JPH06334079A - Hybrid ic - Google Patents

Hybrid ic

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JPH06334079A
JPH06334079A JP14668193A JP14668193A JPH06334079A JP H06334079 A JPH06334079 A JP H06334079A JP 14668193 A JP14668193 A JP 14668193A JP 14668193 A JP14668193 A JP 14668193A JP H06334079 A JPH06334079 A JP H06334079A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat sink
frame body
heat
metal base
hybrid
Prior art date
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Pending
Application number
JP14668193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeo Yoshino
武夫 吉野
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of JPH06334079A publication Critical patent/JPH06334079A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a hybrid IC equipped with a heat sink storing no dust or the like which can be manufactured through a simple process and can exhibit high heat dissipation efficiency regardless of the fixing direction. CONSTITUTION:One opening of an aluminium rectangular frame 2 is blocked by a metal base board and a semiconductor device is mounted on the surface of the metal base board surrounded by the frame body. Pins piercing the through part on the peripheral surface of the frame body are connected with a semiconductor device through lead wires. A sealing material is then filled in the frame body and the other opening thereof is blocked, and heat sinks 5a, 5b are secured to the rear of the metal base board. The heat sink 5a, 5b has a plurality of heat dissipation fins 14 connected through connecting parts 15 wherein the imaginary lines L1, L2 connecting the ends of the fins are inclining against the extending direction of four sides of the frame body.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、航空機、宇宙機器、原
子力機器、建設機械、車輌用機器、通信機器など厳しい
環境下でも使用できるハイブリッドICに関するもので
あり、特に耐環境性と放熱性を高めたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid IC that can be used in severe environments such as aircraft, space equipment, nuclear equipment, construction machinery, vehicle equipment, and communication equipment. It is an elevated one.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、電子機器においては半導
体の集積の度合が年々高まっており、これにより何れの
分野でも制御系機器の小型化、多機能化が図られてい
る。この様な集積度の高い半導体デバイスを組み込んだ
ハイブリッドICにおける従来の放熱構造は、放熱フィ
ンを有するヒートシンク、或は無数の放熱ピンを立設し
たヒートシンクを単にパッケージに取り付けるだけであ
る。
2. Description of the Related Art As is well known, the degree of integration of semiconductors in electronic equipment is increasing year by year, and as a result, miniaturization and multifunctionalization of control equipment are being pursued in all fields. A conventional heat dissipation structure in a hybrid IC incorporating such a highly integrated semiconductor device is merely to attach a heat sink having a heat dissipation fin or a heat sink having an infinite number of heat dissipation pins to a package.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放熱フ
ィンを有するヒートシンクは、放熱フィンが縦方向に向
いていれば冷気が下方から各放熱フィン間に流れ込んで
設計通りの放熱機能を発揮することができるが、放熱フ
ィンが水平方向に向いていると下方からの冷気が上部の
放熱フィン間に流れ込み難くなるので全体として設計通
りの放熱機能を発揮できない。即ち、放熱フィンの方向
により放熱効果が著しく異なるので、取付方向に制限が
有る。そして、従来のヒートシンクは放熱フィン間の空
気の流動容易性に対して配慮が足りないので放熱効果が
低く、したがって大きく嵩張ってしまう。また、放熱ピ
ンを有するヒートシンクは、取付方向の制限はないがベ
ースに無数の放熱ピンを立設しなくてはならないので製
造工程が煩雑であり、しかも放熱ピンの間隔が狭いと塵
埃が溜ってしまい、塵埃が溜らない程度まで放熱ピンの
間隔を拡大すると放熱機能が低下してしまう。このた
め、取付方向に拘らずに放熱効率が高く、製造が簡単
で、しかも塵埃等が溜らないヒートシンクを備えたハイ
ブリッドICの開発が望まれていた。
However, in the heat sink having the radiation fins, if the radiation fins are oriented in the vertical direction, cool air can flow between the radiation fins from below to exhibit the radiation function as designed. However, if the heat radiation fins are oriented in the horizontal direction, it is difficult for cold air from below to flow between the heat radiation fins in the upper part, so that the heat radiation function as designed cannot be achieved as a whole. That is, since the heat radiation effect is remarkably different depending on the direction of the heat radiation fin, there is a limitation in the mounting direction. In addition, since the conventional heat sink does not sufficiently consider the easiness of air flow between the heat radiating fins, the heat radiating effect is low, and thus the heat sink becomes large and bulky. In addition, a heat sink with heat dissipation pins has no restrictions on the mounting direction, but since the numerous heat dissipation pins must be erected on the base, the manufacturing process is complicated, and if the distance between the heat dissipation pins is narrow, dust will accumulate. If the distance between the heat radiation pins is increased to the extent that dust is not collected, the heat radiation function will be degraded. Therefore, it has been desired to develop a hybrid IC that has a high heat dissipation efficiency regardless of the mounting direction, is easy to manufacture, and has a heat sink that does not collect dust and the like.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み提案
されたもので、金属製矩形枠体の一方の開口部に金属ベ
ース基板を当てがって塞ぎ、枠体に囲まれた金属ベース
基板の表面に半導体デバイスをマウントし、枠体の周面
の貫通部内に挿通したピンと半導体デバイスとをリード
線で接続し、枠体内に封止材を充填して枠体の他方の開
口部を塞ぎ、金属ベース基板の裏面にヒートシンクを固
定し、該ヒートシンクは、複数の放熱フィンを並設する
とともに放熱フィン間を接続部で接続し、放熱フィンの
端部を結ぶ仮想線を枠体の四辺の延在方向に対して傾斜
させたものである。
The present invention has been proposed in view of the above, and a metal base surrounded by a frame is formed by applying a metal base substrate to one opening of a metal rectangular frame to close it. Mount the semiconductor device on the surface of the substrate, connect the pins inserted in the through portion of the peripheral surface of the frame body to the semiconductor device with lead wires, fill the sealing material in the frame body, and open the other opening of the frame body. A heat sink is fixed on the back surface of the metal base substrate, the heat sink has a plurality of heat radiation fins arranged in parallel, the heat radiation fins are connected by connecting portions, and virtual lines connecting the ends of the heat radiation fins are connected to the four sides of the frame body. Is inclined with respect to the extending direction of.

【0005】[0005]

【作用】垂直状態で機器に装着した場合に、放熱フィン
端部の仮想直線が枠体の辺に対して傾斜する。放熱フィ
ンからの放熱により周りの空気が暖まると放熱フィン間
に気流が発生し、これにより冷気が下から上に流れる。
ヒートシンクの放熱フィンは、下方に位置する放熱フィ
ンの端部よりもその上方に位置する放熱フィンの端部が
横に突出しているので、上昇してくる冷気は突出した放
熱フィンの端部に次々に当ってその都度当該放熱フィン
間に導入される。したがって、下部に位置する放熱フィ
ン間ばかりでなく上方に位置する放熱フィン間にも冷気
が十分に導入される。このため、ハイブリッドICの装
着方向に拘らず放熱フィンの放熱面積に応じた冷却機能
を発揮できる。
When the device is mounted in a vertical state, the virtual straight line at the end of the heat radiation fin is inclined with respect to the side of the frame. When the surrounding air warms up due to the heat radiation from the radiation fins, an airflow is generated between the radiation fins, whereby cold air flows from the bottom to the top.
As for the heat radiation fins of the heat sink, the end portions of the heat radiation fins located above the heat radiation fins project sideways rather than the end portions of the heat radiation fins located below, so that the rising cold air will successively reach the end portions of the projecting heat radiation fins. In each case, it is introduced between the radiation fins. Therefore, the cool air is sufficiently introduced not only between the radiating fins located in the lower portion but also between the radiating fins located in the upper portion. Therefore, regardless of the mounting direction of the hybrid IC, the cooling function according to the heat radiation area of the heat radiation fin can be exhibited.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。ハイブリッドIC1は、図1に示すように、上
面と下面が開放した矩形枠体2と、チタン合金や銅合金
などからなり矩形枠体2の一方の開口部を塞ぐ矩形の金
属ベース基板3と、枠体2に囲まれた金属ベース基板3
の表面にマウントした半導体デバイス4と、金属ベース
基板3の裏面に取り付けたヒートシンク5などからな
り、枠体2の内部に封止材6を充填して封止表面材7に
より枠体2の他方の開口部を塞いである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the hybrid IC 1 includes a rectangular frame body 2 having open upper and lower surfaces, a rectangular metal base substrate 3 made of a titanium alloy, a copper alloy, or the like and closing one opening of the rectangular frame body 2. Metal base substrate 3 surrounded by frame 2
Of the semiconductor device 4 mounted on the front surface of the metal base substrate 3, the heat sink 5 mounted on the back surface of the metal base substrate 3, and the like. The opening is closed.

【0007】矩形枠体2は、アルミニウム型材を所定の
長さ(本実施例では6mm)に切断した極く短尺な矩形筒
状体であり、図面の実施例では一辺の長さを51mmの正方
形とし、隅角部の内側に固定部として雌ネジ穴8を、外
側に取付部9をそれぞれ一体に形成し、各辺の内面には
凸条10を所定の間隔(本実施例では5mm)で形成し、
周面には凸条10と干渉しない位置に貫通部11として
の貫通孔を所定のピッチで開設してある。なお、取付部
9は、図2に示すような環状にしてもよいし、或は図3
に示すように、所定の方向に切欠を形成すると、枠体2
の向きを判別し易く、後述するヒートシンク5の取付作
業で取付方向を間違えることが少なくなる。
The rectangular frame body 2 is an extremely short rectangular tubular body obtained by cutting an aluminum mold material to a predetermined length (6 mm in this embodiment), and in the embodiment shown in the drawings, a square whose one side length is 51 mm. A female screw hole 8 is integrally formed on the inner side of the corner portion as a fixing portion, and a mounting portion 9 is integrally formed on the outer side, and ridges 10 are formed at predetermined intervals (5 mm in this embodiment) on the inner surface of each side. Formed,
Through holes serving as through portions 11 are formed at a predetermined pitch on the circumferential surface at positions that do not interfere with the ridges 10. The mounting portion 9 may be annular as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, when the notch is formed in a predetermined direction, the frame 2
Is easy to discriminate, and the mounting direction of the heat sink 5 which will be described later is less likely to be wrong.

【0008】そして、上記した矩形枠体2は切削加工が
終了した後にアルマイト処理する。なお、アルマイト処
理する場合、酸化アルミニウムは耐蝕耐摩耗性、耐絶縁
性に優れるが熱伝導率が極めて低いので2〜4ミクロン
と薄くし、封孔処理は半封孔として、その後に接着剤の
引っ掛かりを残しておくことが望ましい。また、金属ベ
ース基板3が銅合金である場合には表面処理して電蝕を
防止することが望ましい。
Then, the rectangular frame 2 is subjected to alumite treatment after the cutting process is completed. In the case of alumite treatment, aluminum oxide is excellent in corrosion resistance, abrasion resistance, and insulation resistance, but its thermal conductivity is extremely low, so it should be thinned to 2 to 4 μm. It is desirable to leave a catch. Further, when the metal base substrate 3 is a copper alloy, it is desirable to perform surface treatment to prevent electrolytic corrosion.

【0009】金属ベース基板3は枠体2の開口部を塞げ
る大きさの金属板体であり、図面の実施例では厚さ3mm
の正方形のチタン合金である。この金属ベース基板3に
半導体デバイス4をマウントするには、第1絶縁層を蒸
着した後に該絶縁層上に第1回路パターンを蒸着し、更
に第2絶縁層を蒸着した後に第2回路パターンを蒸着す
るなどして従来と同様の手法により行なうことができ
る。なお、半導体デバイス4の数量は適宜に設定するこ
とができる。
The metal base substrate 3 is a metal plate having a size that closes the opening of the frame body 2, and has a thickness of 3 mm in the illustrated embodiment.
It is a square titanium alloy. In order to mount the semiconductor device 4 on the metal base substrate 3, the first circuit layer is vapor-deposited, then the first circuit pattern is vapor-deposited on the insulating layer, and the second circuit pattern is further vapor-deposited. It can be performed by a method similar to the conventional method such as vapor deposition. The number of semiconductor devices 4 can be set appropriately.

【0010】そして、金属ベース基板3上に半導体デバ
イス4をマウントしたならば、各半導体デバイス4の各
電極と枠体2の貫通孔に挿通したピン12の内側端部と
をリード線13で接続する。なお、ピン12と貫通孔の
内周面との間に別途絶縁材を介在させてもよい。この結
線作業が終了した後に枠体2内に封止材6を充填してリ
ード線13等を固定保護し、その上に封止表面材7を充
填して封止表面層を形成し、この封止表面層により枠体
2の他方の開口部を塞ぐ。
When the semiconductor device 4 is mounted on the metal base substrate 3, each electrode of each semiconductor device 4 and the inner end of the pin 12 inserted into the through hole of the frame 2 are connected by the lead wire 13. To do. An insulating material may be separately interposed between the pin 12 and the inner peripheral surface of the through hole. After completion of this wiring work, the frame 2 is filled with the sealing material 6 to fix and protect the lead wires 13 and the like, and the sealing surface material 7 is filled thereon to form the sealing surface layer. The other surface of the frame 2 is closed by the sealing surface layer.

【0011】封止材6は、例えばエポキシ系樹脂を用
い、封止表面材7には、例えば金属粉を混合したライニ
ング材を用いる。金属粉を含んだ封止表面材7により封
止表面層を形成すると、ノイズの侵入を防止することが
できるとともに宇宙線等の侵入を防止でき、半導体の誤
動作や破壊を防止することができる。
The sealing material 6 is, for example, an epoxy resin, and the sealing surface material 7 is, for example, a lining material mixed with metal powder. When the sealing surface layer 7 is formed of the sealing surface material 7 containing metal powder, it is possible to prevent the intrusion of noise and the invasion of cosmic rays and the like, and prevent malfunction and destruction of the semiconductor.

【0012】次に、ヒートシンク5について説明する
と、本実施例では図2に示すように、金属ベース基板3
の一半(図中右側)に取り付けた第1ヒートシンク5a
と他半(図中左側)に取り付けた第2ヒートシンク5b
とに分割してあり、何れもアルミニウムを押出成型した
型材を所定の長さ(本実施例では15乃至20mm)に切
断してなる。
Next, the heat sink 5 will be described. In this embodiment, as shown in FIG.
First heat sink 5a attached to one half (right side in the figure)
And the second heat sink 5b attached to the other half (left side in the figure)
Each is made by extruding aluminum into a predetermined length (15 to 20 mm in this embodiment) and cut into a predetermined length.

【0013】第1ヒートシンク5aは、図2及び図4に
示すように、複数の放熱フィン14を所定の間隔(本実
施例では約3mm)で配置し、放熱フィン14間に形成し
た接続部15により接続してなり、両端部に位置する放
熱フィン14には取付孔16′を有する取付部分16を
一体形成してある。そして、上記した放熱フィン14
は、取付状態における枠体2の中心線L0に対して約1
0度傾斜した仮想直線L1上に第2ヒートシンク5b側
の端部、即ち中心線L0寄りの端部を揃え、この仮想直
線L1に対して直交する方向に延在し、長さはほぼ同じ
に設定する。したがって、各放熱フィン14は、取付状
態において枠体2の各辺と平行或は直交することはなく
必ず傾斜(約10度)した位置にある。
As shown in FIGS. 2 and 4, the first heat sink 5a has a plurality of heat dissipating fins 14 arranged at predetermined intervals (about 3 mm in this embodiment), and a connecting portion 15 formed between the heat dissipating fins 14. The radiation fins 14 located at both ends are integrally formed with mounting portions 16 having mounting holes 16 '. Then, the heat radiation fin 14 described above
Is about 1 with respect to the center line L0 of the frame body 2 in the mounted state.
The end on the second heat sink 5b side, that is, the end near the center line L0 is aligned on the virtual straight line L1 inclined at 0 degrees, and extends in a direction orthogonal to the virtual straight line L1 and has substantially the same length. Set. Therefore, each radiating fin 14 is not parallel or orthogonal to each side of the frame body 2 in the mounted state, and is always at a position inclined (about 10 degrees).

【0014】また、隣り合う接続部15,15は交互に
位置を変えて配置し、隣り合う接続部が同一直線上に位
置しないように配置してある。この様にして接続部15
…を配置すると、接続部15…が熱膨張によって伸びて
も隣り合う放熱フィン14,14の傾斜により伸びを吸
収することができ、ヒートシンク5全体の変形或は変位
を最小に抑えることができ、これによりヒートシンク5
の膨張収縮による熱応力を低減し、金属ベース基板3、
枠体2への影響を小さく押えることができる。また、ヒ
ートシンク5全体の延びは取付部分16の腕部16″の
曲げにより吸収することができる。
Further, the adjacent connecting portions 15 and 15 are alternately arranged at different positions so that the adjacent connecting portions are not located on the same straight line. In this way, the connecting portion 15
.., the expansion can be absorbed by the inclination of the adjacent radiating fins 14, 14 even if the connection portion 15 expands due to thermal expansion, and the deformation or displacement of the entire heat sink 5 can be suppressed to a minimum. This allows the heat sink 5
The thermal stress due to expansion and contraction of the metal base substrate 3,
The influence on the frame 2 can be suppressed. Further, the extension of the entire heat sink 5 can be absorbed by bending the arm portion 16 ″ of the mounting portion 16.

【0015】なお、上記押出型材を所定の長さに切断し
ただけでは接続部15の長さが放熱フィン14と同じ長
さになってしまい空気の流れを阻害するので、図5に示
すように、金属ベース基板3側の部分を接続部15とし
て残しておき、他の不要部分を切除する。同様に、取付
部分16も金属ベース基板3側の部分を残しておき、他
の不要部分を切除し、これにより短いネジを使用できる
ようにしてある。
It should be noted that if the extruded mold material is cut into a predetermined length, the length of the connecting portion 15 becomes the same as the length of the heat radiating fins 14 and the air flow is obstructed. Therefore, as shown in FIG. , The portion on the metal base substrate 3 side is left as the connecting portion 15, and other unnecessary portions are cut off. Similarly, the mounting portion 16 also has a portion on the side of the metal base substrate 3 left, and other unnecessary portions are cut off so that a short screw can be used.

【0016】一方、第2ヒートシンク5bは、第1ヒー
トシンク5aと左右対象であり、各部の構成は第1ヒー
トシンク5aと同様である。即ち、第2ヒートシンク5
bの放熱フィン14は、第1ヒートシンク5a側の端部
(枠体2の中心線L0寄り端部)が枠体2の中心線L0に
対して約10度傾斜した仮想直線L2上に揃っており、
この仮想直線L2に対して直交する方向に延在してい
る。また、第2ヒートシンク5bの接続部15…は、隣
り合う位置にあるものが交互に位置を変えて配置してあ
る。
On the other hand, the second heat sink 5b is symmetrical with the first heat sink 5a, and the configuration of each part is the same as that of the first heat sink 5a. That is, the second heat sink 5
The radiating fins 14 of b are aligned on an imaginary straight line L2 whose end on the first heat sink 5a side (end near the center line L0 of the frame 2) is inclined about 10 degrees with respect to the center line L0 of the frame 2. Cage,
It extends in a direction orthogonal to the virtual straight line L2. Further, the connection parts 15 of the second heat sink 5b are arranged such that the adjacent parts are alternately changed in position.

【0017】上記した構成からなる第1,第2ヒートシ
ンク5a,5bを金属ベース基板3の裏面に取り付ける
には、接続部15や取付部分16を残した方の端面を金
属ベースの裏面に当接し、枠体2と金属ベース基板3と
ヒートシンクとの三部材を重合した状態で取付孔内にビ
ス17を挿入し、このビス17の先端部分を金属ベース
基板3の貫通孔内に挿通して先端の雄ネジ部を枠体2の
雌ネジ穴8内に螺合して締め付ける。この様にして金属
ベース基板3の裏面に第1,第2ヒートシンク5a,5
bを取り付けると、各ヒートシンク5a,5bの端面が
金属ベース基板3の裏面に密着し、また、第1ヒートシ
ンク5aの放熱フィン14の端部の仮想直線L1と第2
ヒートシンク5bの放熱フィン14の端部の仮想直線L
2とがハ字状に位置する。
In order to attach the first and second heat sinks 5a and 5b having the above-mentioned structure to the back surface of the metal base substrate 3, the end surface of the metal base substrate 3 where the connecting portion 15 and the attachment portion 16 are left is brought into contact with the back surface of the metal base. , The frame 2, the metal base substrate 3, and the heat sink are overlapped with each other, a screw 17 is inserted into the mounting hole, and a tip portion of the screw 17 is inserted into the through hole of the metal base substrate 3 to make a tip. The male screw part of is screwed into the female screw hole 8 of the frame body 2 and tightened. In this way, the first and second heat sinks 5a, 5a, 5
When b is attached, the end surfaces of the heat sinks 5a and 5b are in close contact with the back surface of the metal base substrate 3, and the imaginary straight line L1 and the second line of the end portion of the heat radiation fin 14 of the first heat sink 5a
A virtual straight line L at the end of the radiation fin 14 of the heat sink 5b
2 and are located in the shape of a letter.

【0018】そして、この様にしてなるハイブリッドI
C1をプリント基板18に装着する場合、プリント基板
18には枠体2よりも大きな開口部(本実施例では一辺
60mmの角穴)19を開設しておき、フラットな固定用タ
ブ20の一端を枠体2の取付部9にビスで固定し、この
タブ20の他端をプリント基板18の開口部19の開口
縁に固定する。この様にしてプリント基板18にハイブ
リッドIC1を固定すると、開口部19の開口縁と枠体
2との間に約2.5mm幅の貫通空部が形成される。
The hybrid I thus constructed
When C1 is mounted on the printed circuit board 18, the printed circuit board 18 has an opening portion larger than the frame 2 (one side in this embodiment).
(60 mm square hole) 19 is opened, one end of the flat fixing tab 20 is fixed to the mounting portion 9 of the frame body 2 with a screw, and the other end of the tab 20 is opened in the opening portion 19 of the printed circuit board 18. Secure to the rim. When the hybrid IC 1 is fixed to the printed circuit board 18 in this manner, a through void having a width of about 2.5 mm is formed between the opening edge of the opening 19 and the frame 2.

【0019】図1に示すように、プリント基板18を水
平な状態で機器に装着すると、半導体デバイス4から発
生した熱が金属ベース基板3からヒートシンク5a,5
bに伝達され、ヒートシンク5a,5bの放熱フィン1
4の表面から空気中に放熱される。そして、この放熱に
より暖まった空気は周りの空気に比較して比重が小さい
ので放熱フィン14間の空間を上昇し、上昇した暖気は
枠体2とプリント基板18との間の貫通空部を通って上
昇し、この様な上昇気流が発生すると、冷気が下方から
放熱フィン14間に流れ込む。したがって、各放熱フィ
ン14は下方から供給される冷気により冷却され、即ち
半導体デバイス4から発生した熱を効率良く放出するこ
とができ、これにより半導体が冷却される。
As shown in FIG. 1, when the printed circuit board 18 is mounted on the equipment in a horizontal state, the heat generated from the semiconductor device 4 is transferred from the metal base board 3 to the heat sinks 5a and 5a.
b of the heat sink 5a, 5b
Heat is dissipated from the surface of No. 4 into the air. Since the air warmed by this heat radiation has a smaller specific gravity than the surrounding air, it rises in the space between the radiation fins 14, and the warm air that has risen passes through the through air gap between the frame 2 and the printed circuit board 18. As a result of such an ascending airflow, cold air flows between the radiating fins 14 from below. Therefore, each radiating fin 14 is cooled by the cool air supplied from below, that is, the heat generated from the semiconductor device 4 can be efficiently released, and the semiconductor is cooled.

【0020】なお、パワー用ICのように発熱量の多い
場合には、図1中点線で示すように、クランク状に屈曲
した段付固定用タブ20′を使用してハイブリッドIC
1を固定すると、プリント基板18に開設する開口部1
9を拡大しなくても枠体2と開口縁との間の貫通空部の
断面積を増加させることができ、一層放熱効果を高める
ことができる。
When the heat generation amount is large like a power IC, a hybrid IC is used by using a step fixing tab 20 'bent in a crank shape as shown by a dotted line in FIG.
Opening 1 in printed circuit board 18 when 1 is fixed
Even if 9 is not enlarged, the cross-sectional area of the through space between the frame 2 and the opening edge can be increased, and the heat dissipation effect can be further enhanced.

【0021】一方、プリント基板18を垂直状態で機器
に装着する場合には、前記した第1,第2ヒートシンク
5a,5bの端部の仮想直線L1,L2がハ字状になる方
向、即ち図2に示すように、左右の放熱フィン14の間
隔が下方から上方に向かって次第に狭くなる状態で装着
する。この様にして装着すると、各放熱フィン14は枠
体2の中心線L0側の端部が低く、外側の端部が高い傾
斜状態となる。したがって、放熱フィン14間で暖まっ
た暖気は放熱フィン14が水平に位置する場合よりも流
動し易くなり、第1ヒートシンク5aにおいては放熱フ
ィン14の傾斜下面に沿って図2中斜め右上に流動し、
第2ヒートシンク5bにおいては図2中斜め左上に流動
し、放熱フィン14の傾斜上端まで上昇するとそのまま
ほぼ垂直に上昇する。
On the other hand, when the printed circuit board 18 is mounted on the equipment in a vertical state, the virtual straight lines L1 and L2 at the end portions of the first and second heat sinks 5a and 5b described above are in the shape of a V shape, that is, As shown in FIG. 2, the heat radiating fins 14 on the left and right are mounted in such a manner that the distance between the radiating fins 14 is gradually narrowed from the lower side to the upper side. When mounted in this manner, each of the radiation fins 14 is in an inclined state in which the end on the center line L0 side of the frame 2 is low and the outer end is high. Therefore, the warm air warmed between the radiating fins 14 flows more easily than when the radiating fins 14 are positioned horizontally, and flows in the first heat sink 5a along the inclined lower surface of the radiating fins 14 in the upper right direction in FIG. ,
In the second heat sink 5b, it flows obliquely to the upper left in FIG. 2, and when it rises to the upper end of the inclined fins 14, it rises almost vertically as it is.

【0022】放熱フィン14間に上記した気流が発生す
ると、第1ヒートシンク5aと第2ヒートシンク5bと
の間に形成された冷気流路21を冷気が下から上に流れ
る。そして、この冷気流路21においては下方に位置す
る放熱フィン14の端部よりもその上方に位置する放熱
フィン14の端部が内側に突出しているので、冷気流路
21内を上昇してくる冷気は突出した放熱フィン14の
端部に次々に当ってその都度当該放熱フィン14間に導
入される。したがって、下部に位置する放熱フィン14
間ばかりでなく上方に位置する放熱フィン14間にも冷
気が十分に導入され、放熱フィン14の放熱面積に応じ
た冷却機能を発揮できる。
When the above-mentioned air flow is generated between the heat radiating fins 14, cool air flows from the bottom to the top in the cool air passage 21 formed between the first heat sink 5a and the second heat sink 5b. Further, in the cold air flow passage 21, the end portion of the heat radiation fin 14 located above the end portion of the heat radiation fin 14 located below protrudes inward, so that the inside of the cool air flow passage 21 rises. The cold air successively strikes the protruding end portions of the radiation fins 14 and is introduced between the radiation fins 14 each time. Therefore, the radiation fins 14 located at the bottom
Cool air is sufficiently introduced not only between the heat radiation fins 14 located above but also between the heat radiation fins 14 and the cooling function according to the heat radiation area of the heat radiation fins 14 can be exhibited.

【0023】なお、以上説明した実施例は第1ヒートシ
ンク5aと第2ヒートシンク5bという2つのヒートシ
ンク5を設けたが、ヒートシンク5の数は2つに限定さ
れるものではなく、複数の放熱フィン14を並設すると
ともに放熱フィン14間を接続部で接続し、放熱フィン
14の端部を結ぶ仮想線を枠体2の四辺の延在方向に対
して傾斜させたものであればよい。
Although the two heat sinks 5 which are the first heat sink 5a and the second heat sink 5b are provided in the embodiment described above, the number of the heat sinks 5 is not limited to two, and a plurality of heat radiation fins 14 are provided. May be arranged in parallel, the radiation fins 14 may be connected to each other by a connecting portion, and a virtual line connecting the ends of the radiation fins 14 may be inclined with respect to the extending direction of the four sides of the frame body 2.

【0024】また、図6に示す第2の実施例は枠体2の
一方の開口部を金属ベース基板3で塞ぎ、他方の開口部
をアルミニウム等の金属製蓋材22で塞いだハイブリッ
ドIC1′である。この場合、枠体2の凸条10の一端
(上端)を切り欠いて蓋受部を形成してある。したがっ
て、枠体2内に封止材6を充填した後に固定ビスにより
ヒートシンク5、金属ベース基板3、および蓋材22を
共締めすると、蓋材22が蓋受部に当接して所定位置で
固定される。また、本実施例では枠体2の下端面に切欠
状の貫通部11を所定のピッチで複数形成し、各切欠状
貫通部11に挿通したピン12と半導体デバイス4の電
極とをリード線13で接続してあり、パワー用の場合に
は図中点線で示すようにピン12を上方に屈曲できるよ
うにしてある。
The second embodiment shown in FIG. 6 is a hybrid IC 1'wherein one opening of the frame 2 is closed by a metal base substrate 3 and the other opening is closed by a metallic lid member 22 such as aluminum. Is. In this case, one end (upper end) of the ridge 10 of the frame 2 is cut out to form a lid receiving portion. Therefore, when the heat sink 5, the metal base substrate 3, and the lid member 22 are fastened together with the fixing screws after the frame body 2 is filled with the sealing material 6, the lid member 22 contacts the lid receiving portion and is fixed at a predetermined position. To be done. Further, in the present embodiment, a plurality of cut-out through-holes 11 are formed on the lower end surface of the frame body 2 at a predetermined pitch, and the pins 12 inserted into the respective cut-out through-holes 11 and the electrodes of the semiconductor device 4 are lead wires 13. In the case of power use, the pin 12 can be bent upward as shown by the dotted line in the figure.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
熱フィンの端部を結ぶ仮想線を枠体の四辺の延在方向に
対して傾斜させたので、ヒートシンクの取付方向、即ち
ハイブリッドICの装着方向に拘らず放熱フィン間に冷
気を確実に導入することができ、放熱フィンの表面積の
総和に応じた冷却機能を十分に発揮させることができ
る。したがって、取付方向に拘らずに実際の放熱効率が
高い。特に、請求項2に記載した発明は、第1ヒートシ
ンクの端部の仮想線と第2ヒートシンクの端部の仮想線
をハ字状に設定したので、放熱フィン間に冷気を効率良
く導入することができ、一層放熱効率を高めることがで
きる。また、矩形枠体は型材を所定長さに切断すること
により製作できるので製造が簡単である。さらに、放熱
フィンの間隔は放熱ピンの間隔よりも大きく設定できる
ので塵埃等が溜り難く、メンテナンスも容易である。ま
た、請求項3に記載した発明は、枠体内に封止材を充填
してその上に金属粉を含んだ封止表面層を形成して枠体
の他方の開口部を塞いだので、ノイズの侵入を防止する
ことができることは勿論のこと、放射線の影響を受け難
く、耐環境性に優れる。したがって、使用される環境が
劣悪な建設機器の制御用としても使用することができる
し、放射線に晒され易い宇宙機器用としても使用するこ
とができる。更に、請求項4に記載した発明は、枠体の
他方の開口部を金属製蓋材で塞いだので、簡単な構造で
上記した耐環境性を一層向上することができる。
As described above, according to the present invention, the imaginary line connecting the ends of the radiation fins is inclined with respect to the extending direction of the four sides of the frame body, so that the heat sink mounting direction, that is, the hybrid IC. It is possible to reliably introduce cool air between the radiating fins regardless of the mounting direction, and to fully exert the cooling function according to the total surface area of the radiating fins. Therefore, the actual heat dissipation efficiency is high regardless of the mounting direction. In particular, in the invention described in claim 2, the virtual line at the end of the first heat sink and the virtual line at the end of the second heat sink are set in a V shape, so that cool air can be efficiently introduced between the heat radiation fins. Therefore, the heat dissipation efficiency can be further improved. Further, the rectangular frame body can be manufactured by cutting the mold material into a predetermined length, so that it is easy to manufacture. Further, since the distance between the heat radiating fins can be set larger than the distance between the heat radiating pins, it is difficult for dust and the like to collect and maintenance is easy. Further, in the invention described in claim 3, since the sealing material is filled in the frame body and the sealing surface layer containing the metal powder is formed thereon to close the other opening portion of the frame body, noise caused by noise is generated. In addition to being able to prevent invasion, it is not easily affected by radiation and has excellent environmental resistance. Therefore, it can be used not only for the control of construction equipment that is used in a bad environment but also for the space equipment that is easily exposed to radiation. Furthermore, in the invention described in claim 4, since the other opening of the frame is closed by the metallic lid member, the environment resistance can be further improved with a simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】右半を断面としたハイブリッドICの正面図で
ある。
FIG. 1 is a front view of a hybrid IC with a right half sectioned.

【図2】一部を断面としたハイブリッドICの底面図で
ある。
FIG. 2 is a bottom view of a hybrid IC with a partial cross section.

【図3】枠体の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a frame body.

【図4】第1ヒートシンクの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a first heat sink.

【図5】(A)は図4に示す第1ヒートシンクの右側面
図、(B)は左側面図である。
5A is a right side view of the first heat sink shown in FIG. 4, and FIG. 5B is a left side view.

【図6】枠体の他方の開口部を金属製蓋材で塞いだハイ
ブリッドICの要部の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of the hybrid IC in which the other opening of the frame is closed with a metal lid member.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハイブリッドIC 2 枠体 3 金属ベース基板 4 半導体デバイス 5 ヒートシンク 6 封止材 7 封止表面材 10 凸条 11 枠体の周面に形成した貫通部 12 ピン 13 リード線 14 放熱フィン 15 放熱フィンの接続部 18 プリント基板 21 冷気流路 22 金属製蓋材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid IC 2 Frame 3 Metal base substrate 4 Semiconductor device 5 Heat sink 6 Sealing material 7 Sealing surface material 10 Convex strip 11 Penetration part formed on the peripheral surface of the frame 12 Pins 13 Lead wire 14 Radiating fin 15 Radiating fin 15 Connection part 18 Printed circuit board 21 Cold air flow path 22 Metal lid material

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属製矩形枠体の一方の開口部に金属ベ
ース基板を当てがって塞ぎ、枠体に囲まれた金属ベース
基板の表面に半導体デバイスをマウントし、枠体の周面
の貫通部内に挿通したピンと半導体デバイスとをリード
線で接続し、枠体内に封止材を充填して枠体の他方の開
口部を塞ぎ、金属ベース基板の裏面にヒートシンクを固
定し、該ヒートシンクは、複数の放熱フィンを並設する
とともに放熱フィン間を接続部で接続し、放熱フィンの
端部を結ぶ仮想線を枠体の四辺の延在方向に対して傾斜
させたことを特徴とするハイブリッドIC。
1. A metal base substrate is applied to one opening of a metal rectangular frame body to close it, and a semiconductor device is mounted on the surface of the metal base substrate surrounded by the frame body. The pin inserted in the through portion and the semiconductor device are connected by a lead wire, the frame body is filled with a sealing material to close the other opening of the frame body, and the heat sink is fixed to the back surface of the metal base substrate. A hybrid characterized in that a plurality of heat radiating fins are arranged in parallel, the heat radiating fins are connected by a connecting portion, and virtual lines connecting the end portions of the heat radiating fins are inclined with respect to the extending directions of the four sides of the frame body. IC.
【請求項2】 金属ベース基板の裏面の一半に第1ヒー
トシンクを、他半に第2ヒートシングを固定し、第1ヒ
ートシンクの第2ヒートシンク側端部を結ぶ仮想線と第
2ヒートシンクの第1ヒートシンク側端部を結ぶ仮想線
とをハ字状に位置させたことを特徴とする請求項1に記
載のハイブリッドIC。
2. A first heat sink is fixed to one half of the rear surface of the metal base substrate, and a second heat sink is fixed to the other half thereof, and a virtual line connecting the end portions of the first heat sink on the second heat sink side and the first heat sink of the second heat sink. The hybrid IC according to claim 1, wherein an imaginary line connecting the end portions on the heat sink side is positioned in a V shape.
【請求項3】 枠体内に封止材を充填してその上に金属
粉を含んだ封止表面層を形成して枠体の他方の開口部を
塞いだ請求項1または請求項2に記載のハイブリッドI
C。
3. The method according to claim 1 or 2, wherein the frame body is filled with a sealing material, and a sealing surface layer containing metal powder is formed thereon to close the other opening of the frame body. Hybrid I
C.
【請求項4】 枠体の他方の開口部を金属製蓋材で塞い
だ請求項1または請求項2に記載のハイブリッドIC。
4. The hybrid IC according to claim 1, wherein the other opening of the frame is closed with a metallic lid member.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011243994A (en) * 2006-07-26 2011-12-01 Furukawa Sky Kk Heat exchanger

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