JPH07202083A - 半導体モジュール - Google Patents

半導体モジュール

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Publication number
JPH07202083A
JPH07202083A JP5335730A JP33573093A JPH07202083A JP H07202083 A JPH07202083 A JP H07202083A JP 5335730 A JP5335730 A JP 5335730A JP 33573093 A JP33573093 A JP 33573093A JP H07202083 A JPH07202083 A JP H07202083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cpu
heat
heat dissipation
semiconductor module
semiconductor
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
JP5335730A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Fujiwara
規夫 藤原
Hisaharu Murata
久治 村田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5335730A priority Critical patent/JPH07202083A/ja
Publication of JPH07202083A publication Critical patent/JPH07202083A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型軽量の電子機器に使用される半導体モジ
ュールにおいて、組み立てが容易であり、放熱のための
スペースを必要とせず、放熱能力を大幅に向上させ、発
熱の大きい半導体を搭載することができるようにするこ
とを目的とする。 【構成】 CPU3の上面にコの字型バネ4の一方の面
が固定され、もう一方の面が金属製の筐体5に接触して
いる。CPU3が発生する熱をコの字型バネ4を介して
筐体5へ放熱し、筐体5を大面積の放熱板として利用す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯用パソコンやワー
プロ等の小型軽量の電子機器において使用されるCPU
などの発熱の大きい半導体モジュールに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】小型軽量の電子機器に使用されるCPU
等の半導体は、動作することによって発熱し、放熱を適
切に行わないと、自ら発生する熱によって動作が不安定
になることがある。
【0003】以下に従来の小型軽量の電子機器における
半導体モジュールの放熱対策について説明する。図3は
従来の放熱板を備えた半導体モジュールの断面図と上か
ら見た平面図である。図3において、11は半導体であ
り、動作することによって発熱する。この半導体11の
上面にアルミ等の金属からなる放熱板12が設けられて
いる。この放熱板12は、半導体11の上に隙間があま
りない場合に用いられる。
【0004】図4と図5は、従来の突起を有する放熱フ
ィンを備えた半導体モジュールの断面図と上から見た平
面図である。図4において、13はくし歯状の突起を有
する放熱フィンであり、半導体11の上面に設けられて
いる。図5において、14はいぼ状突起を有する放熱フ
ィンであり、半導体11の上面に設けられている。これ
ら突起を有する放熱フィン13ないし14は、半導体1
1の上に多少のスペースを確保できる場合に用いられ
る。
【0005】上記のような放熱板12や放熱フィン13
ないし14を用いると、放熱表面積が大きくなり熱が周
囲の空間へ放出されるので半導体11を冷却することが
できる。また、放熱板12や放熱フィン13ないし14
による冷却効率を高めるため、放熱板12や放熱フィン
13ないし14の近傍で空気の流れが起こるように、で
きるだけ自然対流の空気の流道を確保していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の半導体モジュールでは、半導体の放熱のため放熱板や
放熱フィンを備えているが、電子機器の小型化が進む
と、スペースの関係上、放熱板や放熱フィンに大きなも
のは使えず、放熱表面積を大きくすることができなかっ
た。もちろん、空気の流れを人工的に作りだすファンは
かなり大きくなるので小型の電子機器に内蔵することは
できず、自然対流の空気の流道を確保することさえ難し
かった。このため、電子機器の小型化が進むと、半導体
モジュールの放熱能力が十分確保できなくなるという問
題点を有していた。
【0007】さらに、携帯用パソコン等の電子機器の高
性能化を図るためには、高性能のCPUを搭載する必要
があるが、一般に、CPUの性能が向上するほど発熱量
が大きくなる。このため、高性能なCPUを搭載しよう
としても、CPUの発熱が大きいため半導体モジュール
の放熱能力が追いつかず、発熱の大きいCPUを搭載す
ることができないという問題点を有していた。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で放熱のための大きなスペースを必要とせず、放熱能力
を大幅に向上させ、発熱の大きい半導体を搭載すること
ができ、しかも組み立てが容易である半導体モジュール
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体モジュールは、電子機器がもともと備
えているキーボードの裏板のような大きな金属板の部品
や金属製の筐体に着目し、動作することによって発熱す
る半導体と、上記半導体の上面と対面するように配置さ
れた上記金属部材と、熱伝導率が100W/m℃以上の
材料からなり、上記半導体の上面に一方の面が固定さ
れ、もう一方の面が上記金属部材に接触し、上記金属部
材の方向へ常に付勢する付勢手段から構成したものであ
る。
【0010】
【作用】本発明の半導体モジュールは、熱伝導率の大き
い材料からなる付勢手段を、電子機器がもともと備えて
いる大面積の金属部材に接触させることにより、半導体
が発生する熱を付勢手段を介して金属部材へ伝え放熱す
ることができる。すなわち、電子機器がもともと備えて
いる大面積の金属部材を放熱表面積の大きい放熱板とし
て利用できるので、非常に放熱効果が大きい。
【0011】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の第1の実施例について図面を
参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施例
における携帯用ペン入力型パソコンに用いられる半導体
モジュールの断面図である。
【0012】図1において、1はメインボードであり、
このメインボード1の上にCPUボード2がコネクタを
介して着脱自在に接続されている。このCPUボード2
の上面に発熱の大きいCPU3が実装されている。この
CPU3の上面にコの字型バネ4の一方の面が接着され
ている。上記コの字型バネ4は熱伝導率の大きい材料か
らなり、耐食性を持たせる場合は無電解ニッケルメッキ
を施すようにする。そして、マグネシウム合金からなる
大面積の筐体5は、コの字型バネ4を上から押さえつけ
るようにして取り付けられ、コの字型バネ4のもう一方
の面が筐体5に接触する。
【0013】以上のように構成された半導体モジュール
の放熱対策について説明する。熱伝導率の大きい材料か
らなるコの字型バネ4を、携帯用ペン入力型パソコンが
もともと備えている大面積の筐体5に接触させることに
より、CPU3が発生する熱をコの字型バネ4を介して
筐体5へ伝え放熱することができる。
【0014】ここで、本実施例の半導体モジュールにお
いて発熱量1.7WのCPUを用いた場合、CPU3の
表面温度を以下の条件について測定した。その測定条件
は、コの字型バネ4を用いないで放熱対策をしない場
合、コの字型バネ4の代わりに厚さ0.5mmの従来の放
熱板を用いた場合、および厚さ0.5mmのコの字型バネ
4を用いて熱伝導率を変化させた場合であり、その結果
を(表1)に比較して示している。
【0015】
【表1】
【0016】本実施例のCPUの表面温度は85℃以下
でなければ動作が不安定になる。この条件をクリアする
のは(表1)に示す測定結果より大面積の従来の放熱板
を用いるか、熱伝導率が約100W/m℃以上の材料か
らなるコの字型バネ4を用いて筐体5に放熱するかのい
ずれかの場合しかない。しかし、大面積の放熱板をCP
Uに取り付けることは、スペースの小さい携帯用ペン入
力型パソコンでは不可能である。したがって、本実施例
のコの字型バネ4の材料として、例えば熱伝導率が大き
い銅(386W/m℃)を用いれば、大きなスペースを
必要とせず十分な放熱効果を得ることができる。銅の熱
伝導率は不純物が多くなるほど低下するので、本実施例
では純度99%以上の銅をコの字型バネとして使用す
る。
【0017】また、本実施例の半導体モジュールにおい
て、CPUの消費電力を変化させた場合、CPU3の上
面の温度を測定した結果を(表2)に比較して示してい
る。
【0018】
【表2】
【0019】(表2)に示す測定結果より、携帯用ペン
入力型パソコンにおいて従来は発熱の問題から1.0W
程度のCPUしか搭載できなかったが、本実施例の半導
体モジュールを用いることにより2.5W程度の高発熱
のCPUまで搭載できるようになった。
【0020】なお、CPU3を筐体5にネジ止め等で完
全に固定するという方法もあるが、この場合、CPU3
を実装したCPUボード2と筐体5にあらかじめネジ止
め用の穴を設け、組み立て時にCPU3と筐体5を密着
させネジ止めを行い固定する必要があり、組み立てが非
常に困難になる。一方、本実施例の半導体モジュール
は、コの字型バネ4を筐体5に接触させるだけなので、
組み立てが容易になる。
【0021】以上のように本実施例の半導体モジュール
は、コの字型バネ4を介してCPU3が発生する熱を筐
体5へ放熱し、筐体5を大面積の放熱板として利用でき
るので、放熱のためのスペースを必要とせず、放熱能力
を大幅に向上させ、高発熱のCPUを搭載することがで
き、しかも容易に組み立てることができる。
【0022】なお、上記実施例においてはコの字型バネ
4を用いたが、Oの字型のバネでもよく、CPU3と筐
体5の両方と接触面積の大きい形状であればよい。
【0023】また、コの字型バネ4の材料として純度9
9%以上の銅を用いたが、銅の純度が99%未満であっ
てもよく、銅の他にアルミニウム、銀、金、マグネシウ
ム合金等の熱伝導率の大きい材料であればよい。
【0024】さらに、CPU3の放熱効果を高めるた
め、CPU3を樹脂封止してSQFPパッケージとする
か、あるいはCPU3をセラミック7で覆ってセラミッ
クパッケージとしてもよい。
【0025】また、上記実施例においては携帯用ペン入
力型パソコンについて適用したが、小型パソコンやワー
プロ等の高発熱CPUを搭載する情報処理機器や、アン
プや電源などの高発熱素子を内蔵する電子機器にも適用
できる。
【0026】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図2は、本発明の
第2の実施例におけるノートパソコンに用いられる半導
体モジュールの断面図である。
【0027】図2において、1はメインボードであり、
このメインボード1の上にCPUボード2がコネクタを
介して着脱自在に接続されている。このCPUボード2
の上面に発熱の大きいCPU3が実装されている。この
CPU3の上面にコの字型バネ4の一方の面が接着され
ている。そして、キーボードの裏板6は、ブリキやアル
ミ等の大面積の金属板から構成され、コの字型バネ4を
上から押さえつけるようにして取り付けられ、コの字型
バネ4のもう一方の面がキーボードの裏板6に接触す
る。
【0028】以上のように構成された半導体モジュール
の放熱対策について説明する。熱伝導率の大きい材料か
らなるコの字型バネ4を、ノートパソコンがもともと備
えている大面積の裏板6に接触させることにより、CP
U3が発生する熱をコの字型バネ4を介して裏板6へ伝
え放熱することができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体モジュール
は、付勢手段を介して半導体が発生する熱を電子機器が
もともと備えている大面積の金属部材へ放熱し、上記金
属部材を大面積の放熱板として利用するため、放熱のた
めの大きなスペースを必要とせず、放熱能力を大幅に向
上させ、発熱の大きい半導体を搭載することができ、し
かも容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における携帯用ペン入力
型パソコンに用いられる半導体モジュールの断面図
【図2】本発明の第2の実施例におけるノートパソコン
に用いられる半導体モジュールの断面図
【図3】従来の放熱板を備えた半導体モジュールの断面
図と平面図
【図4】従来のくし歯状の突起を有する放熱フィンを備
えた半導体モジュールの断面図と平面図
【図5】従来のいぼ状突起を有する放熱フィンを備えた
半導体モジュールの断面図と平面図
【符号の説明】
1 メインボード 2 CPUボード 3 CPU 4 コの字型バネ 5 筐体 6 キーボードの裏板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動作することによって発熱する半導体
    と、前記半導体の上面と対面するように配置された金属
    部材と、熱伝導率が100W/m℃以上の材料からな
    り、前記半導体の上面に一方の面が固定され、もう一方
    の面が前記金属板に接触し、前記金属板の方向へ常に付
    勢する付勢手段から構成される半導体モジュール。
  2. 【請求項2】 付勢手段にコの字型バネを用いた請求項
    1記載の半導体モジュール。
  3. 【請求項3】 付勢手段に銅を用いた請求項1記載の半
    導体モジュール。
JP5335730A 1993-12-28 1993-12-28 半導体モジュール Pending JPH07202083A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5335730A JPH07202083A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 半導体モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5335730A JPH07202083A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 半導体モジュール

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Publication Number Publication Date
JPH07202083A true JPH07202083A (ja) 1995-08-04

Family

ID=18291834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5335730A Pending JPH07202083A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 半導体モジュール

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JP (1) JPH07202083A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000008546A1 (en) * 1998-08-07 2000-02-17 Shigeto Mochizuki Desk for personal computer and personal computer
US6328530B1 (en) * 1998-03-18 2001-12-11 Hitachi, Ltd. MG alloy member and its use
JP2010103278A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Panasonic Corp 放熱部材
JP2011157988A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Autonetworks Technologies Ltd 車両用自動変速機に設けられる電子回路ユニット
JP2013128048A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Nec Network Products Ltd 冷却装置及びこれを用いた電子機器

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