JP2000323631A - Icチップ基板の取り付け構造 - Google Patents

Icチップ基板の取り付け構造

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JP2000323631A
JP2000323631A JP11131134A JP13113499A JP2000323631A JP 2000323631 A JP2000323631 A JP 2000323631A JP 11131134 A JP11131134 A JP 11131134A JP 13113499 A JP13113499 A JP 13113499A JP 2000323631 A JP2000323631 A JP 2000323631A
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JP
Japan
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substrate
heat sink
chip substrate
chip
mounting structure
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JP11131134A
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English (en)
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Tetsuya Suganuma
徹哉 菅沼
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/2049Pressing means used to urge contact, e.g. springs

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ICチップ基板を組み付け部品が少なく小型
の構成でヒートシンクに取り付ける。 【解決手段】 ICチップ22が取り付けられた基板2
6とヒートシンク40との間に熱伝導性のグリース層2
8を設けると共に、基板26に当接し基板26をヒート
シンク40に押し付ける渦巻き形状の解放端部34とヒ
ートシンク40に取り付け固定される片持ち部32とか
らなるスプリング30により基板26をヒートシンク4
0に取り付ける。グリース層28は基板26の熱変形を
許容し、スプリング30の解放端部34は、渦巻き形状
の最下点で基板26と当接することにより、基板26が
熱変形してもその変形に追従して押し付け続ける。この
結果、簡易な構成でICチップ基板をヒートシンクに取
り付けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICチップ基板の
取り付け構造に関し、詳しくは、ICチップ基板をヒー
トシンクに取り付ける取り付け構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のICチップ基板の取り付
け構造としては、マルチチップモジュールのモジュール
キャップ上に熱伝導グリースを介してヒートシンクを重
ね、このヒートシンクを上から所定の押圧力でもって押
さえつけてなるものが提案されている(例えば、特開平
3−149861号公報など)。この取り付け構造で
は、ヒートシンクをモジュールキャップ上に押さえ付け
る手段として、クランプ材に固定された板状のサポート
材を反力の作用材としてヒートシンクに押圧力を作用さ
せるコイルバネを用いており、このコイルバネと熱伝導
グリースを用いることによりヒートシンクに対する外力
や冷却液圧力,熱膨張に対して追従することができると
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た取り付け構造は、組み付け部品が多いため、組み付け
工数も多くなり、製造コストが高くなるという問題があ
った。また、コイルバネの反力を支持するためにサポー
ト材を備える必要があり、大型化するという問題もあっ
た。
【0004】本発明のICチップ基板の取り付け構造
は、組み付け部品を少なくし、製造コストを低くするこ
とを目的の一つとする。また、本発明のICチップ基板
の取り付け構造は、小型化を図ることを目的の一つとす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明のICチップ基板の取り付け構造は、上述の目的の
少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【0006】本発明の第1のICチップ基板の取り付け
構造は、ICチップ基板をヒートシンクに取り付ける取
り付け構造であって、前記ICチップ基板と前記ヒート
シンクとに介在する熱伝導性のグリース層と、前記IC
チップ基板を所定の押圧力をもって前記ヒートシンクに
押し付けると共に該ICチップ基板の熱変形に追従可能
な押し付け手段とからなることを要旨とする。
【0007】この本発明の第1のICチップ基板の取り
付け構造では、グリース層がICチップ基板の熱をヒー
トシンクに伝達すると共にICチップ基板の熱変形を許
容し、押し付け手段がICチップ基板の熱変形に追従し
ながらICチップ基板を所定の押圧力をもってヒートシ
ンクに押し付ける。この結果、ICチップ基板の熱を効
率よくヒートシンクに伝達することができると共に、I
Cチップ基板の熱変形にも追従することができる。
【0008】こうした本発明の第1のICチップ基板の
取り付け構造において、前記押し付け手段は、渦巻き形
状に形成された解放端で前記ICチップ基板を押圧する
片持ち梁状のスプリングであるものとすることもでき
る。こうすれば、安価で小型の構造とすることができ
る。
【0009】本発明の第2のICチップ基板の取り付け
構造は、ICチップ基板をヒートシンクに取り付ける取
り付け構造であって、前記ICチップ基板と前記ヒート
シンクとに介在する熱伝導性のグリース層と、前記IC
チップ基板の熱変形を吸収可能な変形吸収手段と、該変
形吸収手段を介して前記ICチップ基板を前記ヒートシ
ンクに取り付ける取り付け手段とからなることを要旨と
する。
【0010】この本発明の第2のICチップ基板の取り
付け構造では、グリース層がICチップ基板の熱をヒー
トシンクに伝達すると共にICチップ基板の熱変形を許
容し、取り付け手段がICチップ基板の熱変形を吸収す
る変形吸収手段を介してICチップ基板をヒートシンク
に取り付ける。この結果、ICチップ基板の熱を効率よ
くヒートシンクに伝達することができると共に、ICチ
ップ基板の熱変形にも追従することができる。
【0011】こうした本発明の第2のICチップ基板の
取り付け構造において、前記変形吸収手段は、前記IC
チップ基板と前記取り付け手段と介在するゴムであるも
のとすることもできる。こうすれば、安価で小型の構造
とすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図1は本発明の一実施例であるI
Cチップ基板の取り付け構造20によりICチップ22
の基板26がヒートシンク40に取り付けられた様子を
例示する断面図であり、図2は実施例のICチップ基板
の取り付け構造20によりICチップ22の基板26が
ヒートシンク40に取り付けられた様子を例示する平面
図である。実施例のICチップ基板の取り付け構造20
は、図示するように、ICチップ22が取り付けられた
基板26とヒートシンク40とに介在する熱伝導性のグ
リース層28と、基板26をヒートシンク40に押圧す
るスプリング30とから構成されている。
【0013】グリース層28は、熱伝導性のグリース、
例えば、高熱伝導シリコングリースなどにより基板26
の下面全面の他、基板26の周囲に形成されている。こ
のグリース層28は、基板26の熱をヒートシンク40
に伝達すると共に基板26の熱変形を許容する。
【0014】スプリング30は、弾性材料、例えば炭素
鋼やバネ鋼などにより形成されており、基板26に当接
し基板26をヒートシンク40に押し付ける渦巻き形状
の解放端部34と、蓋48と共にボルト49によりヒー
トシンク40に取り付け固定される片持ち部32とを備
える。片持ち部32は、板材が折り返されて二重に形成
されており、解放端部34の弾性変形の反力としての作
用する曲げモーメントに十分な強度が得られるようにな
っている。解放端部34は、前述したように、渦巻き形
状に形成されており、その最下点で基板26をヒートシ
ンク40に押し付けている。したがって、解放端部34
は、基板26が熱変形してその当接点が図1中の上下方
向や左右方向に若干ズレてもそのズレに追従することが
できる。
【0015】なお、ICチップ22は、ニッケルろうや
銀ろうなどのろう材24により熱伝導性のセラミック
(例えば、AlNなど)により形成された基板26に取
り付けられており、シリコンゲルなどの封止ゲル38に
より封止されている。また、ヒートシンク40には、冷
却水の通路42が形成されており、伝達された熱を冷却
水が外部に運び出すことにより冷却できるようになって
いる。
【0016】以上説明した実施例のICチップ基板の取
り付け構造20によれば、グリース層28を備えること
によりICチップ22の基板26の熱を効率よくヒート
シンク40に伝達することができ、グリース層28とス
プリング30とを備えることによりICチップ22の基
板26の熱変形にも追従することができる。しかも、グ
リース層28もスプリング30も簡易な構成であるか
ら、安価で小型の構造とすることができる。
【0017】実施例のICチップ基板の取り付け構造2
0では、スプリング30の解放端部34を渦巻き形状と
したが、図1中の上下方向や左右方向に移動可能であれ
ば如何なる形状としてもよい。例えば、コイル状に形成
してもよい。
【0018】実施例のICチップ基板の取り付け構造2
0では、一つのICチップ22が取り付けられた基板2
6をヒートシンク40に取り付ける構造として説明した
が、図3に例示するように、複数のICチップ22が取
り付けられた基板26Bをヒートシンク40Bに取り付
ける構造としてもよい。
【0019】次に、本発明の第2の実施例としてのIC
チップ基板の取り付け構造120について説明する。図
4は第2実施例のICチップ基板の取り付け構造20に
よりICチップ22の基板26がヒートシンク40に取
り付けられた様子を例示する断面図であり、図5は第2
実施例のICチップ基板の取り付け構造20によりIC
チップ22の基板26がヒートシンク40に取り付けら
れた様子を例示する平面図であり、図6は第2実施例の
ICチップ基板の取り付け構造120における取り付け
部130の断面を拡大して示す拡大断面図である。図4
ないし図6では、説明の容易のために第1実施例のIC
チップ基板の取り付け構造20と同一の構成については
同一の符号を付した。したがって、同一の構成について
の説明は冗長となるから省略する。
【0020】第2実施例のICチップ基板の取り付け構
造120は、図示するように、ICチップ22が取り付
けられた基板26とヒートシンク40とに介在する熱伝
導性のグリース層28と、基板26をヒートシンク40
に取り付ける取り付け部130とから構成されている。
【0021】取り付け部130は、図6に示すように、
弾性変形可能な材料、例えばフッ素ゴムなどのゴム材や
テフロンなど潤滑性樹脂などにより形成されその弾性変
形により基板26の熱変形を吸収する変形吸収部材13
2と、この変形吸収部材132を介して基板26をヒー
トシンク40に取り付け固定する取り付けボルト134
とを備える。変形吸収部材132は、図6に示すよう
に、円筒形状に形成された円筒部132aと円筒部13
2aの一端の円周から外方に向けて設けられた縁132
bとを備える同一形状の二つの部材から構成されてお
り、基板26に設けられた貫通孔26aに上方および下
方からはめ込まれている。変形吸収部材132は、前述
したように弾性変形可能な材料により形成されているか
ら、その円筒部132aの弾性変形により基板26の図
6中の左右方向の熱変形を吸収することができ、縁13
2bの弾性変形により基板26の図6中の上下方向の熱
変形を吸収することができるようになっている。
【0022】以上説明した第2実施例のICチップ基板
の取り付け構造120によれば、変形吸収部材132を
介して取り付けボルト134により基板26をヒートシ
ンク40に取り付けるから、ICチップ22の基板26
の熱変形に追従することができる。また、変形吸収部材
132も取り付けボルト134も簡易な構成であるか
ら、安価で小型の構造とすることができる。もとより、
グリース層28を備えることによりICチップ22の基
板26の熱を効率よくヒートシンク40に伝達すること
ができる。
【0023】第2実施例のICチップ基板の取り付け構
造120では、変形吸収部材132を二つの部材により
形成したが一つの部材により形成するものとしてもよ
い。また、第2実施例のICチップ基板の取り付け構造
120では、変形吸収部材132の上下に縁132bを
形成したが、上下の一方にだけ縁132bを形成するも
のとしてもよい。
【0024】第2実施例のICチップ基板の取り付け構
造120では、一つのICチップ22が取り付けられた
基板26をヒートシンク40に取り付ける構造として説
明したが、複数のICチップ22が取り付けられた基板
をヒートシンクに取り付ける構造としてもよい。
【0025】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例であるICチップの取り付
け構造20によりICチップ基板がヒートシンクに取り
付けられた様子を例示する断面図である。
【図2】 実施例のICチップの取り付け構造20によ
りICチップ基板がヒートシンクに取り付けられた様子
を例示する平面図である。
【図3】 複数のICチップ22が取り付けられた基板
26Bをヒートシンク40Bに取り付ける構造の一例を
示す説明図である。
【図4】 第2実施例のICチップ基板の取り付け構造
20によりICチップ22の基板26がヒートシンク4
0に取り付けられた様子を例示する断面図である。
【図5】 第2実施例のICチップ基板の取り付け構造
20によりICチップ22の基板26がヒートシンク4
0に取り付けられた様子を例示する平面図である。
【図6】 第2実施例のICチップ基板の取り付け構造
120における取り付け部130の断面を拡大して示す
拡大断面図である。
【符号の説明】
20 第1実施例のICチップ基板の取り付け構造、2
2 ICチップ、24ろう材、26 基板、26a 貫
通孔、28 グリース層、30 スプリング、32 片
持ち部、34 解放端部、38 封止ゲル、40 ヒー
トシンク、42 冷却水の通路、120 第2実施例の
ICチップ基板の取り付け構造、130 取り付け部、
132 変形吸収部材、132a 円筒部、132b
縁、134 取り付けボルト。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ICチップ基板をヒートシンクに取り付
    ける取り付け構造であって、 前記ICチップ基板と前記ヒートシンクとに介在する熱
    伝導性のグリース層と、 前記ICチップ基板を所定の押圧力をもって前記ヒート
    シンクに押し付けると共に該ICチップ基板の熱変形に
    追従可能な押し付け手段とからなるICチップ基板の取
    り付け構造。
  2. 【請求項2】 前記押し付け手段は、渦巻き形状に形成
    された解放端で前記ICチップ基板を押圧する片持ち梁
    状のスプリングである請求項1記載のICチップ基板の
    取り付け構造。
  3. 【請求項3】 ICチップ基板をヒートシンクに取り付
    ける取り付け構造であって、 前記ICチップ基板と前記ヒートシンクとに介在する熱
    伝導性のグリース層と、 前記ICチップ基板の熱変形を吸収可能な変形吸収手段
    と、 該変形吸収手段を介して前記ICチップ基板を前記ヒー
    トシンクに取り付ける取り付け手段とからなるICチッ
    プ基板の取り付け構造。
  4. 【請求項4】 前記変形吸収手段は、前記ICチップ基
    板と前記取り付け手段と介在するゴムである請求項3記
    載のICチップ基板の取り付け構造。
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