JP2768063B2 - 放熱器 - Google Patents
放熱器Info
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- JP2768063B2 JP2768063B2 JP3184386A JP18438691A JP2768063B2 JP 2768063 B2 JP2768063 B2 JP 2768063B2 JP 3184386 A JP3184386 A JP 3184386A JP 18438691 A JP18438691 A JP 18438691A JP 2768063 B2 JP2768063 B2 JP 2768063B2
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- radiator
- heat
- air
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- semiconductor device
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の放熱の手段
として用いる放熱器に関するものである。
として用いる放熱器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の素子数は増大し
又、チップサイズは大型化の傾向にある。一方、このた
め半導体集積回路動作時の発熱も大きくなり半導体素子
の信頼性上、半導体装置には放熱の必要性が生じてく
る。半導体装置の放熱方法には一般的に放熱器による空
冷方式がコスト的にも、信頼性的にも有利であるため多
く用いられている。放熱器には種々の種類があるが、図
５は従来におけるピン型放熱器を示したもので、ピン型
放熱器１は放熱部２に複数の角柱３状または円柱４状の
凸部５を整列して表面積をもたせたものである。前期ピ
ン型放熱器１による放熱方法は図６に示すとおり、半導
体装置６の発熱領域７にピン型放熱器１を設け、半導体
装置より発生した熱８はピン型放熱器１に伝わり放熱部
２である複数の角柱状３または円柱状４の凸部５から熱
を外部（大気中）に放散させる。この時無風すなわち、
自然空冷の場合同図（Ａ）に示すとおり、放熱部２に設
けられた複数の角柱及び、円柱状の凸部３，４から放散
される熱９により空気の対流１０が生じて冷却される。
一方、ファン（図示せず）による強制空冷時は送風され
る冷却風１１がピン型放熱器１の放熱面２に設けられた
複数の角柱または円柱状の凸部３，４にふれ、冷却され
るものである。この時、放熱面２は複数の角柱状３また
は円柱状４の凸部であるためピン型放熱器１は風向が制
限されない。また、無風及び、強制空冷いずれの場合に
でも使用する事が可能であるなどの特徴を有するため主
に大型計算機等の多ピンＬＳＩパッケージに用いられて
いるものであった。しかしながら、ピン型放熱器１の放
熱特性は放熱面積に依存しており、角柱３または円柱４
の凸部の直径１２及び、配置数により放熱面積が決定さ
れる。従って、外形寸法１３に対していかに多くのピン
を設け、放熱面積を確保するかが問題であった。そのた
め多数のピンを配置できるよにピンの配置ピッチ１４を
少なくしたりピンの形状寸法を細かくするなどの方法が
とられているものであった。
又、チップサイズは大型化の傾向にある。一方、このた
め半導体集積回路動作時の発熱も大きくなり半導体素子
の信頼性上、半導体装置には放熱の必要性が生じてく
る。半導体装置の放熱方法には一般的に放熱器による空
冷方式がコスト的にも、信頼性的にも有利であるため多
く用いられている。放熱器には種々の種類があるが、図
５は従来におけるピン型放熱器を示したもので、ピン型
放熱器１は放熱部２に複数の角柱３状または円柱４状の
凸部５を整列して表面積をもたせたものである。前期ピ
ン型放熱器１による放熱方法は図６に示すとおり、半導
体装置６の発熱領域７にピン型放熱器１を設け、半導体
装置より発生した熱８はピン型放熱器１に伝わり放熱部
２である複数の角柱状３または円柱状４の凸部５から熱
を外部（大気中）に放散させる。この時無風すなわち、
自然空冷の場合同図（Ａ）に示すとおり、放熱部２に設
けられた複数の角柱及び、円柱状の凸部３，４から放散
される熱９により空気の対流１０が生じて冷却される。
一方、ファン（図示せず）による強制空冷時は送風され
る冷却風１１がピン型放熱器１の放熱面２に設けられた
複数の角柱または円柱状の凸部３，４にふれ、冷却され
るものである。この時、放熱面２は複数の角柱状３また
は円柱状４の凸部であるためピン型放熱器１は風向が制
限されない。また、無風及び、強制空冷いずれの場合に
でも使用する事が可能であるなどの特徴を有するため主
に大型計算機等の多ピンＬＳＩパッケージに用いられて
いるものであった。しかしながら、ピン型放熱器１の放
熱特性は放熱面積に依存しており、角柱３または円柱４
の凸部の直径１２及び、配置数により放熱面積が決定さ
れる。従って、外形寸法１３に対していかに多くのピン
を設け、放熱面積を確保するかが問題であった。そのた
め多数のピンを配置できるよにピンの配置ピッチ１４を
少なくしたりピンの形状寸法を細かくするなどの方法が
とられているものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな構成では、 １）放熱面積を増大するためにピン型放熱器のピンの配
置ピッチを小さくすると発熱源から外部（大気中）へ放
散させる放熱領域までの熱伝達効率が低下する。 ２）ピン型放熱器のピンの配置ピッチを少なくすること
によりピン間の空気の対流が緩慢になり放熱特性が悪化
し、さらには冷却風が極めて弱い場合放熱効果が著しく
低下するというきわめて重大な問題点を有していた。本
発明はかかる点に鑑み、発熱源から外部（大気中）へ放
散させる放熱領域までの熱伝達効率を損なわず又、ピン
型放熱器のピンの配置ピッチを少なくすることによるピ
ン間の空気の対流の緩慢で放熱特性が悪化しない効果的
な放熱を行うピン型放熱器を提供することを目的とす
る。
うな構成では、 １）放熱面積を増大するためにピン型放熱器のピンの配
置ピッチを小さくすると発熱源から外部（大気中）へ放
散させる放熱領域までの熱伝達効率が低下する。 ２）ピン型放熱器のピンの配置ピッチを少なくすること
によりピン間の空気の対流が緩慢になり放熱特性が悪化
し、さらには冷却風が極めて弱い場合放熱効果が著しく
低下するというきわめて重大な問題点を有していた。本
発明はかかる点に鑑み、発熱源から外部（大気中）へ放
散させる放熱領域までの熱伝達効率を損なわず又、ピン
型放熱器のピンの配置ピッチを少なくすることによるピ
ン間の空気の対流の緩慢で放熱特性が悪化しない効果的
な放熱を行うピン型放熱器を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の放熱器は、ピン型放熱器の主たる放熱領域
である複数個の柱状の突起部の内部が筒状の中空構造
で、前記柱状の突起部の下部に突起部内部の中空部に通
じる貫通孔が設けられているという構成を備えたもので
ある。
めに本発明の放熱器は、ピン型放熱器の主たる放熱領域
である複数個の柱状の突起部の内部が筒状の中空構造
で、前記柱状の突起部の下部に突起部内部の中空部に通
じる貫通孔が設けられているという構成を備えたもので
ある。
【０００５】
【作用】本発明は上記した構成によって放熱器の主たる
放熱領域である複数個の柱状の突起部の内部が筒状の中
空構造となっているため中空部壁面からの熱の放出によ
り中空部内部に熱気流が発生し中空部壁面からの熱によ
り加熱された空気は筒状の中空部の上部に移動、大気中
に放出される。この時、柱状の突起部の下部に設けられ
ている突起部内部の中空部に通じる貫通孔から常に外部
の大気が循環することとなる。
放熱領域である複数個の柱状の突起部の内部が筒状の中
空構造となっているため中空部壁面からの熱の放出によ
り中空部内部に熱気流が発生し中空部壁面からの熱によ
り加熱された空気は筒状の中空部の上部に移動、大気中
に放出される。この時、柱状の突起部の下部に設けられ
ている突起部内部の中空部に通じる貫通孔から常に外部
の大気が循環することとなる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の放熱器の実施例について、図面
を参照しながら説明する。（図１）、（図２）および
（図３）は本発明のにおける放熱器の構造を示した外観
図ある。（図１，２，３）において、ピン型放熱器２０
の放熱領域である円柱状２１及び、角柱状２２の凸部２
３の内部は筒状または、角柱状の中空構造２４である。
また、凸部２３の下部に凸部２３の内部の中空部２４に
通じる貫通孔２５が設けられている構造となっており、
ピン型放熱器２０と半導体装置２７との接着はピン型放
熱器２０の接着面２６で行われている。次に（図４）を
用いて本発明における実施例について説明する。（図４
−Ａ）は第１の実施例である自然空冷における場合を示
したものである。半導体装置２７とピン型放熱器２０と
の接着は一般的には接着樹脂（図示せず）で行われる。
半導体装置２７から生じる熱は半導体装置２７の発熱面
２８からピン型放熱器２０の接着面２６に伝達される。
伝達された熱はピン型放熱器２０の凸部２３の表面およ
び、中空部２４の内壁部から放散される。このとき、凸
部２３の表面および、内部に設けられた中空部２４の内
壁面から生じる熱２９で空気の対流３０が生じ、特に凸
部２３の内部の中空部２４において熱せられた空気３０
が中空部内２４を通り上昇し、これによって気流の煙突
効果が生じる。したがって、熱せられた空気３０の上昇
移動により凸部２３の下部に凸部２３の内部の中空部２
４に通じる貫通孔２５から常に外部からの冷えた空気３
１が送り込まれ、空気の対流・循環が行われる。このよ
うな熱気流の煙突効果によって中空部２４の内壁が常に
冷えた空気３１によって冷却され、放熱効果は著しく向
上するものである。次に（図４−ｂ）は本発明の第２の
実施例である強制空冷における場合を示したものであ
る。半導体装置２７に接着されたピン型放熱器２０に送
風ファン等（図示せず）によって強制的に冷却風３２を
送風する。送風された冷却風３２はピン型放熱器２１の
主たる放熱領域である複数個の柱状の凸部２１に当た
る。柱状の凸部２１の上部は内部の中空部２４の開口部
であるため、送風された冷却風３２が開口部と垂直方向
に当たると、ベンチェリー効果により、柱状の凸部２１
の内部の中空部２４の空気３１は冷却風３２の気流に導
かれて放出される。この作用によって、柱状の凸部２１
の内部の中空部２４はわずかな真空状態となり、前記柱
状の凸部２１の下部に凸部の内部の中空部２４に通じる
貫通孔２５から外部の空気３１を吸入して柱状の凸部２
１の内部の中空部２４内には外部からの冷えた空気３１
が送り込まれ、活発な空気３１の対流・循環が行われ
る。それにより中空部２４の内壁が常に大気の冷えた空
気３１によって冷却が行われるため、半導体装置の放熱
特性は著しく向上するものである。
を参照しながら説明する。（図１）、（図２）および
（図３）は本発明のにおける放熱器の構造を示した外観
図ある。（図１，２，３）において、ピン型放熱器２０
の放熱領域である円柱状２１及び、角柱状２２の凸部２
３の内部は筒状または、角柱状の中空構造２４である。
また、凸部２３の下部に凸部２３の内部の中空部２４に
通じる貫通孔２５が設けられている構造となっており、
ピン型放熱器２０と半導体装置２７との接着はピン型放
熱器２０の接着面２６で行われている。次に（図４）を
用いて本発明における実施例について説明する。（図４
−Ａ）は第１の実施例である自然空冷における場合を示
したものである。半導体装置２７とピン型放熱器２０と
の接着は一般的には接着樹脂（図示せず）で行われる。
半導体装置２７から生じる熱は半導体装置２７の発熱面
２８からピン型放熱器２０の接着面２６に伝達される。
伝達された熱はピン型放熱器２０の凸部２３の表面およ
び、中空部２４の内壁部から放散される。このとき、凸
部２３の表面および、内部に設けられた中空部２４の内
壁面から生じる熱２９で空気の対流３０が生じ、特に凸
部２３の内部の中空部２４において熱せられた空気３０
が中空部内２４を通り上昇し、これによって気流の煙突
効果が生じる。したがって、熱せられた空気３０の上昇
移動により凸部２３の下部に凸部２３の内部の中空部２
４に通じる貫通孔２５から常に外部からの冷えた空気３
１が送り込まれ、空気の対流・循環が行われる。このよ
うな熱気流の煙突効果によって中空部２４の内壁が常に
冷えた空気３１によって冷却され、放熱効果は著しく向
上するものである。次に（図４−ｂ）は本発明の第２の
実施例である強制空冷における場合を示したものであ
る。半導体装置２７に接着されたピン型放熱器２０に送
風ファン等（図示せず）によって強制的に冷却風３２を
送風する。送風された冷却風３２はピン型放熱器２１の
主たる放熱領域である複数個の柱状の凸部２１に当た
る。柱状の凸部２１の上部は内部の中空部２４の開口部
であるため、送風された冷却風３２が開口部と垂直方向
に当たると、ベンチェリー効果により、柱状の凸部２１
の内部の中空部２４の空気３１は冷却風３２の気流に導
かれて放出される。この作用によって、柱状の凸部２１
の内部の中空部２４はわずかな真空状態となり、前記柱
状の凸部２１の下部に凸部の内部の中空部２４に通じる
貫通孔２５から外部の空気３１を吸入して柱状の凸部２
１の内部の中空部２４内には外部からの冷えた空気３１
が送り込まれ、活発な空気３１の対流・循環が行われ
る。それにより中空部２４の内壁が常に大気の冷えた空
気３１によって冷却が行われるため、半導体装置の放熱
特性は著しく向上するものである。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本発明は放熱器の主たる放熱領域である複数個の柱状の
凸部の内部を筒状の中空構造とし、柱状の凸部の下部に
凸部内部の中空部に通じる貫通孔設けた構造にすること
で、凸部の内部の中空部の壁面より熱が放出されその熱
によって加熱された空気が筒状の中空部の上部に上昇
し、外部へ放出される。その結果、柱状の凸部の下部に
設けられている凸部の内部の中空部に通じる貫通孔から
常に外部の大気が循環され中空部の内壁が常に大気の冷
えた空気によって冷却が行われ、放熱特性は著しく向上
するものである。
本発明は放熱器の主たる放熱領域である複数個の柱状の
凸部の内部を筒状の中空構造とし、柱状の凸部の下部に
凸部内部の中空部に通じる貫通孔設けた構造にすること
で、凸部の内部の中空部の壁面より熱が放出されその熱
によって加熱された空気が筒状の中空部の上部に上昇
し、外部へ放出される。その結果、柱状の凸部の下部に
設けられている凸部の内部の中空部に通じる貫通孔から
常に外部の大気が循環され中空部の内壁が常に大気の冷
えた空気によって冷却が行われ、放熱特性は著しく向上
するものである。
【０００８】これらの構造をとることによって従来の放
熱器で放熱領域の増大する方法として行われていたピン
の直径及び、ピン数を増大化やピンの配置ピッチを狭ピ
ッチにすることでピン間の空気の対流の緩慢化によって
放熱特性が悪化するということがない。したがって、半
導体装置をきわめて低コストで信頼性の高い放熱手段と
して用いることが可能となり、その実用的効果は極めて
大きい。
熱器で放熱領域の増大する方法として行われていたピン
の直径及び、ピン数を増大化やピンの配置ピッチを狭ピ
ッチにすることでピン間の空気の対流の緩慢化によって
放熱特性が悪化するということがない。したがって、半
導体装置をきわめて低コストで信頼性の高い放熱手段と
して用いることが可能となり、その実用的効果は極めて
大きい。
【図１】本発明の第１の実施例における放熱器の斜視図
【図２】本発明の第２の実施例における放熱器の斜視図
【図３】本発明の実施例における放熱器の断面構造図
【図４】本発明の実施例における半導体装置の放熱手段
を示した構造図
を示した構造図
【図５】本発明における従来の放熱器の斜視図
【図６】本発明における従来の半導体装置の放熱手段を
示した構造図
示した構造図
２０ ピン型放熱器 ２１ 角柱 ２２ 円柱 ２３ 凸部 ２４ 中空部 ２５ 貫通穴 ２７ 半導体装置 ２９ 熱 ３０ 空気の対流 ３１ 空気 ３２ 冷却風
Claims (2)
- 【請求項１】基台の主面に複数個の柱状の突起部が設け
られた放熱器において、前記柱状の突起部の先端部が解
放された空洞でかつ、前記柱状の突起部の基台近傍側面
に前記柱状の突起部内部の空洞と通じる貫通孔が設けら
れたことを特徴とする放熱器。 - 【請求項２】基台に半導体装置が固定されてなる請求項
１記載の放熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184386A JP2768063B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 放熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184386A JP2768063B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 放熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529503A JPH0529503A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2768063B2 true JP2768063B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=16152279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3184386A Expired - Fee Related JP2768063B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 放熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768063B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230058192A1 (en) * | 2020-03-13 | 2023-02-23 | Safran | Device for transferring heat |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6107235A (en) * | 1996-09-05 | 2000-08-22 | Japan Energy Corporation | Solid acid catalyst and process for preparing the same |
| CN1131105C (zh) | 1998-03-04 | 2003-12-17 | 株式会社日本能源 | 固体酸催化剂、其生产方法及使用其的反应方法 |
| JP2007073843A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Tdk Taiwan Corp | 煙突構造を具えたヒートシンク |
| CN106595367B (zh) * | 2016-12-08 | 2019-10-29 | 广东明路电力电子有限公司 | 组合式散热器 |
| KR102163518B1 (ko) * | 2018-08-16 | 2020-10-08 | 이향순 | 열전달 손실을 최소화시킨 히트싱크 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3184386A patent/JP2768063B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230058192A1 (en) * | 2020-03-13 | 2023-02-23 | Safran | Device for transferring heat |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0529503A (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |