JP3109488B2 - ヒートシンク実装方式 - Google Patents

ヒートシンク実装方式

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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、ヒートシンク実装
方式に関し、特に、BGA(Ball Grid Array)型集積
回路パッケージ用のヒートシンクの実装方式、中でもヒ
ートシンク固定用プレートの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路パッケージの高速化により消費
電力が大きくなるにつれて、動作中の半導体内部温度が
高くなる。集積回路パッケージがその動作保証温度を超
えると、正常に動作しなくなったり、破壊してしまう可
能性が高くなる。
【0003】そのため、一般に集積回路パッケージを冷
却するために、ヒートシンクを集積回路パッケージ上に
付設して空冷効果を高めている。通常、集積回路パッケ
ージの消費電力に比例してヒートシンクのサイズを大き
くしている。
【0004】特に、BGA型集積回路パッケージ上に、
大きく重いヒートシンクを付設する場合には、プリント
配線板と集積回路パッケージを電気的に接続しているは
んだボールへ加わる負荷を軽減する目的から、プリント
配線板を挟んでヒートシンクの反対側にヒートシンク固
定用プレートを配し、プリント配線板を貫通するバネ付
きネジを用いて、ヒートシンクとヒートシンク固定用プ
レートを、プリント配線板を挟持するように互いに螺合
する。
【0005】このヒートシンク固定用プレートは、四角
形の枠状であり、枠部の四隅に上記バネ付きネジが螺合
するネジ穴がそれぞれ穿孔されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術には以下のような問題点がある。
【0007】第1の問題点は、高速で消費電力の大きい
BGA型集積回路パッケージに対して、ノイズを十分に
減衰できないということである。
【0008】その第1の理由は、集積回路パッケージの
動作周波数の高速化により消費電力が増加するにつれ
て、ヒートシンク及びヒートシンク固定用プレートのサ
イズを大きくする必要があり、このプレートの外側に配
置されるバイパスコンデンサを集積回路パッケージに近
づけて搭載することが困難となるためである。
【0009】その第2の理由は、バイパスコンデンサの
搭載位置が集積回路パッケージから遠い場合、パターン
の浮遊容量によって、ノイズ減衰効果が低くなるためで
ある。
【0010】本発明の目的は、集積回路パッケージの高
速化によりヒートシンクのサイズを大きくする必要があ
る場合でも、ヒートシンクが安定的に固定されると共
に、集積回路パッケージに対してバイパスコンデンサを
効果的に配置することができるヒートシンク実装方式を
提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のヒートシンク実
装方式は、プリント配線板上に実装された集積回路パッ
ケージと、前記集積回路パッケージ上に付設された放熱
手段と、前記プリント配線板を挟んで前記放熱手段の反
対側に設けられ、該プリント配線板を挟持するように該
放熱手段と係合する係合部と、前記係合部より内側に後
退して延在する枠部とを備えた固定手段と、前記プリン
ト配線板上において前記固定手段の該係合部より該枠部
が後退していることによって画成されたスペースに前記
集積回路パッケージに近接されて配置されたノイズ減衰
手段とを有する。
【0012】本発明によれば、放熱手段をプリント配線
板に対して固定するための手段の構造を改良したことに
より、特に、BGA(Ball Grid Array)型集積回路パ
ッケージの実装において、バイパスコンデンサなどのノ
イズ減衰手段を集積回路パッケージにより近づけて配置
することが可能となり、そのノイズ減衰能をより有効に
機能させることが可能となる。さらに、より多くのノイ
ズ減衰手段を1つの集積回路パッケージに対して配置す
ることも可能となる。
【0013】よって、本発明によれば、集積回路パッケ
ージの動作周波数が高く、サイズの大きな放熱手段をこ
の集積回路パッケージに付設することが必要な場合であ
っても、この集積回路パッケージに関して十分なノイズ
減衰能を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。
【0015】本発明のヒートシンク実装方式はその好ま
しい実施の形態において、集積回路パッケージ(図1の
1)に付設された放熱手段(図1のヒートシンク3)を
プリント配線板(図1の2)に対して固定するために、
プリント配線板を挟んで放熱手段の反対側に設けられ、
プリント配線板を挟持するように放熱手段と係合する係
合部(図3のネジ穴4bが穿孔された突出部4a)と、
係合部より内側に後退して延在する枠部(図3の4c)
と、を備えた放熱手段の固定手段(図1のプレート4)
を有する。
【0016】そして、プリント配線板上において、上記
固定手段の係合部より枠部が後退して延在することによ
って画成されたスペースに集積回路パッケージを可及的
に近接させてノイズ減衰手段(図3のバイパスコンデン
サ8)を配置する。
【0017】本発明のヒートシンク実装方式はその好ま
しい実施の形態において、集積回路パッケージが備える
電極パッドないしピンがグリッド状に配置されている。
換言すれば、本発明のヒートシンク実装方式は、BGA
型集積回路パッケージ又はPGA(Pin Grid Array)型
集積回路パッケージの実装に好適に適用される。
【0018】本発明のヒートシンク実装方式はその好ま
しい実施の形態において、放熱手段を固定するための固
定手段の枠部が集積回路パッケージが備える電極パッド
ないしピンがなすグリッドの内側に位置し、係合部がこ
のグリッドの外側に位置するように、この固定手段を構
成する。場合によっては、枠部の中に上記グリッドが収
容されるように、上記固定手段を構成する。
【0019】
【実施例】以上説明した本発明の実施の形態をさらに明
確化するために、以下図面を参照して、本発明の一実施
例を説明する。
【0020】図1は、本発明の一実施例に係るヒートシ
ンク実装方式を説明するための組立図である。図2は、
図1の断面図である。図3は、図1に示された要素を一
部省略した平面図である。
【0021】図1〜図3を参照すると、プリント配線板
2の一面にBGA(Ball Grid Array)型の集積回路パ
ッケージ1が、はんだボール6を介して電気的に接続さ
れ(BGA実装)、集積回路パッケージ1の上面には伝
熱性緩衝材5を介してヒートシンク3が当接している。
【0022】プリント配線板2の他面にはプレート4が
配されている。特に、図1及び図3を参照すると、プレ
ート4は、その4隅にプレート4外側へ突出するように
形成された突出部4aと、突出部4aに夫々形成された
ネジ穴4bと、突出部4aないしネジ穴4bより、プレ
ート4内側に後退して形成された矩形の枠部4cと、を
有する。ネジ穴4bは、ヒートシンク3の四隅に形成さ
れたネジ穴(不図示)に合わせた位置に形成されてい
る。
【0023】また、プレート4の突出部4aないしネジ
穴4bは、ヒートシンク3の固定時、はんだボール6な
いし電極パッドからなるグリッドの外側に位置するよう
に形成され、枠部4cは集積回路パッケージ1のはんだ
ボール接続位置より内側に位置するように形成されてい
る。これによって、ヒートシンク3の取付用ネジ(バネ
付きネジ7)を締め込む際に、はんだボール6や集積回
路パッケージ1ないしプリント配線板2の電極パッドに
過大な圧力が加わることが防止されている。
【0024】ヒートシンク3を固定する際には、プリン
ト配線板2に穿孔された孔を貫通して、プレート4のネ
ジ穴4bと、ヒートシンク3のネジ穴(不図示)に、バ
ネ付きネジ7を螺合させていく。これによって、プリン
ト配線板2を挟持するように、ヒートシンク3とプレー
ト4が互いに固定され、ヒートシンク3を単に集積回路
パッケージ1上に接着する場合に比べて、ヒートシンク
3がプリント配線板2に対してより安定的に固定され
る。
【0025】さらに、プリント配線板2上において、突
出部4aないしネジ穴4bより、矩形の枠部4cがプレ
ート4内側に後退して延在していることによって、画成
されたスペースに、複数のバイパスコンデンサ8が搭載
されている。必要に応じて、バイパスコンデンサ8をプ
リント配線板2の両面上に搭載する。バイパスコンデン
サ8は、集積回路パッケージ1の電源端子とグランドの
間に電気的に接続され、集積回路パッケージ1に供給さ
れる電源電流のノイズを吸収する。
【0026】次に、このヒートシンク実装方式の機能
を、スイッチングにより集積回路パッケージ1に供給さ
れる電源電流に変動が生じた場合を例にとり説明する。
再度、図1〜図3を参照して、この場合、例えば、バイ
パスコンデンサ8に蓄えられた電荷がプリント配線板2
上のパターンを通じて集積回路パッケージ1にきわめて
短時間のうちに供給される。その理由は、バイパスコン
デンサ8が集積回路パッケージ1の電源端子に近接して
配置されているためである。斯くして、集積回路パッケ
ージ1の動作の信頼性が向上される。
【0027】
【発明の効果】本発明の効果を説明する。第1の効果
は、バイパスコンデンサなどのノイズ減衰手段を集積回
路パッケージにより近づけて配置できることである。こ
の結果、集積回路パッケージの動作の安定性が高められ
る。第2の効果は、サイズが大きく重い放熱手段がプリ
ント配線板に対して安定的に固定されることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るヒートシンク実装方式
を説明するための組立図である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】図1に示された要素を一部省略した平面図であ
る。
【符号の説明】
1 集積回路パッケージ 2 プリント配線板 3 ヒートシンク 4 プレート 4a 突出部 4b ネジ穴 4c 枠部 5 伝熱性緩衝材 6 はんだボール 7 バネ付きネジ 8 バイパスコンデンサ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント配線板上に実装された集積回路パ
    ッケージと、 前記集積回路パッケージ上に付設された放熱手段と、 前記プリント配線板を挟んで前記放熱手段の反対側に設
    けられ、該プリント配線板を挟持するように該放熱手段
    と係合する係合部と、前記係合部より内側に後退して延
    在する枠部と、を備えた、固定手段と、 前記プリント配線板上において、前記固定手段の該係合
    部より該枠部が後退していることによって画成されたス
    ペースに、前記集積回路パッケージに近接されて配置さ
    れたノイズ減衰手段と、 を有することを特徴とするヒートシンク実装方式。
  2. 【請求項2】前記集積回路パッケージが備える電極パッ
    ドないしピンがグリッド状に配置されてなることを特徴
    とする請求項1記載のヒートシンク実装方式。
  3. 【請求項3】前記枠部が、前記集積回路パッケージが備
    える電極パッドないしピンがなすグリッドの内側に位置
    し、 前記係合部が、前記グリッドの外側に位置していること
    を特徴とする請求項2記載のヒートシンク実装方式。
  4. 【請求項4】集積回路パッケージ上に付設された放熱手
    段をプリント配線板に対して固定するために、該プリン
    ト配線板を挟んで該放熱手段の反対側に設けられ、 前記プリント配線板を挟持するように前記放熱手段と係
    合する係合部と、 前記係合部より内側に後退して延在する枠部と、 を備え、 前記プリント配線板上において、前記係合部より前記枠
    部が後退していることによって画成されたスペースに、
    ノイズ減衰手段を前記集積回路パッケージに近接して配
    置可能としたことを特徴とする放熱手段の固定用プレー
    ト。
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