JP2867915B2 - 放熱フィン付きｉｃパッケージ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放熱フィン付きＩＣパ
ッケージ、特に発熱量の多いＬＳＩパッケージに放熱フ
ィンを設けた放熱フィン付きＬＳＩパッケージに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩパッケージは、集積度を高めたＩ
Ｃチップを気密封着した最も基本的なエレクトロニクス
デバイスである。ＩＣの集積度が向上するにつれて、例
えばＬＳＩパッケージと呼ばれる集積度が一層高度化し
たＩＣパッケージでは発熱量がますます増大し、この熱
によってＩＣが誤動作したり、パッケージの気密性が失
われるなどの重大なトラブルが生ずる。これを防止する
ためには、ＩＣチップで発生する熱をパッケージの外部
に効率的に逃がす必要があり、その目的に放熱フィン付
きのパッケージが使用される。

【０００３】図13は、セラミックス製のピングリッドア
レイ型のＩＣパッケージ１に、代表的な形状の放熱フィ
ン２を取付けた例を示す。ＩＣチップ３は伝熱基板４の
上に接合され、額縁状のセラミックス板５、６および金
属製のリッド７で構成された気密空間Ｓ内に収納されて
いる。伝熱基板４とセラミックス板５、リッド７とセラ
ミックス板６はろう付けなどの方法で接合され、セラミ
ックス板５と６の合わせ面はガラス層で封着される。セ
ラミックス板６に差し込まれた多数のピン８とＩＣチッ
プ３は、ワイヤ９およびセラミックス板５の表面５ａに
描かれた導通回路を介して電気的に連絡されている。

【０００４】伝熱基板４の材質は、熱伝導率が大きく、
かつＩＣチップ３との線膨張率の差が小さいものが選定
され、例えば銅を含浸させたタングステンなどが用いら
れる。伝熱基板４の下面には放熱フィン２が取付けら
れ、ＩＣチップ３で発生した熱は伝熱基板４を通って放
熱フィン２に伝わり、空気中に放散される。

【０００５】冷却の方法としては、熱放散を促進するた
めにファンによって放熱フィン２に空気を吹き付ける強
制空冷と、ファンを使用しない自然空冷がある。放熱フ
ィン２は、限られたスペースで放熱のための表面積を確
保する必要があり、図13に示すように複雑な形状をして
いる。放熱フィン２は、内部の熱伝導をスムースに行う
ために、好ましくは金属の一体成形品であり、機械加工
あるいは押出しなどの塑性加工によって製作される。

【０００６】放熱フィン２の材質は、熱伝導性が優れて
いること、軽量であること、経済的であることなどの理
由により、純アルミニウムあるいはアルミニウム合金が
一般的に用いられる。

【０００７】図14、図15に放熱フィン２の代表例を示
す。図14はチャンネルフィン10を示すもので、図14(イ)
は平面図、同(ロ) は正面図である。チャンネルフィン10
は、矩形の底板部10ｂに多数の平行な放熱板10ａが直立
した形状である。

【０００８】図15はピンフィン11を示すもので、図15
(イ) は平面図、同(ロ) は正面図である。ピンフィン11
は、同じく矩形の底板部11ｂに多数の針 (あるいは棒)
状の放熱ピン11ａが直立した形状である。

【０００９】図14、図15に示すそれぞれの底板部10ｂ、
11ｂの平面寸法Ｗ₁ ×Ｗ₂ は、図13に示すＩＣパッケー
ジ１の平面寸法と同一かやや小さく、この底板部を利用
してＩＣパッケージ１に取り付けられる。

【００１０】以下、図15のピンフィン11の場合を例にと
って、ＩＣパッケージへの放熱フィンの取付け方法につ
いて説明するが、図14のチャンネルフィン10その他の放
熱フィンに対しても同様である。

【００１１】取付け方法は２つに大別される。第１の取
付け方法は接着であり、第２の取り付け方法は機械的固
定法である。すなわち、第１の方法は、図16に示すよう
に、伝熱基板４とピンフィン底板部11ｂを接着層12で固
定する方法である。この場合、伝熱基板４からピンフィ
ン11への熱伝導を接着層12が阻害しないようにする必要
があり、伝熱性が優れたシリコン系などの接着剤が使用
される。

【００１２】しかし、接着法の問題点は２つある。１つ
は、いったん接着した後にピンフィン11をＩＣパッケー
ジ１から外すことが困難なことである。例えば、接着後
の取扱い中に放熱ピン11ａが変形あるいは破損した場合
のピンフィン11の交換が難しく、高価なＩＣパッケージ
１も廃却せざるを得ないこともあり得る。２つ目の問題
点は、ピンフィン11の重量が大きい場合に、ＩＣパッケ
ージ１を組み込んだ電子機器の振動などによって使用中
に接着がはがれる可能性があることがある。したがっ
て、接着法はピンフィンが軽量の場合に限定され、一般
に、底板部11ｂの辺長 (Ｗ₁,Ｗ₂)が40mm未満の小型のピ
ンフィン11に適用されている。第２の取付け方法は機械
的固定法であり、図17、図18に、その代表的態様を示
す。

【００１３】すなわち、図17はねじ止め固定法を示すも
ので、図17(イ) は部分断面図、同(ロ) はピンフィン11の
側から見た正面図である。伝熱基板４にろう付けなどの
方法で固定された雄ネジ13を、ピンフィン底板部10ｂの
孔10ｃに貫通せしめ、ナット14で締め付けて固定する方
法である。この方法の欠点は、ナット14を締めるための
スペースを確保する必要があり、その場所には放熱ピン
11ａを設置できないことである。すなわち、その分だけ
ピンフィン11の放熱性能が低下してしまう。また、ナッ
ト14の締め付け作業は煩雑であり、生産性が阻害される
という欠点もある。さらに、ピンフィン11を取付ける前
のＩＣパッケージ１の組立ての際に、突起状の雄ネジ13
が搬送の邪魔になるという問題もある。

【００１４】図18は、例えば特開平２−298053号公報に
開示されているクリップ固定法で、図18(イ) は側面図、
同(ロ) はピンフィン11の側から見た正面図である。逆Ｔ
字型断面の伝熱基板15のオーバハング部15ａとピンフィ
ン11の底板部11ｂをクリップ16ではさんで固定する方法
である。この方法の欠点は、第１に、伝熱基板15へのオ
ーバハング部15ａの加工に手間がかかることである。第
２に、底板部11ｂにクリップ固定のためのスペースを設
ける必要があるので、その分だけ放熱ピン11ａの本数を
減らさざるを得ないことである。すなわち、この方法で
も、ピンフィン11の放熱性能が損なわれることになる。
また、クリップ16の取付け作業は煩雑で、これの自動化
装置も複雑なものが必要である。ＩＣパッケージ１を組
込んだ電子機器に振動が加わる場合にはクリップ16の締
結力がゆるんで伝熱基板15と底板部11ｂの密着度が低下
し、伝熱性が劣化する恐れもある。以上のような問題点
から、クリップ固定法は信頼性の点からも十分とはいえ
ない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のごと
き状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱放
散性能を損なうことなく、かつ着脱が容易で、しかも信
頼性が十分な固定部品によって一体化された、多量生産
に適した放熱フィン付きＩＣパッケージを提供すること
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明者は着脱
が容易な結合手段としてスナップ止めに着目し、スナッ
プ止めの有する弾性的接合力を利用することでＩＣパッ
ケージと放熱フィンとを伝熱関係に結合でき、さらにス
ナップ取付け用の金属部材を用いることで生産性を一層
改善できることを知り、本発明を完成した。よって、本
発明の要旨とするところは次の通りである。

【００１７】(1) 放熱フィン付きＩＣパッケージにおい
て、放熱フィンの底面とＩＣパッケージの底面の間に対
向して介在させた雄雌一対のスナップ部材によって放熱
フィンとＩＣパッケージとを着脱自在に結合することを
特徴とする放熱フィン付きＩＣパッケージ。

【００１８】(2) 複数の雄または雌のスナップ部材を所
定位置に取付けた金属部材をＩＣパッケージの底面に接
合することを特徴とする前記(1) 記載の放熱フィン付き
ＩＣパッケージ。

【００１９】(3) 前記金属部材が、中央部に透孔を有
し、その周縁に雄または雌のスナップ部材を取付けた平
坦部を有する額縁状矩形板であることを特徴とする前記
(2) 記載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。 (4) 前記金属部材のＩＣパッケージへの接合を接着ある
いはろう付けによって行うことを特徴とする前記(2) 記
載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。

【００２０】(5) 前記金属部材への雄または雌のスナッ
プ部材の取付けをろう付けまたはかしめによって行うこ
とを特徴とする前記(2) 記載の放熱フィン付きＩＣパッ
ケージ。 (6) 複数の雄または雌のスナップ部材を所定位置に取付
けた金属部材を放熱フィンに固定することを特徴とする
前記(1) 記載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。

【００２１】(7) 前記金属部材が、中央部に伝熱のため
の台座部を有し、その周縁に雄または雌のスナップ部材
を取付けた平坦部を有する矩形板であることを特徴とす
る前記(6) 記載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。 (8) 前記金属部材の放熱フィンへの固定を接着あるいは
ろう付けによって行うことを特徴とする前記(6) 記載の
放熱フィン付きＩＣパッケージ。

【００２２】(9) 前記金属部材への雄または雌のスナッ
プ部材の取付けをろう付けまたはかしめによって行うこ
とを特徴とする前記(6) 記載の放熱フィン付きＩＣパッ
ケージ。 (10)複数の雄または雌のスナップ部材を放熱フィンにろ
う付けまたはかしめによって固定することを特徴とする
前記(1) 記載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。

【００２３】すなわち、本発明によれば放熱フィンとＩ
Ｃパッケージとを結合するのにスナップ止めを利用する
が、その際に両者の間に良好な伝熱関係を確立するので
あり、そのために本発明にあってはスナップ止めにみら
れる一種のバネ弾性を利用するのであり、さらに必要に
より伝熱性グリースを併用するのである。一方、生産性
の点からはその好適態様によれば、複数の雌雄各スナッ
プ部材を金属部材あるいは放熱フィンに予め取付けてお
くようにするのである。

【００２４】

【作用】本発明にかかる放熱フィン付きＩＣパッケージ
においては、放熱フィンとＩＣパッケージがスナップ機
構で、好ましくは良好な伝熱関係におかれて、着脱自在
に連結されている点に特徴がある。以下、その内容を詳
細に説明する。ここでは、放熱フィンとしてピンフィン
を例にとって説明するが、他の放熱フィンにも適用でき
ることは云うまでもない。

【００２５】図１に、本発明にかかるピンフィン付きＩ
Ｃパッケージの例を示す。まず、図１(イ) において、Ｉ
Ｃパッケージ１とピンフィン11は、ＩＣパッケージ側の
雄スナップ19とピンフィン側の雌スナップ21によって着
脱自在に連結されており、ＩＣパッケージの伝熱基板４
と、ピンフィン底板部11ｂの底面に接合された金属部材
40の中央台座40ａとが面接触しており、図示例ではこの
金属部材40を介してＩＣパッケージとピンフィンとが良
好な伝熱関係におかれている。雄スナップ19は後述する
額縁状金属部材18に、雌スナップ21は金属部材40の周縁
平坦部40ｂに取付けられている。金属部材40の周縁平坦
部40ｂとセラミックス板５の間の高さｇ (伝熱基板４の
高さＨ₁ と金属板台座40ａの高さＨ₂ の和) のスペース
に雄スナップ19と雌スナップ21が収納されている。な
お、伝熱基板４がないＩＣパッケージの場合には、金属
板台座40ａの高さＨ₂ とｇを同一にすればよい。

【００２６】図１(ロ) は、図１(イ) における金属板40が
省略された別の態様を示すもので、図中、雄スナップ19
は後述する額縁状金属部材18に、雌スナップ21はピンフ
ィン11' の底板部11ｂにそれぞれ取付けられている。ピ
ンフィン11' の底板部11'bの中央に台座11'cが一体で設
けられており、伝熱基板４と台座11'cが面接触している
両者の間に良好な伝熱関係を維持している。この場合に
は、底板部11'bの周縁平坦部とセラミックス板５の間の
高さｇのスペースに雄スナップ19と雌スナップ21が収納
されている。

【００２７】このように本発明によれば放熱フィン11と
ＩＣパッケージの伝熱基板４との“伝熱関係”は例え
ば、図１(イ) のように台座40ａを有する金属部材40を使
用するか、あるいは図１(ロ) のように台座11'cを底板部
11'bに備えた放熱フィン11を使用することによって実現
される。

【００２８】その他、接触界面に伝熱性グリースなどを
介在させることによって両者の伝熱関係をより一層確実
なものとしてもよい。次に、雄スナップ19、雌スナップ
21について説明する。

【００２９】図２は、雄スナップ19の一例を示し、図２
(イ) は断面図、同(ロ) は平面図である。図中、雄スナッ
プ19は、直径ｄ₁ のドーム状の頭部19ａ、これよりも径
が小さい胴部19ｃおよび直径Ｄ₁ のフランジ部19ｂから
なる高さｈ₁ の金属薄板のプレス成形品である。

【００３０】図３は、雌スナップ21の一例を示し、図３
(イ) は平面図、同(ロ) は断面図、同(ハ) は内部に収納さ
れているリング状バネ23の平面図である。雌スナップ21
は、図２に示す雄スナップの頭部19ａの径ｄ₁ よりも僅
かに大きい孔21ｄを有する頭部21ａ (直径ｄ₂)、これよ
りもやや径が小さい胴部21ｃおよび直径Ｄ₂ のフランジ
部21ｂからなる高さｈ₂ の金属薄板のプレス成形品であ
る。頭部21ａの内部には金属線で製造されたリング状バ
ネ23が収納されている。リング状バネ23の内径ｄ₃ は、
雄スナップ頭部19ａの径ｄ₁ よりも小さく、図３(ハ) に
示すように切れ目23ａが設けられ、弾性的に拡げ得る構
造となっている。

【００３１】次に、雄スナップ19、雌スナップ21の取付
け方法について説明する。

【００３２】ここでは、図１(イ) 、(ロ) に示すように、
ＩＣパッケージ１の側に雄スナップ19、ピンフィン11、
11' の側に雌スナップ21を取付ける場合を述べるが、こ
れが逆でも何ら支障はない。また、複数のスナップが用
いられるので、一方に雄雌のスナップを混在させてもよ
い。すなわち、雄スナップ19と雌スナップ21が対向して
いれば差し支えない。

【００３３】まず、ＩＣパッケージ１の側への雄スナッ
プ19の取付け方法を説明する。なお、図１(イ) 、(ロ) で
は、ＩＣパッケージ１のセラミックス板５に、雄スナッ
プ19を取付けた金属部材18が接合されているので、この
態様を例にとり以下説明する。

【００３４】すなわち、図４は、一例として４つの雄ス
ナップ19を所定位置に接合した額縁状の金属部材18を示
し、図４(イ) は側面図、同(ロ) は平面図である。外形寸
法Ｗ₁'×Ｗ₂'はＩＣパッケージ１の平面寸法とはほぼ同
一で、中央部に伝熱基板４が貫通し得る透孔18ａが設け
られている。雄スナップ19の数は、必要に応じて任意に
選択できることは云うまでもない。

【００３５】金属部材18を使用する理由は２つある。第
１の理由は、金属製の雄スナップ19との強固な接合が可
能であり、かつ、セラミックス板５との接合面積を大き
くとれることである。すなわち、雄スナップ19を直接セ
ラミックス板５に接合するよりも、はるかに大きな接合
力が得られ、ＩＣパッケージ１とピンフィン11、11' に
引張力を加えて雄スナップ19と雌スナップ21を分離する
際に雄スナップ19がはがれる危険が少ないのである。金
属部材18とセラミックス板５の接合は、エポキシ系樹脂
による接着あるいはセラミックス板５にメタライズ処理
を施しておくことによるロウ付けによって強固に行うこ
とができる。雄スナップ19と金属部材18の接合について
は後述する。

【００３６】第２の理由は、あらかじめ雄スナップ19を
所定位置に固定しておくことができるので、複数の雄ス
ナップ19をセラミックス板５に接合するよりもはるかに
正確かつ能率的にセラミックス板５に接合できることで
ある。

【００３７】次に、ピンフィン側への雌スナップ21の取
付け方法について説明する。この場合も、図１(イ) で
は、金属部材40の周縁平坦部40ｂに雌スナップ21が接合
されているので、この態様を例にとり以下説明する。

【００３８】すなわち、図５は、図４の雄スナップ19と
対応した位置に雌スナップ21が接合された金属部材40を
示し、図５(イ) は平面図、同(ロ) は側面図である。外形
寸法Ｗ₁"×Ｗ₂"はピンフィン11の底板部11ｂの平面寸法
(Ｗ₁ ×Ｗ₂)とほぼ同一で、中央部に高さＨ₂ の台座40
ａが設けられている。台座40ａはＩＣパッケージ１から
の伝熱部となり、本発明に云う“伝熱関係”を実現する
ためのもので、その平面寸法は伝熱基板４の平面寸法と
同一でよい。もちろん、伝熱基板４の厚さを台座40ａの
分まで厚くすることによって上述の“伝熱関係”を実現
してもよく、この場合には台座40ａは不要となる。

【００３９】金属部材40とピンフィン11の接合は、伝熱
性が優れたシリコン系接着剤などを用いた接着やロウ付
けによって行えばよい。また図１(ロ) では、ピンフィン
底板部11'bの所定位置に雌スナップ21が接合されてい
る。図６は、図４の雄スナップ19と対応した位置に雌ス
ナップ21を有するピンフィン11' の態様を示し、図６
(イ) は平面図、同(ロ) は側面図である。

【００４０】ここで、雄スナップ19と雌スナップ21のは
め合わせについて説明する。図７は、一例として、図１
(イ) における雄スナップ19と雌スナップ21のはめ合わせ
状態を拡大してその一部を示す。リング状バネ23は雄ス
ナップ頭部19ａで押し拡げられた後、僅かに縮み、雄ス
ナップの頭部19ａと胴部19ｂの中間の位置で雄スナップ
19を保持している。雄スナップ19と雌スナップ21の結合
力は、リング状バネ23の強さによって調整される。この
状態で、雄スナップ19と雌スナップ21は上下方向に緩み
がなく、組合せ状態での雄雌スナップの高さをｈ、金属
部材18の厚さをｔ₁ 、金属部材40の周縁平坦部40ｂの厚
さをｔ₂ とすれば、図７において伝熱基板17とピンフィ
ン台座20ｃを密着させるには、 ｈ＋ｔ₁ ＋ｔ₂ ＝ｇ の関係が必要である。もちろん、製作上の誤差によって
伝熱基板17とピンフィン台座11'cの間に生ずる僅かな空
隙が熱伝導の障害となることもあり得るので、接触界面
にはあらかじめ伝熱性のグリースを塗布しておいてもよ
い。

【００４１】次に各スナップ部材の接合方法について説
明する。図１(イ) に示す雄スナップ19と金属部材18、雌
スナップ21と金属部材40、図１(ロ) に示す雄スナップ19
と金属部材18、雌スナップ21とピンフィン11の接合方法
としては、接合強度の点からろう付けあるいは機械的接
合方法が好ましい。

【００４２】ろう付け方法としては、それぞれの材質に
応じてアルミろう付け、銀ろう付け、銅ろう付け、はん
だ付けなどの方法を選択すればよい。機械的接合方法と
してはかしめ法が簡便である。

【００４３】図８は、かしめ用の雄スナップ30の一例を
示し、図８(イ) は断面図、同(ロ) は平面図である。図
中、雄スナップ30は、ドーム状の頭部30ａ、これよりも
径が小さい胴部30ｂおよび底部30ｃからなる金属薄板の
プレス成形品で、底部30ｃにはかしめのための透孔30ｄ
が設けられている。

【００４４】図９は、これと組合わされる雌スナップ31
の一例を示し、図９(イ) は平面図、同(ロ) は断面図であ
る。図中、雌スナップ31は、雄スナップ頭部30ａの径ｄ
₁ よりも僅かに大きい孔31ｄを有する頭部31ａ、これよ
りも径が小さい胴部31ｂおよび底部31ｃからなる金属薄
板のプレス成形品で、底部31ｃにはかしめのための透孔
31ｅが設けられている。また、頭部31ａの内部にはリン
グ状バネ23が収納されている。

【００４５】次に、図10により、かしめ方法の一例を説
明する。図10(イ) は、額縁状金属板である金属部材18の
所定位置の孔18ｂにリベット33を差込み、雄スナップ31
の底部透孔30ｄにリベット33を貫通させた状態を示す。
なお、図11(イ) 、(ロ) に示すようにかしめ用リベットと
して使用する突起33' がはじめから一体となった金属部
材18' を使用してもよい。

【００４６】次いで頭部透孔30ｅから図示しないかしめ
工具によってリベット33に打撃を加えてリベット33の頭
部をつぶし、額縁状金属板18に雄スナップ30を固定す
る。同(ロ) は、金属部材40と雌スナップ31にリベット33
をセットした状態を示し、図10(イ) と同様にかしめ固定
を行う。この場合でも、金属部材40とリベット33があら
かじめ一体となったものを使用してもよい。

【００４７】雌スナップ31をピンフィンにかしめる場合
でも、図12(イ) 、(ロ) に示すように突起33' が一体とな
ったピンフィン11" を用いてもよい。図10(ハ) は、かし
め固定した雄スナップ30と雌スナップ31をはめ合わせた
状態を示し、雄スナップ30によって押し拡げられたリン
グ状バネ23によって上下方向に緩みがない状態で固定さ
れている。

【００４８】以上のかしめ固定法の利点としては、雄ス
ナップ30、雌スナップ31の位置決めが容易なことが挙げ
られる。もちろん、対向したスナップ部品の一方をかし
め固定し、他方をろう付けで固定してもかまわない。

【００４９】

【実施例】

(実施例１)本例では、図１(イ) に示すような、平面寸法
35mm×35mm、高さＨ₁ ＝1.5 mmの正方形の伝導基板４を
有する平面寸法55mm×55mmのセラミックス製ピングリッ
ド型ＩＣパッケージ１のセラミックス板５の平坦面に、
図４に示す外径寸法Ｗ₁'×Ｗ₂'＝54mm×54mm、厚さｔ₁
＝１mmで、中央部に36mm×36mmの正方形の透孔18ａを有
し、４隅の板面に４個の真鍮板製 (板厚0.3 mm) の雄ス
ナップ19をろう付けした真鍮製の額縁状金属板18をろう
付けにより固定した。雄スナップ19の寸法は、図２に示
すように、Ｄ₁ ＝８mm、ｄ₁ ＝４mm、ｈ₁ ＝4.7 mmであ
った。

【００５０】次に、図５に示すように、外径寸法54mm×
54mm、ｔ₂ ＝１mmで、中央部に高さＨ₂ ＝4.5 mm、平面
寸法35mm×35mmの台座40ａを有するアルミニウム合金製
の金属部材40の４隅板面の所定位置に４個の純アルミニ
ウム板製 (板厚0.3 mm) の雌スナップ21をろう付けし
た。雌スナップ21の寸法は、図３に示すＤ₂ ＝８mm、ｄ
₂ ＝6.5 mm、ｈ₂ ＝4.7 mmであった。その後、この金属
部材40を、直径２mm、高さ20mmの放熱ピン11ａが４mmピ
ッチで合計169 本配列された、平面寸法55mm×55mmのア
ルミニウム製ピンフィン11の底板部11ｂにろう付けし
た。

【００５１】次いで、前記台座40ａの表面に伝熱性グリ
ースを塗布した後、前記雄スナップ19と雌スナップ21を
はめ合わせて、前記伝熱基板４と前記台座40ａを密着さ
せ、ピンフィン付きＩＣパッケージとした。４個の雄ス
ナップ19と雌スナップ21を分離させるのに必要な力の合
計は約２kgであり、締結力は十分であった。

【００５２】ＩＣを作動させて20Ｗの熱を発生させ、風
洞実験を行ったところ、風速1.5m／秒の条件での熱抵抗
値は0.85℃／Ｗであり、良好な放熱性能を示した。一
方、図17に示す、直径２mm、高さ20mmの放熱ピン11ａが
４mmピッチで151 本配列されたピンフィン11をねじ止め
固定したＩＣパッケージ１についても同様な放熱性能評
価を行ったところ、熱抵抗値は1.05℃／Ｗであり、本発
明のピンフィン付きＩＣパッケージの方が良好な放熱性
能を示した。

【００５３】(実施例２)本例では図４に示す外径寸法Ｗ
₁'×Ｗ₂'＝54mm×54mm、厚さｔ₁ ＝１mmで、中央部に36
mm×36mmの正方形の透孔18ａを有す真鍮製金属部材18を
用意し、図10(イ) に示すように、これの４隅の板面に設
けた直径１mmの透孔18ｂにセットしたアルミニウム製リ
ベット33に４個のアルミニウム合金板製 (板厚0.3 mm)
の雄スナップ30の底部透孔30ｄを差し込んでかしめたの
ち、図１(ロ) に示すように、平面寸法35mm×35mm、高さ
Ｈ₁ ＝1.5 mmの正方形の伝導基板４を有する平面寸法55
mm×55mmのセラミックス製ピングリッド型ＩＣパッケー
ジ１のセラミックス板５の平坦面にアルミニウム合金製
の額縁状の金属部材18をろう付け固定した。雄スナップ
30の寸法は、図８に示す通りｄ₁'＝４mm、ｈ₁'＝４mmで
あった。

【００５４】次に、図６に示すように直径２mm、高さ20
mmの放熱ピン11'aが４mmピッチで合計169 本配列され
た、中央部に平面寸法35mm×35mm、高さＨ₂ ＝4.5 mmの
台座11'cを有する平面寸法55mm×55mmのアルミニウム製
ピンフィン11' の底板部11'bの４隅に直径１mmの透孔を
設け、この透孔にセットしたアルミニウム製リベット33
に４個のアルミニウム合金板製 (板厚0.3 mm) の雌スナ
ップ31の底部透孔31ｅを差し込んでかしめた。雌スナッ
プ31の寸法は、図９に示すようにｄ₂'＝８mm、ｈ₂'＝５
mmであった。

【００５５】次に、前記台座11'cの表面に伝熱性グリー
スを塗布した後、前記雄スナップ30と雌スナップ31をは
め合わせて、前記伝熱基板14と前記台座11'cを密着さ
せ、ピンフィン付きＩＣパッケージとした。４個の雄ス
ナップ30と雌スナップ31を分離させるのに必要な力の合
計は約２kgであり、締結力は十分であった。ＩＣを作動
させて20Ｗの熱を発生させ、風洞実験を行ったところ、
風速1.5m／秒の条件での熱抵抗値は0.85℃／Ｗであり、
良好な放熱性能を示した。

【００５６】(実施例３)本例では、実施例１と同一のＩ
Ｃパッケージ１のセラミックス板５の平坦面に、図４に
示す外径寸法Ｗ₁'×Ｗ₂'＝54×54mm、厚さｔ₁ ＝１mm
で、中央部に36×36mmの正方形の透孔18ａを有し、４隅
の板面に４個の純アルミニウム製 (板厚0.3mm)の雄スナ
ップ19をろう付けしたアルミニウム合金 (ブレージング
シート) 製の縁状金属板18をエポキシ樹脂で接着固定し
た。雄スナップ19の寸法は実施例１と同一であった。

【００５７】次に、実施例１と同一のアルミニウム合金
製の金属部材40の４隅板面の所定位置に４個の純アルミ
ニウム板製 (板厚0.3mm)の雌スナップ21をロウ付けし
た。雌スナップ21の寸法は実施例１と同一である。その
後、この金属部材40を、実施例１と同一のピンフィン11
の底板部11ｂにシリコン系の接着剤で接合した。

【００５８】次いで、前記雄スナップ19と雌スナップ21
をはめ合わせて、伝熱基板４と台座40ａを密着させた。
締結力、熱抵抗値については実施例１と実質上同一の試
験結果が得られた。

【００５９】(実施例４)本例では、図11に示す外径寸法
Ｗ₁'×Ｗ₂'＝54×54mm、厚さｔ₁ ＝１mmで、中央部に36
×36mmの正方形の透孔18a'を有する純アルミニウム製の
縁状金属板18'の４隅の直径１mm、高さ1.5 mmの突起33'
に実施例２と同一の４個の雄スナップ30を差し込んで
かしめ固定し、これを実施例２と同一のＩＣパッケージ
１のセラミックス板５の平坦面にエポキシ樹脂で接着固
定した。

【００６０】次に、図12に示す、直径２mm、高さ20mmの
放熱ピン11a"が４mmピッチで合計169 本配列され、中央
部に平面寸法35×35mm、高さＨ₂ ＝4.5 mmの台座11c"を
有するピンフィン11" の底板部11b"の板面４隅に設けた
直径１mm、高さ1.5 mmの突起33' に実施例２と同一の４
個の雌スナップ31を差し込んでかしめた。

【００６１】次に、前記雄スナップ30と雌スナップ31を
はめ合わせて、伝熱基板４と前記台座11c"を密着させ、
ピンフィン付きのＩＣパッケージとした。締結力、熱抵
抗値については実施例１と実質上同一の試験結果が得ら
れた。

【００６２】

【発明の効果】本発明にかかる放熱フィン付きＩＣパッ
ケージは、ＩＣパッケージへの放熱フィンの装着がスナ
ップ構造でワンタッチで極めて容易に行えるので、従来
のナット固定方式あるいはクリップ固定方式に比べて生
産性が格段に優れている。特に額縁状金属板に予めスナ
ップ部材を取り付ける方式では組立てが非常に容易にな
る。

【００６３】しかも、スナップにより固定は緩みが発生
せず、従来のクリップ固定方式よりも信頼性がある。ま
た、放熱フィンとＩＣパッケージの分離も従来方式より
もはるかに容易であり、ＩＣパッケージへの放熱フィン
の付け替えを簡便に行うことができる。

【００６４】今後ますますＩＣの集積度が向上する趨勢
の中で、放熱フィン付きのＩＣパッケージが大量に使わ
れるようになることは間違いなく、大量生産を可能と
し、しかも放熱フィンの着脱が容易な本発明の放熱フィ
ン付きＩＣパッケージは大きな工業的価値を奏すること
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる放熱フィン付きＩＣパッケージ
の説明図であり、図１(イ) は略式側面図、図１(ロ) は別
の態様を示す同じく略式側面図である。

【図２】雄スナップの説明図であり、図２(イ) は側面
図、図２(ロ) は平面図である。

【図３】雌スナップの説明図であり、図３(イ) は平面
図、図３(ロ) は側面図、そして図３(ハ) は内部に組込ま
れるバネの平面図である。

【図４】雄スナップをろう付けなどの方法で接合した額
縁状金属部材の説明図であり、図４(イ) は側面図、図４
(ロ) は平面図である。

【図５】雌スナップをろう付けなどの方法で接合した台
座を備えた金属部材の説明図であり、図５(イ) は平面
図、図５(ロ) は側面図である。

【図６】雌スナップをろう付けなどの方法で接合した額
縁状金属部材の説明図であり、図６(イ) は平面図、同
(ロ) は側面図である。

【図７】雄スナップと雌スナップの組合せ状態の説明図
である。

【図８】かしめ固定用の雄スナップの説明図であり、図
８(イ) は断面図、図８(ロ) は平面図である。

【図９】かしめ固定用の雌スナップの説明図であり、図
９(イ) は平面図、図９(ロ) は断面図である。

【図１０】雄雌スナップのかしめ固定の説明図であり、
図10(イ) 〜(ハ) はいずれも断面図である。

【図１１】図11(イ) 、(ロ) はかしめ用突起を予め一体的
に形成した金属部材のそれぞれ平面図、側面図である。

【図１２】図12(イ) 、(ロ) はかしめ用突起を予め一体的
に形成したピンフィンのそれぞれ平面図、側面図であ
る。

【図１３】従来の放熱フィン付きＩＣパッケージの説明
図である。

【図１４】チャンネルフィンを備えた放熱フィンの説明
図であり、図14(イ) は平面図、同(ロ) は側面図である。

【図１５】ピンフィンを備えた放熱フィンの説明図であ
り、図15(イ) は平面図、同(ロ) は側面図である。

【図１６】接着固定した放熱フィン付きＩＣパッケージ
の説明図である。

【図１７】ナット固定した放熱フィン付きＩＣパッケー
ジの説明図であり、図17(イ) は側面図、同(ロ) は底面図
である。

【図１８】クリップ固定した放熱フィン付きＩＣパッケ
ージの説明図であり、図18(イ) は側面図、同(ロ) は底面
図である。

【符号の説明】

１：ＩＣパッケージ ４：伝熱基板 11：ピ
ンフィン 19：雄スナップ 21：雌スナップ 18：金
属部材 25：金属部材 40：金属部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−502855（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−298053（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−13629（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−326771（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−95061（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−260573（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−153879（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−264690（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 23/34 - 23/473

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放熱フィン付きＩＣパッケージにおい
   て、放熱フィンの底面とＩＣパッケージの底面の間に対
   向して介在させた雄雌一対のスナップ部材によって放熱
   フィンとＩＣパッケージとを着脱自在に結合することを
   特徴とする放熱フィン付きＩＣパッケージ。
2. 【請求項２】 複数の雄または雌のスナップ部材を所定
   位置に取付けた金属部材をＩＣパッケージの底面に接合
   することを特徴とする請求項１記載の放熱フィン付きＩ
   Ｃパッケージ。
3. 【請求項３】 前記金属部材が、中央部に透孔を有し、
   その周縁に雄または雌のスナップ部材を取付けた平坦部
   を有する額縁状矩形板であることを特徴とする請求項２
   記載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。
4. 【請求項４】 前記金属部材のＩＣパッケージへの接合
   を接着あるいはろう付けによって行うことを特徴とする
   請求項２記載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。
5. 【請求項５】 前記金属部材への雄または雌のスナップ
   部材の取付けをろう付けまたはかしめによって行うこと
   を特徴とする請求項２記載の放熱フィン付きＩＣパッケ
   ージ。
6. 【請求項６】 複数の雄または雌のスナップ部材を所定
   位置に取付けた金属部材を放熱フィンに固定することを
   特徴とする請求項１記載の放熱フィン付きＩＣパッケー
   ジ。
7. 【請求項７】 前記金属部材が、中央部に伝熱のための
   台座部を有し、その周縁に雄または雌のスナップ部材を
   取付けた平坦部を有する矩形板であることを特徴とする
   請求項６記載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。
8. 【請求項８】 前記金属部材の放熱フィンへの固定を接
   着あるいはろう付けによって行うことを特徴とする請求
   項６記載の放熱フィン付きＩＣパッケージ。
9. 【請求項９】 前記金属部材への雄または雌のスナップ
   部材の取付けをろう付けまたはかしめによって行うこと
   を特徴とする請求項６記載の放熱フィン付きＩＣパッケ
   ージ。
10. 【請求項１０】 複数の雄または雌のスナップ部材を放
    熱フィンにろう付けまたはかしめによって固定すること
    を特徴とする請求項１記載の放熱フィン付きＩＣパッケ
    ージ。