JP4451752B2 - Heat dissipation member and semiconductor parts - Google Patents
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Description
本発明は、半導体の放熱部材に関する。 The present invention relates to a semiconductor heat dissipation member.
特許文献1には、CPUの上面にコの字型バネの一方の面を固定し、他方の面を金属製の筐体の天板に接触することにより、CPUの熱をコの字型バネを介して筐体へ放熱する技術が開示されている。 In Patent Document 1, one surface of a U-shaped spring is fixed to the upper surface of a CPU, and the other surface is brought into contact with a top plate of a metal casing, whereby the heat of the CPU is decreased. A technique for dissipating heat to a housing via a housing is disclosed.
特許文献1に記載の技術において、CPUの熱を筐体へ効率よく放熱させるためには、ネジ止め等によりコの字型バネを筐体に固定して両者の接触面を大きくする必要がある。しかし、両者を固定させた場合、CPUに機械的なストレスがかかる。CPUがBGA(Ball Grid Array)の場合、このストレスが大きいと、CPUの基板への半田付けが剥がれる場合もある。CPUにかかるストレスを小さくするために、コの字型バネにリン青銅等の弾性のある金属を利用することが考えられる。しかし、リン青銅等の弾性のある金属は、銅やアルミ等の放熱板として一般に利用されている金属に比べて放熱性が劣る。このため、やはりCPUの熱を筐体へ効率よく放熱させることができない。また、特許文献1に記載の技術では、コの字型バネを筐体の天板に固定することとなるため、メンテナンスの作業性が悪くなる。 In the technique described in Patent Document 1, in order to efficiently dissipate the heat of the CPU to the housing, it is necessary to fix the U-shaped spring to the housing by screwing or the like to increase the contact surface between them. . However, when both are fixed, mechanical stress is applied to the CPU. When the CPU is a BGA (Ball Grid Array), if this stress is large, soldering of the CPU to the board may be peeled off. In order to reduce the stress applied to the CPU, it is conceivable to use an elastic metal such as phosphor bronze for the U-shaped spring. However, an elastic metal such as phosphor bronze is inferior in heat dissipation compared to a metal generally used as a heat sink such as copper or aluminum. For this reason, the heat of the CPU cannot be efficiently radiated to the housing. Moreover, in the technique described in Patent Document 1, the U-shaped spring is fixed to the top plate of the housing, so that maintenance workability is deteriorated.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、半導体チップの熱を筐体へ効率よく放熱させることにある。また、メンテナンスの作業性が悪化するのを防止することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to efficiently dissipate heat of a semiconductor chip to a housing. Another object is to prevent the maintenance workability from deteriorating.
上記課題を解決するために、本発明では、弾性を有する平板に半導体チップを放熱するための金属箔を設けている。また、この平板を金属製の筐体の側面に固定するための固定部材を設けている。 In order to solve the above problems, in the present invention, a metal foil for radiating heat from a semiconductor chip is provided on an elastic flat plate. A fixing member for fixing the flat plate to the side surface of the metal housing is provided.
例えば、本発明は、半導体チップを放熱するための放熱部材であって、弾性を有する平板と、前記半導体チップを含む基板を収容する金属製の筐体の側面に、前記平板を固定するための放熱を兼ねた固定部材と、前記平板の前記半導体チップとの接触面に設けられた、前記半導体チップの熱を前記固定部材を介して前記筐体へ放熱するための金属箔と、を備え、前記固定部材は、一端がL字型に折り曲げられたU字形状板であり、前記折り曲げられた部分に前記平板が取り付けられ、前記U字形状板は、U字形状部分の両方の面を貫くように形成された、前記筐体の側面に前記U字形状板をネジ止めするためのネジ孔部を有する。 For example, the present invention is a heat dissipating member for radiating a semiconductor chip, and is for fixing the flat plate to a side surface of a metal housing that houses a flat plate having elasticity and a substrate including the semiconductor chip. A fixing member that also serves as heat dissipation, and a metal foil that is provided on a contact surface of the flat plate with the semiconductor chip, for radiating heat of the semiconductor chip to the housing via the fixing member, The fixing member is a U-shaped plate whose one end is bent into an L shape, and the flat plate is attached to the bent portion, and the U-shaped plate penetrates both surfaces of the U-shaped portion. A screw hole for screwing the U-shaped plate is formed on the side surface of the housing .
本発明によれば、弾性を有する平板を用いているので、筐体に固定した場合に半導体チップにかかる機械的なストレスを軽減できる。また、平板に半導体チップを放熱するための金属箔を設けているので、平板に弾性はあるが放熱性の劣る金属を用いた場合でも、半導体チップの熱を筐体に放熱することができる。また、この平板を金属製の筐体の側面に固定するようにしているので、メンテナンスの作業性が悪化するのを防止できる。 According to the present invention, since the elastic flat plate is used, the mechanical stress applied to the semiconductor chip when it is fixed to the housing can be reduced. Further, since the metal foil for radiating the semiconductor chip is provided on the flat plate, the heat of the semiconductor chip can be radiated to the housing even when a metal having elasticity but inferior heat dissipation is used on the flat plate. In addition, since the flat plate is fixed to the side surface of the metal casing, it is possible to prevent the maintenance workability from being deteriorated.
以下に、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図1は、本発明の一実施形態である半導体部品が筐体の側面に取り付けられた様子を示す概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a semiconductor component according to an embodiment of the present invention is attached to a side surface of a housing.
図示するように、本実施形態の半導体部品1は、BGAタイプの半導体チップ(例えば描画LSI)11と、半導体チップ11の熱を金属製の筐体の側面4に放熱するための放熱板12と、半導体チップ11の熱を放熱板12に伝えるための熱伝導材(例えば熱伝導シート)13と、を有する。なお、熱伝導材13は、放熱板12を半導体チップ11の表面に接着させる接着剤としても機能する。半導体チップ11は、半田ボールによりモジュール基板2に取り付けられている。本実施形態の半導体部品1を搭載する装置がナビゲーション装置である場合、基板モジュール2は例えばCIS(Car Information System)モジュールである。この基板モジュール2は、さらにメイン基板1に搭載されていてもよい。また、放熱板12は、ネジ5により金属製の筐体の側面4に取り付けられる。
As shown in the figure, a semiconductor component 1 of this embodiment includes a BGA type semiconductor chip (for example, a drawing LSI) 11, and a
図2は放熱板12の概観図であり、図2(A)は正面図、図2(B)上面図、図2(C)は底面図、そして、図2(D)は左側面図である。図示するように、放熱板12は、平板121と、金属箔122と、固定板123と、を有する。
2A and 2B are schematic views of the
平板121は、既存の放熱板によく利用されるアルミ板や銅板等に比べて、高い弾性(バネ性)を有する。平板121に弾性を持たせることにより、半導体チップ11が取り付けられた放熱板12を筐体の側面4に固定した場合に、半導体チップ11にかかる機械的なストレスを軽減できる。平板121には、例えばリン青銅板が用いられる。
The
金属箔122は、例えば接着剤により、平板121の半導体チップ11との接触面に貼り付けられる。金属箔122は、既存のバネ板によく利用されるリン青銅板等に比べて、高い放熱性を有する。放熱性の高い金属箔122を、平板121の半導体チップ11との接触面に設けることにより、半導体チップ11の熱を効率よく固定板123に伝えることができる。金属箔122には、例えばアルミ箔や銅箔が利用される。なお、金属箔122の厚みは、平板121の弾性を阻害しない程度の薄さ(弾性)であればよい。したがって、金属箔122には、薄板も含まれる。
The
固定板123は、金属箔122が貼り付けられた平板121を、金属製の筐体の側面4に固定するため部材である。固定板123は、一方の面の端部AがL字型に折り曲げられたU字形状板であり、折り曲げられた部分1231が金属箔123と接触するようにして、加締め124等により平板121に固定される。固定板123は、アルミ板や銅板といった放熱性の高い金属板が用いられる。固定板123に放熱性の高い金属板を用いることにより、金属箔123を伝わってきた半導体チップ11の熱を効率よく金属性の筐体の側面4に放熱することができる。また、固定板123は、U字形状部分Bの両方の面を貫くように形成された、金属性の筐体の側面4に固定板123をネジ止めするためのネジ孔部1232を有する。図1に示すように、ネジ孔部1232および筐体の側面4に設けられたネジ孔部(不図示)にネジ5を通して、U字形状部分Bが閉じる方向に力が加わるようにネジ締めすることで、筐体の側面4に固定板123を取り付けることにより、ネジ締めの際に加わる機械的なストレスの一部をU字形状部分Bで吸収できる。したがって、放熱板12に取り付けられた半導体チップ11にかかる機械的なストレスを軽減できる。
The
以上、本発明の一実施形態について説明した。 The embodiment of the present invention has been described above.
本実施形態によれば、放熱板12に弾性を有する平板121を用いているので、筐体に固定した場合に半導体チップ11にかかる機械的なストレスを軽減できる。したがって、BGAタイプのような機械的なストレスにより基板2から剥がれやすい半導体チップ11に好適な放熱板12を提供できる。また、平板121に半導体チップ11を放熱するための金属箔122を設けているので、平板121に弾性はあるが放熱性の劣る金属を用いた場合でも、半導体チップ11の熱を筐体に効率よく放熱できる。また、放熱板12を筐体の側面4に固定するので、メンテナンスの作業性が悪化するのを防止できる。
According to this embodiment, since the elastic
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、平板121および固定板123のそれぞれに異なる材料(金属板)を用い、加締め等により両者を組み合わせている。しかし、本発明はこれに限定されない。平板121および固定板123に同じ材料(平板121の材料、つまり、弾性を有する金属板)を用い、両者を一体形成してもよい。そして、この一体形成板の半導体チップ11との接触面に設けられた金属箔122を、この一体形成板の筐体の側面4との接触面まで延長させることで、半導体チップ11の熱を筐体の側面4に放熱させるようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, Many deformation | transformation are possible within the range of the summary. For example, in the above embodiment, different materials (metal plates) are used for the
また、上記の実施形態では、放熱板12をネジ5により筐体の側面4に取り付けているが、ネジ以外の止め具あるいは接着剤により放熱板12を筐体の側面4に取り付けるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the
1:半導体部品、2:モジュール基板、3:メイン基板、4:金属製の筐体の側面、5:ネジ、11:半導体チップ、12:放熱板、13:熱伝導材、121:平板、122:金属箔、123:固定板、1232:ネジ孔部 1: semiconductor component, 2: module substrate, 3: main substrate, 4: side surface of metal housing, 5: screw, 11: semiconductor chip, 12: heat sink, 13: heat conduction material, 121: flat plate, 122 : Metal foil, 123: Fixed plate, 1232: Screw hole
Claims (3)
弾性を有する平板と、
前記半導体チップを含む基板を収容する金属製の筐体の側面に、前記平板を固定するための放熱を兼ねた固定部材と、
前記平板の前記半導体チップとの接触面に設けられた、前記半導体チップの熱を前記固定部材を介して前記筐体へ放熱するための金属箔と、を備え、
前記固定部材は、一端がL字型に折り曲げられたU字形状板であり、前記折り曲げられた部分に前記平板が取り付けられ、
前記U字形状板は、U字形状部分の両方の面を貫くように形成された、前記筐体の側面に前記U字形状板をネジ止めするためのネジ孔部を有すること
を特徴とする放熱部材。 A heat dissipating member for dissipating the semiconductor chip,
An elastic flat plate;
A fixing member that also serves as heat dissipation for fixing the flat plate to a side surface of a metal housing that houses a substrate including the semiconductor chip,
A metal foil provided on a contact surface of the flat plate with the semiconductor chip for radiating heat of the semiconductor chip to the housing through the fixing member ;
The fixing member is a U-shaped plate whose one end is bent into an L shape, and the flat plate is attached to the bent portion.
The U-shaped plate has screw holes for screwing the U-shaped plate on the side surface of the housing, which are formed so as to penetrate both surfaces of the U-shaped portion. Heat dissipation member.
前記平板は、リン青銅板であり、
前記金属箔は、銅箔あるいはアルミ箔であり、
前記固定部材は、銅板あるいはアルミ板であること
を特徴とする放熱部材。 The heat dissipating member according to claim 1 ,
The flat plate is a phosphor bronze plate,
The metal foil is a copper foil or an aluminum foil,
The heat radiating member, wherein the fixing member is a copper plate or an aluminum plate.
前記放熱部材の金属箔と熱伝導材を介して接触するBGA(Ball Grid Array)の半導体チップと、
前記半導体チップが搭載された基板と、を有すること
を特徴とする半導体部品。 The heat dissipating member according to claim 1 or 2 ,
A semiconductor chip of BGA (Ball Grid Array) in contact with the metal foil of the heat radiating member via a heat conductive material;
And a substrate on which the semiconductor chip is mounted.
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