JP2011134138A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device.
コンピュータに実装される補助記憶装置としては、HDD(Hard Disk Drive)を用いた補助記憶装置(以下、HDD装置という。)が用いられていた(特許文献1参照)。 As an auxiliary storage device mounted on a computer, an auxiliary storage device using an HDD (Hard Disk Drive) (hereinafter referred to as an HDD device) has been used (see Patent Document 1).
近年、NAND型フラッシュメモリなどの不揮発性半導体メモリチップを記録媒体として用いた補助記憶装置(いわゆるSolid State Disk、以下SSD装置という。)がHDD装置に代わってコンピュータへ実装されるようになってきている。SSD装置は、複数のNAND型フラッシュメモリ(以下、NANDとする)とそれを制御するコントローラICとがプリント回路板にボール状の電極(バンプ)を介して実装されて構成されており、一般的には外形寸法や形状が規格で規定されたHDD装置と同じ大きさ、形状の筐体(例えば、2.5インチHDD装置と同じ大きさ、形状の筐体)に収容された上でコンピュータに実装される。HDD装置の筐体に関する規格は、磁気ディスクの大きさに応じていくつかの種類があるが、2.5インチHDD装置を始めとして、一般的には筐体は金属製の箱形状である。 In recent years, auxiliary storage devices (so-called solid state disks, hereinafter referred to as SSD devices) using nonvolatile semiconductor memory chips such as NAND flash memories as recording media have been mounted on computers instead of HDD devices. Yes. An SSD device includes a plurality of NAND flash memories (hereinafter referred to as NAND) and a controller IC that controls the NAND flash memory mounted on a printed circuit board via ball-shaped electrodes (bumps). Is housed in a casing of the same size and shape as an HDD device whose outer dimensions and shape are defined in the standard (for example, a casing of the same size and shape as a 2.5-inch HDD device) and stored in a computer. Implemented. There are several types of standards related to the housing of the HDD device depending on the size of the magnetic disk, but the housing is generally a metal box shape, including 2.5 inch HDD devices.
SSD装置の実動作時(実際のデータの読み書きを行う時)には、スイッチング動作を高速で繰り返し行うことによってコントローラが発熱する。コントローラから発生する熱の一部は、コントローラと接するバンプを介してプリント回路板へ伝わり、さらにプリント回路板上の配線パターン及びNANDと接するバンプを介してNANDへと伝わっていく。NANDは動作原理的に高温環境下ではリーク電流が増大して動作が不安定となりやすいため、動作保証温度が他種のICと比較して低く設定されている。例えば、他の種類のICの動作保証温度が100℃程度であるのに対し、NANDの動作保証温度は85℃程度である。 During the actual operation of the SSD device (when reading / writing actual data), the controller generates heat by repeatedly performing the switching operation at a high speed. A part of the heat generated from the controller is transmitted to the printed circuit board through bumps in contact with the controller, and further transferred to the NAND through wiring patterns on the printed circuit board and bumps in contact with the NAND. Since the operation principle of NAND tends to become unstable due to an increase in leakage current in a high temperature environment, the operation guarantee temperature is set lower than that of other types of ICs. For example, the guaranteed operation temperature of other types of IC is about 100 ° C., while the guaranteed operation temperature of NAND is about 85 ° C.
よって、SSD装置では、コントローラを冷却することで、コントローラからNANDへの熱の伝わりを抑制する必要が生じる。磁気ディスクを記録媒体とするHDD装置の場合は、コントローラと磁気ディスクとが離れて配置されており、コントローラから発生した熱が磁気ディスクの機構部分等に影響を及ぼすことは無かったため、これはSSD装置特有の問題であると言える。 Therefore, in the SSD device, it is necessary to suppress the transfer of heat from the controller to the NAND by cooling the controller. In the case of an HDD device using a magnetic disk as a recording medium, the controller and the magnetic disk are arranged apart from each other, and the heat generated from the controller does not affect the mechanical part of the magnetic disk. It can be said that the problem is unique to the device.
SSD装置においてコントローラの冷却する構造としては、コントローラとボトムハウジングとの間に放熱シートを介在させることが考えられる。コントローラとボトムハウジングとの間に放熱シートを介在させたとしても、コントローラから発生した熱の全てがボトムハウジングへと伝わる訳ではないが、一部は放熱シートを介してボトムハウジングへと伝わる。これにより、NANDへと伝わる熱量を低減することで、NANDの温度が動作保証温度を超えないように維持していた。 As a structure for cooling the controller in the SSD device, it is conceivable to dispose a heat dissipation sheet between the controller and the bottom housing. Even if a heat radiating sheet is interposed between the controller and the bottom housing, not all of the heat generated from the controller is transmitted to the bottom housing, but a part is transmitted to the bottom housing via the heat radiating sheet. As a result, the amount of heat transferred to the NAND is reduced, so that the temperature of the NAND does not exceed the guaranteed operating temperature.
ところで、SSD装置やこれを搭載するコンピュータの性能の向上に伴い、コントローラの実動作時の発熱量は増大する傾向にある。一例を挙げると、SSD装置のデータ転送レートは、旧世代のSSD装置では、読み出し100MByte/sec、書き込み40MByte/secであったが、現在では読み出し240MByte/sec、書き込み200MB/secに向上している。このため、コントローラとボトムハウジングとの間にのみ放熱シートを配置しても、コントローラから発生する熱を十分に放熱させることは難しくなっている。しかし、この問題に対する対策がなされたSSD装置は実現されていない。 By the way, with the improvement of the performance of the SSD device and the computer equipped with the SSD device, the amount of heat generated during actual operation of the controller tends to increase. For example, the data transfer rate of an SSD device was 100 Mbyte / sec for reading and 40 Mbyte / sec for writing in the old generation SSD device, but now it is improved to 240 Mbyte / sec for reading and 200 MB / sec for writing. . For this reason, even if a heat radiating sheet is disposed only between the controller and the bottom housing, it is difficult to sufficiently dissipate the heat generated from the controller. However, an SSD device that has taken measures against this problem has not been realized.
本発明は、コントローラから発生する熱の記録媒体への影響を抑制したSSD装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an SSD device that suppresses the influence of heat generated from a controller on a recording medium.
本願発明の一態様によれば、複数の不揮発性半導体メモリチップ及び該不揮発性半導体メモリチップへのデータの読み書きを制御するコントローラが、各々複数のバンプを介して一方の面に実装されたプリント回路板と、導電性材料で形成され、プリント回路板を収容する筐体と、筐体のプリント回路板の一方の面と対向する面と、コントローラ及び各不揮発性半導体メモリチップとの間に介在して、コントローラ及び各不揮発性半導体メモリチップと筐体とを熱的に接続する放熱シートと、を備え、放熱シートは、筐体のプリント回路板と対向する領域とプリント回路板とがなすコンデンサの結合容量が、平行平板間に比誘電率5.8の物体をベタに配置した状態での結合容量よりも小さいことを特徴とする半導体記憶装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a printed circuit in which a plurality of nonvolatile semiconductor memory chips and a controller that controls reading and writing of data to and from the nonvolatile semiconductor memory chip are mounted on one surface via a plurality of bumps, respectively. Interposed between the controller and each non-volatile semiconductor memory chip, a board formed of a conductive material and housing the printed circuit board, a surface facing one side of the printed circuit board of the housing, and the controller and each nonvolatile semiconductor memory chip A heat dissipation sheet that thermally connects the controller and each nonvolatile semiconductor memory chip and the housing, and the heat dissipation sheet is a capacitor formed by a region of the housing facing the printed circuit board and the printed circuit board. There is provided a semiconductor memory device characterized in that the coupling capacitance is smaller than the coupling capacitance in a state where an object having a relative dielectric constant of 5.8 is disposed between the parallel plates.
本発明によれば、コントローラから発生する熱の記録媒体への影響を抑制しつつ、不要輻射を低減できるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that unnecessary radiation can be reduced while suppressing the influence of heat generated from the controller on the recording medium.
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置としてのSSD装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an SSD device as a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.
(第1の実施の形態)
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るSSD装置の構成を示す分解斜視図である。図1(b)は、プリント回路板3の下面の構成を示す斜視図である。本実施の形態に係るSSD装置は、8個のNAND5とコントローラ6とが下面側に実装されたプリント回路板3を備えており、トップカバー1とボトムハウジング9とで構成される筐体にプリント回路板3が収容される。なお、トップカバー1及びボトムハウジング9は、アルミニウムや鉄などの金属材料で形成されている。
(First embodiment)
FIG. 1A is an exploded perspective view showing the configuration of the SSD device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a perspective view showing the configuration of the lower surface of the printed
トップカバー1及びボトムハウジング9は、カバー固定ネジ2によって連結されることで、1側面が開口した略六面体状の筐体を形成する。プリント回路板3は、コントローラ6及びNAND5とボトムハウジング9との間に放熱シート10が介在した状態で固定ネジ8によってボトムハウジング9にネジ止めされている。プリント回路板3の一端部に形成されたコネクタ4は、筐体の開口面において筐体外に露出しており、コネクタ4を介して被実装機器であるコンピュータに接続される。
The top cover 1 and the
放熱シート10の各々は、シリコーン樹脂及びセラミックスフィラーを含む材料によって柔軟性を備えるように形成されており、プリント回路板3に実装されたコントローラ6やNAND5とボトムハウジング9とに圧迫されて、双方に密着している。これにより、コントローラ6やNAND5とボトムハウジング9とが熱的に接続された状態となっている。なお、SDRAM7とボトムハウジング9との間には放熱シート10が配置されていないが、SDRAM7は耐熱性が高く、コントローラ6からの熱が伝わっても不具合が発生しないためである。放熱シート10は、コントローラ6やNAND5の温度が設計値(例えば85℃)以上に上昇することを防ぐのに十分な放熱効果を備えた大きさである。
Each of the
ここで、本実施の形態に係るSSD装置の組立手順について説明する。放熱シート10は、図2に示すように、コントローラ6及びNAND5に対応する箇所に貫通孔20aを備えたテンプレート20をボトムハウジング9内の所定の位置に配置し、貫通孔20aを介してボトムハウジング9の内面に貼付される。放熱シート10を貼付したのちにテンプレート20をボトムハウジング9から取り外し、その上にプリント回路板3を積載して固定ネジ8でネジ止めする。(この図ではテンプレートを用いた手順を示しているがテンプレートを使用せず直接該当するICのパッケージに放熱シートを貼ってもよい。ただしそのときはIC以外の実装部品に対して貼り付け作業時にダメージを与えない工夫が必要となる。)このような手順を経てコントローラ6及びNAND5とボトムハウジング9とのそれぞれの間に放熱シート10を介在させることにより、放熱シート10の設置作業性が向上する。また、放熱シート10の上にプリント回路板3を被せるようにして組み立てるため、組立作業中に放熱シート10がコントローラ6やNAND5のトップ面(ボトムハウジング9と対向する面)から脱落することがない。その後、トップカバー1をボトムカバー9に被せてカバー固定ネジ2を締結することによって、SSD装置の組立が完了する。
Here, the assembly procedure of the SSD device according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the
次に、本実施の形態において放熱シート10を個片化した理由について説明する。
Next, the reason why the
NANDに対する熱対策として、放熱シートを介してNANDとボトムハウジングとを熱的に接続することが考えられる。この構造としては、図3に示すように、複数のNAND5とコントローラ6とを覆う最小の矩形状の放熱シート11をコントローラ6及びNAND5とボトムハウジング9との間に介在させる構造が挙げられる。図3(a)は、コントローラ6とNAND5とを一枚のベタの放熱シート11で覆う構成のSSD装置の分解斜視図であり、図3(b)は、プリント回路板3の下面の構成を示す斜視図である。放熱シート11がコントローラ6及びNAND5を覆う最小の矩形状であることを除いては図1に示したSSD装置と同様である。以下、図3に示すSSD装置と図1に示した第1の実施の形態に係るSSD装置とを対比しつつ説明を行う。
As a heat countermeasure for the NAND, it is conceivable to thermally connect the NAND and the bottom housing via a heat dissipation sheet. As this structure, as shown in FIG. 3, there is a structure in which a minimum rectangular heat radiation sheet 11 covering a plurality of
SSD装置のプリント回路板3は、ボトムハウジング9と略平行に配置されるため、プリント回路板3とボトムハウジング9とによって平行平板コンデンサが形成されるとみなすことができる。図4に、プリント回路板3とボトムハウジング9とによる平行平板コンデンサのモデルを示す。プリント回路板3とボトムハウジング9とが平行平板となり、結合容量(静電容量)が発生する。平行平板間に放熱シート10、11が配置されているため、放熱シート10、11が存在する領域の面積や放熱シート10、11の比誘電率に応じて結合容量が変動する。
Since the printed
プリント回路板3は、コネクタ4を介して接続されたコンピュータから電源が供給されSSDとしての動作をする。内部の動作クロックやリード/ライトのデータによりNAND5及びコントローラ6から高周波ノイズが発生する。このノイズは、プリント回路板3とボトムハウジング9とが容量結合することによってボトムハウジング9にも伝播する。
The printed
ボトムハウジングは、その縦横や対角線方向の寸法を1波長とする周波数の(1/n)倍の周波数(n=1、2、4、8・・・)の電磁波に対しては共振し、効率の良いアンテナとして機能する。例えば、ボトムハウジング9が長辺0.1m、短辺0.069.85m、対角0.122mであるならば、長辺方向には、3GHz、1.5GHz、0.75GHz、0.375GHz・・・の周波数の電磁波が共振する。また、短辺方向には、4.295GHz、2.147GHz、1.074GHz、0.537GHz・・・の周波数の電磁波が共振する。さらに、対角方向には、2.459GHz、1.230GHz、0.615GHz、0.307GHz・・・の電磁波が共振する。これらの周波数の電磁波は、ボトムハウジング9がアンテナとなって空気中に放射される。
The bottom housing resonates with respect to electromagnetic waves having a frequency (n = 1, 2) times the frequency (n = 1, 2, 4, 8,...) Of a frequency whose vertical and horizontal and diagonal directions are one wavelength, and efficiency. It functions as a good antenna. For example, if the
上記の例においては、CE、VCCI(Voluntary Control Council for Interference by information technology equipment)、FCC(Federal Communications Commission)などに規定された各国や地域のEMI(Electromagnetic interference)規格において測定範囲として含まれている300MHz〜1GHzのほぼ全域にわたって共振周波数が存在している。ただし、ボトムハウジング9の縦横・対角方向の寸法の違いにより、短辺方向の1/8波長での共振周波数である0.537GHz、対角方向の1/4波長での共振周波数である0.615GHz、長辺方向の1/4波長での共振周波数である0.750GHzは共振周波数の周波数差が小さくなっている。SSD装置の動作スピードを高速化すると、この帯域に相当するノイズが発生しやすくなり、ボトムハウジング9と共振しやすくなる。したがって、ボトムハウジング9がアンテナとして機能することによる不要輻射は、SSD装置の動作スピードが高速化されるにつれて顕著になる。
In the above example, the measurement range is included in the EMI (Electromagnetic Interference) standards of each country and region specified by CE, VCCI (Voluntary Control Council for Interference by Information Technology Equipment), FCC (Federal Communications Commission), etc. A resonance frequency exists over almost the entire region from 300 MHz to 1 GHz. However, due to the difference in dimensions of the
上記のように、コントローラ6及びNAND5の冷却を目的として放熱シート10、11を配置することは、平行平板コンデンサの平行平板間(プリント回路板3−ボトムハウジング9間)に特定の比誘電率(放熱シート10、11の材料の比誘電率)の物体を挿入することとに他ならない。したがって、放熱シート10、11を配置することにより、単にプリント回路板3とボトムハウジング9とが対向しているだけの状態よりも平行平板コンデンサの結合容量が増加し、ボトムハウジング9がアンテナとして機能しやすくなる。また、ベタの放熱シート11を設置する場合は、個片の放熱シート10を配置する場合よりもコンデンサの結合容量が大きく増加するため、ボトムハウジング9がアンテナとして機能することによる不要輻射を低減するという点では不利である。
As described above, disposing the
現存する放熱シートの材料の比誘電率は5.8程度であるが、この放熱シートをベタに配置した場合、SSD装置のEMI特性はEMI規格にぎりぎり適合できる状態となり、被実装機器であるコンピュータのシールド性能によっては規格に適合しない可能性がある。SSD装置の動作スピードをさらに高速化するとなると、EMI規格に適合しなくなる可能性はさらに高くなる。また、EMI規格に対してマージン(余裕度)を持たせたさらに厳しい仕様が要求されるような場合には、現在の動作スピードであっても要求される仕様を満たすことができない可能性もでてくる。 The relative dielectric constant of the material of the existing heat dissipation sheet is about 5.8. However, when this heat dissipation sheet is placed on a solid surface, the EMI characteristics of the SSD device can be adapted to the EMI standard, and the computer that is the mounted device. Depending on the shielding performance, there is a possibility that it does not conform to the standard. If the operation speed of the SSD device is further increased, the possibility of not conforming to the EMI standard is further increased. In addition, when a more stringent specification with a margin (margin) is required for the EMI standard, there is a possibility that the required specification cannot be satisfied even at the current operation speed. Come.
本実施の形態では、以上の点を考慮し、個片の放熱シート10とすることにより、平行平板コンデンサの結合容量の増大を抑えている。放熱シート10が個片化されており、放熱シート10が占める面積の合計は、ベタの放熱シート11の面積と比較して小さくなっている。このため、コンデンサの結合容量が小さくなり、ノイズ源からアンテナ側までのインピーダンスが大きくなり、伝送レベルが小さくなりボトムハウジング9がアンテナとして機能することによる不要輻射が低減される。
In the present embodiment, taking the above points into consideration, an increase in the coupling capacity of the parallel plate capacitor is suppressed by using the individual
以下に、個片の放熱シート10を用いた場合と、ベタの放熱シート11を用いた場合との違いを具体的な数値を挙げてより詳細に説明するが、本発明は例示した数値に限定されるものではない。
Hereinafter, the difference between the case of using the individual
個片の放熱シート10は、各々縦横0.01m、厚さ0.003mとする。また、プリント回路板3は、縦0.063m、横0.0865mとする。また、ボトムハウジング9は、長辺0.1m、短辺0.069.85m、対角0.122mとする。
The individual
プリント回路板3とボトムハウジング9との間隔は0.0044mとし、コントローラ6及びNAND5の実装高さを0.0014mとする。すなわち、コントローラ6及びNAND5とボトムハウジング9との間隔は0.003mである。
The distance between the printed
ベタの放熱シート11は、縦0.05m、横0.07m、厚さ0.003mとする。 The solid heat-dissipating sheet 11 has a length of 0.05 m, a width of 0.07 m, and a thickness of 0.003 m.
個片の放熱シート10の各々の面積は0.0001m2、ベタの放熱シート11の面積は0.0035mm2である。個片の放熱シート10はコントローラ6及びNAND5の各々に対応して計9個使用するため、個片の放熱シート10の合計面積S1とベタの放熱シート11の面積S2との面積比としてはS1:S2=0.0009:0.0035≒1:3.9となる。
Each piece of the
平行平板コンデンサの結合容量Cは、下記式(1)で表される。
C=ε0×ε×S3÷d ・・・(1)
式(1)において、ε0:真空中の誘電率(F/m)、ε:平行平板間に存在する物体の比誘電率、S3:平行平板の面積(m2)、d:平行平板間距離(m)である。
The coupling capacitance C of the parallel plate capacitor is represented by the following formula (1).
C = ε 0 × ε × S 3 ÷ d (1)
In equation (1), ε 0 : dielectric constant in vacuum (F / m), ε: relative dielectric constant of an object existing between parallel plates, S 3 : area of parallel plates (m 2 ), d: parallel plates The distance (m).
本実施の形態に係るSSD装置では、ボトムハウジング9よりも小さいプリント回路板3の面積が平行平板としての面積となり、S3=0.063×0.0865=0.0054495m2である。平行平板間の一部に放熱シート10、11が存在する場合、コンデンサの結合容量は、放熱シート10、11が存在する領域の結合容量と存在しない領域の結合容量との和となる。
In the SSD device according to the present embodiment, the area of the printed
ここで、空気の比誘電率は1で近似するものとする。また、説明の簡略化のために、コントローラ6やNAND5などの電子部品については、比誘電率が1であるとする。
Here, the relative dielectric constant of air is approximated by 1. For the sake of simplification of explanation, it is assumed that the relative permittivity of the electronic components such as the controller 6 and the
放熱シート10、11を用いない場合には、平行平板間には空気のみが存在するため、結合容量は、上記式(1)から、8.85419×10−12×1×0.0054495÷0.0044=1.10×10−12F=11.0pFである。
When the
個片の放熱シート10を用いる場合は、放熱シート10が存在する領域の面積が0.0009m2、放熱シート10が存在しない領域の面積が0.0045495m2である。放熱シート10が存在しない領域の結合容量は、上記式(1)から8.85419×10−12×1×0.0045495÷0.0044=9.16×10−12F=9.16pFである。
When the individual
一方、放熱シート10が存在する領域の結合容量は、放熱シートの部分の結合容量と、電子部品の部分の結合容量との直列の合成容量である。二つのコンデンサCA、CBの直列の合成容量CCは、下記式(2)で表される。
1/CC=(1/CA)+(1/CB) ・・・(2)
On the other hand, the coupling capacity in the region where the
1 / C C = (1 / C A ) + (1 / C B ) (2)
放熱シート10の部分の結合容量は、上記式(1)から、8.85419×10−12×5.8×0.0009÷0.003=5.9×10−12=5.69pFである。また、電子部品の部分の結合容量は、上記式(1)から、8.85419×10−12×1×0.0009÷0.0014=1.5×10−11F=15.4pFである。このため、放熱シート10が存在する領域全体としての結合容量は、上記式(2)から4.16pFとなる。したがって、コンデンサ全体での結合容量は、9.16pF+4.16pF=13.32pFとなる。
From the above formula (1), the coupling capacity of the
ベタの放熱シート11を用いる場合は、放熱シート11が存在する領域の面積が0.0035m2、放熱シート11が存在しない領域の面積が0.0019495m2である。個片の放熱シート10を用いる場合と同様の計算により、ベタの放熱シート11が存在しない領域の結合容量は3.92pF、ベタの放熱シート11が存在する領域の結合容量は16.2pFである。したがって、コンデンサ全体での結合容量は、20.1pFとなる。
When the solid heat dissipation sheet 11 is used, the area of the region where the heat dissipation sheet 11 exists is 0.0035 m 2 , and the area of the region where the heat dissipation sheet 11 does not exist is 0.0019495 m 2 . According to the same calculation as when the individual
結果として、個片の放熱シート10を用いることにより、ベタの放熱シート11を用いる場合と比較して、結合容量を約44%小さくできる。
As a result, the coupling capacity can be reduced by about 44% by using the individual
図5に、個片の放熱シート10を用いたSSD装置のEMI特性を示す。また、図6に、ベタの放熱シート11を用いたSSD装置のEMI特性を示す。ここでは、VCCIに規定された試験方法による測定結果を示しており、コンピュータから延長ケーブルで接続してSSD単体がコンピュータから外に出た状態(本来は被実装機器であるコンピュータに組み込んだ状態でコンピュータを動作させる)で動作させ、10m離れた場所に設置したアンテナに入る電磁波(不要輻射)の強度を測定している。30〜230MHzの帯域では30dB以下、230〜1000MHzの帯域では37dB以下であることがVCCI規格に適合する条件である。ベタの放熱シート11を用いたSSD装置では、700MHz近傍での不要輻射の強度が規格値を上回っているのに対し、個片の放熱シート10を用いたSSD装置では、700MHz近傍での不要輻射の強度が約16dB改善されて規格値以下となっている。
FIG. 5 shows the EMI characteristics of the SSD device using the individual
このように、個片化された放熱シート10を用いることにより、コンデンサの結合容量が小さくなり、ボトムハウジング9がアンテナとして機能することによる不要輻射が低減される。ベタの放熱シート11で個片の放熱シート10と同等の結合容量を実現するためには、比誘電率が1.586という材料で放熱シート11を形成する必要があるが、このような材料で放熱シート11を形成することは現状では実現が困難である。すなわち、個片化された放熱シート10を用いることにより、ベタの放熱シート11を用いた場合では実現することが困難なレベルにまで結合容量を小さくし、不要輻射を低減できる。
Thus, by using the individualized
また、放熱シート10を個片化することにより、SSD装置の軽量化を図ることもできる。放熱シート10、11の比重を2.7とした場合、上記例では、面積の差は0.0026m2、シートの厚さは0.003mであるため重量差は約21gとなる。すなわち、個片の放熱シート10を用いることにより、ベタの放熱シート11を用いる場合と比較して約21gの軽量化を図ることが可能となる。
Moreover, the weight of the SSD device can be reduced by dividing the
なお、ここではコントローラ6及びNAND5の各々に個別に放熱シート10を配置する構成を例としたが、図7に示すように、複数の冷却対象ごとに放熱シートを一つ配置するようにしても良い。図7では、放熱シート10a、10b、10cの各々が三つの冷却対象(1個のコントローラ6及び8個のNAND5)を覆っている。このような構成とすることにより、放熱シートを貼り付ける作業の工数を減らすことができ、組立作業性を向上させることが可能となる。一つの放熱シートで覆う冷却対象の数が増えるほど組立作業性は高くなるが、冷却対象が存在しない領域にも放熱シートが配置されるためコンデンサの結合容量は増大し、ボトムハウジング9がアンテナとして機能することによる不要輻射は増大する。このように、放熱シートを配置するに当たっての組立作業性と、SSD装置のEMI特性とはトレードオフの関係にあるため、要求される仕様に応じて一つの放熱シートで覆う冷却対象の数を選定するとよい。
Here, the configuration in which the
(第2の実施の形態)
図8(a)は、本発明の第2の実施の形態に係るSSD装置の構成を示す分解斜視図である。図8(b)は、プリント回路板3の下面の構成を示す斜視図である。第2の実施の形態に係るSSD装置は、図3に示した構成と同様であり、放熱シート12は一枚でコントローラ6と8個のNAND5とを覆う。ただし、本実施の形態においては、放熱シート12の比誘電率は3.8であり、第1の実施の形態の放熱シート10よりも低くなっている。
(Second Embodiment)
FIG. 8A is an exploded perspective view showing the configuration of the SSD device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8B is a perspective view showing the configuration of the lower surface of the printed
上記式(1)から明らかなように、平行平板のコンデンサの結合容量は、平行平板間に存在する物体の比誘電率に比例する。放熱シート12の寸法が上記第1の実施の形態において例示した放熱シート11の寸法と同じであり、プリント回路板3の面積やボトムハウジング9とプリント回路板3との間隔などの他の条件も同じであるとした場合、平行平板コンデンサの結合容量は上記式(1)、式(2)により、放熱シート12が存在しない領域の結合容量は3.92pF、放熱シート12が存在する領域の結合容量は14.1pFである。よって、コンデンサ全体での結合容量は、18.0pFとなる。したがって、比誘電率が低い材料で形成された放熱シートを適用することにより、プリント回路板とボトムハウジングとによるコンデンサの結合容量を小さくし、ボトムハウジングがアンテナとして機能することによる不要輻射が低減できる。
As is clear from the above equation (1), the coupling capacity of the parallel plate capacitor is proportional to the relative dielectric constant of the object existing between the parallel plates. The dimensions of the
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係るSSD装置は、第2の実施の形態と同様に、一枚の放熱シートでコントローラと8個のNANDとを覆うようになっている。図9に、本実施の形態に係る放熱シート13の斜視図を示す。放熱シート13は、冷却対象に対応する各個片13aと、これらを面上に備える板状部13bとが一体に成形された構造である。板状部13bの厚さ寸法を小さくすることにより、板状部13bがプリント回路板3とボトムハウジング9との間に存在することによる結合容量の増加量を、ベタに配置する場合よりも抑えることができる。したがって、本実施形態においては、ベタ形状とする場合よりもコンデンサの結合容量を小さくでき、かつ1回放熱シート13の貼り付け作業が1回で済む。このため、EMI特性と、組立作業性とを両立させることができる。
(Third embodiment)
As in the second embodiment, the SSD device according to the third embodiment of the present invention covers the controller and the eight NANDs with a single heat dissipation sheet. FIG. 9 shows a perspective view of the
なお、上記各実施の形態においては、コントローラ6及びNAND5がプリント回路板3の下面に実装され、プリント回路板3とボトムハウジング9との間に放熱シート10、12、13が配置された構成を例として説明したが、コントローラ6及びNAND5がプリント回路板3の上面に実装され、プリント回路板3とトップカバー1との間に放熱シートが配置される構成であっても上記同様の効果が得られることは言うまでもない。
In each of the above embodiments, the controller 6 and the
また、上記各実施の形態においては、NAND5がプリント回路板3の下面のみに実装されている構成を例として説明したが、図10(a)、(b)に示すように、両面にNAND5が実装されたプリント回路板3を用いた構成とすることも可能である。図10(a)は、両面にNAND5が実装されたプリント回路板3を用いたSSD装置の構成を示す分解斜視図である。図10(b)は、両面にNAND5が実装されたプリント回路板3の下面の構成を示す斜視図である。両面にNAND5が実装されたプリント回路板3を用いる場合には、プリント回路板3の上面側の各NAND5とトップカバー1との間にも第1の実施形態の放熱シート10と同様の個片の放熱シート15を配置することで、プリント回路板3とトップカバー1とによる平行平板コンデンサの結合容量を低減し、トップカバー1がアンテナとして機能することによる不要輻射を低減できる。放熱シート15が、第2、第3の実施形態と同様のものであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。このように、本発明は様々な変形が可能である。
Further, in each of the above-described embodiments, the configuration in which the
1 トップカバー、3 プリント回路板、5 NAND、6 コントローラ、9 ボトムハウジング、10、10a、10b、10c、11、12、13 放熱シート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Top cover, 3 Printed circuit board, 5 NAND, 6 Controller, 9
Claims (6)
導電性材料で形成され、前記プリント回路板を収容する筐体と、
前記筐体の前記プリント回路板の一方の面と対向する面と、前記コントローラ及び各不揮発性半導体メモリチップとの間に介在して、前記コントローラ及び各不揮発性半導体メモリチップと前記筐体とを熱的に接続する放熱シートと、
を備え、
前記放熱シートは、前記筐体と前記プリント回路板とがなすコンデンサの結合容量が、前記コンデンサ間に比誘電率5.8の物体をベタに配置した状態での結合容量よりも小さいことを特徴とする半導体記憶装置。 A plurality of nonvolatile semiconductor memory chips and a controller that controls reading and writing of data to and from the nonvolatile semiconductor memory chip, a printed circuit board mounted on one surface via a plurality of bumps,
A housing made of a conductive material and containing the printed circuit board;
The controller and each non-volatile semiconductor memory chip and the case are interposed between a surface of the case facing the one surface of the printed circuit board and the controller and each non-volatile semiconductor memory chip. A heat dissipating sheet for thermal connection;
With
The heat dissipation sheet is characterized in that a coupling capacity of a capacitor formed by the housing and the printed circuit board is smaller than a coupling capacity in a state where an object having a relative dielectric constant of 5.8 is disposed between the capacitors. A semiconductor memory device.
前記プリント回路板の他方の面に実装された不揮発性半導体メモリチップと前記筐体の前記プリント回路板の他方の面と対向する内面との間に介在して、前記プリント回路板の他方の面に実装された不揮発性半導体メモリチップと前記筐体とを熱的に接続する放熱部材をさらに有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の半導体記憶装置。 A plurality of nonvolatile semiconductor memory chips are also mounted on the other surface of the printed circuit board,
The other surface of the printed circuit board is interposed between the nonvolatile semiconductor memory chip mounted on the other surface of the printed circuit board and the inner surface of the housing facing the other surface of the printed circuit board. 6. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a heat dissipating member that thermally connects the nonvolatile semiconductor memory chip mounted on the housing and the housing.
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- 2009-12-24 JP JP2009293492A patent/JP2011134138A/en active Pending
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