JPH08222667A - 発熱素子の放熱構造 - Google Patents
発熱素子の放熱構造Info
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大規模集積回路（ＬＳＩ）の放熱構造に関
し、特に複数個のチップを１個のパッケージに封入した
マルチチップモジュール（ＭＣＭ）などを均一に放熱す
ることができる簡単な構造の放熱手段を得ることを課題
としている。 【構成】 発熱素子１のパッケージの上面１０に、底面
の一部に接着座５を突出形成したヒートシンク３をその
接着座５部分において接着し、接着座５以外のヒートシ
ンクの底面８と素子１のパッケージの上面１０との隙間
に熱伝導性ゴム６を充填した構造をしている。熱伝導性
ゴム６としては、ヒートシンクの接着座５の突出高さＨ
より若干厚い熱伝導性ゴムシート６をパッケージ１１の
外形寸法に切断し、かつ接着座５が嵌まりこむ孔７を設
けて用いるのが容易かつ経済的である。熱伝導性ゴムと
しては、たとえばガラス繊維や金属繊維を混入したシリ
コンゴムなどが用いられる。
し、特に複数個のチップを１個のパッケージに封入した
マルチチップモジュール（ＭＣＭ）などを均一に放熱す
ることができる簡単な構造の放熱手段を得ることを課題
としている。 【構成】 発熱素子１のパッケージの上面１０に、底面
の一部に接着座５を突出形成したヒートシンク３をその
接着座５部分において接着し、接着座５以外のヒートシ
ンクの底面８と素子１のパッケージの上面１０との隙間
に熱伝導性ゴム６を充填した構造をしている。熱伝導性
ゴム６としては、ヒートシンクの接着座５の突出高さＨ
より若干厚い熱伝導性ゴムシート６をパッケージ１１の
外形寸法に切断し、かつ接着座５が嵌まりこむ孔７を設
けて用いるのが容易かつ経済的である。熱伝導性ゴムと
しては、たとえばガラス繊維や金属繊維を混入したシリ
コンゴムなどが用いられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大規模集積回路（Ｌ
ＳＩ）などの高発熱電子素子の放熱構造に関するもので
ある。
ＳＩ）などの高発熱電子素子の放熱構造に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】小型コンピュータのＣＰＵや制御用カス
タムＬＳＩなどは、チップをセラミックや樹脂パッケー
ジに封入した構造となっているが、チップの温度上昇を
避けるために、パッケージにヒートシンクを接着して放
熱する構造が採用されている。従来のこの種の素子は、
パッケージの中央部に６ないし１０ｍｍ角程度のチップ
が封入されており、従ってその発熱部はパッケージの中
央部分であった。一方ヒートシンクは、熱伝導性及び成
形性に優れたアルミニウム材が主として用いられてい
る。
タムＬＳＩなどは、チップをセラミックや樹脂パッケー
ジに封入した構造となっているが、チップの温度上昇を
避けるために、パッケージにヒートシンクを接着して放
熱する構造が採用されている。従来のこの種の素子は、
パッケージの中央部に６ないし１０ｍｍ角程度のチップ
が封入されており、従ってその発熱部はパッケージの中
央部分であった。一方ヒートシンクは、熱伝導性及び成
形性に優れたアルミニウム材が主として用いられてい
る。
【０００３】この種のヒートシンクを用いた従来の放熱
構造は、図４及び図５に示すように、プリント板１２に
実装された素子１の上面に、底面中央部に接着座５を突
出形成したヒートシンク３を接着するというものであっ
た。接着座５は、ヒートシンクの底面８から１ｍｍ程度
突出する高さで設けられており、この接着座を発熱の最
も大きな素子の中央部上面に接着することにより、チッ
プの発熱をヒートシンク３に伝達して、そのフィン４か
ら空気中に放熱するというものである。
構造は、図４及び図５に示すように、プリント板１２に
実装された素子１の上面に、底面中央部に接着座５を突
出形成したヒートシンク３を接着するというものであっ
た。接着座５は、ヒートシンクの底面８から１ｍｍ程度
突出する高さで設けられており、この接着座を発熱の最
も大きな素子の中央部上面に接着することにより、チッ
プの発熱をヒートシンク３に伝達して、そのフィン４か
ら空気中に放熱するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の素子は、前述し
たように、パッケージの中央に１個のチップを封入した
構造であったが、近時複数個のチップを１個のパッケー
ジに封入した素子（マルチチップモジュール。略称ＭＣ
Ｍ）が実用化されている。このＭＣＭは１個のパッケー
ジ内に複数の（最大６個程度）のチップを平面に並べて
配置した構造をしており、素子自体は正方形ないし矩形
の板状をしている。この種の素子においては、封入され
ているチップのそれぞれが発熱源となるので、従来の１
個のチップを封入した素子のように、発熱部がパッケー
ジの中央部に限られるわけではなく、発熱部がパッケー
ジの広い範囲にわたって散在することになる。
たように、パッケージの中央に１個のチップを封入した
構造であったが、近時複数個のチップを１個のパッケー
ジに封入した素子（マルチチップモジュール。略称ＭＣ
Ｍ）が実用化されている。このＭＣＭは１個のパッケー
ジ内に複数の（最大６個程度）のチップを平面に並べて
配置した構造をしており、素子自体は正方形ないし矩形
の板状をしている。この種の素子においては、封入され
ているチップのそれぞれが発熱源となるので、従来の１
個のチップを封入した素子のように、発熱部がパッケー
ジの中央部に限られるわけではなく、発熱部がパッケー
ジの広い範囲にわたって散在することになる。
【０００５】このようなＭＣＭに従来と同様な構造でヒ
ートシンク３を接着すると、パッケージの中央部の放熱
は行われるが、周辺部に配置されたチップの放熱はほと
んど行われることがなくなる。
ートシンク３を接着すると、パッケージの中央部の放熱
は行われるが、周辺部に配置されたチップの放熱はほと
んど行われることがなくなる。
【０００６】この問題を回避するには、パッケージ１１
の上面全体にヒートシンク３の底面を接着するようにす
ればよいが、パッケージはセラミックや樹脂であり、一
方ヒートシンクがアルミニウム材であるために、熱膨張
の相違によって、ヒートシンク接着部に大きな熱応力が
生じ、接着層が破壊されてヒートシンクが剥離してしま
うという問題が生じる。
の上面全体にヒートシンク３の底面を接着するようにす
ればよいが、パッケージはセラミックや樹脂であり、一
方ヒートシンクがアルミニウム材であるために、熱膨張
の相違によって、ヒートシンク接着部に大きな熱応力が
生じ、接着層が破壊されてヒートシンクが剥離してしま
うという問題が生じる。
【０００７】この発明は、上記の問題を解決するために
なされたもので、ＭＣＭなどの発熱部がパッケージの中
心に集中していない素子をより合理的にかつ均一に放熱
することが可能な技術手段を得ることを課題としてい
る。
なされたもので、ＭＣＭなどの発熱部がパッケージの中
心に集中していない素子をより合理的にかつ均一に放熱
することが可能な技術手段を得ることを課題としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の放熱構造で
は、発熱素子１のパッケージの上面１０に、底面の一部
に接着座５を突出形成したヒートシンク３をその接着座
５部分において接着し、接着座５以外のヒートシンクの
底面８と素子１のパッケージの上面１０との隙間に熱伝
導性ゴム６を充填した構造としている。
は、発熱素子１のパッケージの上面１０に、底面の一部
に接着座５を突出形成したヒートシンク３をその接着座
５部分において接着し、接着座５以外のヒートシンクの
底面８と素子１のパッケージの上面１０との隙間に熱伝
導性ゴム６を充填した構造としている。
【０００９】上記の熱伝導性ゴム６の充填は、ヒートシ
ンクの接着座５の突出高さＨより若干厚い熱伝導性ゴム
シート６をパッケージ１１の外形寸法に切断し、かつ接
着座５が嵌まりこむ孔７を設けて、この熱伝導性ゴムシ
ート６をヒートシンクの底面８とパッケージの上面１０
に挟みこんだ状態でヒートシンクの接着座５を素子の上
面に接着することによって、容易かつ経済的に行うこと
ができる。
ンクの接着座５の突出高さＨより若干厚い熱伝導性ゴム
シート６をパッケージ１１の外形寸法に切断し、かつ接
着座５が嵌まりこむ孔７を設けて、この熱伝導性ゴムシ
ート６をヒートシンクの底面８とパッケージの上面１０
に挟みこんだ状態でヒートシンクの接着座５を素子の上
面に接着することによって、容易かつ経済的に行うこと
ができる。
【００１０】この発明の熱伝導性ゴムとしては、たとえ
ば熱伝導性を向上させるためにガラス繊維や金属繊維を
混入したシリコンゴムなどを挙げることができ、熱伝導
性ゴムシートとしてはガラスクロス等で補強したシリコ
ンゴム製のものが一般に提供されている。
ば熱伝導性を向上させるためにガラス繊維や金属繊維を
混入したシリコンゴムなどを挙げることができ、熱伝導
性ゴムシートとしてはガラスクロス等で補強したシリコ
ンゴム製のものが一般に提供されている。
【００１１】
【作用】パッケージの中央部に封入されたチップの発熱
は、ヒートシンクの接着部からヒートシンクに直接伝熱
されてフィン４から放熱される。またパッケージの周辺
部に配置されたチップの発熱は、熱伝導性ゴム６を介し
てヒートシンクの底面８に伝熱され、ヒートシンクのフ
ィン４から空気中に放熱される。
は、ヒートシンクの接着部からヒートシンクに直接伝熱
されてフィン４から放熱される。またパッケージの周辺
部に配置されたチップの発熱は、熱伝導性ゴム６を介し
てヒートシンクの底面８に伝熱され、ヒートシンクのフ
ィン４から空気中に放熱される。
【００１２】ヒートシンク３は、その接着座５部分での
み素子のパッケージに接着されているので、接着面積は
小さく、パッケージとヒートシンクの熱膨張の差による
変位も接着剤層の弾性変形によって吸収できるから、剥
離の問題は生じない。一方パッケージ周縁部におけるパ
ッケージとヒートシンクとの熱膨張の差は、熱伝導性ゴ
ム６が備える弾性によって吸収される。
み素子のパッケージに接着されているので、接着面積は
小さく、パッケージとヒートシンクの熱膨張の差による
変位も接着剤層の弾性変形によって吸収できるから、剥
離の問題は生じない。一方パッケージ周縁部におけるパ
ッケージとヒートシンクとの熱膨張の差は、熱伝導性ゴ
ム６が備える弾性によって吸収される。
【００１３】熱伝導性ゴムとしてゴムシート６を用いた
ときは、このゴムシートはヒートシンク３及びパッケー
ジ１１のいずれにも接着する必要はなく、熱伝導性ゴム
シート６の面方向のずれは、ヒートシンクの接着座５と
の嵌合によって阻止され、また熱伝導性ゴムシート６が
若干圧縮された状態でヒートシンクの底面８とパッケー
ジの上面１０との間で挟持されるので、熱伝導性ゴムシ
ート６とヒートシンク及びパッケージと密着性が保障さ
れ、境界伝熱係数も小さくでき、良好な放熱効果が得ら
れる。
ときは、このゴムシートはヒートシンク３及びパッケー
ジ１１のいずれにも接着する必要はなく、熱伝導性ゴム
シート６の面方向のずれは、ヒートシンクの接着座５と
の嵌合によって阻止され、また熱伝導性ゴムシート６が
若干圧縮された状態でヒートシンクの底面８とパッケー
ジの上面１０との間で挟持されるので、熱伝導性ゴムシ
ート６とヒートシンク及びパッケージと密着性が保障さ
れ、境界伝熱係数も小さくでき、良好な放熱効果が得ら
れる。
【００１４】
【実施例】図１ないし３はこの発明の実施例を示したも
のである。平面方形の素子１内には、たとえば図に点線
で示すように、複数個のチップ２が封入されている。ヒ
ートシンク３はアルミニウム製で、その上面に多数の角
杆状の放熱フィン４が形成されており、その底面の中央
部には図２、３に示すように、方形の接着座５が突出形
成されている。熱伝導性ゴムシート６はその外形を素子
１のパッケージ１１の外形と同一寸法に切断され、かつ
その中央部にヒートシンクの接着座５と同一寸法の嵌合
孔７が切り抜かれている。
のである。平面方形の素子１内には、たとえば図に点線
で示すように、複数個のチップ２が封入されている。ヒ
ートシンク３はアルミニウム製で、その上面に多数の角
杆状の放熱フィン４が形成されており、その底面の中央
部には図２、３に示すように、方形の接着座５が突出形
成されている。熱伝導性ゴムシート６はその外形を素子
１のパッケージ１１の外形と同一寸法に切断され、かつ
その中央部にヒートシンクの接着座５と同一寸法の嵌合
孔７が切り抜かれている。
【００１５】ヒートシンク３は、嵌合孔７を接着座５に
嵌めこんで、熱伝導性ゴムシート６を底面８に添設した
状態で、その接着座の座面９をパッケージの上面１０に
接着される。このとき熱伝導性ゴムシート６の厚さＴが
接着座５の高さＨより若干厚いために、熱伝導性ゴムシ
ート６はヒートシンク３と素子のパッケージ１１との間
で若干圧縮され、その上下面がヒートシンクの底面８と
パッケージの上面１０に密着した状態で挟持される。
嵌めこんで、熱伝導性ゴムシート６を底面８に添設した
状態で、その接着座の座面９をパッケージの上面１０に
接着される。このとき熱伝導性ゴムシート６の厚さＴが
接着座５の高さＨより若干厚いために、熱伝導性ゴムシ
ート６はヒートシンク３と素子のパッケージ１１との間
で若干圧縮され、その上下面がヒートシンクの底面８と
パッケージの上面１０に密着した状態で挟持される。
【００１６】接着座５の寸法は、たとえば素子が４５ｍ
ｍ角のものに対して１５ｍｍ角程度であり、ヒートシン
ク３の接着面積は、パッケージの上面面積のおよそ９分
の１にしか過ぎない。この発明の構造では、残りの９分
の８の面積が熱伝導性ゴム６を介したヒートシンク３へ
の熱伝導により放熱され、従来構造に比べてパッケージ
の周縁部の放熱が大幅に向上する。
ｍ角のものに対して１５ｍｍ角程度であり、ヒートシン
ク３の接着面積は、パッケージの上面面積のおよそ９分
の１にしか過ぎない。この発明の構造では、残りの９分
の８の面積が熱伝導性ゴム６を介したヒートシンク３へ
の熱伝導により放熱され、従来構造に比べてパッケージ
の周縁部の放熱が大幅に向上する。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したこの発明の放熱構造によれ
ば、素子のパッケージ周辺部における放熱効果が従来構
造に比べて大幅に向上し、特にパッケージ周辺部におけ
る発熱量の大きなＭＣＭ等の素子を簡単な構造で効率良
く冷却できるという効果がある。
ば、素子のパッケージ周辺部における放熱効果が従来構
造に比べて大幅に向上し、特にパッケージ周辺部におけ
る発熱量の大きなＭＣＭ等の素子を簡単な構造で効率良
く冷却できるという効果がある。
【図１】この発明の放熱構造の実施例を示す分解斜視図
【図２】組み立てた状態で示す図１の側面図
【図３】図２の平面図
【図４】従来構造の一例を示す側面図
【図５】図４の平面図
１ 素子 ２ チップ ３ ヒートシンク ４ 放熱フィン ５ 接着座 ６ 熱伝導性ゴム ７ 嵌合孔 ８ 底面 ９ 座面 10 上面 11 パッケージ 12 プリント板 Ｔ 厚さ Ｈ 高さ
Claims (2)
- 【請求項１】 発熱素子(1) のパッケージの上面(10)に
底面の一部に接着座(5) を突出形成したヒートシンク
(3) がその接着座(5) 部分において接着されており、接
着座(5) 以外のヒートシンクの底面(8) と素子(1) のパ
ッケージの上面(10)との隙間に熱伝導性ゴム(6) が充填
されている、発熱素子の放熱構造。 - 【請求項２】 熱伝導性ゴム(6) がヒートシンクの接着
座(5) の突出高さ(H) より若干厚い熱伝導性ゴムシート
からなり、この熱伝導性ゴムシートは、パッケージ(11)
の外形寸法に切断されかつ接着座(5) が嵌まりこむ孔
(7) を備え、ヒートシンクの底面(8) とパッケージの上
面(10)との間に挟持されている、請求項１記載の発熱素
子の放熱構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07046490A JP3119569B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 発熱素子の放熱構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07046490A JP3119569B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 発熱素子の放熱構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222667A true JPH08222667A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3119569B2 JP3119569B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=12748665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07046490A Expired - Fee Related JP3119569B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 発熱素子の放熱構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119569B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002003460A2 (de) * | 2000-07-03 | 2002-01-10 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterchip-modul mit schutzfolie |
| JP2010064043A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Kaneka Corp | シート状物の異物除去装置および異物除去方法 |
| CN101925289A (zh) * | 2009-06-12 | 2010-12-22 | 索尼公司 | 电子设备 |
| JP2012248568A (ja) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Sanken Electric Co Ltd | 放熱基板及びその製造方法、半導体モジュール |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP07046490A patent/JP3119569B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002003460A2 (de) * | 2000-07-03 | 2002-01-10 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterchip-modul mit schutzfolie |
| WO2002003460A3 (de) * | 2000-07-03 | 2002-07-18 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterchip-modul mit schutzfolie |
| JP2010064043A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Kaneka Corp | シート状物の異物除去装置および異物除去方法 |
| CN101925289A (zh) * | 2009-06-12 | 2010-12-22 | 索尼公司 | 电子设备 |
| US8199509B2 (en) | 2009-06-12 | 2012-06-12 | Sony Corporation | Electronic equipment |
| JP2012248568A (ja) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Sanken Electric Co Ltd | 放熱基板及びその製造方法、半導体モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3119569B2 (ja) | 2000-12-25 |
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