JPH0621588A - 回路基板 - Google Patents
回路基板Info
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- JPH0621588A JPH0621588A JP17652292A JP17652292A JPH0621588A JP H0621588 A JPH0621588 A JP H0621588A JP 17652292 A JP17652292 A JP 17652292A JP 17652292 A JP17652292 A JP 17652292A JP H0621588 A JPH0621588 A JP H0621588A
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
-
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K1/02—Details
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- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回路基板と部品を接続する接点にかかる剪断
応力を低減させる。 【構成】 回路基板内に発熱体、あるいは発熱体と冷却
体を設け、回路基板の熱膨張量を部品と同様に変化させ
る。
応力を低減させる。 【構成】 回路基板内に発熱体、あるいは発熱体と冷却
体を設け、回路基板の熱膨張量を部品と同様に変化させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱過程および冷却過
程を有する部品を実装する回路基板に関し、詳しくは部
品と回路基板間の接続点にかかる剪断応力を緩和し、接
続不良故障を低減するようにした回路基板に関する。
程を有する部品を実装する回路基板に関し、詳しくは部
品と回路基板間の接続点にかかる剪断応力を緩和し、接
続不良故障を低減するようにした回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】微細加工技術の進歩に伴ってＬＳＩ回路
等の部品の接続端子間隔および接続端子の幅は益々小さ
くなっている。
等の部品の接続端子間隔および接続端子の幅は益々小さ
くなっている。
【０００３】このようなＬＳＩ回路等の部品の接続端子
を基板と接続する際、部品と回路基板間の熱膨張量の不
整合があると、これら部品と回路基板との間に剪断歪が
発生し、接続端子の接続部の強度が低下し、ひいては寿
命が低下するという問題が生じる。この問題は接続端子
の接続面積が小さくなる程、顕著になる。
を基板と接続する際、部品と回路基板間の熱膨張量の不
整合があると、これら部品と回路基板との間に剪断歪が
発生し、接続端子の接続部の強度が低下し、ひいては寿
命が低下するという問題が生じる。この問題は接続端子
の接続面積が小さくなる程、顕著になる。
【０００４】そこで、例えば特開昭５５−４６５６２号
公報に開示されているように、回路基板内に熱の良導体
層を形成し、この良導体層によって部品などの発熱体の
熱を回路基板全面に均一に伝え、部品近傍の温度上昇を
抑止する方法がある。
公報に開示されているように、回路基板内に熱の良導体
層を形成し、この良導体層によって部品などの発熱体の
熱を回路基板全面に均一に伝え、部品近傍の温度上昇を
抑止する方法がある。
【０００５】また、回路基板を部品と同等の熱膨張係数
をもつ材料で形成し、部品を外部から冷却することによ
り、部品と回路基板間の熱膨張量の不整合による剪断歪
を低減する方法がある。
をもつ材料で形成し、部品を外部から冷却することによ
り、部品と回路基板間の熱膨張量の不整合による剪断歪
を低減する方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭５５−
４６５６２号公報に開示された方法、あるいは部品を外
部から冷却する方法にあっては、部品が定常温度に達し
た後は一定の効果が期待できるが、部品と回路基板が接
続端子を介して同一温度に移行する過程において部品と
回路基板の温度上昇の差から熱膨張不整合による剪断歪
が発生するという問題点があった。
４６５６２号公報に開示された方法、あるいは部品を外
部から冷却する方法にあっては、部品が定常温度に達し
た後は一定の効果が期待できるが、部品と回路基板が接
続端子を介して同一温度に移行する過程において部品と
回路基板の温度上昇の差から熱膨張不整合による剪断歪
が発生するという問題点があった。
【０００７】この場合、回路基板を部品と同等の熱膨張
係数をもつ材料で形成することが考えられるが、材料の
種類が限定されてしまい、基板材料の選定に自由度がな
くなるという問題が生じ、好ましくない。
係数をもつ材料で形成することが考えられるが、材料の
種類が限定されてしまい、基板材料の選定に自由度がな
くなるという問題が生じ、好ましくない。
【０００８】本発明の目的は、部品との熱膨張不整合に
よる剪断歪が発生するのを低減し、さらには回路基板材
料に自由度をもたせることができる回路基板を提供する
ことにある。
よる剪断歪が発生するのを低減し、さらには回路基板材
料に自由度をもたせることができる回路基板を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、発熱過程と冷却過程を有する部品を実装す
る回路基板において、基板内部に発熱体を埋設すると共
に、部品の発熱過程において該部品の熱膨張量と回路基
板の熱膨張量が同等になるように、前記発熱体の発熱温
度を制御する制御回路を設けた。
に本発明は、発熱過程と冷却過程を有する部品を実装す
る回路基板において、基板内部に発熱体を埋設すると共
に、部品の発熱過程において該部品の熱膨張量と回路基
板の熱膨張量が同等になるように、前記発熱体の発熱温
度を制御する制御回路を設けた。
【００１０】あるいは、基板内部に発熱体および冷却体
を埋設すると共に、部品の発熱過程および冷却過程にお
いて該部品と回路基板の熱膨張量および冷却収縮量が同
等になるように、前記発熱体および冷却体の発熱温度お
よび冷却温度をそれぞれ制御する制御回路を設けた。
を埋設すると共に、部品の発熱過程および冷却過程にお
いて該部品と回路基板の熱膨張量および冷却収縮量が同
等になるように、前記発熱体および冷却体の発熱温度お
よび冷却温度をそれぞれ制御する制御回路を設けた。
【００１１】
【作用】上記手段によれば、部品の膨張／収縮量は、そ
の部品の材料（材料固有の熱膨張係数）と到達温度で決
まるので、回路基板の材料の熱膨張係数より回路基板内
に内蔵した発熱体で回路基板の熱膨張量、または発熱体
と冷却体で回路基板の熱膨張量および冷却収縮量を部品
と同等になるように制御することにより、部品の接続端
子に発生する剪断歪を低減することができる。
の部品の材料（材料固有の熱膨張係数）と到達温度で決
まるので、回路基板の材料の熱膨張係数より回路基板内
に内蔵した発熱体で回路基板の熱膨張量、または発熱体
と冷却体で回路基板の熱膨張量および冷却収縮量を部品
と同等になるように制御することにより、部品の接続端
子に発生する剪断歪を低減することができる。
【００１２】また、発熱体と冷却体とを設けた場合は、
回路基板を構成する材料の限定がなくなり、基板材料の
自由度が増す。
回路基板を構成する材料の限定がなくなり、基板材料の
自由度が増す。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図示する実施例に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明を適用した回路基板の一実施
例を示す断面図であり、図２は平面図であり、図１には
回路基板内に埋設した発熱体および冷却体を制御する制
御回路の構成の一例を共に示している。また、図３には
制御回路が出力する制御信号のタイムチャートを示して
いる。
例を示す断面図であり、図２は平面図であり、図１には
回路基板内に埋設した発熱体および冷却体を制御する制
御回路の構成の一例を共に示している。また、図３には
制御回路が出力する制御信号のタイムチャートを示して
いる。
【００１５】図１において、１はＬＳＩ等の部品、２は
この部品１の接続端子を回路基板３のパターン配線に接
続するろう材（ハンダ）、３は回路基板、３ｃは回路基
板３内に埋設した冷却体、３ｄは同じく回路基板３内に
埋設した発熱体であり、これら冷却体３ｃおよび冷却体
３ｄは図２の平面図に破線で示すように、部品１の直下
を通るように埋設される。この場合、冷却体３ｃは冷却
水またはフレオン等のガスを通す管路で構成される。
この部品１の接続端子を回路基板３のパターン配線に接
続するろう材（ハンダ）、３は回路基板、３ｃは回路基
板３内に埋設した冷却体、３ｄは同じく回路基板３内に
埋設した発熱体であり、これら冷却体３ｃおよび冷却体
３ｄは図２の平面図に破線で示すように、部品１の直下
を通るように埋設される。この場合、冷却体３ｃは冷却
水またはフレオン等のガスを通す管路で構成される。
【００１６】４は回路基板３に内蔵した発熱体３ｄおよ
び冷却体３ｃを制御する制御回路である。
び冷却体３ｃを制御する制御回路である。
【００１７】この制御回路４は、冷却媒体供給線４ａ、
発熱体用電源供給線４ｂ、電源供給線４ｃ、バルブ４
ｄ、スイッチ４ｅ，４ｉ、抵抗４ｆ、電源４ｇ，４ｈ、
シーケンサー４ｎで構成されている。
発熱体用電源供給線４ｂ、電源供給線４ｃ、バルブ４
ｄ、スイッチ４ｅ，４ｉ、抵抗４ｆ、電源４ｇ，４ｈ、
シーケンサー４ｎで構成されている。
【００１８】この構成において、制御回路４のスイッチ
４ｉを図３のタイムチャートに示すようにタイミングｔ
１で閉じると、線４ｃ、３ａ及びろう材２を介して部品
１に電源４ｈからの電源電圧が供給される。すると、部
品１は電源オン状態となり、次第に発熱して熱膨張を起
こす。
４ｉを図３のタイムチャートに示すようにタイミングｔ
１で閉じると、線４ｃ、３ａ及びろう材２を介して部品
１に電源４ｈからの電源電圧が供給される。すると、部
品１は電源オン状態となり、次第に発熱して熱膨張を起
こす。
【００１９】この部品１の発熱過程において回路基板３
は膨張しないので、ろう材２に剪断歪を発生しようとす
る。そこで、スイッチ４ｉに同期して線４ｋを介しスイ
ッチ４ｅをタイミングｔ１で閉じると、線４ｂを介して
回路基板３内に設けた発熱体３ｄに電源４ｇからの電源
電圧が供給されるようになり、発熱体３ｄが発熱し始め
る。この発熱によって、部品１の熱膨張にあわせ回路基
板３を熱膨張させる。この時、抵抗体４ｆにより発熱体
３ｄの発熱量を制御し、部品１と同等の熱膨張量になる
よう設定しておく。
は膨張しないので、ろう材２に剪断歪を発生しようとす
る。そこで、スイッチ４ｉに同期して線４ｋを介しスイ
ッチ４ｅをタイミングｔ１で閉じると、線４ｂを介して
回路基板３内に設けた発熱体３ｄに電源４ｇからの電源
電圧が供給されるようになり、発熱体３ｄが発熱し始め
る。この発熱によって、部品１の熱膨張にあわせ回路基
板３を熱膨張させる。この時、抵抗体４ｆにより発熱体
３ｄの発熱量を制御し、部品１と同等の熱膨張量になる
よう設定しておく。
【００２０】次にスイッチ４ｉをタイミングｔ２で開い
て部品１を電源オフの状態にすると同時に、線４ｋを介
しスイッチ４ｅを開くと共に、線４ｊを介しバルブ４ｄ
を開き、線４ａを介して冷却体３ｃに冷却液を供給し、
回路基板３の収縮量を部品１と同等になるよう回路基板
３を冷却する。その後、部品１と回路基板３とがほぼ同
一の収縮状態になったならば、タイミングｔ３でバルブ
４ｄを閉じ、冷却を停止する。
て部品１を電源オフの状態にすると同時に、線４ｋを介
しスイッチ４ｅを開くと共に、線４ｊを介しバルブ４ｄ
を開き、線４ａを介して冷却体３ｃに冷却液を供給し、
回路基板３の収縮量を部品１と同等になるよう回路基板
３を冷却する。その後、部品１と回路基板３とがほぼ同
一の収縮状態になったならば、タイミングｔ３でバルブ
４ｄを閉じ、冷却を停止する。
【００２１】このように部品１の発熱および冷却過程に
おいて、回路基板３の熱膨張量および冷却収縮量が同等
になるように、発熱体３ｄおよび冷却体３ｃの発熱温度
および冷却温度をそれぞれ制御することにより、部品１
と回路基板３との熱膨張不整合による剪断歪が発生する
のを低減し、接続部が剥がれて接続不良となるのを防止
できる。また、回路基板３の材料に自由度をもたせるこ
とができる。
おいて、回路基板３の熱膨張量および冷却収縮量が同等
になるように、発熱体３ｄおよび冷却体３ｃの発熱温度
および冷却温度をそれぞれ制御することにより、部品１
と回路基板３との熱膨張不整合による剪断歪が発生する
のを低減し、接続部が剥がれて接続不良となるのを防止
できる。また、回路基板３の材料に自由度をもたせるこ
とができる。
【００２２】なお、回路基板３と部品１の熱膨張／収縮
量が同等の材料を使用すれば、冷却体３ｃは不要であ
る。
量が同等の材料を使用すれば、冷却体３ｃは不要であ
る。
【００２３】また、回路基板３の膨張量を制御するため
に、抵抗体４ｆの代わりにスイッチ４ｅ及びバルブ４ｄ
の開／閉タイミングを適宜制御することによっても達成
することが出来る。
に、抵抗体４ｆの代わりにスイッチ４ｅ及びバルブ４ｄ
の開／閉タイミングを適宜制御することによっても達成
することが出来る。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基板内部に発熱体を埋設すると共に、部品の
発熱過程において該部品の熱膨張量と回路基板の熱膨張
量が同等になるように、前記発熱体の発熱温度を制御す
る制御回路を設けるか、あるいは、基板内部に発熱体お
よび冷却体を埋設すると共に、部品の発熱過程および冷
却過程において該部品と回路基板の熱膨張量および冷却
収縮量が同等になるように、前記発熱体および冷却体の
発熱温度および冷却温度をそれぞれ制御する制御回路を
設けたため、部品と回路基板間の接続部にかかる剪断応
力を低減することができ、接続部が剥がれて接続不良と
なるのを防止できる。また、回路基板の材料に自由度を
もたせることができる。
によれば、基板内部に発熱体を埋設すると共に、部品の
発熱過程において該部品の熱膨張量と回路基板の熱膨張
量が同等になるように、前記発熱体の発熱温度を制御す
る制御回路を設けるか、あるいは、基板内部に発熱体お
よび冷却体を埋設すると共に、部品の発熱過程および冷
却過程において該部品と回路基板の熱膨張量および冷却
収縮量が同等になるように、前記発熱体および冷却体の
発熱温度および冷却温度をそれぞれ制御する制御回路を
設けたため、部品と回路基板間の接続部にかかる剪断応
力を低減することができ、接続部が剥がれて接続不良と
なるのを防止できる。また、回路基板の材料に自由度を
もたせることができる。
【図１】 本発明を適用した回路基板の一実施例を制御
回路の構成と共に示した断面図である。
回路の構成と共に示した断面図である。
【図２】 発熱体と冷却体の配置構造例を示す平面図で
ある。
ある。
【図３】 制御回路のスイッチとバルブを開閉するタイ
ミングを示すタイムチャートである。
ミングを示すタイムチャートである。
１…部品、２…ろう材、３…回路基板、３ａ…電源供給
線、３ｂ…信号線、３ｃ…冷却体、３ｄ…発熱体、４…
制御回路、４ａ…冷却媒体供給線、４ｂ…発熱体用電源
供給線、４ｃ…電源供給線、４ｄ…バルブ、４ｅ，４ｉ
…スイッチ、４ｆ…抵抗、４ｇ，４ｈ…電源、４ｎ…シ
ーケンサー。
線、３ｂ…信号線、３ｃ…冷却体、３ｄ…発熱体、４…
制御回路、４ａ…冷却媒体供給線、４ｂ…発熱体用電源
供給線、４ｃ…電源供給線、４ｄ…バルブ、４ｅ，４ｉ
…スイッチ、４ｆ…抵抗、４ｇ，４ｈ…電源、４ｎ…シ
ーケンサー。
Claims (2)
- 【請求項１】 発熱過程と冷却過程を有する部品を実装
する回路基板において、基板内部に発熱体を埋設すると
共に、部品の発熱過程において該部品の熱膨張量と回路
基板の熱膨張量が同等になるように、前記発熱体の発熱
温度を制御する制御回路を設けたことを特徴とする回路
基板。 - 【請求項２】 発熱過程と冷却過程を有する部品を実装
する回路基板において、基板内部に発熱体および冷却体
を埋設すると共に、部品の発熱過程および冷却過程にお
いて該部品と回路基板の熱膨張量および冷却収縮量が同
等になるように、前記発熱体および冷却体の発熱温度お
よび冷却温度をそれぞれ制御する制御回路を設けたこと
を特徴とする回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17652292A JPH0621588A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17652292A JPH0621588A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621588A true JPH0621588A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16015094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17652292A Pending JPH0621588A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621588A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001084894A1 (en) * | 2000-05-03 | 2001-11-08 | Intel Corporation | Circuit card assembly having controlled expansion properties |
| US6486589B1 (en) | 2000-05-03 | 2002-11-26 | Intel Corporation | Circuit card assembly having controlled vibrational properties |
| JP2008198661A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| DE102017210706A1 (de) * | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Baugruppe und Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Baugruppe |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP17652292A patent/JPH0621588A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001084894A1 (en) * | 2000-05-03 | 2001-11-08 | Intel Corporation | Circuit card assembly having controlled expansion properties |
| US6359372B1 (en) | 2000-05-03 | 2002-03-19 | Intel Corporation | Circuit card assembly having controlled expansion properties |
| US6486589B1 (en) | 2000-05-03 | 2002-11-26 | Intel Corporation | Circuit card assembly having controlled vibrational properties |
| JP2008198661A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP4579259B2 (ja) * | 2007-02-08 | 2010-11-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| DE102017210706A1 (de) * | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Baugruppe und Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Baugruppe |
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