JP4036742B2 - パッケージ構造、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器 - Google Patents
パッケージ構造、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4036742B2 JP4036742B2 JP2002371709A JP2002371709A JP4036742B2 JP 4036742 B2 JP4036742 B2 JP 4036742B2 JP 2002371709 A JP2002371709 A JP 2002371709A JP 2002371709 A JP2002371709 A JP 2002371709A JP 4036742 B2 JP4036742 B2 JP 4036742B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- package
- heat sink
- circuit board
- printed circuit
- stiffener
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/60—Securing means for detachable heating or cooling arrangements, e.g. clamps
- H10W40/611—Bolts or screws
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/231—Arrangements for cooling characterised by their places of attachment or cooling paths
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/231—Arrangements for cooling characterised by their places of attachment or cooling paths
- H10W40/233—Arrangements for cooling characterised by their places of attachment or cooling paths attached to chips
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/231—Arrangements for cooling characterised by their places of attachment or cooling paths
- H10W40/237—Arrangements for cooling characterised by their places of attachment or cooling paths attached to additional arrangements for cooling
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/60—Securing means for detachable heating or cooling arrangements, e.g. clamps
- H10W40/625—Clamping parts not primarily conducting heat
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/072—Connecting or disconnecting of bump connectors
- H10W72/07251—Connecting or disconnecting of bump connectors characterised by changes in properties of the bump connectors during connecting
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
- H10W74/10—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
- H10W74/15—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition on active surfaces of flip-chip devices, e.g. underfills
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、基板の固定に係り、特に、放熱機構を有するパッケージ基板の固定に関する。本発明は、例えば、ヒートシンクとＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージの固定に好適である。また、本発明は、かかるパッケージ基板を搭載したプリント基板（例えば、マザーボードなど）やそれを備えた電子機器（例えば、サーバーなど）にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の普及により、高性能で安価な電子機器を供給する需要が益々高まっている。かかる需要を満足するために、ＬＧＡパッケージが従来から提案されている。ＬＧＡパッケージは、ハンダ付けせずに（ＬＧＡ）ソケットを介してプリント基板（「システム基板」や「マザーボード」と呼ばれる場合もある。）に接続するパッケージ基板の一種である。ＬＧＡパッケージは、プリント基板にハンダ付けするＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージに比較して、プリント基板へのハンダ付けによる電子回路の熱破壊がなく、プリント基板へのハンダ付け工程がないので作業時間も短縮で低コスト化を達成するものとして今後の需要が期待されている。
【０００３】
ＬＧＡパッケージは、一般にＣＰＵとして機能するＩＣやＬＳＩを搭載し、ＣＰＵの性能向上に伴ってその発熱量も増加する。そこで、ＣＰＵを熱的に保護するために、ＣＰＵには、ヒートシンクと呼ばれる冷却装置がヒートスプレッダを介して熱的に接続されている。ヒートシンクは冷却フィンを含み、ＣＰＵに近接して自然冷却によってＣＰＵの放熱を行う。従来のＬＧＡパッケージは、プリント基板にＬＧＡソケットを介して接続され、ヒートシンクによってクランプされていた。
【０００４】
以下、図９を参照して、従来のヒートシンク付きＬＧＡパッケージの固定について説明する。ここで、図９は、従来のヒートシンク付きＬＧＡの固定を説明するための概略断面図である。同図に示すように、バンプ４及びアンダーフィル６を介してＬＳＩ２を搭載したセラミック製パッケージ基板１０を、ＬＧＡソケット１２を介してプリント基板１４に搭載すると共に蓋（Ｌｉｄ）構造のヒートスプレッダ１６を介してヒートシンク１８を熱的に接続する。ＬＳＩ２とヒートスプレッダ１６とは接着剤３によって接着される。ＬＧＡソケット１２は、図１０に示すように、実際の接続部としてのＬＧＡ端子部１２ａを有する。また、加圧部材２０が、ヒートシンク１８及びプリント基板１４に設けられた貫通孔を介してプリント基板１４の下面に設けられた固定板２２に固定される。加圧部材２０はヒートシンク１８を加圧し、その結果、ヒートスプレッダ１６全体が加圧される。
【０００５】
このように、従来のＬＧＡパッケージにおいては、セラミック製のパッケージ基板１０にＬＳＩ２を搭載していた。これは、ＬＳＩ２とセラミックの熱膨張率が近いため、ＬＳＩ２搭載時にＬＳＩ２や基板１０に反りを発生させないためである。なお、パッケージ基板１０に直接接触しているのはアンダーフィル６であるが、アンダーフィル６の厚さが薄いためにＬＳＩ２とパッケージ基板１０の間の熱膨張差が支配的になる。ＬＳＩ２の背面に取り付けられるヒートスプレッダ１６にＬＳＩ２と近い熱膨張率の材料を使用すれば、ヒートスプレッダ１６の平面度を確保することができる。良好な平面度を得ることによって、ＬＳＩ２とパッケージ基板１０との接合部やＬＳＩ２とヒートスプレッダ４との接合部に対するヒートスプレッダ１６表面からの加圧の影響が小さくて済む。また、パッケージ基板１０の剛性が高いため、パッケージ基板１０の表面からの加圧に耐えることができる。
【０００６】
また、一般に、ＬＧＡソケット１２の端子部１２ａは、銀フレークが所定密度で混在したゴム状の樹脂（エラストマ）で構成されている。そして、この端子は加圧することで銀フレーク同士が接触することとなり、それによって端子が良好な導通状態となるよう構成されている。すなわち、加圧力が高ければ高いほど銀フレーク同士の接触密度は高くなるわけであるが、それによって逆に抵抗値が増大する原因にもなる。よって、この抵抗値の増大を防止し、かつ良好な導通を実現するために、ＬＧＡパッケージをシステム基板に搭載する際には、目標の抵抗値となるよう所定の加圧力をかけることが推奨されている。
【０００７】
上記のような従来の構成においては、熱膨張率がほぼ同等なパッケージ基板１０とＬＳＩ２を使用していたため、熱膨張、熱収縮に伴いそれらの間で発生する応力は非常に小さいものとなる。また、熱膨張が同等であることから、上記の加圧力をかけた場合でもパッケージ基板１０とＬＳＩ２の間では実質的に応力が発生せずに、破損を免れることが可能となっていた。
【０００８】
なお、ＬＳＩ２用のヒートシンク１８を固定するために必要な加圧力は、ＬＧＡソケット１２の端子部１２ａに対する加圧力よりも小さいものでよいことから、そのＬＧＡソケット１２の端子部１２ａに対する加圧力でもってヒートシンク１８も固定していた。
【０００９】
その他の従来技術としては、例えば、プリント基板、半導体素子、スティフナ、メタルプレートからなる半導体装置がある（特許文献１参照）。
【００１０】
また、ヒートシンク、集積回路、ソケットの間に均一な圧力を与えるクランプ機構がある。（特許文献２参照）
【特許文献１】
特開平１１−２８４０９７号公報（段落００２４から００３５、図１、図２）
【特許文献２】
特開２００１−６０７７８号公報（段落０００６から０００９、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、更なる低価格化及び加工の容易性のために、パッケージ基板１０にセラミックの代わりに樹脂を使用することを検討した。樹脂基板はセラミック基板よりも薄いため、セラミック基板よりも改善された電気特性を有することが期待できる。
【００１２】
しかし、ＬＧＡ端子部１２ａの導通を良好とするためには依然として上記した所定の加圧力をかける必要があり、樹脂製のパッケージ基板とＬＳＩとの熱膨張率が異なることから、この加圧力をかけるとそれらの間で応力が発生してしまう。つまり、図９のように、ＬＧＡソケット１２をプリント基板１４に接続するのに必要な加圧力をヒートシンク１８とパッケージ基板１０との間にも加えると、ＬＳＩ２とヒートスプレッダ１６の接合部やＬＳＩと樹脂基板の接合部に大きな力が掛かり、接合部にクラックなどが発生してしまうという問題が発生する。特に、樹脂基板はＬＳＩ２との熱膨張率の差が大きいため、ＬＳＩ２の反りが発生し、図１０に示すように、ＬＳＩ２背面に接着されるヒートスプレッダ１６もパッケージ基板１０ＡとＬＳＩ２の接合で発生する反りの影響を受けて、同様に反りが発生する。かかる反りを矯正しようとして大きな加圧力を加えると接合部の負担も大きくなる。ここで、図１０は、従来の問題を説明するための概略断面図である。
【００１３】
そこで、本発明は、低コストな樹脂基板をパッケージ基板として使用するパッケージにおいて、樹脂基板とＬＳＩ接合部やＬＳＩとヒートシンクあるいはヒートスプレッダの接合部の破壊を防止して信頼性を向上することができるパッケージ構造、かかるパッケージ構造を有する搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を搭載した電子機器を提供することを例示的な目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の一側面としてのパッケージ構造は、外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクと、前記発熱性回路素子の周りで、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板との間に配置されたスティフナと、前記ヒートシンクと前記スティフナのうちの一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、前記スティフナを前記プリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とする。かかるパッケージ構造は、スティフナによって第１の加圧機構による加圧力と第２の加圧機構による加圧力を分離することができるので、第２の加圧機構による加圧力が、発熱性回路素子とパッケージ基板との間の接合部や、発熱性回路素子とヒートシンクとの間の接合部に及ぶことを防止することができる。従って、これらの接合部を保護するために、前記第１の加圧機構による加圧力は前記第２の加圧機構による加圧力よりも小さいことが好ましい。また、前記スティフナは前記パッケージ基板の外形よりも大きいと、上記構成は容易になる。
【００１６】
前記第１及び第２の加圧機構は、２種類の弾性部材と、当該２種類の弾性部材を結合する結合部材とを有してもよい。例えば、第１及び第２の加圧機構は、コイルばねと板ばね、又は、異なる形状の２つのコイルばねと、これらのばねを貫通するボルトから構成されてもよい。一の結合部材を２つの弾性部材に使用して多機能化を図ることにより、装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
上述のパッケージ構造は、前記パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットを更に有してもよい。この場合、パッケージ基板はＬＧＡパッケージとして機能する。また、上述のパッケージ構造において、前記パッケージ基板は樹脂製であることを特徴とする。上述したように、樹脂基板は、セラミック基板よりも低価格、高性能、加工容易性をもたらすが、発熱性回路素子との熱膨張率に差があるため、本発明の構成は特に好ましいからである。
【００１８】
前記スティフナは、前記パッケージ基板と前記プリント基板との接続部をカバーすることが好ましい。これにより、接続部によるプリント基板への接続を強固にすることができる。このため、スティフナは、ある程度の厚み、剛性、強度を有することが好ましい。前記スティフナは、高い剛性材料、例えば、ステンレスから構成される。これにより、スティフナはパッケージ基板を平坦にする機能も有するようになる。前記スティフナは、前記パッケージ基板に接着されてもよい。これにより、パッケージ構造を運搬する際などにスティフナの位置ずれを防止することができ、取り扱い時の信頼性の増加させる。
【００１９】
前記第１の加圧機構は、前記スティフナに固定されていてもよい。このような構成は、ヒートシンクのフィンが設けられた領域の面積を減少させないため、所定の放熱効率を維持するのに好ましい。
【００２０】
上記パッケージ構造は、前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、断面凸形状を有するヒートスプレッダを更に有してもよい。断面凸形状の凸部に発熱性回路素子を接続することにより、パッケージ基板上で発熱性回路素子の周りがヒートスプレッダからの距離が離れるので発熱性回路素子よりも高い他の回路を配置することができ、実装の自由度が増加する。
【００２１】
上記パッケージ構造は、前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、前記パッケージ基板には接続されていないヒートスプレッダを更に有してもよい。ヒートスプレッダがパッケージ基板に接続されないのでヒートスプレッダに加わる力がパッケージ基板に及ぶことを防止することができる。
【００２２】
前記ヒートシンクは、前記発熱性回路素子に接合されてもよい。ヒートシンクを直接発熱性回路素子に接合することによって、ヒートスプレッダを介して発熱性回路素子に接合するよりも界面数が減少する。このため、界面における熱損失を低減することができ、放熱効率を改善することができる。
【００２３】
本発明の別の側面としてのパッケージ構造は、外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載した樹脂製のパッケージ基板と、当該パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットとを有することを特徴とする。かかるパッケージ構造は、例えば、樹脂性のパッケージ基板から構成されるＬＧＡパッケージとして具体化される。かかるパッケージ構造は、従来のセラミックを使用したＬＧＡよりも加工容易性、経済性、高性能をもたらす。上記パッケージ構造は、前記ソケットを前記プリント基板に接続するための加圧力を加えると共に前記加圧力が前記発熱性回路素子に加わることを防止する機構を更に有することが好ましい。かかるパッケージ構造は、必ずしもヒートシンクが設けられない場合に効果的である。このような機構は、例えば、上述のスティフナによって構成される。ソケットを加圧する加圧力によって発熱性回路素子を加圧しないことによって、発熱性回路素子とパッケージ基板との接合部の破壊を防止することができる。
【００２４】
上述のいずれかのパッケージ構造を有するプリント基板やかかるプリント基板を有する電子機器も本発明の一側面を構成する。
【００２５】
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施例により明らかにされる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明のパッケージ構造の一実施形態であるパッケージモジュール１００、パッケージモジュールを搭載したプリント基板２００、当該プリント基板を搭載した電子機器３００について説明する。ここで、図１は、電子機器３００の概略斜視図である。図２は、電子機器３００に搭載されるプリント基板２００としてのシステムボードの外観斜視図である。なお、以下の説明では、参照番号に大文字のアルファベットを付したものはアルファベットのない参照番号によって総括されるものとする。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の電子機器３００は、例示的に、ラックマウント型のＵＮＩＸ（登録商標）サーバーとして具体化されている。電子機器３００は、一対の取り付け部３０２によって図示しないラックにネジ止めされ、図２に示すプリント基板２００を筐体３１０内に搭載している。
【００２８】
筐体３１０にはファンモジュール３２０が設けられている。ファンモジュール３２０は、内蔵する冷却ファンが回転して空気流を発生することによって後述するヒートシンク１６０の冷却フィン１６４を強制的に冷却する。ファンモジュール３２０は、図示しない動力部と、動力部に固定される図示しないプロペラ部とを有する。動力部は、典型的に、回転軸と、回転軸の周りに設けられたベアリングと、ベアリングハウスと、モータを構成する磁石など、当業界で周知のいかなる構造も使用することができるので、ここでは詳細な説明は省略する。プロペラ部は所望の角度に形成された所望の数の回転翼を有する。回転翼は等角的又は非等角的に配置され、所望の寸法を有する。動力部とプロペラ部とは分割可能でも分割不能でもよい。
【００２９】
図２に示すように、プリント基板２００は、パッケージモジュール１００と、パッケージモジュール周辺のＬＳＩモジュール２１０と、メモリカード２４０を挿すための複数のブロックプレート２２０と、ハードディスクやＬＡＮなどの外部機器とのコネクタ２３０とを有する。また、後述する図４に示すように、プリント基板２００には貫通孔２０２が設けられると共に、プリント基板２００の底面にはボルスタープレート２５０が固定されている。
【００３０】
パッケージモジュール１００は、ＬＳＩ１０２を搭載してプリント基板２００とＬＧＡソケット１４０を介して接続するＬＧＡパッケージとして機能する。より詳細には、パッケージモジュール１００は、図２乃至図４に示すように、パッケージ基板１１０と、ＬＧＡソケット１２０と、接着シート１３０と、ヒートスプレッダ１４０と、スティフナ１５０と、ヒートシンク１６０と、第１の加圧機構１８０と、第２の加圧機構１９０とを有する。ここで、図３（ａ）はパッケージモジュール１００の概略斜視図であり、図３（ｂ）はその変形例である。また、図４（ａ）はパッケージモジュールの概略断面図であり、図３（ａ）の斜視図に対応するものであり、図４（ｂ）はその変形例の概略断面図であり、図３（ｂ）の斜視図に対応するものである。
【００３１】
パッケージ基板１１０は、厚みが約１ｍｍ程度で樹脂から構成される。樹脂基板は厚みが約２乃至３ｍｍセラミック基板と比較して、厚みが薄いために電気特性に優れ、セラミックよりも安価で、加工も容易であるという長所を有する。
【００３２】
パッケージ基板１１０は、ＣＰＵとして機能するＬＳＩ１０２を上面に搭載し、ＬＧＡソケット１２０を底面に搭載している。本実施形態のパッケージ基板１１０は、一のＬＳＩ１０２が搭載されたシングルチップ型であるが、本発明はマルチチップ型のパッケージ基板１１０を排除するものではない。ＬＳＩ１０２の厚さは約５００μｍであるのに対して、後述するアンダーフィル１０６の厚さは約１００μｍであるので、パッケージ基板１１０とアンダーフィル１０６との間の熱膨張差よりもパッケージ基板１１０とＬＳＩ１０２との間の熱膨張差が支配的になる。
【００３３】
後述する図５及び図６に示すように、ＬＳＩ１０２は、発熱性回路素子であり、端子としてのバンプ１０４によってパッケージ基板１１０にハンダ付けされ、ＬＳＩ１０２とパッケージ基板１１０の間には、バンプ１０４の接続信頼性を保証するためにフリップチップ（バンプを有するチップ）に対して一般に使用される樹脂製のアンダーフィル１０６が充填され、バンプ１０４を封止している。ここで、図５は、スティフナ１５０とＬＧＡソケットとの関係を示す概略断面図であり、図６はその変形例である。図２乃至図４には、図５及び図６のいずれの構造をも適用することができる。
【００３４】
ＬＧＡソケット１２０には、後述する第２の加圧機構１９０によって加圧力が印加されて、その結果、ＬＧＡソケット１２０はプリント基板２００に強固に接続する。ＢＧＡパッケージのようにプリント基板２００にハンダ付けされるのではなく、ソケット１２０によって接続するので、ＬＧＡソケット１２０は、取り付け作業時間が短く、かつ、低コストで、ハンダ付けに伴うプリント基板２００の熱破壊などを防止することができる。ＬＧＡソケット１２０は、図４（ａ）に示すＬＧＡソケット１２０Ａのように、略正方形状の中空を有する略正方形状を有してもよいし、図４（ｂ）に示すＬＧＡソケット１２０Ｂのように、中空を有しない略正方形状を有してもよい。図４（ａ）に示すＬＧＡソケット１２０Ａは、中空部にコンデンサその他の回路部品１７０が搭載されている。ＬＧＡソケット１２０は、図５及び図６に示すように、プリント基板２００との実際の接続部であるＬＧＡ端子部１２２を有する。
【００３５】
接着シート１３０は、パッケージ基板１１０の外形に従った略四角形形状を有し、中空形状を有する。接着シート１３０により、パッケージモジュール１００を運搬する際などにスティフナ１５０の位置ずれを防止することができ、取り扱い時の信頼性の増加させる。なお、接着シート１３０は接着剤であってもよい。但し、接着シート１３０又は接着剤を設けるかどうかは選択的である。接着シート１３０又は接着剤は、２つの接着される部材（ここでは、パッケージ基板１１０とスティフナ１５０）の熱膨張率が近い場合に使用される。熱膨張に差があると反りによって接着機能が失われる惧れがあるからである。
【００３６】
ヒートスプレッダ１４０は、ＬＳＩ１０２からの熱をヒートシンク１６０に伝達する機能を有し、熱伝導率の高いＡｌＮやＣｕなどから構成される。ヒートスプレッダ１４０は、図４（ａ）に示すヒートスプレッダ１４０Ａのように、断面凸形状を有してもよいし、図４（ｂ）に示すヒートスプレッダ１４０Ｂのように、ＬＳＩ１０２と接合する底面が略正方形の直方体形状を有していてもよい。断面凸形状の凸部にＬＳＩ１０２を接続することにより、パッケージ基板１１０上でＬＳＩ１０２の周りがヒートスプレッダ１４０Ａからの距離が離れるのでＬＳＩ１０２よりも高い他の回路１０１を配置することができ、実装の自由度が増加する。ヒートスプレッダ１４０とＬＳＩ１０２との間には熱伝導性の高いサーマルグリース又はサーマルシートが充填される。
【００３７】
また、本実施形態のヒートスプレッダ１４０は、図９に示す蓋構造とは異なり、パッケージ基板１１０には接続されていない。これにより、ヒートスプレッダ１４０に加わる力がパッケージ基板１１０に直接及ぶことを防止することができる。換言すれば、本実施形態は、従来のヒートスプレッド１６が担っていたＬＧＡソケット１２の加圧機能をヒートスプレッダ１４０からは取り除いて、後述する第１及び第２の加圧力を分割している。
【００３８】
スティフナ１５０は、ヒートシンク１６０とパッケージ基板１１０との間に配置され、パッケージ基板１１０に接着シートによって接着されている。スティフナ１５０の外形はパッケージ基板１１０と接合する底面が、パッケージ基板１１０の形状と類似の略正方形状で中空部を有する。中空部の底面も正方形状であり、ＬＳＩ１０２やヒートスプレッダ１４０を収納する。スティフナ１５０は、第１の加圧機構１８０と孔１５２を介して接続し、第２の加圧機構１９０とスティフナ１５０の上面１５１及び貫通孔１５４を介して接続されている。
【００３９】
パッケージモジュール１００は、スティフナ１５０によって第１の加圧機構による加圧力と第２の加圧機構による加圧力を分離することができる。換言すれば、本実施形態のパッケージモジュール１００は、ヒートシンク１６０とパッケージ基板１１０とを接合するための第１の加圧力と、パッケージ基板１１０のＬＧＡソケット１２０をプリント基板２００に加圧するための第２の加圧力とを分離している。この結果、第２の加圧力が、ＬＳＩ１０２とパッケージ基板１１０との間の接合部や、ＬＳＩ１０２とヒートスプレッダ１５０との間の接合部に及ぶことを防止することができ、これらの接合部を保護することができる。本実施形態では、第１の加圧力は約１０乃至１５ｋｇｆであり、第２の加圧力である約７０乃至１００ｋｇｆよりも小さく設定している。すなわち、第１の加圧力は第２の加圧力の約１／１０乃至約１／５となるよう設定している。図４乃至図６に示すように、スティフナ１５０はパッケージ基板１１０の外形よりも大きい。これにより、第１及び第２の加圧機構１８０及び１９０の配置が容易になる。なお、図５及び図６においては、ＬＳＩ１０２、バンプ１０４、アンダーフィル１０６、パッケージ基板１１０、スティフナ１５０付近を拡大して示しており、第１及び第２の加圧機構やその他の部材は省略している。
【００４０】
スティフナ１５０は、図５に示すスティフナ１５０Ｃように、パッケージ基板１１０とプリント基板２００との接続部であるＬＧＡソケット１２０の一部を覆っているが、より好ましくは、図６に示すスティフナ１５０Ｄのように、パッケージ基板１１０とプリント基板２００との接続部であるＬＧＡソケット１２０（の、特に、ＬＧＡ端子部１２２）をカバーする。これにより、ソケット１２０によるプリント基板２００への接続を強固にすることができる。このため、スティフナ１５０は、ある程度の厚み、剛性、強度を有することが好ましい。スティフナ１５０は、高い剛性材料、例えば、ステンレスから構成される。これにより、スティフナ１５０はパッケージ基板１１０を平坦にする機能も有するようになる。スティフナ１５０は、スティフナ１５０とパッケージ基板１１０との間に接着シートを挟み込んで熱圧着することによって取り付けられる。
【００４１】
ヒートシンク１６０は、基部１６２と冷却フィン１６４とを有する。基部１６２は、例えば、アルミニウム、銅、窒化アルミニウム、人工ダイヤモンド、プラスチック等の高熱導電性材料から構成される平板であり、ヒートスプレッダ１５０又はＬＳＩ１０２に接合される。ヒートシンク１６０は板金加工、アルミダイキャストその他の方法によって製造され、プラスチック製であれば、例えば、射出成形によって形成されてもよい。冷却フィン１６４は、図２乃至図４に示すように、整列した多数の板状フィンから構成される。冷却フィン１６４は、凸形状を有して表面積を増加させているので放熱効果が増加している。もっともフィン１６４の形状は板状に限定されず、ピン状、湾曲形状など任意の配置形状を採用することができる。また、フィン１４２は、一定間隔で横に整列する必要はなく、放射状に配置されたり、基部１６２に対して傾斜して配置されたりしてもよい。フィン１６４の数も任意に設定することができる。フィン１６４はアルミニウム、銅、窒化アルミニウム、人工ダイヤモンド、プラスチックなどの高熱伝導性材料で形成されることが好ましい。フィン１６４は、金型成形、圧入、ロウ付け、溶接、射出成形などによって形成される。
【００４２】
ヒートシンク１６０は、図７に示すヒートシンク１６０Ｃに置換されてもよい。ここで、図７は、図４に示すヒートシンクの変形例を説明するための概略断面図である。ヒートシンク１６０Ｃは、基部１６２Ｃが断面凸形状を有し、かかる凸部でＬＳＩ１０２と接合する。ヒートシンク１６０Ｃは、ＬＳＩ１０２に直接（但し、サーマルグリース１０８を介して）接合されている。ヒートシンク１６０ＣをＬＳＩ１０２に接合することによって、ヒートスプレッダ１４０を介してＬＳＩ１０２に接合するよりも界面数が減少する。即ち、図４に示す構成では、ＬＳＩ１０２とヒートスプレッダ１４０との間と、ヒートスプレッダ１４０とヒートシンク１６０との間に界面が存在するため、界面数は２つである。これに対して、図７に示す界面数はＬＳＩ１０２とヒートシンク１６０Ｃとの間の一つである。界面では熱伝導の損失があるために、界面数を減少することによって界面における熱損失を低減し、放熱効率を改善することができる。なお、図７に示す構造は、図６に示すスティフナ１５０ＤとＬＧＡソケット１２０との位置関係を使用しているが、図５に示すスティフナ１５０ＣとＬＧＡソケット１２０との位置関係を使用してもよい。図８に、ヒートシンク１６０Ｃをスティフナ１５０に対して押圧する第１の加圧機構１８０を示す概略断面図である。
【００４３】
図４を参照するに、第１の加圧機構１８０は、ヒートシンク１６０とスティフナ１５０のうちの一方を他方に対して加圧する機能を有し、本実施形態では、例示的に４つのバネ押さえボルトから構成されている。第１の加圧機構１８０は、図４（ａ）に示す第１の加圧機構１８０Ａのように、ヒートシンク１６０の上面からヒートシンク１６０をスティフナ１５０に対して押圧してもよいし、図４（ｂ）に示す第１の加圧機構１８０Ｂのように、スティフナ１５０に断面凸形状の貫通孔１５２Ｂを設けてかかる孔１５２Ｂを介してスティフナ１５０をヒートシンク１６０に対して押圧してもよい。図４（ｂ）のような構成は、ヒートシンク１６０のフィン１６４Ｂが設けられた領域の面積を減少させないため、ヒートシンク１６０の放熱効率を維持するのに好ましい。なお、図４（ｂ）においては、孔１５２はパッケージ基板１１０から手前に張り出しており、第２の加圧機構１９０によってスティフナ１５０をプリント基板２００に取り付けた後でも第１の加圧機構のバネ押さえボルトの着脱が可能である。
【００４４】
図４（ａ）においては、第１の加圧機構１８０は、ヒートシンク１６０の基部１６２に設けられた貫通孔１６３を通り、スティフナ１５０に設けられた貫通孔ではない孔１５２Ａによって係止される。孔１５２Ａは位置決め機能も有するが、図８に示すように、スティフナ１５０の上面１５１を利用してもよく、孔１５２Ａを設けるかどうかは選択的である。図４（ｂ）においては、第１の加圧機構１８０は、孔１５２Ｂを通り、ヒートシンク１６０の底面に係止される。
【００４５】
第２の加圧機構１９０は、スティフナ１５０をプリント基板２００に加圧する機能を有し、本実施形態では、例示的に４つのバネ押さえボルトから構成されている。第２の加圧機構１９０のバネ押さえボルトは、スティフナ１５０の上面からスティフナ１５０をプリント基板２００に押圧し、スティフナ１５０に設けられた貫通孔１５４とプリント基板２００に設けられた貫通孔２０２を介してボルスタープレート２５０に固定されている。ボルスタープレート２５０は、プリント基板２００の強度及び平坦度を維持するために、本実施形態においては、厚さ３ｍｍ程度の強固なステンレスから構成されている。
【００４６】
なお、スティフナ１５０、第１の加圧機構１８０及び第２の加圧機構１９０は、本発明のパッケージ構造の固定部品として機能する。
【００４７】
ヒートシンク１６０を取り付ける際には、ヒートシンク１６０のヒートスプレッダ１４０側の面にサーマルグリース又はコンパウンドがディスペンサにより放射状に塗布される。次いで、ヒートシンク１６０の塗布面をヒートスプレッダ１４０に載置する。次に、第１及び第２の加圧機構１８０及び１９０を構成するバネ押さえボルトをトルクドライバによって装着する。
【００４８】
図４に示すパッケージ構造は、第１及び第２の加圧機構１８０及び１９０を、独立した二種類の部材によって構成しているため、設置スペースや部品点数の増加し、部品加工が複雑になる場合がある。以下、図１１乃至図１１を参照して、図４に示す加圧機構１８０及び１９０の変形例について説明する。ここで、図１１乃至図１４は、図４に示す加圧機構１８０及び１９０の変形例を示す概略部分断面図である。図１１乃至図１４に示す実施形態は、一箇所に設けた部材によって加重を振り分けることを特徴としている。
【００４９】
図１１を参照するに、加圧機構は、第１の加圧機構１８０Ｃとしての板ばねと、板ばね１８０Ｃを貫通する第２の加圧機構１９０としてのバネ押さえボルトとを有する。バネ押さえボルト１９０のバネ１９２は板ばね１８０Ｃの上に配置されており、板ばね１８０Ｃを押圧している。この結果、バネ押さえボルト１９０のボルト部１９１は、板ばね１８０Ｃとコイルばね１９２を結合している。この結果、図４に示す構成と比較して、ボルト部１９１が２つのバネ部材に対して共通に使用されて多機能化されているので装置の小型化を図ることができる。板ばね１８０Ｃは、中央部がヒートシンク１６０の基部１６２に設けられた孔１６３Ｅに面し、周囲が基部１６２の上に載置されている。
【００５０】
ここで、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２のバネ力をＦ１とすると、スティフナ１５０Ｅが受ける力Ｆ３はＦ１−Ｆ２となり、プリント基板２００が受ける力はＦ１となる。また、ヒートシンク１６０Ｅ及びＬＳＩ１０２に加わる力はＦ２となる。また、力Ｆ１−Ｆ２をスティフナ１５０Ｅに伝達するために、スティフナ１５０Ｅは基部１６２に設けられた孔１６３Ｅに突出する凸形状を有する。このため、孔１６３Ｅの径は図４（ａ）に示す孔１６３よりも大きい。
【００５１】
このように、図１１に示す構成によれば、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２のバネ力Ｆ１の一部のみをＬＳＩ１０２に加えることができるので、図４に示す構成と同様の効果を有することができる。また、加圧機構１８０Ｃ及び１９０を一箇所に設けることができるので、ヒートシンク１６０Ｅのフィン１６４が設けられた領域の面積を減少させないため、ヒートシンク１６０の放熱効率を維持するのに好ましい。また、ボルト１９０のボルト部１９１がばね１８０Ｆ及び１９２を結合しており、２種類のバネ押さえボルトを使用するよりも構成が単純で小型化に寄与する。
【００５２】
図１２を参照するに、加圧機構は、第１の加圧機構１８０Ｃとしての板ばねと、板ばね１８０Ｃを貫通する第２の加圧機構１９０としてのバネ押さえボルトとを有するが、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２は板ばね１８０Ｃの下に配置されている点で図１１に示す構成とは相違する。バネ押さえボルト１９０のバネ１９２は、基部１６２に設けられた孔１６３Ｆに収納され、図８に示すスティフナ１５０と同様の構造を有するスティフナ１５０Ｆを押圧している。この結果、バネ押さえボルト１９０のボルト部１９１は、板ばね１８０Ｃとコイルばね１９２を結合している。この結果、図４に示す構成と比較して、ボルト部１９１が２つのバネ部材に対して共通に使用されて多機能化されているので装置の小型化を図ることができる。
【００５３】
ここで、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２のバネ力をＦ１とし、板ばね１８０Ｃのばね力をＦ２すると、スティフナ１５０Ｆが受ける力はＦ１となり、プリント基板２００が受ける力は（Ｆ１＋Ｆ２）となる。また、ヒートシンク１６０及びＬＳＩ１０２に加わる力はＦ２となる。また、孔１６３Ｆの径は図４（ａ）に示す孔１６３よりも大きい。
【００５４】
このように、図１２に示す構成によれば、ＬＳＩ１０２には板ばね１８０Ｃのバネ力のみを加えることができるので、図４に示す構成と同様の効果を有することができる。また、加圧機構１８０Ｃ及び１９０を一箇所に設けることができるので、ヒートシンク１６０Ｆのフィン１６４が設けられた領域の面積を減少させないため、ヒートシンク１６０の放熱効率を維持するのに好ましい。また、ボルト１９０のボルト部１９１がばね１８０Ｃ及び１９２を結合しており、２種類のバネ押さえボルトを使用するよりも構成が単純で小型化に寄与する。
【００５５】
図１３を参照するに、加圧機構は、第１の加圧機構１８０Ｆとしてのコイルばねと、コイルばね１８０Ｆを貫通する第２の加圧機構１９０としてのバネ押さえボルトとを有する。バネ押さえボルト１９０のバネ１９２とコイルばね１８０Ｆはコイル二重ばねを構成する。本実施形態では、このように、板ばね１８０Ｃの代わりにコイルばねを使用している。なお、本発明は第１の加圧機構１８０に適用可能なコイルばねの形状を限定せず、例えば、コイルばね１８０Ｆは図１４に示すコイルばね１８０Ｇに置換されてもよい。コイルばね１８０Ｇはほぼ円錐形状を有している点でほぼ円筒形状を有しているコイルばね１８０Ｆとは相違する。
【００５６】
バネ押さえボルト１９０のバネ１９２は、基部１６２に設けられた孔１６３Ｆに収納され、スティフナ１５０Ｆを押圧している。一方、コイルばね１８０Ｆ又は１８０Ｇはボルト１９０のボルト頭１９３とヒートシンク１６０の基部１６２との間に配置されている。この結果、バネ押さえボルト１９０のボルト部１９１は、コイルばね１８０Ｆ又は１８０Ｇとコイルばね１９２を結合している。この結果、図４に示す構成と比較して、ボルト部１９１が２つのバネ部材に対して共通に使用されて多機能化されているので装置の小型化を図ることができる。
【００５７】
ここで、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２のバネ力をＦ１とし、板ばね１８０Ｃのばね力をＦ２すると、スティフナ１５０Ｆが受ける力はＦ１であり、プリント基板２００が受ける力は（Ｆ１＋Ｆ２）となり、ヒートシンク１６０に加わる力はＦ２となる。また、孔１６３Ｇの径は図４（ａ）に示す孔１６３よりも大きい。このように、図１３及び図１４に示す構成によれば、ＬＳＩ１０２にはコイルばね１８０Ｆ又は１８０Ｇのバネ力のみを加えることができるので、図４に示す構成と同様の効果を有することができる。また、加圧機構１８０Ｆ又は１８０Ｇ及び１９０を一箇所に設けることができるので、ヒートシンク１６０Ｇのフィン１６４が設けられた領域の面積を減少させないため、ヒートシンク１６０の放熱効率を維持するのに好ましい。また、ボルト１９０のボルト部１９１がばね１８０Ｆ又は１８０Ｇ及び１９２を結合しており、２種類のバネ押さえボルトを使用するよりも構成が単純になる。
【００５８】
動作において、電子機器３００は、樹脂製のパッケージ基板１１０を使用しているので安価で、その厚さが薄いのでノイズなどの少ない高い電気特性を提供することができる。第２の加圧機構１９０により、ＬＧＡソケット１２０はプリント基板２００と良好に接続する。スティフナ１５０が、第２の加圧機構１９０による加圧力がＬＳＩ１０２に及ぶことを防止しているので、ＬＳＩ１０２の動作の安定性を維持することができる。また、ヒートシンク１６０とＬＳＩ１０２との間には第１の加圧機構１８０が適当な加圧力を加えて熱的接続を維持しているので、ＬＳＩ１０２で発生した熱はヒートシンク１６０によって適切に放熱される。ヒートシンク１６０の冷却フィン１６４は、ファンモジュール３２０に内蔵された冷却ファンよって冷却される。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施態様及びその変形をここで詳細に説明してきたが、本発明はこれらの実施態様及び変形に正確に限定されるものではなく、添付の請求の範囲で画定される発明の本旨及び範囲を逸脱せずに、様々な変形及び変更が可能である。例えば、本発明の電子機器は、ラックマウント型のサーバーに限定されず、ブックシェルフ型にも適用可能であり、また、サーバーに限定されず、パーソナルコンピュータ、ネットワーク機器、ＰＤＡ、その他の周辺装置にも適用可能である。また、本発明のパッケージモジュール１００は、チップセットなどＣＰＵとして機能しない発熱性回路素子にも適用可能である。また、本発明は、加圧機構１８０及び１９０に適用可能な加圧手段をソレノイドを使用するなどばねに限定せず、また、ばねを使用した場合でもその形状、大きさ、種類を限定するものではない。
【００６０】
本出願は更に以下の事項を開示する。
【００６１】
（付記１） 外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクとを有し、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板とを接合するための第１の加圧力と、前記パッケージ基板を前記プリント基板に加圧するための第２の加圧力とを分離したことを特徴とするパッケージ構造。（１）
(付記２) 前記第１の加圧力は前記第２の加圧力よりも小さいことを特徴とする付記１記載のパッケージ構造。（２）
（付記３） 前記前記第１の加圧力は前記第２の加圧力の約１／１０乃至約１／５に設定されていることを特徴とする付記２記載のパッケージ構造。
【００６２】
（付記４） 外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクと、前記発熱性回路素子の周りで、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板との間に配置されたスティフナと、前記ヒートシンクと前記スティフナのうちの一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、前記スティフナを前記プリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とするパッケージ構造。（３）
（付記５） 前記第１及び第２の加圧機構は、２種類の弾性部材と、当該２種類の弾性部材を結合する結合部材とを有することを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。（６）
（付記６） 前記パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットを更に有することを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。（４）
（付記７） 前記パッケージ基板は樹脂製であることを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。（５）
（付記８） 前記スティフナは前記パッケージ基板の外形よりも大きいことを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６３】
（付記９） 前記第１の加圧機構による加圧力は前記第２の加圧機構による加圧力よりも小さいことを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６４】
（付記１０） 前記スティフナは前記パッケージ基板と前記プリント基板との接続部をカバーしていることを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。（７）
（付記１１） 前記第１の加圧機構は、前記スティフナに固定されていることを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６５】
（付記１２） 前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、断面凸形状を有するヒートスプレッダを更に有することを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。（８）
（付記１３） 前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、前記パッケージ基板には接続されていないヒートスプレッダを更に有することを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。
【００６６】
（付記１４） 前記ヒートシンクは、前記発熱性回路素子に接合されることを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。
【００６７】
（付記１５） 前記スティフナは、前記パッケージ基板に接着されることを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６８】
（付記１６） 前記スティフナはステンレスから構成されることを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６９】
（付記１７） 外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載した樹脂製のパッケージ基板と、当該パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットとを有することを特徴とするパッケージ構造。
【００７０】
（付記１８） 前記ソケットを前記プリント基板に接続するための加圧力を加えると共に前記加圧力が前記発熱性回路素子に加わることを防止する機構を更に有する付記１７記載のパッケージ構造。
【００７１】
（付記１９） パッケージ構造を搭載したプリント基板であって、前記パッケージ構造は、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクとを有し、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板とを接合するための第１の加圧力と、前記パッケージ基板を前記プリント基板に加圧するための第２の加圧力とを分離したことを特徴とするプリント基板。（９）
（付記２０） パッケージ構造を搭載したプリント基板を搭載した電子機器であって、前記パッケージ構造は、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクとを有し、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板とを接合するための第１の加圧力と、前記パッケージ基板を前記プリント基板に加圧するための第２の加圧力とを分離したことを特徴とする電子機器。（１０）
（付記２１） 発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクとの間に配置されるスティフナと、
前記ヒートシンクと前記スティフナのうち一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、
前記第１の加圧機構と異なる加圧力にて前記スティフナを前記パッケージ基板が搭載されるプリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とするパッケージ構造の固定部品。
【００７２】
（付記２２） 前記第１の加圧機構による加圧力は前記第２の加圧機構による加圧力よりも小さいことを特徴とする付記２１記載のパッケージ構造の固定部品。
【００７３】
（付記２３） 前記スティフナは貫通孔を有し、
前記ヒートシンクは第１の貫通孔と第２の貫通孔を有し、
前記第１の加圧機構は前記ヒートシンクの第１の貫通孔を通過して前記スティフナに固定される第１の部品を備え、
前記第２の加圧機構は前記スティフナの貫通孔を通過して前記プリント基板に固定される第２の部品を備えることを特徴とする付記２１記載のパッケージ構造の固定部品。
【００７４】
（付記２４） 前記スティフナは第１の貫通孔と第２の貫通孔を有し、
前記ヒートシンクは貫通孔を有し、
前記第１の加圧機構は前記スティフナの第１の貫通孔を通過して前記ヒートシンクに固定される第１の部品を備え、
前記第２の加圧機構は前記ヒートシンクの貫通孔を通過して前記プリント基板に固定される第２の部品を備えることを特徴とする付記２１記載のパッケージ構造の固定部品。
【００７５】
（付記２５） 前記第１及び第２の加圧機構は、２種類の弾性部材と、当該２種類の弾性部材を結合する結合部材とを有することを特徴とする付記２１記載のパッケージ構造の固定部品。
【００７６】
【発明の効果】
本発明のパッケージ構造、それを有するプリント基板、並びに、電子機器によれば、第２の加圧力が、発熱性回路素子とパッケージ基板との間の接合部や、発熱性回路素子とヒートシンクとの間の接合部に及ぶことを防止することができるので、これらの接合部の圧力破壊を防止して信頼性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電子機器の概略斜視図である。
【図２】 図１に示す電子機器の内部構成を示す概略斜視図である。
【図３】 図２に示すパッケージモジュールを示す概略斜視図である。
【図４】 図２に示すパッケージモジュールの概略断面図である。
【図５】 図２に示すパッケージモジュールのスティフナとＬＧＡソケットとの関係を示す概略断面図である。
【図６】 図２に示すパッケージモジュールのスティフナとＬＧＡソケットとの関係を示す別の概略断面図である。
【図７】 図２に示すヒートシンクの変形例を含むパッケージモジュールの概略断面図である。
【図８】 図７に示すヒートシンクを含むパッケージモジュールの別の概略断面図である。
【図９】 従来のヒートシンク付きＬＧＡの固定を説明するための概略断面図である。
【図１０】 図９に示す構造の問題を説明するための概略断面図である。
【図１１】 図４に示す加圧機構の変形例を示す概略部分断面図である。
【図１２】 図４に示す加圧機構の別の変形例を示す概略部分断面図である。
【図１３】 図４に示す加圧機構の更に別の変形例を示す概略部分断面図である。
【図１４】 図４に示す加圧機構の別の変形例を示す概略部分断面図である。
【符号の説明】
１００ パッケージモジュール
１０２ 発熱性回路素子（ＬＳＩ）
１１０ パッケージ基板
１２０ ＬＧＡソケット
１４０ ヒートスプレッダ
１５０ スティフナ
１６０ ヒートシンク
１８０ 第１の加圧機構（バネ押さえボルト）
１９０ 第２の加圧機構（バネ押さえボルト）
２００ プリント基板（システムボード）
２５０ ボルスタープレート
３００ 電子機器（サーバー）
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、基板の固定に係り、特に、放熱機構を有するパッケージ基板の固定に関する。本発明は、例えば、ヒートシンクとＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージの固定に好適である。また、本発明は、かかるパッケージ基板を搭載したプリント基板（例えば、マザーボードなど）やそれを備えた電子機器（例えば、サーバーなど）にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の普及により、高性能で安価な電子機器を供給する需要が益々高まっている。かかる需要を満足するために、ＬＧＡパッケージが従来から提案されている。ＬＧＡパッケージは、ハンダ付けせずに（ＬＧＡ）ソケットを介してプリント基板（「システム基板」や「マザーボード」と呼ばれる場合もある。）に接続するパッケージ基板の一種である。ＬＧＡパッケージは、プリント基板にハンダ付けするＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージに比較して、プリント基板へのハンダ付けによる電子回路の熱破壊がなく、プリント基板へのハンダ付け工程がないので作業時間も短縮で低コスト化を達成するものとして今後の需要が期待されている。
【０００３】
ＬＧＡパッケージは、一般にＣＰＵとして機能するＩＣやＬＳＩを搭載し、ＣＰＵの性能向上に伴ってその発熱量も増加する。そこで、ＣＰＵを熱的に保護するために、ＣＰＵには、ヒートシンクと呼ばれる冷却装置がヒートスプレッダを介して熱的に接続されている。ヒートシンクは冷却フィンを含み、ＣＰＵに近接して自然冷却によってＣＰＵの放熱を行う。従来のＬＧＡパッケージは、プリント基板にＬＧＡソケットを介して接続され、ヒートシンクによってクランプされていた。
【０００４】
以下、図９を参照して、従来のヒートシンク付きＬＧＡパッケージの固定について説明する。ここで、図９は、従来のヒートシンク付きＬＧＡの固定を説明するための概略断面図である。同図に示すように、バンプ４及びアンダーフィル６を介してＬＳＩ２を搭載したセラミック製パッケージ基板１０を、ＬＧＡソケット１２を介してプリント基板１４に搭載すると共に蓋（Ｌｉｄ）構造のヒートスプレッダ１６を介してヒートシンク１８を熱的に接続する。ＬＳＩ２とヒートスプレッダ１６とは接着剤３によって接着される。ＬＧＡソケット１２は、図１０に示すように、実際の接続部としてのＬＧＡ端子部１２ａを有する。また、加圧部材２０が、ヒートシンク１８及びプリント基板１４に設けられた貫通孔を介してプリント基板１４の下面に設けられた固定板２２に固定される。加圧部材２０はヒートシンク１８を加圧し、その結果、ヒートスプレッダ１６全体が加圧される。
【０００５】
このように、従来のＬＧＡパッケージにおいては、セラミック製のパッケージ基板１０にＬＳＩ２を搭載していた。これは、ＬＳＩ２とセラミックの熱膨張率が近いため、ＬＳＩ２搭載時にＬＳＩ２や基板１０に反りを発生させないためである。なお、パッケージ基板１０に直接接触しているのはアンダーフィル６であるが、アンダーフィル６の厚さが薄いためにＬＳＩ２とパッケージ基板１０の間の熱膨張差が支配的になる。ＬＳＩ２の背面に取り付けられるヒートスプレッダ１６にＬＳＩ２と近い熱膨張率の材料を使用すれば、ヒートスプレッダ１６の平面度を確保することができる。良好な平面度を得ることによって、ＬＳＩ２とパッケージ基板１０との接合部やＬＳＩ２とヒートスプレッダ４との接合部に対するヒートスプレッダ１６表面からの加圧の影響が小さくて済む。また、パッケージ基板１０の剛性が高いため、パッケージ基板１０の表面からの加圧に耐えることができる。
【０００６】
また、一般に、ＬＧＡソケット１２の端子部１２ａは、銀フレークが所定密度で混在したゴム状の樹脂（エラストマ）で構成されている。そして、この端子は加圧することで銀フレーク同士が接触することとなり、それによって端子が良好な導通状態となるよう構成されている。すなわち、加圧力が高ければ高いほど銀フレーク同士の接触密度は高くなるわけであるが、それによって逆に抵抗値が増大する原因にもなる。よって、この抵抗値の増大を防止し、かつ良好な導通を実現するために、ＬＧＡパッケージをシステム基板に搭載する際には、目標の抵抗値となるよう所定の加圧力をかけることが推奨されている。
【０００７】
上記のような従来の構成においては、熱膨張率がほぼ同等なパッケージ基板１０とＬＳＩ２を使用していたため、熱膨張、熱収縮に伴いそれらの間で発生する応力は非常に小さいものとなる。また、熱膨張が同等であることから、上記の加圧力をかけた場合でもパッケージ基板１０とＬＳＩ２の間では実質的に応力が発生せずに、破損を免れることが可能となっていた。
【０００８】
なお、ＬＳＩ２用のヒートシンク１８を固定するために必要な加圧力は、ＬＧＡソケット１２の端子部１２ａに対する加圧力よりも小さいものでよいことから、そのＬＧＡソケット１２の端子部１２ａに対する加圧力でもってヒートシンク１８も固定していた。
【０００９】
その他の従来技術としては、例えば、プリント基板、半導体素子、スティフナ、メタルプレートからなる半導体装置がある（特許文献１参照）。
【００１０】
また、ヒートシンク、集積回路、ソケットの間に均一な圧力を与えるクランプ機構がある。（特許文献２参照）
【特許文献１】
特開平１１−２８４０９７号公報（段落００２４から００３５、図１、図２）
【特許文献２】
特開２００１−６０７７８号公報（段落０００６から０００９、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、更なる低価格化及び加工の容易性のために、パッケージ基板１０にセラミックの代わりに樹脂を使用することを検討した。樹脂基板はセラミック基板よりも薄いため、セラミック基板よりも改善された電気特性を有することが期待できる。
【００１２】
しかし、ＬＧＡ端子部１２ａの導通を良好とするためには依然として上記した所定の加圧力をかける必要があり、樹脂製のパッケージ基板とＬＳＩとの熱膨張率が異なることから、この加圧力をかけるとそれらの間で応力が発生してしまう。つまり、図９のように、ＬＧＡソケット１２をプリント基板１４に接続するのに必要な加圧力をヒートシンク１８とパッケージ基板１０との間にも加えると、ＬＳＩ２とヒートスプレッダ１６の接合部やＬＳＩと樹脂基板の接合部に大きな力が掛かり、接合部にクラックなどが発生してしまうという問題が発生する。特に、樹脂基板はＬＳＩ２との熱膨張率の差が大きいため、ＬＳＩ２の反りが発生し、図１０に示すように、ＬＳＩ２背面に接着されるヒートスプレッダ１６もパッケージ基板１０ＡとＬＳＩ２の接合で発生する反りの影響を受けて、同様に反りが発生する。かかる反りを矯正しようとして大きな加圧力を加えると接合部の負担も大きくなる。ここで、図１０は、従来の問題を説明するための概略断面図である。
【００１３】
そこで、本発明は、低コストな樹脂基板をパッケージ基板として使用するパッケージにおいて、樹脂基板とＬＳＩ接合部やＬＳＩとヒートシンクあるいはヒートスプレッダの接合部の破壊を防止して信頼性を向上することができるパッケージ構造、かかるパッケージ構造を有する搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を搭載した電子機器を提供することを例示的な目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の一側面としてのパッケージ構造は、外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクと、前記発熱性回路素子の周りで、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板との間に配置されたスティフナと、前記ヒートシンクと前記スティフナのうちの一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、前記スティフナを前記プリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とする。かかるパッケージ構造は、スティフナによって第１の加圧機構による加圧力と第２の加圧機構による加圧力を分離することができるので、第２の加圧機構による加圧力が、発熱性回路素子とパッケージ基板との間の接合部や、発熱性回路素子とヒートシンクとの間の接合部に及ぶことを防止することができる。従って、これらの接合部を保護するために、前記第１の加圧機構による加圧力は前記第２の加圧機構による加圧力よりも小さいことが好ましい。また、前記スティフナは前記パッケージ基板の外形よりも大きいと、上記構成は容易になる。
【００１６】
前記第１及び第２の加圧機構は、２種類の弾性部材と、当該２種類の弾性部材を結合する結合部材とを有してもよい。例えば、第１及び第２の加圧機構は、コイルばねと板ばね、又は、異なる形状の２つのコイルばねと、これらのばねを貫通するボルトから構成されてもよい。一の結合部材を２つの弾性部材に使用して多機能化を図ることにより、装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
上述のパッケージ構造は、前記パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットを更に有してもよい。この場合、パッケージ基板はＬＧＡパッケージとして機能する。また、上述のパッケージ構造において、前記パッケージ基板は樹脂製であることを特徴とする。上述したように、樹脂基板は、セラミック基板よりも低価格、高性能、加工容易性をもたらすが、発熱性回路素子との熱膨張率に差があるため、本発明の構成は特に好ましいからである。
【００１８】
前記スティフナは、前記パッケージ基板と前記プリント基板との接続部をカバーすることが好ましい。これにより、接続部によるプリント基板への接続を強固にすることができる。このため、スティフナは、ある程度の厚み、剛性、強度を有することが好ましい。前記スティフナは、高い剛性材料、例えば、ステンレスから構成される。これにより、スティフナはパッケージ基板を平坦にする機能も有するようになる。前記スティフナは、前記パッケージ基板に接着されてもよい。これにより、パッケージ構造を運搬する際などにスティフナの位置ずれを防止することができ、取り扱い時の信頼性の増加させる。
【００１９】
前記第１の加圧機構は、前記スティフナに固定されていてもよい。このような構成は、ヒートシンクのフィンが設けられた領域の面積を減少させないため、所定の放熱効率を維持するのに好ましい。
【００２０】
上記パッケージ構造は、前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、断面凸形状を有するヒートスプレッダを更に有してもよい。断面凸形状の凸部に発熱性回路素子を接続することにより、パッケージ基板上で発熱性回路素子の周りがヒートスプレッダからの距離が離れるので発熱性回路素子よりも高い他の回路を配置することができ、実装の自由度が増加する。
【００２１】
上記パッケージ構造は、前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、前記パッケージ基板には接続されていないヒートスプレッダを更に有してもよい。ヒートスプレッダがパッケージ基板に接続されないのでヒートスプレッダに加わる力がパッケージ基板に及ぶことを防止することができる。
【００２２】
前記ヒートシンクは、前記発熱性回路素子に接合されてもよい。ヒートシンクを直接発熱性回路素子に接合することによって、ヒートスプレッダを介して発熱性回路素子に接合するよりも界面数が減少する。このため、界面における熱損失を低減することができ、放熱効率を改善することができる。
【００２３】
本発明の別の側面としてのパッケージ構造は、外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載した樹脂製のパッケージ基板と、当該パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットとを有することを特徴とする。かかるパッケージ構造は、例えば、樹脂性のパッケージ基板から構成されるＬＧＡパッケージとして具体化される。かかるパッケージ構造は、従来のセラミックを使用したＬＧＡよりも加工容易性、経済性、高性能をもたらす。上記パッケージ構造は、前記ソケットを前記プリント基板に接続するための加圧力を加えると共に前記加圧力が前記発熱性回路素子に加わることを防止する機構を更に有することが好ましい。かかるパッケージ構造は、必ずしもヒートシンクが設けられない場合に効果的である。このような機構は、例えば、上述のスティフナによって構成される。ソケットを加圧する加圧力によって発熱性回路素子を加圧しないことによって、発熱性回路素子とパッケージ基板との接合部の破壊を防止することができる。
【００２４】
上述のいずれかのパッケージ構造を有するプリント基板やかかるプリント基板を有する電子機器も本発明の一側面を構成する。
【００２５】
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施例により明らかにされる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明のパッケージ構造の一実施形態であるパッケージモジュール１００、パッケージモジュールを搭載したプリント基板２００、当該プリント基板を搭載した電子機器３００について説明する。ここで、図１は、電子機器３００の概略斜視図である。図２は、電子機器３００に搭載されるプリント基板２００としてのシステムボードの外観斜視図である。なお、以下の説明では、参照番号に大文字のアルファベットを付したものはアルファベットのない参照番号によって総括されるものとする。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の電子機器３００は、例示的に、ラックマウント型のＵＮＩＸ（登録商標）サーバーとして具体化されている。電子機器３００は、一対の取り付け部３０２によって図示しないラックにネジ止めされ、図２に示すプリント基板２００を筐体３１０内に搭載している。
【００２８】
筐体３１０にはファンモジュール３２０が設けられている。ファンモジュール３２０は、内蔵する冷却ファンが回転して空気流を発生することによって後述するヒートシンク１６０の冷却フィン１６４を強制的に冷却する。ファンモジュール３２０は、図示しない動力部と、動力部に固定される図示しないプロペラ部とを有する。動力部は、典型的に、回転軸と、回転軸の周りに設けられたベアリングと、ベアリングハウスと、モータを構成する磁石など、当業界で周知のいかなる構造も使用することができるので、ここでは詳細な説明は省略する。プロペラ部は所望の角度に形成された所望の数の回転翼を有する。回転翼は等角的又は非等角的に配置され、所望の寸法を有する。動力部とプロペラ部とは分割可能でも分割不能でもよい。
【００２９】
図２に示すように、プリント基板２００は、パッケージモジュール１００と、パッケージモジュール周辺のＬＳＩモジュール２１０と、メモリカード２４０を挿すための複数のブロックプレート２２０と、ハードディスクやＬＡＮなどの外部機器とのコネクタ２３０とを有する。また、後述する図４に示すように、プリント基板２００には貫通孔２０２が設けられると共に、プリント基板２００の底面にはボルスタープレート２５０が固定されている。
【００３０】
パッケージモジュール１００は、ＬＳＩ１０２を搭載してプリント基板２００とＬＧＡソケット１４０を介して接続するＬＧＡパッケージとして機能する。より詳細には、パッケージモジュール１００は、図２乃至図４に示すように、パッケージ基板１１０と、ＬＧＡソケット１２０と、接着シート１３０と、ヒートスプレッダ１４０と、スティフナ１５０と、ヒートシンク１６０と、第１の加圧機構１８０と、第２の加圧機構１９０とを有する。ここで、図３（ａ）はパッケージモジュール１００の概略斜視図であり、図３（ｂ）はその変形例である。また、図４（ａ）はパッケージモジュールの概略断面図であり、図３（ａ）の斜視図に対応するものであり、図４（ｂ）はその変形例の概略断面図であり、図３（ｂ）の斜視図に対応するものである。
【００３１】
パッケージ基板１１０は、厚みが約１ｍｍ程度で樹脂から構成される。樹脂基板は厚みが約２乃至３ｍｍセラミック基板と比較して、厚みが薄いために電気特性に優れ、セラミックよりも安価で、加工も容易であるという長所を有する。
【００３２】
パッケージ基板１１０は、ＣＰＵとして機能するＬＳＩ１０２を上面に搭載し、ＬＧＡソケット１２０を底面に搭載している。本実施形態のパッケージ基板１１０は、一のＬＳＩ１０２が搭載されたシングルチップ型であるが、本発明はマルチチップ型のパッケージ基板１１０を排除するものではない。ＬＳＩ１０２の厚さは約５００μｍであるのに対して、後述するアンダーフィル１０６の厚さは約１００μｍであるので、パッケージ基板１１０とアンダーフィル１０６との間の熱膨張差よりもパッケージ基板１１０とＬＳＩ１０２との間の熱膨張差が支配的になる。
【００３３】
後述する図５及び図６に示すように、ＬＳＩ１０２は、発熱性回路素子であり、端子としてのバンプ１０４によってパッケージ基板１１０にハンダ付けされ、ＬＳＩ１０２とパッケージ基板１１０の間には、バンプ１０４の接続信頼性を保証するためにフリップチップ（バンプを有するチップ）に対して一般に使用される樹脂製のアンダーフィル１０６が充填され、バンプ１０４を封止している。ここで、図５は、スティフナ１５０とＬＧＡソケットとの関係を示す概略断面図であり、図６はその変形例である。図２乃至図４には、図５及び図６のいずれの構造をも適用することができる。
【００３４】
ＬＧＡソケット１２０には、後述する第２の加圧機構１９０によって加圧力が印加されて、その結果、ＬＧＡソケット１２０はプリント基板２００に強固に接続する。ＢＧＡパッケージのようにプリント基板２００にハンダ付けされるのではなく、ソケット１２０によって接続するので、ＬＧＡソケット１２０は、取り付け作業時間が短く、かつ、低コストで、ハンダ付けに伴うプリント基板２００の熱破壊などを防止することができる。ＬＧＡソケット１２０は、図４（ａ）に示すＬＧＡソケット１２０Ａのように、略正方形状の中空を有する略正方形状を有してもよいし、図４（ｂ）に示すＬＧＡソケット１２０Ｂのように、中空を有しない略正方形状を有してもよい。図４（ａ）に示すＬＧＡソケット１２０Ａは、中空部にコンデンサその他の回路部品１７０が搭載されている。ＬＧＡソケット１２０は、図５及び図６に示すように、プリント基板２００との実際の接続部であるＬＧＡ端子部１２２を有する。
【００３５】
接着シート１３０は、パッケージ基板１１０の外形に従った略四角形形状を有し、中空形状を有する。接着シート１３０により、パッケージモジュール１００を運搬する際などにスティフナ１５０の位置ずれを防止することができ、取り扱い時の信頼性の増加させる。なお、接着シート１３０は接着剤であってもよい。但し、接着シート１３０又は接着剤を設けるかどうかは選択的である。接着シート１３０又は接着剤は、２つの接着される部材（ここでは、パッケージ基板１１０とスティフナ１５０）の熱膨張率が近い場合に使用される。熱膨張に差があると反りによって接着機能が失われる惧れがあるからである。
【００３６】
ヒートスプレッダ１４０は、ＬＳＩ１０２からの熱をヒートシンク１６０に伝達する機能を有し、熱伝導率の高いＡｌＮやＣｕなどから構成される。ヒートスプレッダ１４０は、図４（ａ）に示すヒートスプレッダ１４０Ａのように、断面凸形状を有してもよいし、図４（ｂ）に示すヒートスプレッダ１４０Ｂのように、ＬＳＩ１０２と接合する底面が略正方形の直方体形状を有していてもよい。断面凸形状の凸部にＬＳＩ１０２を接続することにより、パッケージ基板１１０上でＬＳＩ１０２の周りがヒートスプレッダ１４０Ａからの距離が離れるのでＬＳＩ１０２よりも高い他の回路１０１を配置することができ、実装の自由度が増加する。ヒートスプレッダ１４０とＬＳＩ１０２との間には熱伝導性の高いサーマルグリース又はサーマルシートが充填される。
【００３７】
また、本実施形態のヒートスプレッダ１４０は、図９に示す蓋構造とは異なり、パッケージ基板１１０には接続されていない。これにより、ヒートスプレッダ１４０に加わる力がパッケージ基板１１０に直接及ぶことを防止することができる。換言すれば、本実施形態は、従来のヒートスプレッド１６が担っていたＬＧＡソケット１２の加圧機能をヒートスプレッダ１４０からは取り除いて、後述する第１及び第２の加圧力を分割している。
【００３８】
スティフナ１５０は、ヒートシンク１６０とパッケージ基板１１０との間に配置され、パッケージ基板１１０に接着シートによって接着されている。スティフナ１５０の外形はパッケージ基板１１０と接合する底面が、パッケージ基板１１０の形状と類似の略正方形状で中空部を有する。中空部の底面も正方形状であり、ＬＳＩ１０２やヒートスプレッダ１４０を収納する。スティフナ１５０は、第１の加圧機構１８０と孔１５２を介して接続し、第２の加圧機構１９０とスティフナ１５０の上面１５１及び貫通孔１５４を介して接続されている。
【００３９】
パッケージモジュール１００は、スティフナ１５０によって第１の加圧機構による加圧力と第２の加圧機構による加圧力を分離することができる。換言すれば、本実施形態のパッケージモジュール１００は、ヒートシンク１６０とパッケージ基板１１０とを接合するための第１の加圧力と、パッケージ基板１１０のＬＧＡソケット１２０をプリント基板２００に加圧するための第２の加圧力とを分離している。この結果、第２の加圧力が、ＬＳＩ１０２とパッケージ基板１１０との間の接合部や、ＬＳＩ１０２とヒートスプレッダ１５０との間の接合部に及ぶことを防止することができ、これらの接合部を保護することができる。本実施形態では、第１の加圧力は約１０乃至１５ｋｇｆであり、第２の加圧力である約７０乃至１００ｋｇｆよりも小さく設定している。すなわち、第１の加圧力は第２の加圧力の約１／１０乃至約１／５となるよう設定している。図４乃至図６に示すように、スティフナ１５０はパッケージ基板１１０の外形よりも大きい。これにより、第１及び第２の加圧機構１８０及び１９０の配置が容易になる。なお、図５及び図６においては、ＬＳＩ１０２、バンプ１０４、アンダーフィル１０６、パッケージ基板１１０、スティフナ１５０付近を拡大して示しており、第１及び第２の加圧機構やその他の部材は省略している。
【００４０】
スティフナ１５０は、図５に示すスティフナ１５０Ｃように、パッケージ基板１１０とプリント基板２００との接続部であるＬＧＡソケット１２０の一部を覆っているが、より好ましくは、図６に示すスティフナ１５０Ｄのように、パッケージ基板１１０とプリント基板２００との接続部であるＬＧＡソケット１２０（の、特に、ＬＧＡ端子部１２２）をカバーする。これにより、ソケット１２０によるプリント基板２００への接続を強固にすることができる。このため、スティフナ１５０は、ある程度の厚み、剛性、強度を有することが好ましい。スティフナ１５０は、高い剛性材料、例えば、ステンレスから構成される。これにより、スティフナ１５０はパッケージ基板１１０を平坦にする機能も有するようになる。スティフナ１５０は、スティフナ１５０とパッケージ基板１１０との間に接着シートを挟み込んで熱圧着することによって取り付けられる。
【００４１】
ヒートシンク１６０は、基部１６２と冷却フィン１６４とを有する。基部１６２は、例えば、アルミニウム、銅、窒化アルミニウム、人工ダイヤモンド、プラスチック等の高熱導電性材料から構成される平板であり、ヒートスプレッダ１５０又はＬＳＩ１０２に接合される。ヒートシンク１６０は板金加工、アルミダイキャストその他の方法によって製造され、プラスチック製であれば、例えば、射出成形によって形成されてもよい。冷却フィン１６４は、図２乃至図４に示すように、整列した多数の板状フィンから構成される。冷却フィン１６４は、凸形状を有して表面積を増加させているので放熱効果が増加している。もっともフィン１６４の形状は板状に限定されず、ピン状、湾曲形状など任意の配置形状を採用することができる。また、フィン１４２は、一定間隔で横に整列する必要はなく、放射状に配置されたり、基部１６２に対して傾斜して配置されたりしてもよい。フィン１６４の数も任意に設定することができる。フィン１６４はアルミニウム、銅、窒化アルミニウム、人工ダイヤモンド、プラスチックなどの高熱伝導性材料で形成されることが好ましい。フィン１６４は、金型成形、圧入、ロウ付け、溶接、射出成形などによって形成される。
【００４２】
ヒートシンク１６０は、図７に示すヒートシンク１６０Ｃに置換されてもよい。ここで、図７は、図４に示すヒートシンクの変形例を説明するための概略断面図である。ヒートシンク１６０Ｃは、基部１６２Ｃが断面凸形状を有し、かかる凸部でＬＳＩ１０２と接合する。ヒートシンク１６０Ｃは、ＬＳＩ１０２に直接（但し、サーマルグリース１０８を介して）接合されている。ヒートシンク１６０ＣをＬＳＩ１０２に接合することによって、ヒートスプレッダ１４０を介してＬＳＩ１０２に接合するよりも界面数が減少する。即ち、図４に示す構成では、ＬＳＩ１０２とヒートスプレッダ１４０との間と、ヒートスプレッダ１４０とヒートシンク１６０との間に界面が存在するため、界面数は２つである。これに対して、図７に示す界面数はＬＳＩ１０２とヒートシンク１６０Ｃとの間の一つである。界面では熱伝導の損失があるために、界面数を減少することによって界面における熱損失を低減し、放熱効率を改善することができる。なお、図７に示す構造は、図６に示すスティフナ１５０ＤとＬＧＡソケット１２０との位置関係を使用しているが、図５に示すスティフナ１５０ＣとＬＧＡソケット１２０との位置関係を使用してもよい。図８に、ヒートシンク１６０Ｃをスティフナ１５０に対して押圧する第１の加圧機構１８０を示す概略断面図である。
【００４３】
図４を参照するに、第１の加圧機構１８０は、ヒートシンク１６０とスティフナ１５０のうちの一方を他方に対して加圧する機能を有し、本実施形態では、例示的に４つのバネ押さえボルトから構成されている。第１の加圧機構１８０は、図４（ａ）に示す第１の加圧機構１８０Ａのように、ヒートシンク１６０の上面からヒートシンク１６０をスティフナ１５０に対して押圧してもよいし、図４（ｂ）に示す第１の加圧機構１８０Ｂのように、スティフナ１５０に断面凸形状の貫通孔１５２Ｂを設けてかかる孔１５２Ｂを介してスティフナ１５０をヒートシンク１６０に対して押圧してもよい。図４（ｂ）のような構成は、ヒートシンク１６０のフィン１６４Ｂが設けられた領域の面積を減少させないため、ヒートシンク１６０の放熱効率を維持するのに好ましい。なお、図４（ｂ）においては、孔１５２はパッケージ基板１１０から手前に張り出しており、第２の加圧機構１９０によってスティフナ１５０をプリント基板２００に取り付けた後でも第１の加圧機構のバネ押さえボルトの着脱が可能である。
【００４４】
図４（ａ）においては、第１の加圧機構１８０は、ヒートシンク１６０の基部１６２に設けられた貫通孔１６３を通り、スティフナ１５０に設けられた貫通孔ではない孔１５２Ａによって係止される。孔１５２Ａは位置決め機能も有するが、図８に示すように、スティフナ１５０の上面１５１を利用してもよく、孔１５２Ａを設けるかどうかは選択的である。図４（ｂ）においては、第１の加圧機構１８０は、孔１５２Ｂを通り、ヒートシンク１６０の底面に係止される。
【００４５】
第２の加圧機構１９０は、スティフナ１５０をプリント基板２００に加圧する機能を有し、本実施形態では、例示的に４つのバネ押さえボルトから構成されている。第２の加圧機構１９０のバネ押さえボルトは、スティフナ１５０の上面からスティフナ１５０をプリント基板２００に押圧し、スティフナ１５０に設けられた貫通孔１５４とプリント基板２００に設けられた貫通孔２０２を介してボルスタープレート２５０に固定されている。ボルスタープレート２５０は、プリント基板２００の強度及び平坦度を維持するために、本実施形態においては、厚さ３ｍｍ程度の強固なステンレスから構成されている。
【００４６】
なお、スティフナ１５０、第１の加圧機構１８０及び第２の加圧機構１９０は、本発明のパッケージ構造の固定部品として機能する。
【００４７】
ヒートシンク１６０を取り付ける際には、ヒートシンク１６０のヒートスプレッダ１４０側の面にサーマルグリース又はコンパウンドがディスペンサにより放射状に塗布される。次いで、ヒートシンク１６０の塗布面をヒートスプレッダ１４０に載置する。次に、第１及び第２の加圧機構１８０及び１９０を構成するバネ押さえボルトをトルクドライバによって装着する。
【００４８】
図４に示すパッケージ構造は、第１及び第２の加圧機構１８０及び１９０を、独立した二種類の部材によって構成しているため、設置スペースや部品点数の増加し、部品加工が複雑になる場合がある。以下、図１１乃至図１１を参照して、図４に示す加圧機構１８０及び１９０の変形例について説明する。ここで、図１１乃至図１４は、図４に示す加圧機構１８０及び１９０の変形例を示す概略部分断面図である。図１１乃至図１４に示す実施形態は、一箇所に設けた部材によって加重を振り分けることを特徴としている。
【００４９】
図１１を参照するに、加圧機構は、第１の加圧機構１８０Ｃとしての板ばねと、板ばね１８０Ｃを貫通する第２の加圧機構１９０としてのバネ押さえボルトとを有する。バネ押さえボルト１９０のバネ１９２は板ばね１８０Ｃの上に配置されており、板ばね１８０Ｃを押圧している。この結果、バネ押さえボルト１９０のボルト部１９１は、板ばね１８０Ｃとコイルばね１９２を結合している。この結果、図４に示す構成と比較して、ボルト部１９１が２つのバネ部材に対して共通に使用されて多機能化されているので装置の小型化を図ることができる。板ばね１８０Ｃは、中央部がヒートシンク１６０の基部１６２に設けられた孔１６３Ｅに面し、周囲が基部１６２の上に載置されている。
【００５０】
ここで、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２のバネ力をＦ１とすると、スティフナ１５０Ｅが受ける力Ｆ３はＦ１−Ｆ２となり、プリント基板２００が受ける力はＦ１となる。また、ヒートシンク１６０Ｅ及びＬＳＩ１０２に加わる力はＦ２となる。また、力Ｆ１−Ｆ２をスティフナ１５０Ｅに伝達するために、スティフナ１５０Ｅは基部１６２に設けられた孔１６３Ｅに突出する凸形状を有する。このため、孔１６３Ｅの径は図４（ａ）に示す孔１６３よりも大きい。
【００５１】
このように、図１１に示す構成によれば、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２のバネ力Ｆ１の一部のみをＬＳＩ１０２に加えることができるので、図４に示す構成と同様の効果を有することができる。また、加圧機構１８０Ｃ及び１９０を一箇所に設けることができるので、ヒートシンク１６０Ｅのフィン１６４が設けられた領域の面積を減少させないため、ヒートシンク１６０の放熱効率を維持するのに好ましい。また、ボルト１９０のボルト部１９１がばね１８０Ｆ及び１９２を結合しており、２種類のバネ押さえボルトを使用するよりも構成が単純で小型化に寄与する。
【００５２】
図１２を参照するに、加圧機構は、第１の加圧機構１８０Ｃとしての板ばねと、板ばね１８０Ｃを貫通する第２の加圧機構１９０としてのバネ押さえボルトとを有するが、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２は板ばね１８０Ｃの下に配置されている点で図１１に示す構成とは相違する。バネ押さえボルト１９０のバネ１９２は、基部１６２に設けられた孔１６３Ｆに収納され、図８に示すスティフナ１５０と同様の構造を有するスティフナ１５０Ｆを押圧している。この結果、バネ押さえボルト１９０のボルト部１９１は、板ばね１８０Ｃとコイルばね１９２を結合している。この結果、図４に示す構成と比較して、ボルト部１９１が２つのバネ部材に対して共通に使用されて多機能化されているので装置の小型化を図ることができる。
【００５３】
ここで、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２のバネ力をＦ１とし、板ばね１８０Ｃのばね力をＦ２すると、スティフナ１５０Ｆが受ける力はＦ１となり、プリント基板２００が受ける力は（Ｆ１＋Ｆ２）となる。また、ヒートシンク１６０及びＬＳＩ１０２に加わる力はＦ２となる。また、孔１６３Ｆの径は図４（ａ）に示す孔１６３よりも大きい。
【００５４】
このように、図１２に示す構成によれば、ＬＳＩ１０２には板ばね１８０Ｃのバネ力のみを加えることができるので、図４に示す構成と同様の効果を有することができる。また、加圧機構１８０Ｃ及び１９０を一箇所に設けることができるので、ヒートシンク１６０Ｆのフィン１６４が設けられた領域の面積を減少させないため、ヒートシンク１６０の放熱効率を維持するのに好ましい。また、ボルト１９０のボルト部１９１がばね１８０Ｃ及び１９２を結合しており、２種類のバネ押さえボルトを使用するよりも構成が単純で小型化に寄与する。
【００５５】
図１３を参照するに、加圧機構は、第１の加圧機構１８０Ｆとしてのコイルばねと、コイルばね１８０Ｆを貫通する第２の加圧機構１９０としてのバネ押さえボルトとを有する。バネ押さえボルト１９０のバネ１９２とコイルばね１８０Ｆはコイル二重ばねを構成する。本実施形態では、このように、板ばね１８０Ｃの代わりにコイルばねを使用している。なお、本発明は第１の加圧機構１８０に適用可能なコイルばねの形状を限定せず、例えば、コイルばね１８０Ｆは図１４に示すコイルばね１８０Ｇに置換されてもよい。コイルばね１８０Ｇはほぼ円錐形状を有している点でほぼ円筒形状を有しているコイルばね１８０Ｆとは相違する。
【００５６】
バネ押さえボルト１９０のバネ１９２は、基部１６２に設けられた孔１６３Ｆに収納され、スティフナ１５０Ｆを押圧している。一方、コイルばね１８０Ｆ又は１８０Ｇはボルト１９０のボルト頭１９３とヒートシンク１６０の基部１６２との間に配置されている。この結果、バネ押さえボルト１９０のボルト部１９１は、コイルばね１８０Ｆ又は１８０Ｇとコイルばね１９２を結合している。この結果、図４に示す構成と比較して、ボルト部１９１が２つのバネ部材に対して共通に使用されて多機能化されているので装置の小型化を図ることができる。
【００５７】
ここで、バネ押さえボルト１９０のバネ１９２のバネ力をＦ１とし、板ばね１８０Ｃのばね力をＦ２すると、スティフナ１５０Ｆが受ける力はＦ１であり、プリント基板２００が受ける力は（Ｆ１＋Ｆ２）となり、ヒートシンク１６０に加わる力はＦ２となる。また、孔１６３Ｇの径は図４（ａ）に示す孔１６３よりも大きい。このように、図１３及び図１４に示す構成によれば、ＬＳＩ１０２にはコイルばね１８０Ｆ又は１８０Ｇのバネ力のみを加えることができるので、図４に示す構成と同様の効果を有することができる。また、加圧機構１８０Ｆ又は１８０Ｇ及び１９０を一箇所に設けることができるので、ヒートシンク１６０Ｇのフィン１６４が設けられた領域の面積を減少させないため、ヒートシンク１６０の放熱効率を維持するのに好ましい。また、ボルト１９０のボルト部１９１がばね１８０Ｆ又は１８０Ｇ及び１９２を結合しており、２種類のバネ押さえボルトを使用するよりも構成が単純になる。
【００５８】
動作において、電子機器３００は、樹脂製のパッケージ基板１１０を使用しているので安価で、その厚さが薄いのでノイズなどの少ない高い電気特性を提供することができる。第２の加圧機構１９０により、ＬＧＡソケット１２０はプリント基板２００と良好に接続する。スティフナ１５０が、第２の加圧機構１９０による加圧力がＬＳＩ１０２に及ぶことを防止しているので、ＬＳＩ１０２の動作の安定性を維持することができる。また、ヒートシンク１６０とＬＳＩ１０２との間には第１の加圧機構１８０が適当な加圧力を加えて熱的接続を維持しているので、ＬＳＩ１０２で発生した熱はヒートシンク１６０によって適切に放熱される。ヒートシンク１６０の冷却フィン１６４は、ファンモジュール３２０に内蔵された冷却ファンよって冷却される。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施態様及びその変形をここで詳細に説明してきたが、本発明はこれらの実施態様及び変形に正確に限定されるものではなく、添付の請求の範囲で画定される発明の本旨及び範囲を逸脱せずに、様々な変形及び変更が可能である。例えば、本発明の電子機器は、ラックマウント型のサーバーに限定されず、ブックシェルフ型にも適用可能であり、また、サーバーに限定されず、パーソナルコンピュータ、ネットワーク機器、ＰＤＡ、その他の周辺装置にも適用可能である。また、本発明のパッケージモジュール１００は、チップセットなどＣＰＵとして機能しない発熱性回路素子にも適用可能である。また、本発明は、加圧機構１８０及び１９０に適用可能な加圧手段をソレノイドを使用するなどばねに限定せず、また、ばねを使用した場合でもその形状、大きさ、種類を限定するものではない。
【００６０】
本出願は更に以下の事項を開示する。
【００６１】
（付記１） 外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクとを有し、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板とを接合するための第１の加圧力と、前記パッケージ基板を前記プリント基板に加圧するための第２の加圧力とを分離したことを特徴とするパッケージ構造。（１）
(付記２) 前記第１の加圧力は前記第２の加圧力よりも小さいことを特徴とする付記１記載のパッケージ構造。（２）
（付記３） 前記前記第１の加圧力は前記第２の加圧力の約１／１０乃至約１／５に設定されていることを特徴とする付記２記載のパッケージ構造。
【００６２】
（付記４） 外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクと、前記発熱性回路素子の周りで、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板との間に配置されたスティフナと、前記ヒートシンクと前記スティフナのうちの一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、前記スティフナを前記プリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とするパッケージ構造。（３）
（付記５） 前記第１及び第２の加圧機構は、２種類の弾性部材と、当該２種類の弾性部材を結合する結合部材とを有することを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。（６）
（付記６） 前記パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットを更に有することを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。（４）
（付記７） 前記パッケージ基板は樹脂製であることを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。（５）
（付記８） 前記スティフナは前記パッケージ基板の外形よりも大きいことを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６３】
（付記９） 前記第１の加圧機構による加圧力は前記第２の加圧機構による加圧力よりも小さいことを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６４】
（付記１０） 前記スティフナは前記パッケージ基板と前記プリント基板との接続部をカバーしていることを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。（７）
（付記１１） 前記第１の加圧機構は、前記スティフナに固定されていることを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６５】
（付記１２） 前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、断面凸形状を有するヒートスプレッダを更に有することを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。（８）
（付記１３） 前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、前記パッケージ基板には接続されていないヒートスプレッダを更に有することを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。
【００６６】
（付記１４） 前記ヒートシンクは、前記発熱性回路素子に接合されることを特徴とする付記１又は４記載のパッケージ構造。
【００６７】
（付記１５） 前記スティフナは、前記パッケージ基板に接着されることを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６８】
（付記１６） 前記スティフナはステンレスから構成されることを特徴とする付記４記載のパッケージ構造。
【００６９】
（付記１７） 外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、発熱性回路素子を搭載した樹脂製のパッケージ基板と、当該パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットとを有することを特徴とするパッケージ構造。
【００７０】
（付記１８） 前記ソケットを前記プリント基板に接続するための加圧力を加えると共に前記加圧力が前記発熱性回路素子に加わることを防止する機構を更に有する付記１７記載のパッケージ構造。
【００７１】
（付記１９） パッケージ構造を搭載したプリント基板であって、前記パッケージ構造は、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクとを有し、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板とを接合するための第１の加圧力と、前記パッケージ基板を前記プリント基板に加圧するための第２の加圧力とを分離したことを特徴とするプリント基板。（９）
（付記２０） パッケージ構造を搭載したプリント基板を搭載した電子機器であって、前記パッケージ構造は、発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクとを有し、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板とを接合するための第１の加圧力と、前記パッケージ基板を前記プリント基板に加圧するための第２の加圧力とを分離したことを特徴とする電子機器。（１０）
（付記２１） 発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクとの間に配置されるスティフナと、
前記ヒートシンクと前記スティフナのうち一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、
前記第１の加圧機構と異なる加圧力にて前記スティフナを前記パッケージ基板が搭載されるプリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とするパッケージ構造の固定部品。
【００７２】
（付記２２） 前記第１の加圧機構による加圧力は前記第２の加圧機構による加圧力よりも小さいことを特徴とする付記２１記載のパッケージ構造の固定部品。
【００７３】
（付記２３） 前記スティフナは貫通孔を有し、
前記ヒートシンクは第１の貫通孔と第２の貫通孔を有し、
前記第１の加圧機構は前記ヒートシンクの第１の貫通孔を通過して前記スティフナに固定される第１の部品を備え、
前記第２の加圧機構は前記スティフナの貫通孔を通過して前記プリント基板に固定される第２の部品を備えることを特徴とする付記２１記載のパッケージ構造の固定部品。
【００７４】
（付記２４） 前記スティフナは第１の貫通孔と第２の貫通孔を有し、
前記ヒートシンクは貫通孔を有し、
前記第１の加圧機構は前記スティフナの第１の貫通孔を通過して前記ヒートシンクに固定される第１の部品を備え、
前記第２の加圧機構は前記ヒートシンクの貫通孔を通過して前記プリント基板に固定される第２の部品を備えることを特徴とする付記２１記載のパッケージ構造の固定部品。
【００７５】
（付記２５） 前記第１及び第２の加圧機構は、２種類の弾性部材と、当該２種類の弾性部材を結合する結合部材とを有することを特徴とする付記２１記載のパッケージ構造の固定部品。
【００７６】
【発明の効果】
本発明のパッケージ構造、それを有するプリント基板、並びに、電子機器によれば、第２の加圧力が、発熱性回路素子とパッケージ基板との間の接合部や、発熱性回路素子とヒートシンクとの間の接合部に及ぶことを防止することができるので、これらの接合部の圧力破壊を防止して信頼性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電子機器の概略斜視図である。
【図２】 図１に示す電子機器の内部構成を示す概略斜視図である。
【図３】 図２に示すパッケージモジュールを示す概略斜視図である。
【図４】 図２に示すパッケージモジュールの概略断面図である。
【図５】 図２に示すパッケージモジュールのスティフナとＬＧＡソケットとの関係を示す概略断面図である。
【図６】 図２に示すパッケージモジュールのスティフナとＬＧＡソケットとの関係を示す別の概略断面図である。
【図７】 図２に示すヒートシンクの変形例を含むパッケージモジュールの概略断面図である。
【図８】 図７に示すヒートシンクを含むパッケージモジュールの別の概略断面図である。
【図９】 従来のヒートシンク付きＬＧＡの固定を説明するための概略断面図である。
【図１０】 図９に示す構造の問題を説明するための概略断面図である。
【図１１】 図４に示す加圧機構の変形例を示す概略部分断面図である。
【図１２】 図４に示す加圧機構の別の変形例を示す概略部分断面図である。
【図１３】 図４に示す加圧機構の更に別の変形例を示す概略部分断面図である。
【図１４】 図４に示す加圧機構の別の変形例を示す概略部分断面図である。
【符号の説明】
１００ パッケージモジュール
１０２ 発熱性回路素子（ＬＳＩ）
１１０ パッケージ基板
１２０ ＬＧＡソケット
１４０ ヒートスプレッダ
１５０ スティフナ
１６０ ヒートシンク
１８０ 第１の加圧機構（バネ押さえボルト）
１９０ 第２の加圧機構（バネ押さえボルト）
２００ プリント基板（システムボード）
２５０ ボルスタープレート
３００ 電子機器（サーバー）
Claims (9)
- 外部のプリント基板に搭載可能なパッケージ構造であって、
発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、
前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクと、
前記発熱性回路素子の周りで、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板との間に配置されたスティフナと、
前記ヒートシンクと前記スティフナのうちの一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、
前記スティフナを前記プリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とするパッケージ構造。 - 前記第１の加圧機構による加圧力は前記第２の加圧機構による加圧力よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のパッケージ構造。
- 前記パッケージ基板に設けられ、当該パッケージ基板を前記プリント基板に電気的に接続するためのソケットを更に有することを特徴とする請求項１記載のパッケージ構造。
- 前記パッケージ基板は樹脂製であることを特徴とする請求項１記載のパッケージ構造。
- 前記第１及び第２の加圧機構は、２種類の弾性部材と、当該２種類の弾性部材を結合する結合部材とを有することを特徴とする請求項１記載のパッケージ構造。
- 前記スティフナは前記パッケージ基板と前記プリント基板との接続部をカバーしていることを特徴とする請求項１記載のパッケージ構造。
- 前記ヒートシンクと前記発熱性回路素子とを熱的に接続し、前記パッケージ基板には接続されていないヒートスプレッダを更に有することを特徴とする請求項１記載のパッケージ構造。
- パッケージ構造を搭載したプリント基板であって、
前記パッケージ構造は、
発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、
前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクと、
前記発熱性回路素子の周りで、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板との間に配置されたスティフナと、
前記ヒートシンクと前記スティフナのうちの一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、
前記スティフナを前記プリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とするプリント基板。 - パッケージ構造を搭載したプリント基板を搭載した電子機器であって、
前記パッケージ構造は、
発熱性回路素子を搭載したパッケージ基板と、
前記発熱性回路素子を放熱するためのヒートシンクと、
前記発熱性回路素子の周りで、前記ヒートシンクと前記パッケージ基板との間に配置されたスティフナと、
前記ヒートシンクと前記スティフナのうちの一方を他方に対して加圧する第１の加圧機構と、
前記スティフナを前記プリント基板に加圧する第２の加圧機構とを有することを特徴とする電子機器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002371709A JP4036742B2 (ja) | 2002-09-18 | 2002-12-24 | パッケージ構造、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器 |
| US10/662,815 US7428154B2 (en) | 2002-09-18 | 2003-09-16 | Package structure, printed circuit board mounted with the same, electronic apparatus having the printed circuit board |
| EP03255862A EP1401017A3 (en) | 2002-09-18 | 2003-09-18 | Package structure for printed circuit board |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002270859 | 2002-09-18 | ||
| JP2002371709A JP4036742B2 (ja) | 2002-09-18 | 2002-12-24 | パッケージ構造、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004165586A JP2004165586A (ja) | 2004-06-10 |
| JP4036742B2 true JP4036742B2 (ja) | 2008-01-23 |
Family
ID=31949591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002371709A Expired - Fee Related JP4036742B2 (ja) | 2002-09-18 | 2002-12-24 | パッケージ構造、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7428154B2 (ja) |
| EP (1) | EP1401017A3 (ja) |
| JP (1) | JP4036742B2 (ja) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4003230B2 (ja) * | 2003-01-23 | 2007-11-07 | 船井電機株式会社 | ボールグリッドアレイ型ｉｃの実装構造 |
| WO2005104314A2 (fr) * | 2004-04-13 | 2005-11-03 | Sa Intexys | Procede de fabrication de circuits electroniques et optoelectroniques |
| JP4500347B2 (ja) | 2005-02-02 | 2010-07-14 | 富士通株式会社 | パッケージ実装モジュール |
| WO2006087770A1 (ja) | 2005-02-15 | 2006-08-24 | Fujitsu Limited | パッケージユニット |
| US7518235B2 (en) * | 2005-03-08 | 2009-04-14 | International Business Machines Corporation | Method and structure to provide balanced mechanical loading of devices in compressively loaded environments |
| US7870888B2 (en) * | 2005-08-26 | 2011-01-18 | Illinois Tool Works Inc. | Base for heat radiator, heat dissipation assembly for central processing unit, and method of using the same |
| CN101305460A (zh) * | 2005-11-11 | 2008-11-12 | 艾利森电话股份有限公司 | 冷却组件 |
| JP2007184351A (ja) | 2006-01-05 | 2007-07-19 | Nec Electronics Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| US7375963B2 (en) * | 2006-04-11 | 2008-05-20 | International Business Machines Corporation | System and method for cooling a module |
| US9713258B2 (en) * | 2006-04-27 | 2017-07-18 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit chip packaging |
| US7476568B2 (en) * | 2006-06-30 | 2009-01-13 | Intel Corporation | Wafer-level assembly of heat spreaders for dual IHS packages |
| US7492598B2 (en) * | 2006-09-20 | 2009-02-17 | Cisco Technology, Inc. | Heatsink attachment mechanism |
| CN101601131A (zh) * | 2007-02-15 | 2009-12-09 | 日本电气株式会社 | 用于安装半导体封装的结构 |
| JP5223212B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2013-06-26 | 日本電気株式会社 | ヒートシンクを備える電子部品の実装構造 |
| KR101405342B1 (ko) * | 2007-11-26 | 2014-06-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | 인쇄 회로 기판 어셈블리와 이를 포함하는 액정 표시 장치 |
| US7626822B2 (en) * | 2007-12-12 | 2009-12-01 | Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. | Heat sink assembly for multiple electronic components |
| US7667970B2 (en) * | 2007-12-27 | 2010-02-23 | Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. | Heat sink assembly for multiple electronic components |
| US7729121B1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-06-01 | Intel Corporation | Removable package underside device attach |
| CN102845143B (zh) * | 2009-08-18 | 2015-05-20 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 装置安装系统和方法 |
| US7957148B1 (en) | 2009-12-08 | 2011-06-07 | International Business Machines Corporation | Low profile computer processor retention device |
| JP5585071B2 (ja) | 2009-12-18 | 2014-09-10 | 富士通株式会社 | 電子装置及びその製造方法 |
| JP4818429B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-11-16 | 株式会社東芝 | 電子機器 |
| CN102401358B (zh) * | 2010-09-10 | 2016-08-03 | 欧司朗股份有限公司 | 冷却体的制造方法、冷却体以及具有该冷却体的照明装置 |
| CN102705336B (zh) * | 2011-03-28 | 2015-08-12 | 富瑞精密组件（昆山）有限公司 | 具有防滑功能的螺丝及使用该螺丝的电子装置 |
| JP6015009B2 (ja) | 2012-01-25 | 2016-10-26 | 富士通株式会社 | 電子装置及びその製造方法 |
| US20130308274A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | Triquint Semiconductor, Inc. | Thermal spreader having graduated thermal expansion parameters |
| DE102012014813B9 (de) | 2012-07-26 | 2016-06-16 | Wieland-Werke Ag | Strukturierte Kühlkörper in Modulbauweise |
| DE112013007422T5 (de) * | 2013-09-10 | 2016-06-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleitervorrichtung und Halbleitermodul |
| TWI657132B (zh) | 2013-12-19 | 2019-04-21 | Henkel IP & Holding GmbH | 具有基質及經密封相變材料分散於其中之組合物及以其組裝之電子裝置 |
| US10170391B2 (en) * | 2014-05-09 | 2019-01-01 | Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. | Backside initiated uniform heat sink loading |
| US9818669B2 (en) * | 2014-08-06 | 2017-11-14 | Honeywell International Inc. | Printed circuit board assembly including conductive heat transfer |
| JP6421491B2 (ja) * | 2014-08-13 | 2018-11-14 | 富士通株式会社 | 電子機器 |
| US10128723B2 (en) | 2015-07-07 | 2018-11-13 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Printed circuit board spacer |
| US9733441B2 (en) * | 2015-10-29 | 2017-08-15 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Heat dissipation clamp and methods, devices and systems for facilitating heat dissipation in optical communications modules |
| US10334715B2 (en) * | 2015-12-18 | 2019-06-25 | Intel Corporation | Systems, methods and devices for a package securing system |
| US9913361B2 (en) * | 2016-01-06 | 2018-03-06 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit device assembly |
| LT3309913T (lt) * | 2016-10-17 | 2025-01-27 | Universität Stuttgart | Spinduliuotės lauko stiprintuvo sistema |
| EP3309914B1 (en) | 2016-10-17 | 2024-12-11 | Universität Stuttgart | Radiation field amplifier system |
| JP2018181593A (ja) * | 2017-04-12 | 2018-11-15 | 株式会社ニックス | 導通固定ピン及びこれを用いた導通固定方法 |
| JP7115032B2 (ja) * | 2018-05-24 | 2022-08-09 | 富士通株式会社 | 基板 |
| CN110972443B (zh) * | 2018-09-30 | 2023-09-15 | 泰科电子(上海)有限公司 | 散热装置和壳体组件 |
| CN110972444B (zh) * | 2018-09-30 | 2022-09-06 | 泰科电子(上海)有限公司 | 散热装置和壳体组件 |
| DE102019103071A1 (de) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | Fujitsu Client Computing Limited | Computersystem und wärmeleitkörper |
| CN113675154B (zh) * | 2020-05-13 | 2024-11-15 | 华为技术有限公司 | 芯片模块及电子设备 |
| US12080614B2 (en) | 2020-10-26 | 2024-09-03 | Mediatek Inc. | Lidded semiconductor package |
| JP2022072518A (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-17 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 放熱構造体 |
| CN112291984B (zh) * | 2020-11-04 | 2022-04-22 | 南京巴斯勒自动化设备有限公司 | 一种电压暂降监测装置 |
| US12315780B2 (en) | 2021-02-26 | 2025-05-27 | Intel Corporation | Technologies for processor loading mechanisms |
| CN115379700B (zh) * | 2021-05-20 | 2025-05-23 | 华为技术有限公司 | 单板、电子设备及制造方法 |
| JP7721322B2 (ja) * | 2021-05-21 | 2025-08-12 | キヤノン株式会社 | 電子機器および撮像装置 |
| CN115701747A (zh) * | 2021-08-02 | 2023-02-10 | 华为技术有限公司 | 电子装置 |
| US12279395B2 (en) | 2021-09-14 | 2025-04-15 | Intel Corporation | Patterned bolster plate and composite back plate for semiconductor chip LGA package and cooling assembly retention |
| US12476167B2 (en) * | 2022-03-16 | 2025-11-18 | Intel Corporation | Semiconductor chip package thermo-mechanical cooling assembly |
| JP7704085B2 (ja) * | 2022-07-01 | 2025-07-08 | 信越半導体株式会社 | ヒートスプレッタ構造付き部材とその作製方法 |
| US20230038805A1 (en) * | 2022-09-29 | 2023-02-09 | Intel Corporation | Methods, systems, apparatus, and articles of manufacture to control load distribution of integrated circuit packages |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL294497A (ja) | 1963-06-24 | |||
| EP0637079A1 (en) | 1993-07-30 | 1995-02-01 | Sun Microsystems, Inc. | Upgradable multi-chip module |
| JPH11284097A (ja) | 1998-03-30 | 1999-10-15 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JP3252255B2 (ja) | 1997-10-29 | 2002-02-04 | 日本航空電子工業株式会社 | Ｉｃソケット |
| US6198630B1 (en) | 1999-01-20 | 2001-03-06 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for electrical and mechanical attachment, and electromagnetic interference and thermal management of high speed, high density VLSI modules |
| US6282093B1 (en) | 1999-06-11 | 2001-08-28 | Thomas & Betts International, Inc. | LGA clamp mechanism |
| JP2001281295A (ja) | 2000-03-28 | 2001-10-10 | Ando Electric Co Ltd | Ｉｃソケット |
| US6459582B1 (en) | 2000-07-19 | 2002-10-01 | Fujitsu Limited | Heatsink apparatus for de-coupling clamping forces on an integrated circuit package |
| US6449170B1 (en) * | 2000-08-30 | 2002-09-10 | Advanced Micro Devices, Inc. | Integrated circuit package incorporating camouflaged programmable elements |
| US6545879B1 (en) * | 2002-01-10 | 2003-04-08 | Tyco Electronics Corporation | Method and apparatus for mounting a lidless semiconductor device |
-
2002
- 2002-12-24 JP JP2002371709A patent/JP4036742B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-09-16 US US10/662,815 patent/US7428154B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-18 EP EP03255862A patent/EP1401017A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040084764A1 (en) | 2004-05-06 |
| JP2004165586A (ja) | 2004-06-10 |
| US7428154B2 (en) | 2008-09-23 |
| EP1401017A2 (en) | 2004-03-24 |
| EP1401017A3 (en) | 2005-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4036742B2 (ja) | パッケージ構造、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器 | |
| US5990552A (en) | Apparatus for attaching a heat sink to the back side of a flip chip package | |
| US7440282B2 (en) | Heat sink electronic package having compliant pedestal | |
| US6490161B1 (en) | Peripheral land grid array package with improved thermal performance | |
| US6483708B2 (en) | Heatsink apparatus for de-coupling clamping forces on an integrated circuit package | |
| US6245186B1 (en) | Electronic package with compressible heatsink structure | |
| US5926371A (en) | Heat transfer apparatus which accommodates elevational disparity across an upper surface of a surface-mounted semiconductor device | |
| US6212074B1 (en) | Apparatus for dissipating heat from a circuit board having a multilevel surface | |
| US6849942B2 (en) | Semiconductor package with heat sink attached to substrate | |
| JP5324773B2 (ja) | 回路モジュールとその製造方法 | |
| US7224048B1 (en) | Flip chip ball grid array package | |
| JP2001168562A (ja) | 回路モジュールの冷却装置およびこの冷却装置を有する電子機器 | |
| JP2006073651A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2004327951A (ja) | 半導体装置 | |
| JP4334542B2 (ja) | パッケージ構造 | |
| JPH10321775A (ja) | マルチチップモジュールの実装構造体 | |
| JP4467380B2 (ja) | 半導体パッケージ、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器 | |
| US6850411B1 (en) | Method and structure to support heat sink arrangement on chip carrier packages | |
| US7605020B2 (en) | Semiconductor chip package | |
| JP5120320B2 (ja) | パッケージ構造、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器 | |
| JPH09213847A (ja) | 半導体集積回路装置及びこの製造方法並びにそれを用いた電子装置 | |
| US20230056968A1 (en) | Substrate for facilitating one or more interconnections of an opto-electrical device | |
| JP3348937B2 (ja) | 半導体集積回路装置およびその組立方法 | |
| JPH065748A (ja) | 半導体チップの実装構造 | |
| TW423107B (en) | Chip package having a heat sink |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051125 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071005 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071030 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071030 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111109 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111109 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121109 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121109 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131109 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |