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JP2003037225A - 電子部品の冷却用熱伝導シート及び電子部品の冷却構造 - Google Patents

電子部品の冷却用熱伝導シート及び電子部品の冷却構造

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Publication number
JP2003037225A
JP2003037225A JP2001222856A JP2001222856A JP2003037225A JP 2003037225 A JP2003037225 A JP 2003037225A JP 2001222856 A JP2001222856 A JP 2001222856A JP 2001222856 A JP2001222856 A JP 2001222856A JP 2003037225 A JP2003037225 A JP 2003037225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electronic component
conductive sheet
heat
heat conductive
cooling structure
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.)
Withdrawn
Application number
JP2001222856A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunari Ito
一成 伊藤
Kiyoshi Takahashi
潔 高橋
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2001222856A priority Critical patent/JP2003037225A/ja
Publication of JP2003037225A publication Critical patent/JP2003037225A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却構造において熱伝導シートを用いて低コ
ストにし、熱伝導シートと外部端子とを密着させ、ヒー
トシンクへの放熱を向上させる。 【解決手段】 電子部品20の冷却構造において用いら
れる穴あき熱伝導シート30は、電子部品のパッケージ
21の外形とほぼ同様な形状の穴31があけられ、パッ
ケージがその穴の中に位置付けられるように、配線基板
10とヒートシンク50との間に設けられる。この穴あ
き熱伝導シート30は、穴を囲む厚み方向の表面32が
パッケージの側面を覆い、穴の周囲にある下面33が電
子部品のパッケージ21の側面から突出している外部端
子22を覆っている。外部端子22およびパッケージ側
面の熱は穴あき熱伝導シート30を通ってパッケージ上
面の熱は直接的にヒートシンクに放出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の冷却構造
に関し、特に、配線基板の表面に装着される半導体装置
等の電子部品にヒートシンクを装着し、電子部品による
発熱を冷却するための電子部品の冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置で代表される電子部品
は高集積化や小型化が急速に進むとともに表面実装型の
ものが主流となってきている。この場合、比較的に消費
電力の大きい表面実装型電子部品を高密度に実装したと
き、これらの電子部品を動作保証温度以下に保つ必要が
ある。このような場合に、従来においては主に、電子部
品が発する熱を外部端子から配線基板に、あるいは、電
子部品のパッケージ表面に放熱部材(金属製のヒートシ
ンクや熱伝導シート)を密着させ、発生熱を放熱部材に
放出するようにしている。金属製のヒートシンクを使用
する場合、例えば、特開平9−213847号公報に開
示されているように、電子部品の外形に合わせた凹部を
ヒートシンクに穿設し、電子部品がその凹部に入るよう
にヒートシンクを組み付け、さらに、電子部品とヒート
シンクの凹部との間の密着を図るために両者の空間を埋
めるようにシリコーン樹脂などを充填することによって
放熱に対処している。熱伝導シートを使用する場合、板
状の熱伝導用シートを配線基板に搭載された電子部品の
上に配置し、その上にヒートシンクなどを配置してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術のう
ち、発生熱を外部端子から配線基板に放出する場合、配
線基板に搭載する部品が高密度になるに従って、放熱の
ための配線パターンに使用できるパターン面積を確保す
ることが困難になり、冷却効率を上げることが出来ない
という問題がある。また、金属製のヒートシンクによっ
てパッケージ表面から放熱しようとする場合、特にパッ
ケージ形状が異なる複数の電子部品が配線基板に搭載さ
れる場合、金属製のヒートシンクの形状が複雑になって
コストアップとなり、電子部品の外部端子との絶縁も容
易ではないという問題がある。さらに、従来技術で熱伝
導シートを用いる場合、低コストの点では優れている
が、例えば、電子部品のパッケージの高さと外部端子の
高さとの間や、複数の電子部品の間に段差があり、熱伝
導シートと外部端子との密着が完全には行われず、冷却
効果が向上できないという問題がある。
【0004】本発明は、上記の問題を解決するためにさ
れたものであって、熱伝導シートを用いて低コストにす
るとともに、熱伝導シートと外部端子との密着性を高め
て電子部品から例えばヒートシンクへの放熱を向上させ
ることができる電子部品の冷却用熱伝導シート並びに電
子部品の冷却構造を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る電子部品の冷却用熱伝導シートは、
基板の表面に装着された電子部品を囲繞し、前記電子部
品の端子部に密着される構造を有するものである。
【0006】この場合、電子部品を囲繞する熱伝導シー
トは、電子部品を囲繞するように挿入する穴と端子に密
着する密着部を有して構成しても良く、簡単に形成する
ことができる。さらにその穴は、貫通穴としても良く、
その穴より露出する電子部品の上面は、他の熱伝導シー
トを介して、あるいは直接的にヒートシンクなどに放熱
するようにしても良い。なお、本発明において、電子部
品とは、半導体装置等の電子部品そのもの、あるいはそ
れをパッケージで覆った場合はそのパッケージの両者を
意味する。
【0007】そして、このような電子部品の冷却用熱伝
導シートによれば、電子部品によって発生された熱のう
ち、外部端子に伝導されたものは、配線パターンに放出
されるとともに、熱伝導シートを介して例えばヒートシ
ンクや配線パターン等に放出される。また、熱伝導シー
トで囲繞された電子部品の周囲部分に伝導された熱は、
熱伝導シートを通って例えばヒートシンクや配線パター
ン等に放熱される。
【0008】また、本発明に係る電子部品の冷却構造
は、基板の表面に装着された電子部品を熱伝導シートで
囲繞すると共に、前記熱伝導シートを前記電子部品の端
子部に密着させた構造を有するものである。
【0009】また、本発明は、基板の表面に装着される
電子部品にヒートシンクを装着し、電子部品を冷却する
ための電子部品の冷却構造において、前記基板と前記ヒ
ートシンクとの間において、前記基板の表面に装着され
た電子部品を熱伝導シートで囲繞すると共に、前記熱伝
導シートを前記電子部品の端子部に密着させた構造を有
することを特徴とするものである。
【0010】また、本発明に係る電子部品の冷却構造に
おいて、前記熱伝導シートは、前記電子部品を挿入でき
る形状の穴を有し、前記穴を囲む厚み方向の表面は、前
記電子部品の側面を覆い、前記穴の周囲にある下面は、
前記電子部品の側面から突出している外部端子を覆って
いることを特徴とするものである。
【0011】このような電子部品の冷却構造によれば、
電子部品によって発生された熱のうち、外部端子に伝導
されたものは、配線パターンに放出されるとともに、熱
伝導シートを介して例えばヒートシンクや配線パターン
等に放出される。また、熱伝導シートで囲繞された電子
部品の周囲部分に伝導された熱は、熱伝導シートを通っ
て例えばヒートシンクや配線パターン等に放熱される。
【0012】なお、この場合、外部端子にヒートシンク
より押圧力が加えられる場合、その押圧力は、弾性のあ
る熱伝導シートを介して加えられるので、ヒートシンク
の押圧面が単純な平面的なものであっても、機械的なス
トレスは、減少され、穴あき熱伝導シートは、弾性力を
もって外部端子に容易に密着し、効率よく発生熱をヒー
トシンクに伝達することができる。
【0013】また、本発明に係る電子部品の冷却構造に
おいて、前記熱伝導シートの厚み寸法は、前記電子部品
の外部端子の上面からの高さ寸法よりも若干大であるこ
とを特徴とするものであり、このような構成によれば、
平面的なヒートシンクが電子部品の上面に当接すれば、
穴あき熱伝導シートは、必ず外部端子を押圧し、確実に
密着することとなる。
【0014】また、本発明に係る電子部品の冷却構造に
おいて、前記ヒートシンクと熱伝導シートとの間に挟ま
れるように、中間熱伝導シートが設けられていることを
特徴とするものであり、このような構成によれば、同じ
配線基板に外部端子やパッケージの高さの異なる電子部
品が一緒に組み込まれている場合にも、中間熱伝導シー
トは、その弾性力により、穴あき熱伝導シートと協働し
て変形し、それらの電子部品の外部端子やパッケージに
適切な範囲の押圧力を加え、良好な熱伝導を実現させる
ことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面に基づいて説明する。 実施の形態1.図1は本発明の実施の形態1における電
子部品(例えば半導体装置)の冷却構造を示す断面図、
図2は図1の電子部品の冷却構造に用いられる熱伝導シ
ートを電子部品に組み付けるところを説明するための斜
視図である。図1に示される電子部品の冷却構造100
において、配線基板10の上には表面実装型の半導体装
置で代表される電子部品20が組み付けられ、電子部品
20のパッケージ21を囲むように穴あき熱伝導シート
30が配置されている。この場合、電子部品20は、パ
ッケージ21の側面から水平に突出する外部端子22を
有している。
【0016】穴あき熱伝導シート30は、シリコンゴム
などを主な材料とし、熱伝導性や弾性に富むものであっ
て市販されている。この穴あき熱伝導シート30には、
図2に示されるように、電子部品30の外形とほぼ同様
な形状の穴31があけられている。この例では、電子部
品20が長方形をしているので穴31も長方形である。
この穴31は、穴あき熱伝導シート30が電子部品20
に外嵌されたとき、穴を取り囲む表面32が電子部品2
0の側面に弾性力により密着するように、電子部品20
の外形よりも若干小さいのが好ましい。
【0017】また、この穴31の周囲にある穴あき熱伝
導シート30の下面(穴の周囲の下面)33は、電子部
品20の外部端子22を覆っている。穴あき熱伝導シー
ト30の厚み寸法Tは、外部端子22の上面からの電子
部品20の高さ寸法よりも若干大であるのが好ましい。
組み立て完了時に、穴あき熱伝導シート30が外部端子
22を弾性力をもって押圧できるからである。また、穴
あき熱伝導シート30が弾性を有することにより外部端
子22の高さの違いのある電子部品が一緒に組み込まれ
ていてもその差分を吸収するのは容易である。
【0018】上述の穴あき熱伝導シート30の上には、
平らな平面を有するヒートシンク50が配置されてい
る。図1においては、図を見やすくするために、電子部
品20が1個しか図示されていないが、実際には複数個
が組み付けられている。その場合、図1のように構成す
るには、組み付けられている複数の電子部品20が同じ
ものであるか、電子部品のパッケージの高さがほぼ同じ
である必要がある。そのような条件が揃っていれば、ヒ
ートシンク50が電子部品の上に組み付けられたとき、
穴あき熱伝導シート30は、それぞれの電子部品の外部
端子を弾性力を伴って同じように押圧するので、機械的
なストレスは非常に少なくなる。また、穴あき熱伝導シ
ート30は、変形して外部端子22に密着するので熱伝
導が能率良く行われる。
【0019】上述したように構成されていることによっ
て、電子部品20によって発生された熱は、外部端子2
2から配線パターンに伝達されるとともに、外部端子2
2から穴あき熱伝導シート30の下面に伝わり、穴あき
熱伝導シート30を通って、ヒートシンク50に放出さ
れる。さらに、電子部品20のパッケージ21の側面に
伝導された熱は、穴31の周囲の表面32から穴あき熱
伝導シート30を通ってヒートシンク50に放出され、
電子部品20のパッケージ21の上面に伝導された熱
は、直接的にヒートシンク50に放出される。上述の例
の場合、穴あき熱伝導シート30の外部端子22への密
着をより確実にするために、穴あき熱伝導シート30の
下面33が外部端子22に接着するように、穴あき熱伝
導シート30の下面33に接着材を施してもよい。
【0020】実施の形態2.図3は、本発明の実施の形
態2を示す断面図である。実施の形態1は電子部品の上
面を直接的にヒートシンクに当接させる構造について説
明した。しかし、配線基板10に組み付けられる電子部
品20の形状は異なることが多く、その場合、図3に示
されるような実施の形態2の方が適している。すなわ
ち、図3の電子部品の冷却構造200においては、穴あ
き伝導シート30とヒートシンク50との間に中間熱伝
導シート40が配置される。したがって、ヒートシンク
50が下方に押圧力を生じるように中間熱伝導シート4
0の上に組み付けられると、中間熱伝導シート40は押
圧力に応じて変形し、機械的なストレスを減少させ、電
子部品の高さの違いを吸収し、種々の高さの電子部品を
上方から無理なく押圧するとともに、穴あき熱伝導シー
ト30を電子部品20の外部端子22の上に押圧する。
このとき、外部端子22への密着をより確実にするため
に、穴あき熱伝導シート30の下面33が外部端子22
に接着するように、穴あき熱伝導シート30の下面33
に接着材を施してもよい。
【0021】図3に示される実施の形態2によれば、電
子部品20によって発生された熱は、外部端子22から
配線パターンに伝達されるとともに、穴あき熱伝導シー
ト30の下面に伝わり、穴あき熱伝導シート30および
中間熱伝導シート40を通ってヒートシンク50に放出
される。さらに、電子部品20のパッケージ21の側面
に伝導された熱は、穴31の表面32から穴あき熱伝導
シート30および中間熱伝導シート40を通ってヒート
シンク50に放出される。また、パッケージ21の上面
に伝導された熱は、中間熱伝導シート40を通ってヒー
トシンク50に放出される。
【0022】本発明の実施の形態における電子部品の冷
却構造は、以上において説明したように構成されてお
り、ヒートシンクを電子部品の外部端子に弾性のある穴
あき熱伝導シートを介して接続するので、電子部品に発
生した熱を外部端子から穴あき熱伝導シートを介してヒ
ートシンクに効率よく放出することができる。また、電
子部品のパッケージの側面や上面に伝達される発生熱も
穴あき熱伝導シートを介し、場合によっては中間熱伝導
シートと協働して、ヒートシンクに放出できるととも
に、穴あき熱伝導シートにより、場合によっては中間熱
伝導シートと協働して、その弾性力によりヒートシンク
取り付けにより発生される電子部品に与える機械的スト
レスを大幅に軽減することができる。また、配線基板に
組み付けられる電子部品の高さが異なったとしても、弾
性力ある穴あき熱伝導シートの弾性力によりその差を吸
収できる。その差が大きい場合、中間熱伝導シートを介
在させればその差を吸収できる。さらに、熱伝導シート
を主材料としているので低コストで実現できる。
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、電子部品の冷却構造において、熱伝導シートを用い
て低コストにするとともに、熱伝導シートと外部端子と
の密着性を高めて電子部品から例えばヒートシンクへの
放熱を向上させることができる電子部品の冷却用熱伝導
シート及び電子部品の冷却構造を提供することができる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における電子部品の冷却
構造を示す断面図である。
【図2】実施の形態1における熱伝導シートを示す斜視
図である。
【図3】本発明の実施の形態2における電子部品の冷却
構造示す断面図である。
【符号の説明】
10 配線基板、20 電子部品、21 パッケージ、
22 外部端子、30穴あき熱伝導シート、31 穴、
32 穴の周囲の表面、33 穴の周囲の下面、40
中間熱伝導シート、50 ヒートシンク、100,20
0 電子部品の冷却構造。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E322 AA11 FA04 5F036 AA01 BA23 BB01 BB21 BC17 BD21

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の表面に装着された電子部品を囲繞
    し、前記電子部品の端子部に密着される構造を有する電
    子部品の冷却用熱伝導シート。
  2. 【請求項2】 基板の表面に装着された電子部品を挿入
    して少なくとも前記電子部品の側面部を囲繞する穴を有
    すると共に、前記電子部品の端子部に密着される密着部
    を有する電子部品の冷却用熱伝導シート。
  3. 【請求項3】 基板の表面に装着された電子部品を熱伝
    導シートで囲繞すると共に、前記熱伝導シートを前記電
    子部品の端子部に密着させた構造を有する電子部品の冷
    却構造。
  4. 【請求項4】 基板の表面に装着される電子部品にヒー
    トシンクを装着し、電子部品を冷却するための電子部品
    の冷却構造において、 前記基板と前記ヒートシンクとの間において、前記基板
    の表面に装着された電子部品を熱伝導シートで囲繞する
    と共に、前記熱伝導シートを前記電子部品の端子部に密
    着させた構造を有する電子部品の冷却構造。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の電子部品の冷却構造に
    おいて、 前記熱伝導シートは、前記電子部品を挿入できる形状の
    穴を有し、前記穴を囲む厚み方向の表面は、前記電子部
    品の側面を覆い、前記穴の周囲にある下面は、前記電子
    部品の側面から突出している外部端子を覆っていること
    を特徴とする電子部品の冷却構造。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の電子部品の冷却構造に
    おいて、 前記熱伝導シートの厚み寸法は、前記電子部品の外部端
    子の上面からの高さ寸法よりも若干大である請求項1記
    載の電子部品の冷却構造。
  7. 【請求項7】 請求項4乃至請求項6のいずれかに記載
    の電子部品の冷却構造において、 前記ヒートシンクと熱伝導シートとの間に挟まれるよう
    に、中間熱伝導シートが設けられていることを特徴とす
    る電子部品の冷却構造。
JP2001222856A 2001-07-24 2001-07-24 電子部品の冷却用熱伝導シート及び電子部品の冷却構造 Withdrawn JP2003037225A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011155317A1 (ja) * 2010-06-09 2011-12-15 シャープ株式会社 電子機器の放熱構造
WO2011158615A1 (ja) * 2010-06-18 2011-12-22 シャープ株式会社 電子機器の放熱構造
JP2017098392A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子回路装置

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