JPS607154A - 電子部品の冷却装置 - Google Patents
電子部品の冷却装置Info
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- JPS607154A JPS607154A JP11376583A JP11376583A JPS607154A JP S607154 A JPS607154 A JP S607154A JP 11376583 A JP11376583 A JP 11376583A JP 11376583 A JP11376583 A JP 11376583A JP S607154 A JPS607154 A JP S607154A
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- thermally conductive
- cooling device
- electronic components
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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- 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
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
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- 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 resistor
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、冷却効率および電子部品装着時の作業性に優
れた電子部品の冷却装置に関するものである。
れた電子部品の冷却装置に関するものである。
一般に電子部品の信頼性や寿命を向上させるだめには、
動作時の電子部品の内部温度（半導体においては接合部
温度）をいかに低下させるかが重要な技術となっている
。動作時の温度が高いと誤動作が生じたり、短期間で破
壊が起こるため、部品から発生した熱を速やかに散逸さ
せる必要がある。
動作時の電子部品の内部温度（半導体においては接合部
温度）をいかに低下させるかが重要な技術となっている
。動作時の温度が高いと誤動作が生じたり、短期間で破
壊が起こるため、部品から発生した熱を速やかに散逸さ
せる必要がある。
従来、プリント基板に実装されたＩＣチップを冷却する
場合、ファンによる強制空冷や第１図に示すような冷却
手段が採用されていた。第１図は従来の電子部品の冷却
装置を示す正面図であり、図において、（１）はＩＣチ
ップ、（２）はこのＩＣチップをリードフレーム（１ａ
）により取付けるプリント基板、（３）はこのプリント
基板とＩＣチップ（１）との間に介在する熱伝導性ラバ
ー、（４）は冷却用のファンである。
場合、ファンによる強制空冷や第１図に示すような冷却
手段が採用されていた。第１図は従来の電子部品の冷却
装置を示す正面図であり、図において、（１）はＩＣチ
ップ、（２）はこのＩＣチップをリードフレーム（１ａ
）により取付けるプリント基板、（３）はこのプリント
基板とＩＣチップ（１）との間に介在する熱伝導性ラバ
ー、（４）は冷却用のファンである。
上記の構成において、ＩＣチップ（１）から発生する熱
は熱伝導性ラバー（３）を介してプリント基板（２）へ
伝達され、プリント基板（２）から放熱される。
は熱伝導性ラバー（３）を介してプリント基板（２）へ
伝達され、プリント基板（２）から放熱される。
しかしながら、−上記のように従来の冷却装置において
は、実際には第２図に示すように、ＩＣチップ（１）お
よびプリント基板（２）と熱伝導性ラバー（３）の接触
面には、空気層（５）が介在して接触熱抵抗を高める原
因と々つでおシ、この接触熱抵抗を下げるためにはＩＣ
チップ（１）を大きな力で押える必要がある。ところが
ＩＣチップ（１）に大きな外力を加えるとリードフレー
ム（１ａ）の変形や故障の原因にもなるため、外力をか
けない状態で使用されている。この場合、熱伝導性ラバ
ー（３）を介しての放熱効果は非常に小さく、むしろＩ
Ｃチップ（１）のリードフレーム（１ａ）からプリント
基板（２）へ伝熱される放熱の方が効果が大きいことが
実験的に明らかとなっている。従って、電子機器の使用
環境温度が高い場合、ファン（４）を用いた強制空冷が
必要とされ、同時に風速も高いものとなる。そしてファ
ン（４）を用いる場合、電子機器の小形化の障害となり
、騒音も無視できない問題となるなどの欠点があった。
は、実際には第２図に示すように、ＩＣチップ（１）お
よびプリント基板（２）と熱伝導性ラバー（３）の接触
面には、空気層（５）が介在して接触熱抵抗を高める原
因と々つでおシ、この接触熱抵抗を下げるためにはＩＣ
チップ（１）を大きな力で押える必要がある。ところが
ＩＣチップ（１）に大きな外力を加えるとリードフレー
ム（１ａ）の変形や故障の原因にもなるため、外力をか
けない状態で使用されている。この場合、熱伝導性ラバ
ー（３）を介しての放熱効果は非常に小さく、むしろＩ
Ｃチップ（１）のリードフレーム（１ａ）からプリント
基板（２）へ伝熱される放熱の方が効果が大きいことが
実験的に明らかとなっている。従って、電子機器の使用
環境温度が高い場合、ファン（４）を用いた強制空冷が
必要とされ、同時に風速も高いものとなる。そしてファ
ン（４）を用いる場合、電子機器の小形化の障害となり
、騒音も無視できない問題となるなどの欠点があった。
本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去するだ
めになされたもので、放熱部材に熱伝導性接着剤を用い
て接着した熱伝導性エラストマーを電子部品に密着させ
ることにより、冷却効率および電子部品装着時の作業性
に優れた電子部品の冷却装置を提供することを目的とし
ている。
めになされたもので、放熱部材に熱伝導性接着剤を用い
て接着した熱伝導性エラストマーを電子部品に密着させ
ることにより、冷却効率および電子部品装着時の作業性
に優れた電子部品の冷却装置を提供することを目的とし
ている。
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第５図は装着後の断面図であり、図において、第１図お
よび第２図と同一符号は同一または相当部分を示す。（
６）は電子機器の筐体（図示せず）に接続する金属製の
放熱器、（力はＩＣチップ（１）に密着する熱伝導性エ
ラストマー、（８）は熱伝導性エラストマー（７）をプ
リント基板（２）または金属製の放熱器（６）に接着固
定する熱伝導性接着剤である。
よび第２図と同一符号は同一または相当部分を示す。（
６）は電子機器の筐体（図示せず）に接続する金属製の
放熱器、（力はＩＣチップ（１）に密着する熱伝導性エ
ラストマー、（８）は熱伝導性エラストマー（７）をプ
リント基板（２）または金属製の放熱器（６）に接着固
定する熱伝導性接着剤である。
上記の構成において、熱伝導性エラストマー（力は５０
〜１２０℃の温度範囲で加熱することにより、弾性率が
急激に低下する特性を有しており、第４図のように熱伝
導性接着剤（８）により金属製の放熱器（６）に接着し
た状態で、上記温度範囲に加熱した後、ただちにＩＣチ
ップ（１）に押しあてて軽く加圧すると、第５図に示す
ように、ＩＣチップ（１）のリードフレーム（ｌａ）
ｉで熱伝導性ニジストマー（７）が食い込み密着する。
〜１２０℃の温度範囲で加熱することにより、弾性率が
急激に低下する特性を有しており、第４図のように熱伝
導性接着剤（８）により金属製の放熱器（６）に接着し
た状態で、上記温度範囲に加熱した後、ただちにＩＣチ
ップ（１）に押しあてて軽く加圧すると、第５図に示す
ように、ＩＣチップ（１）のリードフレーム（ｌａ）
ｉで熱伝導性ニジストマー（７）が食い込み密着する。
そして軽く加圧した状態で冷却すると、熱伝導性エラス
トマー（７）は変形した状態でＩＣチップ（１）に密着
する。この状態で放熱器（６）をプリント基板（２）も
しくは筐体に固定すれば、ＩＣチップ（１）の動作時に
周囲温度が上昇しても、ＩＣチップ（１）と熱伝導性エ
ラストマー（力が離脱することはない。また、発熱が少
ない場合においては放熱器（６）の固定も不要と々る。
トマー（７）は変形した状態でＩＣチップ（１）に密着
する。この状態で放熱器（６）をプリント基板（２）も
しくは筐体に固定すれば、ＩＣチップ（１）の動作時に
周囲温度が上昇しても、ＩＣチップ（１）と熱伝導性エ
ラストマー（力が離脱することはない。また、発熱が少
ない場合においては放熱器（６）の固定も不要と々る。
このように熱伝導性ニジストマー（力の変形により電子
部品であるＩＣチップ（１）の放熱面が熱伝導性エラス
トマー（７）と完全に密着すると、プリント基板（２）
および放熱器（６）と接触熱抵抗の小さい熱伝達経路が
形成され、これにより放熱効果の大きい冷却装置となる
。
部品であるＩＣチップ（１）の放熱面が熱伝導性エラス
トマー（７）と完全に密着すると、プリント基板（２）
および放熱器（６）と接触熱抵抗の小さい熱伝達経路が
形成され、これにより放熱効果の大きい冷却装置となる
。
熱伝導性エラストマー（力は、高温で加熱されても流動
が生じないように三次元硬化物となっており、さらに高
度の電気絶縁性、耐食性、耐水性を有している。この熱
伝導性エラストマー（力の組成としては、適度の柔軟性
および変形性を必要とすることから、各種の合成ゴムを
用いることができるが、多量の熱伝導性フィラーを充填
する必要があるため、ゴム原料は液状ゴムを使用するこ
とが好ましい。特に熱伝導性接着剤（８）との関係から
、主剤にポリヒドロキシブタジェン重合体の水素添加物
、硬化剤に多官能インシアネート化合物を用いたポリウ
レタン系ラバーに、熱伝導性フィラーとして電気絶縁性
を有する金属酸化物を配合した組成物が最も好ましい。
が生じないように三次元硬化物となっており、さらに高
度の電気絶縁性、耐食性、耐水性を有している。この熱
伝導性エラストマー（力の組成としては、適度の柔軟性
および変形性を必要とすることから、各種の合成ゴムを
用いることができるが、多量の熱伝導性フィラーを充填
する必要があるため、ゴム原料は液状ゴムを使用するこ
とが好ましい。特に熱伝導性接着剤（８）との関係から
、主剤にポリヒドロキシブタジェン重合体の水素添加物
、硬化剤に多官能インシアネート化合物を用いたポリウ
レタン系ラバーに、熱伝導性フィラーとして電気絶縁性
を有する金属酸化物を配合した組成物が最も好ましい。
ここで、熱伝導性フィラーの具体例としては、酸化アル
ミニウム、酸化マグネシウム、などの金属酸化物以外に
窒化ボロン、酸化皮膜が形成されたアルミニウム粉末等
を挙げることができる。
ミニウム、酸化マグネシウム、などの金属酸化物以外に
窒化ボロン、酸化皮膜が形成されたアルミニウム粉末等
を挙げることができる。
熱伝導性接着剤（８）は、上記熱伝導性エラストマ−（
力、プリント基板（２）および金属製の放熱器（６）と
−ン塗布可能なものが必要であり、ポリカプロラクトン
とヒドロキシ化合物より誘導される分子量２００〜４０
００のポリヒドロギシ化合物、多官能イソシアネート化
合物、および平均粒径５０ミクロン以下の上述した熱伝
導性フィラーからなる接着剤が性能上端も好捷しい。
力、プリント基板（２）および金属製の放熱器（６）と
−ン塗布可能なものが必要であり、ポリカプロラクトン
とヒドロキシ化合物より誘導される分子量２００〜４０
００のポリヒドロギシ化合物、多官能イソシアネート化
合物、および平均粒径５０ミクロン以下の上述した熱伝
導性フィラーからなる接着剤が性能上端も好捷しい。
上記のように構成された電子部品の冷却装置においては
、先ず熱伝導性エンストマー（力の硬化物を所定の形状
に作製し２、次に放熱器（６）およびプリント基板（２
）の所定位置にスクリーン印刷法により熱伝導性接着剤
（８）を均一に塗布した後、熱伝導性エラストマー（力
を貼り合わせる。接着剤を完全に硬化させた後、ＩＣチ
ップ（１）等の電子部品を装着し、放熱器（６）を筐体
等に固定することにより装着が完了する。この状態にお
いて、熱伝導性エラストマー（力は熱伝導性接着剤（８
）によって放熱器（６）またはプリント基板（２）に密
着するとともに、装着時の変形により、ＩＣチップ（１
）などの電子部品の放熱面の全てと密着し、これにょシ
接触熱抵抗の極めて小さい熱伝達経路が形成される。こ
うして、ＩＣチップ（１）等の電子部品で発生した熱は
熱伝導性エラストマー（力および熱伝導性接着剤（８）
を経て放熱器（６）、プリント基板（２）、筐体等に伝
達されてここで放熱され、冷却効果は大きい。上記装着
作業は簡単で、装着性に優れるとともに、装着後は熱伝
導性ニジストマー（力と密着するため、ＩＣチップ（１
）等の電子部品を衝撃や撮動から保護する効果が大きく
、壕だ従来のようなファンによる強制空冷が不要となし
、冷却コストも小さくなる。
、先ず熱伝導性エンストマー（力の硬化物を所定の形状
に作製し２、次に放熱器（６）およびプリント基板（２
）の所定位置にスクリーン印刷法により熱伝導性接着剤
（８）を均一に塗布した後、熱伝導性エラストマー（力
を貼り合わせる。接着剤を完全に硬化させた後、ＩＣチ
ップ（１）等の電子部品を装着し、放熱器（６）を筐体
等に固定することにより装着が完了する。この状態にお
いて、熱伝導性エラストマー（力は熱伝導性接着剤（８
）によって放熱器（６）またはプリント基板（２）に密
着するとともに、装着時の変形により、ＩＣチップ（１
）などの電子部品の放熱面の全てと密着し、これにょシ
接触熱抵抗の極めて小さい熱伝達経路が形成される。こ
うして、ＩＣチップ（１）等の電子部品で発生した熱は
熱伝導性エラストマー（力および熱伝導性接着剤（８）
を経て放熱器（６）、プリント基板（２）、筐体等に伝
達されてここで放熱され、冷却効果は大きい。上記装着
作業は簡単で、装着性に優れるとともに、装着後は熱伝
導性ニジストマー（力と密着するため、ＩＣチップ（１
）等の電子部品を衝撃や撮動から保護する効果が大きく
、壕だ従来のようなファンによる強制空冷が不要となし
、冷却コストも小さくなる。
なお、上記説明においては、放熱部材が放熱器（６）お
よびプリント基板（２）の場合について説明したが、筐
体その他の部分であってもよく、これらは単独でまたは
組合せて放熱部を形成するようにしてもよい。また冷却
する電子部品がＩＣチップ（１）ノ場合について説明し
たが、パワートランジスタその他の電子部品の場合にも
同様に適用可能である。
よびプリント基板（２）の場合について説明したが、筐
体その他の部分であってもよく、これらは単独でまたは
組合せて放熱部を形成するようにしてもよい。また冷却
する電子部品がＩＣチップ（１）ノ場合について説明し
たが、パワートランジスタその他の電子部品の場合にも
同様に適用可能である。
以上のとおり、本発明によれば、放熱部材に熱伝導性接
着剤を用いて熱伝導性エラストマーを電子部品に密着さ
せるようにしたので、冷却効率および装着作業性が優れ
、装着後も強固に保持して電子部品の性能を高く維持で
きるなどの効果がある。
着剤を用いて熱伝導性エラストマーを電子部品に密着さ
せるようにしたので、冷却効率および装着作業性が優れ
、装着後も強固に保持して電子部品の性能を高く維持で
きるなどの効果がある。
第１図は従来の電子部品の冷却装置を示す一部縦断正面
図、第２図はその一部の拡大断面図、第３図は本発明の
一実施例による電子部品の冷却装置を示す一部縦断正面
図、第４図はその装着前の断面図、第５図は装着後の断
面図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（１）
はＩＣチップ、（２）はプリント基板、（６）は放熱器
。 （力は熱伝導性ニジストマー、（８）は熱伝導性接着剤
である。 代理人大岩増雄 第４ 図 端−闘 Ａラ υ 凶
図、第２図はその一部の拡大断面図、第３図は本発明の
一実施例による電子部品の冷却装置を示す一部縦断正面
図、第４図はその装着前の断面図、第５図は装着後の断
面図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（１）
はＩＣチップ、（２）はプリント基板、（６）は放熱器
。 （力は熱伝導性ニジストマー、（８）は熱伝導性接着剤
である。 代理人大岩増雄 第４ 図 端−闘 Ａラ υ 凶
Claims (4)
- （１）放熱部材に熱伝導性接着剤を用いて接着した熱伝
導性ニジストマーを電子部品の放熱面に密着させたこと
を特徴とする電子部品の冷却装置。 - （２）熱伝導性接着剤が、チキソトロピック性を有し、
かつスクリーン塗布が可能な常温硬化型の接着剤である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子部品
の冷却装置。 - （３）熱伝導性エラストマーが、ポリヒドロキシブタジ
ェン重合体の水素添加物、多官能インシアネート、およ
び高熱伝導性フィラーからなるウレタンニジストマーで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載の電子部品の冷却装置。 - （４）放熱部材が、放熱器、プリント基板まだは筐体で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
項のいずれかに記載の電子部品の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11376583A JPS607154A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 電子部品の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11376583A JPS607154A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 電子部品の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607154A true JPS607154A (ja) | 1985-01-14 |
Family
ID=14620570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11376583A Pending JPS607154A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 電子部品の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607154A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6315056U (ja) * | 1986-07-15 | 1988-02-01 | ||
| EP0281404A2 (en) * | 1987-03-04 | 1988-09-07 | Nec Corporation | Cooling system for electronic equipment |
| EP0619604A3 (en) * | 1993-04-05 | 1995-03-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Heat sink for semiconductor device. |
| FR2803166A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-06-29 | Thomson Csf Sextant | Module electronique a haut pouvoir de refroidissement |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP11376583A patent/JPS607154A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6315056U (ja) * | 1986-07-15 | 1988-02-01 | ||
| EP0281404A2 (en) * | 1987-03-04 | 1988-09-07 | Nec Corporation | Cooling system for electronic equipment |
| EP0619604A3 (en) * | 1993-04-05 | 1995-03-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Heat sink for semiconductor device. |
| US5548161A (en) * | 1993-04-05 | 1996-08-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor apparatus capable of cooling a semiconductor element with low radiation efficiency |
| FR2803166A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-06-29 | Thomson Csf Sextant | Module electronique a haut pouvoir de refroidissement |
| WO2001049092A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Thales Avionics S.A. | Module electronique a haut pouvoir de refroidissement |
| US6661664B2 (en) | 1999-12-28 | 2003-12-09 | Thales Avionics S.A. | Electronic module with high cooling power |
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