JP7043918B2 - Integrated circuit equipment and electronic equipment - Google Patents

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Description

本発明は集積回路装置及び電子装置に関する。 The present invention relates to integrated circuit devices and electronic devices.

回路基板に集積回路を実装して構成された集積回路装置では、集積回路からの発熱を効率よく筐体から外部に放熱する構成が重要である。特許文献１では、回路基板に実装された集積回路にヒートスプレッダを伝熱的に設け、さらにそのヒートスプレッダを筐体に伝熱的に設け、集積回路からの発熱をヒートスプレッダから筐体に熱拡散することで外部に放熱するようにしている。つまり、装置全体の温度均一化を図ることにより、集積回路装置の放熱性能を向上するようにしている。 In an integrated circuit device configured by mounting an integrated circuit on a circuit board, it is important to efficiently dissipate heat generated from the integrated circuit from the housing to the outside. In Patent Document 1, a heat spreader is heat-transferredly provided in an integrated circuit mounted on a circuit board, and the heat spreader is heat-transferred to a housing to dissipate heat from the integrated circuit from the heat spreader to the housing. I try to dissipate heat to the outside. That is, the heat dissipation performance of the integrated circuit device is improved by making the temperature of the entire device uniform.

特開平１１－２８９０３６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-289036

ところで、集積回路は発熱温度が最大となった場合であっても前記集積回路の耐熱温度を上回らないように設計されているものの、上述のように集積回路装置の放熱性能を装置全体の温度均一化により向上させる構成では、一方の集積回路が他方の集積回路から受熱することにより前記集積回路の耐熱温度を超過する懸念がある。 By the way, although the integrated circuit is designed so as not to exceed the heat resistant temperature of the integrated circuit even when the heat generation temperature becomes maximum, as described above, the heat dissipation performance of the integrated circuit device is made uniform in the temperature of the entire device. There is a concern that the heat resistant temperature of the integrated circuit may be exceeded due to the heat received by one integrated circuit from the other integrated circuit in the configuration improved by the conversion.

集積回路の発熱状況に応じて上記の問題が発生する具体例を説明する。一方の集積回路の発熱温度が他方の集積回路よりも高い場合、一方の集積回路の温度を下げるため、他方の集積回路はヒートスプレッダを介して一方の集積回路からの発熱を受熱することになる。 A specific example in which the above problem occurs depending on the heat generation state of the integrated circuit will be described. When the heat generation temperature of one integrated circuit is higher than that of the other integrated circuit, the temperature of one integrated circuit is lowered, so that the other integrated circuit receives heat from one integrated circuit via a heat spreader.

ここで、耐熱温度の低い集積回路（以下、低耐熱集積回路と称する）の発熱温度が耐熱温度の高い集積回路（以下、高耐熱集積回路と称する）よりも高い場合を想定する。この場合、高耐熱集積回路は低耐熱集積回路から受熱することになるものの、高耐熱集積回路の耐熱温度は低耐熱集積回路の耐熱温度よりも高いことから、高耐熱集積回路が低耐熱集積回路から受熱して前記高耐熱集積回路の発熱温度よりも高温になった場合であっても、高耐熱集積回路の温度が前記高耐熱集積回路の耐熱温度を上回ってしまうことはなく支障を生じることはない。 Here, it is assumed that the heat generation temperature of an integrated circuit having a low heat resistant temperature (hereinafter referred to as a low heat resistant integrated circuit) is higher than that of an integrated circuit having a high heat resistant temperature (hereinafter referred to as a high heat resistant integrated circuit). In this case, the high heat resistant integrated circuit receives heat from the low heat resistant integrated circuit, but the heat resistant temperature of the high heat resistant integrated circuit is higher than the heat resistant temperature of the low heat resistant integrated circuit. Even when the temperature of the high heat-resistant integrated circuit becomes higher than the heat generation temperature of the high heat-resistant integrated circuit, the temperature of the high heat-resistant integrated circuit does not exceed the heat-resistant temperature of the high heat-resistant integrated circuit, which causes a problem. There is no.

一方、高耐熱集積回路の発熱温度が低耐熱集積回路よりも高い場合を想定すると、低耐熱集積回路が高耐熱集積回路から受熱することにより前記低耐熱集積回路の耐熱温度を超過する懸念がある。この懸念の対策として、集積回路に対応して伝熱的にヒートスプレッダを個別に設け、集積回路間での熱拡散を回避する方法も考えられるが、各集積回路が個別に対応するヒートスプレッダに熱拡散させる必要があることから、ヒートスプレッダの放熱性能を十分に発揮させることができず、装置全体としての放熱性能は低下してしまう。 On the other hand, assuming that the heat generation temperature of the high heat resistant integrated circuit is higher than that of the low heat resistant integrated circuit, there is a concern that the low heat resistant integrated circuit receives heat from the high heat resistant integrated circuit and exceeds the heat resistant temperature of the low heat resistant integrated circuit. .. As a countermeasure for this concern, it is conceivable to provide heat transfer individual heat spreaders corresponding to the integrated circuits to avoid heat diffusion between the integrated circuits, but each integrated circuit can heat spread to the corresponding heat spreader individually. Since it is necessary to make the heat spreader sufficiently, the heat dissipation performance of the heat spreader cannot be fully exhibited, and the heat dissipation performance of the entire device is deteriorated.

このような問題点は集積回路装置の駆動条件の変更による発熱量の低減や、集積回路装置や筐体への新たな冷却機構の適応によって解決可能であるが、製品性能の低下やコストの増加を招く問題を生じる。 Such problems can be solved by reducing the amount of heat generated by changing the drive conditions of the integrated circuit device and applying a new cooling mechanism to the integrated circuit device and the housing, but the product performance is reduced and the cost is increased. Causes problems that lead to.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、集積回路からの発熱を装置全体の温度均一化により放熱性能を向上する構成において、発熱温度の低い集積回路が発熱温度の高い集積回路から受熱するにしても支障を生じることがない集積回路装置及び電子装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to integrate heat generated from an integrated circuit with a high heat generation temperature in an integrated circuit having a low heat generation temperature in a configuration for improving heat dissipation performance by equalizing the temperature of the entire apparatus. It is an object of the present invention to provide an integrated circuit device and an electronic device that do not cause any trouble even if heat is received from the circuit.

請求項１の発明によれば、回路基板（９）に実装された集積回路（１１Ａ，１１Ｂ）が駆動により発熱すると、集積回路（１１Ａ，１１Ｂ）からの発熱は対応して伝熱的に設けられたヒートスプレッダ（１２Ａ，１２Ｂ）にそれぞれ伝熱されて熱拡散する。このとき、第１ヒートスプレッダ（１２Ａ）と第２ヒートスプレッダ（１２Ｂ）とは伝熱的に設けられているので、集積回路（１１Ａ，１１Ｂ）からの発熱はヒートスプレッダ（１２Ａ，１２Ｂ）に熱拡散され、最終的に筐体（２）から外部に放熱される。このように装置全体の温度均一化を図ることで放熱性能を向上することができる。 According to the invention of claim 1, when the integrated circuit (11A, 11B) mounted on the circuit board (9) generates heat by driving, the heat generated from the integrated circuit (11A, 11B) is correspondingly provided as heat transfer. Heat is transferred to and diffused by the heat spreaders (12A and 12B). At this time, since the first heat spreader (12A) and the second heat spreader (12B) are provided in a heat transfer manner, the heat generated from the integrated circuits (11A, 11B) is thermally diffused to the heat spreaders (12A, 12B). Finally, heat is dissipated from the housing (2) to the outside. By making the temperature of the entire device uniform in this way, the heat dissipation performance can be improved.

しかしながら、このような構成では、装置全体の温度均一化により発熱温度の低い方の集積回路は発熱温度の高い方の集積回路から受熱することになるから、発熱温度の低い方の集積回路の温度は前記集積回路の発熱温度よりも高くなるが、発熱温度の高い方の集積回路が低耐熱集積回路（１１Ｂ）の場合は、高耐熱集積回路（１１Ａ）が低耐熱集積回路（１１Ｂ）から受熱するにしても前記高耐熱集積回路（１１Ａ）の耐熱温度を超過することはなく支障を生じることはない。これに対して、発熱温度の高い方の集積回路が高耐熱集積回路（１１Ａ）の場合は、低耐熱集積回路（１１Ｂ）が高耐熱集積回路（１１Ａ）から受熱することで前記低耐熱集積回路（１１Ｂ）の耐熱温度を超過する懸念がある。 However, in such a configuration, the integrated circuit having the lower heat generation temperature receives heat from the integrated circuit having the higher heat generation temperature due to the temperature uniformity of the entire device. Therefore, the temperature of the integrated circuit having the lower heat generation temperature is received. Is higher than the heat generation temperature of the integrated circuit, but when the integrated circuit with the higher heat generation temperature is the low heat resistant integrated circuit (11B), the high heat resistant integrated circuit (11A) receives heat from the low heat resistant integrated circuit (11B). Even so, the heat resistant temperature of the high heat resistant integrated circuit (11A) will not be exceeded and no problem will occur. On the other hand, when the integrated circuit having the higher heat generation temperature is the high heat resistant integrated circuit (11A), the low heat resistant integrated circuit (11B) receives heat from the high heat resistant integrated circuit (11A) to receive the heat from the high heat resistant integrated circuit (11A). There is a concern that the heat resistant temperature of (11B) will be exceeded.

ここで、断熱部（１７）は、低耐熱集積回路（１１Ｂ）の温度に応じて第１ヒートスプレッダ（１２Ａ）と第２ヒートスプレッダ（１２Ｂ）との間を断熱するので、発熱温度の低い方の低耐熱集積回路（１１Ｂ）が発熱温度の高い方の高耐熱集積回路（１１Ａ）から受熱することが抑制されるようになる。この結果、低耐熱集積回路（１１Ｂ）の温度が前記低耐熱集積回路（１１Ｂ）の耐熱温度を超過してしまうことを抑止することが可能となり、支障を生じることを防止できる。 Here, since the heat insulating portion (17) insulates between the first heat spreader (12A) and the second heat spreader (12B) according to the temperature of the low heat resistant integrated circuit (11B), the lower heat generation temperature is lower. The heat-resistant integrated circuit (11B) is prevented from receiving heat from the higher heat-resistant integrated circuit (11A) having a higher heat generation temperature. As a result, it is possible to prevent the temperature of the low heat-resistant integrated circuit (11B) from exceeding the heat-resistant temperature of the low heat-resistant integrated circuit (11B), and it is possible to prevent problems.

第１実施形態における要部を示す断面図Sectional drawing which shows the main part in 1st Embodiment 模式的に示す電子装置の断面図Schematic cross-sectional view of an electronic device 模式的に示す集積回路装置の断面図Schematic cross-sectional view of an integrated circuit device ヒートスプレッダの支持構造を示す断面図Sectional drawing which shows the support structure of a heat spreader 断熱部を分解して示す斜視図Perspective view showing the heat insulating part disassembled 断熱部を分解して示す断面図Cross-sectional view showing the heat insulating part disassembled 温度に応じた動作状態を模式的に示す断熱部の断面図Cross-sectional view of the heat insulating part schematically showing the operating state according to the temperature 各ヒートスプレッダ間が伝熱状態における熱の拡散状態を模式的に示す要部の断面図Cross-sectional view of the main part schematically showing the heat diffusion state in the heat transfer state between each heat spreader 各ヒートスプレッダが断熱状態における熱の拡散状態を模式的に示す要部の断面図Cross-sectional view of the main part schematically showing the heat diffusion state in the heat insulation state of each heat spreader. 第２実施形態における断熱部を分解して示す断面図A cross-sectional view showing the heat insulating portion in the second embodiment in an exploded manner. 第３実施形態における断熱部の断面図Sectional drawing of the heat insulating part in 3rd Embodiment 電気的構成を示すブロック図Block diagram showing electrical configuration

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図９を参照しながら説明する。
図２に模式的に示すように、電子装置１は、金属または樹脂からなる筐体２を外殻としている。筐体２は下側筐体２ａと上側筐体２ｂとを一体化して構成されており、内部に密閉空間３が形成されている。下側筐体２ａの上端周縁部には段部２ａ１が形成されており、その段部２ａ１にメイン基板４の周縁部が載置された状態で上側筐体２ｂが下側筐体２ａに接合されている。これにより、メイン基板４は、筐体２内の密閉空間３に位置決め状態で収納されている。 (First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
As schematically shown in FIG. 2, the electronic device 1 has a housing 2 made of metal or resin as an outer shell. The housing 2 is configured by integrating the lower housing 2a and the upper housing 2b, and a closed space 3 is formed inside. A step portion 2a1 is formed on the upper end peripheral portion of the lower housing 2a, and the upper housing 2b is joined to the lower housing 2a in a state where the peripheral portion of the main board 4 is placed on the step portion 2a1. Has been done. As a result, the main board 4 is housed in the sealed space 3 in the housing 2 in a positioned state.

メイン基板４の両面には電子部品が実装されている。電子部品としては、集積回路装置（ＩＣチップ）５、フリップチップ、ダイオードなどの表面実装部品６、抵抗やコンデンサやコイルなどの図示しないディスクリート部品である。 Electronic components are mounted on both sides of the main board 4. Electronic components include integrated circuit devices (IC chips) 5, surface mount components 6 such as flip chips and diodes, and discrete components (not shown) such as resistors, capacitors, and coils.

上述したようにメイン基板４は筐体２内の密閉空間３に収納されており、メイン基板４に実装された電子部品からの発熱、特に高温となる集積回路装置５からの発熱を次のようにして外部に放熱するように構成されている。 As described above, the main board 4 is housed in the enclosed space 3 in the housing 2, and the heat generated from the electronic components mounted on the main board 4, especially the heat generated from the integrated circuit device 5, which becomes high temperature, is as follows. It is configured to dissipate heat to the outside.

上側筐体２ｂの天井面の裏側において集積回路装置５に対向する部位には膨出部２ｂ１が一体形成されている。この膨出部２ｂ１は上側筐体２ｂを金型成型する際に同時に形成されており、その膨出部２ｂ１の表面が集積回路装置５の表面と近接状態で対向している。集積回路装置５は放熱グリースや放熱ゲルなどの放熱材７を介して膨出部２ｂ１に伝熱的に接続されており、集積回路装置５からの発熱は放熱材７を介して筐体２に熱拡散されることで外部に放熱される。 A bulging portion 2b1 is integrally formed at a portion facing the integrated circuit device 5 on the back side of the ceiling surface of the upper housing 2b. The bulging portion 2b1 is formed at the same time when the upper housing 2b is molded, and the surface of the bulging portion 2b1 faces the surface of the integrated circuit device 5 in a close state. The integrated circuit device 5 is heat-transferredly connected to the bulging portion 2b1 via a heat-dissipating material 7 such as heat-dissipating grease or heat-dissipating gel, and heat generated from the integrated circuit device 5 is transferred to the housing 2 via the heat-dissipating material 7. Heat is dissipated to the outside by heat diffusion.

集積回路装置５は、図３に模式的に示すように、多数のバンプとしてのはんだボール（バンプ）８によりＦＣ－ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）を構成することでメイン基板４に電気的に接合されている。 As schematically shown in FIG. 3, the integrated circuit device 5 is electrically bonded to the main board 4 by forming an FC-BGA (ball grid array) with solder balls (bumps) 8 as a large number of bumps. ing.

集積回路装置５は、インターポーザ９（回路基板に相当）、はんだボール１０、集積回路１１、ヒートスプレッダ１２から構成されている。インターポーザ９上にはんだボール１０により集積回路１１が実装されている。インターポーザ９は内層配線９ａが形成されており、その内層配線９ａを介して集積回路１１の所定の端子とメイン基板４の所定の端子とを電気的に接続する接続回路として機能する。集積回路１１は放熱材１３を介してヒートスプレッダ１２に伝熱的に接続されている。尚、集積回路１１は図示しない接着材によりインターポーザ９に固着されている。 The integrated circuit device 5 includes an interposer 9 (corresponding to a circuit board), a solder ball 10, an integrated circuit 11, and a heat spreader 12. The integrated circuit 11 is mounted on the interposer 9 by the solder balls 10. The interposer 9 is formed with an inner layer wiring 9a, and functions as a connection circuit for electrically connecting a predetermined terminal of the integrated circuit 11 and a predetermined terminal of the main board 4 via the inner layer wiring 9a. The integrated circuit 11 is heat-transferredly connected to the heat spreader 12 via the heat radiating material 13. The integrated circuit 11 is fixed to the interposer 9 with an adhesive (not shown).

さて、本実施形態では、図１に模式的に示すように、インターボーザ９には複数の集積回路１１Ａ，１１Ｂが実装されており、各集積回路１１Ａ，１１Ｂに対応してヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂがメイン基板４に設けられている。各集積回路１１Ａ，１１Ｂは放熱材１３を介して対応するヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂと伝熱的に設けられ、さらにヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂは放熱材７を介して筐体２に伝熱的に接続されている。
以上のような構成により、各集積回路１１Ａ，１１Ｂからの発熱はヒートスプレッダ１２，１２Ｂを介して筐体２に熱拡散して外部に放熱される。 By the way, in this embodiment, as schematically shown in FIG. 1, a plurality of integrated circuits 11A and 11B are mounted on the interbosa 9, and heat spreaders 12A and 12B are provided corresponding to the integrated circuits 11A and 11B. It is provided on the main board 4. The integrated circuits 11A and 11B are heat-transferred to the corresponding heat spreaders 12A and 12B via the heat-dissipating material 13, and the heat spreaders 12A and 12B are heat-transferredly connected to the housing 2 via the heat-dissipating material 7. There is.
With the above configuration, the heat generated from the integrated circuits 11A and 11B is thermally diffused to the housing 2 via the heat spreaders 12 and 12B and dissipated to the outside.

ここで、インターポーザ９に実装された各集積回路１１Ａ，１１Ｂの耐熱温度が異なっているのが通常であり、以下、インターポーザ９に高耐熱集積回路１１Ａと低耐熱集積回路１１Ｂとが実装されているものとして説明する。この場合、高耐熱集積回路１１Ａとは低耐熱集積回路１１Ｂと比較して耐熱温度が高い集積回路という意味であり、耐熱温度の相対的な比較により定義されている。また、高耐熱集積回路１１Ａに対応して第１ヒートスプレッダ１２Ａが設けられ、低耐熱集積回路１１Ｂに対応して第２ヒートスプレッダ１２Ｂが設けられているものとする。 Here, the heat-resistant temperatures of the integrated circuits 11A and 11B mounted on the interposer 9 are usually different, and hereinafter, the high heat-resistant integrated circuit 11A and the low heat-resistant integrated circuit 11B are mounted on the interposer 9. Explain as a thing. In this case, the high heat resistant integrated circuit 11A means an integrated circuit having a higher heat resistant temperature than the low heat resistant integrated circuit 11B, and is defined by a relative comparison of the heat resistant temperature. Further, it is assumed that the first heat spreader 12A is provided corresponding to the high heat resistant integrated circuit 11A, and the second heat spreader 12B is provided corresponding to the low heat resistant integrated circuit 11B.

高耐熱集積回路１１Ａと低耐熱集積回路１１Ｂの耐熱温度としては、高耐熱集積回路１１Ａが例えばＳｏＣ（System on Chip）の場合は約１２５℃、低耐熱集積回路１１Ｂがメモリの場合は９５～１０５℃である。 The heat resistant temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A and the low heat resistant integrated circuit 11B is about 125 ° C. when the high heat resistant integrated circuit 11A is, for example, SoC (System on Chip), and 95 to 105 when the low heat resistant integrated circuit 11B is a memory. ℃.

第１ヒートスプレッダ１２Ａは、メイン基板４に位置決めされた状態で固定されている。一方、第２ヒートスプレッダ１２Ｂは、メイン基板４に対して平行移動（図示横方向へ移動）可能に設けられている。つまり、メイン基板４上には非金属製、例えば樹脂製のずれ防止ボス１４が立設されており、そのずれ防止ボス１４により第２ヒートスプレッダ１２Ｂがメイン基板４に対して平行移動可能に支持されている。 The first heat spreader 12A is fixed to the main substrate 4 in a positioned state. On the other hand, the second heat spreader 12B is provided so as to be able to translate (move in the horizontal direction in the drawing) with respect to the main substrate 4. That is, a non-metal, for example, resin, slip prevention boss 14 is erected on the main board 4, and the slip prevention boss 14 supports the second heat spreader 12B so as to be able to translate with respect to the main board 4. ing.

具体的には、図４に示すように、第２ヒートスプレッダ１２Ｂにおいてメイン基板４との対向面には穴部１５が形成されており、その穴部１５の入口は窄んだ形状に形成されている。ずれ防止ボス１４の先端には円錐台形状の支持部１４ａが形成されており、その支持部１４ａが穴部１５に挿入されて当該穴部１５の底面に当接している。また、ずれ防止ボス１４の中間部にはスポンジなどの円柱形状の弾性パッキン１６が装着されており、その弾性パッキン１６により第２ヒートスプレッダ１２Ｂの穴部１５の入口が閉鎖されている。 Specifically, as shown in FIG. 4, in the second heat spreader 12B, a hole portion 15 is formed on the surface facing the main substrate 4, and the entrance of the hole portion 15 is formed in a narrowed shape. There is. A truncated cone-shaped support portion 14a is formed at the tip of the slip prevention boss 14, and the support portion 14a is inserted into the hole portion 15 and abuts on the bottom surface of the hole portion 15. Further, a cylindrical elastic packing 16 such as a sponge is attached to the middle portion of the slip prevention boss 14, and the entrance of the hole portion 15 of the second heat spreader 12B is closed by the elastic packing 16.

以上のような構造を採用することにより、第２ヒートスプレッダ１２Ｂがずれ防止ボス１４に支持されていると共に、振動等により第２ヒートスプレッダ１２Ｂの位置が図１に示す通常位置からずれてしまうことを防止している。また、ヒートスプレッダの穴部１５の入口を弾性パッキン１６により閉鎖することで穴部１５に異物が進入してしまうことを防止している。 By adopting the above structure, the second heat spreader 12B is supported by the displacement prevention boss 14 and the position of the second heat spreader 12B is prevented from being displaced from the normal position shown in FIG. 1 due to vibration or the like. is doing. Further, by closing the inlet of the hole 15 of the heat spreader with the elastic packing 16, foreign matter is prevented from entering the hole 15.

ここで、第１ヒートスプレッダ１２Ａと第２ヒートスプレッダ１２Ｂとの間（以下、各ヒートスプレッダ間と称する）は所定温度以下では面接触しており、その面接触により各ヒートスプレッダ間は伝熱状態にある。各ヒートスプレッダ間が伝熱状態とは、一方のヒートスプレッダから他方のヒートスプレッダに熱拡散可能な状態を意味しており、各ヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂを介した熱拡散により装置全体の温度均一化が図られている。 Here, between the first heat spreader 12A and the second heat spreader 12B (hereinafter, referred to as between the heat spreaders) is in surface contact at a predetermined temperature or lower, and the surface contact causes heat transfer between the heat spreaders. The heat transfer state between the heat spreaders means a state in which heat can be diffused from one heat spreader to the other heat spreader, and the temperature of the entire apparatus is made uniform by heat diffusion via the heat spreaders 12A and 12B. There is.

このような装置全体の温度均一化により、高耐熱集積回路１１Ａ、低耐熱集積回路１１Ｂ、第１ヒートスプレッダ１２Ａ、第２ヒートスプレッダ１２Ｂは同一温度と見なすことができる。 Due to the temperature uniformity of the entire device, the high heat resistant integrated circuit 11A, the low heat resistant integrated circuit 11B, the first heat spreader 12A, and the second heat spreader 12B can be regarded as having the same temperature.

さて、第１ヒートスプレッダ１２Ａと第２ヒートスプレッダ１２Ｂとの間には断熱部１７が介在するように設けられている。
断熱部１７は、前記断熱部１７の温度に応じて各ヒートスプレッダ間を断熱する部材として機能するもので、図５及び図６に示すように、熱膨張材１８（保護部に相当）、熱伝導シート１９、第２ヒートスプレッダ１２Ｂに一体形成された凸部１２Ｂ１から構成されている。第２ヒートスプレッダ１２Ｂの凸部１２Ｂ１は、第１ヒートスプレッダ１２Ａを指向した角柱状をなしている。熱膨張材１８は両端が開口した角筒状をなしており、凸部１２Ｂ１を遊嵌状態で内包する（図７（ａ）参照）。これにより、熱膨張材１８は凸部１２Ｂ１に完全に密着していないので、凸部１２Ｂ１からの抵抗を受けることなく伸縮自在となっている。 By the way, a heat insulating portion 17 is provided between the first heat spreader 12A and the second heat spreader 12B.
The heat insulating portion 17 functions as a member that insulates between the heat spreaders according to the temperature of the heat insulating portion 17, and as shown in FIGS. 5 and 6, the thermal expansion material 18 (corresponding to the protective portion) and heat conduction. It is composed of a convex portion 12B1 integrally formed with the sheet 19 and the second heat spreader 12B. The convex portion 12B1 of the second heat spreader 12B has a prismatic shape directed to the first heat spreader 12A. The thermal expansion material 18 has a square cylinder shape with both ends open, and includes the convex portion 12B1 in a loosely fitted state (see FIG. 7A). As a result, since the thermal expansion material 18 is not completely in close contact with the convex portion 12B1, it can be expanded and contracted without receiving resistance from the convex portion 12B1.

熱膨張材１８の両端部１８ａは、第１ヒートスプレッダ１２Ａ及び第２ヒートスプレッダ１２Ｂにそれぞれ気密に固定されており、熱膨張材１８の内側には凸部１２Ｂ１を気密に内包する密閉空気層が形成されている。つまり、各ヒートスプレッダ間の面接触部位は熱膨張材１８により外部から保護された形態となっている。このように熱膨張材１８により各ヒートスプレッダ間の面接触部位を保護しているのは、放熱材７などの異物の進入により各ヒートスプレッダ間の接触状態が阻害されることが懸念されるからであり、熱膨張材１８を筒状にして面接触部位を外部から保護することで異物の進入を防いでいる。 Both ends 18a of the heat expansion material 18 are airtightly fixed to the first heat spreader 12A and the second heat spreader 12B, respectively, and a closed air layer that airtightly encloses the convex portion 12B1 is formed inside the heat expansion material 18. ing. That is, the surface contact portion between the heat spreaders is protected from the outside by the thermal expansion material 18. The reason why the thermal expansion material 18 protects the surface contact portion between the heat spreaders in this way is that there is a concern that the contact state between the heat spreaders may be hindered by the entry of foreign matter such as the heat radiating material 7. The thermal expansion material 18 is formed into a tubular shape to protect the surface contact portion from the outside, thereby preventing foreign matter from entering.

一方、第２ヒートスプレッダ１２Ｂに設けられた凸部１２Ｂ１の先端面が第１ヒートスプレッダ１２Ａに直接接触する構造では、振動や金属干渉によりヒートスプレッダの接触部から騒音が発生することが懸念されることから、熱伝導シート１９をヒートスプレッダ間に挿入することで騒音を防ぐようにしている。熱伝導シート１９は、第２ヒートスプレッダ１２Ｂの凸部１２Ｂ１の先端面に取り付けられており、図７（ａ）に示すように第１ヒートスプレッダ１２Ａに面接触している。 On the other hand, in the structure in which the tip surface of the convex portion 12B1 provided on the second heat spreader 12B directly contacts the first heat spreader 12A, there is a concern that noise may be generated from the contact portion of the heat spreader due to vibration or metal interference. The heat conductive sheet 19 is inserted between the heat spreaders to prevent noise. The heat conductive sheet 19 is attached to the tip surface of the convex portion 12B1 of the second heat spreader 12B, and is in surface contact with the first heat spreader 12A as shown in FIG. 7A.

第１ヒートスプレッダ１２Ａには空気通路２０が形成されている。この空気通路２０は、第２ヒートスプレッダ１２Ｂの凸部１２Ｂ１に装着された熱伝導シート１９が接触する部位とインターポーザ９に対向する部位とを連結しており、例えば直径０．５ｍｍ程度の大きさに形成されている。この場合、空気通路２０が外方を臨む口部は放熱材７が進入しにくい集積回路１１側に設けるようにしているが、空気通路２０から細かい異物が進入した場合であっても異物を熱伝導シート１９によって吸着可能なため、各ヒートスプレッダ間の接触に影響を及ぼすことを抑制できる。 An air passage 20 is formed in the first heat spreader 12A. The air passage 20 connects a portion where the heat conductive sheet 19 mounted on the convex portion 12B1 of the second heat spreader 12B comes into contact with a portion facing the interposer 9, and has a diameter of, for example, about 0.5 mm. It is formed. In this case, the mouth portion where the air passage 20 faces the outside is provided on the integrated circuit 11 side where the heat radiating material 7 is difficult to enter, but even when a fine foreign substance enters from the air passage 20, the foreign substance heats up. Since it can be adsorbed by the conductive sheet 19, it is possible to suppress the influence on the contact between the heat spreaders.

本実施形態で用いられているヒートスプレッダ１２，１２Ｂの材質としてアルミニウムを用いた。熱膨張材１８として線膨張係数３００×１０-6／Ｋｍのシリコーンゴムを用いた。熱伝導シート１９の長さは５ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ、熱伝導率５Ｗ／ｍ・Ｋのものを用いた。ヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂの表面状態や異物（例えばはんだボール：直径０．３ｍｍ）によって生じた粗さを吸収するために、熱伝導シート１９は厚さ０．５ｍｍ以上とした。 Aluminum was used as the material of the heat spreaders 12 and 12B used in this embodiment. As the thermal expansion material 18, a silicone rubber having a linear expansion coefficient of 300 × 10 -6 / km was used. A heat conductive sheet 19 having a length of 5 mm, a thickness of 0.05 mm, and a heat conductivity of 5 W / m · K was used. The heat conductive sheet 19 has a thickness of 0.5 mm or more in order to absorb the roughness caused by the surface condition of the heat spreaders 12A and 12B and foreign matter (for example, a solder ball: diameter 0.3 mm).

ここで、本実施形態では、熱膨張材１８を膨張させる熱源として、集積回路１１で発生してヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂに拡散された熱を利用するようにした。つまり、低耐熱集積回路１１Ｂが耐熱温度となった際の断熱部１７の温度を予め計測しておき、断熱部１７の温度がその温度に近づいたら各ヒートスプレッダ間に十分な空気層を形成するように熱膨張材１８が伸長するように設計した。上記の材料を用いた場合は、１２５℃に温度上昇すると、約１４０μｍの空気層を形成することが可能となる。 Here, in the present embodiment, the heat generated in the integrated circuit 11 and diffused in the heat spreaders 12A and 12B is used as the heat source for expanding the thermal expansion material 18. That is, the temperature of the heat insulating portion 17 when the low heat resistant integrated circuit 11B reaches the heat resistant temperature is measured in advance, and when the temperature of the heat insulating portion 17 approaches that temperature, a sufficient air layer is formed between the heat spreaders. The thermal expansion material 18 was designed to be elongated. When the above material is used, when the temperature rises to 125 ° C., it becomes possible to form an air layer of about 140 μm.

また、上述したように第１ヒートスプレッダ１２Ａはメイン基板４に固定され、第２ヒートスプレッダ１２Ｂは可動可能であるもののメイン基板４に立設されたずれ防止ボス１４によって可動範囲が制限されていることから、図４に示す横方向の可動域は熱膨張材１８の膨張収縮を阻害しない大きさである約１４０μｍ以上とした。 Further, as described above, the first heat spreader 12A is fixed to the main board 4, and the second heat spreader 12B is movable, but the range of motion is limited by the slip prevention boss 14 erected on the main board 4. The lateral range of motion shown in FIG. 4 is set to about 140 μm or more, which is a size that does not hinder the expansion and contraction of the heat expansion material 18.

次に、断熱部１７の動作について説明する。
高耐熱集積回路１１Ａや低耐熱集積回路１１Ｂが発熱すると、その熱は各ヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂに熱拡散するので、装置全体の温度均一化により断熱部１７の温度も上昇するようになる。すると、熱膨張材１８が伸長するようになるので、第２ヒートスプレッダ１２Ｂが第１ヒートスプレッダ１２Ａから離間するようになる。このとき、熱膨張材１８の内側は密閉空間であるものの、図７（ｂ）に矢印で示すように空気通路２０から空気が流入して各ヒートスプレッダ間に密閉空気層が形成されるようになる。この結果、各ヒートスプレッダ間は断熱されるようになるので、各ヒートスプレッダ間の熱拡散が抑制されるようになる。 Next, the operation of the heat insulating portion 17 will be described.
When the high heat resistant integrated circuit 11A and the low heat resistant integrated circuit 11B generate heat, the heat is diffused to the heat spreaders 12A and 12B, so that the temperature of the heat insulating portion 17 also rises due to the temperature equalization of the entire apparatus. Then, since the thermal expansion material 18 is elongated, the second heat spreader 12B is separated from the first heat spreader 12A. At this time, although the inside of the thermal expansion material 18 is a closed space, air flows in from the air passage 20 as shown by an arrow in FIG. 7B, and a closed air layer is formed between the heat spreaders. .. As a result, the heat spreaders are insulated from each other, so that heat diffusion between the heat spreaders is suppressed.

一方、高耐熱集積回路１１Ａや低耐熱集積回路１１Ｂの発熱温度が低下すると、熱膨張材１８の温度も低下するようになるので、熱膨張材１８が収縮することで各ヒートスプレッダ間が元の接触した伝熱状態へと復帰するようになる。このとき、密閉空気層は消失するが、密閉空気層に位置していた空気は空気通路２０を介して外部に排気されるようになる。 On the other hand, when the heat generation temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A and the low heat resistant integrated circuit 11B decreases, the temperature of the thermal expansion material 18 also decreases. It will return to the heat transfer state. At this time, the closed air layer disappears, but the air located in the closed air layer is exhausted to the outside through the air passage 20.

以上のようにして、断熱部１７は、温度上昇に応じた熱膨張材１８の熱膨張によって空気層の厚みを制御することで各ヒートスプレッダ間を断熱状態とする一方、熱膨張材１８の両端が各ヒートスプレッダに接着されていることから、熱膨張材１８が完全に収縮するとヒートスプレッダ間が接触して元の伝熱状態へと復帰する。 As described above, the heat insulating portion 17 controls the thickness of the air layer by the thermal expansion of the heat expanding material 18 in response to the temperature rise, so that the heat spreaders are in a heat insulating state, while both ends of the heat expanding material 18 are in a heat insulating state. Since it is adhered to each heat spreader, when the heat expansion material 18 completely contracts, the heat spreaders come into contact with each other and return to the original heat transfer state.

上述したように、断熱部１７は、前記断熱部１７の温度上昇に応じて伸長することで空気層の厚みを制御するが、以下の説明では、前記断熱部１７の温度が低耐熱集積回路１１Ｂの耐熱温度以下の所定温度以下では各ヒートスプレッダ間は接触状態の伝熱状態、所定温度を上回ると離間状態の断熱状態となるものとして説明する。 As described above, the heat insulating portion 17 controls the thickness of the air layer by extending in response to the temperature rise of the heat insulating portion 17, but in the following description, the temperature of the heat insulating portion 17 is the low heat resistant integrated circuit 11B. It is assumed that the heat transfer state is in contact between the heat spreaders when the temperature is equal to or lower than the heat resistant temperature, and the heat insulation state is in a separated state when the temperature exceeds the predetermined temperature.

集積回路装置５に通電して駆動すると、インターポーザ９に実装された各集積回路１１Ａ，１１Ｂの温度が発熱により上昇する。このとき、各集積回路１１Ａ，１１Ｂからの発熱は当該集積回路１１Ａ，１１Ｂに対応して伝熱的に設けられたヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂに熱拡散する。 When the integrated circuit device 5 is energized and driven, the temperatures of the integrated circuits 11A and 11B mounted on the interposer 9 rise due to heat generation. At this time, the heat generated from the integrated circuits 11A and 11B is thermally diffused to the heat spreaders 12A and 12B provided in a heat transfer manner corresponding to the integrated circuits 11A and 11B.

ここで、各集積回路１１Ａ，１１Ｂの発熱温度は異なるのが通常であることから、温度が高い一方の集積回路からヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂを介して温度の低い他方の集積回路に熱拡散することになる。このようなヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂを介した熱拡散による温度均一化の結果、次のように温度の低い他方の集積回路が温度の高い一方の集積回路から受熱することになる。 Here, since the heat generation temperatures of the integrated circuits 11A and 11B are usually different, the heat is diffused from one integrated circuit having a high temperature to the other integrated circuit having a low temperature via the heat spreaders 12A and 12B. Become. As a result of temperature equalization by heat diffusion via the heat spreaders 12A and 12B, the other integrated circuit having a low temperature receives heat from the one integrated circuit having a high temperature as follows.

まず、低耐熱集積回路１１Ｂの発熱温度が高耐熱集積回路１１Ａの発熱温度よりも高い場合について説明する。この場合、低耐熱集積回路１１Ｂの発熱温度が所定温度以下の場合は、各ヒートスプレッダ間は面接触した伝熱状態となっている。これにより、低耐熱集積回路１１Ｂからの発熱は、図８に示すように第２ヒートスプレッダ１２Ｂから第１ヒートスプレッダ１２Ａに熱拡散すると同時に筐体２から外部に放熱される（図中に矢印で示す）。 First, a case where the heat generation temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B is higher than the heat generation temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A will be described. In this case, when the heat generation temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B is equal to or lower than the predetermined temperature, the heat transfer states are in surface contact between the heat spreaders. As a result, the heat generated from the low heat resistant integrated circuit 11B is dissipated from the second heat spreader 12B to the first heat spreader 12A as shown in FIG. ..

このようなヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂを介した熱拡散による装置全体の温度均一化により高耐熱集積回路１１Ａが低耐熱集積回路１１Ｂから受熱するようになるが、高耐熱集積回路１１Ａの耐熱温度は低耐熱集積回路１１Ｂの耐熱温度よりも高いことから、高耐熱集積回路１１Ａが低耐熱集積回路１１Ｂから受熱するにしても高耐熱集積回路１１Ａの耐熱温度を超過してしまうことはない。
尚、低耐熱集積回路１１Ｂの発熱温度が所定温度を上回る場合は、後述する断熱動作と同一となる。 The high heat resistant integrated circuit 11A receives heat from the low heat resistant integrated circuit 11B due to the temperature equalization of the entire apparatus by heat diffusion via the heat spreaders 12A and 12B, but the heat resistant temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A is low heat resistance. Since the temperature is higher than the heat resistant temperature of the integrated circuit 11B, even if the high heat resistant integrated circuit 11A receives heat from the low heat resistant integrated circuit 11B, the heat resistant temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A is not exceeded.
When the heat generation temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B exceeds a predetermined temperature, it is the same as the heat insulating operation described later.

高耐熱集積回路１１Ａの発熱温度が低耐熱集積回路１１Ｂの発熱温度よりも高い場合について説明する。この場合、高耐熱集積回路１１Ａの発熱温度が所定温度以下の場合は、図８に示す動作と同様となるので、その説明は省略する。 A case where the heat generation temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A is higher than the heat generation temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B will be described. In this case, when the heat generation temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A is equal to or lower than the predetermined temperature, the operation is the same as that shown in FIG. 8, and the description thereof will be omitted.

さて、高耐熱集積回路１１Ａの発熱温度が所定温度よりも高い場合は、断熱部１７により各ヒートスプレッダ間が離間した断熱状態となる。この結果、図８に示すように、高耐熱集積回路１１Ａからの発熱は第１ヒートスプレッダ１２Ａから第２ヒートスプレッダ１２Ｂへ熱拡散することが抑制され（図９中に破線の矢印で示す）、第１ヒートスプレッダ１２Ａのみに熱拡散して筐体２から放熱されるので（図９中に矢印で示す）、低耐熱集積回路１１Ｂが高耐熱集積回路１１Ａから受熱した場合であっても前記高耐熱集積回路１１Ａの耐熱温度を超過してしまうことを抑止することができる。 When the heat generation temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A is higher than the predetermined temperature, the heat insulating portion 17 causes the heat spreaders to be separated from each other in a heat insulating state. As a result, as shown in FIG. 8, the heat generated from the highly heat-resistant integrated circuit 11A is suppressed from being thermally diffused from the first heat spreader 12A to the second heat spreader 12B (indicated by the dashed arrow in FIG. 9), and the first Since heat is diffused only to the heat spreader 12A and radiated from the housing 2 (indicated by an arrow in FIG. 9), the high heat resistant integrated circuit 11B receives heat from the high heat resistant integrated circuit 11A. It is possible to prevent the heat spread temperature of 11A from being exceeded.

ここで、第１ヒートスプレッダ１２Ａからの発熱が筐体２を介して第２ヒートスプレッダ１２Ｂに回り込むことが懸念されるが、筐体２は外部に露出することで放熱材として機能していることから、筐体２の温度は装置内部の温度よりも大幅に低くなっている。これにより、第１ヒートスプレッダ１２Ａからの発熱が筐体２を介して第２ヒートスプレッダ１２Ｂに回り込んで熱拡散する影響は無視することができる。 Here, there is a concern that the heat generated from the first heat spreader 12A wraps around to the second heat spreader 12B via the housing 2, but since the housing 2 is exposed to the outside and functions as a heat radiating material. The temperature of the housing 2 is significantly lower than the temperature inside the device. As a result, the effect of heat generated from the first heat spreader 12A wrapping around to the second heat spreader 12B via the housing 2 and diffusing heat can be ignored.

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
断熱部１７は、第２ヒートスプレッダ１２Ｂを介して低耐熱集積回路１１Ｂと伝熱的に設けられており、低耐熱集積回路１１Ｂの温度に応じて伝熱状態の第１ヒートスプレッダ１２Ａとの間を断熱するので、低耐熱集積回路１１Ｂが高耐熱集積回路１１Ａから受熱することにより低耐熱集積回路１１Ｂの耐熱温度を超過する問題に対し、断熱部１７によって熱拡散の範囲を制御することで耐熱温度を超過することなく放熱能力を確保することが可能となる。 According to such an embodiment, the following effects can be obtained.
The heat insulating portion 17 is provided heat-transferringly between the low heat-resistant integrated circuit 11B via the second heat spreader 12B, and heat-insulates between the low heat-resistant integrated circuit 11B and the first heat spreader 12A in a heat-transferred state according to the temperature of the low heat-resistant integrated circuit 11B. Therefore, in response to the problem that the low heat resistant integrated circuit 11B receives heat from the high heat resistant integrated circuit 11A and exceeds the heat resistant temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B, the heat resistant temperature is controlled by controlling the range of heat diffusion by the heat insulating unit 17. It is possible to secure the heat dissipation capacity without exceeding it.

断熱部１７は、前記断熱部１７の温度に応じて伸長することで各ヒートスプレッダ間を離間させる熱膨張材１８を主体として構成されているので、簡単な構成で実施することができる。 Since the heat insulating portion 17 is mainly composed of the thermal expansion material 18 that expands according to the temperature of the heat insulating portion 17 to separate the heat spreaders from each other, the heat insulating portion 17 can be implemented with a simple configuration.

断熱部１７を構成する熱膨張材１８は、第２ヒートスプレッダ１２Ｂに一体形成された凸部１２Ｂ１を気密に内包する密閉空気層を形成するので、各ヒートスプレッダ間の面接触部位に異物が進入することを防止できる。 The thermal expansion material 18 constituting the heat insulating portion 17 forms a closed air layer that airtightly encloses the convex portion 12B1 integrally formed with the second heat spreader 12B, so that foreign matter enters the surface contact portion between the heat spreaders. Can be prevented.

第１ヒートスプレッダ１２Ａに熱膨張材１８内の密閉空気層と外部とを連通する空気通路２０を設けるようにしたので、熱膨張材１８は密閉空気層が増減する際の空気抵抗を受けることなく伸縮することができる。 Since the first heat spreader 12A is provided with an air passage 20 for communicating the closed air layer inside the heat expanding material 18 with the outside, the heat expanding material 18 expands and contracts without receiving air resistance when the closed air layer increases or decreases. can do.

第２ヒートスプレッダ１２Ｂに第１ヒートスプレッダ１２Ａとの間を伝熱的に接続する弾性状の熱伝導シート１９を装着したので、振動による騒音の発生や小さな異物の挟み込みを回避することができる。 Since the elastic heat conductive sheet 19 for heat-transferringly connecting the second heat spreader 12B to the first heat spreader 12A is attached, it is possible to avoid the generation of noise due to vibration and the pinching of small foreign substances.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図１０を参照して説明する。この第２実施形態は断熱部１７を形状記憶合金から構成したことを特徴とする。 (Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is characterized in that the heat insulating portion 17 is made of a shape memory alloy.

断熱部１７は、図１０に示すようにコイル状の形状記憶合金からなる熱膨張材２１を含んで構成されている。熱膨張材２１は、前記熱膨張材２１の温度が設定温度を上回ると収縮形状から伸長形状に切り替わるように記憶されている。熱膨張材２１の両端部は第１ヒートスプレッダ１２Ａと第２ヒートスプレッダ１２Ｂにそれぞれ固定されている。この場合、熱膨張材２１が形状記憶合金であることから、第１ヒートスプレッダ１２Ａから熱膨張材２１を介して第２ヒートスプレッダ１２Ｂに熱拡散することが懸念されることから、熱膨張材２１は断熱材を介して第１ヒートスプレッダ１２Ａに固定するのが望ましい。 As shown in FIG. 10, the heat insulating portion 17 includes a thermal expansion material 21 made of a coil-shaped shape memory alloy. The thermal expansion material 21 is stored so that when the temperature of the thermal expansion material 21 exceeds a set temperature, the contracted shape is switched to the elongated shape. Both ends of the thermal expansion material 21 are fixed to the first heat spreader 12A and the second heat spreader 12B, respectively. In this case, since the heat expansion material 21 is a shape memory alloy, there is a concern that heat is diffused from the first heat spreader 12A to the second heat spreader 12B via the heat spreader 21, so that the heat expansion material 21 is heat-insulated. It is desirable to fix it to the first heat spreader 12A via a material.

高耐熱集積回路１１Ａからの発熱が第１ヒートスプレッダ１２Ａから第２ヒートスプレッダ１２Ｂに熱拡散することで熱膨張材２１の温度が上昇し、その温度が形状記憶合金に記憶されている設定温度を上回ると、熱膨張材２１が一気に収縮形状から伸長形状に切り替わる。これにより、熱膨張材２１により各ヒートスプレッダ間が離間して断熱状態となるので、低耐熱集積回路１１Ｂが高耐熱集積回路１１Ａから受熱することを抑止することができる。 When the heat generated from the high heat resistant integrated circuit 11A is thermally diffused from the first heat spreader 12A to the second heat spreader 12B, the temperature of the thermal expansion material 21 rises, and when the temperature exceeds the set temperature stored in the shape memory alloy. , The thermal expansion material 21 switches from the contraction shape to the extension shape at once. As a result, the heat expansion material 21 separates the heat spreaders from each other to provide a heat insulating state, so that it is possible to prevent the low heat resistant integrated circuit 11B from receiving heat from the high heat resistant integrated circuit 11A.

以上のようにして第１ヒートスプレッダ１２Ａから第２ヒートスプレッダ１２Ｂへの熱拡散が抑制されるので、第２ヒートスプレッダ１２Ｂひいては熱膨張材２１の温度が所定温度以下に低下すると、熱膨張材２１が伸長形状から収縮形状に切り替わるようになる。これにより、第２ヒートスプレッダ１２Ｂが熱伝熱シート１９を介して第１ヒートスプレッダ１２Ａに面接触するようになるので、各ヒートスプレッダ間が伝熱状態となる。 Since the heat diffusion from the first heat spreader 12A to the second heat spreader 12B is suppressed as described above, when the temperature of the second heat spreader 12B and the heat expansion material 21 drops below a predetermined temperature, the heat expansion material 21 has an elongated shape. Will switch to a contraction shape. As a result, the second heat spreader 12B comes into surface contact with the first heat spreader 12A via the heat transfer sheet 19, so that the heat transfer state is established between the heat spreaders.

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
形状記憶合金からなる熱膨張材２１により各ヒートスプレッダ間を断熱するようにしたので、高耐熱集積回路１１Ａの発熱温度が低耐熱集積回路１１Ｂの耐熱温度を上回るような場合であっても、第１実施形態と同様に、低耐熱集積回路１１Ｂが高耐熱集積回路１１Ａから受熱することで前記低耐熱集積回路１１Ｂの耐熱温度を超過してしまうことを防止できる。 According to such an embodiment, the following effects can be obtained.
Since the heat spreaders are insulated from each other by the heat expansion material 21 made of the shape memory alloy, even if the heat generation temperature of the high heat resistant integrated circuit 11A exceeds the heat resistant temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B, the first Similar to the embodiment, it is possible to prevent the low heat resistant integrated circuit 11B from exceeding the heat resistant temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B by receiving heat from the high heat resistant integrated circuit 11A.

熱膨張材２１が設定温度に達すると、各ヒートスプレッダ間は伝熱状態から断熱状態に一気に切り替わるので、第１実施形態に比較して、各ヒートスプレッダ１２Ａ，１２Ｂによる熱拡散の機能を最大限発揮させることができる。
尚、各ヒートスプレッダ間の面接触部位への異物の進入を防止するために熱膨張材２１を伸縮性の筒状部材（保護部に相当）で被覆するのが望ましい。 When the heat expansion material 21 reaches the set temperature, the heat transfer state is switched to the heat insulation state at once between the heat spreaders. Therefore, the heat diffusion function of the heat spreaders 12A and 12B is maximized as compared with the first embodiment. be able to.
It is desirable to cover the thermal expansion material 21 with an elastic tubular member (corresponding to a protective portion) in order to prevent foreign matter from entering the surface contact portion between the heat spreaders.

（第３実施形態）
第３実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。この第３実施形態は、断熱部１７を構成する熱膨張材１８を発熱体で加熱することを特徴とする。 (Third Embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. The third embodiment is characterized in that the thermal expansion material 18 constituting the heat insulating portion 17 is heated by a heating element.

図１１に示すように、熱膨張材１８にはニクロム線のような発熱体２２が巻回されており、発熱体２２に熱膨張材１８が伝熱的に設けられている。この発熱体２２は熱膨張材１８の温度を変更する役割を有する。低耐熱集積回路１１Ｂには、図１２に示すように、サーミスタやダイオード等の検出部２３が伝熱的に設けられている。検出部２３が検出した検出温度は制御回路２４に出力されている。尚、検出部２３を低耐熱集積回路１１Ｂ内に設けるようにしても良い。 As shown in FIG. 11, a heating element 22 such as a nichrome wire is wound around the thermal expansion material 18, and the heating element 18 is heat-transferredly provided on the heating element 22. The heating element 22 has a role of changing the temperature of the thermal expansion material 18. As shown in FIG. 12, the low heat resistant integrated circuit 11B is provided with a detection unit 23 such as a thermistor and a diode for heat transfer. The detected temperature detected by the detection unit 23 is output to the control circuit 24. The detection unit 23 may be provided in the low heat resistant integrated circuit 11B.

制御回路２４は、検出部２３による検出温度に応じて発熱体２２に通電するもので、検出部２３により低耐熱集積回路１１Ｂの温度を測定し、当該温度となるように発熱体２２に通電して発熱させる。これにより、発熱体２２により熱膨張材１８が低耐熱集積回路１１Ｂとほぼ同一温度に制御されるので、低耐熱集積回路１１Ｂの温度が耐熱温度に近づいた場合は熱膨張材１８により各ヒートスプレッダ間を断熱することができる。 The control circuit 24 energizes the heating element 22 according to the temperature detected by the detection unit 23, measures the temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B by the detection unit 23, and energizes the heating element 22 so as to reach the temperature. To generate heat. As a result, the thermal expansion material 18 is controlled to be substantially the same temperature as the low heat resistant integrated circuit 11B by the heating element 22, so that when the temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B approaches the heat resistant temperature, the thermal expansion material 18 between the heat spreaders. Can be insulated.

制御回路２４としてはマイクロコンピュータを用いることで実現できるが、マイクロコンピュータを用いることなく検出部２３による検出温度と発熱体２２への通電電流が比例関係となるように制御するアナログ回路を採用することができる。 The control circuit 24 can be realized by using a microcomputer, but an analog circuit that controls the detection temperature by the detection unit 23 and the energizing current to the heating element 22 so as to have a proportional relationship is adopted without using a microcomputer. Can be done.

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
制御回路２４は、低耐熱集積回路１１Ｂの温度を検出し、その温度に応じて熱膨張材１８を低耐熱集積回路１１Ｂと同一温度となるように発熱体２２により加熱するので、低耐熱集積回路１１Ｂからの発熱を熱膨張材１８に直接伝熱したようにすることが可能となる。これにより、低耐熱集積回路１１Ｂの温度に応じて各ヒートスプレッダ間を確実に断熱することが可能となる。 According to such an embodiment, the following effects can be obtained.
The control circuit 24 detects the temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B, and heats the thermal expansion material 18 by the heating element 22 so as to have the same temperature as the low heat resistant integrated circuit 11B according to the temperature. It is possible to transfer the heat generated from 11B directly to the thermal expansion material 18. This makes it possible to reliably insulate between each heat spreader according to the temperature of the low heat resistant integrated circuit 11B.

熱膨張材１８は発熱体２２により加熱されるので、熱膨張材１８を第２ヒートスプレッダ１２Ｂと伝熱的に設けることなく実施することができる。
制御回路２４により熱膨張材１８を熱膨張する構成であるので、制御回路２４の動作設定により熱膨張材１８を一気に膨張させて各ヒートスプレッダ間を一気に断熱させたり、段階的に膨張させて各ヒートスプレッダ間を段階的に断熱させたりすることができる。
尚、第１実施形態の熱膨張材１８に適用した実施形態を説明したが、第２実施形態の熱膨張材２１に適用するようにしても良い。 Since the heat expansion material 18 is heated by the heating element 22, the heat expansion material 18 can be implemented without providing the heat expansion material 18 with the second heat spreader 12B in a heat transfer manner.
Since the thermal expansion material 18 is thermally expanded by the control circuit 24, the thermal expansion material 18 is expanded at once according to the operation setting of the control circuit 24 to insulate the heat spreaders at once, or the heat spreaders are expanded stepwise to each heat spreader. The space can be insulated step by step.
Although the embodiment applied to the thermal expansion material 18 of the first embodiment has been described, it may be applied to the thermal expansion material 21 of the second embodiment.

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、集積回路装置５として高耐熱集積回路１１Ａ及び低耐熱集積回路１１Ｂが一対設けられた構成を説明したが、上述した高耐熱集積回路と低耐熱集積回路との関係を満足すれば一つの高耐熱集積回路に複数の低耐熱集積回路を設けたり、一つの低耐熱集積回路に複数の高耐熱集積回路を設けたり、複数の高耐熱集積回路と複数の低耐熱集積回路とを設けても良い。 (Other embodiments)
In each of the above embodiments, a configuration in which a pair of high heat resistant integrated circuits 11A and low heat resistant integrated circuits 11B are provided as the integrated circuit device 5 has been described, but the relationship between the high heat resistant integrated circuits and the low heat resistant integrated circuits described above is satisfied. For example, one high heat resistant integrated circuit may be provided with multiple low heat resistant integrated circuits, one low heat resistant integrated circuit may be provided with multiple high heat resistant integrated circuits, or multiple high heat resistant integrated circuits and multiple low heat resistant integrated circuits may be provided. It may be provided.

第２ヒートスプレッダ１２Ｂに加えて第１ヒートスプレッダ１２Ａにも凸部を一体形成しても良いし、第１ヒートスプレッダ１２Ａのみに凸部を一体形成しても良い。
空気通路２０を熱膨張材１８に設けるようにしても良い。 In addition to the second heat spreader 12B, the convex portion may be integrally formed on the first heat spreader 12A, or the convex portion may be integrally formed only on the first heat spreader 12A.
The air passage 20 may be provided in the thermal expansion material 18.

各ヒートスプレッダ間の面接触部位を外部から保護する保護部を熱膨張材１８と異なる部材から構成しても良い。この場合、熱膨張材１８により各ヒートスプレッダ間の面接触部位を保護する必要がなくなる。 The protective portion that protects the surface contact portion between the heat spreaders from the outside may be made of a member different from the thermal expansion material 18. In this case, it is not necessary to protect the surface contact portion between the heat spreaders by the thermal expansion material 18.

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described in accordance with embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to such embodiments or structures. The present disclosure also includes various variations and variations within a uniform range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are within the scope and scope of the present disclosure.

図面中、１は電子装置、２は筐体、４はメイン基板、９はインターポーザ（回路基板）、１１Ａは高耐熱集積回路、１１Ｂは低耐熱集積回路、１２Ａは第１ヒートスプレッダ、１２Ｂは第２ヒートスプレッダ、１２Ｂ１は凸部、１７は断熱部、１８は熱膨張材（保護部）、１８ａは両端部、１９は熱伝導シート、２０は空気通路、２２は発熱体、２３は検出部、２４は制御回路である。 In the drawing, 1 is an electronic device, 2 is a housing, 4 is a main board, 9 is an interposer (circuit board), 11A is a high heat resistant integrated circuit, 11B is a low heat resistant integrated circuit, 12A is the first heat spreader, and 12B is the second. Heat spreader, 12B1 is a convex part, 17 is a heat insulating part, 18 is a heat expansion material (protection part), 18a is both ends, 19 is a heat conductive sheet, 20 is an air passage, 22 is a heating element, 23 is a detection part, and 24 is. It is a control circuit.

Claims (10)

回路基板（９）に実装された耐熱温度が高い高耐熱集積回路（１１Ａ）及び耐熱温度が低い低耐熱集積回路（１１Ｂ）と、
前記高耐熱集積回路と伝熱的に設けられた第１ヒートスプレッダ（１２Ａ）と、
前記低耐熱集積回路と伝熱的に設けられると共に前記第１ヒートスプレッダと接触することで伝熱的に設けられた第２ヒートスプレッダ（１２Ｂ）と、
前記低耐熱集積回路の温度に応じて前記第１ヒートスプレッダと前記第２ヒートスプレッダとの間を離間することで断熱する断熱部（１７）と、
を備えた集積回路装置。 A high heat-resistant integrated circuit (11A) with a high heat-resistant temperature and a low heat-resistant integrated circuit (11B) with a low heat-resistant temperature mounted on the circuit board (9).
The first heat spreader (12A) provided with the high heat resistance integrated circuit and heat transfer,
A second heat spreader (12B) provided heat-transferringly to the low heat-resistant integrated circuit and heat-transferringly provided by contacting with the first heat spreader.
A heat insulating portion (17) that insulates by separating the first heat spreader and the second heat spreader according to the temperature of the low heat resistant integrated circuit.
Integrated circuit device with. 前記断熱部は、前記第２ヒートスプレッダと伝熱的に設けられ、前記断熱部の温度に応じて前記第１ヒートスプレッダと前記第２ヒートスプレッダとの間を離間する熱膨張材（１８，２１）である請求項１に記載の集積回路装置。 The heat insulating portion is a thermal expansion material (18, 21) that is heat-transferred to the second heat spreader and separates the first heat spreader from the second heat spreader according to the temperature of the heat insulating portion. The integrated circuit device according to claim 1. 前記第２ヒートスプレッダは、前記第１ヒートスプレッダに対して離間可能に設けられ、
前記熱膨張材は、前記第１ヒートスプレッダと前記第２ヒートスプレッダとの間に介在され、前記熱膨張材の温度に応じて膨張することで前記第２ヒートスプレッダを前記第１ヒートスプレッダから離間させる請求項２に記載の集積回路装置。 The second heat spreader is provided so as to be separable from the first heat spreader.
The second heat spreader is interposed between the first heat spreader and the second heat spreader, and expands according to the temperature of the heat spreader to separate the second heat spreader from the first heat spreader. The integrated circuit device described in. 前記第１ヒートスプレッダと前記第２ヒートスプレッダとの接触部位に異物が付着することを防止する保護部を備えた請求項１から３の何れか一項に記載の集積回路装置。 The integrated circuit device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a protective portion for preventing foreign matter from adhering to a contact portion between the first heat spreader and the second heat spreader. 前記第１ヒートスプレッダと前記第２ヒートスプレッダとの接触部位に異物が付着することを防止する保護部と、
前記第１ヒートスプレッダまたは／及び前記第２ヒートスプレッダにおいて、他方のヒートスプレッダに接触する凸部（１２Ｂ１）と、を備え、
前記熱膨張材は、両端が開口した筒状に形成されており、両端部（１８ａ）が前記第１ヒートスプレッダ及び前記第２ヒートスプレッダにそれぞれ気密に固定されることにより前記凸部を気密に内包する密閉空気層を形成することで前記保護部として機能する請求項２又は３に記載の集積回路装置。 A protective unit that prevents foreign matter from adhering to the contact portion between the first heat spreader and the second heat spreader.
The first heat spreader and / and the second heat spreader include a protrusion (12B1) that contacts the other heat spreader.
The thermal expansion material is formed in a cylindrical shape with both ends open, and the convex portions are airtightly enclosed by the both end portions (18a) being airtightly fixed to the first heat spreader and the second heat spreader, respectively. The integrated circuit device according to claim 2 or 3 , which functions as the protection unit by forming an airtight layer. 前記密閉空気層と外部とを連通する空気通路（２０）を備えた請求項５に記載の集積回路装置。 The integrated circuit device according to claim 5, further comprising an air passage (20) that communicates the closed air layer with the outside. 前記断熱部を加熱する発熱体（２２）と
前記低耐熱集積回路の温度を検出する検出部（２３）と、
前記検出部による検出温度に応じて前記発熱体に通電制御する制御回路（２４）と、
を備えた請求項１から６の何れか一項に記載の集積回路装置。 A heating element (22) that heats the heat insulating portion, a detection unit (23) that detects the temperature of the low heat resistant integrated circuit, and
A control circuit (24) that controls energization of the heating element according to the temperature detected by the detection unit, and
The integrated circuit apparatus according to any one of claims 1 to 6. 前記制御回路は、前記発熱体の発熱温度が前記検出部による検出温度となるように前記発熱体に通電制御する請求項７に記載の集積回路装置。 The integrated circuit device according to claim 7, wherein the control circuit controls energization of the heating element so that the heating temperature of the heating element becomes the detection temperature by the detection unit. 前記第１ヒートスプレッダと前記第２ヒートスプレッダとの接触部位を伝熱的に接続する弾性状の熱伝導シート（１９）を備えた請求項１から８の何れか一項に記載の集積回路装置。 The integrated circuit apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising an elastic heat conductive sheet (19) for heat-transferringly connecting a contact portion between the first heat spreader and the second heat spreader. 筐体（２）と、
前記筐体内に収納されたメイン基板（４）と、を備え、
請求項１から９の何れか一項に記載の集積回路装置は前記メイン基板に実装されている電子装置。 Housing (2) and
The main board (4) housed in the housing is provided.
The integrated circuit device according to any one of claims 1 to 9 is an electronic device mounted on the main board.
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