JP2017130618A - Electronic component heat dissipation structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To further improve heat radiation performance of an electronic component.SOLUTION: The electronic component heat dissipation structure having a heat dissipation pad and dissipating heat of an electronic component mounted on a printed circuit board is such that the heat dissipation pad is in a state of being soldered to a heat dissipation pattern formed on the printed circuit board and a heat sink is in a state of being soldered to the heat dissipation pattern, the heat sink includes a plurality of fins, and a root portion of the fins is in a state of being soldered to the heat radiation pattern.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子部品放熱構造に関する。   The present invention relates to an electronic component heat dissipation structure.

周知のように、パワートランジスタ等の発熱部品を回路として実装する場合、ヒートシンク等の放熱部材をグリースやシート、また接着剤などの熱接合材（ＴＩＭ：Thermal Interface Material)を介して発熱部品に接続し、発熱部品から発生する熱をグリースやシート、また熱接合材を介して放熱部材に伝熱させて放熱している。例えば下記特許文献１には、上記熱接合材を用いて電子部品の熱をヒートシンクに伝熱する液冷ヒートシンク装置が開示されている。   As is well known, when a heat-generating component such as a power transistor is mounted as a circuit, a heat dissipating member such as a heat sink is connected to the heat-generating component via a thermal bonding material (TIM: Thermal Interface Material) such as grease, sheet, or adhesive. In addition, heat generated from the heat generating component is transferred to the heat radiating member via grease, a sheet, or a heat bonding material to radiate heat. For example, Patent Document 1 below discloses a liquid-cooled heat sink device that transfers heat of an electronic component to a heat sink using the above-described thermal bonding material.

特開２００８−２５８５１３号公報JP 2008-258513 A

しかしながら、上記熱接合材は熱伝達機能に加えて接着機能を有するものであり、比較的薄い膜として発熱部品とヒートシンクとの間に存在するものの、熱伝達機能が必ずしも十分ではない。したがって、熱接合材の熱伝達機能が十分ではないために、より大きなヒートシンクを用いることが余儀なくされ、この結果として発熱部品の放熱に関する実装面積あるいは実装体積が大きくならざるを得ない、という問題がある。   However, the heat bonding material has an adhesion function in addition to the heat transfer function, and exists as a relatively thin film between the heat-generating component and the heat sink, but the heat transfer function is not always sufficient. Therefore, since the heat transfer function of the thermal bonding material is not sufficient, it is necessary to use a larger heat sink, and as a result, there is a problem that the mounting area or mounting volume related to heat dissipation of the heat-generating component has to be increased. is there.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電子部品の放熱性能をさらに向上させることを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to further improve the heat dissipation performance of an electronic component.

上記目的を達成するために、本発明では、電子部品放熱構造に係る第１の解決手段として、放熱パッドを備えると共にプリント基板に実装された電子部品の熱を放熱する電子部品放熱構造であって、前記放熱パッドが前記プリント基板に形成された放熱パターンにハンダ接続された状態、かつ、前記放熱パターンにヒートシンクがハンダ接続された状態であり、前記ヒートシンクは、複数のフィンを備え、当該フィンの付根部が前記放熱パターンにハンダ接続された状態である、という手段を採用する。   In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first solving means related to an electronic component heat dissipation structure, an electronic component heat dissipation structure including a heat dissipation pad and dissipating heat of an electronic component mounted on a printed circuit board is provided. The heat dissipation pad is soldered to a heat dissipation pattern formed on the printed circuit board, and the heatsink is soldered to the heat dissipation pattern, and the heatsink includes a plurality of fins. A means is adopted in which the root portion is soldered to the heat radiation pattern.

本発明では、電子部品放熱構造に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記ヒートシンクが複数備えられ、前記放熱パターンは、前記ヒートシンクが前記電子部品を挟むように配置される形状に設けられる、という手段を採用する。   In the present invention, as a second solving means related to the electronic component heat dissipation structure, in the first solving means, a plurality of the heat sinks are provided, and the heat dissipation pattern is arranged so that the heat sink sandwiches the electronic components. The means of being provided in the shape is adopted.

本発明では、電子部品放熱構造に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記プリント基板は、前記放熱パターンが両面に対向状態で形成される多層基板であり、前記放熱パッドは、一方の前記放熱パターンにハンダ接続された状態であり、前記ヒートシンクは、他方の前記放熱パターンにハンダ接続された状態であり、一方の前記放熱パターンと他方の前記放熱パターンとは、サーマルビアで相互に接続された状態である、という手段を採用する。   In the present invention, as the third solving means relating to the electronic component heat dissipation structure, in the first or second solving means, the printed circuit board is a multilayer substrate in which the heat dissipation pattern is formed on both sides in an opposing state, The heat dissipating pad is in a state of being solder-connected to one of the heat dissipating patterns, the heat sink is in a state of being solder-connected to the other heat dissipating pattern, and the one heat dissipating pattern and the other heat dissipating pattern are Then, a means of being connected to each other by a thermal via is adopted.

本発明では、電子部品放熱構造に係る第４の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記プリント基板は、前記放熱パターンが両面に対向状態で形成される多層基板であり、前記放熱パッドは、一方の前記放熱パターンにハンダ接続された状態であり、前記ヒートシンクは、一方の前記放熱パターン及び他方の前記放熱パターンにハンダ接続された状態であり、一方の前記放熱パターンと他方の前記放熱パターンとは、サーマルビアで相互に接続された状態である、という手段を採用する。   In the present invention, as the fourth solving means relating to the electronic component heat dissipation structure, in the first or second solving means, the printed circuit board is a multilayer substrate in which the heat dissipation pattern is formed on both sides in an opposing state, The heat dissipating pad is in a state of being solder-connected to one of the heat dissipating patterns, and the heat sink is in a state of being solder-connected to one of the heat dissipating patterns and the other of the heat dissipating patterns. The above heat radiation pattern adopts a means of being in a state of being connected to each other by a thermal via.

本発明によれば、電子部品の放熱性能を従来よりも向上させることが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to improve the heat dissipation performance of an electronic component compared with the past.

本発明の第１実施形態に係る電子部品放熱構造を示す正面図（ａ）である。It is a front view (a) which shows the electronic component thermal radiation structure concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る電子部品放熱構造を示す正面図（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図（ｂ）である。It is XX sectional drawing (b) in the front view (a) which shows the electronic component thermal radiation structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る電子部品放熱構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electronic component thermal radiation structure which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る電子部品放熱構造を示す正面図（ａ）である。It is a front view (a) which shows the electronic component thermal radiation structure which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る電子部品放熱構造を示す正面図（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図（ｂ）である。It is the YY sectional view (b) in the front view (a) which shows the electronic component thermal radiation structure which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａは、図１、図２に示すようにプリント基板１、発熱部品２（電子部品）、２つのヒートシンク３、４、３つのハンダ層５〜７から構成される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment includes a printed circuit board 1, a heat generating component 2 (electronic component), two heat sinks 3, 4, and three solder layers 5-7 as shown in FIGS. Is done.

プリント基板１は、片面のみに配線パターンが形成された単層基板であり、絶縁層１ａと放熱パターン１ｂとを備える。絶縁層１ａは、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた板状部材（絶縁部材）であり、電気的絶縁性能と適度な機械的強度を有する。すなわち、プリント基板１は、例えばガラスエポキシ基板である。なお、一般的に、プリント基板の絶縁層の材料としては、上記ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたもの他に、紙にエポキシ樹脂を含浸させたものやテフロン（登録商標）を用いたもの等が知られている。プリント基板１としては、このようなものを採用してもよい。   The printed board 1 is a single-layer board in which a wiring pattern is formed only on one side, and includes an insulating layer 1a and a heat dissipation pattern 1b. The insulating layer 1a is a plate-like member (insulating member) obtained by impregnating glass fiber with an epoxy resin, for example, and has an electrical insulating performance and appropriate mechanical strength. That is, the printed board 1 is a glass epoxy board, for example. In general, as the material of the insulating layer of the printed circuit board, in addition to the above-mentioned glass fiber impregnated with epoxy resin, paper impregnated with epoxy resin or Teflon (registered trademark), etc. It has been known. Such a thing may be adopted as the printed circuit board 1.

放熱パターン１ｂは、上面に設けられた導電性パターンであり、金属の中でも導電性に優れている例えば銅（Ｃｕ）からなる。この放熱パターン１ｂは、図示するように発熱部品２及び２つのヒートシンク３、４に対向する形状且つ大きさに形成されている。なお、このような放熱パターン１ｂは、プリント基板１の上面全体に設けられていた銅板（銅箔）をエッチング処理することによって上記形状且つ大きさに形成されたものである。   The heat radiation pattern 1b is a conductive pattern provided on the upper surface, and is made of, for example, copper (Cu) which is excellent in conductivity among metals. The heat radiation pattern 1b is formed in a shape and size opposite to the heat generating component 2 and the two heat sinks 3 and 4 as shown in the figure. In addition, such a heat radiation pattern 1b is formed in the said shape and magnitude | size by carrying out the etching process of the copper plate (copper foil) provided in the whole upper surface of the printed circuit board 1. FIG.

発熱部品２は、比較的発熱の多い電子部品であり、上記プリント基板１において放熱パターン１ｂの中心近傍に実装される。この発熱部品２は、電子部品の中でも比較的大きな電流を出力するように構成されており、この比較的大きな電流の関係で発熱量が比較的多いものである。このような発熱部品２は、例えばパワートランジスタ・モジュールであり、半導体チップ２ａ、裏面放熱パッド２ｂ、複数のリード２ｃ及びパッケージ２ｄ等を備えている。第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａは、裏面放熱パッド２ｂ（放熱パッド）を備えると共にプリント基板１に実装された電子部品２の熱を放熱するものである。   The heat generating component 2 is an electronic component that generates a relatively large amount of heat, and is mounted on the printed circuit board 1 in the vicinity of the center of the heat radiation pattern 1b. The heat generating component 2 is configured to output a relatively large current among the electronic components, and the heat generation amount is relatively large due to the relatively large current. Such a heat generating component 2 is, for example, a power transistor module, and includes a semiconductor chip 2a, a backside heat radiation pad 2b, a plurality of leads 2c, a package 2d, and the like. The electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment includes a back surface heat dissipation pad 2b (heat dissipation pad) and dissipates heat of the electronic component 2 mounted on the printed circuit board 1.

半導体チップ２ａは、シリコン等の基材にパワートランジスタ等の半導体素子が形成されたチップ（小片）である。裏面放熱パッド２ｂは、半導体チップ２ａの半導体素子を構成する各種部位のうち、発熱が最も著しい部位に接続された金属部材である。例えば、半導体素子がＭＯＳ型パワートランジスタの場合、裏面放熱パッド２ｂは、最も発熱が著しいドレイン領域に接続される。リード２ｃは、半導体素子の端子を外部に接続するための金属部材（導体）である。パッケージ２ｄは、半導体チップ２ａを気密状態に封止する容器であり、例えばセラミックスで形成されている。   The semiconductor chip 2a is a chip (small piece) in which a semiconductor element such as a power transistor is formed on a base material such as silicon. The backside heat radiation pad 2b is a metal member connected to a part where the heat generation is most remarkable among various parts constituting the semiconductor element of the semiconductor chip 2a. For example, when the semiconductor element is a MOS type power transistor, the backside heat radiation pad 2b is connected to the drain region that generates the most heat. The lead 2c is a metal member (conductor) for connecting the terminal of the semiconductor element to the outside. The package 2d is a container that seals the semiconductor chip 2a in an airtight state, and is formed of, for example, ceramics.

ヒートシンク３は、放熱パターン１ｂ上において発熱部品２の左側に実装されており、熱伝導性に優れた放熱部材である。このヒートシンク３は、熱伝導性に優れた金属、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）のブロックを機械加工して形成されたものであり、複数のフィン３ａと、当該フィン３ａの一端が相互に接続する付根部３ｂとを備える。   The heat sink 3 is mounted on the left side of the heat generating component 2 on the heat radiation pattern 1b, and is a heat radiation member having excellent thermal conductivity. This heat sink 3 is formed by machining a block of a metal having excellent thermal conductivity, such as copper (Cu) or aluminum (Al), and a plurality of fins 3a and one end of the fin 3a are mutually connected. And a root portion 3b connected to the.

フィン３ａは、付根部３ｂから平行に林立する棒状部位であり、表面積が極力大きくなるように複数設けられている。付根部３ｂは、下面が平面かつ上面に複数のフィン３ａが植設された平板状部位である。このようなヒートシンク３は、付根部３ｂの下面から伝わってきた熱を付根部３ｂを介して複数のフィン３ａに伝熱させ、各フィン３ａの表面から空中に放散させる。   The fins 3a are rod-shaped portions that stand in parallel from the root portion 3b, and a plurality of fins 3a are provided so that the surface area becomes as large as possible. The root portion 3b is a flat plate portion having a flat bottom surface and a plurality of fins 3a implanted on the top surface. Such a heat sink 3 transfers the heat transmitted from the lower surface of the root portion 3b to the plurality of fins 3a via the root portion 3b and dissipates it from the surface of each fin 3a into the air.

ヒートシンク４は、放熱パターン１ｂ上において発熱部品２の右側に実装されており、熱伝導性に優れた放熱部材である。このヒートシンク４は、熱伝導性に優れた金属、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）のブロックを機械加工して形成されたものであり、複数のフィン４ａと、当該フィン４ａの一端が相互に接続する付根部４ｂとを備える。   The heat sink 4 is mounted on the right side of the heat generating component 2 on the heat radiation pattern 1b, and is a heat radiation member having excellent thermal conductivity. The heat sink 4 is formed by machining a block of a metal having excellent thermal conductivity, such as copper (Cu) or aluminum (Al), and a plurality of fins 4a and one end of the fin 4a are mutually connected. And a root portion 4b connected to the.

フィン４ａは、付根部４ｂから平行に林立する棒状部位であり、表面積が極力大きくなるように複数設けられている。付根部４ｂは、下面が平面かつ上面に複数のフィン４ａが植設された平板状部位である。このようなヒートシンク４は、付根部４ｂの下面から伝わってきた熱を付根部４ｂを介して複数のフィン４ａに伝熱させ、各フィン４ａの表面から空中に放散させる。   The fins 4a are rod-like portions that stand in parallel from the root portion 4b, and a plurality of fins 4a are provided so that the surface area becomes as large as possible. The root portion 4b is a flat plate portion having a flat bottom surface and a plurality of fins 4a implanted on the top surface. Such a heat sink 4 transfers the heat transmitted from the lower surface of the root portion 4b to the plurality of fins 4a via the root portion 4b and dissipates it from the surface of each fin 4a into the air.

ハンダ層５は、発熱部品２と放熱パターン１ｂとの間に介在するハンダの薄膜である。すなわち、このハンダ層５は、発熱部品２をプリント基板１上にハンダ接続するロウ材層である。このようなハンダ層５は、溶融状態のハンダ（ロウ材）が冷却固化することによって形成されたものであり、発熱部品２の裏面放熱パッド２ｂと放熱パターン１ｂとを機械的に接続（接合）する。   The solder layer 5 is a solder thin film interposed between the heat generating component 2 and the heat radiation pattern 1b. That is, the solder layer 5 is a brazing material layer that solder-connects the heat generating component 2 to the printed circuit board 1. Such a solder layer 5 is formed by cooling and solidifying molten solder (brazing material), and mechanically connecting (bonding) the back surface heat radiation pad 2b of the heat generating component 2 and the heat radiation pattern 1b. To do.

ハンダ層６は、ヒートシンク３と放熱パターン１ｂとの間に介在するハンダの薄膜である。すなわち、このハンダ層５は、ヒートシンク３をプリント基板１上にハンダ接続するロウ材層である。このようなハンダ層５は、溶融状態のハンダ（ロウ材）が冷却固化することによって形成されたものであり、ヒートシンク３の付根部３ｂと放熱パターン１ｂとを機械的に接続（接合）する。   The solder layer 6 is a solder thin film interposed between the heat sink 3 and the heat radiation pattern 1b. That is, the solder layer 5 is a brazing material layer that solder-connects the heat sink 3 to the printed circuit board 1. Such a solder layer 5 is formed by cooling and solidifying molten solder (brazing material), and mechanically connects (joins) the root portion 3b of the heat sink 3 and the heat radiation pattern 1b.

ハンダ層７は、ヒートシンク４と放熱パターン１ｂとの間に介在するハンダの薄膜である。すなわち、このハンダ層５は、ヒートシンク４をプリント基板１上にハンダ接続するロウ材層である。このようなハンダ層５は、溶融状態のハンダ（ロウ材）が冷却固化するすることによって形成されたものであり、ヒートシンク４の付根部４ｂと放熱パターン１ｂとを機械的に接続（接合）する。   The solder layer 7 is a solder thin film interposed between the heat sink 4 and the heat radiation pattern 1b. That is, the solder layer 5 is a brazing material layer that solder-connects the heat sink 4 to the printed circuit board 1. Such a solder layer 5 is formed by cooling and solidifying molten solder (brazing material), and mechanically connects (joins) the root portion 4b of the heat sink 4 and the heat radiation pattern 1b. .

次に、このように構成された電子部品放熱構造Ａの作用効果について説明する。
第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａでは、発熱部品２の裏面放熱パッド２ｂがハンダ層５を介して放熱パターン１ｂに接続され、ヒートシンク３の付根部３ｂがハンダ層６を介して放熱パターン１ｂに接続され、またヒートシンク４の付根部４ｂがハンダ層７を介して放熱パターン１ｂに接続されている。 Next, the effect of the electronic component heat dissipation structure A configured as described above will be described.
In the electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment, the back surface heat dissipating pad 2b of the heat generating component 2 is connected to the heat dissipating pattern 1b via the solder layer 5, and the root portion 3b of the heat sink 3 is dissipating the heat dissipating pattern via the solder layer 6. 1b, and the base 4b of the heat sink 4 is connected to the heat radiation pattern 1b via the solder layer 7.

すなわち、発熱部品２の裏面放熱パッド２ｂは、従来の熱接合材よりも伝熱性能に優れたハンダ層５、放熱パターン１ｂ及びハンダ層６を介してヒートシンク３の付根部３ｂに接続され、また同様に従来の熱接合材よりも伝熱性能に優れたハンダ層５、放熱パターン１ｂ及びハンダ層７を介してヒートシンク４の付根部４ｂに接続されている。   That is, the back surface heat radiation pad 2b of the heat generating component 2 is connected to the root portion 3b of the heat sink 3 through the solder layer 5, the heat radiation pattern 1b, and the solder layer 6 that have better heat transfer performance than the conventional thermal bonding material. Similarly, it is connected to the root portion 4 b of the heat sink 4 through the solder layer 5, the heat radiation pattern 1 b, and the solder layer 7, which have better heat transfer performance than the conventional thermal bonding material.

したがって、第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａによれば、発熱部品２（電子部品）の放熱性能を従来よりも向上させることが可能である。
また、放熱パターン１ｂは、２つのヒートシンク３、４が発熱部品２を挟む態様、つまり２つのヒートシンク３、４を発熱部品２に近接配置可能な形状に設けられているので、これによっても放熱性能を向上させることが可能である。 Therefore, according to the electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment, the heat dissipation performance of the heat generating component 2 (electronic component) can be improved as compared with the conventional one.
Moreover, since the heat sink pattern 1b is provided in a form in which the two heat sinks 3 and 4 sandwich the heat generating component 2, that is, in a shape in which the two heat sinks 3 and 4 can be disposed close to the heat generating component 2, this also provides heat dissipation performance. It is possible to improve.

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係る電子部品放熱構造Ｂは、図３に示すように、図１のプリント基板１に代えて多層プリント基板１Ａを用い、２つのヒートシンク３、４に代えてヒートシンク８、また２つのハンダ層６に代えて１つのハンダ層９を備えるものである。なお、発熱部品２及びハンダ層５については、第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａと同様である。 [Second Embodiment]
As shown in FIG. 3, the electronic component heat dissipation structure B according to the second embodiment uses a multilayer printed board 1A in place of the printed board 1 in FIG. 1, uses a heat sink 8 in place of the two heat sinks 3 and 4, and 2 Instead of one solder layer 6, one solder layer 9 is provided. The heat generating component 2 and the solder layer 5 are the same as those of the electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment.

多層プリント基板１Ａは、図示するように４層基板であり、絶縁層１ｃの間に４つの放熱パターン、つまり第１放熱パターン１ｄ、第２放熱パターン１ｅ、第３放熱パターン１ｆ及び第４放熱パターン１ｇを備える。すなわち、この多層プリント基板１Ａは、第１放熱パターン１ｄと第４放熱パターン１ｇが両面に対向状態で形成される。   The multilayer printed circuit board 1A is a four-layer board as shown in the figure, and four heat radiation patterns, that is, a first heat radiation pattern 1d, a second heat radiation pattern 1e, a third heat radiation pattern 1f, and a fourth heat radiation pattern are formed between the insulating layers 1c. 1g is provided. That is, the multilayer printed board 1A is formed with the first heat radiation pattern 1d and the fourth heat radiation pattern 1g facing each other.

これら第１放熱パターン１ｄ、第２放熱パターン１ｅ、第３放熱パターン１ｆ及び第４放熱パターン１ｇは、図示しないが全く同一形状かつ同一サイズに形成されており、また位置関係も正対する位置関係に形成されている。このような第１放熱パターン１ｄ、第２放熱パターン１ｅ、第３放熱パターン１ｆ及び第４放熱パターン１ｇは、例えば第１実施形態の放熱パターン１ｂと同一形状かつ同一サイズである。   Although not shown, the first heat radiation pattern 1d, the second heat radiation pattern 1e, the third heat radiation pattern 1f, and the fourth heat radiation pattern 1g are formed in the same shape and the same size, and the positional relationship is also directly opposed. Is formed. The first heat radiation pattern 1d, the second heat radiation pattern 1e, the third heat radiation pattern 1f, and the fourth heat radiation pattern 1g have the same shape and the same size as the heat radiation pattern 1b of the first embodiment, for example.

このような多層プリント基板１Ａにおいて、第１放熱パターン１ｄ（一方の放熱パターン）の表面（多層プリント基板１Ａの表面）には発熱部品２がハンダ層５を介して接続され、第４放熱パターン１ｇ（他方の放熱パターン）の表面（多層プリント基板１Ａの裏面）において、発熱部品２と同一位置にはハンダ層９を介してヒートシンク８が接続されている。すなわち、発熱部品２とヒートシンク８とは、多層プリント基板１Ａを挟んで対向する位置関係で多層プリント基板１Ａに実装されている。   In such a multilayer printed circuit board 1A, the heat generating component 2 is connected to the surface (the surface of the multilayer printed circuit board 1A) of the first heat radiation pattern 1d (one heat radiation pattern) via the solder layer 5, and the fourth heat radiation pattern 1g. A heat sink 8 is connected to the same position as the heat-generating component 2 via the solder layer 9 on the front surface (the back surface of the multilayer printed board 1 </ b> A) of the (other heat radiation pattern). That is, the heat generating component 2 and the heat sink 8 are mounted on the multilayer printed circuit board 1A in a positional relationship facing each other with the multilayer printed circuit board 1A interposed therebetween.

また、多層プリント基板１Ａにおいて、発熱部品２の直下つまりヒートシンク８の直下に相当する部位には、複数のサーマルビア１ｈが第１放熱パターン１ｄ、第２放熱パターン１ｅ、第３放熱パターン１ｆ及び第４放熱パターン１ｇを接続した状態で設けられている。このようなサーマルビア１ｈは、熱伝導性に優れた金属、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）によって形成されており、第１放熱パターン１ｄ、第２放熱パターン１ｅ、第３放熱パターン１ｆ及び第４放熱パターン１ｇを電気的かつ熱的に接続する。   Further, in the multilayer printed circuit board 1A, a plurality of thermal vias 1h are provided immediately below the heat generating component 2, that is, immediately below the heat sink 8, with the first heat radiation pattern 1d, the second heat radiation pattern 1e, the third heat radiation pattern 1f, and the first heat radiation pattern 1f. 4 The heat radiation pattern 1g is provided in a connected state. The thermal via 1h is formed of a metal having excellent thermal conductivity, such as copper (Cu) or aluminum (Al), and includes a first heat radiation pattern 1d, a second heat radiation pattern 1e, a third heat radiation pattern 1f, and The fourth heat radiation pattern 1g is electrically and thermally connected.

ヒートシンク８は、第１実施形態のヒートシンク３、４と同一のものであり、複数のフィン８ａと付根部８ｂとを備える。ハンダ層９は、ヒートシンク８と第４放熱パターン１ｇとの間に設けられ、ヒートシンク８の付根部８ｂと第４放熱パターン１ｇとを機械的に接続（接合）する。   The heat sink 8 is the same as the heat sinks 3 and 4 of the first embodiment, and includes a plurality of fins 8a and a root portion 8b. The solder layer 9 is provided between the heat sink 8 and the fourth heat radiation pattern 1g, and mechanically connects (joins) the root portion 8b of the heat sink 8 and the fourth heat radiation pattern 1g.

このような第２実施形態に係る電子部品放熱構造Ｂでは、発熱部品２の裏面放熱パッド２ｂがハンダ層５を介して第１放熱パターン１ｄに接続され、ヒートシンク８の付根部８ｂがハンダ層９を介して第４放熱パターン１ｇに接続され、また第１放熱パターン１ｄと第４放熱パターン１ｇとが複数のサーマルビア１ｈで接続さている。すなわち、発熱部品２の裏面放熱パッド２ｂは、従来の熱接合材よりも伝熱性能に優れたハンダ層５、第１放熱パターン１ｄ、複数のサーマルビア１ｈ、第４放熱パターン１ｇ及びハンダ層９を介してヒートシンク８の付根部８ｂに接続されている。   In the electronic component heat dissipation structure B according to the second embodiment, the back surface heat dissipating pad 2b of the heat generating component 2 is connected to the first heat dissipating pattern 1d via the solder layer 5, and the root portion 8b of the heat sink 8 is the solder layer 9. The first heat radiation pattern 1d and the fourth heat radiation pattern 1g are connected by a plurality of thermal vias 1h. That is, the back surface heat radiation pad 2b of the heat generating component 2 is composed of the solder layer 5, the first heat radiation pattern 1d, the plurality of thermal vias 1h, the fourth heat radiation pattern 1g, and the solder layer 9 that have better heat transfer performance than the conventional thermal bonding material. Is connected to the root portion 8b of the heat sink 8.

したがって、第２実施形態に係る電子部品放熱構造Ｂによれば、第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａと同様に、発熱部品２（電子部品）の放熱性能を従来よりも向上させることが可能である。
また、第２実施形態に係る電子部品放熱構造Ｂでは、第１放熱パターン１ｄ及び第４放熱パターン１ｇに第２放熱パターン１ｅ及び第３放熱パターン１ｆが複数のサーマルビア１ｈによって接続されているので、第２放熱パターン１ｅ及び第３放熱パターン１ｆが放熱板として機能し、これによっても放熱性能を向上させることが可能である。 Therefore, according to the electronic component heat dissipation structure B according to the second embodiment, similarly to the electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment, the heat dissipation performance of the heat generating component 2 (electronic component) can be improved as compared with the related art. Is possible.
In the electronic component heat dissipation structure B according to the second embodiment, the second heat dissipation pattern 1e and the third heat dissipation pattern 1f are connected to the first heat dissipation pattern 1d and the fourth heat dissipation pattern 1g by the plurality of thermal vias 1h. The second heat radiation pattern 1e and the third heat radiation pattern 1f function as a heat radiation plate, and it is possible to improve the heat radiation performance.

〔第３実施形態〕
第３実施形態に係る電子部品放熱構造Ｃは、図４、図５に示すように、図１のプリント基板１に代えて多層プリント基板１Ｂを用い、２つのヒートシンク３、４に加えて３つのヒートシンク８、１０、１１、また３つのハンダ層９、１２、１３を備えるものである。なお、発熱部品２及びハンダ層５については、第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａと同様である。 [Third Embodiment]
As shown in FIGS. 4 and 5, the electronic component heat dissipation structure C according to the third embodiment uses a multilayer printed board 1B instead of the printed board 1 shown in FIG. Heat sinks 8, 10, 11 and three solder layers 9, 12, 13 are provided. The heat generating component 2 and the solder layer 5 are the same as those of the electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment.

多層プリント基板１Ｂは、第２実施形態の多層プリント基板１Ａと同様に４層基板であり、多層プリント基板１Ａと同様に絶縁層１ｃの間に４つの放熱パターン、つまり第１放熱パターン１ｄ、第２放熱パターン１ｅ、第３放熱パターン１ｆ及び第４放熱パターン１ｇを備える。すなわち、この多層プリント基板１Ｂは、第２実施形態の多層プリント基板１Ａと同様に、第１放熱パターン１ｄと第４放熱パターン１ｇが両面に対向状態で形成される。   The multilayer printed circuit board 1B is a four-layer board like the multilayer printed circuit board 1A of the second embodiment, and four heat radiation patterns, that is, the first heat radiation pattern 1d, the first heat radiation pattern 1d, are formed between the insulating layers 1c like the multilayer printed circuit board 1A. 2 heat radiation pattern 1e, 3rd heat radiation pattern 1f, and 4th heat radiation pattern 1g are provided. That is, the multilayer printed circuit board 1B is formed with the first heat radiation pattern 1d and the fourth heat radiation pattern 1g facing each other in the same manner as the multilayer printed circuit board 1A of the second embodiment.

このような多層プリント基板１Ｂにおいて、第１放熱パターン１ｄ（一方の放熱パターン）の表面（多層プリント基板１Ａの表面）には発熱部品２がハンダ層５を介して接続され、第１放熱パターン１ｄ上において発熱部品２の左側にはハンダ層６を介してヒートシンク３が接続され、第１放熱パターン１ｄ上において発熱部品２の右側にはハンダ層７を介してヒートシンク４が接続されている。   In such a multilayer printed circuit board 1B, the heat generating component 2 is connected to the surface (the surface of the multilayer printed circuit board 1A) of the first heat radiation pattern 1d (one heat radiation pattern) via the solder layer 5, and the first heat radiation pattern 1d. The heat sink 3 is connected to the left side of the heat generating component 2 via the solder layer 6 above, and the heat sink 4 is connected to the right side of the heat generating component 2 via the solder layer 7 on the first heat radiation pattern 1d.

また、第４放熱パターン１ｄ（他方の放熱パターン）の表面（多層プリント基板１Ｂの裏面）において、発熱部品２と同一位置にはハンダ層９を介してヒートシンク８が接続され、同じく第４放熱パターン１ｄの表面においてヒートシンク３と同一位置にはハンダ層１２を介してヒートシンク１０が接続され、同じく第４放熱パターン１ｄの表面においてヒートシンク４と同一位置にはハンダ層１３を介してヒートシンク１１が接続されている。   Further, on the surface of the fourth heat radiation pattern 1d (the other heat radiation pattern) (the back surface of the multilayer printed circuit board 1B), a heat sink 8 is connected to the same position as the heat-generating component 2 via the solder layer 9, and similarly the fourth heat radiation pattern. A heat sink 10 is connected to the same position as the heat sink 3 via the solder layer 12 on the surface of 1d, and a heat sink 11 is connected to the same position as the heat sink 4 via the solder layer 13 on the surface of the fourth heat radiation pattern 1d. ing.

すなわち、発熱部品２とヒートシンク８とは、多層プリント基板１Ｂを挟んで対向する位置関係で多層プリント基板１Ｂに実装され、ヒートシンク３とヒートシンク１０とは多層プリント基板１Ｂを挟んで対向する位置関係で多層プリント基板１Ｂに実装され、ヒートシンク４とヒートシンク１１とは多層プリント基板１Ｂを挟んで対向する位置関係で多層プリント基板１Ｂに実装されている。   That is, the heat generating component 2 and the heat sink 8 are mounted on the multilayer printed circuit board 1B so as to face each other with the multilayer printed circuit board 1B interposed therebetween, and the heat sink 3 and the heat sink 10 are disposed so as to face each other with the multilayer printed circuit board 1B interposed therebetween. It is mounted on the multilayer printed circuit board 1B, and the heat sink 4 and the heat sink 11 are mounted on the multilayer printed circuit board 1B so as to face each other across the multilayer printed circuit board 1B.

また、多層プリント基板１Ｂにおいて、発熱部品２の直下つまりヒートシンク８の直下に相当する部位、ヒートシンク３とヒートシンク１０と直下部位、またヒートシンク４とヒートシンク１１と直下部位には、複数のサーマルビア１ｉが第１放熱パターン１ｄ、第２放熱パターン１ｅ、第３放熱パターン１ｆ及び第４放熱パターン１ｇを接続した状態で設けられている。このようなサーマルビア１ｉは、第２実施形態のサーマルビア１ｈと同等な熱伝導性能を有する。   Further, in the multilayer printed circuit board 1B, a plurality of thermal vias 1i are provided immediately below the heat generating component 2, that is, immediately below the heat sink 8, the heat sink 3 and the heat sink 10, and the heat sink 4 and the heat sink 11 and immediately below. The first heat radiation pattern 1d, the second heat radiation pattern 1e, the third heat radiation pattern 1f, and the fourth heat radiation pattern 1g are provided in a connected state. Such a thermal via 1i has a thermal conductivity equivalent to that of the thermal via 1h of the second embodiment.

３つのヒートシンク８、１０、１１は、第１実施形態のヒートシンク３、４と同一のものであり、各々に複数のフィン８ａ、１０ａ、１１ａと付根部８ｂ、１０ｂ、１１ｂとを備える。３つのハンダ層９、１２、１３のうち、ハンダ層９は、ヒートシンク８と第４放熱パターン１ｇとの間に設けられ、ハンダ層１２はヒートシンク１０と第４放熱パターン１ｇとの間に設けられ、ハンダ層１３はヒートシンク１１と第４放熱パターン１ｇとの間に設けられている。   The three heat sinks 8, 10, and 11 are the same as the heat sinks 3 and 4 of the first embodiment, and each include a plurality of fins 8a, 10a, and 11a and root portions 8b, 10b, and 11b. Of the three solder layers 9, 12, 13, the solder layer 9 is provided between the heat sink 8 and the fourth heat radiation pattern 1g, and the solder layer 12 is provided between the heat sink 10 and the fourth heat radiation pattern 1g. The solder layer 13 is provided between the heat sink 11 and the fourth heat radiation pattern 1g.

このような第３実施形態に係る電子部品放熱構造Ｃでは、発熱部品２の裏面放熱パッド２ｂがハンダ層５を介して第１放熱パターン１ｄに接続され、ヒートシンク８の付根部８ｂがハンダ層９を介して第４放熱パターン１ｇに接続され、また第１放熱パターン１ｄと第４放熱パターン１ｇとが複数のサーマルビア１ｈで接続さている。   In such an electronic component heat dissipation structure C according to the third embodiment, the back surface heat dissipating pad 2b of the heat generating component 2 is connected to the first heat dissipating pattern 1d via the solder layer 5, and the root portion 8b of the heat sink 8 is the solder layer 9 The first heat radiation pattern 1d and the fourth heat radiation pattern 1g are connected by a plurality of thermal vias 1h.

また、上記第１放熱パターン１ｄには、ハンダ層６を介してヒートシンク３が、またハンダ層７を介してヒートシンク４がそれぞれ接続されている。さらに、第１放熱パターン１ｄには、複数のサーマルビア１ｉ、第４放熱パターン１ｇ及びハンダ層１２を介してヒートシンク１０が、また複数のサーマルビア１ｉ、第４放熱パターン１ｇ及びハンダ層１３を介してヒートシンク１１がそれぞれ接続されている。   In addition, the heat sink 3 is connected to the first heat radiation pattern 1 d via the solder layer 6, and the heat sink 4 is connected via the solder layer 7. Further, the first heat radiation pattern 1d has a heat sink 10 via a plurality of thermal vias 1i, a fourth heat radiation pattern 1g and a solder layer 12, and also a plurality of thermal vias 1i, a fourth heat radiation pattern 1g and a solder layer 13. Heat sinks 11 are connected to each other.

すなわち、発熱部品２の裏面放熱パッド２ｂは、従来の熱接合材よりも伝熱性能に優れたハンダ層５、第１放熱パターン１ｄ等を介してヒートシンク３、４、８、１０、１１の付根部３ｂ、４ｂ、８ｂ、１０ｂ、１１ｂにそれぞれ接続されている。   That is, the back surface heat radiation pad 2b of the heat generating component 2 is attached to the heat sinks 3, 4, 8, 10, 11 via the solder layer 5, the first heat radiation pattern 1d, etc., which have better heat transfer performance than the conventional thermal bonding material. The root portions 3b, 4b, 8b, 10b, and 11b are connected respectively.

したがって、第３実施形態に係る電子部品放熱構造Ｃによれば、第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａ及び第２実施形態に係る電子部品放熱構造Ｂと同様に、発熱部品２（電子部品）の放熱性能を従来よりも向上させることが可能である。
また、第３実施形態に係る電子部品放熱構造Ｃでは、第１放熱パターン１ｄ及び第４放熱パターン１ｇに第２放熱パターン１ｅ及び第３放熱パターン１ｆが複数のサーマルビア１ｈによって接続され、またヒートシンク１０、１１も接続されているので、第１実施形態に係る電子部品放熱構造Ａ及び第２実施形態に係る電子部品放熱構造Ｂよりも放熱性能を向上させることが可能である。 Therefore, according to the electronic component heat dissipation structure C according to the third embodiment, similarly to the electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment and the electronic component heat radiation structure B according to the second embodiment, It is possible to improve the heat dissipation performance of
In the electronic component heat dissipation structure C according to the third embodiment, the second heat dissipation pattern 1e and the third heat dissipation pattern 1f are connected to the first heat dissipation pattern 1d and the fourth heat dissipation pattern 1g by a plurality of thermal vias 1h. Since 10 and 11 are also connected, it is possible to improve the heat dissipation performance over the electronic component heat dissipation structure A according to the first embodiment and the electronic component heat dissipation structure B according to the second embodiment.

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記第１、第３実施形態では、正面視で矩形状の発熱部品２においてリード２ｃが設けられていない左右にヒートシンク３、４を配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ヒートシンク３、４に隣り合うように追加のヒートシンク及びハンダ層を設けて放熱パターン１ｂあるいは第１放熱パターン１ｄに接続してもよい。 In addition, this invention is not limited to said each embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the first and third embodiments, the heat sinks 3 and 4 are disposed on the left and right sides of the heat generating component 2 that is rectangular in a front view where the leads 2c are not provided. However, the present invention is not limited to this. For example, an additional heat sink and a solder layer may be provided adjacent to the heat sinks 3 and 4 and connected to the heat dissipation pattern 1b or the first heat dissipation pattern 1d.

（２）上記第２、第３実施形態では、発熱部品２の裏側にヒートシンク８を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えばヒートシンク８に対して発熱部品２のリード２ｃが設けられている方向に隣り合うように追加のヒートシンク及びハンダ層を設けて第４放熱パターン１ｇに接続してもよい。 (2) In the second and third embodiments, the heat sink 8 is provided on the back side of the heat generating component 2, but the present invention is not limited to this. For example, an additional heat sink and a solder layer may be provided so as to be adjacent to the heat sink 8 in the direction in which the lead 2c of the heat generating component 2 is provided and connected to the fourth heat radiation pattern 1g.

（３）上記第２、第３実施形態では、４層基板を採用したが、本発明はこれに限定されない。例えば２層基板あるいは８層基板等、４層以外の多層基板を採用してもよい。 (3) In the second and third embodiments, the four-layer substrate is adopted, but the present invention is not limited to this. For example, a multilayer substrate other than four layers such as a two-layer substrate or an eight-layer substrate may be employed.

Ａ〜Ｃ 電子部品放熱構造
１、 １Ａ、１Ｂ プリント基板
１ａ、１ｃ 絶縁層
１ｂ 放熱パターン
１ｄ 第１放熱パターン
１ｅ 第２放熱パターン
１ｆ 第３放熱パターン
１ｇ 第４放熱パターン
１ｈ、１ｉ サーマルビア
２ 発熱部品（電子部品）
２ａ 半導体チップ
２ｂ 裏面放熱パッド
２ｃ リード
２ｄ パッケージ
３、４、８、１０、１１ ヒートシンク
３ａ、４ａ、８ａ、１０ａ、１１ａ フィン
３ｂ、４ｂ、８ｂ、１０ｂ、１１ｂ 付根部
５、６、７、９、１２、１３ ハンダ層 A to C Electronic component heat radiation structure 1, 1A, 1B Printed circuit board 1a, 1c Insulating layer 1b Heat radiation pattern 1d First heat radiation pattern 1e Second heat radiation pattern 1f Third heat radiation pattern 1g Fourth heat radiation pattern 1h, 1i Thermal via 2 Heating component (Electronic parts)
2a Semiconductor chip 2b Backside heat dissipation pad 2c Lead 2d Package 3, 4, 8, 10, 11 Heat sink 3a, 4a, 8a, 10a, 11a Fin 3b, 4b, 8b, 10b, 11b Root part 5, 6, 7, 9, 12, 13 Solder layer

Claims (4)

放熱パッドを備えると共にプリント基板に実装された電子部品の熱を放熱する電子部品放熱構造であって、
前記放熱パッドが前記プリント基板に形成された放熱パターンにハンダ接続された状態、かつ、前記放熱パターンにヒートシンクがハンダ接続された状態であり、
前記ヒートシンクは、複数のフィンを備え、当該フィンの付根部が前記放熱パターンにハンダ接続された状態であることを特徴とする電子部品放熱構造。 An electronic component heat dissipation structure that includes a heat dissipation pad and dissipates heat from an electronic component mounted on a printed circuit board,
A state in which the heat dissipation pad is solder-connected to a heat dissipation pattern formed on the printed circuit board, and a state in which a heat sink is solder-connected to the heat dissipation pattern;
The heat sink includes a plurality of fins, and a base portion of the fins is soldered to the heat radiation pattern. 前記ヒートシンクが複数備えられ、
前記放熱パターンは、前記ヒートシンクが前記電子部品を挟むように配置される形状に設けられることを特徴とする請求項１記載の電子部品放熱構造。 A plurality of the heat sinks;
The electronic component heat dissipation structure according to claim 1, wherein the heat dissipation pattern is provided in a shape in which the heat sink is disposed so as to sandwich the electronic component. 前記プリント基板は、前記放熱パターンが両面に対向状態で形成される多層基板であり、
前記放熱パッドは、一方の前記放熱パターンにハンダ接続された状態であり、
前記ヒートシンクは、他方の前記放熱パターンにハンダ接続された状態であり、
一方の前記放熱パターンと他方の前記放熱パターンとは、サーマルビアで接続された状態であることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品放熱構造。 The printed circuit board is a multilayer board in which the heat radiation pattern is formed on both sides in an opposing state,
The heat dissipating pad is in a state where it is solder-connected to one of the heat dissipating patterns,
The heat sink is in a state where it is soldered to the other heat dissipation pattern,
The electronic component heat dissipation structure according to claim 1, wherein one heat dissipation pattern and the other heat dissipation pattern are connected by a thermal via. 前記プリント基板は、前記放熱パターンが両面に対向状態で形成される多層基板であり、
前記放熱パッドは、一方の前記放熱パターンにハンダ接続された状態であり、
前記ヒートシンクは、一方の前記放熱パターン及び他方の前記放熱パターンにハンダ接続された状態であり、
一方の前記放熱パターンと他方の前記放熱パターンとは、サーマルビアで相互に接続された状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品放熱構造。
The printed circuit board is a multilayer board in which the heat radiation pattern is formed on both sides in an opposing state,
The heat dissipating pad is in a state where it is solder-connected to one of the heat dissipating patterns,
The heat sink is in a state of being solder-connected to one of the heat dissipation patterns and the other of the heat dissipation patterns,
3. The electronic component heat dissipation structure according to claim 1, wherein one heat dissipation pattern and the other heat dissipation pattern are connected to each other by a thermal via.
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