JPH1168360A - 半導体素子の冷却構造 - Google Patents
半導体素子の冷却構造Info
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- JPH1168360A JPH1168360A JP21465597A JP21465597A JPH1168360A JP H1168360 A JPH1168360 A JP H1168360A JP 21465597 A JP21465597 A JP 21465597A JP 21465597 A JP21465597 A JP 21465597A JP H1168360 A JPH1168360 A JP H1168360A
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- heat
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- cooling structure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きさが異なる複数の半導体素子を有するマ
ルチチップモジュールに搭載された半導体素子の冷却構
造において、各半導体素子からの発熱を簡易な手段によ
り効率よく放散させ、半導体素子を冷却することができ
る半導体素子の冷却構造を提供する。 【解決手段】 プリント基板に搭載された各半導体素子
と放熱板との間の間隙に、各半導体素子と放熱板とを熱
的に接続する熱伝導性弾性体を設ける。この熱伝導性弾
性体は、少なくとも半導体素子に対する面接触部を有
し、あるいは併せて放熱板に対する面接触部を有する。
より具体的には、この熱伝導性弾性体は板バネ状であ
る。この弾性を有する熱伝導性弾性体は、熱伝導性及び
弾性の高い金属又は熱伝導性樹脂からなる。
ルチチップモジュールに搭載された半導体素子の冷却構
造において、各半導体素子からの発熱を簡易な手段によ
り効率よく放散させ、半導体素子を冷却することができ
る半導体素子の冷却構造を提供する。 【解決手段】 プリント基板に搭載された各半導体素子
と放熱板との間の間隙に、各半導体素子と放熱板とを熱
的に接続する熱伝導性弾性体を設ける。この熱伝導性弾
性体は、少なくとも半導体素子に対する面接触部を有
し、あるいは併せて放熱板に対する面接触部を有する。
より具体的には、この熱伝導性弾性体は板バネ状であ
る。この弾性を有する熱伝導性弾性体は、熱伝導性及び
弾性の高い金属又は熱伝導性樹脂からなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型携帯型装置等
の電子機器装置に使用される半導体素子の冷却構造に係
るものであり、特に複数の異なる半導体素子を有するマ
ルチチップモジュールに搭載された半導体素子の冷却構
造に関するものである。
の電子機器装置に使用される半導体素子の冷却構造に係
るものであり、特に複数の異なる半導体素子を有するマ
ルチチップモジュールに搭載された半導体素子の冷却構
造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器装置の一部を構成する複
数の半導体素子が搭載されたマルチチップモジュールに
おいては、電子機器装置の小型化及び携帯型化等に伴
い、搭載される半導体素子の集積度がより向上してい
る。また、電子機器装置の多機能化を満足させるため
に、搭載される半導体素子数が増加している。さらに、
これら各半導体素子は、高速化に伴い放散される発熱量
も上昇しており、前記集積度及び半導体素子数の増加と
相まって、マルチチップモジュールの総発熱量が著しく
増大している。半導体素子からの発熱は半導体素子自体
に悪影響を与えるため、効率良く放熱して半導体素子を
冷却する必要がある。
数の半導体素子が搭載されたマルチチップモジュールに
おいては、電子機器装置の小型化及び携帯型化等に伴
い、搭載される半導体素子の集積度がより向上してい
る。また、電子機器装置の多機能化を満足させるため
に、搭載される半導体素子数が増加している。さらに、
これら各半導体素子は、高速化に伴い放散される発熱量
も上昇しており、前記集積度及び半導体素子数の増加と
相まって、マルチチップモジュールの総発熱量が著しく
増大している。半導体素子からの発熱は半導体素子自体
に悪影響を与えるため、効率良く放熱して半導体素子を
冷却する必要がある。
【0003】電子機器装置が大型である場合には、冷却
機構が複雑である場合が多いため、効率良く放熱するた
めに空冷方式あるいは水冷方式を用いた冷却装置を配置
する場合が多い。そのため、冷却装置自体も大型化す
る。一方、小型携帯型装置においては、大型装置の場合
と比べて半導体素子の発熱量が小さいものの、装置の大
きさに制約があるために前記のような大型化する冷却装
置を配置するのは困難である。そこで、放熱板を半導体
素子の付近に設けて放熱する手段が採られている。
機構が複雑である場合が多いため、効率良く放熱するた
めに空冷方式あるいは水冷方式を用いた冷却装置を配置
する場合が多い。そのため、冷却装置自体も大型化す
る。一方、小型携帯型装置においては、大型装置の場合
と比べて半導体素子の発熱量が小さいものの、装置の大
きさに制約があるために前記のような大型化する冷却装
置を配置するのは困難である。そこで、放熱板を半導体
素子の付近に設けて放熱する手段が採られている。
【0004】絶縁基板に搭載した半導体素子を有する小
型携帯型装置において、半導体素子の放熱を効果的に行
う場合、半導体素子と前記放熱板とを直接接触させるの
が最良である。この半導体素子と放熱板とを直接接触さ
せる際に、接触状態が良好に保持されるように、ネジな
どを用いて半導体素子を放熱板に固定することが考えら
れる。しかし、このようにネジなどを用いて固定した場
合、半導体素子に過度の外部応力が加わる。半導体素子
に過度の外部応力が加わると、半導体素子の信頼性が低
下する。そのため、放熱板を過度の外部応力が与えられ
る手段で半導体素子に固定して接触させることはできな
い。
型携帯型装置において、半導体素子の放熱を効果的に行
う場合、半導体素子と前記放熱板とを直接接触させるの
が最良である。この半導体素子と放熱板とを直接接触さ
せる際に、接触状態が良好に保持されるように、ネジな
どを用いて半導体素子を放熱板に固定することが考えら
れる。しかし、このようにネジなどを用いて固定した場
合、半導体素子に過度の外部応力が加わる。半導体素子
に過度の外部応力が加わると、半導体素子の信頼性が低
下する。そのため、放熱板を過度の外部応力が与えられ
る手段で半導体素子に固定して接触させることはできな
い。
【0005】従来、半導体素子と放熱板とを直接的に接
触させず、過度の外部応力が加わる固定を行わずに熱的
に接続する手段として、半導体素子と放熱板との間にあ
る一定以上の微小な間隙を設け、その間隙にサーマルグ
リスと呼ばれる熱伝導性がある非固形物を充填する手段
が採られている。このサーマルグリスにはシリコングリ
ス等が用いられている。
触させず、過度の外部応力が加わる固定を行わずに熱的
に接続する手段として、半導体素子と放熱板との間にあ
る一定以上の微小な間隙を設け、その間隙にサーマルグ
リスと呼ばれる熱伝導性がある非固形物を充填する手段
が採られている。このサーマルグリスにはシリコングリ
ス等が用いられている。
【0006】以下に、サーマルグリスを用いた半導体素
子の冷却構造の一例を示す。図6には、従来の半導体素
子の冷却構造の断面図を示す。この例では、フリップチ
ップボンディングにより搭載された半導体素子について
説明する。プリント基板11上には、フリップチップボ
ンディング部12により半導体素子13が搭載されてい
る。半導体素子13の上部には、ある一定の間隙を有し
て放熱板14がほぼ平行に配設されている。半導体素子
13と放熱板14との間隙にはサーマルグリス15が充
填され、熱的に接続している。なお、プリント基板11
と半導体素子13との電気的接続は、はんだボール16
により行われている。
子の冷却構造の一例を示す。図6には、従来の半導体素
子の冷却構造の断面図を示す。この例では、フリップチ
ップボンディングにより搭載された半導体素子について
説明する。プリント基板11上には、フリップチップボ
ンディング部12により半導体素子13が搭載されてい
る。半導体素子13の上部には、ある一定の間隙を有し
て放熱板14がほぼ平行に配設されている。半導体素子
13と放熱板14との間隙にはサーマルグリス15が充
填され、熱的に接続している。なお、プリント基板11
と半導体素子13との電気的接続は、はんだボール16
により行われている。
【0007】半導体素子13から発生した熱は、サーマ
ルグリス15を介して熱的に接続されている放熱板14
へ伝導される。放熱板15に伝導された熱は、自然放冷
により、あるいは特に設けた冷却手段(図示せず)によ
り冷却され放散される。
ルグリス15を介して熱的に接続されている放熱板14
へ伝導される。放熱板15に伝導された熱は、自然放冷
により、あるいは特に設けた冷却手段(図示せず)によ
り冷却され放散される。
【0008】しかし、半導体素子と放熱板との間隙に充
填するサーマルグリスの熱伝導性は比較的高いものの、
直接半導体素子を放熱板に接触させて放熱する場合に比
べて放熱効果は著しく低くなる。
填するサーマルグリスの熱伝導性は比較的高いものの、
直接半導体素子を放熱板に接触させて放熱する場合に比
べて放熱効果は著しく低くなる。
【0009】また、マルチチップモジュールの場合は絶
縁基板上に異なる半導体素子を複数搭載しており、それ
ぞれの半導体素子の厚さ、即ちプリント基板から半導体
素子の放熱板側表面の間隙距離や、大きさ即ち半導体素
子の放熱板側表面の面積が異なる。そのため、各半導体
素子と放熱板との間隙距離の差が生じ、結果として各半
導体素子と放熱板との間隙に充填するサーマルグリスの
厚みの差が生じる。このサーマルグリスの厚みの差が原
因となり、熱伝達等の放熱機構が複雑化し放熱効果が低
下する問題があった。さらに、各半導体素子の放熱板側
表面の、サーマルグリスを接触させる部位の面積に応じ
てサーマルグリスの充填量を制御する必要があるなど、
製造工程が煩雑になる問題も生じていた。
縁基板上に異なる半導体素子を複数搭載しており、それ
ぞれの半導体素子の厚さ、即ちプリント基板から半導体
素子の放熱板側表面の間隙距離や、大きさ即ち半導体素
子の放熱板側表面の面積が異なる。そのため、各半導体
素子と放熱板との間隙距離の差が生じ、結果として各半
導体素子と放熱板との間隙に充填するサーマルグリスの
厚みの差が生じる。このサーマルグリスの厚みの差が原
因となり、熱伝達等の放熱機構が複雑化し放熱効果が低
下する問題があった。さらに、各半導体素子の放熱板側
表面の、サーマルグリスを接触させる部位の面積に応じ
てサーマルグリスの充填量を制御する必要があるなど、
製造工程が煩雑になる問題も生じていた。
【0010】そこで、これらの問題を解消できる複数の
異なる半導体素子が搭載されたマルチチップモジュール
の冷却構造として、様々な手段が開発されている。その
主な手段として、サーマルグリスを用いずに、熱伝導性
の高い金属製放熱板をマルチチップモジュールに圧接し
て、半導体素子から発生した熱を金属製放熱板へ伝導
し、この金属製放熱板を冷却することによって放熱を行
っているものがある。
異なる半導体素子が搭載されたマルチチップモジュール
の冷却構造として、様々な手段が開発されている。その
主な手段として、サーマルグリスを用いずに、熱伝導性
の高い金属製放熱板をマルチチップモジュールに圧接し
て、半導体素子から発生した熱を金属製放熱板へ伝導
し、この金属製放熱板を冷却することによって放熱を行
っているものがある。
【0011】例えば、特公昭58−31732号公報に
記載の技術では、複数の集積回路チップが搭載された基
板において、熱伝導ピストン及び冷却フィンによってチ
ップの冷却を行っている。具体的にはピストンのチップ
側端面に熱伝導性のフランジが設けられ、このフランジ
はスロットにより複数のチップ接続部に分割されてい
る。従ってフランジが接触している複数のチップにおい
て発生した熱は、フランジを経て熱伝導ピストンに伝え
られ、さらに冷却フィンによって放散される。またチッ
プとフランジとの良好な接触を与えるように、チップ接
触部をチップに押し付けるバネ手段を新たに用いること
も可能である。さらにこのバネ手段は、チップ接触部の
湾曲した延長部で形成しても良い。この構成によれば、
熱伝導フランジ面が複数のチップに接触するので、チッ
プの温度が平均化され、従来のように低電力チップに特
別の対策を施す必要がない。また、共通のピストンのフ
ィンによって放熱がなされるので、モジュールの大きさ
を増加させることもなく、又冷却用空気流に対して大き
なインピーダンスを与えることがないとしている。
記載の技術では、複数の集積回路チップが搭載された基
板において、熱伝導ピストン及び冷却フィンによってチ
ップの冷却を行っている。具体的にはピストンのチップ
側端面に熱伝導性のフランジが設けられ、このフランジ
はスロットにより複数のチップ接続部に分割されてい
る。従ってフランジが接触している複数のチップにおい
て発生した熱は、フランジを経て熱伝導ピストンに伝え
られ、さらに冷却フィンによって放散される。またチッ
プとフランジとの良好な接触を与えるように、チップ接
触部をチップに押し付けるバネ手段を新たに用いること
も可能である。さらにこのバネ手段は、チップ接触部の
湾曲した延長部で形成しても良い。この構成によれば、
熱伝導フランジ面が複数のチップに接触するので、チッ
プの温度が平均化され、従来のように低電力チップに特
別の対策を施す必要がない。また、共通のピストンのフ
ィンによって放熱がなされるので、モジュールの大きさ
を増加させることもなく、又冷却用空気流に対して大き
なインピーダンスを与えることがないとしている。
【0012】また、本出願人が既に報告している技術と
して、特開平1−270298号公報に記載の技術があ
る。プリント基板と複数の半導体素子を搭載し前記プリ
ント基板に列設された複数のマルチチップパッケージ
(モジュール)と、冷媒流路を有するコールドプレート
と、それぞれの間に前記マルチチップパッケージそれぞ
れが位置するように列設され、前記コールドプレートと
熱的に結合した複数の熱伝導板と、前記熱伝導板と前記
マルチチップパッケージとの間に設けられ前記熱伝導板
と、前記マルチチップパッケージに押し合う力を与える
板バネとを含んで構成される。発熱体である半導体素子
を設けたマルチチップパッケージをコールドプレートに
結合した熱伝導板の間に配置し、クールシート及び板バ
ネを介してマルチチップパッケージを熱伝導板に密着さ
せることにより、個々の発熱量は低いものの搭載数の多
いメモリ系の半導体素子の冷却を水冷方式で効率よく実
現できる。
して、特開平1−270298号公報に記載の技術があ
る。プリント基板と複数の半導体素子を搭載し前記プリ
ント基板に列設された複数のマルチチップパッケージ
(モジュール)と、冷媒流路を有するコールドプレート
と、それぞれの間に前記マルチチップパッケージそれぞ
れが位置するように列設され、前記コールドプレートと
熱的に結合した複数の熱伝導板と、前記熱伝導板と前記
マルチチップパッケージとの間に設けられ前記熱伝導板
と、前記マルチチップパッケージに押し合う力を与える
板バネとを含んで構成される。発熱体である半導体素子
を設けたマルチチップパッケージをコールドプレートに
結合した熱伝導板の間に配置し、クールシート及び板バ
ネを介してマルチチップパッケージを熱伝導板に密着さ
せることにより、個々の発熱量は低いものの搭載数の多
いメモリ系の半導体素子の冷却を水冷方式で効率よく実
現できる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術には以下の問題点が存在する。特公昭58−3
1732号公報に記載の技術では、前記の通りマルチチ
ップモジュールの冷却を行う場合、各半導体素子と放熱
板との間隙距離が異なる状態であるため、適した応力に
より半導体素子に接触させる様に各フランジ部の形状を
それぞれの間隙距離に応じて変化させる必要がある。よ
って熱伝導ピストンの形状が複雑になり、製造コスト上
昇に繋がる。また、熱伝導ピストンの形状が複雑化する
ことに伴い大型化するため、小型携帯型装置に適用する
には困難である。さらに、コイルバネを用いているた
め、放熱機構が複雑化し、放熱効果が低下する恐れがあ
る。
来の技術には以下の問題点が存在する。特公昭58−3
1732号公報に記載の技術では、前記の通りマルチチ
ップモジュールの冷却を行う場合、各半導体素子と放熱
板との間隙距離が異なる状態であるため、適した応力に
より半導体素子に接触させる様に各フランジ部の形状を
それぞれの間隙距離に応じて変化させる必要がある。よ
って熱伝導ピストンの形状が複雑になり、製造コスト上
昇に繋がる。また、熱伝導ピストンの形状が複雑化する
ことに伴い大型化するため、小型携帯型装置に適用する
には困難である。さらに、コイルバネを用いているた
め、放熱機構が複雑化し、放熱効果が低下する恐れがあ
る。
【0014】特開平1−270298号公報に記載の技
術についても、水冷方式で冷却を行うなどの点で、特に
大型装置における効果的な放熱を考慮して構成されてい
るため、小型携帯型装置への適用は不適当である。ま
た、複数のチップを一つの板バネで熱伝導板に密着させ
ているため、各半導体素子の厚さが全てほぼ同じ場合に
有効であり、厚さが異なると良好な熱伝導及び放熱が行
われない問題がある。
術についても、水冷方式で冷却を行うなどの点で、特に
大型装置における効果的な放熱を考慮して構成されてい
るため、小型携帯型装置への適用は不適当である。ま
た、複数のチップを一つの板バネで熱伝導板に密着させ
ているため、各半導体素子の厚さが全てほぼ同じ場合に
有効であり、厚さが異なると良好な熱伝導及び放熱が行
われない問題がある。
【0015】本発明が解決しようとする課題は、大きさ
が異なる複数の半導体素子を有するマルチチップモジュ
ールに搭載された半導体素子の冷却構造において、各半
導体素子からの発熱を簡易な手段により効率よく放散さ
せ、半導体素子を冷却することができる半導体素子の冷
却構造を提供するものである。
が異なる複数の半導体素子を有するマルチチップモジュ
ールに搭載された半導体素子の冷却構造において、各半
導体素子からの発熱を簡易な手段により効率よく放散さ
せ、半導体素子を冷却することができる半導体素子の冷
却構造を提供するものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体素子の冷
却構造であり、前記課題を解決するため以下のように構
成されている。本発明の半導体素子の冷却構造は、プリ
ント基板に搭載した複数の異なる半導体素子の各々と放
熱板との間に、少なくとも半導体素子に対する面接触部
を有し、放熱板と一体又は別体にして配置される熱伝導
性弾性体を有することを特徴とする。
却構造であり、前記課題を解決するため以下のように構
成されている。本発明の半導体素子の冷却構造は、プリ
ント基板に搭載した複数の異なる半導体素子の各々と放
熱板との間に、少なくとも半導体素子に対する面接触部
を有し、放熱板と一体又は別体にして配置される熱伝導
性弾性体を有することを特徴とする。
【0017】本発明の半導体素子の冷却構造は、前述し
た必須の構成要素からなる。しかし、その構成要素が具
体的に以下のような場合であっても成立する。その具体
的構成要素とは、前記熱伝導性弾性体が半導体素子及び
放熱板のそれぞれに対する面接触部を有することを特徴
とする。
た必須の構成要素からなる。しかし、その構成要素が具
体的に以下のような場合であっても成立する。その具体
的構成要素とは、前記熱伝導性弾性体が半導体素子及び
放熱板のそれぞれに対する面接触部を有することを特徴
とする。
【0018】また、本発明の半導体素子の冷却構造は、
前記熱伝導性弾性体が板バネであることを特徴とする。
前記熱伝導性弾性体が板バネであることを特徴とする。
【0019】本発明の半導体素子の冷却構造は、前記熱
伝導性弾性体の半導体素子との接触面積が放熱板との接
触面積未満であることを特徴とする。
伝導性弾性体の半導体素子との接触面積が放熱板との接
触面積未満であることを特徴とする。
【0020】本発明の半導体素子の冷却構造は、前記熱
伝導性弾性体が金属からなることを特徴とする。あるい
は、熱伝導性弾性体が樹脂からなることを特徴とする。
伝導性弾性体が金属からなることを特徴とする。あるい
は、熱伝導性弾性体が樹脂からなることを特徴とする。
【0021】さらに、本発明の半導体素子の冷却構造
は、前記放熱板がプリント基板に対する当接部を有し、
その当接部と熱伝導性弾性体の半導体素子との面接触部
により、プリント基板に搭載された半導体素子がプリン
ト基板に対し保持される構造を有することを特徴とす
る。
は、前記放熱板がプリント基板に対する当接部を有し、
その当接部と熱伝導性弾性体の半導体素子との面接触部
により、プリント基板に搭載された半導体素子がプリン
ト基板に対し保持される構造を有することを特徴とす
る。
【0022】本発明の半導体素子の冷却構造は、前記放
熱板がプリント基板に対する当接部を有し、その当接部
と熱伝導性弾性体の半導体素子との面接触部により、プ
リント基板に搭載された半導体素子がプリント基板に対
し保持される構造を有することを特徴とする。
熱板がプリント基板に対する当接部を有し、その当接部
と熱伝導性弾性体の半導体素子との面接触部により、プ
リント基板に搭載された半導体素子がプリント基板に対
し保持される構造を有することを特徴とする。
【0023】本発明の半導体素子の冷却構造は、前記放
熱板のプリント基板に対する当接部及び半導体素子に対
する面接触部に対応する位置のプリント基板又は/及び
半導体素子に、保持穴を有してなることを特徴とする。
熱板のプリント基板に対する当接部及び半導体素子に対
する面接触部に対応する位置のプリント基板又は/及び
半導体素子に、保持穴を有してなることを特徴とする。
【0024】このように構成された本発明の半導体素子
の冷却構造によると、プリント基板に搭載された各半導
体素子と放熱板との間の間隙に、各半導体素子と放熱板
とを熱的に接続する熱伝導性弾性体を設ける。この熱伝
導性弾性体は、少なくとも半導体素子に対する面接触部
を有し、あるいは併せて放熱板に対する面接触部を有す
る。より具体的には、この熱伝導性弾性体は板バネ状で
ある。この弾性を有する熱伝導性弾性体は、熱伝導性及
び弾性の高い金属又は熱伝導性樹脂からなる。但しこれ
らの金属又は樹脂はサーマルグリスよりも十分高い熱伝
導性を有することが必要である。このバネ性を有する熱
伝導性弾性体を各半導体素子と放熱板との間に密着さ
せ、両者の熱的接続を確実に行う。
の冷却構造によると、プリント基板に搭載された各半導
体素子と放熱板との間の間隙に、各半導体素子と放熱板
とを熱的に接続する熱伝導性弾性体を設ける。この熱伝
導性弾性体は、少なくとも半導体素子に対する面接触部
を有し、あるいは併せて放熱板に対する面接触部を有す
る。より具体的には、この熱伝導性弾性体は板バネ状で
ある。この弾性を有する熱伝導性弾性体は、熱伝導性及
び弾性の高い金属又は熱伝導性樹脂からなる。但しこれ
らの金属又は樹脂はサーマルグリスよりも十分高い熱伝
導性を有することが必要である。このバネ性を有する熱
伝導性弾性体を各半導体素子と放熱板との間に密着さ
せ、両者の熱的接続を確実に行う。
【0025】各熱伝導性弾性体は、放熱板と一体化され
ているか、もしくは別体である。一体化されている場合
には、放熱板と各熱伝導性弾性体とが熱伝導性の高い手
段により固定され、熱的に接続している。例えば、溶接
による固定接続や熱伝導性の高い金属からなるネジによ
るネジ止め、あるいは熱伝導性弾性体が延性の高い部材
からなる場合には放熱板に圧着することも考えられる。
ているか、もしくは別体である。一体化されている場合
には、放熱板と各熱伝導性弾性体とが熱伝導性の高い手
段により固定され、熱的に接続している。例えば、溶接
による固定接続や熱伝導性の高い金属からなるネジによ
るネジ止め、あるいは熱伝導性弾性体が延性の高い部材
からなる場合には放熱板に圧着することも考えられる。
【0026】また、他の一体化手段としては、放熱板の
放熱機能を熱伝導性弾性体に付与することが考えられ
る。つまり、放熱板を特に設けず熱伝導性弾性体が、即
ち放熱板となりうるものである。これは、半導体素子の
発熱量があまり大きくなく、且つ熱伝導性弾性体の表面
積が大きく、放熱しやすい部材からなっている場合に有
効である。
放熱機能を熱伝導性弾性体に付与することが考えられ
る。つまり、放熱板を特に設けず熱伝導性弾性体が、即
ち放熱板となりうるものである。これは、半導体素子の
発熱量があまり大きくなく、且つ熱伝導性弾性体の表面
積が大きく、放熱しやすい部材からなっている場合に有
効である。
【0027】各半導体素子の放熱板への熱的接続を、熱
伝導性の高い熱伝導性弾性体で個々に行うことにより、
サーマルグリスを用いて熱的接続を行った場合と比べ、
半導体素子から発熱した熱の放熱板への熱伝導を良好に
行うことができる。同時に、熱伝導性弾性体の熱伝導性
が高いため、各半導体素子と放熱板との間隙距離の差が
原因となる放熱機構の複雑化を生じさせない。この際
に、熱伝導性弾性体の半導体素子との接触面積よりも、
放熱板との接触面積を大きいものとすることにより、さ
らに熱伝導を良好に行うことができる。
伝導性の高い熱伝導性弾性体で個々に行うことにより、
サーマルグリスを用いて熱的接続を行った場合と比べ、
半導体素子から発熱した熱の放熱板への熱伝導を良好に
行うことができる。同時に、熱伝導性弾性体の熱伝導性
が高いため、各半導体素子と放熱板との間隙距離の差が
原因となる放熱機構の複雑化を生じさせない。この際
に、熱伝導性弾性体の半導体素子との接触面積よりも、
放熱板との接触面積を大きいものとすることにより、さ
らに熱伝導を良好に行うことができる。
【0028】また、各半導体素子毎にバネ性を有する熱
伝導性弾性体を密着させて接続を行うため、各半導体素
子の厚さの差により生じる放熱板との間隙距離の差が存
在したとしても、熱伝導性弾性体が有する弾性により、
その間隙距離の差を無視することができ、各半導体素子
と放熱板との接続は全て良好に接続される。弾性を有す
る熱伝導性弾性体は、半導体素子に加わる過度の外部応
力を吸収する効果もある。万一半導体素子に取り付け傾
きがある場合にも、熱伝導性弾性体の弾性により傾きを
吸収することができ、放熱板及び半導体素子との面接触
部が確保され、確実に熱的接続がなされる。
伝導性弾性体を密着させて接続を行うため、各半導体素
子の厚さの差により生じる放熱板との間隙距離の差が存
在したとしても、熱伝導性弾性体が有する弾性により、
その間隙距離の差を無視することができ、各半導体素子
と放熱板との接続は全て良好に接続される。弾性を有す
る熱伝導性弾性体は、半導体素子に加わる過度の外部応
力を吸収する効果もある。万一半導体素子に取り付け傾
きがある場合にも、熱伝導性弾性体の弾性により傾きを
吸収することができ、放熱板及び半導体素子との面接触
部が確保され、確実に熱的接続がなされる。
【0029】熱伝導性弾性体として用いる板バネは、複
雑な構造のものを用いる必要はない。また、可能な範囲
内で同一のものを使用することができ、各半導体素子に
対応させて準備する必要がないため、板バネの製造コス
トは上昇しない。
雑な構造のものを用いる必要はない。また、可能な範囲
内で同一のものを使用することができ、各半導体素子に
対応させて準備する必要がないため、板バネの製造コス
トは上昇しない。
【0030】このように、放熱板と各半導体素子との熱
的接続は、熱伝導性の高い金属あるいは樹脂からなる熱
伝導性弾性体のみを介して行っているため、放熱板と各
半導体素子とを直接接触させた場合とほぼ同等の放熱効
果を得ることができる。また、特に単純な構造の板バネ
を熱伝導性弾性体として用いた場合には、熱伝導機構及
び放熱機構も単純化され放熱効果が高くなる。これは、
コイル(巻)バネ等の弾性体を熱伝導部材の一部に用い
た従来の技術の場合に生じていた放熱機構の複雑化を引
き起こさないことを意味する。また、各半導体素子や放
熱板と接触する面積が飛躍的に大きい板バネを用いるこ
とで、熱伝導や放熱の効果がより高くなる。
的接続は、熱伝導性の高い金属あるいは樹脂からなる熱
伝導性弾性体のみを介して行っているため、放熱板と各
半導体素子とを直接接触させた場合とほぼ同等の放熱効
果を得ることができる。また、特に単純な構造の板バネ
を熱伝導性弾性体として用いた場合には、熱伝導機構及
び放熱機構も単純化され放熱効果が高くなる。これは、
コイル(巻)バネ等の弾性体を熱伝導部材の一部に用い
た従来の技術の場合に生じていた放熱機構の複雑化を引
き起こさないことを意味する。また、各半導体素子や放
熱板と接触する面積が飛躍的に大きい板バネを用いるこ
とで、熱伝導や放熱の効果がより高くなる。
【0031】本発明の技術を用いることで、半導体素子
及びそれらを用いた装置の信頼性を向上することができ
る。また、放熱板も含めた全体の構造設計が簡略化さ
れ、生産性及び保守性が向上する。
及びそれらを用いた装置の信頼性を向上することができ
る。また、放熱板も含めた全体の構造設計が簡略化さ
れ、生産性及び保守性が向上する。
【0032】
【発明の実施の形態】以下に本発明の半導体素子の冷却
構造の一実施の形態について説明する。図4(a)に
は、本発明の主要部分である熱伝導性弾性体となる板バ
ネの一例の外観図を示す。板バネ5は熱伝導が良く、且
つ弾性の高い部材、特に金属や樹脂等からなる。板バネ
5の半導体素子と面接触する半導体素子接触部8と、放
熱板と面接触する放熱板接触部9とはほぼ平行となるよ
うにされている。また、図4(b)乃至(g)には、熱
伝導性弾性体となる板バネの他の例の断面図を示す。こ
の場合の熱伝導性弾性体は、同じ板バネ2つを一組とし
て用いられる。板バネの形状は任意に選ぶことができ
る。図4(g)に記載のもののように閉じた形状のもの
も用いることができる。図中の各板バネの上下に存在す
る平坦部が、それぞれ放熱板接触部及び半導体素子接触
部となる。図4(b)乃至(g)に挙げたものは、あく
まで一例であり、このほかにも様々な形状のものが考え
られる。
構造の一実施の形態について説明する。図4(a)に
は、本発明の主要部分である熱伝導性弾性体となる板バ
ネの一例の外観図を示す。板バネ5は熱伝導が良く、且
つ弾性の高い部材、特に金属や樹脂等からなる。板バネ
5の半導体素子と面接触する半導体素子接触部8と、放
熱板と面接触する放熱板接触部9とはほぼ平行となるよ
うにされている。また、図4(b)乃至(g)には、熱
伝導性弾性体となる板バネの他の例の断面図を示す。こ
の場合の熱伝導性弾性体は、同じ板バネ2つを一組とし
て用いられる。板バネの形状は任意に選ぶことができ
る。図4(g)に記載のもののように閉じた形状のもの
も用いることができる。図中の各板バネの上下に存在す
る平坦部が、それぞれ放熱板接触部及び半導体素子接触
部となる。図4(b)乃至(g)に挙げたものは、あく
まで一例であり、このほかにも様々な形状のものが考え
られる。
【0033】図5には、図4(a)に示した前記板バネ
5を熱伝導性弾性体として用いた場合の半導体素子の冷
却構造の断面図を示す。図5(a)には、熱伝導性弾性
体である板バネ5に変位が与えられていない状態での半
導体素子接触部8と放熱板接触部9との距離の差が、半
導体素子3と放熱板4との間隙距離とほぼ同じ(但し、
半導体素子3と放熱板4との間隙距離の差が若干小さ
い)場合を示す。プリント基板1上に、フリップチップ
ボンディング部2により半導体素子3が搭載され、その
半導体素子3の上部にはある一定の間隙を有して放熱板
4がほぼ平行に配設されている。また、半導体素子3と
放熱板4との間隙には、板バネ5が配置されている。な
お、プリント基板1と半導体素子3との電気的接続は、
はんだボール6により行われている。板バネ5は、ほぼ
変位を与えられていない状態であるものの、板バネ5の
半導体素子接触部8と放熱板接触部9との差が前記間隙
よりも若干小さいため、板バネ5の反発力により各接触
部が密着し、半導体素子3と放熱板4とを良好に熱的に
接続する。
5を熱伝導性弾性体として用いた場合の半導体素子の冷
却構造の断面図を示す。図5(a)には、熱伝導性弾性
体である板バネ5に変位が与えられていない状態での半
導体素子接触部8と放熱板接触部9との距離の差が、半
導体素子3と放熱板4との間隙距離とほぼ同じ(但し、
半導体素子3と放熱板4との間隙距離の差が若干小さ
い)場合を示す。プリント基板1上に、フリップチップ
ボンディング部2により半導体素子3が搭載され、その
半導体素子3の上部にはある一定の間隙を有して放熱板
4がほぼ平行に配設されている。また、半導体素子3と
放熱板4との間隙には、板バネ5が配置されている。な
お、プリント基板1と半導体素子3との電気的接続は、
はんだボール6により行われている。板バネ5は、ほぼ
変位を与えられていない状態であるものの、板バネ5の
半導体素子接触部8と放熱板接触部9との差が前記間隙
よりも若干小さいため、板バネ5の反発力により各接触
部が密着し、半導体素子3と放熱板4とを良好に熱的に
接続する。
【0034】一方、図5(b)には、半導体素子3’と
放熱板4との間隙距離が、熱伝導性弾性体である板バネ
5に変位が与えられていない状態での半導体素子接触部
8と放熱板接触部9との距離の差よりも小さい場合を示
す。この場合の例としては、半導体素子3’の厚みが、
図5(a)に示した半導体素子3よりも厚い場合等が挙
げられる。前記間隙距離は板バネ5の半導体素子接触部
8と放熱板接触部9との差よりも小さいため、板バネ5
は図示したように湾曲して強い反発力で密着する。しか
し、板バネ5が有する弾性により過度の外部応力は板バ
ネ5に吸収され、半導体素子3’に加わらない。
放熱板4との間隙距離が、熱伝導性弾性体である板バネ
5に変位が与えられていない状態での半導体素子接触部
8と放熱板接触部9との距離の差よりも小さい場合を示
す。この場合の例としては、半導体素子3’の厚みが、
図5(a)に示した半導体素子3よりも厚い場合等が挙
げられる。前記間隙距離は板バネ5の半導体素子接触部
8と放熱板接触部9との差よりも小さいため、板バネ5
は図示したように湾曲して強い反発力で密着する。しか
し、板バネ5が有する弾性により過度の外部応力は板バ
ネ5に吸収され、半導体素子3’に加わらない。
【0035】そのため、半導体素子に外部応力が加えら
れることが原因となる、半導体素子の信頼性低下を引き
起こさせることはない。この例の場合にも、半導体素子
と放熱板の間隙に熱伝導率の高い金属製の板バネ5が密
接して接続されるため、良好な熱伝導経路が形成され
る。また、万一半導体素子の取り付け傾きがある場合に
も、熱伝導性弾性体である板バネ5の弾性によって、そ
の傾き分を吸収し、放熱板と半導体素子との熱伝導経路
を形成することができる。
れることが原因となる、半導体素子の信頼性低下を引き
起こさせることはない。この例の場合にも、半導体素子
と放熱板の間隙に熱伝導率の高い金属製の板バネ5が密
接して接続されるため、良好な熱伝導経路が形成され
る。また、万一半導体素子の取り付け傾きがある場合に
も、熱伝導性弾性体である板バネ5の弾性によって、そ
の傾き分を吸収し、放熱板と半導体素子との熱伝導経路
を形成することができる。
【0036】板バネの形状は、放熱板と半導体素子とが
良好に接触し、熱伝導が確実に行われれば、図4(a)
乃至(g)に示したようなものに限定されず、他の形状
のものでも良い。
良好に接触し、熱伝導が確実に行われれば、図4(a)
乃至(g)に示したようなものに限定されず、他の形状
のものでも良い。
【0037】板バネは、放熱板に予め溶接やネジ止め等
の熱伝導性が高い手段又は圧着により固定しておくこと
が可能である。その場合にはプリント基板上の半導体素
子の位置に対応する放熱板の所定の位置に、板バネを固
定して一体化することになる。これにより、各板バネを
配置する際の組立性が向上する。
の熱伝導性が高い手段又は圧着により固定しておくこと
が可能である。その場合にはプリント基板上の半導体素
子の位置に対応する放熱板の所定の位置に、板バネを固
定して一体化することになる。これにより、各板バネを
配置する際の組立性が向上する。
【0038】本発明の半導体素子の冷却構造は、ベアチ
ップ等の露出した素子の冷却に用いることができる。ま
た、フリップチップボンディング以外の方法で搭載され
た半導体素子の冷却にも適用できる。
ップ等の露出した素子の冷却に用いることができる。ま
た、フリップチップボンディング以外の方法で搭載され
た半導体素子の冷却にも適用できる。
【0039】
(実施例1)以下に、本発明の半導体素子の冷却構造の
一実施例を説明する。図1には本発明の半導体素子の冷
却構造の一実施例を説明するための断面図を示す。本実
施例では、フリップチップボンディングにより搭載され
た半導体素子について説明する。尚、本発明はフリップ
チップボンディングにより搭載された半導体素子以外の
冷却にも適用できる。プリント基板1上には、フリップ
チップボンディング部2により半導体素子3が搭載され
ている。半導体素子3の上部には、ある一定の間隙を有
して放熱板4がほぼ平行に配設されている。半導体素子
3と放熱板4の間隙には板バネ5が配設され、熱的に接
続している。プリント基板1と半導体素子3との電気的
接続は、はんだボール6により行われている。この電気
的接続は、はんだに限らず金などの他の金属によっても
行われる。また、電気的接続のための金属の形状は図示
したようなボール状のものに限定されない。板バネ5の
形状は図4(a)に示したものと同様である。なお、板
バネ5は放熱板4に溶接等の熱伝導性が高い方法で予め
接続固定し、一体化しても良い。
一実施例を説明する。図1には本発明の半導体素子の冷
却構造の一実施例を説明するための断面図を示す。本実
施例では、フリップチップボンディングにより搭載され
た半導体素子について説明する。尚、本発明はフリップ
チップボンディングにより搭載された半導体素子以外の
冷却にも適用できる。プリント基板1上には、フリップ
チップボンディング部2により半導体素子3が搭載され
ている。半導体素子3の上部には、ある一定の間隙を有
して放熱板4がほぼ平行に配設されている。半導体素子
3と放熱板4の間隙には板バネ5が配設され、熱的に接
続している。プリント基板1と半導体素子3との電気的
接続は、はんだボール6により行われている。この電気
的接続は、はんだに限らず金などの他の金属によっても
行われる。また、電気的接続のための金属の形状は図示
したようなボール状のものに限定されない。板バネ5の
形状は図4(a)に示したものと同様である。なお、板
バネ5は放熱板4に溶接等の熱伝導性が高い方法で予め
接続固定し、一体化しても良い。
【0040】板バネ5の半導体素子接触部と半導体素子
3の間は、板バネ5の反発力により密接する。その結果
として半導体素子3上面から板バネ5を経て放熱板4へ
至る熱伝導経路が形成される。半導体素子3から発生し
た熱は板バネ5を介して伝導した後、放熱板4より放散
される。このようにして熱が放散されることにより、半
導体素子3は冷却される。
3の間は、板バネ5の反発力により密接する。その結果
として半導体素子3上面から板バネ5を経て放熱板4へ
至る熱伝導経路が形成される。半導体素子3から発生し
た熱は板バネ5を介して伝導した後、放熱板4より放散
される。このようにして熱が放散されることにより、半
導体素子3は冷却される。
【0041】(実施例2)図2には半導体素子の冷却構
造の他の実施例を説明するための断面図を示す。本実施
例では、実施例1とは異なり、放熱板は特に設けず熱伝
導性弾性体である板バネ5’が放熱板の役割をも担って
いる。これは、放熱板と熱伝導性弾性体である板バネ
5’が一体であると言える。本実施例においても、実施
例1と同様にフリップチップボンディングにより搭載さ
れた半導体素子について説明する。図2(a)に示すよ
うに、板バネ5’はプリント基板1及びその上にフリッ
プチップボンディング部2により搭載された半導体素子
3を取り囲むように形成されている。なお、プリント基
板1と半導体素子3との電気的接続は、はんだボール6
により行われている。この電気的接続は、はんだに限ら
ず金などの他の金属によっても行われる。また、電気的
接続のための金属の形状は図示したようなボール状のも
のに限定されない。
造の他の実施例を説明するための断面図を示す。本実施
例では、実施例1とは異なり、放熱板は特に設けず熱伝
導性弾性体である板バネ5’が放熱板の役割をも担って
いる。これは、放熱板と熱伝導性弾性体である板バネ
5’が一体であると言える。本実施例においても、実施
例1と同様にフリップチップボンディングにより搭載さ
れた半導体素子について説明する。図2(a)に示すよ
うに、板バネ5’はプリント基板1及びその上にフリッ
プチップボンディング部2により搭載された半導体素子
3を取り囲むように形成されている。なお、プリント基
板1と半導体素子3との電気的接続は、はんだボール6
により行われている。この電気的接続は、はんだに限ら
ず金などの他の金属によっても行われる。また、電気的
接続のための金属の形状は図示したようなボール状のも
のに限定されない。
【0042】この放熱機能を兼備する板バネ5’は、プ
リント基板1との当接部と、半導体素子3との当接部と
によりプリント基板に搭載された半導体素子を良好に保
持する。つまり、プリント基板1を取り囲むように形成
された板バネ5’は、半導体素子3をプリント基板1方
向に、プリント基板1を半導体素子3方向にそれぞれ近
接させる力を及ぼす。この場合には、半導体素子3は放
熱板である板バネ5’を弾性的に支持しているといえ
る。
リント基板1との当接部と、半導体素子3との当接部と
によりプリント基板に搭載された半導体素子を良好に保
持する。つまり、プリント基板1を取り囲むように形成
された板バネ5’は、半導体素子3をプリント基板1方
向に、プリント基板1を半導体素子3方向にそれぞれ近
接させる力を及ぼす。この場合には、半導体素子3は放
熱板である板バネ5’を弾性的に支持しているといえ
る。
【0043】板バネ5’自体の幅は半導体素子3の大き
さによっても異なるものの、およそ数mmであり、板バ
ネ5’全体の表面積は半導体素子3から発生した熱を板
バネ5’で十分に放散できるほど大きい。このような形
状の板バネ5’にすることで、熱伝導性弾性体である板
バネ5’は放熱機能を兼ね備えることになり、放熱板を
特に設けずに済む。これは、各半導体素子及びマルチチ
ップモジュール全体からの発熱量が比較的小さい場合に
適用が可能である。このような放熱機能を有する熱伝導
性弾性体を設けない場合は、放熱できる表面積が半導体
素子の表面積に等しく放熱効果は低い。一方、本実施例
のような熱機能を有する熱伝導性弾性体を設けると、放
熱できる表面積が飛躍的に増大するため、放熱効率が非
常に高くなる。
さによっても異なるものの、およそ数mmであり、板バ
ネ5’全体の表面積は半導体素子3から発生した熱を板
バネ5’で十分に放散できるほど大きい。このような形
状の板バネ5’にすることで、熱伝導性弾性体である板
バネ5’は放熱機能を兼ね備えることになり、放熱板を
特に設けずに済む。これは、各半導体素子及びマルチチ
ップモジュール全体からの発熱量が比較的小さい場合に
適用が可能である。このような放熱機能を有する熱伝導
性弾性体を設けない場合は、放熱できる表面積が半導体
素子の表面積に等しく放熱効果は低い。一方、本実施例
のような熱機能を有する熱伝導性弾性体を設けると、放
熱できる表面積が飛躍的に増大するため、放熱効率が非
常に高くなる。
【0044】また、プリント基板1下面に板バネ5’の
端部を引っ掛ける構造を有し、板バネ5’の反発力によ
り半導体素子3をプリント基板1方向に押し付ける構造
となっている。これは、板バネ5’の半導体素子3の表
面に接触している部分において十分に接触させること
で、半導体素子3の発熱を十分に板バネ5’全体へ伝導
させ、効率よく放熱を行わせるためである。また、板バ
ネ5’はネジ等を用いずに半導体素子3に接触したまま
固定させることができ、生産性及び保守性も高い。
端部を引っ掛ける構造を有し、板バネ5’の反発力によ
り半導体素子3をプリント基板1方向に押し付ける構造
となっている。これは、板バネ5’の半導体素子3の表
面に接触している部分において十分に接触させること
で、半導体素子3の発熱を十分に板バネ5’全体へ伝導
させ、効率よく放熱を行わせるためである。また、板バ
ネ5’はネジ等を用いずに半導体素子3に接触したまま
固定させることができ、生産性及び保守性も高い。
【0045】図2(b)には、プリント基板1及び半導
体素子3に保持穴7を有する例を示す。この保持穴7
は、放熱板である板バネ5’のプリント基板に対する当
接部と半導体素子に対する面接触部に対応する部位のプ
リント基板と半導体素子とに設ける。その際、必要に応
じて、板バネ5’にも保持穴7に対応した窪みを設けて
おく。この保持穴7の存在により、板バネ5’に設けた
保持穴7と適合する凹部又は折曲部をはめあわせて取り
付けるだけで、板バネ5’はプリント基板1及び半導体
素子3を良好に保持し、外れにくくなる。また、板バネ
5’の取り付け作業を行う際の位置決めが容易になり、
製造工程中の板バネの取り付け作業時間が短縮できる。
この手段は、半導体素子3がベアチップである場合には
保持穴7を設けるのが困難であるものの、樹脂等でモー
ルドされている半導体素子の場合に有効である。また、
プリント基板1又は半導体素子3のいずれか一方に保持
穴7を設けることも可能である。
体素子3に保持穴7を有する例を示す。この保持穴7
は、放熱板である板バネ5’のプリント基板に対する当
接部と半導体素子に対する面接触部に対応する部位のプ
リント基板と半導体素子とに設ける。その際、必要に応
じて、板バネ5’にも保持穴7に対応した窪みを設けて
おく。この保持穴7の存在により、板バネ5’に設けた
保持穴7と適合する凹部又は折曲部をはめあわせて取り
付けるだけで、板バネ5’はプリント基板1及び半導体
素子3を良好に保持し、外れにくくなる。また、板バネ
5’の取り付け作業を行う際の位置決めが容易になり、
製造工程中の板バネの取り付け作業時間が短縮できる。
この手段は、半導体素子3がベアチップである場合には
保持穴7を設けるのが困難であるものの、樹脂等でモー
ルドされている半導体素子の場合に有効である。また、
プリント基板1又は半導体素子3のいずれか一方に保持
穴7を設けることも可能である。
【0046】(実施例3)図3には、半導体素子の冷却
構造の更に他の実施例を説明するための外観図を示す。
図2に示した実施例2では、板バネ5’は各半導体素子
3毎に設ける。この実施例では、図3(a)に示すよう
に放熱板をプレス等によって加工し、その一部に板バネ
部を形成したものとしている。熱伝導性の高い金属や樹
脂等の部材からなる放熱板4’の一部にプレス等により
板バネ部5”を形成する。板バネ部5”は弾性的に半導
体素子に接触する面を有する。板バネ部5”は、放熱板
4をプリント基板に搭載された半導体素子上に設置した
場合に、半導体素子と板バネ部5”の半導体素子接触部
とが面接触するように、対応する位置に形成しておく。
構造の更に他の実施例を説明するための外観図を示す。
図2に示した実施例2では、板バネ5’は各半導体素子
3毎に設ける。この実施例では、図3(a)に示すよう
に放熱板をプレス等によって加工し、その一部に板バネ
部を形成したものとしている。熱伝導性の高い金属や樹
脂等の部材からなる放熱板4’の一部にプレス等により
板バネ部5”を形成する。板バネ部5”は弾性的に半導
体素子に接触する面を有する。板バネ部5”は、放熱板
4をプリント基板に搭載された半導体素子上に設置した
場合に、半導体素子と板バネ部5”の半導体素子接触部
とが面接触するように、対応する位置に形成しておく。
【0047】図3(b)には、図2に示した実施例2と
同様に、放熱板4’はプリント基板を取り囲むように形
成する。プリント基板を取り囲むように形成された放熱
板4’は、半導体素子とプリント基板とを近接させる力
を及ぼす。この放熱板4’はプリント基板に当接する保
持部と、半導体素子に当接する保持部とによりプリント
基板に搭載された半導体素子を良好に保持する。このよ
うに、放熱板4’と板バネ部5”とを一体化することに
より組立性が向上する。
同様に、放熱板4’はプリント基板を取り囲むように形
成する。プリント基板を取り囲むように形成された放熱
板4’は、半導体素子とプリント基板とを近接させる力
を及ぼす。この放熱板4’はプリント基板に当接する保
持部と、半導体素子に当接する保持部とによりプリント
基板に搭載された半導体素子を良好に保持する。このよ
うに、放熱板4’と板バネ部5”とを一体化することに
より組立性が向上する。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように構成されているの
で、本発明は以下に記す優れた効果を奏する。異なる複
数の半導体素子が搭載されたマルチチップモジュールに
おいて、放熱板への接続を熱伝導性の高い熱伝導性弾性
体により個々に行うことにより、サーマルグリスを用い
て熱的接続を行った場合と比べ、良好に熱伝導を行うこ
とができ、半導体素子の効果的な冷却が実現される。
で、本発明は以下に記す優れた効果を奏する。異なる複
数の半導体素子が搭載されたマルチチップモジュールに
おいて、放熱板への接続を熱伝導性の高い熱伝導性弾性
体により個々に行うことにより、サーマルグリスを用い
て熱的接続を行った場合と比べ、良好に熱伝導を行うこ
とができ、半導体素子の効果的な冷却が実現される。
【0049】また、各半導体素子の厚さの差により生じ
る放熱板との間隙距離の差が存在したとしても、熱伝導
性弾性体の弾性によりその間隙距離の差を無視すること
ができる。弾性を有する熱伝導性弾性体は、半導体素子
に加わる過度の外部応力を吸収し、その過度の外部応力
が原因となる悪影響を半導体素子に与えない。
る放熱板との間隙距離の差が存在したとしても、熱伝導
性弾性体の弾性によりその間隙距離の差を無視すること
ができる。弾性を有する熱伝導性弾性体は、半導体素子
に加わる過度の外部応力を吸収し、その過度の外部応力
が原因となる悪影響を半導体素子に与えない。
【0050】さらに、熱伝導性弾性体として用いられる
板バネの構造は単純であるため、放熱機構の複雑化も生
じず、且つ放熱効果は高くなる。単純な構造の板バネを
用いることで、半導体素子及びそれらを用いた装置の信
頼性が向上し、放熱板も含めた全体の構造設計が簡略化
されるため生産性及び保守性もより良好なものとなる。
板バネの構造は単純であるため、放熱機構の複雑化も生
じず、且つ放熱効果は高くなる。単純な構造の板バネを
用いることで、半導体素子及びそれらを用いた装置の信
頼性が向上し、放熱板も含めた全体の構造設計が簡略化
されるため生産性及び保守性もより良好なものとなる。
【図1】 本発明の半導体素子の冷却構造の一実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図2】 本発明の半導体素子の冷却構造の他の実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図3】 本発明の半導体素子の冷却構造の更に他の実
施例を示す外観図である。
施例を示す外観図である。
【図4】 板バネの一例の外観を示す図である。
【図5】 図3に示した板バネを熱伝導性弾性体として
用いた場合の半導体素子の冷却構造の断面を示す図であ
る。
用いた場合の半導体素子の冷却構造の断面を示す図であ
る。
【図6】 従来の半導体素子の冷却構造の断面を示す図
である。
である。
1 プリント基板 2 フリップチップボンディング部 3,3’ 半導体素子 4,4’ 放熱板 5,5’ 板バネ 5” 板バネ部 6 はんだボール 7 保持穴 8 半導体素子接触部 9 放熱板接触部 11 プリント基板 12 フリップチップボンディング部 13 半導体素子 14 放熱板 15 サーマルグリス 16 はんだボール
Claims (9)
- 【請求項1】 プリント基板に搭載した複数の異なる半
導体素子の各々と放熱板との間に、少なくとも半導体素
子に対する面接触部を有し、放熱板と一体又は別体にし
て配置される熱伝導性弾性体を有することを特徴とする
半導体素子の冷却構造。 - 【請求項2】 熱伝導性弾性体が半導体素子及び放熱板
のそれぞれに対する面接触部を有する請求項1に記載の
半導体素子の冷却構造。 - 【請求項3】 熱伝導性弾性体が板バネである請求項1
又は請求項2に記載の半導体素子の冷却構造。 - 【請求項4】 熱伝導性弾性体の半導体素子との接触面
積が放熱板との接触面積未満である請求項2又は請求項
3に記載の半導体素子の冷却構造。 - 【請求項5】 熱伝導性弾性体が金属からなる請求項1
〜請求項4のいずれか一に記載の半導体素子の冷却構
造。 - 【請求項6】 熱伝導性弾性体が樹脂からなる請求項1
〜請求項4のいずれか一に記載の半導体素子の冷却構
造。 - 【請求項7】 放熱板と一体の熱伝導性弾性体が半導体
素子に対し弾性的に当接する面接触部を有する請求項1
に記載の半導体素子の冷却構造。 - 【請求項8】 放熱板がプリント基板に対する当接部を
有し、その当接部と熱伝導性弾性体の半導体素子との面
接触部により、プリント基板に搭載された半導体素子が
プリント基板に対し保持される構造を有する請求項7に
記載の半導体素子の冷却構造。 - 【請求項9】 放熱板のプリント基板に対する当接部及
び半導体素子に対する面接触部に対応する位置のプリン
ト基板又は/及び半導体素子に、保持穴を有してなる請
求項7又は請求項8に記載の半導体素子の冷却構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21465597A JPH1168360A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 半導体素子の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21465597A JPH1168360A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 半導体素子の冷却構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1168360A true JPH1168360A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16659375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21465597A Pending JPH1168360A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 半導体素子の冷却構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1168360A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6442026B2 (en) | 1999-12-13 | 2002-08-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for cooling a circuit component |
CN100401222C (zh) * | 2002-04-22 | 2008-07-09 | 株式会社东芝 | 电子装置 |
JP2010073942A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Fdk Corp | 電子回路装置 |
JP2012239283A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Cosel Co Ltd | 電源装置 |
CN102903685A (zh) * | 2010-11-04 | 2013-01-30 | 聚信科技有限公司 | 一种导热垫 |
KR101477378B1 (ko) * | 2013-03-21 | 2014-12-29 | 삼성전기주식회사 | 하우징 및 이를 구비하는 전력 모듈 |
JP2015201543A (ja) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 電気回路装置 |
US9460983B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-10-04 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Joining structure using thermal interface material |
EP3226289A1 (fr) | 2016-03-30 | 2017-10-04 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Dispositif électronique pourvu d'un organe de dissipation de la chaleur |
-
1997
- 1997-08-08 JP JP21465597A patent/JPH1168360A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6442026B2 (en) | 1999-12-13 | 2002-08-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for cooling a circuit component |
CN100401222C (zh) * | 2002-04-22 | 2008-07-09 | 株式会社东芝 | 电子装置 |
JP2010073942A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Fdk Corp | 電子回路装置 |
CN102903685A (zh) * | 2010-11-04 | 2013-01-30 | 聚信科技有限公司 | 一种导热垫 |
JP2012239283A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Cosel Co Ltd | 電源装置 |
US9460983B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-10-04 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Joining structure using thermal interface material |
KR101477378B1 (ko) * | 2013-03-21 | 2014-12-29 | 삼성전기주식회사 | 하우징 및 이를 구비하는 전력 모듈 |
JP2015201543A (ja) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 電気回路装置 |
EP3226289A1 (fr) | 2016-03-30 | 2017-10-04 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Dispositif électronique pourvu d'un organe de dissipation de la chaleur |
FR3049764A1 (fr) * | 2016-03-30 | 2017-10-06 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif electronique pourvu d'un organe de dissipation de la chaleur |
US9997431B2 (en) | 2016-03-30 | 2018-06-12 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Electronic device provided with a thermal dissipation member |
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