JP3008942B1 - 電子装置の放熱構造 - Google Patents

電子装置の放熱構造

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JP3008942B1 JP10331601A JP33160198A JP3008942B1 JP 3008942 B1 JP3008942 B1 JP 3008942B1 JP 10331601 A JP10331601 A JP 10331601A JP 33160198 A JP33160198 A JP 33160198A JP 3008942 B1 JP3008942 B1 JP 3008942B1
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H01L2224/331Disposition
    • H01L2224/3318Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/33181On opposite sides of the body

Abstract

【要約】 【課題】 電子装置の放熱器からのノイズ放射を抑制す
ることにより、ノイズ放射規格値を満足することがで
き、信号処理の信頼性を向上できる、例えば、情報処理
機器などに用いる電子装置の放熱構造を提供する。 【解決手段】 高周波信号を出力する電子素子の上蓋に
放熱板を設け、該放熱板の放熱部より放熱して、電子素
子の発熱を放出するようにした電子装置の放熱構造にお
いて、前記放熱板の寸法が、前記電子素子で出力する信
号周波数、あるいは、その高調波周波数の1/2波長長
さと一致しないように、設定されていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置の放熱構
造に係わり、特に、CPU(中央演算処理回路)を搭載
した半導体装置などの放熱構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータやワークステー
ションなどの情報処理機器に使用されて、主記憶、制
御、演算を行う電子装置では、単一の電子素子のチップ
として、プリント基板上に、CPU(中央演算処理回
路)を搭載するが、その高速処理能力を実現させるため
に、高集積化がなされ、大電流を必要とする。そこで、
これによる発熱によりチップが許容温度を越えないよう
に、電子素子の上蓋には、放熱構造が構成されている
(図4を参照)。ここでは、CPU42が、プリント基
板41上に、半田付け43により設置されていて、CP
U42からの発生熱は、その上蓋44を介して、放熱板
45へ伝わり、その放熱部(フィン)46で放熱され
る。
【0003】この具体例としては、特開平10−070
383号公報(プリント基板の少なくとも、第1及び第
2の集積回路の周辺部分を覆う第1のヒートシンクを有
する点)、および、特開平9−139592号公報(放
熱器と電子装置の筐体との間を導電性の接続線で接続し
た点)が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した電子装置の放
熱構造は、下記のような問題点を有している。即ち、第
1の問題点は、CPUの処理動作が、複数の回路におい
て実施され、各回路が同期して動作するために、クロッ
ク回路及びクロック信号が用いられるが、特に、CPU
で高速処理が要求される場合に、高周波のクロック信号
が使用される点である。このクロック信号は、基本波周
波数信号以外に、その整数倍の高調波周波数の信号成分
を含んでいる。
【0005】従って、CPU42内部で使用される、高
調波成分を含むクロック信号は、上蓋44を介して、放
熱板45へ静電結合により伝導され、その放熱部46か
らノイズとして放射される。しかし、放射ノイズ量によ
っては、情報処理機器で規定される放射ノイズ規格値を
満足できなくなる場合がある。
【0006】その理由は、高調波成分を含むクロック信
号が、放熱板45(放熱部46を含む)の形状に依存す
る放射ノイズレベルで放射される際には、クロック信号
の基本波周波数あるいはその高調波周波数の1/2波長
長さと、放熱板45の長さとが一致する場合に、その一
致した周波数で共振することから、放射ノイズが増加し
てしまうからである。
【0007】第2の問題点は、特開平10−07038
3号公報に所載のように、プリント基板の集積回路の周
辺部分を覆うヒートシンクとして放熱器の形状を決定し
ている場合、集積回路の周辺部分を覆うヒートシンク寸
法が、集積回路で使用する信号に依存せずに、適宜に決
定されることから、たまたま、その寸法が、使用信号成
分の1/2波長長さと一致する場合、放射ノイズの増加
を招く畏れがある点である。
【0008】第3の問題点は、特開平9−139592
号公報に所載のように、放熱器と電子装置の筐体との間
を導電性の接続線で接続した場合、放熱器の形状が電子
装置で使用する信号に依存せずに、適宜に決定されるこ
とから、たまたま、その寸法が、使用信号成分の1/2
波長長さと一致する場合、放射ノイズの増加を招く畏れ
がある点である。
【0009】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、電子装置の放熱器から
のノイズ放射を抑制することにより、ノイズ放射規格値
を満足することができ、信号処理の信頼性を向上でき
る、例えば、情報処理機器などに用いる電子装置の放熱
構造を提供するにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
高周波信号を出力する電子素子の上蓋に放熱板を設け、
該放熱板の放熱部より放熱して、電子素子の発熱を放出
するようにした電子装置の放熱構造において、前記放熱
板の寸法が、前記電子素子で出力する信号周波数、ある
いは、その高調波周波数の1/2波長長さと一致しない
ように、設定されていることを特徴とする。
【0011】また、本発明では、高周波信号を出力する
電子素子の上蓋に放熱板を設け、該放熱板の放熱部より
放熱して、電子素子の発熱を放出するようにした電子装
置の放熱構造において、前記放熱板は、方形であり、そ
の放熱板の寸法が、一辺の寸法aに対して他辺の寸法b
による波長短縮率を考慮して、前記電子素子で出力する
信号周波数の1/2波長長さの整数倍と一致しないよう
に、設定されていることを特徴とする。
【0012】更に、本発明では、高周波信号を出力する
複数の電子素子の上蓋に放熱板を設け、該放熱板の放熱
部より放熱して、電子素子の発熱を放出するようにした
電子装置の放熱構造において、前記放熱板の寸法が、前
記複数の電子素子で出力する信号周波数、あるいは、そ
の高調波周波数の1/2波長長さと一致しないように、
設定されていることを特徴とする。
【0013】これらの場合、前記電子素子の上蓋に、放
熱部が一体となった放熱板を設けると共に、前記放熱板
の寸法が、前記電子素子で出力する信号周波数、あるい
は、その高調波周波数の1/2波長長さと一致しないよ
うに、設定されていることが実施の形態として好まし
い。
【0014】従って、本発明では、電子装置の放熱器か
らのノイズ放射を抑制することができ、例えば、情報処
理機器などの電子装置が、規格値以下のノイズ放射で、
動作でき、情報処理の信頼性を向上することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)次に、本発
明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図1を参照すると、本発明の実施の形態では、CP
U2が、プリント基板1上に半田付け3により設置され
ている。そして、CPU2の上蓋4上に放熱板5が設置
され、その放熱部6から熱放出されるのである。この
際、放熱板5の寸法は、その一辺の長さ7が放熱板寸法
aとして定められている。
【0016】次に、図1および図2を参照して、本実施
の形態の動作について詳細に説明する。即ち、CPU2
の処理動作は、複数の回路において実施され、各回路が
同期動作するために、クロック回路及びクロック信号が
用いられる。特に、CPUでは、高速処理が要求される
ために、高周波のクロック信号が使用される。このクロ
ック信号は、基本波周波数信号以外に、その整数倍の高
調波周波数の信号成分を含んでいる。
【0017】従って、図1において、CPU2内部で使
用され、高調波成分を含むクロック信号は、上蓋4を介
して、放熱板5へ静電結合により伝導され、放熱板5の
放熱部6からノイズとして放射される。例えば、高調波
成分を含むクロック信号が基本波周波数:100MHz
のクロック信号であり、10倍の高調波信号1GHz周
波数の信号成分がある場合、1GHzの1/2波長長さ
は、波長短縮率を考慮しない場合に、15cmである。
【0018】そこで、本発明では、放熱板5の形状であ
る一方の辺の寸法aは、この1GHzの1/2波長長さ
=15cmとならない長さ7に決定するのである。これ
により、クロック信号の高調波信号1GHzにおいて
は、放熱板5の長さによる共振が起こらず、放射ノイズ
は増加しない。なお、本実施の形態では、クロック信号
=100MHzの高調波:1GHz以外の高調波信号周
波数においても、1/2波長長さとならない放熱板の一
辺の寸法aを、上述と同様に決定している。
【0019】また、図2においては、放熱板5の形状条
件である、放熱板の一辺の寸法aと他方の辺の寸法bと
について、その寸法bが十分に小さい長さ8の場合、放
熱板の一方の寸法aは、高調波成分を含むクロック信号
周波数の1/2波長長さと一致させない長さ7を選択す
ればよい。また、放熱板の寸法bが、ある程度の長さが
ある場合には、放熱板5を伝送線路としてみた、空中線
の波長短縮率が大きくなる。そこで、放熱板寸法aに、
1/2波長長さと一致させない長さを求めるとき、この
波長短縮率をも考慮して、決定しなければならない。
【0020】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態の電子装置の放熱構造は、1個のプリント基板に
複数のCPUを有する電子装置として構成されており、
この具体的構成は、図3に示されている。図3におい
て、プリント基板31上には、CPU32が、半田付け
33の手段により設置されている。CPU32、37の
上蓋34、39上には、共通の放熱板35が跨った形で
設置され、その放熱部36が放熱板35上に放熱フィン
の形で形成されている。また、CPU37が半田付け3
3、38によりプリント基板31上に設置されている。
なお、放熱板35の寸法には、一辺の長さ40が放熱板
寸法aとして定められている。
【0021】ここで、CPU32内部において使用され
る、高調波成分を含むクロック信号は、上蓋34を介し
て、放熱板35へ静電結合により伝導され、放熱板35
の放熱部36からノイズとして放射される。同様に、C
PU37内部で使用される、高調波成分を含むクロック
信号は、上蓋39を介して放熱板35へ静電結合により
伝導し、放熱板35の放熱部36からノイズとして放射
される。
【0022】この際、CPU32とCPU37とで、同
一信号であるクロック信号、例えば基本波周波数が10
0MHzのクロック信号が使用され、その整数倍、例え
ば、10倍の高調波信号が1GHz周波数の信号成分で
ある場合、1GHzの1/2波長長さは、波長短縮率を
考慮しない場合、15cmである。そこで、前述の放熱
板35の形状において、その放熱板寸法40は、この1
GHzの1/2波長長さ=15cmとならない長さaに
決定する。これにより、クロック信号の高調波信号1G
Hzにおいては、放熱板35の長さによる共振が起こら
ず、従って、放射ノイズは増加しない。
【0023】また、クロック信号100MHzの高調波
1GHz以外の高調波信号周波数においても、1/2波
長長さとならない放熱板寸法を、上述と同様に決定する
ことができる。更に、CPU32とCPU37とで、使
用されるクロック信号が異なる場合は、それぞれのクロ
ック信号の高調波周波数まで考慮した1/2波長長さに
一致しない放熱板寸法を決定することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、C
PU内部で使用され、高調波成分を含むクロック信号
が、放熱板の放熱部からノイズとして放射されるが、放
熱板の形状について、その放熱板寸法を、1/2波長長
さとならない長さに決定していることにより、クロック
信号の高調波信号周波数において、放熱板の長さによる
共振が起こらず、放射ノイズは増加しない。また、複数
台のCPUで構成される電子装置においても、使用する
クロック信号高調波周波数の1/2波長長さに一致しな
い放熱板寸法とすることにより、1つのプリント基板上
のCPU台数の増加においても、そのノイズ放射の低減
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による電子装置の放熱構造図で
ある。
【図2】本発明の実施例による放熱板の寸法図である。
【図3】本発明の他の実施例による電子装置の放熱構造
図である。
【図4】従来の電子装置の放熱構造図である。
【符号の説明】
1 プリント基板 2 CPU 3 半田付け 4 上蓋 5 放熱板 6 放熱部 7 放熱板寸法a 8 放熱板寸法b 31 プリント基板 32 CPU 33 半田付け 34 上蓋 35 放熱板 36 放熱部 37 CPU 38 半田付け 39 上蓋 40 放熱板寸法c 41 プリント基板 42 CPU 43 半田付け 44 上蓋 45 放熱板 46 放熱部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波信号を出力する電子素子の上蓋に
    放熱板を設け、該放熱板の放熱部より放熱して、電子素
    子の発熱を放出するようにした電子装置の放熱構造にお
    いて、前記放熱板の寸法が、前記電子素子で出力する信
    号周波数、あるいは、その高調波周波数の1/2波長長
    さと一致しないように、設定されていることを特徴とす
    る電子装置の放熱構造。
  2. 【請求項2】 高周波信号を出力する電子素子の上蓋に
    放熱板を設け、該放熱板の放熱部より放熱して、電子素
    子の発熱を放出するようにした電子装置の放熱構造にお
    いて、前記放熱板は、方形であり、その放熱板の寸法
    が、一辺の寸法aに対して他辺の寸法bによる波長短縮
    率を考慮して、前記電子素子で出力する信号周波数の1
    /2波長長さの整数倍と一致しないように、設定されて
    いることを特徴とする電子装置の放熱構造。
  3. 【請求項3】 高周波信号を出力する複数の電子素子の
    上蓋に放熱板を設け、該放熱板の放熱部より放熱して、
    電子素子の発熱を放出するようにした電子装置の放熱構
    造において、前記放熱板の寸法が、前記複数の電子素子
    で出力する信号周波数、あるいは、その高調波周波数の
    1/2波長長さと一致しないように、設定されているこ
    とを特徴とする電子装置の放熱構造。
  4. 【請求項4】 前記電子素子の上蓋に、放熱部が一体と
    なった放熱板を設けると共に、前記放熱板の寸法が、前
    記電子素子で出力する信号周波数、あるいは、その高調
    波周波数の1/2波長長さと一致しないように、設定さ
    れていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載
    の電子装置の放熱構造。
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