JP2914342B2 - 集積回路装置の冷却構造 - Google Patents

集積回路装置の冷却構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路装置の冷
却構造に関し、特に、エリアバンプ方式と呼ばれるフリ
ップチップやボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケー
ジによって実装される集積回路装置にヒートシンクを取
り付け空気によって冷却する冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の集積回路装置の冷却構造で
は、集積回路装置はその下面が配線基板の上面と対向す
るように搭載され、該集積回路装置の上面にヒートシン
クが取り付けられる。
【０００３】図６を参照すると、集積回路装置２１の上
面にヒートシンク２６が設けられている。ヒートシンク
２６は集積回路装置２１の上面と熱的に結合するよう固
着される。集積回路装置２１で発生した熱はヒートシン
ク２６へ伝わった後、空気中へ放出される。
【０００４】集積回路装置２１の下面には信号の入出力
および電源の接続のために用いられる半田バンプ２２が
形成されている。集積回路装置２１は配線基板２５に直
接搭載されるのではなく、半田バンプ２２によってイン
ターポーザ基板２３上に搭載されている。半田バンプ２
２のピッチが小さく、配線基板２５に直接搭載すること
ができないためである。
【０００５】インターポーザ基板２３の下面には半田ボ
ール２４が設けられている。半田ボール２４は配線基板
２５に搭載可能なピッチで配置されている。インターポ
ーザ回路は半田ボール２４によって配線基板２５上に搭
載される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
集積回路装置の動作速度や集積度の向上に伴う消費電力
の増加に対応できないという問題がある。集積回路装置
の消費電力の増加に対応するためにはヒートシンクを大
型化しなければならないが、冷却性能はヒートシンクの
大型化に比例して向上しないためである。また、集積回
路装置により大型のヒートシンクを取り付けるためには
該大型ヒートシンクに合わせて取り付け構造をも改良し
なければならないという問題がある。
【０００７】本発明の目的は、集積回路装置の動作速度
や集積度の向上に伴う消費電力の増加に対応できる集積
回路装置の冷却構造を提供することにある。
【０００８】さらに、本発明の他の目的は、集積回路装
置の外形と等しいかまたは類似の搭載領域を占有するだ
けで十分な冷却効果が得られる集積回路装置の冷却構造
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のは、基板と、下面が前記基板の上面に対向す
るように搭載された集積回路装置と、前記基板の下面に
熱的に結合された放熱部材と、前記基板に設けられ前記
集積回路装置で発生した熱を伝達する貫通孔とを含む。
【００１０】また、本発明の他の集積回路装置の冷却構
造は、第１の基板と、下面が前記第１の基板の上面に対
向するように搭載された第２の基板と、下面が前記第２
の基板の上面に対向するように搭載された集積回路装置
と、前記第１の基板の下面に熱的に結合された放熱部材
と、前記第１の基板に設けられ前記集積回路装置で発生
した熱を伝達する貫通孔とを含む。
【００１１】さらに、本発明の他の集積回路装置の冷却
構造は、第１の基板と、下面が前記第１の基板の上面に
対向するように搭載された第２の基板と、下面が前記第
２の基板の上面に対向するように搭載された集積回路装
置と、前記第１の基板の下面に熱的に結合された第１の
放熱部材と、前記集積回路装置の上面に熱的に結合され
た第２の放熱部材と、前記第１の基板に設けられ前記集
積回路装置で発生した熱を伝達する貫通孔とを含む。
【００１２】また、本発明の他の集積回路装置の冷却構
造は、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する接
続部材を含み、該接続部材は前記貫通孔とずらされて配
置されていることを特徴とする。
【００１３】さらに、本発明の他の集積回路装置の冷却
構造は、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する
複数の接続部材を含み、前記複数のの接続部材は、前記
貫通孔とずらされて設けられた第１の接続部材と、前記
貫通孔と電気的に接続された第２の接続部材とを含む。
【００１４】また、本発明の他の集積回路装置の冷却構
造は、前記貫通孔には熱伝導部材が充填されていること
を特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明の集積回路装置の冷却
構造の実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。
【００１６】図１を参照すると、本発明の集積回路装置
の冷却構造の第一の実施の形態は、配線基板５と、配線
基板５の上面に搭載された集積回路装置１と、集積回路
装置１に熱的に結合されたヒートシンク６と、配線基板
５の下面に熱的に結合されたヒートシンク９と、配線基
板５に設けられた放熱ヴィア７とを含む。
【００１７】集積回路装置１の下面には複数の半田バン
プ２が設けられている。各半田バンプ２は集積回路装置
の信号の入出力や電源の接続のために設けられている。
半田バンプ２は配列ピッチが小さいため配線基板５の配
線パターンの微細化がバンプピッチに追いつかない場合
は集積回路装置を直接配線基板５に搭載することができ
ない。このため、インターポーザ基板３が集積回路装置
１と配線基板５との間に挿入される。
【００１８】インターポーザ基板３は、上面に集積回路
装置１が搭載され、下面が配線基板５の上面と対向する
ように配線基板５上に搭載されている。インターポーザ
基板３は、配線基板５に搭載可能なピッチで配置された
半田ボール４を有し、半田ボール４によって配線基板５
と接続される。インターポーザ基板３の両主面には配線
パターンが設けられており、この配線パターンによって
半田バンプ２と半田ボール４との間の電気的接続を行な
う。インターポーザ基板３の材料は、セラミックであ
る。より具体的には、アルミナや窒化アルミニウムであ
る。インターポーザ基板３の大きさは約５センチメート
ル四方である。集積回路装置１の半田バンプ２が直接配
線基板５のパターンに接続可能な場合はインターポーザ
基板３は不要となる。
【００１９】配線基板５は、複数の半田ボール４と対向
する位置に設けられた複数のパッドと、複数の放熱ヴィ
ア７と、内部配線とを含む。配線基板５の材料エポキシ
樹脂やポリイミド樹脂である。配線基板５の厚さは約３
〜３．５ミリメートルであり、大きさは約リード１２〜
３センチメートル四方である。
【００２０】複数の放熱ヴィア７は集積回路装置１で発
生した熱を伝達する。各放熱ヴィア７は配線基板５を貫
通している。複数の放熱ヴィア７は格子状に配置されて
いる。より好ましくは、放熱ヴィア７は貫通孔に半田が
充填されて形成される。この場合、放熱ヴィア７に何も
充填されていない場合に比べ熱伝導特性をより向上させ
ることができる。各放熱ヴィア７の直径は、０．３〜
０．４ミリメートルである。各放熱ヴィア７はインター
ポーザ基板３に設けられた複数の半田ボール４の各々と
電気的に接続されないようにずらされて配置される。
【００２１】ヒートシンク６は、集積回路装置１の半田
バンプ２が形成された面と反対の面に取り付けられる。
取付手段としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂に金
属酸化物等の熱伝導性充填材粒子を混入した接着剤、半
田などの低融点金属が用いられる。またバネやネジによ
る力でヒートシンクを半導体素子１に押し付けるように
してもよい。この場合、ヒートシンク６と集積回路装置
１との接触面にグリース状の熱伝導物質を塗布するとヒ
ートシンクと集積回路装置１との熱的な結合をより強固
にすることができる。
【００２２】配線基板５の集積回路装置１が搭載された
面と反対の面には放熱パッド８が設けられる。放熱パッ
ドは８は配線基板５の集積回路装置１が搭載されていな
い面上の配線パターンと同様に形成され、少なくとも複
数の放熱ヴィア７を包含する大きさが必要である。
【００２３】ヒートシンク９は放熱パッド８上にヒート
シンク６と同様の方法で固着される。
【００２４】図２を参照すると、集積回路装置１から発
生した熱は第１の伝達径路Ａおよび第２の伝達経路Ｂに
よって放熱される。
【００２５】第１の伝達経路は、集積回路装置１とヒー
トシンク６とからなる。集積回路装置１で発生した熱
は、集積回路装置１内を伝導して集積回路装置１の上面
からヒートシンク６に伝わり、ヒートシンク６から空気
中に放出される。
【００２６】第２の伝達経路は、集積回路装置１、半田
バンプ２、インターポーザ基板３、半田ボール４、放熱
ヴィア７、配線基板５、放熱パッド８およびヒートシン
ク９からなる。すなわち、集積回路装置１で発生した熱
は、半田バンプ２を経由してインターポーザ基板３に伝
わり、さらに半田ボール４を経て配線基板５および放熱
ヴィア７に伝わる。配線基板５および放熱ヴィア７に伝
導された熱は、それらを介して放熱パッド８へ伝達され
ヒートシンク９に伝わって空気中に放出される。
【００２７】このように、本実施の形態では、集積回路
装置１が搭載された配線基板５の該集積回路装置１の搭
載面と反対の面にヒートシンク９を設け、配線基板５の
ヒートシンク９が搭載された領域に複数の放熱ヴィア７
を設けたため、集積回路装置１からヒートシンク９へ配
線基板５を介して熱が伝達するときの熱抵抗をより小さ
くすることができる。
【００２８】また、本実施の形態では、集積回路装置１
の配線基板５と対向する面と反対の面にもヒートシンク
６を設け、集積回路装置１およびヒートシンク６からな
る第１の伝達経路Ａと、集積回路装置１、半田バンプ
２、インターポーザ基板３、半田ボール４、放熱ヴィア
７、配線基板５、放熱パッド８およびヒートシンク９か
らなる第２の伝達経路とを形成した。このため、集積回
路装置の動作速度や集積度の向上に伴う消費電力の増加
に対応できる。
【００２９】本実施の形態では配線基板５とヒートシン
ク９との間に放熱パッド８を設ける構成としたが、放熱
パッド８は設けなくてもよい。このとき、ヒートシンク
９は配線基板５上に直接設けられる。
【００３０】また、本実施の形態では、複数の放熱ヴィ
ア７の各々と複数の半田ボール４の各々とをずらしては
位置するよう構成したが、複数の放熱ヴィア７が半田ボ
ール４と電気的に接続されるものを含むよう構成しても
よい。より好ましい形態では、半田ボール４と電気的に
接続された放熱ヴィアは、電源またはＧＮＤ用の電極と
して用いられる。
【００３１】次に、本発明の第二の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。この第二の実施の
形態の特徴は集積回路装置がボールグリッドアレイ（Ｂ
ＧＡ）パッケージに実装されている点にある。その他の
構成は第一の実施の形態のものと同様である。
【００３２】図３を参照すると、集積回路装置１０はＢ
ＧＡパッケージ１１に実装されている。集積回路装置１
０は回路面と反対の面がＢＧＡパッケージ１１の上面と
対向するように搭載されている。集積回路装置１０の回
路面の入出力端子とＢＧＡパッケージ１１の上面の電極
とがワイヤボンディングにより接続されている。集積回
路装置１０は樹脂で封止されている。
【００３３】半田ボール１２はＢＧＡパッケージ１１の
下面に設けられ、ＢＧＡパッケージ１１と配線基板１３
とを電気的に接続する。ヒートシンク１６はＢＧＡパッ
ケージ１１の上に熱的に結合されるよう固着される。ヒ
ートシンク１６およびヒートシンク１７の外形はＢＧＡ
パッケージ１１の外形と等しいかまたは類似の大きさを
有する。放熱ヴィア１４および放熱パッド１５が設けら
れた領域の大きさもＢＧＡパッケージ１１の外形と等し
いかまたは類似の大きさである。
【００３４】図４を参照すると、集積回路装置１から発
生した熱は第１の伝達径路Ｃおよび第２の伝達経路Ｄに
よって放熱される。
【００３５】第１の伝達経路Ｃでは、集積回路装置１０
で発生した熱はＢＧＡパッケージ１１の封止樹脂を介し
てヒートシンク１６に伝わり、そこから空気中に放出さ
れる。
【００３６】第２の伝達経路Ｄでは、集積回路装置１０
で発生した熱は集積回路装置１０内部とＢＧＡパッケー
ジ１１とを伝導したのち半田ボール１２を経由して配線
基板１３および放熱ヴィア１４に伝わる。配線基板１３
および放熱ヴィア１４に伝導された熱は、これらを介し
て放熱パッド１５へ伝達されヒートシンク１７に伝わっ
て空気中に放出される。
【００３７】このように、本実施の形態では、集積回路
装置１０が搭載されたＢＧＡパッケージ１１の上面に設
けられたヒートシンク１６と、配線基板５のＢＧＡパッ
ケージ１１が搭載された面と反対の面に設けられたヒー
トシンク１７と、配線基板５のヒートシンク１７が搭載
された領域に設けられた複数の放熱ヴィア１４とを有す
るため、冷却径路が増えるとともに熱抵抗をより小さく
することができる。このため、ＢＧＡパッケージ１１の
外形と等しいかまたは類似の搭載領域を占有するだけ
で、ＢＧＡパッケージ１１に搭載された集積回路装置１
０を十分に冷却させることができる。
【００３８】次に、本発明の第三の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。この第三の実施の
形態の特徴はマルチチップモジュール（ＭＣＭ）に上記
第１および第２の実施の形態を適用した点にある。
【００３９】図５を参照すると、ＭＣＭ１００は、配線
基板２０上にマイクロプロセッサチップ１８およびキャ
ッシュメモリチップ１９が搭載されて構成されている。
【００４０】マイクロプロセッサチップ１８は入出力信
号数が比較的多いため、フリップチップにより実装され
る。マイクロプロセッサチップ１８を冷却する冷却構造
は上記第１の実施例を適用するのが好ましい。
【００４１】キャッシュメモリチップ１９は量産品を使
用するため標準パッケージであるＢＧＡパッケージを用
いて実装される。キャッシュメモリチップ１９を冷却す
る冷却構造は上記第２の実施例が適用できる。
【００４２】ＭＣＭ１００が実装される情報処理装置が
高性能化されるのに伴って集積回路装置の動作速度が向
上されたり高集積化されることにより、マイクロプロセ
ッサチップ１８では数ワットから３０ワット、キャッシ
ュメモリチップ１９でも１ワット以上の電力を消費する
ことがある。本発明では、これらの熱を効率的に除去す
ることができる。
【００４３】また、本発明では、マイクロプロセッサチ
ップ１８やキャッシュメモリチップ１９の上面およびこ
れらが搭載された配線基板２０のマイクロプロセッサチ
ップ１８およびキャッシュメモリチップ１９が搭載され
た面と反対の面にそれぞれヒートシンクを設けたため、
より大型のヒートシンクを採用する必要がなくなり、こ
の結果、より大型のヒートシンクを取り付けるためにＭ
ＣＭ１００上の各チップの配置を変更させずに済むとい
う効果がある。
【００４４】本実施例では、配線基板５のみに放熱ヴィ
ア７を設ける構成としたが、インターポーザ基板３にも
放熱ヴィアを設けるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明で
は、集積回路装置が搭載された配線基板の該集積回路装
置の搭載面と反対の面にヒートシンクを設け、配線基板
の該ヒートシンクが搭載された領域に複数の放熱ヴィア
を設けるようにしたため、集積回路装置からヒートシン
クへ配線基板を介して熱が伝達するときの熱抵抗を小さ
くすることができる。
【００４６】また、本発明は、集積回路装置から発生し
た熱を除去する経路として、集積回路装置またはそれを
収容したパッケージに熱的に結合された第１のヒートシ
ンクから放熱する第１の熱の伝達経路と、集積回路装置
を搭載した配線基板の該集積回路装置の搭載面と反対の
面に熱的に結合された第２のヒートシンクから放熱する
第２の熱の伝達経路とが形成され、全体の放熱量が増大
する。この結果、集積回路装置で発生した熱を有効に除
去でき、集積回路装置の動作速度や集積度の向上に伴う
消費電力の増大に対応できるという効果も本発明にはあ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の断面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態における熱の伝達経
路を示す断面図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態の断面図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態における熱の伝達経
路を示す断面図である。
【図５】本発明のマルチチップパッケージの断面図であ
る。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１、１０、２１ 集積回路装置 ２ 半田バンプ ３、２３ インターポーザ基板 ４ 半田ボール ５、１３、２０、２５ 配線基板 ６、９、１６、１７、２６ ヒートシンク ７ 放熱ヴィア ８ 放熱パッド １１ ＢＧＡパッケージ １２ 半田ボール １４ 放熱ヴィア １５ 放熱パッド １８ マイクロプロセッサチップ １９ キャッシュメモリチップ ２２ 半田バンプ ２４ 半田ボール

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の基板と、 下面が前記第１の基板の上面に対向するように搭載され
    た第２の基板と、 下面が前記第２の基板の上面に対向するように搭載され
    た集積回路装置と、 前記第１の基板の下面に熱的に結合された第１の放熱部
    材と、 前記集積回路装置の上面に熱的に結合された第２の放熱
    部材と、 前記第１の基板に設けられ前記集積回路装置で発生した
    熱を伝達する貫通孔とを含むことを特徴とする集積回路
    装置の冷却構造。
  2. 【請求項２】 前記第１の基板と前記第２の基板とを接
    続する接続部材を含み、該接続部材は前記貫通孔とずら
    されて配置されていることを特徴とする請求項１記載の
    集積回路装置の冷却構造。
  3. 【請求項３】 第１の基板と、 下面が前記第１の基板の上面に対向するように搭載され
    た第２の基板と、 下面が前記第２の基板の上面に対向するように搭載され
    た集積回路装置と、 前記第１の基板の下面に熱的に結合された放熱部材と、 前記第１の基板に設けられ前記集積回路装置で発生した
    熱を伝達する貫通孔と、 前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する接続部材
    とを含み、 該接続部材は前記貫通孔とずらされて配置されているこ
    とを特徴とする集積回路装置の冷却構造。
  4. 【請求項４】 前記第１の基板と前記第２の基板とを接
    続する複数の接続部材を含み、 前記複数の接続部材は、前記貫通孔とずらされて設けら
    れた第１の接続部材と、前記貫通孔と電気的に接続され
    た第２の接続部材とを含むことを特徴とする請求項１記
    載の集積回路装置の冷却構造。
  5. 【請求項５】 第１の基板と、 下面が前記第１の基板の上面に対向するように搭載され
    た第２の基板と、 下面が前記第２の基板の上面に対向するように搭載され
    た集積回路装置と、 前記第１の基板の下面に熱的に結合された放熱部材と、 前記第１の基板に設けられ前記集積回路装置で発生した
    熱を伝達する貫通孔と、 前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する複数の接
    続部材とを含み、 前記複数の接続部材は、前記貫通孔とずらされて設けら
    れた第１の接続部材と、前記貫通孔と電気的に接続され
    た第２の接続部材とを含むことを特徴とする集積回路装
    置の冷却構造。
  6. 【請求項６】 前記貫通孔には熱伝導部材が充填されて
    いることを特徴とする請求項１記載の集積回路装置の冷
    却構造。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105609474A (zh) * 2014-11-19 2016-05-25 株式会社电装 具有导热构件的电子装置

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6586835B1 (en) * 1998-08-31 2003-07-01 Micron Technology, Inc. Compact system module with built-in thermoelectric cooling
US6392296B1 (en) 1998-08-31 2002-05-21 Micron Technology, Inc. Silicon interposer with optical connections
TW399309B (en) * 1998-09-30 2000-07-21 World Wiser Electronics Inc Cavity-down package structure with thermal via
FR2786656B1 (fr) * 1998-11-27 2001-01-26 Alstom Technology Composant electronique de puissance comportant des moyens de refroidissement
US6255852B1 (en) 1999-02-09 2001-07-03 Micron Technology, Inc. Current mode signal interconnects and CMOS amplifier
US6856013B1 (en) * 1999-02-19 2005-02-15 Micron Technology, Inc. Integrated circuit packages, ball-grid array integrated circuit packages and methods of packaging an integrated circuit
US6268660B1 (en) * 1999-03-05 2001-07-31 International Business Machines Corporation Silicon packaging with through wafer interconnects
DE19919781A1 (de) * 1999-04-30 2000-11-09 Wuerth Elektronik Gmbh Leiterplatte und Verfahren zu ihrer Anbringung
US7554829B2 (en) 1999-07-30 2009-06-30 Micron Technology, Inc. Transmission lines for CMOS integrated circuits
US6825550B2 (en) 1999-09-02 2004-11-30 Micron Technology, Inc. Board-on-chip packages with conductive foil on the chip surface
JP4673949B2 (ja) * 1999-11-12 2011-04-20 富士通株式会社 半導体ユニットおよびその製造方法
US6703707B1 (en) * 1999-11-24 2004-03-09 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6219243B1 (en) * 1999-12-14 2001-04-17 Intel Corporation Heat spreader structures for enhanced heat removal from both sides of chip-on-flex packaged units
DE10033352B4 (de) * 2000-07-08 2010-08-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe und elektronische Baugruppe
TW462121B (en) * 2000-09-19 2001-11-01 Siliconware Precision Industries Co Ltd Heat sink type ball grid array package
US20030064542A1 (en) * 2001-10-02 2003-04-03 Corisis David J. Methods of packaging an integrated circuit
US6580611B1 (en) * 2001-12-21 2003-06-17 Intel Corporation Dual-sided heat removal system
US7101770B2 (en) 2002-01-30 2006-09-05 Micron Technology, Inc. Capacitive techniques to reduce noise in high speed interconnections
US6762939B2 (en) * 2002-02-20 2004-07-13 Intel Corporation Thermal solution for a mezzanine card
US7235457B2 (en) 2002-03-13 2007-06-26 Micron Technology, Inc. High permeability layered films to reduce noise in high speed interconnects
JP2003324214A (ja) * 2002-04-30 2003-11-14 Omron Corp 発光モジュール
TWM245730U (en) * 2003-03-19 2004-10-01 Power Mate Technology Co Ltd Heat dissipating coating layer of object under heat dissipation
JP2004288834A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Fujitsu Ltd 電子部品の実装方法、実装構造及びパッケージ基板
US20040184236A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-23 Kuang-Yao Lee Central processing unit (CPU) heat sink module
US20040188811A1 (en) * 2003-03-24 2004-09-30 Intel Corporation Circuit package apparatus, systems, and methods
US6821816B1 (en) * 2003-06-13 2004-11-23 Delphi Technologies, Inc. Relaxed tolerance flip chip assembly
KR100534968B1 (ko) * 2003-09-16 2005-12-08 현대자동차주식회사 전자소자의 냉각구조
US20050077614A1 (en) * 2003-10-10 2005-04-14 Chengalva Suresh K. Semiconductor device heat sink package and method
CN100362654C (zh) * 2003-12-12 2008-01-16 矽统科技股份有限公司 具有散热装置的球栅阵列封装
FR2864419B1 (fr) * 2003-12-19 2006-04-28 Hispano Suiza Sa Procede pour braser un composant electronique sur une carte electronique, procede de reparation de la carte et installation pour la mise en oeuvre du procede
CN100389492C (zh) * 2003-12-24 2008-05-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 散热装置及其制备方法
CN100358130C (zh) * 2004-04-08 2007-12-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 散热装置及其制备方法
KR100669768B1 (ko) 2004-11-17 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 지능형 전원 모듈의 방열 구조 및 이를 구비한 디스플레이모듈
US7269017B2 (en) * 2004-11-19 2007-09-11 Delphi Technologies, Inc. Thermal management of surface-mount circuit devices on laminate ceramic substrate
KR100708659B1 (ko) 2005-01-15 2007-04-17 삼성에스디아이 주식회사 지능형 전원 모듈의 방열 구조, 이를 구비한 디스플레이모듈 및 지능형 전원 모듈의 방열판 설치 방법
JP2006287080A (ja) 2005-04-04 2006-10-19 Hitachi Ltd メモリモジュール
US20060266475A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 American Standard Circuits, Inc. Thermally conductive interface
US20070076377A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-05 Matteo Gravina Bi-Polar Thermal Managment
TWI292300B (en) * 2005-11-21 2008-01-01 Delta Electronics Inc Electronic device with dual heat dissipating structures
US7629683B1 (en) 2006-02-28 2009-12-08 Juniper Networks, Inc. Thermal management of electronic devices
CN101039566A (zh) * 2006-03-17 2007-09-19 富准精密工业(深圳)有限公司 散热装置及应用该散热装置的电子装置
US8952524B2 (en) * 2006-04-28 2015-02-10 Juniper Networks, Inc. Re-workable heat sink attachment assembly
JP2008140924A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Toshiba Corp 電子機器
US7863189B2 (en) * 2007-01-05 2011-01-04 International Business Machines Corporation Methods for fabricating silicon carriers with conductive through-vias with low stress and low defect density
US20080284037A1 (en) 2007-05-15 2008-11-20 Andry Paul S Apparatus and Methods for Constructing Semiconductor Chip Packages with Silicon Space Transformer Carriers
JP5188120B2 (ja) * 2007-08-10 2013-04-24 新光電気工業株式会社 半導体装置
WO2009036486A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 Silverbrook Research Pty Ltd Coding pattern comprising direction codes
US7706144B2 (en) * 2007-12-17 2010-04-27 Lynch Thomas W Heat dissipation system and related method
CN102522380B (zh) * 2011-12-21 2014-12-03 华为技术有限公司 一种PoP封装结构
US9337123B2 (en) 2012-07-11 2016-05-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Thermal structure for integrated circuit package
US10269676B2 (en) 2012-10-04 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Thermally enhanced package-on-package (PoP)
TWI508238B (zh) * 2012-12-17 2015-11-11 Princo Corp 晶片散熱系統
CN104269386A (zh) * 2014-08-28 2015-01-07 西安电子科技大学 一种多芯片封装粘结层导热齿结构
CN108293293B (zh) * 2015-11-30 2020-07-14 日本精工株式会社 控制单元及电动助力转向装置
US10782316B2 (en) * 2017-01-09 2020-09-22 Delta Design, Inc. Socket side thermal system
JP6715818B2 (ja) 2017-03-22 2020-07-01 ベジ 佐々木 冷却構造体、冷却システム、発熱装置および構造物
WO2018173942A1 (ja) 2017-03-22 2018-09-27 フリージア・マクロス株式会社 冷却構造体、冷却システム、発熱装置および構造物
US10153261B2 (en) * 2017-04-03 2018-12-11 Cisco Technology, Inc. Cooling system for high power application specific integrated circuit with embedded high bandwidth memory
KR20190018812A (ko) 2017-08-16 2019-02-26 삼성전기주식회사 반도체 패키지와 이를 구비하는 전자 기기
US10553517B2 (en) * 2018-01-18 2020-02-04 Semiconductor Components Industries, Llc High power module semiconductor package with multiple submodules
WO2020062253A1 (zh) * 2018-09-30 2020-04-02 北京比特大陆科技有限公司 电路板、计算设备及散热机箱
CN109643705A (zh) * 2018-10-31 2019-04-16 北京比特大陆科技有限公司 电路板及芯片布局方法、计算设备
WO2020102983A1 (zh) * 2018-11-20 2020-05-28 北京比特大陆科技有限公司 电路板及超算服务器
US11227846B2 (en) * 2019-01-30 2022-01-18 Mediatek Inc. Semiconductor package having improved thermal interface between semiconductor die and heat spreading structure
JP7173278B2 (ja) * 2019-03-05 2022-11-16 株式会社アイシン 半導体装置
US11621211B2 (en) * 2019-06-14 2023-04-04 Mediatek Inc. Semiconductor package structure
US11183449B1 (en) * 2020-05-22 2021-11-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Cryogenic integrated circuits
US11825593B2 (en) * 2021-06-28 2023-11-21 Aptiv Technologies Limited Through board via heat sink
EP4113594A1 (en) * 2021-06-28 2023-01-04 Aptiv Technologies Limited Through board via heat sink
WO2023278632A1 (en) 2021-06-30 2023-01-05 Delta Design, Inc. Temperature control system including contactor assembly

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682269A (en) * 1984-10-11 1987-07-21 Teradyne, Inc. Heat dissipation for electronic components on a ceramic substrate
JP2828358B2 (ja) * 1991-09-20 1998-11-25 沖電気工業株式会社 半導体放熱構造
DE9308842U1 (ja) * 1993-06-14 1993-07-22 Blaupunkt-Werke Gmbh, 31139 Hildesheim, De
US5396403A (en) * 1993-07-06 1995-03-07 Hewlett-Packard Company Heat sink assembly with thermally-conductive plate for a plurality of integrated circuits on a substrate
US5523260A (en) * 1993-08-02 1996-06-04 Motorola, Inc. Method for heatsinking a controlled collapse chip connection device
JP2828385B2 (ja) * 1993-08-11 1998-11-25 沖電気工業株式会社 Ｉｃパッケージの構造
JP2646994B2 (ja) * 1993-12-29 1997-08-27 日本電気株式会社 ヒートシンク付ピングリッドアレイ
JPH07321258A (ja) * 1994-05-24 1995-12-08 Fujitsu Ltd 半導体装置
MY112145A (en) * 1994-07-11 2001-04-30 Ibm Direct attachment of heat sink attached directly to flip chip using flexible epoxy
DE69523010T2 (de) * 1994-10-04 2002-07-04 Nec Corp Mittels automatischer Bandmontage hergestelltes Halbleitergehäuse
US5585671A (en) * 1994-10-07 1996-12-17 Nagesh; Voddarahalli K. Reliable low thermal resistance package for high power flip clip ICs
JP2926537B2 (ja) * 1994-12-15 1999-07-28 株式会社日立製作所 マルチチップモジュ−ルの冷却装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105609474A (zh) * 2014-11-19 2016-05-25 株式会社电装 具有导热构件的电子装置
CN105609474B (zh) * 2014-11-19 2020-05-08 株式会社电装 具有导热构件的电子装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5990550A (en) 1999-11-23
AU5969398A (en) 1998-10-01
EP0871352B1 (en) 2001-10-24
JPH10275883A (ja) 1998-10-13
DE69802132T2 (de) 2002-07-18
AU729475B2 (en) 2001-02-01
EP0871352A1 (en) 1998-10-14
CA2233481A1 (en) 1998-09-28
DE69802132D1 (de) 2001-11-29
CA2233481C (en) 2002-01-15

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