JPH1126660A - 高発熱素子の放熱構造 - Google Patents
高発熱素子の放熱構造Info
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- JPH1126660A JPH1126660A JP17359697A JP17359697A JPH1126660A JP H1126660 A JPH1126660 A JP H1126660A JP 17359697 A JP17359697 A JP 17359697A JP 17359697 A JP17359697 A JP 17359697A JP H1126660 A JPH1126660 A JP H1126660A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高発熱素子の放熱を効率的に行うことのできる
高発熱素子の放熱構造の提供を目的とする。 【解決手段】実装基板１上の素子接合パッド２、２・・
にリード３０、３０・・を接合して該実装基板１上に実
装される高発熱素子３と、伝熱性に優れた絶縁材料によ
り形成される伝熱体４とを有し、素子接合パッド２は前
記リード３０の接合部２０の外側まで延長される伝熱延
長部２１を有し、伝熱体４は、前記高発熱素子３に接触
することなく前記伝熱延長部２１に圧接して高発熱素子
３の発熱を吸熱する。
高発熱素子の放熱構造の提供を目的とする。 【解決手段】実装基板１上の素子接合パッド２、２・・
にリード３０、３０・・を接合して該実装基板１上に実
装される高発熱素子３と、伝熱性に優れた絶縁材料によ
り形成される伝熱体４とを有し、素子接合パッド２は前
記リード３０の接合部２０の外側まで延長される伝熱延
長部２１を有し、伝熱体４は、前記高発熱素子３に接触
することなく前記伝熱延長部２１に圧接して高発熱素子
３の発熱を吸熱する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高発熱素子の放熱構
造に関するものである。
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、ノート型パソコンをはじめとする
小型情報処理装置に使用されるＣＰＵ等の高集積化に伴
って、発熱量も増加する傾向にある。一方、これら高発
熱素子のリードのファインピッチ化も進行しており、Ｔ
ＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）
等、ファインピッチ化に対応可能な種々の実装方法が実
施されている。
小型情報処理装置に使用されるＣＰＵ等の高集積化に伴
って、発熱量も増加する傾向にある。一方、これら高発
熱素子のリードのファインピッチ化も進行しており、Ｔ
ＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）
等、ファインピッチ化に対応可能な種々の実装方法が実
施されている。
【０００３】そして、これら放熱要求とファインピッチ
化への対応が可能な放熱構造としては、従来、図３に示
すものが一般に採用されている。すなわち、図３（ａ）
に示す従来例において、ＴＣＰパッケージ化された高発
熱素子３が実装される実装基板１には素子実装面１０か
ら裏面に貫通するサーマルビア１１、１１・・が形成さ
れる。また、実装基板１の裏面には熱伝導性の良好な材
料により形成される伝熱ブロック８０とアルミニウムプ
レート８１が配置され、伝熱シート８２を介して実装基
板１に接触している。
化への対応が可能な放熱構造としては、従来、図３に示
すものが一般に採用されている。すなわち、図３（ａ）
に示す従来例において、ＴＣＰパッケージ化された高発
熱素子３が実装される実装基板１には素子実装面１０か
ら裏面に貫通するサーマルビア１１、１１・・が形成さ
れる。また、実装基板１の裏面には熱伝導性の良好な材
料により形成される伝熱ブロック８０とアルミニウムプ
レート８１が配置され、伝熱シート８２を介して実装基
板１に接触している。
【０００４】また、図３（ｂ）に示す従来例において、
アルミニウムプレート８１には伝熱ブロック８０が一体
形成される。しかして、これら従来例において、高発熱
素子３での発熱はサーマルビア１１、１１・・を経由し
て伝熱ブロック８０に伝達され、アルミニウムプレート
８１から放熱される。
アルミニウムプレート８１には伝熱ブロック８０が一体
形成される。しかして、これら従来例において、高発熱
素子３での発熱はサーマルビア１１、１１・・を経由し
て伝熱ブロック８０に伝達され、アルミニウムプレート
８１から放熱される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
例において、高発熱素子３の放熱ルートはチップを封止
しているパッケージ部３１を経由するものであるから、
熱抵抗が比較的大きく、放熱性能に限界がある。このた
め、高発熱素子３の発熱量がより大きくなった場合には
高発熱素子３の冷却を十分に行えないという欠点を有す
る。
例において、高発熱素子３の放熱ルートはチップを封止
しているパッケージ部３１を経由するものであるから、
熱抵抗が比較的大きく、放熱性能に限界がある。このた
め、高発熱素子３の発熱量がより大きくなった場合には
高発熱素子３の冷却を十分に行えないという欠点を有す
る。
【０００６】本発明は、以上の欠点を解消すべくなされ
たもので、高発熱素子の放熱を効率的に行うことのでき
る高発熱素子の放熱構造の提供を目的とする。
たもので、高発熱素子の放熱を効率的に行うことのでき
る高発熱素子の放熱構造の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、実装基板１上の素子接合パッド２、２・・にリード
３０、３０・・を接合して該実装基板１上に実装される
高発熱素子３と、伝熱性に優れた絶縁材料により形成さ
れる伝熱体４とを有し、素子接合パッド２は前記リード
３０の接合部２０の外側まで延長される伝熱延長部２１
を有し、伝熱体４は、前記高発熱素子３に接触すること
なく前記伝熱延長部２１に圧接して高発熱素子３の発熱
を吸熱する高発熱素子の放熱構造を提供することにより
達成される。
は、実装基板１上の素子接合パッド２、２・・にリード
３０、３０・・を接合して該実装基板１上に実装される
高発熱素子３と、伝熱性に優れた絶縁材料により形成さ
れる伝熱体４とを有し、素子接合パッド２は前記リード
３０の接合部２０の外側まで延長される伝熱延長部２１
を有し、伝熱体４は、前記高発熱素子３に接触すること
なく前記伝熱延長部２１に圧接して高発熱素子３の発熱
を吸熱する高発熱素子の放熱構造を提供することにより
達成される。
【０００８】高発熱素子３の実装基板１への実装は、高
発熱素子３のリード３０、３０・・を実装基板１上の素
子接合パッド２、２・・に接合することにより行われ、
素子接合パッド２は外方に延長されて、上記リード３０
が実際に接合される接合部２０に加えて伝熱延長部２１
が形成される。
発熱素子３のリード３０、３０・・を実装基板１上の素
子接合パッド２、２・・に接合することにより行われ、
素子接合パッド２は外方に延長されて、上記リード３０
が実際に接合される接合部２０に加えて伝熱延長部２１
が形成される。
【０００９】一方、伝熱体４は伝熱性に優れた絶縁材料
により形成され、高発熱素子３に接触することなく伝熱
延長部２１に圧接し、高発熱素子３からの発熱は、リー
ド３０、および素子接合パッド２を経由して伝熱体４に
伝熱される。
により形成され、高発熱素子３に接触することなく伝熱
延長部２１に圧接し、高発熱素子３からの発熱は、リー
ド３０、および素子接合パッド２を経由して伝熱体４に
伝熱される。
【００１０】したがって本発明において、高発熱素子３
での発熱は伝熱性の優れた金属製のリード３０、および
素子接合パッド２を経由して高発熱素子３外に引き出さ
れるために、パッケージ部３１を経由して熱を引き出す
従来例に比して放熱効率を高めることができる。
での発熱は伝熱性の優れた金属製のリード３０、および
素子接合パッド２を経由して高発熱素子３外に引き出さ
れるために、パッケージ部３１を経由して熱を引き出す
従来例に比して放熱効率を高めることができる。
【００１１】また、伝熱体４は高発熱素子３、すなわ
ち、パッケージ部３１、およびリード３０に直接触れな
いために、高発熱素子３への応力負荷がなく、接合強度
が低い、例えばＴＣＰパッケージ化された高発熱素子３
の実装にも適用可能である。
ち、パッケージ部３１、およびリード３０に直接触れな
いために、高発熱素子３への応力負荷がなく、接合強度
が低い、例えばＴＣＰパッケージ化された高発熱素子３
の実装にも適用可能である。
【００１２】請求項２記載の発明において、実装作業性
の良好な放熱構造が提供される。すなわち、請求項２記
載の発明において、伝熱延長部２１はリード３０の接合
部２０を包含する矩形領域５を包囲する矩形枠領域６内
に全てが配置されるようにパターン設計される。
の良好な放熱構造が提供される。すなわち、請求項２記
載の発明において、伝熱延長部２１はリード３０の接合
部２０を包含する矩形領域５を包囲する矩形枠領域６内
に全てが配置されるようにパターン設計される。
【００１３】伝熱体４は上記矩形枠領域６を押圧可能な
押圧部４０を側壁とするトレイ形状に形成され、中央部
に形成される収容凹部４１内に高発熱素子３のパッケー
ジ部３１を収容した状態で押圧部４０が全ての伝熱延長
部２１に当接する。
押圧部４０を側壁とするトレイ形状に形成され、中央部
に形成される収容凹部４１内に高発熱素子３のパッケー
ジ部３１を収容した状態で押圧部４０が全ての伝熱延長
部２１に当接する。
【００１４】この結果、高発熱素子３を実装した後、伝
熱体４で高発熱素子３のパッケージ部３１を覆った後、
適宜手段で伝熱体４を固定することにより、請求項１記
載の放熱構造が得ることができる。また、収容凹部４１
は伝熱体４に押圧力が加わった場合に、パッケージ部３
１への力の伝達を防ぎ、不用意なリード３０脱離を防止
する。
熱体４で高発熱素子３のパッケージ部３１を覆った後、
適宜手段で伝熱体４を固定することにより、請求項１記
載の放熱構造が得ることができる。また、収容凹部４１
は伝熱体４に押圧力が加わった場合に、パッケージ部３
１への力の伝達を防ぎ、不用意なリード３０脱離を防止
する。
【００１５】上述したように、伝熱体４に引き出された
熱は適宜の放熱体に伝熱されて該放熱体から放熱される
が、請求項３に記載されるように、放熱体として実装基
板１に固定された放熱プレート７を使用する場合には、
放熱プレート７と実装基板１間に伝熱体４を介装させて
押圧部４０を伝熱延長部２１に圧接させることにより、
伝熱体４の伝熱延長部２１への押圧力を安定させること
が可能となるために、信頼性を向上させることが可能に
なり、さらに、伝熱体４と放熱プレート７間の圧接状態
も安定させることができる。なお、この場合、伝熱体４
として弾性に優れた材料を使用した場合には、圧接状態
をより安定させることができる。
熱は適宜の放熱体に伝熱されて該放熱体から放熱される
が、請求項３に記載されるように、放熱体として実装基
板１に固定された放熱プレート７を使用する場合には、
放熱プレート７と実装基板１間に伝熱体４を介装させて
押圧部４０を伝熱延長部２１に圧接させることにより、
伝熱体４の伝熱延長部２１への押圧力を安定させること
が可能となるために、信頼性を向上させることが可能に
なり、さらに、伝熱体４と放熱プレート７間の圧接状態
も安定させることができる。なお、この場合、伝熱体４
として弾性に優れた材料を使用した場合には、圧接状態
をより安定させることができる。
【００１６】また、本発明において、従来例のように、
サーマルビア１１を経由した放熱経路を併用することも
可能であり、この場合、請求項４に記載されるように、
実装基板１には高発熱素子３の実装面１０から裏面に貫
通するサーマルビア１１、１１・・が複数設けられると
ともに、実装基板１の裏面にはサーマルビア１１に接触
する熱伝導性の良好な材料により形成される放熱体８を
配置すればよい。
サーマルビア１１を経由した放熱経路を併用することも
可能であり、この場合、請求項４に記載されるように、
実装基板１には高発熱素子３の実装面１０から裏面に貫
通するサーマルビア１１、１１・・が複数設けられると
ともに、実装基板１の裏面にはサーマルビア１１に接触
する熱伝導性の良好な材料により形成される放熱体８を
配置すればよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態を示
す。この実施の形態において高発熱素子３はＴＣＰパッ
ケージングされたＣＰＵであり、パッケージ部３１の側
縁から多数のリード３０、３０・・を引き出して形成さ
れる。
す。この実施の形態において高発熱素子３はＴＣＰパッ
ケージングされたＣＰＵであり、パッケージ部３１の側
縁から多数のリード３０、３０・・を引き出して形成さ
れる。
【００１８】上記高発熱素子３が実装される実装基板１
には高発熱素子３のリード３０を接合するための素子接
合パッド２が形成される。素子接合パッド２は高発熱素
子３のパッケージ部３１が配置される領域を中心として
四方向に設けられており、各素子接合パッド２、２・・
は、上記高発熱素子３の各リード３０が接合される矩形
領域５内に位置する接合部２０と、その外方に配置され
る矩形枠領域６内に位置する伝熱延長部２１とを有す
る。また、実装基板１には多数のサーマルビア１１が形
成される。サーマルビア１１は実装基板１を貫通する小
孔に伝熱金属を充填したり、あるいは実装基板１に微小
スルーホールを形成したもので、高発熱素子３のパッケ
ージ部３１の配置領域内に形成される。
には高発熱素子３のリード３０を接合するための素子接
合パッド２が形成される。素子接合パッド２は高発熱素
子３のパッケージ部３１が配置される領域を中心として
四方向に設けられており、各素子接合パッド２、２・・
は、上記高発熱素子３の各リード３０が接合される矩形
領域５内に位置する接合部２０と、その外方に配置され
る矩形枠領域６内に位置する伝熱延長部２１とを有す
る。また、実装基板１には多数のサーマルビア１１が形
成される。サーマルビア１１は実装基板１を貫通する小
孔に伝熱金属を充填したり、あるいは実装基板１に微小
スルーホールを形成したもので、高発熱素子３のパッケ
ージ部３１の配置領域内に形成される。
【００１９】４は実装基板１の高発熱素子３の実装面１
０に配置される伝熱体であり、熱伝導性に優れるととも
に柔軟性を有する絶縁材料により形成される。この伝熱
体４は、図２に示すように、上記実装基板１上に形成さ
れる矩形枠領域６にほぼ対応し、該矩形枠領域６内の全
ての素子接合パッド２の伝熱延長部２１に当接可能な押
圧部４０と底壁部４２とを有し、押圧部４０を側壁とす
るトレイ形状に形成される。
０に配置される伝熱体であり、熱伝導性に優れるととも
に柔軟性を有する絶縁材料により形成される。この伝熱
体４は、図２に示すように、上記実装基板１上に形成さ
れる矩形枠領域６にほぼ対応し、該矩形枠領域６内の全
ての素子接合パッド２の伝熱延長部２１に当接可能な押
圧部４０と底壁部４２とを有し、押圧部４０を側壁とす
るトレイ形状に形成される。
【００２０】上記押圧部４０は、実装基板１に搭載した
際実装基板１上の矩形領域５の外周縁との間に適宜間隔
Ｌの隙間が全周に生じるような外周縁寸法を有してお
り、押圧部４０外周縁による接合部２０上のリード３０
への接触が避けられる。また、底壁部４２の内壁と押圧
部４０の内周壁により囲まれて伝熱体４の中心部に形成
される収容凹部４１の深さＤは、後述するように、押圧
部４０が押されて弾性変形した際にも高発熱素子３のパ
ッケージ部３１に干渉しないように、高発熱素子３の実
装高さよりやや深くなっている。
際実装基板１上の矩形領域５の外周縁との間に適宜間隔
Ｌの隙間が全周に生じるような外周縁寸法を有してお
り、押圧部４０外周縁による接合部２０上のリード３０
への接触が避けられる。また、底壁部４２の内壁と押圧
部４０の内周壁により囲まれて伝熱体４の中心部に形成
される収容凹部４１の深さＤは、後述するように、押圧
部４０が押されて弾性変形した際にも高発熱素子３のパ
ッケージ部３１に干渉しないように、高発熱素子３の実
装高さよりやや深くなっている。
【００２１】上記伝熱体４に伝熱された熱を放熱するた
めに、実装基板１にはアルミニウム製の放熱プレート７
が固定される。放熱プレート７はスペーサ７０を介して
実装基板１にねじ止めされており、スペーサ７０の寸法
を伝熱体４の高さ寸法よりやや短くすることにより、放
熱プレート７を固定した状態で放熱プレート７が伝熱体
４を押圧し、押圧部４０が素子接合パッド２、２・・の
伝熱延長部２１、２１・・に圧接するようにされる。
めに、実装基板１にはアルミニウム製の放熱プレート７
が固定される。放熱プレート７はスペーサ７０を介して
実装基板１にねじ止めされており、スペーサ７０の寸法
を伝熱体４の高さ寸法よりやや短くすることにより、放
熱プレート７を固定した状態で放熱プレート７が伝熱体
４を押圧し、押圧部４０が素子接合パッド２、２・・の
伝熱延長部２１、２１・・に圧接するようにされる。
【００２２】一方、実装基板１の高発熱素子３の実装面
１０の裏面には、アルミニウム製の伝熱ブロック８０と
アルミニウムプレート８１からなる放熱体８が配置され
る。したがってこの実施の形態において、高発熱素子３
での発熱は、パッケージ部３１内に封止されるチップに
直接接続されているリード３０を介して素子接合パッド
２に導かれた後、伝熱体４を経由して放熱プレート７に
伝熱され、該放熱プレート７から放熱される。さらに、
パッケージ部３１に伝熱された発熱は、サーマルビア１
１に伝達され、伝熱ブロック８０を経由してアルミニウ
ムプレート８１に伝達されて放熱される。なお、図にお
いて８２は伝熱ブロック８０とアルミニウムプレート８
１との間に介装されて、伝熱ブロック８０とアルミニウ
ムプレート８１とを熱的に結合するための伝熱シート、
８３は実装基板１と伝熱ブロック８０とを密着状態にす
るために塗布されるシリコングリスを示す。
１０の裏面には、アルミニウム製の伝熱ブロック８０と
アルミニウムプレート８１からなる放熱体８が配置され
る。したがってこの実施の形態において、高発熱素子３
での発熱は、パッケージ部３１内に封止されるチップに
直接接続されているリード３０を介して素子接合パッド
２に導かれた後、伝熱体４を経由して放熱プレート７に
伝熱され、該放熱プレート７から放熱される。さらに、
パッケージ部３１に伝熱された発熱は、サーマルビア１
１に伝達され、伝熱ブロック８０を経由してアルミニウ
ムプレート８１に伝達されて放熱される。なお、図にお
いて８２は伝熱ブロック８０とアルミニウムプレート８
１との間に介装されて、伝熱ブロック８０とアルミニウ
ムプレート８１とを熱的に結合するための伝熱シート、
８３は実装基板１と伝熱ブロック８０とを密着状態にす
るために塗布されるシリコングリスを示す。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、リードを経由するために効率のよい放熱ルー
トを確保することができ、しかも、接合強度の低い高発
熱素子にも適用することができる。
によれば、リードを経由するために効率のよい放熱ルー
トを確保することができ、しかも、接合強度の低い高発
熱素子にも適用することができる。
【図１】本発明を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は
実装基板への高発熱素子の実装状態を示す平面図であ
る。
実装基板への高発熱素子の実装状態を示す平面図であ
る。
【図２】伝熱体の裏面斜視図である。
【図３】従来例を示す図である。
１ 実装基板 １０ 実装面 １１ サーマルビア ２ 素子接合パッド ２０ 接合部 ２１ 伝熱延長部 ３ 高発熱素子 ３０ リード ３１ パッケージ部 ４ 伝熱体 ４０ 押圧部 ４１ 収容凹部 ５ 矩形領域 ６ 矩形枠領域 ７ 放熱プレート ８ 放熱体
Claims (4)
- 【請求項１】実装基板上の素子接合パッドにリードを接
合して該実装基板上に実装される高発熱素子と、 伝熱性に優れた絶縁材料により形成される伝熱体とを有
し、 素子接合パッドは前記リードの接合部の外側まで延長さ
れる伝熱延長部を有し、 伝熱体は、前記高発熱素子に接触することなく前記伝熱
延長部に圧接して高発熱素子の発熱を吸熱する高発熱素
子の放熱構造。 - 【請求項２】全ての伝熱延長部は、全てのリードの接合
部を包含する矩形領域を包囲する矩形枠領域内に配置さ
れ、 前記伝熱体は、前記矩形枠領域を押圧可能な押圧部を側
壁とし、中央部に前記高発熱素子のパッケージ部を収容
する収容凹部を有してトレイ状に形成される請求項１記
載の高発熱素子の放熱構造。 - 【請求項３】前記実装基板の前記高発熱素子の実装面と
の間に適宜間隔を隔てて配置される放熱プレートを有す
るとともに前記伝熱体は、放熱プレートと実装基板との
間に介装され、 前記放熱プレートを実装基板に固定することにより伝熱
体の押圧部を伝熱延長部に圧接させる請求項１または２
記載の高発熱素子の放熱構造。 - 【請求項４】前記実装基板には高発熱素子の実装面から
裏面に貫通するサーマルビアが複数設けられるととも
に、実装基板の裏面にはサーマルビアに接触する熱伝導
性の良好な材料により形成される放熱体が配置される請
求項１、２または３記載の高発熱素子の放熱構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17359697A JP3378174B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 高発熱素子の放熱構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17359697A JP3378174B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 高発熱素子の放熱構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126660A true JPH1126660A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3378174B2 JP3378174B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=15963538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17359697A Expired - Fee Related JP3378174B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 高発熱素子の放熱構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3378174B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013111234A1 (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013118223A1 (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-15 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013118222A1 (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-15 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013140703A1 (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-26 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013145508A1 (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005013657A1 (ja) * | 2003-08-01 | 2006-09-28 | 富士通株式会社 | 電子機器の冷却装置 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP17359697A patent/JP3378174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013111234A1 (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013118223A1 (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-15 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013118222A1 (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-15 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
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