JPH10209358A - Radiation mechanism of semiconductor device mounted on printed circuit board - Google Patents

Radiation mechanism of semiconductor device mounted on printed circuit board

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JPH10209358A
JPH10209358A JP763697A JP763697A JPH10209358A JP H10209358 A JPH10209358 A JP H10209358A JP 763697 A JP763697 A JP 763697A JP 763697 A JP763697 A JP 763697A JP H10209358 A JPH10209358 A JP H10209358A
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printed circuit
circuit board
cooling plate
heat
cooling
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Okuto Saito
憶人 斉藤
Yasuo Niinuma
康男 新沼
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    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
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    • H05K1/05Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain generation of a thermoelectromotive force and an electronic drift, and easily carry out inspection and check. SOLUTION: A water-cooling pipe 2 is arranged on one side of a cooling board 3 made of a metal. On the other side of the cooling board 3, a printed circuit board 7 is arranged, with a rubber-like plate 8 having good thermal conductivity provided between the boards. On the printed circuit board 7, an LSI 9 which is susceptible to heat or likely to generate heat is mounted. Over the printed circuit board 7, a metallic box 4 for closing the LSI 9 on the printed circuit board 7 is arranged. The box 4 and the printed circuit board 7 are compression-bonded and fixed to the cooling board 3 by a fixing member 12 such as a screw.

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、プリント回路基板
に搭載された半導体装置の放熱機構に関し、特に、定電
流電源装置に使用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat dissipation mechanism for a semiconductor device mounted on a printed circuit board, and more particularly to a heat dissipation mechanism for a constant current power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリント回路基板に搭載された半導体装
置において発生する熱は、異種金属間で熱起電力(ゼ−
ベック効果)を生じさせ、信号中の雑音の原因となると
共に、電子のドリフトを生じさせ、信号に乱れ(誤差)
を発生させる。
2. Description of the Related Art Heat generated in a semiconductor device mounted on a printed circuit board is generated by a thermoelectromotive force (see-through) between dissimilar metals.
Beck effect), which causes noise in the signal, and also causes electron drift, resulting in signal disturbance (error).
Generate.

【0003】熱起電力は、例えば、LSIのリ−ドとプ
リント回路基板の配線との接続部などの異種金属間で温
度差が生じ易い部分に発生する。そこで、従来は、プリ
ント回路基板上のLSIのリ−ドの全体及びプリント回
路基板上の配線の全体を樹脂で覆い、LSIのリ−ドと
プリント回路基板上の配線との間の温度差を少なくし、
雑音の発生を抑制している。
The thermoelectromotive force is generated in a portion where a temperature difference easily occurs between different kinds of metals such as a connection portion between an LSI lead and a wiring of a printed circuit board. Therefore, conventionally, the entire LSI lead on the printed circuit board and the entire wiring on the printed circuit board are covered with resin, and the temperature difference between the LSI lead and the wiring on the printed circuit board is reduced. Less
Noise generation is suppressed.

【0004】しかし、この場合、LSIのリ−ドの全体
及びプリント回路基板上の配線の全体が樹脂で覆われる
ことになるため、LSIを個別に点検、修理することが
できず、点検及び修理が困難となる欠点がある。
However, in this case, since the entire lead of the LSI and the entire wiring on the printed circuit board are covered with the resin, the LSI cannot be individually inspected and repaired. There is a disadvantage that it becomes difficult.

【0005】また、電子のドリフトによる信号の乱れ
は、プリント回路基板を恒温槽内に配置し、かつ、恒温
槽内部の温度を外部の温度よりも高く設定することによ
り回避することができる。
[0005] Signal disturbance due to electron drift can be avoided by disposing the printed circuit board in a thermostat and setting the temperature inside the thermostat higher than the temperature outside.

【0006】しかし、全てのプリント回路基板を恒温槽
内に配置させることは、恒温槽の大規模化を招き、コス
トを増大させる欠点がある。また、恒温槽の大規模化
は、恒温槽内部の温度分布にむらを発生させるため、熱
起電力や電子ドリフトなどの現象に対して十分な改善策
とはならない。
However, arranging all the printed circuit boards in a constant temperature bath has a disadvantage that the size of the constant temperature bath is increased and the cost is increased. In addition, the increase in the size of the thermostat causes unevenness in the temperature distribution inside the thermostat, and thus does not provide a sufficient measure against phenomena such as thermoelectromotive force and electron drift.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
解決すべくなされたもので、その目的は、LSIなどの
半導体装置内で発生する熱を効率よく半導体装置外部へ
放出でき、かつ、熱起電力による信号雑音や電子ドリフ
トによる信号の乱れを防止でき、かつ、点検や検査を簡
単に行うことができる放熱機構を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to efficiently release heat generated in a semiconductor device such as an LSI to the outside of the semiconductor device, and An object of the present invention is to provide a heat radiation mechanism that can prevent signal noise due to thermoelectromotive force and signal disturbance due to electron drift, and that can easily perform inspection and inspection.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の放熱機構は、金属から構成される冷却板
と、前記冷却板の一面側に板状の絶縁体を介在させて配
置されるプリント回路基板と、前記プリント回路基板に
搭載される複数の半導体装置とを備える。
In order to achieve the above object, a heat radiating mechanism according to the present invention is provided with a cooling plate made of metal and a plate-shaped insulator interposed on one side of the cooling plate. And a plurality of semiconductor devices mounted on the printed circuit board.

【0009】前記絶縁体は、ゴム状の板から構成され、
前記プリント回路基板は、前記冷却板に圧着、固定され
ている。本発明の放熱機構は、金属から構成される冷却
板と、前記冷却板の一面側に板状の絶縁体を介在させて
配置されるプリント回路基板と、前記プリント回路基板
に搭載される複数の半導体装置と、前記プリント回路基
板を覆い、前記複数の半導体装置を密閉するボックスと
を備える。
The insulator is made of a rubber-like plate,
The printed circuit board is crimped and fixed to the cooling plate. The heat radiating mechanism of the present invention includes a cooling plate made of metal, a printed circuit board disposed on one surface side of the cooling plate with a plate-shaped insulator interposed therebetween, and a plurality of mounted on the printed circuit board. A semiconductor device; and a box that covers the printed circuit board and seals the plurality of semiconductor devices.

【0010】前記絶縁体は、ゴム状の板から構成され、
前記ボックス及び前記プリント回路基板は、固定部材に
より、前記冷却板に圧着、固定されている。また、前記
ボックスは、金属から構成されている。
[0010] The insulator is formed of a rubber-like plate,
The box and the printed circuit board are pressed and fixed to the cooling plate by a fixing member. The box is made of metal.

【0011】前記複数の半導体装置は、互いに熱的な性
質が近似しているもの、例えば、温度変化による特性の
変動を受け易い性質を有するもの、又は熱を放出し易い
性質を有するものである。
The plurality of semiconductor devices have similar thermal properties to each other, for example, have a property that is susceptible to a change in the property due to a temperature change, or have a property that is easy to emit heat. .

【0012】本発明の放熱機構は、さらに、前記冷却板
の他面側に配置され、前記冷却板を冷却するための冷却
手段、例えば、水冷冷却用のパイプ、ヒ−トパイプ、電
子冷凍素子などを備える。
The heat radiating mechanism of the present invention is further disposed on the other side of the cooling plate, and cooling means for cooling the cooling plate, for example, a water-cooled cooling pipe, a heat pipe, an electronic refrigeration element, and the like. Is provided.

【0013】前記冷却板の端部を前記冷却板の他面側に
折り曲げ、前記冷却板の他面側に、前記冷却板の端部に
接触するプリント回路基板を設けてもよい。本発明の放
熱機構は、前記冷却板、前記絶縁体、前記プリント回路
基板、前記ボックス、前記冷却手段などの要素を覆うユ
ニットケ−スを備える。
[0013] An end of the cooling plate may be bent toward the other surface of the cooling plate, and a printed circuit board in contact with the end of the cooling plate may be provided on the other surface of the cooling plate. The heat dissipating mechanism of the present invention includes a unit case that covers elements such as the cooling plate, the insulator, the printed circuit board, the box, and the cooling means.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の放熱機構について詳細に説明する。図1は、本発明
の放熱機構の全体構成を示している。ユニットケ−ス1
は、上部1A及び下部1Bから構成され、上部1A及び
下部1Bは、互いに結合、分離が自由に行えるようにな
っている。上部1Aと下部1Bが結合されたとき、ユニ
ットケ−ス1は、箱状となり、その内部は、密閉され
る。ユニットケ−ス1は、アルミニウムやアルミニウム
合金などの金属から構成され、冷却用パイプ2のための
穴が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a heat radiating mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of the heat dissipation mechanism of the present invention. Unit case 1
Is composed of an upper portion 1A and a lower portion 1B, and the upper portion 1A and the lower portion 1B can be freely combined and separated from each other. When the upper part 1A and the lower part 1B are joined, the unit case 1 becomes box-shaped, and the inside is closed. The unit case 1 is made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy, and has a hole for the cooling pipe 2.

【0015】ユニットケ−ス1内には、冷却用パイプ
2、冷却板3、ボックス4,5及びプリント回路基板6
がそれぞれ配置されている。冷却用パイプ2は、例え
ば、液体を循環させる水冷冷却用パイプであり、銅など
の金属から構成される。冷却板3は、アルミニウムやア
ルミニウム合金などから構成される。冷却用パイプ2
は、冷却板3の一面側に配置される。冷却用パイプ2
は、冷却板3の一面側を全てカバ−するように、冷却板
3の一面側において蛇行して配置されている。
In the unit case 1, a cooling pipe 2, a cooling plate 3, boxes 4, 5 and a printed circuit board 6 are provided.
Are arranged respectively. The cooling pipe 2 is, for example, a water-cooled cooling pipe that circulates a liquid, and is made of a metal such as copper. The cooling plate 3 is made of aluminum, an aluminum alloy, or the like. Cooling pipe 2
Are arranged on one surface side of the cooling plate 3. Cooling pipe 2
Are meanderingly arranged on one side of the cooling plate 3 so as to cover all the one side of the cooling plate 3.

【0016】冷却板3の対向する2つの端部は、冷却用
パイプ2側に折り曲げられている。この場合、ユニット
ケ−ス1内において冷却板3が安定化すると共に、冷却
板3の一面側にプリント回路基板6を搭載することが可
能になる。
Two opposite ends of the cooling plate 3 are bent toward the cooling pipe 2. In this case, the cooling plate 3 is stabilized in the unit case 1 and the printed circuit board 6 can be mounted on one surface of the cooling plate 3.

【0017】冷却板3の一面側にプリント回路基板6を
搭載する場合、プリント回路基板6には、温度変化によ
る影響を受け難く、かつ、自ら熱を放出することがない
ようなデジタル回路を有するLSIが搭載される。
When the printed circuit board 6 is mounted on one side of the cooling plate 3, the printed circuit board 6 has a digital circuit which is hardly affected by a temperature change and does not emit heat by itself. An LSI is mounted.

【0018】冷却板3の他面側には、ボックス4,5が
配置されている。冷却板3の他面側の構成は、本発明の
主要部である。即ち、冷却板3の他面側には、複数のボ
ックス4,5が配置されている。ボックス4,5は、鉄
などの金属から構成され、ボックス4,5内には、LS
I(半導体装置)が配置される。ボックス4,5は、ボ
ックス4,5内部における熱対流の影響を少なくするた
めのものである。
On the other side of the cooling plate 3, boxes 4 and 5 are arranged. The configuration on the other side of the cooling plate 3 is a main part of the present invention. That is, a plurality of boxes 4 and 5 are arranged on the other surface side of the cooling plate 3. Boxes 4 and 5 are made of metal such as iron, and LS
I (semiconductor device) is arranged. The boxes 4 and 5 are for reducing the influence of heat convection inside the boxes 4 and 5.

【0019】ボックスは、1つでもよいが、複数の場合
には、各ボックス内には、それぞれ互いに熱的な性質が
近似しているLSIを配置することにより、ボックス内
の温度の均一化に貢献することができる。
The number of boxes may be one, but in the case of a plurality of boxes, LSIs having thermal properties similar to each other are arranged in each box, so that the temperature in the boxes can be made uniform. Can contribute.

【0020】ボックス4,5内には、図2に示すよう
に、熱伝導性の良好な絶縁体(例えば、ゴム板)8、プ
リント回路基板7及びこれに搭載された複数のLSI9
が配置されている。なお、図2において、10は、プリ
ント回路基板7に搭載された外部接続端子である。
As shown in FIG. 2, in the boxes 4 and 5, an insulator (for example, a rubber plate) 8 having good thermal conductivity, a printed circuit board 7, and a plurality of LSIs 9 mounted thereon are provided.
Is arranged. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an external connection terminal mounted on the printed circuit board 7.

【0021】熱伝導性の良好な絶縁体8の一面側は、冷
却板3の他面側に直接接触している。また、プリント回
路基板7は、熱伝導性の良好な絶縁体8の他面側に直接
接触している。
One surface of the insulator 8 having good thermal conductivity is in direct contact with the other surface of the cooling plate 3. The printed circuit board 7 is in direct contact with the other surface of the insulator 8 having good thermal conductivity.

【0022】よって、LSI9から発生する熱は、主と
して、LSI9のリ−ド、熱伝導性の良好な絶縁体8を
それぞれ経由して放熱板3に導かれる。また、プリント
回路基板7には、配線11も設けられている。
Therefore, the heat generated from the LSI 9 is mainly led to the heat radiating plate 3 via the lead of the LSI 9 and the insulator 8 having good thermal conductivity. The printed circuit board 7 is also provided with a wiring 11.

【0023】なお、熱伝導性の良好な絶縁体8がゴム板
から構成される場合、耐久性、絶縁性、放熱性などを考
慮すると、ゴム板の厚さは、3mm前後とするのが最も
効果的である。
When the insulator 8 having good thermal conductivity is formed of a rubber plate, the thickness of the rubber plate is most preferably about 3 mm in consideration of durability, insulation, heat dissipation and the like. It is effective.

【0024】ボックス4,5内には、温度変化による影
響を受け易いLSIや、パワ−アンプを構成するパワ−
トランジスタのように、自ら多くの熱を放出する消費電
力の大きなトランジスタなどが搭載される。
The boxes 4 and 5 contain an LSI which is easily affected by a temperature change and a power which constitutes a power amplifier.
Like a transistor, a transistor with large power consumption that emits much heat by itself is mounted.

【0025】図3は、図1の放熱機構のIII−III
線に沿う断面を示している。プリント回路基板7と冷却
板(金属)3との間には、熱伝導性の良好な絶縁体8が
配置されている。固定部材(例えば、ビスなど)12
は、ボックス4、プリント回路基板7及び冷却板8を、
それぞれ冷却板3に圧接、固定するために設けられる。
熱伝導性の良好な絶縁体8にゴム板のような弾力性のあ
るものを使用することにより、冷却板3とプリント回路
基板7が絶縁体8を介在させてより密着するため、LS
I9の熱を冷却板3に導き易くなる。
FIG. 3 is a sectional view of the heat radiation mechanism of FIG.
The section along the line is shown. An insulator 8 having good thermal conductivity is arranged between the printed circuit board 7 and the cooling plate (metal) 3. Fixing member (eg, screw) 12
Replaces the box 4, the printed circuit board 7 and the cooling plate 8 with
Each is provided for pressing and fixing to the cooling plate 3.
By using an elastic material such as a rubber plate for the insulator 8 having good thermal conductivity, the cooling plate 3 and the printed circuit board 7 are more closely adhered to each other with the insulator 8 interposed therebetween.
It becomes easy to guide the heat of I9 to the cooling plate 3.

【0026】また、冷却板3及びボックス4は、ユニッ
トケ−ス1A,1Bの内部において、ユニットケ−ス1
A,1Bになるべく接触しないように、宙に浮くように
して配置されている。これは、冷却板3及びボックス4
が、ユニットケ−ス1A,1Bの外部から熱の影響を浮
け難くするためである。
The cooling plate 3 and the box 4 are provided inside the unit cases 1A and 1B.
A and 1B are arranged so as to float in the air so as not to make contact with them as much as possible. This is the cooling plate 3 and the box 4
However, this is because the influence of heat from the outside of the unit cases 1A and 1B is hard to float.

【0027】冷却板3は、ピン状の固定部材(ネジな
ど)13によって、例えば、ユニットケ−スの下部1B
に固定されている。図4は、冷却用パイプの構成を示し
ている。図5は、図4のV−V線に沿う断面図である。
The cooling plate 3 is fixed to the lower case 1B of the unit case, for example, by a pin-shaped fixing member (such as a screw) 13.
It is fixed to. FIG. 4 shows the configuration of the cooling pipe. FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG.

【0028】冷却用パイプ2は、冷却板3の一面側にお
いて冷却板3の一面側の全体をカバ−するように、蛇行
して配置されている。冷却用パイプ2は、例えば、冷却
板3の一面側に接触して配置され、冷却板3の一面側に
プリント回路基板6が搭載された場合に、LSI9を冷
却用パイプ2側に配置できるようにしてある。また、本
実施の形態では、冷却部に水冷冷却用パイプを用いてい
るが、これに変えて、ヒ−トパイプや電子冷凍素子のよ
うなものを用いてもよい。
The cooling pipe 2 is arranged in a meandering manner on one side of the cooling plate 3 so as to cover the entire one side of the cooling plate 3. The cooling pipe 2 is arranged, for example, in contact with one surface of the cooling plate 3 so that the LSI 9 can be arranged on the cooling pipe 2 when the printed circuit board 6 is mounted on one surface of the cooling plate 3. It is. Further, in this embodiment, a water-cooling cooling pipe is used for the cooling unit, but a heat pipe or an electronic refrigeration element may be used instead.

【0029】上記構成の放熱機構の特徴は、第一に、プ
リント回路基板7を、熱伝導性の良好な絶縁体(例え
ば、ゴム状の板(ゴム板))8を介在させて冷却板3上
に直接搭載している点にある。
The first feature of the heat radiating mechanism is that the printed circuit board 7 is formed by interposing an insulator (for example, a rubber-like plate (rubber plate)) 8 having good thermal conductivity on the cooling plate 3. It is directly mounted on the top.

【0030】これにより、LSI9において発生する熱
は、主として、LSI9のリ−ド、熱伝導性の良好な絶
縁体8を経由して、冷却板3に放出されることになる。
また、プリント回路基板7の温度を冷却板3の温度に一
致させることができ、かつ、プリント回路基板7の温度
の均一化にも貢献できる。
As a result, heat generated in the LSI 9 is mainly released to the cooling plate 3 via the lead of the LSI 9 and the insulator 8 having good thermal conductivity.
In addition, the temperature of the printed circuit board 7 can be made equal to the temperature of the cooling plate 3 and the temperature of the printed circuit board 7 can be made uniform.

【0031】また、プリント回路基板7が熱伝導性の良
好で弾力性を有するゴム状の板を介在させて冷却板3に
圧着、固定されることにより、さらにLSI9の熱を冷
却板3に放出し易くなる。
Further, since the printed circuit board 7 is pressed and fixed to the cooling plate 3 with a rubber-like plate having good thermal conductivity and elasticity interposed therebetween, the heat of the LSI 9 is further released to the cooling plate 3. Easier to do.

【0032】上記放熱機構の第二の特徴は、LSIが搭
載されるプリント回路基板7の一面側を金属製(例え
ば、鉄)のボックス4,5により覆い、かつ、ボックス
4,5を、熱伝導性の良好な絶縁体8を介在させて冷却
板3上に搭載した点にある。
The second feature of the heat radiation mechanism is that one side of the printed circuit board 7 on which the LSI is mounted is covered with metal (for example, iron) boxes 4 and 5, and the boxes 4 and 5 are heated. It is mounted on the cooling plate 3 with an insulator 8 having good conductivity.

【0033】これにより、ボックス4,5内の空間の熱
は、ボックス4,5、熱伝導性の良好な絶縁体8を経由
して、冷却板3に放出されることになる。また、ボック
ス4,5の外部、さらにはユニットケ−ス1の外部の温
度の変動によって、ボックス4,5内部の温度が変動す
ることがなくなるため、ボックス4,5内の空間の温度
の均一化と共に、熱対流の影響もなくすことができる。
Thus, the heat in the space inside the boxes 4 and 5 is released to the cooling plate 3 via the boxes 4 and 5 and the insulator 8 having good thermal conductivity. Further, since the temperature inside the boxes 4 and 5 does not fluctuate due to the temperature outside the boxes 4 and 5 and further outside the unit case 1, the temperature inside the boxes 4 and 5 is made uniform. At the same time, the effects of thermal convection can be eliminated.

【0034】また、ボックス4,5は、ビスなどの固定
部材12により冷却板3に取り付けられているため、こ
の固定部材を取り外すことにより、容易に、プリント回
路基板7上のLSI9の点検や検査を行うことが可能と
なる。
Since the boxes 4 and 5 are attached to the cooling plate 3 by fixing members 12 such as screws, the inspection and inspection of the LSI 9 on the printed circuit board 7 can be easily performed by removing the fixing members. Can be performed.

【0035】上記放熱機構の第三の特徴は、熱的な性質
が近似しているLSIごとにブロックを構成し、例え
ば、熱の影響を受け易いLSIからなるブロックをボッ
クス4内に配置し、多くの熱を放出し易いLSIからな
るブロックをボックス5内に配置し、その他のLSIか
らなるブロックをプリント回路基板6上に配置している
点にある。
A third feature of the heat dissipation mechanism is that a block is formed for each LSI whose thermal properties are similar, for example, a block made of an LSI which is easily affected by heat is arranged in the box 4, The point is that a block composed of an LSI which easily emits a large amount of heat is arranged in the box 5 and blocks composed of other LSIs are arranged on the printed circuit board 6.

【0036】これにより、ボックス4,5内部における
熱対流を減少させることがきると共に、熱の影響を受け
易いLSIにおいて、熱起電力による信号雑音や電子ド
リフトによる信号の乱れを防止することができる。
As a result, the heat convection inside the boxes 4 and 5 can be reduced, and the signal noise due to the thermoelectromotive force and the signal disturbance due to the electron drift can be prevented in the LSI which is easily affected by heat. .

【0037】以上のように、本発明の放熱機構によれ
ば、LSIなどの半導体装置内で発生する熱を効率よく
半導体装置外部へ放出でき、かつ、熱起電力による信号
雑音や電子ドリフトによる信号の乱れを防止でき、か
つ、点検や検査を簡単に行うことができるようになる。
As described above, according to the heat dissipation mechanism of the present invention, heat generated in a semiconductor device such as an LSI can be efficiently released to the outside of the semiconductor device, and signal noise due to thermoelectromotive force and signal noise due to electron drift. Can be prevented, and inspection and inspection can be easily performed.

【0038】[0038]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
6は、定電流の電源装置の回路構成を示すものである。
定電流電源回路20は、プリント回路基板上に形成さ
れ、このプリント回路基板は、本発明の放熱機構が適用
された電源装置内に配置される。即ち、定電流電源回路
20を構成する素子は、熱的な性質が近似している素子
からなる複数のブロックに分けられ、各々のブロック
は、ボックス内のプリント回路基板又はボックス外のプ
リント回路基板に搭載される。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 6 shows a circuit configuration of a constant current power supply device.
The constant current power supply circuit 20 is formed on a printed circuit board, and the printed circuit board is disposed in a power supply device to which the heat dissipation mechanism of the present invention is applied. That is, the elements constituting the constant current power supply circuit 20 are divided into a plurality of blocks each composed of elements having similar thermal properties, and each block is a printed circuit board inside the box or a printed circuit board outside the box. Mounted on

【0039】電源21は、本発明の放熱機構が適用され
た電源装置の外部(ユニットケ−スの外部)に設けら
れ、電源装置の内部(ユニットケ−スの内部)の定電流
電源回路20に電源端子P,P´を介して与えられる。
The power supply 21 is provided outside the power supply unit (outside the unit case) to which the heat radiation mechanism of the present invention is applied, and supplies power to the constant current power supply circuit 20 inside the power supply unit (inside the unit case). It is provided through terminals P and P '.

【0040】負荷22は、本発明の放熱機構が適用され
た電源装置の外部(ユニットケ−スの外部)に設けら
れ、負荷22には、定電流電源回路20により生成され
る定電流が出力端子O,O´を介して供給される。
The load 22 is provided outside the power supply device (outside the unit case) to which the heat radiation mechanism of the present invention is applied. The load 22 receives a constant current generated by the constant current power supply circuit 20 at an output terminal. It is supplied via O, O '.

【0041】デジタル・アナログ変換器23には、出力
電流の値を決定するデジタル信号S,S´が入力端子
C,C´を介して入力される。また、デジタル・アナロ
グ変換器23には、基準電圧発生器27の基準電圧が入
力される。
The digital / analog converter 23 receives digital signals S and S ′ for determining the value of the output current via input terminals C and C ′. The reference voltage of the reference voltage generator 27 is input to the digital / analog converter 23.

【0042】デジタル・アナログ変換器23は、基準電
圧を、デジタル信号(デジタル数値)S,S´に相当す
るアナログ信号に変換し、このアナログ信号を誤差増幅
器24に与える。
The digital / analog converter 23 converts the reference voltage into analog signals corresponding to digital signals (digital numerical values) S and S ′, and supplies the analog signals to the error amplifier 24.

【0043】電流検出抵抗25間の電圧は、電流検出バ
ッファアンプ28に入力される。誤差増幅器24は、デ
ジタル・アナログ変換器23の出力信号と電流検出バッ
ファアンプ28の出力信号とを比較し、電流検出バッフ
ァアンプ28の出力信号(電流検出抵抗25間の電圧)
がデジタル・アナログ変換器23の出力信号に一致する
ように、電流パワ−アンプ26を制御する。
The voltage between the current detection resistors 25 is input to a current detection buffer amplifier 28. The error amplifier 24 compares the output signal of the digital / analog converter 23 with the output signal of the current detection buffer amplifier 28, and outputs the output signal of the current detection buffer amplifier 28 (the voltage between the current detection resistors 25).
Control the current power amplifier 26 so that the output signal of the digital / analog converter 23 matches the output signal of the digital / analog converter 23.

【0044】上記定電流電源回路20において、負荷2
2に供給される電流の精度は、回路素子の分解能とゲイ
ンと共に、デジタル・アナログ変換器23、誤差増幅器
24、電流検出抵抗25及び基準電圧発生回路27にお
ける熱起電力による信号雑音や電子ドリフトによる信号
の乱れにも影響を受ける。
In the constant current power supply circuit 20, the load 2
The accuracy of the current supplied to 2 depends on signal noise and electron drift due to thermoelectromotive force in the digital / analog converter 23, the error amplifier 24, the current detection resistor 25, and the reference voltage generation circuit 27, together with the resolution and gain of the circuit element. It is also affected by signal disturbances.

【0045】即ち、定電流電源装置における出力電流の
精度を向上させるためには、デジタル・アナログ変換器
23、誤差増幅器24、電流検出抵抗25及び基準電圧
発生回路27における熱起電力による信号雑音や電子ド
リフトによる信号の乱れを防止する必要が大である。
That is, in order to improve the accuracy of the output current in the constant current power supply device, the signal noise due to the thermo-electromotive force in the digital / analog converter 23, the error amplifier 24, the current detection resistor 25, and the reference voltage generation circuit 27 is reduced. It is important to prevent signal disturbance due to electron drift.

【0046】よって、本発明の放熱機構を、定電流電源
装置を構成する回路素子に適用することは非常に有意義
である。なお、本発明は、上記実施例に示す定電流電源
装置の他、定電圧電源装置、微小な信号を増幅する回路
を有する計測器、高精度を必要とする制御装置などにも
適用することができる。
Therefore, it is very significant to apply the heat dissipation mechanism of the present invention to a circuit element constituting a constant current power supply. The present invention can be applied not only to the constant current power supply described in the above embodiment but also to a constant voltage power supply, a measuring instrument having a circuit for amplifying a small signal, a control device requiring high precision, and the like. it can.

【0047】また、本発明を、例えば、熱電対の信号を
増幅する回路に適用すれば、従来では、ノイズに埋もれ
て検出することができなかったレベルの信号も、検出す
ることができるようになる。
Further, if the present invention is applied to, for example, a circuit for amplifying a signal of a thermocouple, it is possible to detect a signal of a level which was conventionally buried in noise and could not be detected. Become.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のプリン
ト回路基板に搭載された半導体装置の放熱機構によれ
ば、次のような効果を奏する。まず、プリント回路基板
が、熱伝導性の良好な絶縁体を介在させて冷却板上に直
接搭載されているため、LSIの熱の放出を効率よく行
うことができる。また、LSIが搭載されるプリント回
路基板の一面側を金属製のボックスにより覆っている。
これにより、ボックス内のプリント回路基板の温度は、
均一化されるため、例えば、プリント回路基板上の配線
とLSIのリ−ドの温度差はなくなり、熱起電力による
信号雑音も低減される。また、ボックス内部の温度は、
ボックス外部の温度に影響を受けなくなるため、LSI
における電子のドリフトが抑えられ、信号のゆらぎもな
くなる。
As described above, according to the heat dissipation mechanism of the semiconductor device mounted on the printed circuit board of the present invention, the following effects are obtained. First, since the printed circuit board is directly mounted on the cooling plate with an insulator having good thermal conductivity interposed, the heat of the LSI can be efficiently released. Further, one surface side of the printed circuit board on which the LSI is mounted is covered with a metal box.
As a result, the temperature of the printed circuit board in the box becomes
Because of the uniformity, for example, the temperature difference between the wiring on the printed circuit board and the lead of the LSI is eliminated, and the signal noise due to the thermoelectromotive force is also reduced. The temperature inside the box is
Since it is not affected by the temperature outside the box, LSI
, And drift of the signal is also eliminated.

【0049】即ち、ボックス内の回路を用いれば、微小
な電流の検出も可能となる。例えば、定電流電源装置の
負荷に対する制御は、当該負荷量の微小な変化にも対応
することができる。
That is, if the circuit in the box is used, a minute current can be detected. For example, the control of the load of the constant current power supply device can cope with a minute change in the load amount.

【0050】また、ボックスを、ビスなどの固定部材に
より冷却板に取り付ければ、この固定部材を取り外すこ
とにより、容易に、プリント回路基板上のLSIの点検
や検査を行うことが可能となる。
Further, if the box is attached to the cooling plate with a fixing member such as a screw, the inspection and inspection of the LSI on the printed circuit board can be easily performed by removing the fixing member.

【0051】また、熱的な性質が近似しているLSIご
とに区分けし、各々のLSIを異なるボックス内に配置
しているため、各ボックスの内部における熱対流を減少
させることができ、ボックス内のLSIにおいて、熱起
電力による信号雑音や電子ドリフトによる信号の乱れを
防止できる。
Also, since LSIs having similar thermal properties are classified and each LSI is arranged in a different box, the heat convection inside each box can be reduced, and the inside of the box can be reduced. In this LSI, signal noise due to thermal electromotive force and signal disturbance due to electron drift can be prevented.

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

【図1】本発明の実施の形態に関わる放熱機構の全体の
構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a heat radiation mechanism according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に関わる放熱機構の主要部
を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a main part of a heat radiation mechanism according to the embodiment of the present invention.

【図3】図1のIII−III線に沿う断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1;

【図4】冷却用パイプの配置を詳細に示す図。FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of cooling pipes in detail.

【図5】図4のV−V線に沿う断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 4;

【図6】本発明が適用される定電流電源装置の回路構成
を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a constant current power supply device to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :ユニットケ−ス、 2 :冷却用パイプ、 3 :冷却板、 4,5 :ボックス、 6,7 :プリント回路基板、 8 :熱伝導性が良好な絶縁体、 9 :LSI、 10 :外部接続用端子、 11 :配線、 12,13 :固定部材、 20 :定電流電源回路、 21 :電源、 22 :負荷、 23 :デジタル・アナログ変換器、 24 :誤差増幅器、 25 :電流検出抵抗、 26 :電流パワ−アンプ、 27 :基準電圧発生回路、 28 :電流検出バッファアンプ。 1: unit case, 2: cooling pipe, 3: cooling plate, 4,5: box, 6,7: printed circuit board, 8: insulator with good thermal conductivity, 9: LSI, 10: external connection Terminal: 11: wiring, 12, 13: fixing member, 20: constant current power supply circuit, 21: power supply, 22: load, 23: digital / analog converter, 24: error amplifier, 25: current detection resistor, 26: Current power amplifier, 27: reference voltage generation circuit, 28: current detection buffer amplifier.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属から構成される冷却板と、前記冷却
板の一面側に板状の絶縁体を介在させて配置されるプリ
ント回路基板と、前記プリント回路基板に搭載される複
数の半導体装置とを具備することを特徴とする放熱機
構。
1. A cooling plate made of metal, a printed circuit board arranged on one side of the cooling plate with a plate-shaped insulator interposed therebetween, and a plurality of semiconductor devices mounted on the printed circuit board A heat radiation mechanism comprising:
【請求項2】 前記絶縁体は、ゴム状の板から構成さ
れ、前記プリント回路基板は、前記冷却板に圧着、固定
されていることを特徴とする請求項1記載の放熱機構。
2. The heat radiating mechanism according to claim 1, wherein the insulator is formed of a rubber-like plate, and the printed circuit board is pressed and fixed to the cooling plate.
【請求項3】 金属から構成される冷却板と、前記冷却
板の一面側に板状の絶縁体を介在させて配置されるプリ
ント回路基板と、前記プリント回路基板に搭載される複
数の半導体装置と、前記プリント回路基板を覆い、前記
複数の半導体装置を密閉するボックスとを具備すること
を特徴とする放熱機構。
3. A cooling plate made of metal, a printed circuit board arranged on one side of the cooling plate with a plate-shaped insulator interposed therebetween, and a plurality of semiconductor devices mounted on the printed circuit board And a box that covers the printed circuit board and hermetically seals the plurality of semiconductor devices.
【請求項4】 前記絶縁体は、ゴム状の板から構成さ
れ、前記ボックス及び前記プリント回路基板は、固定部
材により、前記冷却板に圧着、固定されていることを特
徴とする請求項3記載の放熱機構。
4. The box according to claim 3, wherein the insulator is formed of a rubber-like plate, and the box and the printed circuit board are pressed and fixed to the cooling plate by a fixing member. Heat dissipation mechanism.
【請求項5】 前記ボックスは、金属から構成されてい
ることを特徴とする請求項3記載の放熱機構。
5. The heat radiating mechanism according to claim 3, wherein said box is made of metal.
【請求項6】 前記複数の半導体装置は、互いに熱的な
性質が近似しているものであることを特徴とする請求項
3記載の放熱機構。
6. The heat radiating mechanism according to claim 3, wherein said plurality of semiconductor devices have similar thermal properties to each other.
【請求項7】 前記複数の半導体装置は、温度変化によ
る特性の変動を受け易い性質を有するもの又は熱を放出
し易い性質を有するものであることを特徴とする請求項
3記載の放熱機構。
7. The heat radiating mechanism according to claim 3, wherein the plurality of semiconductor devices have a property of being easily affected by a change in characteristics due to a temperature change or a property of easily emitting heat.
【請求項8】 請求項1又は3記載の放熱機構におい
て、さらに、前記冷却板の他面側に配置され、前記冷却
板を冷却するための冷却手段を具備することを特徴とす
る放熱機構。
8. The heat radiating mechanism according to claim 1, further comprising a cooling unit disposed on the other surface side of said cooling plate for cooling said cooling plate.
【請求項9】 請求項8記載の放熱機構において、前記
冷却板の端部は、前記冷却板の他面側に折り曲げられ、
前記冷却板の他面側に、前記冷却板の端部に接触するプ
リント回路基板を具備することを特徴とする放熱機構。
9. The heat dissipation mechanism according to claim 8, wherein an end of the cooling plate is bent toward the other surface of the cooling plate,
A heat dissipating mechanism, comprising: a printed circuit board in contact with an end of the cooling plate on another side of the cooling plate.
【請求項10】 請求項1又は3記載の放熱機構におい
て、さらに、請求項1又は3記載の放熱機構を密閉する
ユニットケ−スを具備することを特徴とする放熱機構。
10. A heat radiation mechanism according to claim 1, further comprising a unit case for sealing the heat radiation mechanism according to claim 1.
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