JPH077109A - パッケージの実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放熱効率を倍増したパッケージの実装構造を
提供すること。 【構成】 パッケージ１の両側に、第一の放熱部２０と
第二の放熱部５０とを備えている。第二の放熱部５０
は、パッケージ１の表面からプリント基板４５の裏面に
貫通する孔２２，４１，４６を介して装着されている。
第二の放熱部５０は、熱伝導部５１と放熱体５４とを有
し、プリント基板４５にパッケージ１を取り付けるため
のソケットで形成されている。そして、熱伝導部５１
は、パッケージ１の表面に接触した熱伝導性の押え材５
３を介して孔２２，４１，４６に挿入され、パッケージ
１をプリント基板４５に固定する熱伝導性のネジ５２で
形成され、かつ、放熱体５４の表面には、凹凸溝５８，
５９が形成され、この放熱体５４が熱伝導性ネジ５２と
熱伝導可能に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体等の熱を発生す
る部品を収納したパッケージをプリント基板に実装する
パッケージの実装構造に係り、特に放熱構造に特徴を有
するパッケージの実装構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のパッケージの実装構造の
一例を示す図である。

【０００３】図において、ＬＧＡ（ランド・グリッド・
アレイ）パッケージ１００は二点鎖線で示すプリント基
板２００に実装されている。このＬＧＡパッケージ１０
０は、絶縁性の収納部１１０と、この収納部１１０にＩ
Ｃ１２０が収納され、その上から放熱板１３０が装着さ
れた構造になっている。

【０００４】収納部１１０の底面には、複数の端子１１
１が設けられており、この端子１１１に端子１２１の裏
面を電気的に接触させた状態で、ＩＣ１２０が収納部１
１０内に収納されている。

【０００５】一方、放熱板１３０は、その表面に列設さ
れた複数フィン１３１を有している。これにより、収納
部１１０内のＩＣ１２１から発生した熱を、放熱板１３
０を介して、フィン１３１から放熱するようになってい
る。

【０００６】また、図示しないが、他のパッケージの実
装構造としては、フィンや凹凸の溝を設けた板を放熱板
の表面に接触させて圧着した構造のものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のパッケージの実装構造は、いずれにおいても、
収納部１１０内に収納されたＩＣ１２０からの熱を、１
枚の放熱板１３０を介して、フィン１３１や凹凸の溝か
ら放熱する構造になっている。すなわち、ＩＣ１２０か
らの熱は一方向（図３の上方向）からのみ放熱される構
造となっていた。

【０００８】したがって、多量の熱を発生するＩＣ１２
０を実装したＬＧＡパッケージ１００の場合には、フィ
ン１３１等を取り付けた放熱板１３０からのみ放熱する
だけでは十分な放熱効率を得ることはできなかった。こ
のため、従来のパッケージの実装構造においては、ＩＣ
の動作温度が上ってしまい、誤動作することが多く、長
期間使用するにあたり信頼性に欠けるという問題があっ
た。

【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、放熱効率を向上させたパッケージの実装構造
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、熱を発生する部品を収納した収納部とこの収納
部の表面に設けられこの部品から発生した熱を放熱する
第一の放熱部とを有してなるパッケージを、プリント基
板の表面に実装するパッケージの実装構造において、上
記部品等から発生した熱を上記プリント基板の裏面側に
放熱する第二の放熱部を有するパッケージの実装構造に
より、達成される。

【００１１】好ましくは、前記第二の放熱部は、パッケ
ージ表面からプリント基板の裏面に貫通する孔と、この
孔に装着され前記部品から発生した熱を伝導させる熱伝
導部と、この熱伝導部からの熱を放熱する放熱体とを有
し、前記プリント基板に前記パッケージを取り付けるた
めのソケットで形成した、構成とする。

【００１２】さらに好ましくは、前記ソケットの熱伝導
部は、前記パッケージの表面に接触した熱伝導性の押え
材を介して前記孔に挿入され、前記パッケージを前記プ
リント基板に固定する熱伝導性のネジで形成しするとと
もに、前記ソケットの放熱体の表面に凹凸溝を形成し
て、この放熱体を上記ネジと熱伝導可能に連結した、構
成とする。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、収納部に収納された半導体
等が発した熱は、第一の放熱部から収納部表面側に放熱
されると共に、第二の放熱部からプリント基板裏面側に
放熱される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。

【００１５】尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適
な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付
されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特
に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様
に限られるものではない。

【００１６】図１は、本発明の一実施例に係るパッケー
ジの実装構造を示す断面図であり、図２はその平面図で
ある。

【００１７】本実施例は、第１の放熱部２０を有するＬ
ＧＡパッケージ１を異方性導電シート４０を介してプリ
ント基板４５に実装し、かつＬＧＡパッケージ１に第２
の放熱部としてのＬＧＡソケット５０を装着した構造に
なっている。

【００１８】ＬＧＡパッケージ１は、半導体収納部１０
と第一の放熱部２０とにより構成されている。

【００１９】半導体収納部１０は、絶縁性の合成樹脂な
どで形成された箱体であり、その内部には半導体ＩＣが
実装されている。また、この半導体収納部１０の隅に
は、後述する熱伝導部５１の熱伝導性ネジ５２を螺入す
るための取付け孔１１が穿設されている。

【００２０】一方、第１の放熱部２０は、放熱板２１と
放熱体３０とにより構成されている。放熱板２１は、熱
伝導性素材で形成された板状体であり、その隅には前記
取付け孔１１と対応したネジ孔２２が穿設されている。

【００２１】また、放熱体３０は、放熱板２１に取り付
けるための取付部３１と、その取付部の上部に連続する
放熱面３５を有している。そして、放熱面３５には、複
数の線状の凸溝３６が突設されており、複数の凸溝３６
の間に複数の線状の凹溝３８が凹設されている。これに
より放熱面積を広くとり、放熱効率を高めている。

【００２２】異方性導電シート４０は、例えば、金属繊
維を絶縁性シリコーンゴムの厚み方向に高密度に配向す
ることにより形成されており、半導体収納部１０の裏面
とプリント基板４５の間に介設されている。

【００２３】これにより、異方性導電シート４０を介し
て、ＬＧＡパッケージ１の半導体収納部１０とプリント
基板４５とが、電気的に接続されると共に、熱的に絶縁
状態を保っている。このような異方性導電シート４０の
隅には、ＬＧＡパッケージ１の取付孔１１，ネジ孔２２
に連通するネジ孔４１が穿設されている。

【００２４】プリント基板４５は、ＬＧＡパッケージ１
を動作させるための回路などがプリントされた基板であ
り、前記取付孔１１，ネジ孔２２，４１と連通するネジ
孔４６を有している。

【００２５】ＬＧＡソケット５０は、熱伝導部５１と放
熱体５４とで構成されている。この熱伝導部５１は、Ｌ
ＧＡパッケージ１で発生した熱を伝導させるためのもの
であり、熱伝導性ネジ５２と熱伝導性押え体５３とでな
っている。

【００２６】これら熱伝導性ネジ５２と熱伝導性押え体
５３とは、熱伝導特性に優れた銅や鉄などを素材として
形成されている。熱伝導性押え体５３は、図示しない孔
を放熱板２１のネジ孔２２に連通させた状態で、放熱板
２１の上に密着されており、その上から熱伝導性ネジ５
２が嵌められている。

【００２７】すなわち、熱伝導性ネジ５２のネジ溝５２
ｂが、熱伝導性押え体５３の前記孔と放熱板２１のネジ
孔２２と半導体収納部１０の取付孔１１と異方性導電性
シート４０のネジ孔４１とプリント基板４５のネジ孔４
６とに螺入され、その頭部５２ａによって、熱伝導性押
え体５３が上から押圧されている。この結果、放熱体３
０が取り付けられた放熱板２１が、半導体収納部１０の
表面に圧着され、異方性導電シート４０が、半導体収納
部１０によってプリント基板４５の表面上に圧着されて
いる。

【００２８】一方、放熱体５４は、上記のように取り付
けられた熱伝導部５１の熱伝導性ネジ５２の先端部に取
り付けられている。この放熱体５４は、半導体収納部１
０の裏面積と対応した表面積を有する取付部５５と、こ
の取付部５５の下側に連続的に形成された放熱面５７と
を有している。

【００２９】取付部５５は、ネジ穴５６を介して熱伝導
性ネジ５２の先端部に取り付けられている。そして放熱
面５７には、複数の線状の凸溝５８が突設され、これら
の凸溝５８の間に複数の線状の凹溝５９が凹設されてい
る。これにより、放熱体５４の放熱面積を広く確保し、
プリント基板４５の裏側への放熱効率を高めている。

【００３０】次に、本実施例のパッケージの実装構造の
動作について説明する。図示しない電源が入れられ、プ
リント基板４５の回路を介してＬＧＡパッケージ１内の
図示しない前記半導体ＩＣが動作すると、この半導体Ｉ
Ｃから熱が発生する。

【００３１】この熱Ａは、図１の矢印で示すように、第
１の放熱部２０の放熱板２１に伝わる。そして、この放
熱板２１に伝わった熱の一部は、矢印Ｂで示すように、
放熱体３０側に伝わる。

【００３２】この熱Ｂは、まず、放熱体３０の取付部３
１に伝わり、この取付部３１から放熱面３５に伝わる。
そして、熱Ｂは、放熱面３５の凸溝３６の上面や側面か
ら放熱され、また、凹溝３８の側面や底面から放熱され
る。このとき、放熱面３５に凸溝３６や凹溝３８を設け
て、放熱面積を広く確保しているので、熱Ｂが外部へと
効率良く放熱されることとなる。

【００３３】一方、ＩＣからの熱のうち放熱板２１に伝
わった熱Ａ以外の熱は、矢印Ｃに示すように、熱伝導部
５１の熱伝導性押え体５３に伝わる。そして、この熱Ｃ
が、熱伝導性押え体５３から熱伝導性ネジ５２へと伝わ
り、ネジ溝５２ｂを介して、放熱体５４側に伝わる。

【００３４】放熱体５４側に伝わった熱Ｃは、まず、取
付部５５に伝わり、この取付部５５から放熱面５７へと
伝わって行く。そして、放熱面５７へ伝わった熱Ｃは、
凸溝５８や凹溝５９の表面から外部へと放熱される。こ
のとき、放熱面５７に凸溝５８や凹溝５９を設けて、そ
の放熱面積を広く確保しているので、熱Ｃは効率良く外
部に放熱されることとなる。

【００３５】すなわち、本実施例によれば、ＬＧＡパッ
ケージ１の半導体ＩＣから発生した熱の一部、即ち熱Ｂ
が放熱体３０からプリント基板４５の表面側に放熱さ
れ、残りの熱すなわち熱Ｃが熱伝導部５１を通って、放
熱体５４からプリント基板４５の裏側に放熱されること
となる。

【００３６】すなわち、上述した従来のパッケージの実
装構造は、図３に示したように、ＩＣ１２０からの熱が
放熱板１３０を介してフィン１３１から放熱される、い
わゆる一方向放熱型の構造であるのに対し、本実施例で
は、ＬＧＡパッケージ１の両側に放熱する二方向放熱型
の構造であるので、従来のパッケージの実装構造に比べ
例えば２倍の放熱量を得ることができる。

【００３７】したがって、ＬＧＡパッケージ１の放熱効
率と冷却効率が向上するので、高発熱性の半導体ＩＣを
実装した場合においても半導体ＩＣの動作温度を十分下
げることができる。この結果、半導体ＩＣの動作特性を
維持することができ、その長期信頼性を向上させること
ができる。

【００３８】このように本実施例によれば、収納部に収
納された半導体等が発した熱が、第一の放熱部から収納
部表面側に放熱されると共に、プリント基板の裏面に貫
通する孔を介して装着された第二の放熱部からプリント
基板裏面側に放熱されるので、上述した従来例のパッケ
ージの実装構造に比べて、例えば２倍の放熱量を得るこ
とができる。

【００３９】したがって、パッケージの放熱効率と冷却
効率が倍増するので、高発熱性の半導体等を実装したパ
ッケージにおいても、半導体等の動作温度を十分下げる
ことができ、この結果、半導体等の動作特性を維持する
ことができ、その信頼性を向上させることができる。

【００４０】なお、本実施例は発熱性の高いＬＧＡパッ
ケージ１の実装構造について説明したが、これに限るも
のではない。すなわち、ＬＧＡパッケージ１と同様に発
熱性の高い表面実装型のＭＣＭ（マルチ・チップ・モジ
ュール）等にも適用することができることは勿論であ
る。

【００４１】また、発熱部品はＩＣに限るものではな
く、動作にともない熱を発生する部品全てを含むもので
ある。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、収
容した発熱部品による熱を効率良く発熱できるパッケー
ジの実装構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るパッケージの実装構造
を示す断面図である。

【図２】本実施例の平面図である。

【図３】従来のパッケージの実装構造の一例を示す分解
斜視図である。

【符号の説明】

１ ＬＧＡパッケージ １０ 半導体収納部 ２０ 第一の放熱部 ４５ プリント基板 ５０ 第二の放熱部としてのＬＧＡソケット ５１ 熱伝導部 ５２ 熱伝導性ネジ ５３ 熱伝導性押え材 ５４ 放熱体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱を発生する部品を収納した収納部とこ
   の収納部の表面に設けられこの部品から発生した熱を放
   熱する第一の放熱部とを有してなるパッケージを、プリ
   ント基板の表面に実装するパッケージの実装構造におい
   て、 上記部品から発生した熱を上記プリント基板の裏面側に
   放熱する第二の放熱部を有することを特徴とする、パッ
   ケージの実装構造。
2. 【請求項２】 前記第二の放熱部は、前記パッケージの
   表面からプリント基板の裏面に貫通する孔と、 この孔に装着され前記部品から発生した熱を伝導させる
   熱伝導部と、 この熱伝導部からの熱を放熱する放熱体とを有し、 前記プリント基板に前記パッケージを取り付けるための
   ソケットでなることを特徴とする、請求項１に記載のパ
   ッケージの実装構造。
3. 【請求項３】 前記ソケットの熱伝導部は、前記パッケ
   ージの表面に接触した熱伝導性の押え材を介して前記孔
   に挿入され、前記パッケージを前記プリント基板に固定
   する熱伝導性のネジで形成し、 さらに、前記ソケットの放熱体の表面に凹凸溝を形成し
   て、この放熱体を上記ネジと熱伝導可能に連結したこと
   を特徴をする、請求項２に記載のパッケージの実装構
   造。