JPH09283664A

JPH09283664A - 回路モジュールの冷却装置

Info

Publication number: JPH09283664A
Application number: JP8094170A
Authority: JP
Inventors: Itsukou Murakami; 壱皇村上; Hidenori Ogawa; 英紀小川; Hiroshi Ubukata; 浩生方
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の主要な目的は、回路基板に大きな孔を
開けることなくＩＣチップの放熱を効率良く行える回路
モジュールの冷却装置を得ることにある。【解決手段】回路モジュールは、チップ搭載面5aを有す
る回路基板5 と、回路基板の接続パッド9 にリード15を
介して接続されたＩＣチップ14とを備えている。ＩＣチ
ップは、ポッティング樹脂20で覆われた第１のチップ面
14a およびその反対側の第２のチップ面14b とを有し、
この第２のチップ面をチップ搭載面に向けた姿勢で回路
基板に実装されている。チップ搭載面には、ＩＣチップ
を覆う放熱パネル24が取り付けられ、この放熱パネルに
第２のチップ面が接している。チップ搭載面とポッティ
ング樹脂との間には、ＩＣチップを支えるための支持部
材35が介在されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板に発熱す
るＩＣチップを含む回路素子を実装してなる回路モジュ
ールにおいて、特にそのＩＣチップの放熱を促進させる
ための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のブック形あるいはノート形のポー
タブルコンピュータには、大容量かつ多機能なＬＳＩパ
ッケージが搭載されている。この種のＬＳＩパッケージ
は、数多くのリードを有し、これらリードが回路基板上
の接続パッドに半田付けされている。

【０００３】ところで、このＬＳＩパッケージの大容量
化や多機能化は、チップサイズの大型化やリード本数の
増大を招き、その分、回路基板上でのＬＳＩパッケージ
の占有面積が大きくなる。このため、ＬＳＩパッケージ
の占有面積を抑制しつつ、リード本数の増大に対応する
ためには、上記リードのピッチを微細化することが必要
となってくる。

【０００４】リード本数の増大に適合し得るコンパクト
なＬＳＩパッケージとして、最近、ＴＣＰ（tape carri
er package）が注目されている。ＴＣＰは、数多くのリ
ードを有する柔軟なキャリアと、このキャリアに支持さ
れたＩＣチップとを備えている。このＴＣＰでは、キャ
リアの外周縁部に上記リードの先端が導出されており、
これらリードの先端が回路基板上の接続パッドに半田付
けされている。

【０００５】このようなＴＣＰは、従来のコンピュータ
に搭載されている一般的なパッケージであるＰＧＡ（pi
n grid array）やＱＦＰ（quad flat package ）に比べ
て消費電力が大きく、その分、発熱量も大きい。

【０００６】ところが、ＴＣＰは、ＩＣチップが樹脂に
よってモールドされておらず、このＩＣチップが外部に
そのまま露出されている。そのため、ＴＣＰは、上記Ｐ
ＧＡやＱＦＰに比較して機械的強度が弱く、多数の放熱
フィンを有するヒートシンクを直接取り付けることが困
難とされている。したがって、動作時の発熱量が大きい
ＴＣＰをコンピュータに搭載するに当たっては、回路基
板上でのＴＣＰの放熱性能を高めることが重要となって
くる。

【０００７】このＴＣＰの放熱を促進させるための方式
として、従来、上記回路基板にＩＣチップと向かい合う
開口部を形成するとともに、回路基板のＩＣチップとは
反対側の面に、銅系合金材料で作られたコールドプレー
トを配置し、このコールドプレートにＩＣチップの熱を
逃がすようにした放熱方式が知られている。

【０００８】この放熱方式によると、上記ＩＣチップ
は、上記リードが接続された面を回路基板とは反対側に
向けた、いわゆるフェースアップの姿勢で回路基板に実
装されている。また、上記コールドプレートは、上記開
口部に嵌まり込むような凸部を有し、この凸部は、上記
ＩＣチップと向かい合う受熱面を有している。この受熱
面の面積は、ＩＣチップの面積よりも大きく形成されて
おり、この受熱面に熱伝導性の接着剤を介して上記ＩＣ
チップが接着されている。このため、ＩＣチップの熱
は、凸部を通じて効率良くコールドプレートに伝えら
れ、このコールドプレートを介して外方に放熱されるよ
うになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この従来の放熱方式の
場合、ＩＣチップとコールドプレートとの接触面積を充
分に確保することができ、放熱の面では何等問題は生じ
ない。ところが、上記放熱方式によると、上記受熱面の
面積がＩＣチップの面積よりも大きいので、この放熱面
に連なる凸部が太く大きなものとなる。そのため、回路
基板の開口部にしても、上記凸部の挿通を可能とするた
め開口面積を増やす必要があり、それ故、回路基板にＩ
Ｃチップよりも大きな孔が開くことになる。

【００１０】すると、回路基板は、複数の配線層と絶縁
層とを交互に積層した多層構造をなしているため、配線
層は開口部を迂回するように形成しなくてはならず、開
口部の分だけ配線層のエリアが少なくなる。この結果、
所望の配線層を確保するためには、回路基板を大きく形
成しなくてはならず、その分、回路基板が大型化してコ
ンピュータをコンパクト化したいといった近年の要請に
逆行することになる。

【００１１】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、回路基板に大きな孔を開けることなくＩ
Ｃチップの放熱を効率良く行うことができ、回路基板の
大型化を防止できる回路モジュールの冷却装置を得るこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載された発明は、絶縁層によって覆わ
れた配線層と、多数の接続パッドが配置されたチップ搭
載面とを有する回路基板と；この回路基板の接続パッド
にリードを介して接続され、動作中に発熱するＩＣチッ
プと；を備えている。

【００１３】そして、上記ＩＣチップは、上記リードが
接続されるとともに、このリードの接続部を含む全面が
ポッティング材で覆われた第１のチップ面と、この第１
のチップ面とは反対側に位置された第２のチップ面とを
有し、このＩＣチップは、上記第２のチップ面を上記回
路基板のチップ搭載面とは反対側に向けた姿勢でこのチ
ップ搭載面に実装されているとともに、上記回路基板の
チップ搭載面に、上記ＩＣチップを覆う熱伝導性の放熱
カバーを取り付け、この放熱カバーに上記第２のチップ
面を介して上記ＩＣチップの熱を伝えるとともに、上記
回路基板のチップ搭載面と上記ＩＣチップとの間に、上
記ＩＣチップを支える弾性変形が可能な支持部材を介在
させたことを特徴としている。

【００１４】このような構成において、ＩＣチップの第
２のチップ面は、ポッティング材で覆われることなく露
出されているので、ＩＣチップの熱は、その多くが第２
のチップ面の全面から放熱カバーに逃がされる。放熱カ
バーは、熱伝導性を有しているので、この放熱カバーに
逃がされた熱は、放熱カバー全体に広く拡散され、回路
基板やＩＣチップの外方に放熱される。また、ＩＣチッ
プは、回路基板の方向から支持部材によって支えられて
いるので、ＩＣチップの第２のチップ面と放熱カバーと
の間に熱の伝達を妨げるような隙間が生じることはな
く、ＩＣチップから放熱カバーへの熱伝達を良好に行う
ことができる。

【００１５】また、ＩＣチップの熱の一部は、第１のチ
ップ面からポッティング材を経て支持部材に伝わり、こ
の支持部材から回路基板に逃がされる。そのため、ＩＣ
チップの熱を放熱カバーと回路基板との双方に逃がすこ
とができ、ＩＣチップの放熱性能を高めることができ
る。

【００１６】さらに、上記構成によると、ＩＣチップ
は、主要な放熱面となる第２のチップ面を回路基板とは
反対側に向けた姿勢でチップ搭載面に実装されているの
で、ＩＣチップの熱を受ける放熱カバーもチップ搭載面
に配置することができる。そのため、ＩＣチップの熱を
放熱カバーに逃がすに当たって、回路基板にＩＣチップ
を上回るような大きな孔を開ける必要はなく、配線層の
配線エリアが減小することはない。

【００１７】請求項２によれば、上記請求項１に記載の
放熱カバーは、複数の放熱フィンを有していることを特
徴としている。この構成によると、放熱カバーと空気と
の接触面積を充分に確保することができ、この放熱カバ
ーに伝えられたＩＣチップの熱を、空気中に効率良く放
熱することができる。

【００１８】請求項３によれば、上記請求項１又は２に
記載の回路基板は、上記支持部材に対応した位置に、互
いに間隔を存して配置された多数の小孔を有し、これら
小孔は、上記回路基板のチップ搭載面に開口された第１
の開口端と、上記回路基板のチップ搭載面とは反対側の
面に開口された第２の開口端とを備えていることを特徴
としている。

【００１９】この構成によると、支持部材に伝えられた
ＩＣチップの熱は、第１の開口端から小孔の内側の空間
を通して回路基板のチップ搭載面とは反対側に伝えら
れ、これら小孔の第２の開口端を介して空気中に逃がさ
れる。そのため、回路基板にＩＣチップの熱が籠るのを
防止でき、回路基板ひいてはＩＣチップの放熱性能を高
めることができる。

【００２０】また、小孔は、互いに間隔を存して配置さ
れているので、隣り合う小孔の間を利用して配線層を通
すことができる。このため、回路基板に孔を開けたにも
拘らず、配線層の配線エリアが減じられずに済む。

【００２１】請求項４によれば、上記請求項１に記載の
リードは、樹脂フィルムからなるキャリアに形成されて
おり、このキャリアの上記チップ搭載面と向かい合う面
に、上記リードの曲りを防止するサポートリングを取り
付けるとともに、上記支持部材は、上記サポートリング
とチップ搭載面との間に介在される延長部を有している
ことを特徴としている。

【００２２】この構成によると、ＩＣチップから支持部
材に伝えられた熱は、この支持部材の延長部に拡散され
ることになり、上記ＩＣチップの熱を延長部を介して回
路基板のより広い範囲に逃がすことができる。そのた
め、熱の拡散が効率良く行われ、ＩＣチップの放熱性を
高めることができる。

【００２３】また、サポートリングも支持部材の延長部
によって支えられるので、リードの撓みを防止できると
ともに、リードと接続パッドとの接続部分に無理な力や
応力が作用するのを防止できる。そのため、リードと接
続パッドとの接続の信頼性が向上し、耐衝撃性能も高く
なる。

【００２４】さらに、サポートリングと回路基板との接
触が回避されるので、このサポートリングを金属製とし
た場合でも、回路基板との間での短絡事故を未然に防止
することができる。

【００２５】請求項５によれば、上記請求項４の記載に
おいて、上記放熱カバーは、上記リードと上記接続パッ
ドとの接続部を連続して覆い隠しており、この放熱カバ
ーと上記回路基板とで囲まれる空間部分に、合成樹脂製
の封止材を充填したことを特徴としている。

【００２６】この構成によると、リードと放熱カバーお
よび回路基板との間の隙間が封止材によって埋められる
ので、リードの撓みや振動ならびに熱ストレスによる破
損が抑えられる。そのため、リードの断線やリードと接
続パッドとの剥離を確実に防止することができ、リード
の接続部の耐衝撃性能が向上する。

【００２７】しかも、ＩＣチップの熱は、封止材を介し
て放熱カバーや回路基板に伝えられるので、ＩＣチップ
の熱を放熱カバーおよび回路基板の広い範囲に亘って逃
がすことができる。このため、放熱カバーの内側に局部
的な熱溜まりが生じることもない。

【００２８】上記目的を達成するため、請求項６に記載
された発明は、絶縁層によって覆われた配線層と、多数
の接続パッドが配置されたチップ搭載面とを有する回路
基板と；この回路基板の接続パッドにリードを介して接
続され、動作中に発熱するＩＣチップと；を備えてい
る。

【００２９】そして、上記ＩＣチップは、上記リードが
接続されるとともに、このリードの接続部を含む全面が
ポッティング材で覆われた第１のチップ面と、この第１
のチップ面とは反対側に位置された第２のチップ面とを
有し、このＩＣチップは、上記第２のチップ面を上記回
路基板のチップ搭載面とは反対側に向けた姿勢でこのチ
ップ搭載面に実装されているとともに、上記回路基板の
チップ搭載面に、上記リードと上記接続パッドとの接続
部分および上記ＩＣチップを一体的に覆い隠す熱伝導性
の放熱カバーを取り付け、この放熱カバーに上記第２の
チップ面を介して上記ＩＣチップの熱を伝えるととも
に、上記放熱カバーと上記回路基板とで囲まれた空間部
分に、上記ＩＣチップおよび上記リードを一体にモール
ドする合成樹脂製の封止材を充填したことを特徴として
いる。

【００３０】この構成によると、ＩＣチップの第２のチ
ップ面は、ポッティング材で覆われることなく露出され
ているので、ＩＣチップの熱は、その多くが第２のチッ
プ面の全面から放熱カバーに逃がされる。放熱カバー
は、熱伝導性を有しているので、この放熱カバーに逃が
された熱は、放熱カバー全体に拡散され、回路基板やＩ
Ｃチップの外方に放熱される。また、ＩＣチップと回路
基板との間は、封止材によって埋められるので、このＩ
Ｃチップの熱を封止材を介して回路基板に逃がすことが
できる。

【００３１】それとともに、ＩＣチップは、回路基板の
方向から封止材によって支えられるので、ＩＣチップの
第２のチップ面と放熱カバーとの間に、熱の伝達を妨げ
るような隙間が生じることはなく、ＩＣチップから放熱
カバーへの熱伝達を良好に行うことができる。この結
果、ＩＣチップの熱を回路基板と放熱カバーの双方に逃
がすことができ、ＩＣチップの放熱性能を高めることが
できる。

【００３２】また、ＩＣチップは、主要な放熱面となる
第２のチップ面を回路基板とは反対側に向けた姿勢でチ
ップ搭載面に実装されているので、ＩＣチップの熱を受
ける放熱カバーもチップ搭載面に配置することができ
る。そのため、ＩＣチップの熱を放熱カバーに逃がすに
当たって、回路基板に孔を開ける必要はなく、配線層の
配線エリアが減小することはない。

【００３３】さらに、上記構成によると、リードを始め
として、このリードと接続パッドとの接続部分が封止材
により一体にモールドされるので、リードの撓みや振動
をより確実に防止することができる。そのため、リード
の断線やリードと接続パッドとの剥離を防止することが
でき、リードの接続部の耐衝撃性能が向上する。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下本発明の第１の実施の形態
を、図１ないし図３にもとづいて説明する。図１は、ブ
ック形のポータブルコンピュータ１を示している。この
コンピュータ１は、偏平な四角形箱状をなす筐体２を備
えている。この筐体２の上面には、フラットパネル形の
ディスプレイユニット３とキーボード４が支持されてい
る。

【００３５】筐体２の内部には、回路基板５が収容され
ている。回路基板５は、チップ搭載面となる表面５ａ
と、この表面５ａとは反対側に位置された裏面５ｂとを
有している。この回路基板５は、裏面５ｂを筐体２の底
壁２ａに向けた姿勢でこの底壁２ａに支持されている。

【００３６】図２の（Ｂ）に示すように、回路基板５
は、複数の信号配線層６と、複数の絶縁層７とを交互に
積層してなる多層構造をなしている。絶縁層７は、回路
基板５の表面５ａおよび裏面５ｂに露出され、上記信号
配線層６を覆っている。

【００３７】図２の（Ａ）に示すように、回路基板５の
表面５ａには、ＬＳＩ実装部８が形成されている。ＬＳ
Ｉ実装部８は、数多くの接続パッド９を有している。接
続パッド９は、回路基板５の表面５ａに形成されてお
り、これら接続パッド９は、所望の信号配線層６に電気
的に接続されている。

【００３８】回路基板５の表面５ａには、ＬＳＩパッケ
ージの一種であるＴＣＰ（tapecarrier package ）１２
が実装されている。ＴＣＰ１２は、コンピュータ１の機
能の多様化要求に伴う高速化および大容量化のために、
動作中の消費電力が大きくなっており、それに伴い発熱
量も非常に大きなものとなっている。

【００３９】図３に示すように、ＴＣＰ１２は、柔軟な
樹脂フィルムからなるキャリア１３と、このキャリア１
３に支持されたＩＣチップ１４とを備えている。キャリ
ア１３は、四つの縁部１３ａ〜１３ｄを有する四角形状
をなしている。このキャリア１３には、銅箔からなる数
多くのリード１５が形成されている。各リード１５は、
キャリア１３の縁部１３ａ〜１３ｄから外方に導出され
たアウターリード部１５ａと、このアウターリード部１
５ａとは反対側に位置されたインナーリード部１５ｂと
を有している。アウターリード部１５ａは、図２の
（Ａ）に示すように、Ｌ形状（ガルウィング形状）に曲
げられている。

【００４０】また、キャリア１３のリード１５側の面に
は、サポートリング１７が取り付けられている。サポー
トリング１７は、リード１５の曲りを防止するためのも
ので、金属又は合成樹脂材料にて構成されている。この
サポートリング１７は、キャリア１３の外周縁部に沿う
ような四角形枠状をなしている。

【００４１】ＩＣチップ１４は、第１のチップ面１４ａ
と、この第１のチップ面１４ａとは反対側に位置された
第２のチップ面１４ｂとを有する略正方形状をなしてい
る。ＩＣチップ１４の第１のチップ面１４ａの外周部に
は、数多くのバンプ１８が形成されており、これらバン
プ１８にリード１５のインナーリード部１５ｂが半田付
けされている。

【００４２】これらバンプ１６とインナーリード部１５
ｂとの接続部は、ポッティング樹脂２０によって覆われ
ている。ポッティング樹脂２０は、上記インナーリード
部１５ｂの接続部ばかりでなく、第１のチップ面１４ａ
の全面を一体に覆っている。また、このポッティング樹
脂２０は、ＩＣチップ１４の第２のチップ面１４ｂには
存在せず、この第２のチップ面１４ｂは、導電性を有す
るメッキ層または保護シート（図示せず）によって覆わ
れている。

【００４３】図２の（Ａ）に示すように、ＴＣＰ１２
は、ＩＣチップ１４の第２のチップ面１４ｂを回路基板
５とは反対側に向けた、いわゆるフェースダウンの姿勢
で上記回路基板５のＬＳＩ実装部８に実装されている。
そして、ＴＣＰ１２のアウターリード部１５ａは、回路
基板５の表面５ａの接続パッド９に半田付けされてお
り、このことにより、ＴＣＰ１２が回路基板５に保持さ
れている。

【００４４】この場合、図２の（Ｃ）に示すように、ア
ウターリード部１５ａは、Ｌ形状に曲げられているの
で、ＴＣＰ１２のＩＣチップ１４およびサポートリング
１７は、回路基板５の表面５ａから離間されている。

【００４５】ところで、回路基板５の表面５ａには、放
熱カバー２４が取り付けられている。放熱カバー２４
は、銅系合金材料のような熱伝導性に優れた金属材料に
て構成され、上記ＴＣＰ１２を覆い隠している。

【００４６】この放熱カバー２４は、パネル部２５を有
している。パネル部２５は、ＴＣＰ１２よりも大きな平
面形状を有する平坦な四角形状をなしている。このパネ
ル部２５は、ＴＣＰ１２と向かい合う裏面２５ａと、上
記筐体２の内部に露出された表面２５ｂとを有してい
る。パネル部２５の裏面２５ａの外周部には、回路基板
５に向けて下向きに延びる周壁２７が一体に形成されて
いる。周壁２７は、パネル部２５の周方向に連続して形
成されており、この周壁２７により上記ＴＣＰ１２のア
ウターリード部１５ａと接続パッド９との接続部分が取
り囲まれている。周壁２７は、回路基板５の表面５ａに
突き合わされる平坦な合面２９を有している。合面２９
は、四つのねじ孔２８を有し、これらねじ孔２８は、周
壁２７の四つの角部に位置されている。

【００４７】図３に示すように、回路基板５のＬＳＩ実
装部８には、四つの取り付け孔３０が開口されている。
取り付け孔３０は、回路基板５の表面５ａおよび裏面５
ｂに開口されている。これら取り付け孔３０は、上記放
熱カバー２４を回路基板５の表面５ａに載置した時に、
この放熱カバー２４のねじ孔２８に連なっている。

【００４８】各取り付け孔３０には、回路基板５の裏面
５ｂの方向からねじ３１が挿通されている。ねじ３１
は、回路基板５を貫通して放熱カバー２４のねじ孔２８
にねじ込まれている。このねじ込みにより、放熱カバー
２４の周壁２７の合面２９が回路基板５の表面５ａに突
き合わされ、上記放熱カバー２４が回路基板５に固定さ
れている。そして、放熱カバー２４は、回路基板５の表
面５ａと協同して外方から遮蔽された空間部分３２を構
成しており、この空間部分３２に上記ＴＣＰ１２が収め
られている。このため、放熱カバー２４は、ＴＣＰ１２
を外部の衝撃から保護する機能を兼ね備えている。

【００４９】図２の（Ｃ）に示すように、パネル部２５
の裏面２５ａは、上記ＩＣチップ１４の第２のチップ面
１４ｂやキャリア１３と向かい合っている。この裏面２
５ｂの中央部は、熱伝導性を有するグリス３３を介して
ＩＣチップ１４の第２のチップ面１４ｂに接している。
そのため、ＴＣＰ１２の動作に伴ってＩＣチップ１４が
発熱すると、このＩＣチップ１４の熱は、第２のチップ
面１４ｂからグリス３３を経てパネル部２５に逃がされ
るようになっている。

【００５０】回路基板５の表面５ａと上記ＩＣチップ１
４との間には、軟質な支持部材３５が介在されている。
支持部材３５は、例えばシリコーン樹脂にアルミナを添
加してなるゴム状の弾性体であり、熱伝導性を有してい
る。この支持部材３５は、放熱カバー２４を回路基板５
にねじ止めした時に、ポッティング樹脂２０と回路基板
５との間で圧縮され、ＩＣチップ１４の熱を回路基板５
に逃がすようになっている。

【００５１】支持部材３５は、回路基板５の方向からＩ
Ｃチップ１４を支えており、本実施形態の場合は、上記
支持部材３５の弾性によってＩＣチップ１４がパネル部
２５に向けて押圧されている。そのため、ＩＣチップ１
４の第２のチップ面１４ｂは、パネル部２５の裏面２５
ａに押し付けられている。

【００５２】このような構成において、コンピュータ１
が動作すると、ＴＣＰ１２の電力消費に伴いＩＣチップ
１４が発熱する。このＩＣチップ１４の第２のチップ面
１４ｂは、ポッティング樹脂２０で覆われることなく露
出されているので、ＩＣチップ１４の熱は、その多くが
第２のチップ面１４ｂの全面からグリス３３を介して放
熱カバー２４のパネル部２５に直接伝えられる。

【００５３】この場合、ＩＣチップ１４の第２のチップ
面１４ｂは、パネル部２５の裏面２５ａに押し付けられ
ているので、ＩＣチップ１４とパネル部２５との間に熱
の伝達を妨げるような隙間が生じることはない。そのた
め、ＩＣチップ１４からパネル部２５への熱伝達を効率
良く行うことができる。

【００５４】放熱カバー２４は、熱を伝えやすい銅系合
金製であるから、パネル部２５に伝えられたＩＣチップ
１４の熱は、放熱カバー２４のパネル部２５および周壁
２７に亘って広く拡散され、ここから空気中に放熱され
る。

【００５５】また、ＩＣチップ１４の第１のチップ面１
４ａを覆うポッティング樹脂２０は、熱伝導性を有する
支持部材３５を介して回路基板５に接しているので、Ｉ
Ｃチップ１４の熱は、第１のチップ面１４ａからポッテ
ィング樹脂２０を経て回路基板５に逃がされる。

【００５６】したがって、ＩＣチップ１４の熱を放熱カ
バー２４と回路基板５との双方に効率良く逃がすことが
でき、ＩＣチップ１４の放熱性能を高めることができ
る。さらに、上記構成によると、ＩＣチップ１４は、主
要な放熱面となる第２のチップ面１４ｂを回路基板５と
は反対側に向けた、いわゆるフェースダウンの姿勢で回
路基板５の表面５ａに実装されているので、ＩＣチップ
１４の熱を受ける放熱カバー２４も回路基板５の表面５
ａに配置することができる。

【００５７】そのため、ＩＣチップ１４の熱を放熱カバ
ー２４に逃がすに当たって、従来のように回路基板５に
ＩＣチップ１４を上回るような大きな孔を開ける必要は
ない。この結果、回路基板５上から信号配線層６の配線
エリアが減じられることはなく、信号配線層６を無理な
く形成できるとともに、回路基板５の大型化を防止する
ことができる。

【００５８】なお、本発明は、上記第１の実施の形態に
特定されるものではなく、図４に本発明の第２の実施の
形態を示す。この第２の実施の形態は、主に放熱カバー
２４の形状が上記第１の実施の形態と相違しており、そ
れ以外の構成は第１の実施の形態と同様である。そのた
め、第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態
と同一の構成部分には、同一の参照符合を付してその説
明を省略する。

【００５９】図４に示すように、放熱カバー２４は、パ
ネル部２５の表面２５ａに複数の放熱フィン４１を一体
に有している。放熱フィン４１は、互いに間隔を存して
配置されており、ＩＣチップ１４に対応した位置からキ
ーボード４に向けて上向きに延びている。

【００６０】このような構成によると、放熱フィン４１
の存在により、パネル部２５と空気との接触面積が増大
し、パネル部２５に伝わるＩＣチップ１４の熱を効率良
く空気中に放熱することができる。そのため、パネル部
２５ひいてはＩＣチップ１４の放熱効果が向上する。

【００６１】なお、この第２の実施の形態において、放
熱フィン４１の先端をキーボード４の下面に接触させれ
ば、ＩＣチップ１４の熱を放熱カバー２４から放熱フィ
ン４１を介してキーボード４に逃がすことができる。そ
のため、キーボード４を一種のヒートシンクとして利用
することができ、ＩＣチップ１４の熱をより広範囲に亘
って拡散させることができる。

【００６２】また、図５は、本発明の第３の実施の形態
を開示している．この第３の実施の形態は、主に回路基
板５の構成が上記第１の実施の形態と相違しており、そ
れ以外の構成は第１の実施の形態と同様である。そのた
め、この第３の実施の形態においても、上記第１の実施
の形態と同一の構成部分には、同一の参照符合を付して
その説明を省略する。

【００６３】図５の（Ａ）に示すように、回路基板５
は、支持部材３５と向かい合う部分に多数の小孔５１を
有している。小孔５１は、ＩＣチップ１４よりも遥かに
小さな径を有し、これら小孔５１は、支持部材３５と回
路基板５とが接触する部分において、互いに間隔を存し
てエリア状に配置されている。

【００６４】小孔５１は、回路基板５の表面５ａに開口
された第１の開口端５１ａと、回路基板５の裏面５ｂに
開口された第２の開口端５１ｂとを有している。第１の
開口端５１ａは、支持部材３５によって閉塞されている
とともに、第２の開口端５１ｂは、回路基板５の裏面５
ｂを通じて筐体２の内部に開放されている。

【００６５】また、図５の（Ｂ）に示すように、回路基
板５の信号配線層６は、隣り合う小孔５１の間を縫うよ
うにして配置されている。このような構成によると、Ｉ
Ｃチップ１４の熱は、支持部材３５を介して回路基板５
の表面５ａに伝えられる。この熱は、小孔５１の第１の
開口端５１ａから小孔５１の内側の空間を通じて回路基
板５の裏面５ｂに伝えられ、これら小孔の第２の開口端
５１ｂを介して空気中に放熱される。

【００６６】そのため、回路基板５に伝えられるＩＣチ
ップ１４の熱を、効率良く回路基板５の外方に逃がすこ
とができ、回路基板５にＩＣチップ１４の熱が籠り難く
なる。したがって、回路基板５ひいてはＩＣチップ１４
の放熱性能を高めることができる。

【００６７】しかも、小孔５１は、互いに間隔を存して
配置されているので、隣り合う小孔５１の間に生じたス
ペースを利用して信号配線層６を通すことができる。そ
のため、信号配線層６の配線エリアが減じられずに済
み、回路基板５の大型化を防止できる。

【００６８】図６は、本発明の第４の実施の形態を開示
している。この第４の実施の形態は、上記第２の実施の
形態と第３の実施の形態とを組み合わせたものである。

【００６９】すなわち、図６に示すように、ＴＣＰ１２
を覆う放熱カバー２４は、パネル部２５の表面２５ｂに
複数の放熱フィン４１を有している。また、回路基板５
は、支持部材５との対向部に複数の小孔５１を有し、こ
れら小孔５１は、支持部材３５と回路基板５とが接触す
る部分において、互いに間隔を存してエリア状に配置さ
れている。

【００７０】この構成によれば、パネル部２５に伝わる
ＩＣチップ１４の熱を、放熱フィン４１を介して空気中
に効率良く放熱することができる。また、支持部材３５
から回路基板５に伝わる熱を、小孔５１の内側の空間を
通じて回路基板５の裏面５ｂから空気中に放熱すること
ができる。したがって、ＩＣチップ１４の熱を回路基板
５の表面５ａと裏面５ｂとから効率良く空気中に放熱す
ることができ、ＩＣチップ１４の放熱性能をより一層高
めることができる。

【００７１】図７は、本発明の第５の実施の形態を開示
している。この第５の実施の形態は、支持部材３５の構
成が上記第１の実施の形態と相違しており、それ以外の
構成は第１の実施の形態と同様である。そのため、この
第５の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同
一の構成部分には、同一の参照符合を付してその説明を
省略する。

【００７２】図７に示すように、支持部材３５は、ＴＣ
Ｐ１２のサポートリング１７と回路基板５の表面５ａと
の間に介在される延長部６１を有している。この延長部
６１は、支持部材３５に一体に成形され、上記サポート
リング１７を下方から支えている。

【００７３】この構成によると、ポッティング樹脂２０
から支持部材３５に伝えられたＩＣチップ１４の熱は、
支持部材３５の延長部６１に拡散される。そのため、上
記ＩＣチップ１４の熱を延長部６１を介して回路基板５
のより広い範囲に逃がすことができ、熱の拡散を効率良
く行うことができる。

【００７４】また、サポートリング１７が支持部材３５
の延長部６１によって支えられるので、リード１５の撓
みを確実に防止できるとともに、これらリード１５と接
続パッド９との接続部分に無理な力や応力が作用するの
を防止できる。そのため、リード１５と接続パッド９と
の接続の信頼性が向上し、リード１５の接続部の耐衝撃
性能が向上する。

【００７５】その上、延長部６１の存在により、サポー
トリング１７と回路基板５との接触が回避されるので、
このサポートリング１７を金属製とした場合でも、回路
基板５との間での短絡事故を未然に防止できるといった
利点もある。

【００７６】さらに、図８は、本発明の第６の実施の形
態を示している。この第６の実施の形態は、上記第１の
実施の形態をさらに発展させたものである。図８に示す
ように、放熱カバー２４と回路基板５とで囲まれた空間
部分３２には、封止材７２が封入されている。

【００７７】封止材７２は、例えば熱伝導性を有する合
成樹脂材料に溶剤を加えたもので、上記空間部分３２に
封入される以前の段階では、液状をなしている。この封
止材７２は、放熱カバー２４のパネル部２５に開けた複
数の注入口７３から図示しないノズルを用いて注入さ
れ、この注入後に空間部分３２で硬化されるようになっ
ている。この封止材７２は、空間部分３２を隙間なく埋
めている。そのため、ＴＣＰ１２のキャリア１３、リー
ド１５およびサポートリング１７を始めとして、リード
１５と接続パッド９との接続部は、上記封止材７２によ
って一体的にモールドされている。

【００７８】このような構成によれば、ＴＣＰ１２が封
止材７２によってモールドされ、この封止材７２が回路
基板５の表面５ａや放熱カバー２４に接しているので、
ＩＣチップ１４の熱を封止材７２を介して回路基板５や
放熱カバー２４の広い範囲に亘って逃がすことができ
る。そのため、放熱カバー２４の内側に局部的な熱溜ま
りが生じることもなく、ＩＣチップ１４の放熱性能の向
上により一層寄与することになる。

【００７９】しかも、リード１５を始めとして、これら
リード１５と接続パッド９との接続部分が封止材７２に
よって固められるので、リード１５の撓みや振動を確実
に防止することができる。そのため、リード１５の断線
あるいはリード１５と接続パッド９との剥離を防止する
ことができ、リード１５の接続部の耐衝撃性能が向上す
る。

【００８０】図９は、本発明の第７の実施の形態を開示
している。この第７の実施の形態は、上記第６の実施の
形態と極めて類似した関係にあり、この第６の実施の形
態と同一の構成部分には、同一の参照符合を付してその
説明を省略する。

【００８１】すなわち、この第７の実施の形態では、上
記封止材７２は、回路基板５の小孔５１を利用して上記
空間部分３２に注入されている。そのため、図９の
（Ａ）に示すように、放熱カバー２４を回路基板５にね
じ止めした状態においても、ＴＣＰ１２のポッティング
樹脂２０と回路基板５の表面５ａとの間に支持部材は存
在せず、小孔５１の第１の開口端５１ａは、空間部分３
２にそのまま開口されて、上記ポッティング樹脂２０と
向かい合っている。

【００８２】そして、小孔５１から空間部分３２に注入
された封止材７２は、空間部分３２で硬化されて、この
空間部分３２を隙間なく埋めている。そのため、ＴＣＰ
１２のキャリア１３、リード１５およびサポートリング
１７を始めとして、上記リード１５と接続パッド９との
接続部分は、上記封止材７２によって一体的にモールド
されている。それとともに、封止材７２は、回路基板５
とＩＣチップ１４およびサポートリング１７との間にも
充填され、これらＩＣチップ１４およびサポートリング
１７を支えている。

【００８３】このような構成によれば、ＴＣＰ１２は、
ＩＣチップ１４の主要な放熱面となる第２のチップ面１
４ｂを回路基板５とは反対側に向けた姿勢で回路基板５
の表面５ａに実装されているので、このＩＣチップ１４
の熱を受ける放熱カバー２４も回路基板５の表面５ａに
配置できる。

【００８４】しかも、ＩＣチップ１４と回路基板５との
間は、封止材７２によって埋められるので、この封止材
７２を利用してＩＣチップ１４の熱を回路基板５に逃が
すことができる。

【００８５】それとともに、ＩＣチップ１４は封止材７
２によって回路基板５の方向から支えられるので、ＩＣ
チップ１４の第２のチップ面１４ｂと放熱カバー２４の
パネル部２５との間に、熱の伝達を妨げるような隙間が
生じることはなく、ＩＣチップ１４から放熱カバー２４
への熱伝達を効率良く行うことができる。

【００８６】したがって、ＩＣチップ１４の放熱を行う
に当たって、回路基板５に大きな孔を開ける必要もな
く、信号配線層６の配線エリアが減じられることはな
い。また、上記構成によると、リード１５を始めとし
て、これらリード１５と接続パッド９との接続部分が封
止材７２によって固められるので、リード１５の撓みや
振動を確実に防止することができる。そのため、リード
１５の断線あるいはリード１５と接続パッド９との剥離
を防止することができ、リード１５の接続部の耐衝撃性
能が向上するといった利点がある。

【００８７】なお、本発明に係る回路モジュールの冷却
装置は、ポータブルコンピュータ用に特定されるもので
はなく、その他の電子機器や種々の分野に適用可能なこ
とは勿論である。

【００８８】

【発明の効果】請求項１によれば、ＩＣチップの熱を放
熱カバーと回路基板との双方に効率良く逃がすことがで
き、このＩＣチップの放熱性能を高めることができる。
しかも、ＩＣチップは、主要な放熱面となる第２のチッ
プ面を回路基板とは反対側に向けた姿勢でチップ搭載面
に実装されているので、放熱カバーもチップ搭載面に配
置することができる。そのため、ＩＣチップの熱を放熱
カバーに逃がすに当たって、回路基板にＩＣチップを上
回るような大きな孔を開ける必要はなく、配線層の配線
エリアが減じられずに済む。したがって、配線層を形成
する上での自由度が増大するとともに、回路基板の大型
化を防止することができる。

【００８９】請求項２によれば、放熱カバーと空気との
接触面積を充分に確保することができ、この放熱カバー
に伝えられたＩＣチップの熱を、空気中に効率良く放熱
することができる。

【００９０】請求項３によれば、支持部材に伝えられた
ＩＣチップの熱を、小孔の内側の空間を介して空気中に
逃がすことができ、回路基板にＩＣチップの熱が籠るの
を防止できる。そのため、回路基板ひいてはＩＣチップ
の放熱性能をより高めることができる。

【００９１】請求項４によれば、ＩＣチップの熱を延長
部を介して回路基板のより広い範囲に逃がすことができ
る。そのため、熱の拡散が効率良く行われ、ＩＣチップ
の放熱性を高めることができる。また、サポートリング
の存在により、リードの撓みを防止できるとともに、リ
ードと接続パッドとの接続部分に無理な力や応力が作用
するのを防止できる。したがって、リードと接続パッド
との接続の信頼性が向上し、リードの接続部の耐衝撃性
能が高くなる。さらに、サポートリングと回路基板との
接触が回避されるので、このサポートリングを金属製と
した場合でも、回路基板との間の短絡事故を未然に防止
することができる。

【００９２】請求項５によれば、封止材の存在により、
リードの撓みや振動および熱ストレスによる破損をより
確実に防止することができる。そのため、リードの断線
やリードと接続パッドとの剥離を防止することができ、
リードの接続部の耐衝撃性能が向上する。しかも、ＩＣ
チップの熱を、封止材を介して放熱カバーおよび回路基
板の広い範囲に亘って逃がすことができ、放熱カバーの
内側に局部的な熱溜まりが生じることもない。

【００９３】請求項６によれば、ＩＣチップの熱を放熱
カバーと回路基板との双方に効率良く逃がすことがで
き、このＩＣチップの放熱性能を高めることができる。
しかも、ＩＣチップは、主要な放熱面となる第２のチッ
プ面を回路基板とは反対側に向けた姿勢でチップ搭載面
に実装されているので、放熱カバーもチップ搭載面に配
置することができる。そのため、ＩＣチップの熱を放熱
カバーに逃がすに当たって、回路基板に孔を開ける必要
はなく、配線層の配線エリアが減じられずに済む。した
がって、配線層を形成する上での自由度が増大するとと
もに、回路基板の大型化を防止することができる。ま
た、封止材の存在により、リードの撓みや振動をより確
実に防止することができる。そのため、リードの断線や
リードと接続パッドとの剥離を防止することができ、リ
ードの接続部の耐衝撃性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態において、ＴＣＰを
収容した筐体を一部断面で示すポータブルコンピュータ
の側面図。

【図２】（Ａ）は、回路基板、ＴＣＰおよび放熱カバー
を互いに分離させた状態を示す断面図。（Ｂ）は、図２
の（Ａ）のＡ部を拡大して示す断面図。（Ｃ）は、回路
基板に放熱カバーを取り付けた状態を示す断面図。

【図３】回路基板、ＴＣＰおよび放熱カバーを互いに分
離させた状態を示す斜視図。

【図４】本発明の第２の実施の形態において、回路基板
に放熱カバーを取り付けた状態を示す断面図。

【図５】（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態におい
て、回路基板に放熱カバーを取り付けた状態を示す断面
図。（Ｂ）は、図５の（Ａ）のＢ部を拡大して示す断面
図。

【図６】本発明の第４の実施の形態において、回路基板
に放熱カバーを取り付けた状態を示す断面図。

【図７】本発明の第５の実施の形態において、回路基板
に放熱カバーを取り付けた状態を示す断面図。

【図８】本発明の第６の実施の形態において、回路基板
に取り付けた放熱カバーの内側に封止材を充填した状態
を示す断面図。

【図９】（Ａ）は、本発明の第７の実施の形態におい
て、回路基板に放熱カバーを取り付けた状態を示す断面
図。（Ｂ）は、回路基板に取り付けた放熱カバーの内側
に封止材を充填した状態を示す断面図。

【符合の説明】

５…回路基板５ａ…チップ搭載面（表面）６…配線層（信号配線層）７…絶縁層９…接続パッド１４…ＩＣチップ１４ａ…第１のチップ面１４ｂ…第２のチップ面１５…リード２０…ポッティング材（ポッティング樹脂）２４…放熱カバー３５…支持部材７２…封止材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁層によって覆われた配線層と、多数
の接続パッドが配置されたチップ搭載面とを有する回路
基板と；この回路基板の接続パッドにリードを介して接
続され、動作中に発熱するＩＣチップと；を備えている
回路モジュールの冷却装置において、上記ＩＣチップは、上記リードが接続されるとともに、
このリードの接続部を含む全面がポッティング材で覆わ
れた第１のチップ面と、この第１のチップ面とは反対側
に位置された第２のチップ面とを有し、このＩＣチップ
は、上記第２のチップ面を上記回路基板のチップ搭載面
とは反対側に向けた姿勢でこのチップ搭載面に実装され
ているとともに、上記回路基板のチップ搭載面に、上記ＩＣチップを覆う
熱伝導性の放熱カバーを取り付け、この放熱カバーに上
記第２のチップ面を介して上記ＩＣチップの熱を伝える
とともに、上記回路基板のチップ搭載面と上記ＩＣチップとの間
に、上記ＩＣチップを支える弾性変形が可能な支持部材
を介在させたことを特徴とする回路モジュールの冷却装
置。
【請求項２】請求項１の記載において、上記放熱カバ
ーは、複数の放熱フィンを有していることを特徴とする
回路モジュールの冷却装置。
【請求項３】請求項１又は２の記載において、上記回
路基板は、上記支持部材に対応した位置に、互いに間隔
を存して配置された多数の小孔を有し、これら小孔は、
上記回路基板のチップ搭載面に開口された第１の開口端
と、上記回路基板のチップ搭載面とは反対側の面に開口
された第２の開口端とを備えていることを特徴とする回
路モジュールの冷却装置。
【請求項４】請求項１の記載において、上記リード
は、樹脂フィルムからなるキャリアに形成されており、
このキャリアの上記チップ搭載面と向かい合う面に、上
記リードの曲りを防止するサポートリングを取り付ける
とともに、上記支持部材は、上記サポートリングとチッ
プ搭載面との間に介在される延長部を有していることを
特徴とする回路モジュールの冷却装置。
【請求項５】請求項４の記載において、上記放熱カバ
ーは、上記リードと上記接続パッドとの接続部を連続し
て覆い隠しており、この放熱カバーと上記回路基板とで
囲まれる空間部分に、合成樹脂製の封止材を充填したこ
とを特徴とする回路モジュールの冷却装置。
【請求項６】絶縁層によって覆われた配線層と、多数
の接続パッドが配置されたチップ搭載面とを有する回路
基板と；この回路基板の接続パッドにリードを介して接
続され、動作中に発熱するＩＣチップと；を備えている
回路モジュールの冷却装置において、上記ＩＣチップは、上記リードが接続されるとともに、
このリードの接続部を含む全面がポッティング材で覆わ
れた第１のチップ面と、この第１のチップ面とは反対側
に位置された第２のチップ面とを有し、このＩＣチップ
は、上記第２のチップ面を上記回路基板のチップ搭載面
とは反対側に向けた姿勢でこのチップ搭載面に実装され
ているとともに、上記回路基板のチップ搭載面に、上記リードと上記接続
パッドとの接続部分および上記ＩＣチップを一体的に覆
い隠す熱伝導性の放熱カバーを取り付け、この放熱カバ
ーに上記第２のチップ面を介して上記ＩＣチップの熱を
伝えるとともに、上記放熱カバーと上記回路基板のチップ搭載面とで囲ま
れた空間部分に、上記ＩＣチップおよび上記リードを一
体にモールドする合成樹脂製の封止材を充填したことを
特徴とする回路モジュールの冷却装置。