JPH10209352A - Radiation fin for lsi package - Google Patents

Radiation fin for lsi package

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Publication number
JPH10209352A
JPH10209352A JP9010987A JP1098797A JPH10209352A JP H10209352 A JPH10209352 A JP H10209352A JP 9010987 A JP9010987 A JP 9010987A JP 1098797 A JP1098797 A JP 1098797A JP H10209352 A JPH10209352 A JP H10209352A
Authority
JP
Japan
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package
fin
bottom plate
claws
corrugated
Prior art date
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Pending
Application number
JP9010987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayasu Kojima
正康 小嶋
Chihiro Hayashi
千博 林
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10209352A publication Critical patent/JPH10209352A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To removably mount a radiation fin on a package, by providing protrudent downward and opposed claws for gripping the side edges of an LSI package at the opposite side ends of a bottom plate of the fin. SOLUTION: A corrugated fin 30 comprises a flat bottom plate and a corrugated radiation plate 15a to be a radiator. The plate 15a is a corrugated Al or Al allay sheet bonded with blaze, etc., to the top face of the bottom plate with claws. A BGA package 14 has a flat plate, i.e., heat conductive base 16 and epoxy resin plates 17, 18 which are inserted into from the no-claw side end of the bottom plate of the fin 30 to grip the end edge of the resin plate 18 with the top ends 31c of claws 31b. If using the radiation fin for the LSI package, the fin can be very easily mounted on the package with the assembling process automated to raise the productivity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、LSI(大規模集
積回路)パッケージに取り付けて、パッケージに搭載さ
れたLSIチップ(以下、チップと記す)を冷却するた
めの放熱フィンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiating fin mounted on an LSI (Large Scale Integrated Circuit) package for cooling an LSI chip (hereinafter referred to as a chip) mounted on the package.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIパッケージ(以下、単にパッケー
ジと記す)は、チップを収納した最も基本的なエレクト
ロニクスデバイスである。電子機器の高性能化、小型化
の歴史の中で、チップの集積度は年々増加の一途をたど
り、チップの発熱による誤動作やパッケージの電気的な
破壊などを防止するための冷却対策が重要となりつつあ
る。チップの温度上昇を抑制する対策として最も広く採
用されているのが、パッケージに放熱フィンを装着して
自然空冷あるいはファンによる強制空冷でチップの熱を
奪う方法である。
2. Description of the Related Art An LSI package (hereinafter simply referred to as a package) is the most basic electronic device containing a chip. In the history of high performance and miniaturization of electronic devices, the degree of integration of chips has been increasing year by year, and it is important to take cooling measures to prevent malfunctions due to heat generation of chips and electrical destruction of packages. It is getting. The most widely adopted measure to suppress the temperature rise of the chip is to attach heat radiation fins to the package and remove the heat of the chip by natural air cooling or forced air cooling by a fan.

【0003】放熱フィンをパッケージに装着する方法に
は、下記するように種々の方法が提案されている。図4
は、セラミックス製のピングリッドアレイ型パッケージ
(以下、PGAパッケージと記す)にピン型放熱フィン
を取り付けた例を示す。図4(a)はピンフィン側から
の平面図、同(b)はピンフィンが取り付けられたPG
Aパッケージの断面図、同(c)はPGAパッケージの
下面の平面図である。
Various methods have been proposed for mounting the radiation fins on the package as described below. FIG.
Shows an example in which a pin-type radiation fin is attached to a ceramic pin grid array type package (hereinafter referred to as a PGA package). FIG. 4A is a plan view from the pin fin side, and FIG. 4B is a PG with the pin fin attached.
FIG. 3C is a cross-sectional view of the A package, and FIG. 3C is a plan view of the lower surface of the PGA package.

【0004】ピン型放熱フィン(以下ピンフィンと記
す)2は、放熱部となる多数の放熱ピン2aが底板部2
bに垂直に林立した形状になっている。本発明で放熱フ
ィンとは、放熱部と底板部からなるものを示すものとす
る。
[0004] A pin-shaped heat radiating fin (hereinafter referred to as a pin fin) 2 has a plurality of heat radiating pins 2a serving as heat radiating portions.
The shape is vertical to b. In the present invention, the radiating fin means a radiating portion and a bottom plate.

【0005】図4に示すように、チップ3は、伝熱基板
16に接合され、額縁状のセラミックス板5、6および
リッド7で構成される気密空間Sに収納されている。伝
熱基板16とセラミックス板5、リッド7およびセラミ
ックス板6は、ろう付けなどの方法で接合され、セラミ
ックス板5と6の合わせ面はガラス層で封着されてい
る。セラミックス板6に差し込まれた外部端子となる多
数のピン8とチップ3とは、ボンディングワイヤ9およ
びセラミックス板5の下面5aに描かれた端子部に接続
された導通回路(図示せず)を介して電気的に接続され
ている。
[0005] As shown in FIG. 4, the chip 3 is joined to a heat transfer substrate 16 and housed in an airtight space S composed of frame-shaped ceramic plates 5, 6 and a lid 7. The heat transfer substrate 16 and the ceramic plate 5, the lid 7, and the ceramic plate 6 are joined by a method such as brazing, and the mating surface of the ceramic plates 5 and 6 is sealed with a glass layer. A large number of pins 8 serving as external terminals inserted into the ceramic plate 6 and the chip 3 are connected via bonding wires 9 and a conductive circuit (not shown) connected to a terminal portion drawn on the lower surface 5a of the ceramic plate 5. And are electrically connected.

【0006】実装の際には、ピン8がプリント基板(図
示せず)に差し込まれる。チップ3が接合された伝熱基
板16は、温度上昇時に熱応力によってチップ3が破壊
されるのを避けるため、チップ3の線膨張係数に近い材
料であることが要求される。
At the time of mounting, the pins 8 are inserted into a printed circuit board (not shown). The heat transfer substrate 16 to which the chip 3 is bonded is required to be made of a material having a coefficient of linear expansion close to that of the chip 3 in order to prevent the chip 3 from being broken by thermal stress when the temperature rises.

【0007】例えば、タングステンに銅を含浸させた銅
含有タングステンなどが用いられる。チップ3で発生し
た熱は伝熱基板4に伝わり、さらにピンフィン2aに伝
わって放散される。
For example, copper-containing tungsten in which tungsten is impregnated with copper is used. The heat generated in the chip 3 is transmitted to the heat transfer substrate 4 and further transmitted to the pin fins 2a and dissipated.

【0008】図4に示した例では、放熱フィンはPGA
パッケージにねじで装着されている。すなわち、伝熱基
板4にろう付けなどの方法で固定された雄ネジ10を放
熱フィンの底板部2bを貫通させ、ナット11で底板部
2bの座ぐり部分4を締め付けて放熱フィンがパッケー
ジに固定されている。締め付けるのは、底板部2bと伝
熱基板4の間に空気層が存在すると伝熱抵抗が大きくな
るために放熱フィン2の冷却性能が活かされないからで
ある。
In the example shown in FIG. 4, the radiation fins are PGA
It is attached to the package with screws. That is, the male screw 10 fixed to the heat transfer board 4 by brazing or the like is passed through the bottom plate portion 2b of the radiating fin, and the counterbore portion 4 of the bottom plate portion 2b is tightened with the nut 11, so that the radiating fin is fixed to the package. Have been. The reason for the tightening is that if an air layer exists between the bottom plate portion 2b and the heat transfer substrate 4, the heat transfer resistance increases, so that the cooling performance of the radiation fins 2 is not utilized.

【0009】しかし、この固定方法には次のような問題
がある。第1は、伝熱基板16への雄ねじ10のろう付
けや、ピンフィンに雄ねじを貫通させる孔や座ぐり部分
の加工が必要であり手間がかかる。第2は、ピンフィン
にナット11を締めるためのスペースを確保するために
放熱ピン2aを間引く必要があり、その分だけ放熱性能
が低下する。第3は、ナット11の締め付け作業が煩雑
であり、組立作業の生産性が阻害される。第4は、PG
Aパッケージの上面には雄ねじ10が、下面にはピン8
が突き出ているので、これらが製造段階でのパッケージ
の搬送の邪魔になることである。
However, this fixing method has the following problems. First, it is necessary to braze the male screw 10 to the heat transfer board 16 and to process a hole or a counterbore portion for penetrating the male screw into the pin fin, which is troublesome. Second, in order to secure a space for fastening the nut 11 to the pin fins, it is necessary to thin out the heat radiation pins 2a, and the heat radiation performance is reduced accordingly. Third, the tightening work of the nut 11 is complicated, and the productivity of the assembling work is hindered. Fourth, PG
Male screw 10 is on the upper surface of A package, and pin 8 is on the lower surface.
Are protruding, so that they obstruct the transportation of the package in the manufacturing stage.

【0010】図5は、ピンフィンをパッケージにクリッ
プで固定した例を示す図であり、図5(a)は平面図、
同(b)は側面図である。この固定方法は、例えば特開
平02-298053 号公報に開示されている。T字形断面の伝
熱基板16のフランジ16aとピンフィン2の底板部2
bをクリップ13の爪13aで挟んで固定する。
FIG. 5 is a view showing an example in which pin fins are fixed to a package with clips, and FIG.
(B) is a side view. This fixing method is disclosed in, for example, JP-A-02-298053. Flange 16a of heat transfer board 16 having T-shaped cross section and bottom plate 2 of pin fin 2
b is clamped between the claws 13a of the clip 13 and fixed.

【0011】しかし、この方法では伝熱基板16にフラ
ンジ16aを設ける加工に手間がかかり、クリップ13
を掛けるスペースのために、端部の放熱ピン2aを間引
く必要があることが問題である。また、クリップ13に
ほこりなどがたまり易いので定期的に清掃をする必要も
ある。
However, in this method, the process of providing the flange 16a on the heat transfer board 16 is troublesome, and the clip 13
The problem is that it is necessary to thin out the heat radiating pins 2a at the ends due to the space for hanging. In addition, since dust and the like easily accumulate on the clip 13, it is necessary to periodically clean the clip 13.

【0012】図6は特開昭63-133557号公報に開示され
ている他のクリップ固定法を示す図である。図6(a)
の斜視図に示すように、樹脂製のフレーム132にはめ
こまれたPGAパッケージ1の上にタワー型放熱フィン
(以下、タワーフィンと記す)124を乗せ、フレーム
132の周縁部に設けた歯142に両端部を掛けたばね
性を有するクリップ150でタワーフィン124をPG
パッケージに押しつけ固定されている。
FIG. 6 is a view showing another clip fixing method disclosed in JP-A-63-133557. FIG. 6 (a)
As shown in a perspective view of FIG. 2, a tower-type heat radiation fin (hereinafter, referred to as a tower fin) 124 is placed on a PGA package 1 fitted in a resin frame 132, and teeth 142 provided on a peripheral portion of the frame 132. Of the tower fin 124 with the clip 150 having the spring property with the both ends
Pressed and fixed to the package.

【0013】図6(b)は部分断面図を示し、フレーム
132の内周部には段差部136が設けられていてPG
Aパッケージ1の周縁部を支えており、伝熱基板16上
にフィン124aを備えたタワーフィン124が固定さ
れている。しかし、このクリップ固定法では、クリップ
150を取り付け固定する作業が複雑で、自動組立によ
る量産が難しいことが問題である。
FIG. 6B is a partial sectional view. A step 136 is provided on the inner periphery of the
A tower fin 124 having a fin 124 a is fixed on the heat transfer board 16, supporting the periphery of the A package 1. However, this clip fixing method has a problem that the operation of mounting and fixing the clip 150 is complicated, and mass production by automatic assembly is difficult.

【0014】ところで、電子機器の小型軽量化の要求の
中で、パッケージも小型軽量化が急速に進み、プラスチ
ック製のパッケージが高性能品の中でも主流となりつつ
ある。プラスチック製のパッケージにおいても高集積度
のチップの場合は冷却対策が必要で、放熱フィンが使用
される。
Meanwhile, with the demand for smaller and lighter electronic devices, the size and weight of packages have also been rapidly reduced, and plastic packages are becoming the mainstream among high-performance products. In the case of a highly-integrated chip even in a plastic package, a cooling measure is required, and a radiation fin is used.

【0015】図7は、代表的なプラスチック製パッケー
ジであるボールグリッドアレイパッケージ14(以下、
BGAパッケージと記す)に、特願平7-91525号 明細書
に記載のコルゲート型放熱フィン15(以下、コルゲー
トフィンと記す)を取り付けた例を示す。なお、コルゲ
ートフィンの波形放熱板15aには種々の形態のものが
あり、ここに示すものはその一例である。図7(a)は
コルゲートフィン側からの平面図、同(b)はコルゲー
トフィンを取り付けたBGAパッケージの断面図、同
(c)はBGAパッケージの下面の平面図である。
FIG. 7 shows a ball grid array package 14 (hereinafter, referred to as a typical plastic package).
An example is shown in which a corrugated radiating fin 15 (hereinafter referred to as a corrugated fin) described in Japanese Patent Application No. 7-91525 is attached to a BGA package. There are various forms of the corrugated fin corrugated heat radiating plate 15a, and the one shown here is an example. 7A is a plan view from the corrugated fin side, FIG. 7B is a cross-sectional view of a BGA package to which the corrugated fin is attached, and FIG. 7C is a plan view of the lower surface of the BGA package.

【0016】コルゲートフィン15は、薄板を曲げ加工
した波形放熱板15aと底板部2bがろう付けで接合さ
れた構造で、軽量に製造できるので、プラスチック製パ
ッケージの放熱フィンに適している。
The corrugated fin 15 has a structure in which a corrugated radiator plate 15a formed by bending a thin plate and a bottom plate portion 2b are joined by brazing, and can be manufactured with a light weight, so that it is suitable for a radiator fin of a plastic package.

【0017】BGAパッケージ14は、伝熱基板16、
額縁状のエポキシ樹脂板17、18の積層接着構造で、
全体の積層厚さは1mm前後である。チップ3は、ボン
ディングワイヤ9によってエポキシ樹脂板17上の端子
部に接続された導電回路(図示せず)を介して、エポキ
シ樹脂板18の下面に配列された外部端子である半田ボ
ール21に電気的に接続され、注入エポキシ樹脂19で
封着されている。チップ3と伝熱基板16の間には軟質
のサーマルコンパウンド20が挟まれており、チップ3
の熱はサーマルコンパウンド20を通って伝熱基板16
に伝わり、さらにコルゲートフィン15に伝わって放散
される。サーマルコンパウンド20を用いるのは、シリ
コン製のチップ3と銅あるいは銅合金製の伝熱基板16
の線膨張係数の差があまりに大きく、両者を強固に接合
すると熱応力によってチップ3が破壊されるためであ
る。すなわち、サーマルコンパウンド20には線膨張差
を吸収する緩衝材としての役割がある。もちろん、金属
製の伝熱基板16とチップ3を電気的に絶縁する役割も
ある。
The BGA package 14 includes a heat transfer board 16,
With a laminated adhesive structure of frame-shaped epoxy resin plates 17 and 18,
The overall lamination thickness is around 1 mm. The chip 3 is electrically connected to solder balls 21 as external terminals arranged on the lower surface of the epoxy resin plate 18 via a conductive circuit (not shown) connected to a terminal portion on the epoxy resin plate 17 by bonding wires 9. And are sealed with an injection epoxy resin 19. A soft thermal compound 20 is sandwiched between the chip 3 and the heat transfer substrate 16.
Heat passes through the thermal compound 20 and the heat transfer substrate 16
, And further transmitted to the corrugated fins 15 for radiation. The thermal compound 20 is used because the chip 3 made of silicon and the heat transfer substrate 16 made of copper or copper alloy are used.
This is because the difference in the coefficient of linear expansion is too large, and if they are firmly joined, the chip 3 is broken by thermal stress. That is, the thermal compound 20 has a role as a buffer material for absorbing a difference in linear expansion. Of course, it also has a role of electrically insulating the metal heat transfer board 16 and the chip 3.

【0018】BGAパッケージ14へのコルゲートフィ
ン15の取り付けは、接着法により行われている。すな
わち、コルゲートフィンの底板部2bがBGAパッケー
ジの伝熱基板16の上面に伝熱性の接着材で接合され
る。接着法が採用されるのは、伝熱基板16の厚さが極
めて薄い(0.1〜0.2mm)ため、前記のPGAパ
ッケージの場合のようなねじ止め法やクリップ固定法が
採用できないという理由による。もちろん、軽量である
ことが1つの特徴であるプラスチック製においては、ね
じ、ナット、クリップなどによる重量増加を避ける必要
があることも理由の1つである。
The corrugated fins 15 are attached to the BGA package 14 by an adhesive method. That is, the bottom plate portion 2b of the corrugated fin is joined to the upper surface of the heat transfer substrate 16 of the BGA package with a heat conductive adhesive. The bonding method is adopted because the thickness of the heat transfer substrate 16 is extremely thin (0.1 to 0.2 mm), so that the screwing method or the clip fixing method as in the case of the PGA package cannot be adopted. It depends on the reason. Of course, one of the reasons is that it is necessary to avoid an increase in weight due to screws, nuts, clips, and the like in plastics, which are one feature of being lightweight.

【0019】しかし、この接着固定する方法は、いった
ん接着した後で放熱フィンを外すことが困難で、例えば
取り扱い中に変形した放熱フィンを交換することが難し
いことである。
However, this method of bonding and fixing makes it difficult to remove the radiating fins after they are once adhered. For example, it is difficult to replace the radiating fins that have been deformed during handling.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ねじ、クリ
ップなどの部品類は一切使用しないで、着脱自在にパッ
ケージに装着することのできる放熱フィンを提供するこ
とを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a radiation fin which can be detachably mounted on a package without using any components such as screws and clips.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
の装着手段により生じる諸問題を解消すべく鋭意検討し
た結果、放熱フィンの底板部自体にパッケージを把持す
る機能を付与するのがよいとの知見を得るに至った。本
発明はこのような知見に基づきなされたもので、その要
旨は以下のとおりである。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the problems caused by the above-mentioned conventional mounting means, and as a result, it has been found that the bottom plate portion of the radiating fin has a function of holding a package. It came to the knowledge that it was good. The present invention has been made based on such knowledge, and the gist is as follows.

【0022】「平板状の底板部と放熱部とからなるLS
Iパッケージ装着用放熱フィンであって、放熱フィンの
底板部の対向する側端部にそれぞれ下方に突出、対向し
た、LSIパッケージの周縁部を把持するための爪を有
することを特徴とするLSIパッケージ用放熱フィン」 ここで、底板部の下面とは放熱部と反対側の底板の面を
いう。
"LS composed of a flat bottom plate and a heat radiator
An LSI package, comprising: a radiating fin for mounting an I package, wherein the radiating fin has a claw for protruding downward at opposite side end portions of a bottom plate portion of the radiating fin to grip a peripheral edge portion of the LSI package. Here, the lower surface of the bottom plate portion refers to the surface of the bottom plate opposite to the heat radiation portion.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の放熱フィンの一
例を示す爪付きコルゲート型放熱フィン30(以下、爪
付きコルゲートフィンと記す)の図であり、図1(a)
は正面図、同(b)は底板部下面側の平面図、同(c)
は部分拡大図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram of a corrugated fin 30 with claws (hereinafter referred to as a corrugated fin with claws) showing an example of a radiating fin of the present invention.
(B) is a plan view of the lower surface of the bottom plate portion, and (c) is a front view.
Is a partially enlarged view.

【0024】このコルゲートフィン30は、図1(a)
に示すように平板状の底板部2bと放熱部2cである波
形の放熱板15aからなる。アルミニュウムあるいはア
ルミニュウム合金の薄板をピッチs、高さhで波形に曲
げ加工された放熱板15aが、爪付き底板31の上面3
1aにろう付けなどにより接合されている。
This corrugated fin 30 is shown in FIG.
As shown in the figure, the bottom plate portion 2b is formed of a flat plate, and a radiating plate 15a having a waveform as the radiating portion 2c. A radiator plate 15a formed by bending a thin plate of aluminum or an aluminum alloy into a waveform at a pitch s and a height h forms an upper surface 3 of a bottom plate 31 with claws.
1a by brazing or the like.

【0025】底板部2bの対向する側端部、すなわち図
1(b)に示す32a1、32a2にそれぞれ高さqの
爪31bが下方に突出、対向した状態で設けられてい
る。なお、この爪を設ける位置は、図1(b)に示す側
端部32b1、32b2側であってもよく、効果は両者
同じである。
Claws 31b having a height q protrude downward and are provided facing each other at the opposite side ends of the bottom plate 2b, ie, at 32a1 and 32a2 shown in FIG. 1B. The position where the claw is provided may be on the side end portions 32b1 and 32b2 shown in FIG. 1B, and the effect is the same.

【0026】また、図1の例では爪31bが底板の辺長
f1の全体にわたって設けられているが、短い幅の複数
の爪を左右に断続的に配置してもよい。爪付きの底板部
2bは押出し加工あるいは切削加工で製作することがで
きる。切削加工の場合には、波形放熱板15aを接合し
た後に爪31bを加工してもよい。
In the example of FIG. 1, the claws 31b are provided over the entire side length f1 of the bottom plate, but a plurality of claws having a short width may be intermittently arranged on the left and right. The nailed bottom plate 2b can be manufactured by extrusion or cutting. In the case of cutting, the claws 31b may be machined after joining the corrugated heatsink 15a.

【0027】また、爪と底板を別々に成形加工してお
き、爪を底板にろう付け等により接合してもよい。爪3
1bの形状は図1に示すものに限定されることはなく、
後述するようにパッケージを把持することができ、対向
する爪間をパッケージをスライドさせて放熱フィンから
外す以外には外れないようにパッケージ周縁を把持しう
るものであれば他の形状であっても差し支えない。
Alternatively, the claws and the bottom plate may be separately formed and processed, and the claws may be joined to the bottom plate by brazing or the like. Nail 3
The shape of 1b is not limited to that shown in FIG.
Any shape can be used as long as it can grip the package as described below, and can grip the package periphery so that it does not come off except by sliding the package between the opposing claws and removing it from the radiation fins. No problem.

【0028】また、本発明の放熱フィンのフィン形状
は、図1に示したものに限定されず、例えばピンフィン
や板状の放熱板が平行に林立したチャンネルフィンであ
っても差し支えない。
Further, the fin shape of the heat radiation fin of the present invention is not limited to the one shown in FIG. 1. For example, a pin fin or a channel fin in which plate-shaped heat radiation plates stand in parallel may be used.

【0029】本発明の放熱フィンの材質は、従来の放熱
フィンと同様、軽量性と経済性の点からアルミニウムあ
るいはアルミニウム合金であることが望ましい。また、
後述するように、アルマイト処理によって優れた電気絶
縁性能と耐食性能を付与できることもアルミニウムある
いはアルミニウム合金が推奨される理由である。
The material of the heat radiation fin of the present invention is preferably aluminum or an aluminum alloy from the viewpoint of lightness and economy, similarly to the conventional heat radiation fin. Also,
As described later, aluminum or an aluminum alloy is also recommended because excellent electrical insulation performance and corrosion resistance can be imparted by alumite treatment.

【0030】次に、パッケージへの本発明の放熱フィン
の取り付け方法について説明する。図2は、BGAパッ
ケージ14に爪付きコルゲートフィン30を取り付けた
状態を示す図で、図2(a)は正面図、同(b)は部分
拡大図である。
Next, a method of attaching the heat radiation fin of the present invention to a package will be described. 2A and 2B are views showing a state in which the corrugated fins 30 with claws are attached to the BGA package 14. FIG. 2A is a front view, and FIG. 2B is a partially enlarged view.

【0031】BGAパッケージ14の平板部、すなわち
伝熱基板16、エポキシ樹脂板17、18が爪付きコル
ゲートフィン30の底板部の爪が無い側端部から差し込
まれ、エポキシ樹脂板18の周縁部が爪31bの先端部
31cで把持されている。
The flat portion of the BGA package 14, that is, the heat transfer board 16, and the epoxy resin plates 17 and 18 are inserted from the claw-free side end of the bottom plate portion of the claw corrugated fin 30 with the claw. It is gripped by the tip 31c of the claw 31b.

【0032】なお、爪間にパッケージの平板部を差し込
むときの爪間の入り側になるコーナ部、すなわち、図2
(b)の矢示部を面取りを施しておくと平板部の差込が
容易になり好ましい。
In addition, when inserting the flat plate portion of the package between the claws, a corner portion on the entry side between the claws, that is, FIG.
It is preferable to chamfer the part indicated by the arrow (b) because the flat part can be easily inserted.

【0033】図3は、別の形状の爪31bを有する爪付
きコルゲートフィン30にBGAパッケージ14を取り
付けた例を示す。この場合の爪31bは先端部31cに
斜面31eが設けられており、斜面31eでエポキシ樹
脂板18が把持されている。
FIG. 3 shows an example in which the BGA package 14 is attached to a corrugated fin 30 having a claw 31b having another shape. In this case, the claw 31b is provided with a slope 31e at the tip 31c, and the epoxy resin plate 18 is gripped by the slope 31e.

【0034】爪31bにバネ性を持たせれば、伝熱基板
16を底板底面31dに押しつけることも可能である。
例えば、爪31bの肉厚tを薄目にして弾力性を付与し
ておけばよい。また、爪の先端部に斜面31eを設けて
おくことにより、パッケージの把持部の寸法許容量が増
す。
If the claws 31b have a spring property, the heat transfer board 16 can be pressed against the bottom plate bottom 31d.
For example, elasticity may be imparted by making the thickness t of the nail 31b thin. Further, by providing the slope 31e at the tip of the claw, the dimensional tolerance of the grip portion of the package is increased.

【0035】図2、図3において、伝熱基板16は底板
底面31dに接触しており、伝熱基板16からの熱は爪
付き底板31に伝えられ、波形放熱板15aから放散さ
れる。したがって、図1cにおける底板底面31dと爪
先端部31cの間隔mは、BGAパケージ平板部の厚さ
hb[図7(b)参照]と略略同一である。
2 and 3, the heat transfer board 16 is in contact with the bottom plate bottom 31d, and the heat from the heat transfer board 16 is transmitted to the claw bottom plate 31 and dissipated from the corrugated heat sink 15a. Therefore, the distance m between the bottom plate bottom surface 31d and the claw tip portion 31c in FIG. 1C is substantially the same as the thickness hb of the BGA package flat plate portion (see FIG. 7B).

【0036】なお、爪31bおよびBGAパッケージ1
4の寸法精度の点から伝熱基板16と底板底面31dの
間に空隙が生じ、伝熱が効果的に行われない恐れがある
場合には、間に伝熱性のグリースなどを介在させて空隙
を無くするとよい。介在させる伝熱性グリースの厚さ
は、伝熱抵抗を小さくするため薄ければ薄いほどよいこ
とはいうまでもない。
The nail 31b and the BGA package 1
In the case where there is a possibility that a gap is generated between the heat transfer board 16 and the bottom plate bottom 31d from the point of the dimensional accuracy of 4 and heat transfer is not effectively performed, the gap is formed by interposing a heat conductive grease or the like therebetween. Should be eliminated. It goes without saying that the thinner the heat conductive grease to be interposed, the better the thickness is in order to reduce the heat transfer resistance.

【0037】いずれにしても、BGAパッケージ14と
爪付きコルゲートフィン30の着脱は容易であり、パッ
ケージと放熱フィンの従来の取り付け方法における前記
問題点を解消することができる。
In any case, the mounting and dismounting of the BGA package 14 and the corrugated fins 30 with claws is easy, and the above-mentioned problems in the conventional mounting method of the package and the radiation fins can be solved.

【0038】図2において、爪31bは、BGAパッケ
ージ14の下面の半田ボール21よりも外側でBGAパ
ッケージ14を把持し、しかも半田ボール21が爪31
bよりもgだけ突き出た状態になるような寸法形状のも
のであることが必要である。
In FIG. 2, the claws 31b hold the BGA package 14 outside the solder balls 21 on the lower surface of the BGA package 14, and the solder balls 21
It is necessary to have a dimension and shape that protrudes by g from b.

【0039】半田ボール21は、プリント基板などに温
度上昇させた状態で押しつけられて半田付けが行われ
る。その時の半田ボール21のつぶれを考慮して突き出
し量gが設定される。例えば、半田ボール21の直径を
0.4mmとすれば、gは少なくとも0.2mm程度は
必要である。半田付けが行われた状態でのプリント基板
と爪31bの間隙は、せいぜい0.1mm程度しかない
ので、使用状態での電気的短絡の恐れがある。従って、
少なくとも爪31bには電気絶縁性を持たせておくこと
が不可欠であり、アルミニウムあるいはアルミニウム合
金で爪付きコルゲートフィン30を製作し、アルマイト
処理を施すのが効果的である。
The solder ball 21 is pressed against a printed circuit board or the like with its temperature raised, and soldering is performed. The protrusion amount g is set in consideration of the collapse of the solder ball 21 at that time. For example, if the diameter of the solder ball 21 is 0.4 mm, g must be at least about 0.2 mm. The gap between the printed board and the nail 31b in the state where the soldering is performed is only about 0.1 mm at most, so that there is a possibility that an electric short circuit occurs in a use state. Therefore,
It is essential that at least the claws 31b have electrical insulation properties. It is effective to manufacture the corrugated fins 30 with claws of aluminum or an aluminum alloy and to perform anodizing.

【0040】以上に述べたBGAパッケージへの爪付き
コルゲートフィンの取り付け方法は、他のパッケージと
他の爪付き放熱フィンであっても同様に適用できること
は言うまでもない。
It goes without saying that the above-described method of attaching the corrugated fins with claws to the BGA package can be similarly applied to other packages and other radiation fins with claws.

【0041】[0041]

【実施例】厚さ0.3mmのアルミニウム合金(JIS
3003)薄板を折り曲げ加工した高さ8.5mm
(h)、ピッチ4.2mm(s)の波形放熱板を、平面
寸法32.0mm(f1)、36.0mm(f2)、厚
さ2.0mm(T)で片面に厚さ50μmのアルミニウ
ム合金ろう(JIS 4004)を有するアルミニウム
合金(JIS 3003)からなる底板に真空ろう付け
したコルゲートフィンを作製した。
EXAMPLE An aluminum alloy having a thickness of 0.3 mm (JIS)
3003) 8.5 mm height obtained by bending a thin plate
(H) An aluminum alloy having a plane size of 32.0 mm (f1), a thickness of 36.0 mm (f2), a thickness of 2.0 mm (T), a thickness of 2.0 mm (T) and a thickness of 50 μm on one side is formed by a corrugated heat sink having a pitch of 4.2 mm (s). Corrugated fins were prepared by vacuum brazing a bottom plate made of an aluminum alloy (JIS 3003) having a braze (JIS 4004).

【0042】この放熱フィンの底板に図1(c)に示す
q=0.95mm、p=31.4mm、m=0.75m
m、n=1.8mmの爪31bを切削加工したのち、全
面にアルマイト加工を施した。この爪付きコルゲートフ
ィンの底板底面にグリース状のサーマルコンパウンド
(東レダウコーニングシリコーン社SH340)を塗布
した後、図7(b)、(c)に示す外形寸法w1=w2
=32mm、厚さhb=0.7mmで、直径0.4mm
の半田ボール21を底面に多数配置したプラスチック製
BGAパッケージ14を前記爪31bに差し込み装着し
た。さらに、前記放熱フィン付きパッケージをプリント
基板に実装し、十分な冷却機能を有していることを確認
した。
On the bottom plate of the heat radiation fins, q = 0.95 mm, p = 31.4 mm, m = 0.75 m shown in FIG.
After cutting the claws 31b of m, n = 1.8 mm, the entire surface was anodized. After applying a grease-like thermal compound (SH340, manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) to the bottom surface of the bottom plate of the corrugated fin with claws, the external dimensions w1 = w2 shown in FIGS.
= 32 mm, thickness hb = 0.7 mm, diameter 0.4 mm
A plastic BGA package 14 having a large number of solder balls 21 arranged on the bottom surface was inserted into the claws 31b and mounted. Furthermore, the package with the heat radiation fin was mounted on a printed circuit board, and it was confirmed that the package had a sufficient cooling function.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のLSIパッケージ用放熱フィン
によれば、パッケージへの放熱フィンの取り付けが極め
て簡単になり、組立工程の自動化による生産性が向上す
る。
According to the heat radiation fin for an LSI package of the present invention, the attachment of the heat radiation fin to the package becomes extremely simple, and the productivity is improved by automating the assembly process.

【0044】高集積度のチップを搭載した高性能のパッ
ケージがますます数多く使用されるようになってきてお
り、チップの熱を冷却する放熱フィンをパッケージに簡
単に装着する技術が重要である。このようなニーズに対
し、本発明の放熱フィンは大いなる効果を奏するもので
ある。
As high-performance packages on which high-integration chips are mounted are increasingly used, it is important to easily attach heat-dissipating fins for cooling chips to the package. The radiation fin of the present invention has a great effect for such needs.

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

【図1】本発明のLSIパッケージ用放熱フィンの一実
施態様を示す図である。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of a heat radiation fin for an LSI package of the present invention.

【図2】本発明のLSIパッケージ用放熱フィンをBG
Aパッケージに取り付けた状態を示す図である。
FIG. 2 shows a heat radiation fin for an LSI package according to the present invention as BG.
It is a figure showing the state where it attached to A package.

【図3】本発明の他の態様のLSIパッケージ用放熱フ
ィンをBGAパッケージに取り付けた状態を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a heat radiation fin for an LSI package according to another embodiment of the present invention is attached to a BGA package.

【図4】ピンフィンをセラミックス製PGAパッケージ
にねじ止めで装着する従来例を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a conventional example in which pin fins are mounted on a ceramic PGA package by screws.

【図5】ピンフィンをセラミックス製PGAパッケージ
にクリップを使用して装着する従来例を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a conventional example in which a pin fin is mounted on a ceramic PGA package using a clip.

【図6】タワーフィンをセラミックス製PGAパッケー
ジにクリップを使用して装着する従来例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a view showing a conventional example in which a tower fin is mounted on a ceramic PGA package using a clip.

【図7】コルゲートフィンをプラスチック製BGAパッ
ケージへ接着固定する従来例を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a conventional example in which a corrugated fin is adhesively fixed to a plastic BGA package.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 ボールグリッドアレイパッケージ 15 コルゲートフィン型放熱フィン 15a コルゲートフィン 15b コルゲートフィン底板部 16 伝熱基板 17、17 エポキシ樹脂板 21 半田ボール 31 爪 14 Ball grid array package 15 Corrugated fin type heat radiation fin 15a Corrugated fin 15b Corrugated fin bottom plate 16 Heat transfer board 17, 17 Epoxy resin plate 21 Solder ball 31 Claw

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平板状の底板部と放熱部とからなるLS
Iパッケージ装着用放熱フィンであって、放熱フィンの
底板部の対向する側端部にそれぞれ下方に突出した、L
SIパッケージの周縁部を把持するための爪を有するこ
とを特徴とするLSIパッケージ用放熱フィン。
1. An LS comprising a flat bottom plate portion and a heat radiating portion.
A heat radiation fin for mounting an I package, wherein the heat radiation fin protrudes downward at opposite side ends of a bottom plate portion of the heat radiation fin;
A heat radiation fin for an LSI package, comprising a claw for gripping a peripheral portion of the SI package.
JP9010987A 1997-01-24 1997-01-24 Radiation fin for lsi package Pending JPH10209352A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008309398A (en) * 2007-06-14 2008-12-25 Eco Power:Kk Partitioning material and heating/cooling system
WO2019156018A1 (en) * 2018-02-07 2019-08-15 Necプラットフォームズ株式会社 Heat sink and assembly method for heat sink

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