JP2021012993A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱性の向上を図ることができる半導体記憶装置を提供する。【解決手段】半導体記憶装置1は、筐体2と、第1子基板21と、発熱部品(NAND31A)と、電子部品(コンデンサ30)と、熱伝導性シート33とを持つ。筐体2は、第1通気孔18を有する。第1子基板は、筐体2に収容されている。発熱部品は、第1子基板に実装されている。電子部品は、発熱部品と第1通気孔18との間に配置されている。熱伝導性シートは、発熱部品と電子部品とに亘るように設けられるかまたは第1子基板において発熱部品の裏側に位置した領域と電子部品とに亘るように設けられ、発熱部品と電子部品とを熱接続している。【選択図】図6
Description
本発明の実施形態は、半導体記憶装置に関する。
筐体と、筐体に収容された基板と、基板に実装された半導体メモリ部品とを備えた半導体記憶装置が知られている。半導体記憶装置は、放熱性の向上が期待されている。
本発明が解決しようとする課題は、放熱性の向上を図ることができる半導体記憶装置を提供することである。
実施形態の半導体記憶装置は、筐体と、第1基板と、発熱部品と、電子部品と、熱伝導性シートとを持つ。前記筐体は、第1通気孔を有する。前記第1基板は、前記筐体に収容されている。前記発熱部品は、前記第1基板に実装されている。前記電子部品は、前記発熱部品と前記第1通気孔との間に配置されている。前記熱伝導性シートは、前記発熱部品と前記電子部品とに亘るように設けられ、または前記第1基板において前記発熱部品の裏側に位置した領域と前記電子部品とに亘るように設けられ、前記発熱部品と前記電子部品とを熱接続している。
以下、実施形態の半導体記憶装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。本明細書で「重なる」とは、2つの対象物の仮想的な投影像同士が重なることを意味し、2つの対象物が互いに直接的に接しない場合も含む。本明細書で「平行」および「直交」とは、「略平行」および「略直交」である場合も含む。
また先に、+X方向、−X方向、+Y方向、−Y方向、+Z方向、および−Z方向について定義する。+X方向、−X方向、+Y方向、および−Y方向は、後述する第1子基板21の第1面21a(図6参照)に沿う方向である。+X方向は、後述する筐体2の第2端部2bから第1端部2aに向かう方向である(図1参照)。−X方向は、+X方向とは反対方向である。+X方向と−X方向とを区別しない場合は、単に「X方向」と称する。+Y方向および−Y方向は、X方向とは交差する(例えば直交する)方向である。+Y方向は、後述する筐体2の第4端部2dから第3端部2cに向かう方向である(図1参照)。−Y方向は、+Y方向とは反対方向である。+Y方向と−Y方向とを区別しない場合は、単に「Y方向」と称する。+Z方向および−Z方向は、X方向およびY方向とは交差する(例えば直交する)方向であり、後述する主基板20、第1子基板21、および第2子基板22の各々の厚さ方向である。+Z方向は、第1子基板21から第2子基板22に向かう方向である(図2参照)。−Z方向は、+Z方向とは反対方向である。+Z方向と−Z方向とを区別しない場合は、単に「Z方向」と称する。−X方向は、「第1方向」の一例である。−Y方向は、「第2方向」の一例である。
(第1の実施形態)
<1.全体構成>
図1から図8Bを参照し、第1の実施形態の半導体記憶装置1について説明する。半導体記憶装置1は、例えばSSD(Solid State Drive)のような記憶装置である。半導体記憶装置1は、例えば、サーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置に取り付けられ、情報処理装置の記憶領域として利用される。本明細書では半導体記憶装置1が取り付けられる情報処理装置を「ホスト装置」と称する。
<1.全体構成>
図1から図8Bを参照し、第1の実施形態の半導体記憶装置1について説明する。半導体記憶装置1は、例えばSSD(Solid State Drive)のような記憶装置である。半導体記憶装置1は、例えば、サーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置に取り付けられ、情報処理装置の記憶領域として利用される。本明細書では半導体記憶装置1が取り付けられる情報処理装置を「ホスト装置」と称する。
図1は、半導体記憶装置1を示す斜視図である。図2は、半導体記憶装置1を一部分解して示す斜視図である。図1および図2に示すように、半導体記憶装置1は、例えば、筐体2、基板ユニット3、および複数の締結部材4を有する。
筐体2は、例えば、矩形箱状に形成されている。筐体2は、例えば金属製である。筐体2は、筐体2の長手方向に分かれた一対の端部として、第1端部2aと、第1端部2aとは反対側に位置した第2端部2bとを有する。筐体2は、筐体2の短手方向に分かれた一対の端部として、第3端部2cと、第3端部2cとは反対側に位置した第4端部2dとを有する。
筐体2は、ベース11とカバー12とを含み、ベース11とカバー12とが組み合わされることで形成されている。ベース11は、第1主壁13と、第1から第3の側壁部14a,14b,14cとを含む。第1主壁13は、X方向およびY方向と平行な壁部である。第1から第3の側壁部14a,14b,14cは、それぞれ第1、第3、第4の端部2a,2c,2dにおいて第1主壁13から+Z方向に起立している。一方で、カバー12は、第2主壁15と、第1から第4の側壁部16a,16b,16c,16dとを有する。第2主壁15は、X方向およびY方向と平行な壁部である。第1から第4の側壁部16a,16b,16c,16dは、それぞれ第1から第4の端部2a,2b,2c,2dにおいて第2主壁15から−Z方向に延びている。
ベース11の第1側壁部14aとカバー12の第1側壁部16aとにより、筐体2の+X方向側の側壁17aが形成されている。カバー12の第2側壁部16bにより、筐体2の−X方向側の側壁17bが形成されている。ベース11の第2側壁部14bとカバー12の第3側壁部16cとにより、筐体2の+Y方向側の側壁17cが形成されている。ベース11の第3側壁部14cとカバー12の第4側壁部16dとにより、筐体2の−Y方向側の側壁17dが形成されている。
筐体2の第1端部2aには、複数の第1通気孔18が設けられている。例えば、複数の第1通気孔18は、カバー12の第1側壁部16aに設けられている。同様に、筐体2の第2端部2bには、複数の第2通気孔19が設けられている。例えば、複数の第2通気孔19は、カバー12の第2側壁部16bに設けられている。
ここで、第1通気孔18および第2通気孔19は、いずれが吸気孔として機能し、いずれが排気孔として機能してもよい。例えば、−X方向に風が流れる設置環境に半導体記憶装置1が置かれる場合、筐体2の外部の空気は第1通気孔18から筐体2の内部に流入し、第2通気孔19から筐体2の外部に排気される。一方で、+X方向に風が流れる設置環境に半導体記憶装置1が置かれる場合、筐体2の外部の空気は第2通気孔19から筐体2の内部に流入し、第1通気孔18から筐体2の外部に排気される。なお以下では、−X方向に風が流れる設置環境に半導体記憶装置1が置かれる場合を例に説明を行う。
基板ユニット3は、筐体2に収容されている。基板ユニット3については、図3を参照し、詳しく後述する。
複数の締結部材4は、例えば、複数の第1締結部材4Aと、複数の第2締結部材4Bとを含む。第1締結部材4Aは、基板ユニット3をベース11に固定する。第2締結部材4Bは、カバー12をベース11に固定する。
<2.基板ユニットの構成>
<2.1 基板ユニットの全体構成>
次に、基板ユニット3の全体構成について説明する。
図3は、基板ユニット3を一部分解して示す斜視図である。基板ユニット3は、例えば、主基板20、第1子基板(a first sub board)21、第2子基板(a second sub board)22、第1絶縁シート23、第2絶縁シート24、第1スペーサ25、第2スペーサ26、コントローラ27(図4参照)、複数のDRAM(Dynamic Random Access Memory)28(図4参照)、外部接続コネクタ29、複数のコンデンサ30、複数のNAND型フラッシュメモリ31(図3では一部のみ図示、以下では「NAND31」と称する)、複数の熱接続部品32(図6参照)、および複数の熱伝導性シート33(図6、図7参照)を有する。ただし、半導体記憶装置1は、上記例に限定されない。半導体記憶装置1は、種々の半導体記憶装置が広く該当し、図示する以外のサイズや形状の基板を有してもよく、またDRAMを搭載しなくてもよい。
<2.1 基板ユニットの全体構成>
次に、基板ユニット3の全体構成について説明する。
図3は、基板ユニット3を一部分解して示す斜視図である。基板ユニット3は、例えば、主基板20、第1子基板(a first sub board)21、第2子基板(a second sub board)22、第1絶縁シート23、第2絶縁シート24、第1スペーサ25、第2スペーサ26、コントローラ27(図4参照)、複数のDRAM(Dynamic Random Access Memory)28(図4参照)、外部接続コネクタ29、複数のコンデンサ30、複数のNAND型フラッシュメモリ31(図3では一部のみ図示、以下では「NAND31」と称する)、複数の熱接続部品32(図6参照)、および複数の熱伝導性シート33(図6、図7参照)を有する。ただし、半導体記憶装置1は、上記例に限定されない。半導体記憶装置1は、種々の半導体記憶装置が広く該当し、図示する以外のサイズや形状の基板を有してもよく、またDRAMを搭載しなくてもよい。
主基板20は、3つの基板(主基板20、第1子基板21、および第2子基板22)のなかで、最も−Z方向側に位置する(図6参照)。主基板20は、筐体2の第1主壁13の内面と、第1子基板21との間に配置されている。主基板20は、X方向およびY方向と平行である。主基板20は、筐体2の第1主壁13に面する第1面20aと、第1面20aとは反対側に位置して第1子基板21に面する第2面20bとを有する。
第1子基板21は、主基板20と、第2子基板22との間に配置されている(図6参照)。第1子基板21は、X方向およびY方向と平行である。第1子基板21は、主基板20に面する第1面21aと、第1面21aとは反対側に位置して第2子基板22に面する第2面21bとを有する。第1子基板21は、「第1基板」の一例である。
第2子基板22は、3つの基板(主基板20、第1子基板21、および第2子基板22)のなかで、最も+Z方向側に位置する(図6参照)。第2子基板22は、第1子基板21と、筐体2の第2主壁15の内面との間に配置されている。本実施形態では、第2子基板22は、第1子基板21の第2面21bに実装された複数のNAND31A(後述する熱伝導性シート33による放熱対象部品)と、筐体2の第2主壁15の内面との間に配置されている。第2子基板22は、X方向およびY方向と平行である。第2子基板22は、第1子基板21と面する第1面22aと、第1面22aとは反対側に位置して筐体2の第2主壁15に面する第2面22bとを有する。第2子基板22は、後述するコンデンサ30との干渉を避けるための開口部22cを有する。第2子基板22は、「第2基板」の一例である。
図3に示すように、本実施形態では、主基板20と第1子基板21との間には、第1フレキシブル配線板(第1フレキシブル接続部)FP1が設けられている。第1フレキシブル配線板FP1は、主基板20の−Y方向の端部と、半導体記憶装置1の組立前における第1子基板21の+Y方向の端部(半導体記憶装置1の組立後に−Y方向側となる端部)とを接続している。主基板20と第1子基板21とは、第1フレキシブル配線板FP1を介して電気的に接続されている。
同様に、主基板20と第2子基板22との間には、第2フレキシブル配線板(第2フレキシブル接続部)FP2が設けられている。第2フレキシブル配線板FP2は、主基板20の+Y方向の端部と、半導体記憶装置1の組立前における第2子基板22の−Y方向の端部(半導体記憶装置1の組立後に+Y方向側となる端部)とを接続している。主基板20と第2子基板22とは、第2フレキシブル配線板FP2を介して電気的に接続されている。
本実施形態では、主基板20、第1子基板21、第2子基板22、第1フレキシブル配線板FP1、および第2フレキシブル配線板FP2は、リジッドフレキシブル基板として一体に形成されている。これに代えて、主基板20、第1子基板21、および第2子基板22は、互いに別々に形成され、別体のフレキシブル配線板または基板間接続コネクタ(いわゆるB to Bコネクタ)を介して電気的に接続されてもよい。
第1絶縁シート23は、主基板20と第1子基板21との間に配置されている。第2絶縁シート24は、第1子基板21と第2子基板22との間に配置されている。本実施形態では、第2絶縁シート24は、熱伝導性シート33(図6参照)と第2子基板22との間に配置されている。なお説明の便宜上、以下に説明する図では、絶縁シート23,24の図示は省略している。
第1スペーサ25は、主基板20と第1子基板21との間に挟まれて、主基板20と第1子基板21とを互いに離間させている。言い換えると、第1スペーサ25は、主基板20と第1子基板21との間に空気が流れる隙間を形成している。例えば、第1スペーサ25は、主基板20または第1子基板21の外形に沿う枠状に形成されている。例えば、第1スペーサ25は、合成樹脂製である。なお、第1スペーサ25の形状の細部については後述する。
第2スペーサ26は、第1子基板21と第2子基板22との間に挟まれて、第1子基板21と第2子基板22とを互いに離間させている。言い換えると、第2スペーサ26は、第1子基板21と第2子基板22との間に空気が流れる隙間を形成している。例えば、第2スペーサ26は、第1子基板21または第2子基板22の外形に沿う枠状に形成されている。例えば、第2スペーサ26は、合成樹脂製である。なお、第2スペーサ26の形状の細部については後述する。
コントローラ(コントローラ部品、図4参照)27は、例えば、主基板20の第1面20aに実装されている。コントローラ27は、半導体記憶装置1の全体を統括的に制御する。例えば、コントローラ27は、ホスト装置に対するホストインターフェース回路、複数のDRAM28を制御する制御回路、および複数のNAND31を制御する制御回路などが1つの半導体チップに集積されたSoC(System on a Chip)として構成されている。
DRMA28(図4参照)は、例えば、主基板20の第1面20aに実装されている。DRAM28は、揮発性の半導体メモリチップの一例である。DRAM28は、ホスト装置から受信した書き込み対象データ、およびNAND31から読み出された読み出し対象データが一時的に格納されるデータバッファである。
外部接続コネクタ29は、例えば、主基板20の第2面20bに実装されている。外部接続コネクタ29は、複数の金属製の端子を有し、ホスト装置に接続可能である。
複数のコンデンサ30は、例えば、主基板20の第2面20bに実装されている。コンデンサ30は、予期せぬ電力遮断時のデータ保護を目的とする電源バックアップ機能を担う。例えば、コンデンサ30は、ホスト装置からの電力供給が予期せず遮断された場合、コントローラ27、DRAM28、およびNAND31などに対して電力を一定時間供給する。すなわち、コンデンサ30は、DRAM28に一時的に格納された書き込み対象データがDRAM28から読み出され、その書き込み対象データのNAND31への書き込みが完了するまでの間、コントローラ27、DRAM28、およびNAND31などに電力を供給する。コンデンサ30は、例えば、アルミ電解コンデンサまたは導電性高分子タンタル固体電解コンデンサなどであるが、これらに限定されない。コンデンサ30は、「電子部品」の一例である。なお本明細書における「電子部品」とは、後述する「発熱部品」よりも温度が相対的に低くなる部品を広く意味し、自身が発熱する部品であってもよい。
複数のNAND31は、第1子基板21の第2面21bに実装された複数のNAND31A、第2子基板22の第1面22aに実装された複数のNAND31B、および第2子基板22の第2面22bに実装された複数のNAND31Cを含む(図6参照)。NAND31は、不揮発性の半導体メモリチップの一例であり、「半導体メモリ部品」の一例である。
複数の熱接続部品32の各々は、例えば弾性(または柔軟性)を有する。複数の熱接続部品32は、例えば、複数の第1熱接続部品32Aと、複数の第2熱接続部品32Bとを含む(図6参照、ただし図6では第1熱接続部品32Aはコントローラ27に対応する1つのみを図示している)。第1熱接続部品32Aは、コントローラ27またはDRAM28と、筐体2の第1主壁13との間に挟まれ、コントローラ27またはDRAM28を筐体2に熱接続する。これにより、主基板20が発する熱の一部は、第1熱接続部品32Aを介して筐体2に伝導される。一方で、第2熱接続部品32Bは、第2子基板22の第2面22bに実装されたNAND31Cと、筐体2の第2主壁15との間に挟まれ、NAND31Cを筐体2に熱接続する。これにより、第2子基板22が発する熱の一部は、第2熱接続部品32Bを介して筐体2に伝導される。
熱伝導性シート33は、第1子基板21の第2面21bに実装された複数のNAND31Aと、コンデンサ30とに亘るように設けられ、複数のNAND31Aとコンデンサ30とを熱接続する(図6参照)。なお、熱伝導性シート33については詳しく後述する。
<2.2 主基板における配置構成>
次に、主基板20におけるコントローラ27、DRAM28、外部接続コネクタ29、およびコンデンサ30の配置構成について説明する。
次に、主基板20におけるコントローラ27、DRAM28、外部接続コネクタ29、およびコンデンサ30の配置構成について説明する。
図4は、主基板20の第1面20aを示す平面図である。主基板20は、第1端部20cと、第1端部20cとは反対側に位置した第2端部20dとを有する。第1端部20cは、筐体2の第1端部2aに対応した端部である。第2端部20dは、筐体2の第2端部2bに対応した端部である。第1端部20cは、複数のコンデンサ30を避けるための切欠き部20caを有する。第1端部20cは、切欠き部20caの両側に分かれて設けられた第1突出部20cbと第2突出部20ccとを有する。第1突出部20cbは、+Y方向側の縁部に設けられ、+X方向に突出している。第2突出部20ccは、−Y方向側の縁部に設けられ、+X方向に突出している。
本実施形態では、コントローラ27は、主基板20において、第1端部20cよりも第2端部20dの近くに配置されている。一方で、複数のコンデンサ30は、主基板20の第1端部20cに配置されている。本実施形態では、複数のコンデンサ30は、第1コンデンサ30Aと、第2コンデンサ30Bとを含む。第1および第2のコンデンサ30A,30Bの各々は、円筒状に設けられたコンデンサ本体41と、コンデンサ本体41の端部から突出した一対の端子42a,42bとを有する。
第1および第2のコンデンサ30A,30Bのコンデンサ本体41は、主基板20の切欠き部20caに収容されている。例えば、第1コンデンサ30Aのコンデンサ本体41と、第2コンデンサ30Bのコンデンサ本体41とは、それぞれY方向に沿って配置され、互いにY方向に並んでいる。第1コンデンサ30Aと、第2コンデンサ30Bとの間には、隙間S0が設けられている。
第1コンデンサ30Aの端子42a,42bは、主基板20の第1突出部20cbに接続されている。これにより、第1コンデンサ30Aは、主基板20の第1突出部20cbによって支持されている。第2コンデンサ30Bの端子42a,42bは、主基板20の第2突出部20ccに接続されている。これにより、第2コンデンサ30Bは、主基板20の第2突出部20ccによって支持されている。
<2.3 第1および第2のスペーサ>
次に、第1および第2のスペーサ25,26について説明する。ここでは、第2スペーサ26を代表として説明する。
次に、第1および第2のスペーサ25,26について説明する。ここでは、第2スペーサ26を代表として説明する。
図5は、第2スペーサ26を示す斜視図である。第2スペーサ26は、第1部分51、第2部分52、第3部分53、および第4部分54を含む。第1部分51および第2部分52は、互いにY方向に離間するとともに、それぞれX方向に延びている。第1部分51は、第2部分52に対して、+Y方向に位置する。第3部分53および第4部分54は、互いにX方向に離間するとともに、それぞれY方向に延びている。第3部分53は、第4部分54に対して+X方向に位置する。第1から第4の部分51,52,53,54が互いに連結されることで、枠状の第2スペーサ26が形成されている。第1部分51および第2部分52のZ方向の厚さは、第1子基板21と第2子基板22との間の距離(後述する隙間S3の厚さ)に相当する。
本実施形態では、第3部分53は、基部53aと、ガイド部53bとを有する。基部53aは、第1部分51と第2部分52とを繋ぐようにY方向に延びている。基部53aのZ方向の厚さは、第1部分51および第2部分52のZ方向の厚さよりも薄い。このため、第1部分51とガイド部53bとの間には、基部53aと第2子基板22との間に隙間を形成する第1凹部53cが設けられている。同様に、第2部分52とガイド部53bとの間には、基部53aと第2子基板22との間に隙間を形成する第2凹部53dが設けられている。第1通気孔18から筐体2内に流入した空気は、第1および第2の凹部53c,53dを通って、第1子基板21と第2子基板22との間の隙間S3に流入する。
ガイド部53bは、基部53aのY方向の中央部に設けられている。ガイド部53bは、基部53aから+Z方向に起立し、第1コンデンサ30Aと第2コンデンサ30Bとの間の隙間S0に対して+X方向から向かい合う。ガイド部53bは、+X方向に向いた山形に形成されている。ガイド部53bは、第1傾斜部53baと第2傾斜部53bbとを含む。
第1傾斜部53baは、ガイド部53bのY方向の中央部と、ガイド部53bの+Y方向の端部との間に設けられている。第1傾斜部53baは、+Y方向に進むに従い、−X方向に位置するように傾斜している。第1傾斜部53baは、第1通気孔18から筐体2内に流入して第1傾斜部53baにぶつかる空気の少なくとも一部を、第1コンデンサ30Aの背後に案内する。
一方で、第2傾斜部53bbは、ガイド部53bのY方向の中央部と、ガイド部53bの−Y方向の端部との間に設けられている。第2傾斜部53bbは、−Y方向に進むに従い、−X方向に位置するように傾斜している。第2傾斜部53bbの少なくとも一部は、第1通気孔18から筐体2内に流入して第2傾斜部53bbに当たる空気を、第2コンデンサ30Bの背後に案内する。
同様に、第4部分54は、基部54a、第1ガイド部54b、第2ガイド部54c、および第3ガイド部54dを有する。基部54aは、第1部分51と第2部分52とを繋ぐようにY方向に延びている。基部54aのZ方向の厚さは、第1部分51および第2部分52のZ方向の厚さよりも薄い。
第1ガイド部54bは、基部54aのY方向の中央部に設けられている。第1ガイド部54bは、基部54aから+Z方向に起立している。第1ガイド部54bは、−X方向に向いた山形に形成されている。第2ガイド部54cは、基部54aにおいて、第1ガイド部54bと第1部分51との間に配置されている。第2ガイド部54cは、+X方向に向いた山形に形成されている。第1ガイド部54bと第2ガイド部54cとの間には、第1子基板21と第2子基板22との間の隙間S3を流れた空気が第2通気孔19に向けて流れる隙間g1が形成されている。一方で、第3ガイド部54dは、基部54aにおいて、第1ガイド部54bと第2部分52との間に配置されている。第3ガイド部54dは、+X方向に向いた山形に形成されている。第1ガイド部54bと第3ガイド部54dとの間には、第1子基板21と第2子基板22との間の隙間S3を流れた空気が第2通気孔19に向けて流れる隙間g2が形成されている。
<3.熱伝導性シート>
次に、熱伝導性シート33について説明する。
図6は、図1中に示された半導体記憶装置1のF6−F6線に沿う断面図である。本実施形態では、熱伝導性シート33は、第1子基板21の第2面21bに実装された1つ以上のNAND31Aの熱をコンデンサ30に伝導するために設けられている。NAND31Aは、「発熱部品」の一例である。
次に、熱伝導性シート33について説明する。
図6は、図1中に示された半導体記憶装置1のF6−F6線に沿う断面図である。本実施形態では、熱伝導性シート33は、第1子基板21の第2面21bに実装された1つ以上のNAND31Aの熱をコンデンサ30に伝導するために設けられている。NAND31Aは、「発熱部品」の一例である。
ここで先に、図6を参照してコンデンサ30の一例について補足的に説明する。本実施形態では、コンデンサ30は、NAND31Aと筐体2の第1通気孔18との間に配置されている。なお、本明細書で「発熱部品と第1通気孔との間に配置された電子部品」とは、第1子基板(第1基板)の表面に対して直交する方向から見た平面視において、発熱部品と第1通気孔との間に電子部品が位置することを意味する。すなわち、電子部品のZ方向の位置は、発熱部品と第1通気孔との間に無くてもよい。
本実施形態では、コンデンサ30は、比較的大型の部品であり、NAND31Aよりも大きな熱容量を持つ。例えば、コンデンサ30のZ方向の厚さT1は、第1通気孔18のZ方向の大きさよりも大きい。例えば、コンデンサ30のZ方向の厚さT1は、第1子基板21と第2子基板22との間の隙間S3のZ方向の高さT2よりも大きい。例えば、コンデンサ30の−Z方向の端部は、主基板20の第1面20aよりも−Z方向側に位置する。一方で、コンデンサ30の+Z方向の端部は、第1子基板21の第2面21bに実装されたNAND31Aの+Z方向の表面よりも+Z方向側に位置する。
コンデンサ本体41の外形の少なくとも一部は、曲面部41aを有する。曲面部41aは、例えば中心角が180度以上に亘る曲面を有する。本実施形態では、コンデンサ本体41は、円筒状に形成されている。このため、曲面部41aは、中心角が360度に亘る曲面を有する。
熱伝導性シート33は、少なくとも1つのNAND31Aと、コンデンサ30とに亘るように設けられ、少なくとも1つのNAND31Aとコンデンサ30とを熱接続している。本明細書で「NAND31Aとコンデンサ30とを熱接続する」とは、NAND31Aの熱の少なくとも一部がコンデンサ30に移動可能であることを意味し、熱伝導性シート33が設けられていない場合と比べて、NAND31Aとコンデンサ30との温度差が小さくなることを意味する。また「NAND31Aとコンデンサ30とを熱接続する」とは、熱伝導性シート33とNAND31Aとの間、および/または、熱伝導性シート33とコンデンサ30との間に別部材が存在し、上記別部材および熱伝導性シート33を介してNAND31Aとコンデンサ30とが熱接続される場合も含む。
本実施形態では、熱伝導性シート33は、X方向に延びた矩形状のシートである。熱伝導性シート33は、例えば、熱伝導性シート33の片面に設けられた接着剤によりNAND31Aおよびコンデンサ30に貼り付けられている。熱伝導性シート33のZ方向の厚さT3は、第2スペーサ26のZ方向の厚さT2よりも薄い。さらに言えば、熱伝導性シート33のZ方向の厚さT3は、NAND31AのZ方向の厚さT4よりも薄い。ここで、第2スペーサ26のZ方向の厚さT2は、例えば5mmである。一方で、熱伝導性シート33のZ方向の厚さT3は、例えば0.1mm以下である。
熱伝導性シート33は、例えば柔軟性(可撓性)を有する。熱伝導性シート33の一例は、グラファイトシートであるが、これに限定されない。熱伝導性シート33は、例えば複数のNAND31Aに取り付けられた第1部分61と、コンデンサ30に取り付けられた第2部分62とを有する。
<3.1 熱伝導性シートの第1部分>
第1部分61は、第1子基板21と第2子基板22との間に配置され、X方向に平板状に延びている。さらに言えば、第1部分61は、第1子基板21に実装されたNAND31Aと、第2子基板22に実装されたNAND31Bとの間に配置されている。第1部分61は、複数のNAND31Aに対して第1子基板21とは反対側から取り付けられている。
第1部分61は、第1子基板21と第2子基板22との間に配置され、X方向に平板状に延びている。さらに言えば、第1部分61は、第1子基板21に実装されたNAND31Aと、第2子基板22に実装されたNAND31Bとの間に配置されている。第1部分61は、複数のNAND31Aに対して第1子基板21とは反対側から取り付けられている。
本実施形態では、熱伝導性シート33と第2子基板22との間には、空気が流れることができる隙間S3aが存在する。さらに言えば、熱伝導性シート33と、第2子基板22の第1面22aに実装されたNAND31Bとの間には、空気が流れることができる隙間S3aが存在する。
図6に示すように、第1子基板21に実装されたNAND31Aは、例えば、NAND31AA,NAND31AB,NAND31AC,およびNAND31ADを含む。NAND31AA、NAND31AB、NAND31AC、およびNAND31ADは、この順に+X方向に並んでいる。すなわち、NAND31ABは、NAND31AAとコンデンサ30との間に配置されている。NAND31AAは、「第1半導体メモリ部品」の一例である。NAND31ABは、「第2半導体メモリ部品」の一例である。
本実施形態では、熱伝導シート33の第1部分61は、Z方向で、NAND31AA,31AB,31AC,31ADと重なる。例えば、熱伝導シート33の第1部分61は、NAND31AA,31AB,31AC,31ADの全てに対して取り付けられている。これにより、熱伝導シート33は、NAND31AA,31AB,31AC,31ADとコンデンサ30とを熱接続している。
本実施形態では、NAND31AA,31ABは、筐体2の第1通気孔18よりも第2通気孔19の近くに位置する。一方で、コンデンサ30は、筐体2の第2通気孔19よりも第1通気孔18の近くに位置する。そして、熱伝導性シート33は、NAND31AA,31ABからコンデンサ30まで延びている。
本実施形態では、NAND31AA,31AB,31ACの各々の少なくとも一部は、Z方向においてコントローラ27と重なる。このため、NAND31AA,31AB,31Aは、放熱されにくい。例えば、NAND31AA,31ABには、主基板20を介してコントローラ27によって温められて主基板20と第1子基板21との間を流れる空気の熱が伝わりやすい。このため、NAND31AA,31AB,31AC(そのなかでもNAND31AA,31AB)は、温度が上昇しやすい。しかしながら本実施形態では、NAND31AA,31AB,31ACの熱は、熱伝導性シート33を介してコンデンサ30に放散される。
<3.2 熱伝導性シートの第2部分>
熱伝導性シート33の第2部分62は、コンデンサ30に取り付けられている。本実施形態では、第2部分62は、コンデンサ30の曲面部41aに沿って曲げられた状態でコンデンサ30の曲面部41aに取り付けられている。例えば、第2部分62は、中心角が180度以上に亘って、コンデンサ30の曲面部41aに沿って曲げられた状態でコンデンサ30の曲面部41aに取り付けられている。
熱伝導性シート33の第2部分62は、コンデンサ30に取り付けられている。本実施形態では、第2部分62は、コンデンサ30の曲面部41aに沿って曲げられた状態でコンデンサ30の曲面部41aに取り付けられている。例えば、第2部分62は、中心角が180度以上に亘って、コンデンサ30の曲面部41aに沿って曲げられた状態でコンデンサ30の曲面部41aに取り付けられている。
本実施形態では、第2部分62は、例えば、コンデンサ30の+Z方向側に回り込んだ部分62aと、コンデンサ30の+X方向側に回り込んだ部分62bと、コンデンサ30の−Z方向側に回り込んだ部分62cとを含む。部分62aは、コンデンサ30と筐体2の第2主壁15との間の位置で円弧状に形成され、コンデンサ30に取り付けられている。部分62aは、第1部分61から+Z方向側に膨らんでいる。部分62bは、コンデンサ30と第1通気孔18との間の位置で円弧状に形成され、コンデンサ30に取り付けられている。部分62cは、コンデンサ30と筐体2の第1主壁13との間の位置で円弧状に形成され、コンデンサ30に取り付けられている。
本実施形態では、部分62bの少なくとも一部は、+Z方向に進むに従い−X方向側に位置する曲面状(すなわち、空気の流れ方向に対して傾いた形状)に形成されている。これにより、第2部分62は、第1通気孔18から筐体2内に流入する空気の流れを阻害しにくい。また、部分62bの少なくとも一部が曲面状に形成されていることで、コンデンサ30と第1通気孔18との間(すなわち筐体2の外部から冷たい空気が流入する空間)における第2部分62の表面積が大きく確保されている。これにより、第2部分62の放熱がより促進されやすい。
<3.2 熱伝導性シートの平面配置構造>
図7は、熱伝導性シート30の平面配置構造を示す平面図である。本実施形態では、第1子基板21に実装されたNAND31Aは、第1群のNAND31AA,31AB,31AC,31ADと、第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHと、第3群のNAND31AI,31AJ,31AK,31ALとを含む。第1群のNAND31AA,31AB,31AC,31ADは、上述したように、この順に+X方向に並んでいる。第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHは、第1群のNAND31AA,31AB,31AC,31ADに対して−Y方向に位置するとともに、この順に+X方向に並んでいる。第3群のNAND31AI,31AJ,31AK,31ALは、第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHに対して−Y方向に位置するとともに、この順に+X方向に並んでいる。
図7は、熱伝導性シート30の平面配置構造を示す平面図である。本実施形態では、第1子基板21に実装されたNAND31Aは、第1群のNAND31AA,31AB,31AC,31ADと、第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHと、第3群のNAND31AI,31AJ,31AK,31ALとを含む。第1群のNAND31AA,31AB,31AC,31ADは、上述したように、この順に+X方向に並んでいる。第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHは、第1群のNAND31AA,31AB,31AC,31ADに対して−Y方向に位置するとともに、この順に+X方向に並んでいる。第3群のNAND31AI,31AJ,31AK,31ALは、第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHに対して−Y方向に位置するとともに、この順に+X方向に並んでいる。
図7に示すように、複数の熱伝導性シート33は、第1熱伝導性シート33Aと、第2熱伝導性シート33Bとを含む。第1熱伝導性シート33Aは、第1群のNAND31AA,31AB,31AC,31ADおよび第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHに対してZ方向で重なるように設けられ、第1群のNAND31AA,31AB,31AC,31ADおよび第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHに取り付けられている。第1熱伝導性シート33Aは、第2スペーサ26の第1凹部53cを通ってX方向に延びており、第1コンデンサ30Aに取り付けられている。
一方で、第2熱伝導性シート33Bは、第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHおよび第3群のNAND31AI,31AJ,31AK,31ALに対してZ方向で重なるように設けられ、第2群のNAND31AE,31AF,31AG,31AHおよび第3群のNAND31AI,31AJ,31AK,31ALに取り付けられている。第2熱伝導性シート33Bは、第2スペーサ26の第2凹部53dを通ってX方向に延びており、第2コンデンサ30Bに取り付けられている。
本実施形態では、第2スペーサ26のガイド部53bは、第1熱伝導性シート33Aと第2熱伝導性シート33Bとの間に位置する。ガイド部53bの少なくとも一部は、第1および第2のコンデンサ30A,30BとX方向で重ならない位置に配置されている。すなわち、ガイド部53bの少なくとも一部は、第1コンデンサ30Aと第2コンデンサ30Bとの間の隙間S0に対してX方向で向かい合う。ガイド部53bは、第1および第2のコンデンサ30A,30Bよりも−X方向側に位置する。
ガイド部53bの第1傾斜部53baは、第1通気孔18から筐体2内に流入して第1コンデンサ30Aと第2コンデンサ30Bとの間の隙間S0を−X方向に流れる空気を、第1熱伝導性シート33Aと第2子基板22との間の隙間S3aに向ける。一方で、ガイド部53bの第2傾斜部53bbは、第1通気孔18から筐体2内に流入して第1コンデンサ30Aと第2コンデンサ30Bとの間の隙間S0を−X方向に流れる空気を、第2熱伝導性シート33Bと第2子基板22との間の隙間S3aに向ける。
<4.製造方法>
図8Aおよび図8Bは、半導体記憶装置1の製造方法の一部を示す斜視図である。まず、主基板20の上に第1スペーサ25を載置し、第1フレキフレキシブル配線板FP1を曲げることで、第1子基板21を第1スペーサ25の上に載置する。次に、第1子基板21の上に第2スペーサ26を載置する(図8A中の(a))。
図8Aおよび図8Bは、半導体記憶装置1の製造方法の一部を示す斜視図である。まず、主基板20の上に第1スペーサ25を載置し、第1フレキフレキシブル配線板FP1を曲げることで、第1子基板21を第1スペーサ25の上に載置する。次に、第1子基板21の上に第2スペーサ26を載置する(図8A中の(a))。
次に、第1熱伝導性シート33Aの第1部分61の−X方向側の端部を、NAND31AA,31AEの−X方向側の端部に合わせる(図8A中の(b))。そして、第1熱伝導性シート33Aの第1部分61を複数のNAND31Aの表面に貼り付ける(図8A中の(c))。
次に、第1熱伝導性シート33Aの第2部分62の一部を第1コンデンサ30Aに貼り付ける(図8A中の(d))。次に、第1熱伝導性シート33Aの第2部分62を第1コンデンサ30Aに巻き付ける(図8B中の(e))。同様に、第2熱伝導性シート33Bを複数のNAND31Aおよび第2コンデンサ30Bに貼り付ける(図8B中の(f))。
次に、第2フレキフレキシブル配線板FP2を曲げることで、第2子基板22を第2スペーサ26の上に載置する(図8B中の(g))。これにより、基板ユニット3が組み上がる。次に、組み上がった基板ユニット3が第1締結部材4A(図2参照)によってベース11に固定される。そして、基板ユニット3を挟むようにベース11とカバー12とが組み合わされる(図8B中の(h))。そして、第2締結部材4B(図2参照)によってベース11とカバー12とが固定される。これにより、半導体記憶装置1が組み上がる。
<5.作用>
<5.1 熱伝導に関する作用>
まず、熱伝導に関する作用について説明する。図6に示すように、熱伝導性シート33は、第1子基板21に実装された少なくとも1つのNAND31A(本実施形態では複数のNAND31A)をコンデンサ30に熱接続している。これにより、第1子基板21に実装された少なくとも1つのNAND31A(本実施形態では複数のNAND31A)が発する熱の一部は、熱伝導性シート33によってコンデンサ30に伝導され、コンデンサ30が空冷されることにより放散される。すなわち、熱伝導性シート33が設けられることで、コンデンサ30をNAND31Aの熱を放散させるヒートシンクとして機能させることができる。これにより、第1子基板21の温度上昇を抑制することができる。
<5.1 熱伝導に関する作用>
まず、熱伝導に関する作用について説明する。図6に示すように、熱伝導性シート33は、第1子基板21に実装された少なくとも1つのNAND31A(本実施形態では複数のNAND31A)をコンデンサ30に熱接続している。これにより、第1子基板21に実装された少なくとも1つのNAND31A(本実施形態では複数のNAND31A)が発する熱の一部は、熱伝導性シート33によってコンデンサ30に伝導され、コンデンサ30が空冷されることにより放散される。すなわち、熱伝導性シート33が設けられることで、コンデンサ30をNAND31Aの熱を放散させるヒートシンクとして機能させることができる。これにより、第1子基板21の温度上昇を抑制することができる。
<5.2 風の流れに関する作用>
次に、風の流れに関する作用について説明する。図6および図7中の矢印Aは、空気の流れの一例を示す。図6に示すように、−X方向に風が流れる設置環境に半導体記憶装置1が置かれる場合、筐体2の外部の空気は第1通気孔18から筐体2の内部に流入する。筐体2内に流入した空気は、2つのコンデンサ30A,30Bの間の隙間S0、コンデンサ30と筐体2の第1主壁13との間の隙間、またはンデンサ30と筐体2の第2主壁15との間の隙間を通り、コンデンサ30よりも−X方向側に流れる。
次に、風の流れに関する作用について説明する。図6および図7中の矢印Aは、空気の流れの一例を示す。図6に示すように、−X方向に風が流れる設置環境に半導体記憶装置1が置かれる場合、筐体2の外部の空気は第1通気孔18から筐体2の内部に流入する。筐体2内に流入した空気は、2つのコンデンサ30A,30Bの間の隙間S0、コンデンサ30と筐体2の第1主壁13との間の隙間、またはンデンサ30と筐体2の第2主壁15との間の隙間を通り、コンデンサ30よりも−X方向側に流れる。
コンデンサ30よりも−X方向側に流れた空気は、筐体2の第1主壁13と主基板20との間の隙間S1、主基板20と第1子基板21との間の隙間S2、第1子基板21と第2子基板22との間の隙間S3(例えば熱伝導シート33と第2子基板22との間の隙間S3a)、および第2子基板22と筐体2の第2主壁15との間の隙間S4をそれぞれ−X方向に流れる。これら隙間S1,S2,S3,S4を流れた空気は、第2スペーサ26の第1ガイド部54bと第2ガイド部54cとの間の隙間g1および第1ガイド部54bと第3ガイド部54dとの間の隙間g2を通り、第2通気孔19から筐体2の外部に排気される。
このとき、図7に示すように、2つのコンデンサ30A,30Bの間の隙間S0を−X方向に流れた空気は、ガイド部53bによって、第1熱伝導性シート33Aと第2子基板22との間の隙間S3a、および第2熱伝導性シート33Bと第2子基板22との間に隙間S3aに向けて流れ方向が変えられる。その結果、コンデンサ30が比較的大きな部品であっても、コンデンサ30の−X方向側の背後にもより多くの量の空気が供給される。これにより、熱伝導性シート33の放熱が促進される。
なお、+X方向に風が流れる設置環境に半導体記憶装置1が置かれる場合は、空気の流れが図6および図7に示す例とは逆向きになる。この場合、第2通気孔19から筐体2内に流入した空気の一部は、第2スペーサ26の第1ガイド部54bによって、第1熱伝導性シート33Aと第2子基板22との間の隙間S3a、および第2熱伝導性シート33Bと第2子基板22との間に隙間S3aに向けて流れ方向が変えられる。
なお、半導体記憶装置1の内部を風が流れること(すなわち、上述した風の流れに関する作用)は必須ではない。半導体記憶装置1の内部を風が流れない場合であっても、熱伝導性シート33が設けられることでコンデンサ30がヒートシンクとして機能し、第1子基板21の温度上昇を一定程度は抑制することができる。
<6.利点>
本実施形態の半導体記憶装置1には、NAND31Aとコンデンサ30とに亘るように設けられた熱伝導性シート33が設けられている。このような構成によれば、半導体記憶装置1の内部の熱(例えばNAND31Aの熱)をコンデンサ30に移動させることで、半導体記憶装置1の内部の熱をより効率的に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性の向上を図ることができる。
本実施形態の半導体記憶装置1には、NAND31Aとコンデンサ30とに亘るように設けられた熱伝導性シート33が設けられている。このような構成によれば、半導体記憶装置1の内部の熱(例えばNAND31Aの熱)をコンデンサ30に移動させることで、半導体記憶装置1の内部の熱をより効率的に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性の向上を図ることができる。
例えば、本発明者による1つの実験結果によれば、熱伝導性シート33が設けられていない比較例の構成では、NAND31AAの温度が59.5度であり、コンデンサ30の温度が35.1度であったのに対して、熱伝導性シート33が設けられた構成では、NAND31AAの温度が55.9度であり、コンデンサ30の温度が40.2度であった。この実験結果からも、熱伝導性シート33を設けることで半導体記憶装置1の放熱性が向上することが分かる。
本実施形態では、第1子基板21に実装されたNAND31Aは、第1子基板21と第2子基板22とに挟まれるため、NAND31Aの熱を筐体2に伝導することが難しい。しかしながら本実施形態では、NAND31Aとコンデンサ30とを熱伝導性シート33で熱接続することで、第1子基板21と第2子基板22との間に位置するNAND31Aの熱を効率的に放散させることができる。
本実施形態では、熱伝導性シート33のZ方向の厚さT3は、第2スペーサ26のZ方向の厚さT2よりも薄い。このような構成によれば、第1子基板21と第2子基板22との間に熱伝導性シート33が配置された場合でも、熱伝導性シート33と第2子基板22との間に空気が流れる隙間S3aを確保することができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
本実施形態では、一部のNAND31Aは、筐体2の第1通気孔18よりも第2通気孔19の近くに位置する。一方で、コンデンサ30は、筐体2の第2通気孔19よりも第1通気孔18の近くに位置する。そして、熱伝導性シート33は、上記NAND31Aからコンデンサ30まで延びている。このような構成によれば、第1通気孔18が吸気孔として機能する場合に、第1通気孔18から遠くに配置され、コントローラ27または他のNAND31によって温められた空気が周囲に流れて温度が上昇しやすいNAND31Aの熱を、第1通気孔18の近くに位置して放熱されやすいコンデンサ30に伝導することができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
本実施形態では、熱伝導性シート33は、X方向に並ぶ複数のNAND31Aに対してZ方向で重なる。このような構成によれば、複数のNAND31Aの放熱性を一括して高めることができる。
本実施形態では、第1熱伝導性シート33Aは、第1群に含まれる複数のNAND31Aおよび第2群に含まれる複数のNAND31Aに対してZ方向で重なる。このような構成によれば、より多くのNAND31Aの放熱性を高めることができる。
本実施形態では、コンデンサ30の外形の少なくとも一部は、曲面部41aを有する。そして、熱伝導性シート33の一部は、曲面部41aに沿って曲げられた状態でコンデンサ30に取り付けられている。このような構成によれば、曲面部41aを有したコンデンサ30と熱伝導性シート33との接触面積を大きく確保することができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
本実施形態では、熱伝導性シート33の一部は、筐体2の第1通気孔18とコンデンサ30との間に位置する。このような構成によれば、筐体2の第1通気孔18とコンデンサ30との間の空間を利用してコンデンサ30と熱伝導性シート33との接触面積をさらに大きく確保することができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。また、熱伝導性シート33の一部が筐体2の第1通気孔18とコンデンサ30との間に位置すると、第1通気孔18から筐体2内に流入した冷たい空気によって熱伝導性シート33を効率的に冷却することができる。この観点でも半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
本実施形態では、第2スペーサ26は、第1通気孔18から筐体2内に流入した空気の一部を熱伝導性シート33と第2子基板22との間の隙間S3aに向けるガイド部53bを有する。このような構成によれば、ガイド部53bが存在しない場合と比べて多くの空気を熱伝導性シート33と第2子基板22との間の隙間S3aに流すことができる。これにより、熱伝導性シート33を直接に冷却することができ、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
また、熱伝導性シート33がNAND31Aの少なくとも一部を覆うことで、空気とともに筐体2の内部に流入する塵埃がNAND31Aに付着しにくくなる。これにより、半導体記憶装置1の信頼性も向上する。
次に、第1の実施形態のいくつかの変形例について説明する。なお各変形例において、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。またこれら変形例は、以下に説明する他の実施形態と組み合わされて実現されてもよい。
(第1変形例)
図9は、第1変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。第1変形例では、熱伝導性シート33の第1部分61は、主基板20と第1子基板21との間に配置されている。熱伝導性シート33の第1部分61は、第1子基板21において複数のNAND31Aの裏側に位置した領域R(以下、「裏側領域R」と称することがある)に取り付けられ、Z方向で複数のNAND31Aと重なる。熱伝導性シート33は、裏側領域Rとコンデンサ30とに亘るように設けられている。熱伝導性シート33は、第1子基板21を介して、複数のNAND31Aとコンデンサ30とを熱接続している。
図9は、第1変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。第1変形例では、熱伝導性シート33の第1部分61は、主基板20と第1子基板21との間に配置されている。熱伝導性シート33の第1部分61は、第1子基板21において複数のNAND31Aの裏側に位置した領域R(以下、「裏側領域R」と称することがある)に取り付けられ、Z方向で複数のNAND31Aと重なる。熱伝導性シート33は、裏側領域Rとコンデンサ30とに亘るように設けられている。熱伝導性シート33は、第1子基板21を介して、複数のNAND31Aとコンデンサ30とを熱接続している。
(第2変形例)
図10は、第2変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。第2変形例では、熱伝導性シート33の第1部分61は、主基板20と第1子基板21との間に配置されている。熱伝導性シート33の第1部分61は、主基板20においてコントローラ27の裏側に位置した領域R(裏側領域R)に取り付けられ、Z方向でコントローラ27と重なる。熱伝導性シート33は、裏側領域Rと、コンデンサ30とに亘るように設けられている。熱伝導性シート33は、主基板20を介して、コントローラ27とコンデンサ30とを熱接続している。
図10は、第2変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。第2変形例では、熱伝導性シート33の第1部分61は、主基板20と第1子基板21との間に配置されている。熱伝導性シート33の第1部分61は、主基板20においてコントローラ27の裏側に位置した領域R(裏側領域R)に取り付けられ、Z方向でコントローラ27と重なる。熱伝導性シート33は、裏側領域Rと、コンデンサ30とに亘るように設けられている。熱伝導性シート33は、主基板20を介して、コントローラ27とコンデンサ30とを熱接続している。
このような構成によれば、コントローラ27の熱をコンデンサ30に移動させることで、コントローラ27の熱をより効率的に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性の向上を図ることができる。本変形例では、コントローラ27は、「発熱部品」の一例である。主基板20は、「第1基板」の一例である。第1子基板21は、「第2基板」の一例である。
なお第2変形例の上記構成に代えて、熱伝導性シート33は、筐体2の第1主壁13と主基板20との間に配置され、主基板20とは反対側から(すなわち筐体2の第1主壁13側から)コントローラ27に取り付けられてもよい。このような構成によれば、コントローラ27の熱を熱伝導性シート33に直接に伝えることができる。
(第3変形例)
図11は、第3変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。第3変形例では、半導体記憶装置1は、熱伝導性シート33の第2部分62と筐体2の第1主壁13とを熱接続する熱接続部品32を有する。熱接続部品32は、例えば弾性(または柔軟性)を有し、コンデンサ30と筐体2の第1主壁13との間において、熱伝導性シート33の第2部分62と筐体2の第1主壁13との間に挟まれている。このような構成によれば、NAND31Aから熱伝導性シート33に移動した熱の一部を筐体2に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
図11は、第3変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。第3変形例では、半導体記憶装置1は、熱伝導性シート33の第2部分62と筐体2の第1主壁13とを熱接続する熱接続部品32を有する。熱接続部品32は、例えば弾性(または柔軟性)を有し、コンデンサ30と筐体2の第1主壁13との間において、熱伝導性シート33の第2部分62と筐体2の第1主壁13との間に挟まれている。このような構成によれば、NAND31Aから熱伝導性シート33に移動した熱の一部を筐体2に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
(第4変形例)
図12は、第4変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。第4変形例では、半導体記憶装置1は、熱伝導性シート33の第2部分62と筐体2の第2主壁15とを熱接続する熱接続部品32を有する。熱接続部品32は、例えば弾性(または柔軟性)を有し、コンデンサ30と筐体2の第2主壁15との間において、熱伝導性シート33の第2部分62と筐体2の第2主壁15との間に挟まれている。このような構成によれば、NAND31Aから熱伝導性シート33に移動した熱の一部を筐体2に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
図12は、第4変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。第4変形例では、半導体記憶装置1は、熱伝導性シート33の第2部分62と筐体2の第2主壁15とを熱接続する熱接続部品32を有する。熱接続部品32は、例えば弾性(または柔軟性)を有し、コンデンサ30と筐体2の第2主壁15との間において、熱伝導性シート33の第2部分62と筐体2の第2主壁15との間に挟まれている。このような構成によれば、NAND31Aから熱伝導性シート33に移動した熱の一部を筐体2に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の半導体記憶装置1について説明する。第2の実施形態は、コンデンサ30が基板20とZ方向で重なる位置に配置された点で、第1の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
次に、第2の実施形態の半導体記憶装置1について説明する。第2の実施形態は、コンデンサ30が基板20とZ方向で重なる位置に配置された点で、第1の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
図13は、半導体記憶装置1を一部分解して示す斜視図である。半導体記憶装置1は、例えば、筐体2、基板20、コントローラ(不図示)27、複数のDRAM28、外部接続コネクタ29、複数のコンデンサ30、複数のNAND31、および複数の熱伝導性シート33(図14参照)を有する。本実施形態では、コントローラ27、DRAM28、外部接続コネクタ29、複数のコンデンサ30、および複数のNAND31は、基板20に実装されている。コンデンサ30は、Z方向において基板20と重なる位置に配置されている。例えば、コンデンサ30は、基板20と筐体2の第2主壁15との間に位置する。
図14は、熱伝導性シート33の平面配置構造を示す平面図である。第1熱伝導性シート33Aは、NAND31と第1コンデンサ30Aとに亘るように設けられ、NAND31と第1コンデンサ30Aとを熱接続している。第2熱伝導性シート33Bは、NAND31と第2コンデンサ30Bとに亘るように設けられ、NAND31と第2コンデンサ30Bとを熱接続している。
このような構成によれば、半導体記憶装置1の内部の熱(例えばNAND31の熱)をコンデンサ30に移動させることで、半導体記憶装置1の内部の熱をより効率的に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性の向上を図ることができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態の半導体記憶装置1について説明する。第3の実施形態は、NAND31Aの熱が熱伝導性シート33を介して別のNAND31Bまたは筐体2などに伝導される点で、第1の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
次に、第3の実施形態の半導体記憶装置1について説明する。第3の実施形態は、NAND31Aの熱が熱伝導性シート33を介して別のNAND31Bまたは筐体2などに伝導される点で、第1の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
図15は、半導体記憶装置1を一部分解して示す斜視図である。半導体記憶装置1は、例えば、筐体2、主基板20、子基板21、コントローラ27、複数のDRAM28、外部接続コネクタ29、複数のNAND31、複数のコンデンサ30、および複数の熱伝導性シート33(図16参照)を有する。本実施形態では、熱伝導性シート33は、第1熱伝導性シート33A、第2熱伝導性シート33B、および第3熱伝導性シート33Cを含む。
図16は、子基板21を示す平面図である。子基板21は、主基板20と面する第1面21aと、第1面21aとは反対側に位置して筐体2の第2主壁15と面する第2面21bとを有する。図16中の(a)は、子基板21の第1面21aを示す。図16中の(b)は、子基板21の第2面21bを示す。
本実施形態では、X方向において、一部のNAND31とコンデンサ30との間には、基板間接続コネクタ71が存在する。基板間接続コネクタ71は、主基板20と子基板21との間をZ方向に延びており、主基板20と子基板21とを物理的および電気的に接続する。
本実施形態では、NAND31は、子基板21の第1面21aに実装された複数のNAND31Aと、子基板21の第2面21bに実装された複数のNAND31Bとを含む。第1面21aに実装された複数のNAND31Aは、NAND31AA,31AB,31AC,31ADを含む。NAND31AAおよびNAND31ABは、この順に+X方向に並んでいる。NAND31ACおよびNAND31ADは、NAND31AAおよびNAND31ABに対して+Y方向に位置するとともに、この順に+X方向に並んでいる。
本実施形態では、NAND31AA,31AB,31AC,31ADは、Z方向で主基板20に実装されたコントローラ27と重なる領域に配置され、子基板21に実装されたNAND31のなかで温度が上昇しやすい。本実施形態では、NAND31AA,31AB,31AC,31ADの各々は、「発熱部品」の一例である。なお、熱伝導性シート33によって放熱される「発熱部品」は、NAND31に限定されず、コントローラ27またはDRAM28などでもよい。
一方で、第2面21bに実装された複数のNAND31Bは、NAND31BA,31BB,31BCを含む。NAND31BA,31BB,31BCは、子基板21において、NAND31AA,31AC,31ADの裏側に実装されている。本実施形態では、NAND31BA,31BB,31BCは、「電子部品」の一例である。
図17は、第1熱伝導性シート33Aの取り付け過程を示す断面図である。図18は、半導体記憶装置1を示す断面図である。本実施形態では、第1熱伝導性シート33Aは、Y方向に延びている。第1熱伝導性シート33Aは、子基板21を挟むように曲げられた姿勢でNAND31AB,31ADとNAND32BBとに亘るように設けられ、NAND31AB,31ADとNAND32BBとを熱接続している。これにより、NAND31AB,31ADの熱をNAND32BBに移動させることで、NAND31AB,31ADの熱を放散させることができる。
次に、図16に戻り、第2および第3の熱伝導性シート33B,33Cについて説明する。第2熱伝導性シート33Bは、X方向に延びている。第2熱伝導性シート33Bは、子基板21を挟むように曲げられた姿勢でNAND31AA,31ABとNAND31BAとに亘るように設けられ、NAND31AA,31ABとNAND31BAとを熱接続している。これにより、NAND31AA,31ABの熱をNAND31BAに移動させることで、NAND31AA,31ABの熱を放散させることができる。なお、NAND32ABに対しては、第2熱伝導性シート33Bと、第1熱伝導性シート33Aとが重ねられている。
同様に、第3熱伝導性シート33Cは、X方向に延びている。第3熱伝導性シート33Cは、子基板21を避けるように曲げられた姿勢でNAND31AC,31ADとNAND31BCとに亘るように設けられ、NAND31AC,31ADとNAND31BCとを熱接続している。これにより、NAND31AC,31ADの熱をNAND31BCに移動させることで、NAND31AC,31ADの熱を放散させることができる。なお、NAND31ADに対しては、第3熱伝導性シート33Cと、第1熱伝導性シート33Aとが重ねられている。
本実施形態では、半導体記憶装置1は、NAND31Bと筐体2の第2主壁15とを熱接続する複数の熱接続部品32を有する(図18参照)。複数の熱接続部品32は、例えば弾性(または柔軟性)を有し、NAND31Bと筐体2の第2主壁15との間において、熱伝導性シート33と筐体2の第2主壁15との間に挟まれている。複数の熱接続部品32は、熱伝導性シート33と筐体2とを熱接続している。このような構成によれば、NAND31Aから熱伝導性シート33に移動した熱の一部を筐体2に放散させることができる。これにより、半導体記憶装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。なお上記構成に代えて、熱接続部品32は、熱伝導性シート33とは重ならない領域で、NAND31Bと筐体2の第2主壁15との間に挟まれてNAND31Bと筐体2とを熱接続してもよい。この場合、熱伝導性シート33からNAND31Bに伝導された熱の一部を、熱接続部品32を介して筐体2に伝導することができる。
次に、第3の実施形態のいくつかの変形例について説明する。なお各変形例において、以下に説明する以外の構成は、第3の実施形態の構成と同様である。またこれら変形例は、上述した他の実施形態と組み合わされて実現されてもよい。
(第1変形例)
図19は、第1変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。本変形例では、熱伝導性シート33は、NAND31Aと筐体2とに亘るように設けられ、NAND31Aと筐体2とを熱的に接続している。本変形例では、熱伝導性シート33は、カバー12の側壁部16cの内面および第2主壁15の内面に取り付けられている。
図19は、第1変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。本変形例では、熱伝導性シート33は、NAND31Aと筐体2とに亘るように設けられ、NAND31Aと筐体2とを熱的に接続している。本変形例では、熱伝導性シート33は、カバー12の側壁部16cの内面および第2主壁15の内面に取り付けられている。
(第2変形例)
図20は、第2変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。熱伝導性シート33は、NAND31Aと筐体2とに亘るように設けられ、NAND31Aと筐体2とを熱接続している。本変形例では、熱伝導性シート33は、カバー12の側壁部16cの外面および筐体2の第2主壁15の外面に取り付けられている。
図20は、第2変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。熱伝導性シート33は、NAND31Aと筐体2とに亘るように設けられ、NAND31Aと筐体2とを熱接続している。本変形例では、熱伝導性シート33は、カバー12の側壁部16cの外面および筐体2の第2主壁15の外面に取り付けられている。
なお第2変形例の構成に代えて、熱伝導性シート33は、第1子基板21においてNAND31Aの裏側に位置した領域(裏側領域)Rに取り付けられ、第1子基板21の裏側領域Rと筐体2とに亘るように設けられてもよい。これは、以下の変形例でも同様である。
(第3変形例)
図21は、第3変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。本変形例では、熱伝導性シート33は、NAND31Aと筐体2とに亘るように設けられ、NAND31Aと筐体2とを熱接続している。本変形例では、熱伝導性シート33は、ベース11の側壁部14bの内面に取り付けられている。
図21は、第3変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。本変形例では、熱伝導性シート33は、NAND31Aと筐体2とに亘るように設けられ、NAND31Aと筐体2とを熱接続している。本変形例では、熱伝導性シート33は、ベース11の側壁部14bの内面に取り付けられている。
(第4変形例)
図22は、第4変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。本変形例では、熱伝導性シート33は、NAND31Aと筐体2とに亘るように設けられ、NAND31Aと筐体2とを熱接続している。本変形例では、熱伝導性シート33は、ベース11の側壁部14bの外面に取り付けられている。
図22は、第4変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。本変形例では、熱伝導性シート33は、NAND31Aと筐体2とに亘るように設けられ、NAND31Aと筐体2とを熱接続している。本変形例では、熱伝導性シート33は、ベース11の側壁部14bの外面に取り付けられている。
(第5変形例)
図23は、第5変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。本変形例では、熱伝導性シート33は、NAND31Aと、筐体2の外部に配置された放熱用部品81とに亘るように設けられ、NAND31Aと放熱用部品81とを熱接続している。すなわち本変形例では、熱伝導性シート33の一部は、筐体2の外部に突出している。熱伝導性シート33の一部は、外部部品である放熱用部品81(例えば半導体記憶装置1の外部に設けられたヒートシンク)に取り付けられる。
図23は、第5変形例の半導体記憶装置1を示す断面図である。本変形例では、熱伝導性シート33は、NAND31Aと、筐体2の外部に配置された放熱用部品81とに亘るように設けられ、NAND31Aと放熱用部品81とを熱接続している。すなわち本変形例では、熱伝導性シート33の一部は、筐体2の外部に突出している。熱伝導性シート33の一部は、外部部品である放熱用部品81(例えば半導体記憶装置1の外部に設けられたヒートシンク)に取り付けられる。
なお第5変形例の構成に代えて、熱伝導性シート33は、第1子基板21においてNAND31Aの裏側に位置した領域(裏側領域)Rに取り付けられ、第1子基板21の裏側領域Rと筐体2の外部(例えば放熱用部品81)とに亘るように設けられてもよい。
以上、いくつかの実施形態および変形例について説明したが、実施形態および変形例は上記例に限定されない。例えば、上述した実施形態および変形例は、互いに組み合わされて実現可能である。「発熱部品」は、NAND31およびコントローラ27とは異なる他の部品(例えば、DRAM28)でもよい。「電子部品」は、コンデンサ30およびNAND31に限らず、他の部品でもよい。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、半導体記憶装置は、熱伝導性シートを有する。熱伝導性シートは、発熱部品と電子部品とに亘るように設けられ、または第1基板において発熱部品の裏側に位置した領域と電子部品とに亘るように設けられ、発熱部品と電子部品とを熱接続する。このような構成によれば、放熱性の向上を図ることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…半導体記憶装置、2…筐体、2a…第1端部、2b…第2端部、18…第1通風孔、19…第2通風孔、20…主基板、21…第1子基板、22…第2子基板、25…第1スペーサ、26…第2スペーサ、27…コントローラ、30…コンデンサ、31…NAND、33…熱接続シート、41a…曲面部、R…裏面領域。
Claims (17)
- 第1通気孔を有した筐体と、
前記筐体に収容された第1基板と、
前記第1基板に実装された発熱部品と、
前記発熱部品と前記第1通気孔との間に配置された電子部品と、
前記発熱部品と前記電子部品とに亘るように設けられ、または前記第1基板において前記発熱部品の裏側に位置した領域と前記電子部品とに亘るように設けられ、前記発熱部品と前記電子部品とを熱接続した熱伝導性シートと、
を備えた半導体記憶装置。 - 前記電子部品の熱容量は、前記発熱部品の熱容量よりも大きい、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記電子部品は、コンデンサである、
請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1基板と前記筐体の内面との間に配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に挟まれたスペーサと、
をさらに備え、
前記熱伝導性シートの少なくとも一部は、前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、
前記第1基板の厚さ方向における前記熱伝導性シートの厚さは、前記第1基板の厚さ方向における前記スペーサの厚さよりも薄い、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記発熱部品と前記筐体の内面との間に配置された第2基板をさらに備え、
前記熱伝導性シートの一部は、前記発熱部品と前記第2基板との間に配置され、
前記熱伝導性シートと前記第2基板との間には、隙間が存在する、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記筐体は、前記第1通気孔が設けられた第1端部と、前記第1端部とは反対側に位置して第2通気孔が設けられた第2端部とを有し、
前記発熱部品は、前記第1通気孔よりも前記第2通気孔の近くに位置し、
前記電子部品は、前記第2通気孔よりも前記第1通気孔の近くに位置する、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1基板に実装され、前記発熱部品である第1半導体メモリ部品と、前記電子部品との間に配置された第2半導体メモリ部品をさらに備え、
前記熱伝導性シートは、前記第1基板の厚さ方向で前記第1半導体メモリ部品および前記第2半導体メモリ部品と重なる、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1基板に実装され、前記発熱部品である第1半導体メモリ部品を含み前記第1通気孔から前記第1半導体メモリ部品に向かう第1方向に並べられた第1群の複数の半導体メモリ部品と、
前記第1基板に実装され、前記第1群の複数の半導体メモリ部品に対して前記第1方向とは交差した第2方向に位置するとともに、前記第1方向に並べられた第2群の複数の半導体メモリ部品と、
をさらに備え、
前記熱伝導性シートは、前記第1基板の厚さ方向で、前記第1群の複数の半導体メモリ部品に含まれる2つ以上の半導体メモリ部品と、前記第2群の複数の半導体メモリ部品に含まれる2つ以上の半導体メモリ部品とに重なる、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記電子部品の外形の少なくとも一部は、曲面部を有し、
前記熱伝導性シートの一部は、前記曲面部に沿って曲げられた状態で前記電子部品に取り付けられている、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記曲面部は、中心角が180度以上に亘る曲面を有し、
前記熱伝導性シートの一部は、中心角が180度以上に亘って、前記曲面部に沿って曲げられた状態で前記電子部品に取り付けられている、
請求項9に記載の半導体記憶装置。 - 前記熱伝導性シートの一部は、前記電子部品と前記第1通気孔との間の位置で前記電子部品に取り付けられている、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1基板と前記筐体の内面との間に配置された第2基板をさらに備え、
前記第1基板の厚さ方向における前記電子部品の厚さは、前記第1基板の厚さ方向における前記第1基板と前記第2基板との間の距離よりも厚い、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1基板と前記筐体の内面との間に配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に挟まれたスペーサと、
をさらに備え、
前記熱伝導性シートの少なくとも一部は、前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、
前記スペーサは、前記第1通気孔から前記発熱部品に向かう第1方向において前記電子部品と重ならない位置に少なくとも一部が配置されたガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記第1通気孔から前記筐体内に流入した空気の一部を前記熱伝導性シートと前記第2基板との間の隙間に向ける、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記熱伝導性シートと前記筐体との間に挟まれ、前記熱伝導性シートと前記筐体とを熱接続した熱接続部品をさらに備えた、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 筐体と、
前記筐体に収容された基板と、
前記基板の第1面に実装された発熱部品と、
前記基板の前記第1面とは反対側に位置した第2面に実装された電子部品と、
前記基板を挟むように曲げられた姿勢で前記発熱部品と前記電子部品とに亘るように設けられ、前記発熱部品と前記電子部品とを熱接続した熱伝導性シートと、
を備えた半導体記憶装置。 - 前記電子部品と前記筐体との間または前記熱伝導性シートと前記筐体との間に挟まれ、前記電子部品または前記熱伝導性シートを前記筐体に熱接続した熱接続部品をさらに備えた、
請求項15に記載の半導体記憶装置。 - 筐体と、
前記筐体に収容された基板と、
前記基板に実装された発熱部品と、
前記発熱部品もしくは前記基板において前記発熱部品の裏側に位置した裏側領域と前記筐体とに亘るように設けられ、または、前記発熱部品もしくは前記裏側領域と前記筐体の外部に配置される外部部品とに亘るように設けられ、前記発熱部品を前記筐体または前記外部部品に熱接続する熱伝導性シートと、
を備えた半導体記憶装置。
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