JPH088373A - Heat dissipation device - Google Patents

Heat dissipation device

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Publication number
JPH088373A
JPH088373A JP6141901A JP14190194A JPH088373A JP H088373 A JPH088373 A JP H088373A JP 6141901 A JP6141901 A JP 6141901A JP 14190194 A JP14190194 A JP 14190194A JP H088373 A JPH088373 A JP H088373A
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JP
Japan
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wiring board
heat
heat dissipation
dissipation device
heat sink
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6141901A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Arakawa
雅之 荒川
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.)
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba AVE Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH088373A publication Critical patent/JPH088373A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放熱性に優れ、且つ熱衝撃試験時にも不良の
発生しない放熱装置を提供することを目的とする。 【構成】 配線基板11上に回路パターン12を固着
し、FETトランジスタなどの大電力用半導体素子13
を、リード14により接続する。配線基板11の裏面に
は配線基板11より大面積銅箔の裏面パターン15を形
成し、その端部はプレス加工により屈曲加工を行なった
後、凹部側が配線基板側となるように配線基板11に固
着する。屈曲部16は、裏面パターン15とヒートシン
クベース17との接合面から配線基板11の端面までの
間で屈曲する。半田18を用いることにより、配線基板
11をヒートシンクベース17に接続する。ヒートシン
クベース17は、ねじ19を用いてヒートシンク20に
取り付ける。
(57) [Summary] [Objective] An object of the present invention is to provide a heat dissipation device which is excellent in heat dissipation and does not cause a defect during a thermal shock test. [Structure] A circuit pattern 12 is fixed on a wiring board 11, and a high power semiconductor element 13 such as an FET transistor is formed.
Are connected by leads 14. A back surface pattern 15 of a copper foil having a larger area than that of the wiring board 11 is formed on the back surface of the wiring board 11. The end portion of the wiring board 11 is bent by press working, and then the wiring board 11 is formed so that the concave side becomes the wiring board side. Stick to it. The bent portion 16 is bent from the joint surface between the back surface pattern 15 and the heat sink base 17 to the end surface of the wiring board 11. The wiring board 11 is connected to the heat sink base 17 by using the solder 18. The heat sink base 17 is attached to the heat sink 20 using screws 19.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、配線基板の搭載され
た発熱部品の発熱を放熱する放熱装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat dissipation device for dissipating heat generated by a heat generating component mounted on a wiring board.

【0002】[0002]

【従来の技術】FETなどの大電力半導体素子は、その
動作時に非常に高温となるために、いかに効率よく放熱
させるかが重要な課題である。近年においては窒化アル
ミなどの熱伝導性の良好な配線基板上に直接、半導体素
子を実装し、配線基板をヒートシンクに搭載するような
構造がとられるようになってきた。
2. Description of the Related Art A high power semiconductor element such as an FET has a very high temperature during its operation. Therefore, how to efficiently dissipate heat is an important issue. In recent years, a structure has been adopted in which a semiconductor element is directly mounted on a wiring board having good thermal conductivity such as aluminum nitride and the wiring board is mounted on a heat sink.

【0003】図11は従来の放熱装置の構造断面図を示
したものである。図中、51は窒化アルミなどの配線基
板であり、配線基板51上には銅箔により回路パターン
52を形成する。回路パターン52上にはFETトラン
ジスタなどの大電力用半導体素子53をTAB実装法な
どを用いて、リード54により回路パターン52と電気
的に接続する。また配線基板51の裏面には配線基板と
ほぼ同面積の銅箔の裏面パターン55を形成し、半田5
6を用いることによってヒートシンクベース57上に絶
縁基板51を固定する。その後ヒートシンクベース55
は、ねじ58によってヒートシンク59にねじ止めす
る。
FIG. 11 is a structural sectional view of a conventional heat dissipation device. In the figure, 51 is a wiring board made of aluminum nitride or the like, and a circuit pattern 52 is formed on the wiring board 51 with copper foil. On the circuit pattern 52, a high power semiconductor element 53 such as an FET transistor is electrically connected to the circuit pattern 52 by a lead 54 using a TAB mounting method or the like. On the back surface of the wiring board 51, a back surface pattern 55 of copper foil having almost the same area as that of the wiring board is formed.
By using 6, the insulating substrate 51 is fixed on the heat sink base 57. Then heat sink base 55
Are screwed to the heat sink 59 by screws 58.

【0004】このような構造にすることにより、動作中
に熱を発生した半導体素子53の熱は、絶縁基板51、
裏面パターン55、半田56、ヒートシンクベース5
7、ヒートシンク59を通じて放射される。よって、放
熱性に優れた放熱装置を得ることができる。
With such a structure, the heat of the semiconductor element 53, which has generated heat during operation, is generated by the insulating substrate 51,
Back surface pattern 55, solder 56, heat sink base 5
7. Radiated through the heat sink 59. Therefore, a heat dissipation device having excellent heat dissipation can be obtained.

【0005】しかしながら、上記した構造では配線基板
51とヒートシンクベース57の熱膨脹係数が違うため
に熱衝撃試験などを行なうと、両者間の接続に用いてい
る半田56に応力が加わる。このとき裏面パターン55
の端面の半田フィレット部60は基板中央より距離が遠
いため、特に大きな応力が加わり、クラックが発生す
る。この半田フィレット部を大きく、且つ厚くしてやれ
ば、応力を緩和することができる。従来の半田ペースト
をスクリーン印刷してのリフロー半田付けでは、いくら
スクリーン厚を増やして半田ペーストを厚く形成して
も、そのリフロー半田付け時に半田が流出してしまうな
どの不具合が生じ、十分な効果は得られなかった。
However, in the above-mentioned structure, since the thermal expansion coefficient of the wiring board 51 and the heat sink base 57 is different, stress is applied to the solder 56 used for connection between them when a thermal shock test or the like is performed. At this time, the back surface pattern 55
Since the solder fillet portion 60 on the end face is farther from the center of the substrate, a particularly large stress is applied and a crack is generated. If the solder fillet portion is made large and thick, the stress can be relieved. In conventional reflow soldering with screen printing solder paste, no matter how much the screen thickness is increased to form a thicker solder paste, problems such as solder flowing out during reflow soldering occur Was not obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の放熱装
置においては、配線基板・ヒートシンクベース間の半田
接続においては、半田フィレットを大きく、且つ厚くす
ることができなかったために、熱衝撃試験時などに半田
フィレット部にクラックなどの不良が発生していた。
In the conventional heat dissipation device described above, the solder fillet cannot be made large and thick in the solder connection between the wiring board and the heat sink base. In addition, defects such as cracks occurred in the solder fillet portion.

【0007】この発明は、放熱性に優れ、且つ熱衝撃試
験時にも不良の発生しない放熱装置を提供することを目
的とする。
It is an object of the present invention to provide a heat dissipation device which is excellent in heat dissipation and does not cause a defect during a thermal shock test.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の放熱装置は、発熱性の電子部品が搭載され
た配線基板の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置
において、前記配線基板が半田を介してヒートシンクと
熱的結合を行なうために設けられたパターン部の少なく
とも一部は前記配線基板外周より大きくし、且つ前記パ
ターンの配線基板からのはみ出し部を前記配線基板側に
屈曲したことを特徴とする放熱装置。前記パターン屈曲
部は少なくとも、前記配線基板中央より最も遠い配線基
板縁部に設けることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a heat dissipation device of the present invention is a heat dissipation device which radiates heat of a wiring board on which a heat-generating electronic component is mounted by a heat sink, wherein the wiring board is soldered. At least a part of the pattern portion provided to perform thermal coupling with the heat sink via the wiring board is larger than the outer periphery of the wiring board, and the protruding portion of the pattern from the wiring board is bent toward the wiring board side. Characteristic heat dissipation device. The pattern bending portion is provided at least at an edge of the wiring board farthest from the center of the wiring board.

【0009】発熱性の電子部品が搭載された配線基板の
熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、前
記配線基板が半田を介してヒートシンクと熱的結合を行
なうために設けられたパターン側の配線基板端部の少な
くとも一部に傾斜を設けることを特徴とする放熱装置。
前記配線基板の傾斜部は少なくとも、前記配線基板中央
より最も遠い配線基板縁部に設けることを特徴とする。
In a heat dissipation device for dissipating heat of a wiring board on which a heat-generating electronic component is mounted by a heat sink, the wiring board on the pattern side is provided for thermally coupling the wiring board to the heat sink via solder. A heat dissipation device, characterized in that at least a part of the end portion is provided with an inclination.
The inclined portion of the wiring board is provided at least at an edge of the wiring board farthest from the center of the wiring board.

【0010】発熱性の電子部品が搭載された配線基板の
熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、ヒ
ートシンクと半田を介して熱的結合を行なうパターン部
と共に前記配線基板端部の少なくとも一部を屈曲させる
ことを特徴とする放熱装置。前記配線基板の屈曲部は少
なくとも、前記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部
に設けることを特徴とする。
In a heat dissipation device for dissipating heat of a wiring board on which a heat-generating electronic component is mounted by a heat sink, at least a part of the end portion of the wiring board is bent together with a pattern portion which is thermally coupled to the heat sink via solder. A heat dissipation device characterized by: The bent portion of the wiring board is provided at least at the edge of the wiring board farthest from the center of the wiring board.

【0011】さらに、発熱性の電子部品が搭載された配
線基板の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置にお
いて、前記配線基板が半田を介して熱的結合を行なう前
記ヒートシンクの結合部に凸部を設け、且つ、前記凸部
は前記配線基板外形よりも小さくすることを特徴とする
放熱装置。前記ヒートシンクの凸部は少なくとも、前記
配線基板中央より最も遠い配線基板縁部下には設けない
ことを特徴とする。
Further, in the heat dissipation device for dissipating the heat of the wiring board on which the heat-generating electronic component is mounted by the heat sink, the wiring board is provided with the convex portion at the joint portion of the heat sink for thermally coupling through the solder. The heat dissipation device is characterized in that the convex portion is smaller than the outer shape of the wiring board. It is characterized in that the convex portion of the heat sink is not provided at least below the edge of the wiring board farthest from the center of the wiring board.

【0012】[0012]

【作用】上記手段により、配線基板の裏面パターン端部
の半田フィレットを増大させることができ、熱衝撃試験
時には応力を緩和することができるため、半田クラック
に対して耐性があり、且つ裏面パターン面積も増大する
ため、放熱性にも優れた放熱装置を得ることができる。
By the above means, the solder fillet at the end portion of the back surface pattern of the wiring board can be increased and the stress can be relieved during the thermal shock test, so that the back surface pattern area is resistant to solder cracks. Therefore, a heat dissipation device having excellent heat dissipation can be obtained.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図1はこの発明の一実施例を説明
するための放熱装置の構造断面図である。図において、
11は窒化アルミなどの配線基板であり、配線基板11
上には銅箔により回路パターン12を固着する。回路パ
ターン12の上にはFETトランジスタなどの大電力用
半導体素子13をTAB実装法などを用いて、回路パタ
ーン12とリード14で電気的に接続する。配線基板1
1の裏面には銅箔により裏面パターン15を形成する。
この裏面パターン15は配線基板11より大面積とし、
その端部はプレス加工により屈曲加工を行なった後、凹
部側が配線基板側となるように配線基板11に固着す
る。このとき屈曲部16は、裏面パターン15とヒート
シンクベース17との接合面から配線基板端面までの間
で屈曲する。半田18を用いることにより、配線基板1
1をヒートシンクベース17に接続する。そしてヒート
シンクベース17は、ねじ19を用いてヒートシンク2
0に取り付ける。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural cross-sectional view of a heat dissipation device for explaining an embodiment of the present invention. In the figure,
Reference numeral 11 denotes a wiring board such as aluminum nitride.
The circuit pattern 12 is fixed to the upper part by copper foil. On the circuit pattern 12, a high power semiconductor element 13 such as an FET transistor is electrically connected to the circuit pattern 12 by a lead 14 using a TAB mounting method or the like. Wiring board 1
A back surface pattern 15 is formed on the back surface of No. 1 using copper foil.
The back surface pattern 15 has a larger area than the wiring board 11,
After bending the end portion by press working, the end portion is fixed to the wiring board 11 so that the concave side becomes the wiring board side. At this time, the bent portion 16 is bent from the joint surface between the back surface pattern 15 and the heat sink base 17 to the end surface of the wiring board. By using the solder 18, the wiring board 1
1 is connected to the heat sink base 17. The heat sink base 17 is then attached to the heat sink 2 using the screws 19.
Attach to 0.

【0014】このとき半田18は裏面パターン15に形
成された屈曲部16下面に入りこむため、従来よりも大
きな半田フィレット21を形成することができる。通
常、半田接合部の疲労寿命Nfは、コフィン・マンソン
の式と呼ばれる、次式により与えられる。
At this time, the solder 18 enters the lower surface of the bent portion 16 formed on the back surface pattern 15, so that the solder fillet 21 larger than the conventional one can be formed. Usually, the fatigue life Nf of a solder joint is given by the following equation called the Coffin-Manson equation.

【0015】Nf=C・Δεn ただし、Δεは非弾性歪み範囲、Cおよびnは材料定数
である。
Nf = CΔε n where Δε is the inelastic strain range and C and n are material constants.

【0016】非弾性歪み範囲Δεは、配線基板11の裏
面半田付け部における半田厚みをt、基板中央からの距
離をlとした場合に、l/tとは比例関係にある。また
一般にΔεが小さいほど寿命Nfを延ばすことができ
る。従って、lを小さく、またtを大きくしてやれば疲
労寿命を延長してやることができる。しかしlを小さく
することは、配線基板を小さくすることであり、これは
配線基板上に形成された回路などに制限されるために、
大幅な縮小は困難である。tを大きくしてやればよい
が、単純に半田の形成厚みを増大させても、リフロー半
田付け時に半田が流れてしまい、効果的に厚みを稼ぐこ
とが困難であった。
The inelastic strain range Δε is proportional to 1 / t, where t is the solder thickness at the back side soldering portion of the wiring board 11 and 1 is the distance from the center of the board. In general, the smaller Δε is, the longer the life Nf can be extended. Therefore, if 1 is made small and t is made large, the fatigue life can be extended. However, making l smaller means making the wiring board smaller, and this is limited to circuits and the like formed on the wiring board.
Significant reduction is difficult. It suffices to increase t, but even if the thickness of the solder formed is simply increased, the solder will flow during reflow soldering, making it difficult to effectively increase the thickness.

【0017】そこで大きな応力の加わる配線基板縁部
に、裏面パターンによるはみ出し部を設け、このはみ出
し部を屈曲させることにより、はみ出し部分に半田溜ま
りを設け、応力集中部の半田厚を効果的に増大させてや
ることができる。半田厚のある応力集中部が熱衝撃を受
けた時にも、半田部で効果的に応力を吸収することがで
きる。
Therefore, a protruding portion due to the back surface pattern is provided at the edge portion of the wiring board to which a large stress is applied, and by bending the protruding portion, a solder pool is provided at the protruding portion and the solder thickness of the stress concentration portion is effectively increased. I can do it. Even when the stress-concentrated portion having the solder thickness receives a thermal shock, the solder portion can effectively absorb the stress.

【0018】従来の構造での半田厚みは150μm程度
であり、このような放熱装置において熱衝撃試験を行な
うと、100サイクル程度で半田クラックが発生してい
た。しかし、半田厚を300μmとした放熱装置におい
ては、300サイクル経過後においてもクラックは発生
しないことが実験により確認でき、十分な信頼性が確保
されることがわかった。そこでこの屈曲部においても数
100μm程度のそりを設ければ十分な効果が得られ
る。
In the conventional structure, the solder thickness is about 150 μm, and when a thermal shock test is performed on such a heat dissipation device, solder cracks occur in about 100 cycles. However, in the heat dissipation device with a solder thickness of 300 μm, it was confirmed by experiments that cracks did not occur even after 300 cycles, and it was found that sufficient reliability was ensured. Therefore, a sufficient effect can be obtained by providing a bend of about several hundred μm even in this bent portion.

【0019】また、このような構造により裏面パターン
面積も増大しているために、より放熱性の向上が図れ、
且つ応力に対しても強く信頼性の高い放熱装置を得るこ
とができる。
Further, since the back surface pattern area is also increased by such a structure, the heat dissipation can be further improved,
Further, it is possible to obtain a heat dissipation device which is strong against stress and has high reliability.

【0020】図2はこの発明の他の実施例を説明するた
めの斜視図である。この実施例では、配線基板11の上
面には銅箔により回路パターン12を固着する。また配
線基板11の裏面には銅箔により裏面パターン15が形
成されているが、配線基板11からのはみだし部は、配
線基板11の上面方向に屈曲して屈曲部16aを形成す
る。この屈曲部16aにより半田付け部の半田厚をかせ
ぐことができ、熱衝撃時の応力を吸収することができ
る。
FIG. 2 is a perspective view for explaining another embodiment of the present invention. In this embodiment, the circuit pattern 12 is fixed to the upper surface of the wiring board 11 with copper foil. Although the back surface pattern 15 is formed of copper foil on the back surface of the wiring board 11, the protruding portion from the wiring board 11 is bent toward the upper surface of the wiring board 11 to form a bent portion 16a. The bent portion 16a can increase the solder thickness of the soldering portion, and can absorb the stress at the time of thermal shock.

【0021】図3はこの発明の第1の他の実施例におけ
る斜視図である。この実施例は配線基板11の形状が長
方形であるために、特に応力は基板中央部から距離の大
きい短辺部に集中する。そこで、この短辺部のクラック
を防止するために、裏面パターン15の屈曲部16bは
この短辺部、2辺だけに設けてもよい。このことによ
り、第1の実施例と同様の効果が得られる。
FIG. 3 is a perspective view of a first other embodiment of the present invention. In this embodiment, since the wiring board 11 has a rectangular shape, the stress is particularly concentrated on the short side portion having a large distance from the central portion of the board. Therefore, in order to prevent cracks on the short sides, the bent portions 16b of the back surface pattern 15 may be provided only on the short sides and the two sides. As a result, the same effect as the first embodiment can be obtained.

【0022】また図4はこの発明の第2の他の実施例に
おける、配線基板11の斜視図である。配線基板中の角
部は基板中で基板中央より最も遠い点となり、矩形状の
基板においては4点存在することとなる。従って、この
点においては基板中で最も大きな応力が加わり、半田ク
ラックが発生することとなる。よって、この角部の半田
厚を増加させ、応力を吸収させることによって半田クラ
ックを防止することができる。そこで、この角部に裏面
パターン15をはみ出させ、この部分に屈曲部16cを
設ける。このような構造により、この角部における半田
厚みを増大させて応力を吸収し、クラックを防止するこ
とができる。
FIG. 4 is a perspective view of the wiring board 11 according to the second embodiment of the present invention. The corners in the wiring board are the points farthest from the board center in the board, and there are four points in the rectangular board. Therefore, at this point, the largest stress is applied to the substrate, and solder cracks occur. Therefore, solder cracks can be prevented by increasing the solder thickness at the corners and absorbing the stress. Therefore, the back surface pattern 15 is projected to this corner portion, and the bent portion 16c is provided at this portion. With such a structure, it is possible to increase the solder thickness at the corners, absorb the stress, and prevent cracks.

【0023】図5はこの発明の第3の他の実施例におけ
る、配線基板11の断面図である。裏面パターン15の
屈曲部16dは配線基板11の端面まで屈曲させてもよ
い。このことによって、半田が配線基板11の表面近傍
の高さまで濡れることによって、大きな半田フィレット
を形成することができる。このことにより半田厚を増加
したのと同様な効果が得られ、配線基板11縁部の応力
をこのフィレット部によって吸収することが可能とな
る。従って熱衝撃時に発生する半田クラックを防止でき
る。
FIG. 5 is a sectional view of a wiring board 11 according to a third embodiment of the present invention. The bent portion 16d of the back surface pattern 15 may be bent to the end surface of the wiring board 11. As a result, the solder wets to the height near the surface of the wiring board 11, and a large solder fillet can be formed. As a result, the same effect as when the solder thickness is increased is obtained, and the stress at the edge of the wiring board 11 can be absorbed by the fillet portion. Therefore, it is possible to prevent solder cracks generated at the time of thermal shock.

【0024】図6はこの発明の第4の他の実施例におけ
る、配線基板11の断面図である。このように裏面パタ
ーン15のはみ出し部を円弧状にした屈曲部16eを形
成することも可能である。この構造の場合においても配
線基板〜ヒートシンクベース間の半田付け部における応
力集中を半田厚を増加させることによって緩和させるこ
とができる。また、このような円弧状の屈曲部16eで
あれば、1点で屈曲させたときのように角が形成されな
いため、屈曲部の角に応力が集中するようなこともな
く、より半田クラックの防止に効果がある。
FIG. 6 is a sectional view of a wiring board 11 according to a fourth embodiment of the present invention. In this way, it is also possible to form the bent portion 16e in which the protruding portion of the back surface pattern 15 has an arc shape. Even in the case of this structure, the stress concentration in the soldering portion between the wiring board and the heat sink base can be alleviated by increasing the solder thickness. Further, in the case of such an arc-shaped bent portion 16e, a corner is not formed unlike when bent at one point, so that stress is not concentrated at the corner of the bent portion, and more solder cracks are generated. Effective in prevention.

【0025】さらに図7に示すこの発明の第5の他の実
施例のように、屈曲部16fを2段階もしくは数段階に
屈曲させても、屈曲部の角での応力集中は分散されるた
めに同様の効果が得られる。
Further, as in the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 7, even if the bending portion 16f is bent in two steps or several steps, the stress concentration at the corners of the bending portion is dispersed. The same effect can be obtained.

【0026】図8はこの発明の第6の他の実施例におけ
る、配線基板11の断面図である。このように配線基板
11の裏面の端部に傾斜部11aを設け、裏面パターン
15aをこの傾斜部にまで形成することによって、これ
までの実施例と同様に配線基板縁部の応力集中部の半田
厚みを増加させて、応力を緩和させることができ、半田
クラックを防止できる。
FIG. 8 is a sectional view of a wiring board 11 in a sixth embodiment of the present invention. In this way, the inclined portion 11a is provided at the end portion of the back surface of the wiring board 11 and the back surface pattern 15a is formed up to this inclined portion, so that the solder at the stress concentration portion at the edge portion of the wiring board is formed as in the previous embodiments. The thickness can be increased to relieve stress and prevent solder cracks.

【0027】図9はこの発明の第7の他の実施例におけ
る、配線基板11の断面図である。このように電子部品
配置上の問題の無い領域において、配線基板11の端部
11bを屈曲して、回路パターン12と裏面パターン1
5もそれぞれ屈曲する。これまでの実施例と同様に配線
基板縁部の応力集中部の半田厚みを増加させて、応力を
緩和させることができ、半田クラックを防止できる。こ
の実施例では、金属印刷配線板などの加工性に優れた基
板において特に有効である。
FIG. 9 is a sectional view of a wiring board 11 according to a seventh embodiment of the present invention. In this way, in the area where there is no problem in the arrangement of electronic components, the end portion 11b of the wiring board 11 is bent, and the circuit pattern 12 and the back surface pattern 1 are formed.
5 also bends, respectively. Similar to the above-described embodiments, the solder thickness at the stress concentration portion at the edge of the wiring board can be increased to relieve the stress and prevent solder cracks. This embodiment is particularly effective for a substrate having excellent workability such as a metal printed wiring board.

【0028】図10はこの発明の第8の他の実施例にお
ける放熱装置の構造断面図である。図において、31は
窒化アルミなどの配線基板であり、配線基板31上には
銅箔などにより回路パターン32が固着されている。回
路パターン32上にはFETトランジスタなどの大電力
用半導体素子33がTAB実装法などにより、回路パタ
ーン32とリード34で電気的に接続されている。配線
基板31の裏面には銅箔により裏面パターン35が形成
されている。そして半田36を用いることにより、配線
基板31をヒートシンクベース37に接続する。このヒ
ートシンクベースの配線基板下部には凸部38を配線基
板31の外形よりも小さくなるように形成する。そして
ヒートシンクベース37は、ねじ39を用いてヒートシ
ンク40に取り付ける。
FIG. 10 is a structural sectional view of a heat dissipation device in the eighth other embodiment of the present invention. In the figure, 31 is a wiring board made of aluminum nitride or the like, and a circuit pattern 32 is fixed on the wiring board 31 with copper foil or the like. On the circuit pattern 32, a high power semiconductor element 33 such as an FET transistor is electrically connected to the circuit pattern 32 by a lead 34 by a TAB mounting method or the like. A back surface pattern 35 is formed of copper foil on the back surface of the wiring board 31. Then, by using the solder 36, the wiring board 31 is connected to the heat sink base 37. A protrusion 38 is formed below the heat sink base on the wiring board so as to be smaller than the outer shape of the wiring board 31. Then, the heat sink base 37 is attached to the heat sink 40 using the screws 39.

【0029】このような構造の実施例にすることによっ
ても、配線基板11の縁部の応力集中部である半田フィ
レットの厚みや大きさを増加させて、応力を緩和させる
ことができ、半田クラックを防止できる。
Also with this embodiment having such a structure, it is possible to increase the thickness and size of the solder fillet, which is the stress concentration portion at the edge portion of the wiring board 11, to relieve the stress, and to prevent the solder crack. Can be prevented.

【0030】表1は、従来例と1〜9の各実施例におけ
る熱衝撃に対する試験結果を比較したものである。
Table 1 compares the test results with respect to thermal shock in the conventional example and each of Examples 1 to 9.

【0031】[0031]

【表1】 この試験条件は、−30℃〜85℃で30分サイクルで
行なっている。また配線基板には12.7mm×25.
4mm×0.635mmの窒化アルミ基板を使用してい
る。
[Table 1] The test conditions are 30 ° C. to 85 ° C. and a 30-minute cycle. In addition, the wiring board has 12.7 mm × 25.
A 4 mm × 0.635 mm aluminum nitride substrate is used.

【0032】表1から明らかなように、従来の場合は1
00サイクル程度で半田クラックが発生していたのに対
して、1〜9実施例ではいずれも、300サイクル後に
おいても半田クラックはまったく発生しておらず、十分
な信頼性が確保できることが確認できた。
As is clear from Table 1, in the conventional case, it is 1
It was confirmed that solder cracks were generated at about 00 cycles, whereas solder cracks were not generated at all even after 300 cycles in each of Examples 1 to 9 and it was confirmed that sufficient reliability could be secured. It was

【0033】[0033]

【発明の効果】以上記載したようにこの発明の放熱装置
によれば、良好な放熱性が得られるとともに、熱衝撃を
受けたときも応力を緩和して半田クラックを防止し、信
頼性の向上を図ることができる。
As described above, according to the heat dissipation device of the present invention, good heat dissipation can be obtained, and also when the thermal shock is applied, stress is relieved to prevent solder cracks and improve reliability. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例を説明するための構造断面
図。
FIG. 1 is a structural sectional view for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】図1の絶縁基板の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the insulating substrate of FIG.

【図3】この発明の他の実施例を説明するための斜視
図。
FIG. 3 is a perspective view for explaining another embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第2の他の実施例を説明するための
斜視図。
FIG. 4 is a perspective view for explaining a second other embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第3の他の実施例を説明するための
断面図。
FIG. 5 is a sectional view for explaining a third other embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第4の他の実施例を説明するための
断面図。
FIG. 6 is a sectional view for explaining a fourth another embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第5の他の実施例を説明するための
断面図。
FIG. 7 is a sectional view for explaining a fifth other embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第6の他の実施例を説明するための
断面図。
FIG. 8 is a sectional view for explaining a sixth embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第7の他の実施例を説明するための
断面図。
FIG. 9 is a sectional view for explaining a seventh other embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第8の他の実施例を説明するため
の構造断面図。
FIG. 10 is a structural sectional view for explaining an eighth embodiment of the present invention.

【図11】従来の放熱装置を説明するための構造断面
図。
FIG. 11 is a structural cross-sectional view for explaining a conventional heat dissipation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,31…絶縁基板、12,32…回路パターン、1
3,33…半導体素子、14,34…リード、15,3
5…裏面パターン、16…屈曲部、17,37…ヒート
シンクベース、18,36…半田、19,39…ねじ、
20,40…ヒートシンク、21…半田フィレット、3
8…凸部。
11, 31 ... Insulating substrate, 12, 32 ... Circuit pattern, 1
3, 33 ... Semiconductor element, 14, 34 ... Lead, 15, 3
5 ... Back surface pattern, 16 ... Bent portion, 17, 37 ... Heat sink base, 18, 36 ... Solder, 19, 39 ... Screw,
20, 40 ... Heat sink, 21 ... Solder fillet, 3
8 ... Convex part.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発熱性の電子部品が搭載された配線基板
の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、 前記配線基板が半田を介してヒートシンクと熱的結合を
行なうために設けられたパターン部の少なくとも一部
は、前記配線基板外周より大きくするとともに、前記パ
ターンの配線基板からのはみ出し部を前記配線基板側に
屈曲したことを特徴とする放熱装置。
1. A heat dissipation device for dissipating heat of a wiring board on which a heat-generating electronic component is mounted by means of a heat sink, wherein the wiring board is provided with a pattern portion provided for thermal coupling with the heat sink via solder. At least a part is made larger than the outer circumference of the wiring board, and a protruding portion of the pattern from the wiring board is bent toward the wiring board.
【請求項2】 前記パターン屈曲部は、少なくとも前記
配線基板中央より最も遠い配線基板縁部に設けることを
特徴とする請求項1記載の放熱装置。
2. The heat dissipation device according to claim 1, wherein the pattern bent portion is provided at least at a wiring board edge portion farthest from the center of the wiring board.
【請求項3】 発熱性の電子部品が搭載された配線基板
の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、 前記配線基板が半田を介してヒートシンクと熱的結合を
行なうために設けられたパターン側の配線基板端部の、
少なくとも一部に傾斜を設けることを特徴とする放熱装
置。
3. A heat dissipation device for dissipating heat of a wiring board on which a heat-generating electronic component is mounted by a heat sink, wherein the wiring board is provided on a pattern side provided for thermal coupling with the heat sink via solder. At the end of the wiring board,
A heat dissipation device characterized in that at least a part thereof is provided with an inclination.
【請求項4】 前記配線基板の傾斜部は、少なくとも前
記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部に設けること
を特徴とする請求項3記載の放熱装置。
4. The heat dissipation device according to claim 3, wherein the inclined portion of the wiring board is provided at least at an edge of the wiring board farthest from the center of the wiring board.
【請求項5】 発熱性の電子部品が搭載された配線基板
の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、
ヒートシンクと半田を介して熱的結合を行なうパターン
部と共に前記配線基板端部の少なくとも一部を屈曲させ
ることを特徴とする放熱装置。
5. A heat dissipation device for dissipating heat of a wiring board on which a heat-generating electronic component is mounted by a heat sink,
A heat dissipation device characterized in that at least a part of the end portion of the wiring board is bent together with a pattern portion that is thermally coupled to a heat sink via solder.
【請求項6】 前記配線基板の屈曲部は、少なくとも前
記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部に設けること
を特徴とする請求項5記載の放熱装置。
6. The heat dissipation device according to claim 5, wherein the bent portion of the wiring board is provided at least at an edge of the wiring board farthest from the center of the wiring board.
【請求項7】 発熱性の電子部品が搭載された配線基板
の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、 前記配線基板が半田を介して熱的結合を行なう前記ヒー
トシンクの結合部に凸部を設け、且つ前記凸部は前記配
線基板外形よりも小さくすることを特徴とする放熱装
置。
7. A heat dissipation device for dissipating heat of a wiring board on which a heat-generating electronic component is mounted by means of a heat sink, wherein the wiring board is provided with a convex portion at a joint portion of the heat sink for performing thermal coupling through solder. The heat dissipation device is characterized in that the convex portion is smaller than the outer shape of the wiring board.
【請求項8】 前記ヒートシンクの凸部は、少なくとも
前記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部下には設け
ないことを特徴とする請求項7記載の放熱装置。
8. The heat dissipation device according to claim 7, wherein the convex portion of the heat sink is not provided at least below the edge of the wiring board farthest from the center of the wiring board.
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