JPH11330750A - 伝熱経路の形成方法および伝熱経路装置 - Google Patents

伝熱経路の形成方法および伝熱経路装置

Info

Publication number
JPH11330750A
JPH11330750A JP10307070A JP30707098A JPH11330750A JP H11330750 A JPH11330750 A JP H11330750A JP 10307070 A JP10307070 A JP 10307070A JP 30707098 A JP30707098 A JP 30707098A JP H11330750 A JPH11330750 A JP H11330750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
board
heat
heat transfer
microprocessor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10307070A
Other languages
English (en)
Inventor
Paul A Rubens
ポール・エー・ルーバンス
Charlie W Gilson
チャーリー・ダブリュー・ジルソン
Brian G Spreadbury
ブライアン・ジー・スプレッドベリー
Horst F Irmscher
ホルスト・エフ・イルムシャー
Tim J Jondrow
ティム・ジェイ・ジョンドロー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Co filed Critical Hewlett Packard Co
Publication of JPH11330750A publication Critical patent/JPH11330750A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0204Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/50Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/86Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using tape automated bonding [TAB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10409Screws
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10416Metallic blocks or heatsinks completely inserted in a PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431Details of mounted components
    • H05K2201/1059Connections made by press-fit insertion
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10681Tape Carrier Package [TCP]; Flexible sheet connector
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0191Using tape or non-metallic foil in a process, e.g. during filling of a hole with conductive paste
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49126Assembling bases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.

Abstract

(57)【要約】 【課題】PC板搭載発熱回路からの熱を他の部品に伝え
ずにヒートシンクに放熱する。 【解決手段】PC板に貫通開口を設け、熱伝導基板を貫
通開口の中に装着する。発熱集積回路の下面を基板の第
1の表面に熱接触させて固定する。ヒートシンクとPC
板とが直接熱接触しないように両者間に空隙を設けるな
どしてヒートシンクを基板とを熱接触させて取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に集積回路装
置から熱を消散させるための基板に関するものであり、
更に詳細に記せば、このような基板をPC板:印刷回路
板に取付ける方法に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路(「IC」)、特に、マイクロ
プロセッサがますます高速で動作するよう設計されるに
つれて、このような回路は更に多くの電力を消費し、更
に多くの熱を発生するようになっている。この熱を消散
して集積回路および近傍の回路を定格動作温度範囲内に
維持する必要がある。通常、これはICをヒートシンク
に結合し、冷却ファンを使用して空気を吹き付けること
により行なわれる。加えて、幾つかのPentiumTM型マイ
クロプロセッサのような、幾つかの更に高速のマイクロ
プロセッサ・チップは、最高温度許容値を95℃まで上げ
ている。このようなチップは上昇した比較的高い動作温
度に耐えることができるが、その近隣のICは耐えるこ
とができない。近隣のチップはしばしば、約70℃の通常
の最高動作温度に制限されている。マイクロプロセッサ
をこれら許容度の少ない搭載部品に近接させた状態で
は、マイクロプロセッサからの熱の一部が印刷回路
(「PC」)板およびそのような搭載部品に流入しがち
である。心配なのは、周囲搭載部品の過熱である。発熱
マイクロプロセッサの近辺にある許容度の少ない搭載部
品の損傷を避けるのに、ピーク動作温度を感知したとき
マイクロプロセッサの速さを逆に抑えることが知られて
いる。速さを下げるとマイクロプロセッサの発熱は減少
する。しかし、このことは顧客の製品が予測どおりに速
く動作しないことをも意味する。したがって、近隣の搭
載部品を過度に過熱することなく、またプロセッサの速
さを犠牲にすることなく、マイクロプロセッサから遠く
に熱を移す必要性が存在している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通常の伝熱方法は、熱
をマイクロプロセッサからヒートシンクに移すのにPC
板の銅被覆ヴァイアを使用している。銅は熱の良導体で
ある。マイクロプロセッサは、マイクロプロセッサとヴ
ァイア銅壁との間に熱接触を与えるPC板に取り付けら
れる。ヒートシンクは通常、PC板の下側に取付けられ
る。マイクロプロセッサからの熱は、銅壁に沿ってマイ
クロプロセッサからヒートシンクに導かれる。このよう
な方法の短所は、ヴァイアの銅壁に沿って導かれた熱
が、ヒートシンクばかりでなく、PC板の幾つかの銅層
にも流入することである。PC板は通常、PC板上の多
数のICチップを電気的に相互に接続するための多数の
銅層を備えている。このような銅層は、ヴァイアの銅被
覆につながっている。したがって、マイクロプロセッサ
と近傍の装置との間に望ましくない影響を及ぼす伝熱経
路も生ずる。
【0004】通常の伝熱解決法の他の短所は、マイクロ
プロセッサの表面実装プロセスに関係している。マイク
ロプロセッサとPC板ヴァイアとの間の熱伝導を高める
には、マイクロプロセッサを設置しようとする領域を通
常、半田で被覆する。表面実装プロセス中、半田は液体
になる。次に、再固化すると、半田は、マイクロプロセ
ッサからPC板まで熱伝導の橋を形成する。残念ながら
半田は区域内で盛上がり、非常に凸凹な表面を生ずる。
マイクロプロセッサとPC板との間のこのような半田境
界面は、橋の伝熱効果を減らす。したがって、更に有効
なチップ実装法、および一層有効な熱接触の必要性が存
在する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、熱伝導
基板は、印刷回路(「PC」)板の貫通開口の中に取付
けられている。集積回路はこのとき、熱伝導基板の一方
の側に取り付けられ、一方、ヒートシンクは他方の側に
熱的に接触している。特に集積回路は、PC板と熱接触
して取付けられてはいない。ICとPC板との間に直接
熱接触の無い状態では、ICと近隣回路との間で一つの
伝熱経路が省略される。
【0006】本発明の一態様によれば、熱伝導基板は、
基板を取付けようとするPC板とほぼ同じ厚さの第1の
厚さを有する第1の部分を備えている。加えて、該基板
は、基板の周辺に沿って間を隔てて設けられた複数の第
2の部分を備えている。第2の部分の各一つは、第1の
部分の厚さより大きい第2の厚さを有している。したが
って、基板の周辺には第2の厚さの部分と、第1の厚さ
の他の部分とがある。
【0007】本発明の他の態様によれば、PC板は、基
板の周辺とほぼ同じ形状の貫通開口を備えている。しか
し、貫通開口は、基板の面積よりわずかに大きい面積を
備えている。貫通開口に最初に設置したとき基板は印刷
回路板に接触しない。更に詳細に記せば、基板とPC板
との間に間隙が存在している。
【0008】本発明のさらに他の態様によれば、基板
は、基板の第2の部分の正規の表面に圧力を加減して加
えることによりPC板に取付けられる。このような圧力
は、第2の部分にある材料を変位させ、事実厚さを減ら
して第2の部分の面積を広げている。好適実施形態で
は、第2の部分は基板の第1の厚さと同じ厚さまで圧縮
されている。このような圧縮は、第2の部分の材料を、
第2の部分とPC板との間の間隙内に変位させ、PC板
と接触させる。事実、第2の部分の面積は、間隙を横断
して広がり、基板をPC板にロックしている。基板とP
C板との間の接触は、第1の部分ではなく、第2の部分
でだけ基板の周辺に沿って確定していることに注目。基
板が所定場所にロックされると、基板の第2の領域を除
いて、熱伝導基板とPC板の層との間の至る所に空隙が
存在する。
【0009】本発明のさらに他の態様によれば、PC板
の電気伝導層は、基板の第2の部分を受けるPC板の貫
通開口の部分から分離されている。好適実施形態では、
PC板の電気伝導層は、貫通開口全体から分離されてい
る。貫通開口の壁は熱的に絶縁されている。
【0010】本発明のさらに他の態様によれば、集積回
路は、基板の一方の側に取付けられている。好適実施形
態では、このような取付けに接着剤を使用して滑らかな
共面接触を与えている。共面接触は、ICから基板まで
の連続する有効な伝熱橋を提供する。本発明のさらに他
の態様によれば、ヒートシンクが基板の下側で熱接触し
ている。
【0011】本発明の一つの長所は、高速マイクロプロ
セッサのような、所定の集積回路と、隣接回路との間の
熱伝導度が小さくなるということである。他の長所は、
所定の集積回路とヒートシンクとの間に有効な伝熱経路
が確立されるということである。さらに他の長所は、所
定の集積回路パッケージと基板との間に有効な熱接触が
確立するということである。
【0012】本発明のこの取付け法の長所は、基板を取
付けが容易で迅速にできることである。第2の部分の押
しつけは、ゆっくりした半田取り付けプロセスに比較し
て、自動実装プロセスのように迅速且つ効果的に実施さ
れる。更に、半田取付けの回避によりこのような半田接
続のための面積を基板に追加する必要がなくなり、第2
の領域の接触周辺に対する半田接触リムに転用される。
これにより、基板とPC板との間の接触面積が比較的少
なく、PC板の厚さに近い薄い基板になる。基板が薄い
と基板を横断する集積回路からヒートシンクまでの伝熱
経路の長さが短くなる。本発明のこれらの他の態様およ
び長所は、付図と関連して行なう下記詳細説明を参照す
ることにより更に良く理解されるであろう。
【0013】
【発明の実施の形態】図1および図2は、高速マイクロ
プロセッサ集積回路12から熱を移すための従来の熱消散
構造10を示す。マイクロプロセッサ12は、通常伝熱取付
けテープ15により、または他の表面実装法により、多層
PC板14に取付けられる。マイクロプロセッサは、他の
集積回路、装置、および信号経路との電気接続を可能と
するための接点16を備えている。通常ポリアミド構造18
がマイクロプロセッサ12とPC板の導線との間の接触接
続を構成している。ポリアミド構造18は、マイクロプロ
セッサ接点16に与圧設置された内部導線20、およびPC
板の導線に半田付けされた外部導線22を備えている。ポ
リアミド構造18は、所定の内部導線20(およびしたがっ
て所要マイクロプロセッサ接点16)と所定の外部導線22
(およびしたがって所要PC板導線)との間の所要経路
接続を与えるように設計されている。封止材料19が通
常、ポリアミド構造18に隣接するマイクロプロセッサ12
の表面に施されている。
【0014】PC板は、マイクロプロセッサ12とPC板
14に取り付けられた他の集積回路とを接続するPC信号
経路を形成するための多重層24を備えている。PC板14
は、マイクロプロセッサを取付ける区域に多数のヴァイ
ア26を備えている(図3を参照)。ヴァイア26は、例示
の目的で直径を誇張して図示してある。代表的なヴァイ
アの直径は約14ミル(0.356mm)である。4×4ヴァイ
ア26だけの配列29を図示してあるが、通常、両面に約0.
5インチ(12.7mm)角で広がっているマイクロプロセッ
サの下面の下に約100個存在する。ヴァイアは、伝熱導
体として働く銅被覆壁28を備えている(図1および図2
を参照)。ヒートシンク30がヴァイア26の領域内でPC
板14の下面32に保持されている。通常、ヒートシンク30
をPC板14に保持するには取付けねじ34が使用される。
熱は、マイクロプロセッサ12から銅壁28に沿ってヒート
シンク30に伝えられる。しかし、このような銅壁28はま
た、PC板層24と緊密に接触する。PC板層24の中に形
成された伝導信号経路も銅または他の有効な熱導体から
形成されている。したがって、マイクロプロセッサの熱
をマイクロプロセッサの近辺にある他の集積回路の方に
導く伝熱経路も存在する。この構造は、他の集積回路が
通常マイクロプロセッサほど動作温度の上昇を許容しが
たく、また熱通路の近くにヒートシンクを備えていない
ので、望ましくない。
【0015】図4は、熱を高速マイクロプロセッサ集積
回路12から逃すための別の従来の熱消散構造35を示す。
二つの部分31、33を有するヒートシンク30′がマイクロ
プロセッサ12を挟んで熱をマイクロプロセッサ12から遠
くに移している。下部31は、マイクロプロセッサの下面
と熱接触しているが、上部33は、マイクロプロセッサの
上面と熱接触している。マイクロプロセッサ12のための
PC板14は、ヒートシンクの部分31の一部37が突入して
いる開口36を備えている。ヒートシンク部分37は、開口
36を埋めている。マイクロプロセッサ12は、伝熱取り付
けテープにより下部ヒートシンク部31に取り付けられて
いる。ヒートシンク上部33は、棚38を備えている。上部
33は、PC板14を貫通して棚38の中に突入している取付
けねじ34によりヒートシンク下部31に締め付けられてい
る。
【0016】構造35を組み立てるには、マイクロプロセ
ッサ12を外部導線22の付いたポリアミド構造によりPC
板14に取り付ける。次に、熱取付けテープを施し、ヒー
トシンク30′の下部31を挿入して接触テープによりマイ
クロプロセッサ12に接触させる。最後に、上部33を下部
31に加えて締め付ける。この伝熱構造35および組み立て
方法の短所は、マイクロプロセッサ12をヒートシンクに
取付けることである。したがって、ヒートシンク30′を
マイクロプロセッサ12と同時に実装しなければならな
い。そうしないとマイクロプロセッサがPC板の開口36
の上で支持されないままになっている。このような姿勢
はマイクロプロセッサ12を無防備のままにし、突然の揺
さぶり運動に会うと損傷してしまうことがある。その結
果、マイクロプロセッサ12を実装するときヒートシンク
30′をも実装する。しかし、ヒートシンク30′は嵩張る
ので他の搭載部品をPC板に取付けるのが困難になる。
【0017】
【実施例】図5および図6は、本発明の一実施例により
熱を集積回路(「IC」)42から遠くに伝えるための熱
消散構成40を示す。IC42は、マイクロプロセッサまた
は他の熱発生ICである。図示してあるのは、突出した
テープボンディング(「TAB」)用接点44を有するI
C42である。他の導線構成または特殊パッケージ外囲器
を有するICも本発明の熱消散機構に包含される。ポリ
アミド構造18は、マイクロプロセッサ42とPC板導線と
の間の接触接続を行なっている。ポリアミド構造18は、
マイクロプロセッサの接点44に与圧実装された内部導線
20と、PC板導線に半田付けされた外部導線22を備えて
いる。ポリアミド構造18は、所定の内部導線20(および
したがって所要マイクロプロセッサ接点44)と所定の外
部導線22(およびしたがって所要PC板導線)との間の
所要経路接続を与えるように設計されている。封止材料
45が、ポリアミド構造18に隣接する表面で、マイクロプ
ロセッサ12に施されている。
【0018】IC42は、その下面82で伝熱取付けテープ
65により熱伝導基板50に取付けられている。好適実施形
態では、基板50は、銅または銀で作られている。基板50
は、多層印刷回路(「PC」)板52に取付けられてい
る。PC板には上層54、下層56、および一つ以上の中間
層58がある。通常各層54-58は、様々な電気伝導経路が
形成されている電気的に絶縁性の層である。PC板52に
は、板を完全に貫く開口60が形成されている。
【0019】基板50は、PC板52に取付けられて開口60
の中に突出している。図5に示すように、設置前、基板
50は第1の厚さを有する第1の部分69、および第2の厚
さを有する複数の第2の部分71を備えている。好適実施
形態では、第1の厚さはPC板52の厚さに等しいかほぼ
等しい。第2の厚さは第1の厚さより大きい。複数の第
2の部分71の各一つは、基板50の周辺にある。基板50に
は、第1の表面64および第2の表面66があり、それとと
もに側縁67が基板50の周辺に突出している。このような
第1の表面64および第2の表面66は、基板50の第1の部
分69および第2の部分71の双方にある。しかし、部分71
の第1の表面64は、部分69の第1の表面64に対して高く
なっている。同様に、部分71の第2の表面66は、部分69
の第2の表面66に対して高くなっている。第1の表面の
面積は第2の表面の面積に等しい。さらに、第1の表面
の面積は貫通開口60の面積より小さい。
【0020】図6は、基板50および貫通開口60のあるP
C板52の例示実施形態を示す。設置に先立ち、基板50を
PC板52の貫通開口60に嵌め込んで通す。特にPC板52
の壁73は貫通開口60に基板50の周辺輪郭に同じかまたは
同様の輪郭を持たせるよう規定している。したがって、
基板50を最初貫通開口60の中に設置すると基板周辺縁67
と貫通開口60の壁73との間に空隙75が存在する。このよ
うな空隙は、貫通開口60の深さ全体に対して基板50の周
辺全体に沿って生ずる。一実施形態では空隙の幅は0.01
インチ( 0.254mm)であるが、このような幅は種々の実
施例に即して変わり得る。好適実施例では、基板50の体
積は、基板50の設置、実装前後で共に、貫通開口60の体
積より少ない。
【0021】基板50を貫通開口60の中に設置した状態
で、基板を、それぞれの第2の部分71の第1の表面64お
よび第2の表面66に力を加えることにより、取付ける。
このような力は基板の第2の部分71を変形させるのに十
分である。特に、第2の部分は押されて第2の部分71の
元来の第2の厚さを第1の部分69の厚さと同じかまたは
ほぼ同じになるよう減らしている。このような押しは、
第2の部分71を、第2の部分71を取り囲むそれぞれの空
隙75の中に膨張させる。更に、第2の部分71は、膨張し
て第2の部分71に隣接する貫通開口60の壁73と接触す
る。第2の部分71のこのような膨張は基板50を貫通開口
60の中にロックするのに十分である。図7は、PC板52
の貫通開口60の中にロックされた基板50を示す。基板の
縁67と貫通開口の壁73との間に基板周辺の一部に沿って
空隙75がなお存在することに注目すること。このような
周辺部分は、第1の部分69の縁67である。基板50が所定
位置にロックされた状態で、基板の面積および体積は、
貫通開口60の面積および体積より少ない。本発明の別の
実施例では、基板50の第1の厚さは、PC板の厚さより
大きい。このような基板を取付けると、基板は貫通開口
60から突出して貫通開口60の体積より大きい体積を備え
ることがある。しかし、貫通開口の平面面積(このよう
な平面は図6および図7の向きでの平面面積である)
は、各実施例において第1の表面64および第2の表面66
の平面面積より大きい。
【0022】一実施例では、PC板は絶縁材料の層から
形成されており、そのような層の一つ以上に導電線路が
形成されている。好適実施例によれば、導電線路は貫通
開口の壁73までまたはそれに沿っては存在しない。この
ような壁は、PC板のガラスファイバ基材または他の熱
絶縁材により形成される。電気絶縁性の壁73の長所は、
PC板と基板50との間に短絡が生じないということであ
る。熱絶縁壁73の長所は、開口に近いPC板搭載部品が
IC42から基板50までの熱流によりそれほど影響されな
いということである。
【0023】図8に示すように、ヒートシンク90は基板
50に取付けられている。一実施形態では、基板50はヒー
トシンクを基板に保持する小ねじ96を受けるねじ孔92を
備えている(図6、図7)。ヒートシンク90は基板50に
同じか大きい面積にわたって広がっている。好ましく
は、ヒートシンク90は、PC板表面70から離して設置さ
れる。或る実施例では、ヒートシンク90は、PC板52の
下面70に固定されているが、熱絶縁スペーサ(図示せ
ず)によりPC板から離されている。
【0024】基板50は、熱をIC42からヒートシンク90
に伝える有効な伝熱経路とし役立つ。IC42が基板に取
付けられているので、IC42からPC板52への直接熱伝
導は存在しない。IC42を基板に取付けることにより、
ICからPC板への一つの通常の伝熱経路が省略され
る。基板50とPC板52の層54、58との間の空隙80を形成
することにより、他の伝熱経路が回避される。
【0025】本発明の好適実施例を示し説明してきた
が、様々な代案、修正案、および同等形態を使用するこ
とができる。したがって、前述の説明を、付記した特許
請求の範囲により規定する本発明の範囲を限定するもの
ととるべきではない。広範な本発明の実施可能性に鑑み
以下に本発明の実施態様を例示してそれら実施の参考に
供する。
【0026】(実施態様1)集積回路(42)とヒートシ
ンク(90)との間に伝熱経路を形成する方法であって、
熱伝導基板(50)をPC板(52)の貫通開口(60)の中
に挿入装着するステップと、下面(82)を有する集積回
路を、前記基板の、少なくとも集積回路の下面と同じ広
さの第1の表面(64)に熱接触させて固定するステップ
と、ヒートシンクとPC板との間に直接熱接触を形成せ
ずにヒートシンクを基板と熱接触して取付けるステップ
と、を備えていることを特徴とする伝熱経路の形成方
法。
【0027】(実施態様2)前記挿入装着するステップ
は、第1の厚さを有する第1の部分(69)および第1の
厚さより大きい第2の厚さを有する第2の部分(71)を
備えた前記基板を前記貫通開口に挿入し、該PC板と該
貫通開口内の該基板との間に空隙(75)を生ぜしめるス
テップと、基板の第2の部分に圧力を加え、この場合第
2の部分が厚さを減らし、間隙を横断して膨張し、PC
板に接触するステップと、を備えていることを特徴とす
る実施態様1に記載の伝熱経路の形成方法。
【0028】(実施態様3)前記圧力を加えるステップ
の前に、前記PC板と前記貫通開口内にある前記基板と
の間に前記基板の周辺全体に沿って空隙が生じているこ
とを特徴とする実施態様2に記載の伝熱経路の形成方
法。 (実施態様4)前記圧力を加えるステップの後で、前記
PC板と前記貫通開口内にある前記基板との間に基板の
周辺全体より少ない周辺に沿って空隙が生じていること
を特徴とする実施態様3に記載の伝熱経路の形成方法。
【0029】(実施態様5)前記貫通開口は、壁により
画定されており、前記基板と物理的に接触する該壁は、
熱的絶縁壁であることを特徴とする実施態様1、2、
3、または4に記載の伝熱経路の形成方法。 (実施態様6)前記取付けるステップの後、前記基板は
前記貫通開口の体積より少ない体積を備えていることを
特徴とする実施態様1、2、3、4、または5に記載の
伝熱経路の形成方法。 (実施態様7)前記取付けるステップの後、前記基板は
前記貫通開口の面積より少ない面積を備えていることを
特徴とする実施態様1、2、3、4、5、または6に記
載の伝熱経路の形成方法。
【0030】(実施態様8)下面(82)を有する集積回
路(42)から熱を逃す装置であって、第1の面積と第1
の体積とを有する貫通開口(60)を備えたPC板(52)
と、前記貫通開口内に設置され、第1の面積より少ない
面積を持ち且つ少なくとも前記下面と同じ広さの第1の
表面(64)を有し、前記集積回路を前記下面で前記第1
の表面と接触させて固定する熱伝導基板(50)とを備
え、該熱伝導基板は、第1の面積より少ない面積の、第
1の表面に対向する第2の表面を有し、前記基板の周辺
に、前記貫通開口の位置で前記PC板と物理的に接触し
ている複数のタブ(71)を備えていることを特徴とする
伝熱経路装置。
【0031】(実施態様9)更に、前記基板に取り外し
可能に取付けられたヒートシンク(90)を備えているこ
とを特徴とする実施態様8に記載の伝熱経路装置。 (実施態様10)前記基板は第1の体積より少ない体積
を有し、前記貫通開口は前記PC板の壁により形成され
ており、間隙(75)が前記タブから離れた前記基板の周
辺部分と前記貫通開口の壁との間に生じていることを特
徴とする実施態様8または9に記載の伝熱経路装置。
【0032】
【発明の効果】本発明の一つの長所は、高速マイクロプ
ロセッサのような、所定の集積回路と、近隣回路との間
の熱伝導が減少することである。他の長所は、所定の集
積回路とヒートシンクとの間に有効な伝熱経路が確立す
るということである。他の長所は、所定の集積回路と基
板との間に有効な熱接触が確立するということである。
【図面の簡単な説明】
【図1】集積回路とヒートシンクとの間の従来の伝熱方
法を実施するよう構成されたPC板、集積回路、および
ヒートシンクの分解断面図である。
【図2】図1のPC板、集積回路、およびヒートシンク
の断面図である。
【図3】図1のPC板の下面の部分図である。
【図4】集積回路とヒートシンクとの間の他の従来の伝
熱方法を実施するよう構成されたPC板、集積回路、お
よび2個片ヒートシンクの断面図である。
【図5】本発明の一実施形態に従って伝熱を実施するよ
う構成されたPC板、集積回路、熱伝導基板、およびヒ
ートシンクの分解部分図である。
【図6】設置前の図5の熱伝導基板、およびPC板の一
部の平面図である。
【図7】設置後の図5の熱伝導基板、およびPC板の一
部の平面図である。
【図8】組み立てたままの図5のPC板、集積回路、熱
伝導基板、およびヒートシンクの断面である。
【符号の説明】
18 ポリアミド構造 20 内部導線 22 外部導線 42 集積回路 44 TAB用接点 45 封止材 50 熱伝導基板 52 多層PC板(印刷回路板) 54,56,58 多層PC板の各層 60 貫通開口 64 第1の表面 65 伝熱取り付けテープ 66 第2の表面 67 基板の側縁(周辺縁) 69 第1の部分 71 第2の部分 73 PC板の壁 75 空隙 82 集積回路の下面 90 ヒートシンク 92 ねじ孔 96 小ねじ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャーリー・ダブリュー・ジルソン アメリカ合衆国オレゴン州フィロマス フ ィアセント・コート1731 (72)発明者 ブライアン・ジー・スプレッドベリー アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス ノ ースウエスト・マクシン・サークル3434 (72)発明者 ホルスト・エフ・イルムシャー アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス ノ ースウエスト・リンウッド3240 (72)発明者 ティム・ジェイ・ジョンドロー アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス ノ ースウエスト・クローバー・プレース3819

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】集積回路とヒートシンクとの間に伝熱経路
    を形成する方法であって、 熱伝導基板を印刷回路板の貫通開口の中に挿入装着する
    ステップと、 下面を有する集積回路を、前記基板の、少なくとも該下
    面と同じ広さの第1の表面に熱接触させて固定するステ
    ップと、 ヒートシンクと前記印刷回路板との間に直接熱接触を形
    成せずに前記ヒートシンクを前記基板と熱接触して取付
    けるステップと、を備えていることを特徴とする伝熱経
    路の形成方法。
JP10307070A 1997-10-28 1998-10-28 伝熱経路の形成方法および伝熱経路装置 Pending JPH11330750A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/958,954 US5960535A (en) 1997-10-28 1997-10-28 Heat conductive substrate press-mounted in PC board hole for transferring heat from IC to heat sink
US958,954 1997-10-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11330750A true JPH11330750A (ja) 1999-11-30

Family

ID=25501485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10307070A Pending JPH11330750A (ja) 1997-10-28 1998-10-28 伝熱経路の形成方法および伝熱経路装置

Country Status (8)

Country Link
US (2) US5960535A (ja)
EP (2) EP0913861B1 (ja)
JP (1) JPH11330750A (ja)
CN (1) CN1155082C (ja)
DE (1) DE69829536T2 (ja)
HK (1) HK1018920A1 (ja)
SG (1) SG71795A1 (ja)
TW (1) TW430961B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017069547A (ja) * 2015-08-31 2017-04-06 ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム 熱効率の高い電気組立体
WO2023287114A1 (ko) * 2021-07-14 2023-01-19 엘지이노텍 주식회사 전자장치

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235991B1 (en) * 1998-06-30 2001-05-22 Lucent Technologies Inc. Recessed mechanical fasteners for circuit boards
TW451535B (en) * 1998-09-04 2001-08-21 Sony Corp Semiconductor device and package, and fabrication method thereof
US6352203B1 (en) * 1999-03-17 2002-03-05 Compaq Information Technologies Group, L.P. Automated semiconductor identification system
US6188579B1 (en) * 1999-07-12 2001-02-13 Lucent Technologies Inc. Apparatus and methods for forming a printed wiring board assembly to reduce pallet warpage
US6219243B1 (en) * 1999-12-14 2001-04-17 Intel Corporation Heat spreader structures for enhanced heat removal from both sides of chip-on-flex packaged units
US6428189B1 (en) * 2000-03-31 2002-08-06 Relume Corporation L.E.D. thermal management
DE10142987A1 (de) * 2001-09-01 2003-04-03 Conti Temic Microelectronic Wärmeableitelement für elektronische Bauteile
US6563696B1 (en) * 2001-10-17 2003-05-13 Ciena Corporation Solderless laser assembly
TW200304608A (en) * 2002-03-06 2003-10-01 Z Kat Inc System and method for using a haptic device in combination with a computer-assisted surgery system
JP3583762B2 (ja) * 2002-03-07 2004-11-04 株式会社東芝 電子機器
DE60209423T2 (de) * 2002-11-08 2006-08-10 Agilent Technologies Inc., A Delaware Corp., Palo Alto Mikrochip-Kühlung auf Leiterplatte
JP3790225B2 (ja) * 2003-03-25 2006-06-28 東芝キヤリア株式会社 放熱装置
EP1480269A1 (en) * 2003-05-13 2004-11-24 Agilent Technologies Inc Printed Circuit Board with improved cooling of electrical component
DE10335129B3 (de) * 2003-07-31 2005-06-23 Kathrein-Werke Kg Kühlanordnung für auf einer Leiterplatte angeordnete elektrische Bauelemente, insbesondere SMD-Bausteine
CN1296918C (zh) * 2003-10-13 2007-01-24 华硕电脑股份有限公司 光学读写头的控制芯片散热机构
US7145774B2 (en) * 2003-12-29 2006-12-05 Intel Corporation Backside cooling apparatus for modular platforms
US20050236716A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-27 Hsuch-Chung Chen Heat dissipation structure and method thereof
US7199496B2 (en) * 2005-01-18 2007-04-03 Oriental Motor Boston Technology Group Incorporated Integrated electric motor and drive, optimized for high-temperature operation
JP4538359B2 (ja) * 2005-03-31 2010-09-08 株式会社日立産機システム 電気回路モジュール
DE102005049872B4 (de) * 2005-10-18 2010-09-23 Continental Automotive Gmbh IC-Bauelement mit Kühlanordnung
TWI340010B (en) * 2006-08-04 2011-04-01 Everlight Electronics Co Ltd Circuit board with cooling functionality
CN101026953B (zh) * 2007-03-29 2010-07-28 杭州华三通信技术有限公司 压力安装装置及压力安装方法
US7706144B2 (en) * 2007-12-17 2010-04-27 Lynch Thomas W Heat dissipation system and related method
US7724528B2 (en) * 2008-07-11 2010-05-25 Cisco Technology, Inc. Thermal dissipation heat slug sandwich
JP4789997B2 (ja) * 2008-11-20 2011-10-12 三菱電機株式会社 電子基板装置
CN102347437A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 欧司朗有限公司 电子发热模块及其制造方法
JP2012142391A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気機器および電気機器の製造方法
FR2973942B1 (fr) * 2011-04-08 2013-09-06 Continental Automotive France Composant électronique avec pastille de dissipation thermique et carte utilisant ce composant
US9209106B2 (en) * 2012-06-21 2015-12-08 Ati Technologies Ulc Thermal management circuit board for stacked semiconductor chip device
CN104684338B (zh) * 2013-11-26 2018-01-30 台达电子企业管理(上海)有限公司 散热基座与电子装置
RU2018130979A (ru) * 2016-03-11 2020-04-13 АйТиТи МЭНЬЮФЭКЧУРИНГ ЭНТЕРПРАЙЗИС ЭлЭлСи Узел электродвигателя для приведения в действие насоса или вращательного устройства, имеющий несущую плоскость с узлом многослойной силовой и управляющей печатной платы
US10504813B2 (en) * 2016-09-30 2019-12-10 Astec International Limited Heat sink assemblies for surface mounted devices
US11451156B2 (en) 2020-01-21 2022-09-20 Itt Manufacturing Enterprises Llc Overvoltage clamp for a matrix converter
US11448225B2 (en) 2020-01-21 2022-09-20 Itt Manufacturing Enterprises Llc Motor assembly for driving a pump or rotary device having a cooling duct
US11394264B2 (en) 2020-01-21 2022-07-19 Itt Manufacturing Enterprises Llc Motor assembly for driving a pump or rotary device with a low inductance resistor for a matrix converter
CN113709968A (zh) * 2021-09-10 2021-11-26 上海移远通信技术股份有限公司 一种pcb散热组件

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0103068B1 (de) * 1982-09-09 1989-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zum Kühlen einer Mehrzahl von zu Flachbaugruppen zusammengefassten integrierten Bausteinen
US4602314A (en) * 1983-10-14 1986-07-22 Intel Corporation Heat conduction mechanism for semiconductor devices
IT1213139B (it) * 1984-02-17 1989-12-14 Ates Componenti Elettron Componente elettronico integrato di tipo "single-in-line" eprocedimento per la sua fabbricazione.
US4750089A (en) * 1985-11-22 1988-06-07 Texas Instruments Incorporated Circuit board with a chip carrier and mounting structure connected to the chip carrier
US4731693A (en) * 1986-09-29 1988-03-15 Tektronix, Inc. Connection apparatus for integrated circuit
JP2590521B2 (ja) * 1988-03-29 1997-03-12 日本電気株式会社 チップキャリア
US4849856A (en) * 1988-07-13 1989-07-18 International Business Machines Corp. Electronic package with improved heat sink
JPH0279451A (ja) * 1988-09-14 1990-03-20 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
US5095404A (en) * 1990-02-26 1992-03-10 Data General Corporation Arrangement for mounting and cooling high density tab IC chips
US5099309A (en) * 1990-04-30 1992-03-24 International Business Machines Corporation Three-dimensional memory card structure with internal direct chip attachment
JP2745786B2 (ja) * 1990-06-15 1998-04-28 松下電器産業株式会社 Tab半導体装置
IT1250405B (it) * 1991-01-31 1995-04-07 Sgs Thomson Microelectronics Piastrina metallica di dissipazione del calore di un dispositivo a semiconduttore di potenza incapsulato in resina fornita di rilievi per la saldatura dei fili di massa
JPH0582685A (ja) * 1991-09-24 1993-04-02 Mitsubishi Electric Corp 混成集積部品の放熱部および端子部用構造体とその構造体を用いた混成集積部品の製造方法
US5172301A (en) * 1991-10-08 1992-12-15 Lsi Logic Corporation Heatsink for board-mounted semiconductor devices and semiconductor device assembly employing same
US5278724A (en) * 1992-07-06 1994-01-11 International Business Machines Corporation Electronic package and method of making same
DE4232575A1 (de) * 1992-09-29 1994-03-31 Bosch Gmbh Robert Anordnung mit einer Leiterplatte, mindestens einem Leistungsbauelement und einem Kühlkörper
KR100307465B1 (ko) * 1992-10-20 2001-12-15 야기 추구오 파워모듈
US5481136A (en) * 1992-10-28 1996-01-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor element-mounting composite heat-sink base
US5886407A (en) * 1993-04-14 1999-03-23 Frank J. Polese Heat-dissipating package for microcircuit devices
US5444296A (en) * 1993-11-22 1995-08-22 Sun Microsystems, Inc. Ball grid array packages for high speed applications
US5410451A (en) * 1993-12-20 1995-04-25 Lsi Logic Corporation Location and standoff pins for chip on tape
US5578869A (en) * 1994-03-29 1996-11-26 Olin Corporation Components for housing an integrated circuit device
EP0742682B1 (en) * 1995-05-12 2005-02-23 STMicroelectronics, Inc. Low-profile socketed integrated circuit packaging system
US5617294A (en) * 1995-09-29 1997-04-01 Intel Corporation Apparatus for removing heat from an integrated circuit package that is attached to a printed circuit board
US5825625A (en) * 1996-05-20 1998-10-20 Hewlett-Packard Company Heat conductive substrate mounted in PC board for transferring heat from IC to heat sink
US5856911A (en) * 1996-11-12 1999-01-05 National Semiconductor Corporation Attachment assembly for integrated circuits
US5920458A (en) * 1997-05-28 1999-07-06 Lucent Technologies Inc. Enhanced cooling of a heat dissipating circuit element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017069547A (ja) * 2015-08-31 2017-04-06 ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム 熱効率の高い電気組立体
WO2023287114A1 (ko) * 2021-07-14 2023-01-19 엘지이노텍 주식회사 전자장치

Also Published As

Publication number Publication date
DE69829536D1 (de) 2005-05-04
EP0913861A3 (en) 1999-07-28
CN1155082C (zh) 2004-06-23
HK1018920A1 (en) 2000-01-07
SG71795A1 (en) 2000-04-18
EP0913861A2 (en) 1999-05-06
EP1496546A2 (en) 2005-01-12
US5960535A (en) 1999-10-05
TW430961B (en) 2001-04-21
DE69829536T2 (de) 2006-02-16
CN1215922A (zh) 1999-05-05
US6018193A (en) 2000-01-25
EP0913861B1 (en) 2005-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11330750A (ja) 伝熱経路の形成方法および伝熱経路装置
KR100486983B1 (ko) 열전도장치
JP4159861B2 (ja) プリント回路基板の放熱構造の製造方法
US5065280A (en) Flex interconnect module
US5617294A (en) Apparatus for removing heat from an integrated circuit package that is attached to a printed circuit board
JP3281220B2 (ja) 回路モジュールの冷却装置
US4794981A (en) Cooling system
JPH09116057A (ja) 半導体装置のパワー放散を改良する装置
US20050117296A1 (en) Ball grid array package with heat sink device
JPH11345921A (ja) プリント基板上に配置された、熱を発生する構成素子のための冷却装置
US7995351B2 (en) Printed board
JPH06252285A (ja) 回路基板
JPH10189845A (ja) 半導体素子の放熱装置
JPH09223820A (ja) 表示装置
JP3603354B2 (ja) 混成集積回路装置
US8269339B2 (en) Underfill film having thermally conductive sheet
JPH06309532A (ja) Icカード
JP2803603B2 (ja) マルチチップパッケージ構造
JP2001168476A (ja) 回路基板上での放熱構造
JPH0529502A (ja) プリント基板
JPH07321471A (ja) 多層基板
US20240114614A1 (en) Thermal Conduction - Electrical Conduction Isolated Circuit Board with Ceramic Substrate and Power Transistor Embedded
JP2626785B2 (ja) 電子部品搭載用基板
JPH05235496A (ja) 金属板付きプリント配線板
JPH0215700A (ja) 印刷配線板