熱伝達部材51の四隅には、ねじ止め用の孔が設けられている(図示せず)。
As shown in FIG. 3, the heat
図3に示すように、前記接続シート52は例えばポリイミドなどからなる絶縁性のシートで形成されており、前記接続シート52には複数の穴(スルーホール)53がマトリックス状に前記共通ピッチで穿設されている。そして、各穴53には第2の弾性接点54がそれぞれ設けられている。なお、前記複数の第2の弾性接点54により、接地用の第2の弾性接点群54Aが形成されており、これらは前記接地用の電極群2Aと対向する一領域内に設けられる。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、本実施の形態では、前記第2の弾性接点54が基端部54bから先端部54cにかけて螺旋状に延びる弾性部54dを有する凸型のスパイラル接触子54aで形成されている。前記スパイラル接触子54aは、前記基端部54bの上面(Z1側の面)が前記接続シート52の下面側で且つ前記穴53の縁部に固着されている。また前記スパイラル接触子54aの基端部54bの下面(Z2側の面)は,所定の接着部材55を介して前記熱伝達部材51の表面に接合されている。前記接着部材55としては、一定の方向(この場合には厚み(Z)方向)にのみ電気を通す異方性の導電性ペースト(ACP)または異方性の導電性フィルム(ACF)などからなる接着剤である。これにより、前記第2の弾性接点群54Aを形成する前記第2の弾性接点54(スパイラル接触子54a)のすべてが同じ接地電位に設定される。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the second
また前記接着部材55を異方性の導電性ペースト(ACP)または異方性の導電性フィルム(ACF)で形成すると、電気を通す厚み方向に熱を導きやすくすることができる。すなわち、半導体素子1の内部で発生した熱を、前記第2の弾性接点群54Aおよび前記接着部材55を介して前記熱伝達部材51に効率良く伝えることができる。
If the
なお、隣り合うスパイラル接触子54aの前記基端部間が、接続シート52に形成された導電層、あるいは導電パターンなどにより互いに導通接続される構成である場合には、前記接着部材55は非導電性ペースト(NCP)または非導電性フィルム(NCF)であってもよいが、この場合には熱伝導度の高い前記接着部材55が好ましい。
If the base end portions of adjacent spiral contacts 54a are connected to each other by a conductive layer or a conductive pattern formed on the
図1および図2に示すように、上記放熱コンタクト部材50には複数の放熱フィンが設けられたヒートシンク60が固定される。前記ヒートシンク60は、熱伝導度の大きい例えば銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる金属で形成されている。前記ヒートシンク60の図示Z1側の接合面61上で、且つ前記接地用の電極群2Aに対向する位置には,図示Z1方向に突出する凸状接合部62が形成されている。前記熱伝達部材51の下面51Bに、前記凸状接合部62が密着して接合されることにより、前記ヒートシンク60が前記放熱コンタクト部材50に固定されている。なお、上記放熱コンタクト部材50と前記ヒートシンク60との固定は、例えば放熱コンタクト部材50に形成されたねじ止め用の4つの孔50a(図3参照)と、前記凸状接合部62上の対応する位置に形成された図示しない4つのねじ穴との間に、それぞれ所定のねじを螺着することで可能である(図2参照)。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
前記ヒートシンク60を備えた放熱コンタクト部材50は、前記マザー基板20の裏面側に固定される。固定の際には、前記放熱コンタクト部材50および凸状接合部62が前記マザー基板20の貫通孔20Bに挿入される。このとき、前記放熱コンタクト部材50が前記貫通孔20Bを介して前記マザー基板20の表面側に露出される。これにより、ソケット10では、前記装填領域10Aの中央部に前記放熱コンタクト部材50に形成された第2の弾性接点群54Aが設けられ、その周囲に前記第1の弾性接点群32Aが設けられる。
The heat
図2に示すように、前記半導体素子1を装填領域10Aに装填すると、外周側に設けられた複数の信号用の電極群2Bを形成する個々の外部接触子2が、前記第1の弾性接点群32Aを形成する中継電極31の第1の弾性接点32に個々に接触する。同時に、中央に設けられた複数の接地用の電極群2Aを形成する個々の外部接触子2が、前記第2の弾性接点群54Aを形成する第2の弾性接点(スパイラル接触子54a)54に個別に接触する。そして、半導体素子1に設けられた信号用の電極群2Bとソケット10の外部に設けられた図示しない外部回路とを、前記第1の弾性接点群32Aおよびマザー基板20上に形成されている配線パターンを介して接続することができる。
As shown in FIG. 2, when the
また前記半導体素子1に設けられた接地用の電極群2Aを形成する外部接触子2どうしを、前記放熱コンタクト部材50の第2の弾性接点群54Aと熱伝達部材51を介して導通接続することができる。
Further, the
同時に、前記半導体素子1に設けられた個々の接地用の電極群2Aとヒートシンク60との間に、前記放熱コンタクト部材50を用いた熱伝導経路を形成することができる。よって、半導体素子1の内部で発生した熱を前記放熱コンタクト部材50およびヒートシンク60を用いて外部に逃がすことが可能となる。特に、接地用の電極群2Aは外部電源に接続され、発熱源となりやすいところであるため、半導体素子1において発生した熱を効率良く逃がすことができる。
At the same time, a heat conduction path using the heat
図5は本発明の第2の実施の形態として半導体素子をソケットに装填する前の状態を示す断面図、図6は本発明の実施の形態として半導体素子をソケットに装填した後の状態を示す図5同様の断面図である。図7は接続シートの概略を示す斜視図である。なお、上記第1の実施の形態と同じ部材については、同一の符号を付して説明する。 FIG. 5 is a sectional view showing a state before a semiconductor element is loaded in a socket as a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a state after the semiconductor element is loaded in a socket as an embodiment of the present invention. It is sectional drawing similar to FIG. FIG. 7 is a perspective view schematically showing the connection sheet. The same members as those in the first embodiment are described with the same reference numerals.
図5および図6に示す半導体素子1の構成およびソケット10の構成は上記第1の実施の形態に示したものと同様である。ただし、装填領域10Aの内部に配置されるものが、第1の実施の形態では放熱コンタクト部材50であるのに対し、第2の実施の形態では図7に示す接続シート(中継部材)70である点で大きく異なる。
The configuration of the
図7に示すように接続シート70は、ポリイミドなどからなる1枚のシート71と、前記シート71の下面側に部分的に固定される熱伝導部材51とを有している。
As shown in FIG. 7, the
前記シート71には、上記同様の共通ピッチでマトリックス状に形成された複数の穴(スルーホール)73が穿設されている。そして、一つ一つの穴73には弾性接点72が設けられている。
The
前記弾性接点72は、例えば前記第2の弾性接点54と同じ前記スパイラル接触子で形成することができるが、これに限定されるものではない。前記弾性接点72がスパイラル接触子74aで形成されるものである場合には、図3に示すように、前記スパイラル接触子74aは、前記基端部74bの上面(Z1側の面)が前記接続シート71の穴73の縁部下面側に固着される。
For example, the
図7に示すように、第2の実施の形態に示す接続シート70は、複数のスパイラル接触子74aを有するが、このうちシート71の中央に点線で示す一領域80が接地用の電極群2Aに対応する接地用の弾性接点群82を構成しており、前記一領域80を除くその他の部分が主として信号用の電極群2Bに対応する信号用の弾性接点群81である。なお、前記一領域80の四隅にはねじ穴71aが形成されている。
As shown in FIG. 7, the
熱伝達部材51は、前記シート71の下面(Z2)側に、前記一領域80に対応して設けられる。前記熱伝達部材51は、上記同様導電率および熱伝導度の大きい銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金のいずれかの材料で形成された金属板である。
The
前記シート71と前記熱伝達部材51とは、これらの間に設けられる接着部材75を介して接着固定されることにより、接続シート(中継部材)70が一体に形成されている。前記接着部材75は、板厚方向に方向性を有する異方性の導電性ペースト(ACP)または異方性の導電性フィルム(ACF)が好ましい。このように、前記接着部材75を異方性の導電性接着剤を用いて接着した場合には、接点用の電極群2Aと熱伝達部材51とが同じ接地電位に設定される。同時に、半導体素子1が発生した熱を、接点用の電極群2Aを形成する各弾性接点72および前記接着部材75を介して前記熱伝導部材51に効率良く導くことができる。すなわち、前記接続シート(中継部材)70は、半導体素子1が発生した熱をを前記ソケット10の外部に逃がす放熱部材を構成している。
The
なお、前記一領域80内に限り、隣り合うスパイラル接触子74aの前記基端部74b間が、接続シート71の表面又は裏面に形成された導電層、あるいは導電パターンなどにより互いに導通接続される構成である場合には、前記接着部材75は非導電性ペースト(NCP)または非導電性フィルム(NCF)であってもよいが、この場合には熱伝導度の高い前記接着部材75が好ましい。
In addition, only within the one region 80, the
前記熱伝達部材51を備えた接続シート70は、前記ソケット10の装填領域10A内の、前記マザー基板20上に固定される。このとき、外周側に設けられた信号用の電極群2Bと前記マザー基板20に形成されている接続電極21との間が接着部材76によって接合される。この場合の接着部材76も、上記同様に異方性の導電性ペースト(ACP)または異方性の導電性フィルム(ACF)が好ましい。このように、前記接着部材75を異方性の導電性接着剤を用いて接着すると、外周側に設けられた信号用の電極群2Bを構成する個々の外部接触子2と前記マザー基板20に形成されている個々の接続電極21との間を、前記信号用の弾性接点群81および前記接着部材76を介して個別に導通接続することができる。
The
また図5に示すように、このときには前記熱伝達部材51が前記マザー基板20に形成された貫通孔20Bに挿入され、前記熱伝達部材51の下面51Bが前記マザー基板20の下面よりも図示下方の位置に露出される。
As shown in FIG. 5, at this time, the
前記マザー基板20の下方にはヒートシンク60が設けられており、前記熱伝達部材51の下面51Bとヒートシンク60の接合面61とが接合される。すなわち、接続シート71の前記点線で囲まれた前記一領域80内に形成された4つのねじ穴7、前記熱伝達部材51に形成された4つのねじ穴、さらにはこれらのねじ穴に対応するヒートシンク60の接合面61に形成された4つのねじ穴がそれぞれ厚み方向に重ねられ、各ねじ穴に共通のネジが螺着されることにより、前記下面51Bと前記接合面61とが密着し合う状態で強固に固定される。
A
このため、前記半導体素子1で発生した熱は、前記接地用の電極群2A、接続シート70に設けられた前記接地用の弾性接点群82および前記接着部材75、さらには前記熱伝導部材51を介してヒートシンク60に伝達され、このヒートシンク60を介して外部に放熱することができる。
For this reason, the heat generated in the
このように、本願発明によれば、従来熱を逃がすためのルートとしては使用されていなかった半導体素子1の下面側から前記熱を逃がすことが可能となる。このため、半導体素子1の上面や側面に別途設けたヒートシンクとともに使用することにより、半導体素子1の内部で発生した熱をより効果的に逃がすことでき、適切な温度管理を行うことが可能となる。
As described above, according to the present invention, the heat can be released from the lower surface side of the
特に、上記構成からなるソケットを、熱サイクル試験を行うバーンイン装置用として用いた場合には、半導体素子1の温度を適切に制御するこが可能となる。このため、半導体素子1が過酷な温度環境下に晒されるおそれを未然に防止することができ、熱サイクル試験を適切な温度管理の下で行うことが可能となる。
In particular, when the socket having the above configuration is used for a burn-in apparatus that performs a thermal cycle test, the temperature of the
上記第1および第2の実施の形態では、接地用の電極群2Aが中央に配置される仕様からなる半導体素子1の場合について説明したが、前記接地用の電極群2Aは半導体素子1の中央以外に位置に設けられる構成の場合もある。この場合には、第1の実施の形態にあっては前記放熱コンタクト部材50の形状、マザー基板20側の第1の弾性接点群32Aの配列をそれに合わせて適宜変更すればよい。同様に、第2の実施の形態にあっては接続シート70の下面に設けられる熱伝達部材51の形状、さらにはマザー基板20側の信号用の弾性接点群82の配置をそれに合わせて適宜変更すればよい。
In the first and second embodiments, the case of the
また上記第2の実施の形態では、接続シート70が、一方の上側にのみスパイラル接触子74aを有し、下面側には前記スパイラル接触子74aの基端部54bが設けられる構成を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、前記接続シート70の前記穴73の両側にそれぞれスパイラル接触子74a,74aが一対設けられ、一方のスパイラル接触子74aが前記半導体素子1の外部接触子2に接触し、他方のスパイラル接触子74aがマザー基板20上の信号用の接続接点21に接触する構成であってもよい。この場合、外部接触子2と信号用の接続接点21との間は、前記一対のスパイラル接触子74a,74aにより導通接続される。
In the second embodiment described above, the
1 半導体素子
2 外部接触子
2A 接地用の電極群
2B 信号用の電極群
10 ソケット
11 枠体
12 保持部材
20 マザー基板
21 接続電極
22 信号用の弾性接点
30 中継部材
31 中継電極
32 弾性接点(第1の弾性接点)
50 放熱コンタクト部材(放熱部材)
51 熱伝達部材
52 接続シート
53 穴
54 第2の弾性接点
54A 第2の弾性接点群
54a スパイラル接触子
55 接着部材
60 ヒートシンク
61 接合面
62 凸状接合部
70 接続シート(中継部材)
71 シート
72 弾性接点
73 穴(スルーホール)
74a スパイラル接触子
75,76 接着部材
80 接地用の電極に対応する一領域
81 信号用の弾性接点群
82 接地用の弾性接点群
DESCRIPTION OF
50 Heat dissipation contact member (heat dissipation member)
51
71
Claims (7)
前記ヒートシンクには前記貫通孔に対応する位置に放熱部材が設けられており、前記ヒートシンクを前記マザー基板の他方の面に固定した状態では前記放熱部材が前記貫通孔を介して前記枠体に囲まれた装填領域内に設置されるものであり、
半導体素子を前記装填領域に装填したときに、前記半導体素子の接続面に設けられた外部接触子が前記放熱部材に接触可能であることを特徴とする放熱機能付きソケット。 A socket with a heat dissipation function, comprising: a frame body fixed on one surface of a mother board in which a through hole is formed so as to surround the through hole; and a heat sink provided on the other surface of the mother board. ,
The heat sink is provided with a heat radiating member at a position corresponding to the through hole. When the heat sink is fixed to the other surface of the mother board, the heat radiating member is surrounded by the frame body through the through hole. Installed in the loading area,
A socket with a heat radiation function, wherein an external contact provided on a connection surface of the semiconductor element can contact the heat radiation member when the semiconductor element is loaded in the loading area.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006260620A JP2008084937A (en) | 2006-09-26 | 2006-09-26 | Socket with heat radiating function |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9437518B2 (en) | 2012-10-29 | 2016-09-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor module |
-
2006
- 2006-09-26 JP JP2006260620A patent/JP2008084937A/en not_active Withdrawn
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