JPH06260573A - 半導体パッケージと冷却フィンとの組立構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却フィンを半導体パッケージに取りつける
際に、半導体パッケージと冷却フィンとを接着剤等を使
用することなく固定することによって組立工程管理が容
易となる、品質管理にも問題の生じにくい冷却フィンと
半導体パッケージとの組立構造を得ることを目的とす
る。 【構成】 半導体パッケージの四隅に雌ネジを埋め込
み、冷却フィンの四隅に雄ネジの通し穴を開け、半導体
パッケージと冷却フィンとをネジ締結によって固定する
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体パッケージ等
の放熱に使用する冷却フィンと半導体パッケージとの組
立構造物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の技術に関する先行技術として
は、特開平３−４４９５３、特開平３−５８４５７、特
開平３−５８４５８、特開平３−５８４６０、実開平２
−９８６４８、実開平２−１０４６９５、実開平４−７
２６４２、実開平２−９９５５１に開示された技術があ
る。図６は、例えば特開平３−４４９５３に開示された
従来の冷却フィンを備えた半導体パッケージの構造を示
す上面図であり、図７は図６においてａ−ａ線を含む鉛
直面によって切断した際、水平方向から見た断面図であ
る。図６、図７において、１はプリント基板、２はプリ
ント基板１上に実装された半導体パッケージ、３は半導
体パッケージ２のプリント基板１側の面とは反対側の面
上に塗布された接着剤、４は塗布された接着剤３を用い
て半導体パッケージ２に固定されているベース冷却フィ
ン、５はベース冷却フィン４上に後述の雄ネジを用いて
固定されているアタッチメント冷却フィンであり、アタ
ッチメント冷却フィン５には後述の雄ネジと締結する雌
ネジ６が形成されている、７はとアタッチメント冷却フ
ィン５をベース冷却フィン４に固定する雄ネジである。

【０００３】次に、上記のように構成された従来の冷却
フィンを備えた半導体パッケージの組立手順を図７を用
いて説明する。まず、半導体パッケージ２のプリント基
板１側の面とは反対側の面上に接着剤３を塗布し、半導
体パッケージ２とベース冷却フィン４とを接着剤３を用
いて人手により接着固定する。そしてプリント基板１の
上に半導体パッケージ２を配置し、ハンダ付けによっ
て、プリント基板１のプリント配線と半導体パッケージ
２のピン端子とを導通させることにより、半導体パッケ
ージ２をプリント基板１の上に実装する。この状態で、
プリント基板１のプリント配線と半導体パッケージ２の
ピン端子とのハンダ付けによる導通が完全になされてい
るか、図示しない各種測定器を使用して導通チェックを
行う。導通が確認されたら最後に雄ネジ７を使用して、
雄ネジ７とベース冷却フィン４にあらかじめ形成された
雌ネジ６とを締結させることにより、ベース冷却フィン
４上にアタッチメント冷却フィン５を固定させ、組立が
完了する。その結果、組立完成時においては図７に示す
ように、下からプリント基板１、半導体パッケージ２、
ベース冷却フィン４、アッタッチメント冷却フィン５が
順に積み重なった状態となる。

【０００４】一方、半導体パッケージ２の交換のため、
上記のようにして組み立てられた、冷却フィンを備えた
半導体モジュールを解体する場合は、上記の組み立て手
順とは逆の手順で解体が行われる。すなわち、雄ネジ７
を外してアタッチメント冷却フィン５をベース冷却フィ
ン４から取り外す。次に、図示しないハンダ溶解工具を
使用して、プリント基板１のプリント配線と半導体パッ
ケージ２のピン端子とを導通しているハンダを溶かして
半導体パッケージ２をプリント基板１から取り外す。そ
して図示しない工具を用いて、接着剤３により接着され
たベース冷却フィン４を半導体パッケージ２からはが
す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷却フィンを備
えた半導体パッケージは以上の様に構成されているの
で、半導体パッケージ２とベース冷却フィン４との固定
は接着剤３を使用しなくてはならず、接着剤３を塗布す
るときには脱泡作業等が必要となり、組立工程の管理が
難しかった。また、接着剤３を使用するために、ベース
冷却フィン４の交換に際しては以前に塗布した接着剤３
が半導体パッケージ２の接着面上に残ってしまったり、
半導体パッケージ２からベース冷却フィン４をはがす際
に、無理にはがすために半導体パッケージ２を破損して
しまう問題があった。さらに、接着剤３の経年変化／高
温による変質によって、ベース冷却フィン４が半導体パ
ッケージ２から剥離してしまうという品質管理上の問題
があった。

【０００６】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたもので、冷却フィンを半導体パッケージに接着
剤を使用することなく固定することによって組立工程管
理が容易となる、品質管理的にも問題の少ない半導体パ
ッケージと冷却フィンとの組立構造を得ることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明にかかる半導
体パッケージと冷却フィンとの組立構造物は、半導体パ
ッケージと、半導体パッケージを冷却する冷却フィン
と、半導体パッケージと冷却フィンとを一体的に結合す
る結合部材とを備えたものである。

【０００８】第２の発明にかかる半導体パッケージと冷
却フィンとの組立構造物は、冷却フィンの基台部と半導
体パッケージとに形成された穴に挿嵌される挿嵌子から
なる結合部材を備えたものである。

【０００９】第３の発明にかかる半導体パッケージと冷
却フィンとの組立構造物は、上側部と、この上側部と間
隔を隔てて対向する位置にある下側部と、この上側部と
下側部とを接続する接続部とからなり、冷却フィン基台
上面と半導体パッケージ下面を外部から圧しながら、冷
却フィン基台上面及び半導体パッケージ下面に沿って着
脱自在に装着される結合部材を備えたものである。

【００１０】第４の発明にかかる半導体パッケージと冷
却フィンとの組立構造物は、半導体パッケージと、半導
体パッケージの一の面に配置され、半導体パッケージを
冷却する冷却フィンと、半導体パッケージの他の面に配
置され、冷却フィンを半導体パッケージに固定する固定
部材と、半導体パッケージを挟持するように、冷却フィ
ンと固定部材とを一体的に結合する結合部材とを備えた
ものである。

【００１１】

【作用】結合部材を用いて、冷却フィンと半導体パッケ
ージとを一体的に結合させることにより、冷却フィンと
半導体パッケージとは密着する。

【００１２】冷却フィンの基台部と半導体パッケージと
に形成された穴に、結合部材である挿嵌子が挿嵌され
て、冷却フィンと半導体パッケージとが一体的に結合さ
れることにより、冷却フィンと半導体パッケージとは密
着する。

【００１３】上側部と、この上側部と間隔を隔てて対向
する位置にある下側部と、この上側部と下側部とを接続
する接続部とからなる結合部材が、前記冷却フィン基台
上面と前記半導体パッケージ下面を外部から圧しなが
ら、前記冷却フィン基台上面及び前記半導体パッケージ
下面に沿って着脱自在に、冷却フィンと半導体パッケー
ジとが一体的に結合されるように装着されることによ
り、冷却フィンと半導体パッケージとは密着する。

【００１４】半導体パッケージの一の面に配置された冷
却フィンと半導体パッケージの他の面に配置された固定
部材とを、半導体パッケージを挟持しながら結合部材が
一体的に結合させることにより、冷却フィンと半導体パ
ッケージとは密着する。

【００１５】

【実施例】実施例１．この発明の実施例１．について説
明する。図１はこの発明の実施例１．にかかる半導体パ
ッケージと冷却フィンとの組立構造物の構成を示す斜視
図である。図１において１、２は前記従来例と同様なも
のである。８はすでに半導体パッケージ２自体の四隅に
埋め込まれた雌ネジ、９は半導体パッケージ２に取り付
けられる冷却フィン、１０は冷却フィン９に開けられた
後述の雄ネジを通す雄ネジの通し穴、１１は半導体パッ
ケージ２自体の四隅に埋め込まれた雌ネジ８と締結する
雄ネジである。

【００１６】次に上記のように構成された半導体パッケ
ージと冷却フィンとの組立構造物の組み立て手順につい
て説明する。プリント基板１の上に半導体パッケージ２
を配置し、ハンダ付けによりプリント基板１のプリント
配線と半導体パッケージ２のピン端子とを導通させ、前
記従来例と同様に半導体パッケージ２をプリント基板１
に実装する。そしてこの状態でプリント基板１のプリン
ト配線と半導体パッケージ２の端子とのハンダ付けによ
る導通が完全になされているか、図示しない各種測定器
を使用して導通チェックを行う。一方、図１に示すよう
に、半導体パッケージ２自体の四隅にはすでに雌ネジ８
が埋め込まれている。そして、その後雄ネジ１１を使用
して冷却フィン９を半導体パッケージ２に固定する。雄
ネジ１１は冷却フィン９に形成された雄ネジの通し穴１
０を通り、半導体パッケージ７にすでに埋め込まれてい
る雌ネジ８に締め込まれ、その結果、冷却フィン９は半
導体パッケージ２の上に固定され、組立が完成する。一
方、冷却フィン９の交換等のため、上記のように構成さ
れた組立構造物を解体する場合は、上記組み立て手順と
は逆の手順で解体すればよい。

【００１７】実施例１．によれば、半導体パッケージ２
自体の四隅に雌ネジ８を埋め込み、冷却フィン９に雄ネ
ジ１１の通し穴１０を形成して、冷却フィン９を半導体
パッケージ２にネジ固定するようにしたので、組立工程
管理が容易で品質管理的にも問題が生じにい。

【００１８】また、半導体パッケージ２と冷却フィン９
との密着した接合により、半導体パッケージ２で発生し
た熱の冷却フィン９への伝熱が容易となる。

【００１９】また、冷却フィン９と半導体パッケージ２
との間に伝熱を促進させるサーマルグリース剤を塗布す
るようにすれば、半導体パッケージ２から冷却フィン９
への熱伝達が促進される。

【００２０】実施例２．前記実施例１では半導体パッケ
ージ２自体の四隅に雌ネジ８を埋め込んだものを示した
が、図２に示すように半導体パッケージ２自体の四隅に
直接雌ネジ１２を形成してもよい。

【００２１】実施例２によれば、半導体パッケージ２自
体の四隅に雌ネジ１２を形成するようにしたので、雌ネ
ジを半導体パッケージ２に埋め込む際に、雌ネジが傾い
て埋め込まれてしまうという心配がない。

【００２２】実施例３．前記実施例２．では、図２に示
すように半導体パッケージ２自体の四隅に直接雌ネジ１
２が形成されたものを示したが、図３に示すように、雄
ネジ１１の代わりに樹脂で形成された留めピン１３を採
用し、また、半導体パッケージ２自体の四隅に形成され
た雌ネジ１２の代わりに、留めピン１３とは挿抜自在な
大きさを持つ留めピン穴１４を形成し、留めピン１３と
留めピン穴１４とを嵌合させるようにして、冷却フィン
９を半導体パッケージ２に固定してもよい。

【００２３】実施例３．によれば、留めピン１３と半導
体パッケージ２自体の四隅に形成された留めピン穴１４
とを嵌合させるようにしたので、冷却フィン９を半導体
パッケージ２に固定する作業、および、半導体パッケー
ジ２から冷却フィン９を取りはずす作業が容易となる。

【００２４】実施例４．実施例１．および実施例２．で
は冷却フィン９を半導体パッケージ２に固定するため
に、半導体パッケージ２自体の四隅に雌ネジ８が埋め込
まれたり、半導体パッケージ２自体の四隅に雌ネジ１２
を直接形成する例を示したが、半導体パッケージ２自体
の四隅に雌ネジ８が埋め込まれたり、半導体パッケージ
２自体の四隅に雌ネジ１２を直接形成するのではなく、
図４に示すように、半導体パッケージ２をプリント基板
１側の面からの固定部材１６と、それとは対の面からの
冷却フィン９とで両方向からはさみ込み、冷却フィン９
と固定部材１６とをネジ締結により固定させることによ
り冷却フィン９を半導体パッケージ２に密着させてもよ
い。

【００２５】図４は実施例４．に示す半導体パッケージ
と冷却フィンとの組立構造物を示す斜視図であり、半導
体パッケージ２が図示しないプリント基板にハンダ付け
により実装される前の状態を示している。図４において
２、９〜１１は前記実施例１、実施例２、実施例３、と
同様なものである。１５は半導体パッケージ２のピン端
子群、１６は半導体パッケージ２をプリント基板１側と
冷却フィン９側とからはさみ込むに際し、冷却フィン９
とは対になる、樹脂で形成された片方の固定部材、１７
は固定部材１６に形成された雌ネジ、１８はピン端子群
１５を通すために固定部材１６に設けられたピン端子群
の通し穴、図４に示すように、固定部材１６に設けられ
たピン端子群の通し穴１８はピン端子群１５の最外周よ
りもやや大きく、半導体パッケージ２の最外周はピン端
子群１５の最外周や固定部材１６に設けられたピン端子
群の通し穴１８よりも大きくなっている。

【００２６】次に組み立て手順について説明する。ま
ず、半導体パッケージ２のピン端子群１５を固定部材１
６に設けられたピン端子群の通し穴１８に通す。そして
その状態のまま半導体パッケージ２をプリント基板１の
上に載せて、ハンダ付けによってプリント基板１のプリ
ント配線と半導体パッケージ２のピン端子群１５との導
通を行うことにより、前記従来例と同様に実装する。前
述のように、固定部材１６に設けられたピン端子群の通
し穴１８はピン端子群１５の最外周よりも少し大きく、
半導体パッケージ２の最外周はピン端子群１５の最外周
やピン端子群の通し穴１８よりも大きいので、半導体パ
ッケージ２がプリント基板１の上に実装された際には、
固定部材１６はプリント基板１と半導体パッケージ２と
の間にはさまれた格好となる。そして冷却フィン９を半
導体パッケージ２の上に載せ、雄ネジ１１を冷却フィン
９に形成された雄ネジの通し穴１０に通し、固定部材１
６に形成された雌ネジ１７に締め付ける。この締め付け
の作業を計４か所行うことにより、半導体パッケージ２
は冷却フィン９と固定部材１６との間で雄ネジ１１によ
ってはさみ込まれ、冷却フィン９は半導体パッケージ２
に密着される。

【００２７】実施例４．によれば、半導体パッケージ２
を冷却フィン９と固定部材１６とによりはさみ込み、そ
の両者をネジ締結により連結するので、半導体パッケー
ジ２自体に直接工作加工を施すことがなくなり、半導体
パッケージ２自体に損傷を与えるという心配がなくな
る。

【００２８】また、半導体パッケージ２自体には雌ネ
ジ、ピン穴が存在しないから、雌ネジのねじ山がつぶれ
たり、ピン穴が広がったりしててその半導体パッケージ
２に冷却フィン９を設けることができなくなるといった
心配がなくなる。

【００２９】また、半導体パッケージ２自体には雌ネジ
やピン穴等が存在しないから、半導体パッケージの設計
時に雌ネジやピン穴等を設けることを考慮するという制
限が加わるということがなくなる。

【００３０】実施例５．実施例５においては、半導体パ
ッケージ２に冷却フィン９を載せ、冷却フィン９が半導
体パッケージ２から落ちることのないよう、冷却フィン
９を半導体パッケージ２に留め具で留めるという構成を
とる。図５はこの発明の実施例５にかかる半導体パッケ
ージと冷却フィンとの組立構造の構成を示す斜視図であ
る。図１において１、２、９は前記従来例と同様なもの
であり、２０は冷却フィン９を半導体パッケージ２に留
め付ける留め具である。

【００３１】次に組み立て手順について説明する。ま
ず、半導体パッケージ２をプリント基板１の上に載せ
て、ハンダ付けによってプリント基板１のプリント配線
と半導体パッケージ２のピン端子とを導通させることに
より、前記従来例と同様に半導体パッケージ２をプリン
ト基板１に実装する。そして、図５に示すように、半導
体パッケージ２のプリント基板１側とは反対側の面に冷
却フィン９を載せ、２方向から留め具２０を用いて冷却
フィン９を半導体パッケージ２に留め付ける。

【００３２】実施例５によれば、留め具２０によって冷
却フィン９を半導体パッケージ２に２方向から固定する
ようにしたことにより、冷却フィン９を半導体パッケー
ジ２に取り付ける作業、冷却フィン９を半導体パッケー
ジ２から取り外す作業を簡単に行うことができる。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、冷却フィンを半導体
パッケージに固定する作業の工程管理が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１にかかる半導体パッケージ
と冷却フィンとの組立構造物を示す斜視図である。

【図２】この発明の実施例２にかかる半導体パッケージ
と冷却フィンとの組立構造物を示す斜視図である。

【図３】この発明の実施例３にかかる半導体パッケージ
と冷却フィンとの組立構造物を示す斜視図である。

【図４】この発明の実施例４にかかる半導体パッケージ
と冷却フィンとの組立構造物を示す斜視図である。

【図５】この発明の実施例５にかかる半導体パッケージ
と冷却フィンとの組立構造物を示す斜視図である。

【図６】従来の冷却フィンを取り付けた半導体パッケー
ジ構造を示す上面図である。

【図７】従来の冷却フィンを取り付けた半導体パッケー
ジ構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・プリント基板 ２・・半導体パッケージ ３・・接着剤 ４・・ベース冷却フィン ５・・アタッチメント冷却フィン ６・・ベース冷却フィンに形成された雌ネジ ７・・アタッチメント冷却フィンをベース冷却フィンに
取りつける雄ネジ ８・・半導体パッケージに埋め込まれた雌ネジ ９・・冷却フィン １０・・冷却フィンに形成された雄ネジの通し穴 １１・・雄ネジ １２・・半導体パッケージに形成された雌ネジ １５・・ピン端子群 １６・・固定部材 １７・・固定部材に設けられた雌ネジ １８・・固定部材に設けられたピン端子群の通し穴 ２０・・留め具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体パッケージと、 前記半導体パッケージを冷却する冷却フィンと、 前記半導体パッケージと前記冷却フィンとを一体的に結
   合する結合部材とからなる半導体パッケージと冷却フィ
   ンとの組立構造物
2. 【請求項２】 前記結合部材は、前記冷却フィンの基台
   部と前記半導体パッケージとに形成された穴に挿嵌され
   る挿嵌子からなることを特徴とする、請求項第１項記載
   の半導体パッケージと冷却フィンとの組立構造物
3. 【請求項３】 前記結合部材は、上側部と、この上側部
   と間隔を隔てて対向する位置にある下側部と、この上側
   部と下側部とを接続する接続部とからなり、前記冷却フ
   ィン基台上面と前記半導体パッケージ下面を外部から圧
   しながら、前記冷却フィン基台上面及び前記半導体パッ
   ケージ下面に沿って着脱自在に装着されることを特徴と
   する請求項第１項記載の半導体パッケージと冷却フィン
   との組立構造物
4. 【請求項４】 半導体パッケージと、 前記半導体パッケージの一の面に配置され、前記半導体
   パッケージを冷却する冷却フィンと、 前記半導体パッケージの他の面に配置され、前記冷却フ
   ィンを前記半導体パッケージに固定する固定部材と、 前記半導体パッケージを挟持するように、前記冷却フィ
   ンと前記固定部材とを一体的に結合する結合部材とから
   なる半導体パッケージと冷却フィンとの組立構造物