JPS6370498A - セラミック基板と熱放散器の組合せ - Google Patents

セラミック基板と熱放散器の組合せ

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JPS6370498A
JPS6370498A JP62146179A JP14617987A JPS6370498A JP S6370498 A JPS6370498 A JP S6370498A JP 62146179 A JP62146179 A JP 62146179A JP 14617987 A JP14617987 A JP 14617987A JP S6370498 A JPS6370498 A JP S6370498A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、セラミック基板上の電子部品（構成要素）か
ら熱を放散させる装置に関する。
（背景技術） 電子部品をセラミック基板上に取りつげて、基板に設け
た金・萬化導体によって相互に電気的に接続することが
できる。Ｌｅｅの米国特許第４，２９２゜６４７号は、
セラミック基板（サブストレート）上に取りつげられた
複数の電子チップを含み、それらの上に直接的に取りつ
げた個別の熱伝導素子を有する半導体パンケージを開示
している。
ｂｓｏｏｒｅの米国特許第４，５４１，００４号は、熱
伝導ピンを半導体パッケージ又’ｔ”ｄ−半導体バクケ
ージに取りつげた基板に設けることを開示１−ている。
（発明の概要） 本発明によれば、セラミック板を使用することによって
電子部品からの熱が非常に有効）τ放散される。そのセ
ラミック板は、電子部品を実装（搭載）するセラミック
基板に接着され、セラミック板の一面において電子部品
から熱を受け、七ラミック板の他面には複数の離間して
分離される金属性の円筒状熱伝導素子が取りつけられ、
そこから延びている。その素子とセラミック板の露出部
分とは、セラミック板のみの表面積の１．５倍よりも大
きい合成表面積を有する。
好適実施例においては、合成表面積はセラミック板のみ
の表面積の２．４倍（最も好適には３．５倍乃至４．０
倍）よりも大きく、前記金属性素子は円筒状銅ピンであ
り、そのピンはセラミック板にその上に設けられるハン
ダ及び金属性パッド：Ｃよって結合される。
両方の板はセラミックから作られるので、それらの間に
は温度によるストレス（熱応力）が生じない。また、セ
ラミック板は１．０１６朋（０，０・１インチ）の厚さ
で、熱を良く放散し、各ピンの間の温度差を低くし、熱
放散能力を増大させる。銅製ピンは、それに接する空気
に良く熱を伝達し、通り抜ける空気の圧力低下を少な（
し、ハンダは良好な接着強度をもたらし、それを通過す
る熱に対する熱抵抗が殆んどない。
（実施例の説明） 本発明を以下実施例に従って詳細に説明する。
第１図を参照すると、セラミック基板１０が示され、該
基板はその上面に電子部品１２を搭載し、その下面の熱
放散器１４に取り付けられる。電子部品１２はセラミッ
ク基板１０の上面及び下面におし・てメタライゼーショ
ン（金属化体）１６によって相互に′電気的に接続され
、また基板１０の上面の金属化体１６上には絶縁被膜１
８が設けられる。放散器１４は、その下面に、セラミッ
ク板側（純度９５％のアルミナ）、熱硬化性接着剤１層
２２（３Ｍ製の商品名Ｙ　Ｎ　４６９又はＹＮ５６８、
厚さ５ミル）、及び金属性熱伝導ビン２４を有する。
第２図には、セラミック板２０の下面のピン２４の配列
が示されろ。ピン２４は、３．１８Ｘ３．１８羽（０，
１２５ＸＯ，’１２５インチ）平方の真空被着（蒸着）
されたパラジウム／銀のパッド２６の上に取りつけられ
、これらのパッドは福方向で２．３９ｍｍ（０，０９イ
ンチ）、長さ方向で２．７４　ｒｍ　（０，１０８イン
チ）相互に雉される。第３図において（家、ピン２４は
直径約２，５４關（０，１インチ）、長さ６゜３５朋（
３イインチ）で、＠製の心２８及びすず製のコーティン
グ３０から成る。ピン２４はパッド２６にハンダ３２に
よって付着される。セラミック板２０の面積の聡計は２
９．０３ｉ（４５０平方インチ：幅ｌ、　１８４６イン
チ×長さ２．４．３８インチ）、ピンの全表面積は４４
．５６８　ｃｉ　（６，９０８平方インチ）で、セラミ
ック板２０及びピンの露出部分の全表面積は６９．５４
８ｃｆｆｌ（１０，７８平方インチ）となる。従って、
ピンを設けたこと：てより、全放散表面積は、ピンがな
いときの４５平万インチから１０．７８平方インチシて
約２．４倍増加する。ピンの密度は倍率を２．４倍より
も小さく（例えば１．５以上）することができ、それで
も有効に熱を放散させる。あるいは、更に大ぎく、例え
ばセラミック板のみの場合に対する全面精の比率を３．
５乃至４．０にすると最適になる。
熱放散器１４は、ピン２４を適切（（配列させるジグに
固定し、そのピン２４の開放端にハンダ・ペーストを付
けることによって形成される。パッド２６を有するセラ
ミック板２０がピン２４の開放端上に置かれ、ピン２４
とセラミンク板２０が相互に真空ハンダ付げ（Ｖａｐｏ
ｒ　Ｓすｌｄｅｒｉｎｇ　）によって結合される。ビン
／セラミック組立体が冷却された後、接着層２２が付け
られ、これをＩＪ　ＩＪ−ス層（図示せず）で覆う。こ
の層は基板１０に接着する前に除去される。熱放散器１
４は、セラミック基板１０の下面を、露出した接着層２
２と接角虫させることによって基板１０に容易に接着さ
れ、この接着層は使用するときは硬化する。接着１■２
２はＱ、１３ｇ（５ミル）の厚さで、セラミック板の表
面の平面の凹凸を補５゜ 動作について説明する。電子部品１２からの熱は、セラ
ミック層１０．２０．接着層２２を通して熱伝層ビン２
４に伝達され、熱はピンからそのピンを通り過ぎる周囲
の空気に移される。セラミック板２０は熱を良く発散さ
せるので、各ピン２４の温度差は低く、空気への熱の消
散が有効に行なわれる。板２０と基板１０は両方ともセ
ラミックであるので、それらの間には熱応力がない。ま
た、金属素子（ピン）はセラミック板が膨張するのを抑
止しない。その理由は、金属素子は直径が小さく、セラ
ミック板上で相互に離間し、自由端を有し、その自由端
は、金２萬素子が取りつけであるセラミック板が膨張す
るとぎ、金属素子の動きを抑止するようなものに取りつ
げてないからである。
金属素子の唯一の目的は熱を放散させることであり、そ
れらはどの部品にも電気的に接梗されていない。更に、
それらは個々の部品と整列しておらず、セラミック板の
底部に亘ってアレイ状に取りつげられ、境界層を分散し
表面、債を増加するために充分に熱を放散させる。銅ピ
ン２４は、それを通り過ぎる空気によく熱を伝達し、空
気流の圧力降下も少ない。ハンダ３２は接着力が強く、
それを通過する熱に対する熱抵抗も少ない。熱伝導金・
萬素子の円筒形状は、また、空気がどの方向にも流れる
ことができ、子側困難な方向に空気を偏向させるような
他の多くの部品と共に大きなチェンバにその熱放散器を
単に配置することかできる。
ダクトをつげるか、あるいは別の方法で空気の流れを熱
伝導素子に方向づける必要もなければ、フィンをつける
ときのように特定の方向に配置する必要もない。また、
平坦フィンや平坦板のときのように境界層が生じないの
で、円筒形状は熱を放散するのに非常に有効である。
本発明の範囲内で池の多くの実施例が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、電子部品を実装したセラミック基板をで取り
付けられた本発明による熱放散器の一部破断した斜視図
である。 第２図は第１図に示す熱放散器の底面図である。 第３図は、第１図に示す熱放散器の一部の上下逆にした
線３−３からの縦断面図である。 （符号説明） １０：セラミック基板　　１２：電子部品１４：熱放散
器　　　　　２０：セラミノク坂４：熱伝導ピン （外４名）

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）電子部品を搭載するセラミック基板と前記電子部
    品の熱放熱器との組合せであって、 一方の面に電子部品を搭載し、その反対側に他面を有す
    るセラミック基板と、 前記セラミック基板に隣接するセラミック板であって、
    前記基板の他面に熱が伝導する関係で接着層によって接
    着される第１面を有するとともに第２面を有するセラミ
    ック板と、 前記セラミック板の第２面上に取りつけられ、そこから
    延びる複数の分離、離間して自由に立った金属性円筒状
    熱伝導素子であって前記電子部品から電気的に分離し、
    該素子と前記セラミック板の露出した部分との合成表面
    積が前記セラミック板単独の表面積の１．５倍より大き
    い熱伝導素子と、から構成されるセラミック基板と熱放
    散器の組合せ。
  2. （２）前記合成表面積が前記セラミック板のみの表面積
    の２．４倍よりも大きい、特許請求の範囲第１項記載の
    組合せ。
  3. （３）前記合成表面積が前記セラミック板のみの表面積
    の３．５乃至４．０倍である、特許請求の範囲第２項記
    載の組合せ。
  4. （４）前記金属素子が前記第２面上の金属化パッドにハ
    ンダ付される、特許請求の範囲第１項記載の組合せ。
  5. （５）前記金属素子が銅から作られる特許請求の範囲第
    ４項記載の組合せ。
  6. （６）前記金属化パッドがパラジウム／銀の合金から作
    られる特許請求の範囲第４項記載の組合せ。
  7. （７）電子部品を搭載するセラミック基板と前記電子部
    品の熱放熱器との組合せであって、 一方の面に電子部品を搭載し、その反対側に他面を有す
    るセラミック基板と、 前記セラミック基板に隣接するセラミック板であって、
    前記基板の他面に熱が伝導する関係で接着層によって接
    着される第１面を有するとともに第２面を有するセラミ
    ック板と、 前記セラミック板の第２面上に取りつけられ、そこから
    延びる複数の分離、離間して自由に立った金属性円筒状
    熱伝導素子であって、前記電子部品から電気的に分離し
    、前記セラミック板のみの表面積よりも大きい表面積を
    有する熱伝導素子と、から構成されるセラミック基板と
    熱放散器の組合せ。
JP62146179A 1986-09-09 1987-06-11 セラミック基板と熱放散器の組合せ Pending JPS6370498A (ja)

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US908779 1986-09-09

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