JPH0817976A - 半導体装置用放熱フィン - Google Patents

半導体装置用放熱フィン

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JPH0817976A
JPH0817976A JP6144228A JP14422894A JPH0817976A JP H0817976 A JPH0817976 A JP H0817976A JP 6144228 A JP6144228 A JP 6144228A JP 14422894 A JP14422894 A JP 14422894A JP H0817976 A JPH0817976 A JP H0817976A
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JP
Japan
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fins
semiconductor device
heat
fin
radiation fin
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Pending
Application number
JP6144228A
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English (en)
Inventor
Takehiro Saito
武博 齋藤
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/40Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
    • H10W40/43Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing gases, e.g. forced air cooling
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874On different surfaces
    • H10W72/884Die-attach connectors and bond wires
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
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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】 【目的】空冷形半導体装置用放熱フィンの熱抵抗値を小
さくし、熱放散性の優れた半導体装置を提供する。 【構成】発熱する半導体素子からの発熱を気流を介して
外界へ放熱する複数枚のフィン3を備えた放熱フィン1
のフィン3をそれぞれの間隔が気流の流れ方向に向って
次第に小さく、a1 >b1 ,a2 >b2 ,a3 >b3
なるように仰角に配置し、フィン3間を流れる気流の流
速を加速し放熱フィン1の熱放散性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置用放熱フィン
に関し、特に気体冷却形の半導体装置用放熱フィンに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子の動作時の発熱量の大
きい、すなわち消費電力の大きい高出力の半導体素子が
搭載された半導体装置は、そのパッケージに図6に示す
ように、アルミニウムまたは銅を切削加工した半導体装
置用放熱フィン(以下、放熱フィンと記す)1が取り付
けられ半導体素子2で発生した熱を外界に放熱する構成
となっていた。
【0003】放熱フィン1は、切削加工により成形さ
れ、半導体素子2で発生した熱を水平方向に平行に複数
枚配置されたフィン3に効率よく伝達するため中央に直
径が10mm程度の支柱4が設けられているか、または
図7に示すように、垂直方向に直立して配置された複数
枚のフィン3に支柱4を介して熱伝達する構造のものが
一般的であった。このように構成された半導体装置をプ
リント基板等に実装し動作させる場合には、放熱フィン
1に強制的に空気等の冷媒を吹き付けてフィン3表面か
ら放熱させる方法が用いられていた。
【0004】しかるに、従来のこのような構成の放熱フ
ィン1では、気流の上流−下流方向に直角な断面で考え
ると下側の方が凹凸であったり放熱フィン1やパッケー
ジ本体9があったりして抵抗が大きく放熱フィン1上部
では抵抗が小さいため、上部を高速の気流が流れその分
は放熱とはあまりかかわらずに下流に流れてしまいまた
下部では気流がよどんでしまい冷却能力が低下してしま
う。この問題を解決するため、特開昭61−13694
号公報では、放熱フィン1のフィン3を冷媒の流れ方向
に対し実装されたプリント基板側から見て正方向の仰角
を持つよう傾けて配置することにより上部を流れる気流
を揚力の反作用により下側に引き寄せプリント基板側に
多く流れさせることにより、また適当にまぜあわして上
下層をなくす方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の放熱フィン
では、各フィンが仰角を持つように形成されているが互
いに平行に配置されているので、各フィン間を通る気流
は、各フィンの抵抗を受けてしだいに減速し下流での冷
却能力が低下するという問題点がある。この低下の度合
は、中央に支柱のある図6および特開昭61−1369
4号公報に開示された構造で著るしく、特に支柱の風下
では、上流の流速に比べて著るしく低速な渦状の気流と
なり放熱フィンの熱放散性が悪化する。
【0006】本発明の目的は、フィン間での気流の減速
がなく、熱放散性の優れた半導体装置用放熱フィンを提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、発熱する半導
体素子からの発熱を気流を介して外界へ放熱する複数枚
のフィンを備えた半導体装置用放熱フィンにおいて、前
記フィンのそれぞれが気流に対して仰角を持つように配
置されるか又は気流に対して直立するように配置され、
前記フィンのそれぞれの間隔が前記気流の流れ方向に向
って次第に小さくなるように配置されている。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0009】図1(a),(b),(c)および(d)
は本発明の第1の実施例の平面図,A−A′線断面図,
左側面図および右側面図である。本発明の第1の実施例
は、図1(a),(b),(c)および(d)に示すよ
うに、放熱フィン1のそれぞれのフィン3は、気流の流
れ方向に対し実装されるプリント基板側から見て正方向
の仰角を持つよう傾けて水平方向に配置され、中央には
それぞれのフィン3を支持し効率よく熱を伝達するため
の支柱4が設けられている。さらに、気流が上流から下
流に流れるに従ってそれぞれのフィン3は間隔が次第に
小さく、a1 >b1 ,a2 >b2 ,a3 >b3 となるよ
うに配置されている。この放熱フィン1は切削加工また
は支柱4とフィン3の溶接あるいは接着によって形成で
きる。
【0010】図2は図1の放熱フィンを有する半導体装
置をプリント基板に実装した断面図である。図2に示す
ように、このように構成された放熱フィン1が取り付け
られた半導体装置がプリント基板12に実装されると、
プリント基板12間を流れる気流は揚力の反作用を受け
て下側に引き寄せられプリント基板12側に多く流れさ
せ、また適当にまぜあわされて上下層がなくなるととも
に、各フィン3間を通る気流は次第に狭くなるフィン3
間で集中されて圧力が上昇し流速が加速されて冷却能力
を向上させる。
【0011】図3(a),(b),(c)および(d)
は本発明の第2の実施例の平面図,正面図,左側面図お
よび右側面図である。本発明の第2の実施例は、図3
(a),(b),(c)および(d)に示すように、放
熱フィン1のそれぞれのフィン3は、垂直方向に直立し
て配置され、気流が上流から下流に流れるに従ってそれ
ぞれのフィン3は間隔が次第に小さく、C1 >d1 ,C
2 >d2 ,C3 >d3 となるように配置されている。こ
の放熱フィン1は第1の実施例と同様切削加工または平
板の組み合わせによる溶接あるいは接着によって形成で
きる。
【0012】図4は図3のフィン間の気流の冷却能力を
説明する平面図である。図4に示すように、このように
構成された放熱フィン1が取り付けられた半導体装置が
プリント基板に実装されると、プリント基板間を流れる
気流は次第に狭くなる垂直方向に直立して配置されたフ
ィン3間で集中されて圧力が上昇し流速が加速されて冷
却能力を向上させる。本実施例では第1の実施例とは異
り流路に支柱がないので、その分抵抗が小さくさらに流
速が加速されて冷却効果も高められる効果がある。
【0013】図5は本発明の実施例の半導体装置と従来
の半導体装置の放熱フィン間の流速と熱抵抗値の関係を
示す特性図である。208ピンのセラミックスをパッケ
ージ本体としたクワッドフラッドパッケージの半導体装
置を用い従来の水平および垂直の放熱フィンと比較し
て、フィンが水平面に対してそれぞれが順次5°ずつ累
加した角度で配置した第1の実施例と直立したフィンの
中心面に対してそれぞれ外側に5°累加した角度で配置
した第2の実施例について放熱フィンの流速と熱抵抗値
の関係を検査した。その結果を図5に示した。図5から
明らかなように、第1の実施例では従来の水平,垂直の
放熱フィンを有する半導体装置のいずれよりも熱抵抗値
が低く、気流がフィン間で加速されることにより熱放散
性が改善されている。一方、第2の実施例では第1の実
施例よりも著るしい改善がみられ、支柱のない分熱放散
性の向上に寄与しているものと思われる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、放熱フィ
ンのフィンのそれぞれの間隔を気流の流れ方向に向って
次第に小さくなるように配置することにより気流が加速
され放熱フィンの熱抵抗値を小さくし、熱放散性の優れ
た半導体装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b),(c)および(d)は本発明
の第1の実施例の平面図,A−A′線断面図,左側面図
および右側面図である。
【図2】図1の放熱フィンを有する半導体装置をプリン
ト基板に実装した断面図である。
【図3】(a),(b),(c)および(d)は本発明
の第2の実施例の平面図,正面図,左側面図および右側
面図である。
【図4】図3のフィン間の気流の冷却能力を説明する平
面図である。
【図5】本発明の実施例の半導体装置と従来の半導体装
置の放熱フィンのフィン間の流速と熱抵抗値の関係を示
す特性図である。
【図6】従来の半導体装置の一例の断面図である。
【図7】従来の半導体装置の他の例の断面図である。
【符号の説明】
1 放熱フィン 2 半導体素子 3 フィン 4 支柱 5 半導体素子搭載部 6 電極 7 金属細線 8 キャップ 9 パッケージ本体 10 外部リード 11 放熱フィン搭載部 12 プリント基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱する半導体素子からの発熱を気流を
    介して外界へ放熱する複数枚のフィンを備えた半導体装
    置用放熱フィンにおいて、前記フィンのそれぞれの間隔
    を前記気流の流れ方向に向って次第に小さくなるように
    配置したことを特徴とする半導体装置用放熱フィン。
  2. 【請求項2】 前記フィンのそれぞれが気流に対して仰
    角を持つように配置されたことを特徴とする請求項1記
    載の半導体装置用放熱フィン。
  3. 【請求項3】 前記フィンのそれぞれが気流に対して直
    立するように配置されたことを特徴とする請求項1記載
    の半導体装置用放熱フィン。
JP6144228A 1994-06-27 1994-06-27 半導体装置用放熱フィン Pending JPH0817976A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6144228A JPH0817976A (ja) 1994-06-27 1994-06-27 半導体装置用放熱フィン
KR1019950017586A KR960003525A (ko) 1994-06-27 1995-06-26 반도체 장치용 방열핀
EP95109946A EP0690502A1 (en) 1994-06-27 1995-06-26 Cooling fin for semiconductor device

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JP6144228A JPH0817976A (ja) 1994-06-27 1994-06-27 半導体装置用放熱フィン

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JP6144228A Pending JPH0817976A (ja) 1994-06-27 1994-06-27 半導体装置用放熱フィン

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JP (1) JPH0817976A (ja)
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Also Published As

Publication number Publication date
EP0690502A1 (en) 1996-01-03
KR960003525A (ko) 1996-01-26

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19961015