WO2021145096A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2021145096A1
WO2021145096A1 PCT/JP2020/045477 JP2020045477W WO2021145096A1 WO 2021145096 A1 WO2021145096 A1 WO 2021145096A1 JP 2020045477 W JP2020045477 W JP 2020045477W WO 2021145096 A1 WO2021145096 A1 WO 2021145096A1
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WO
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printed circuit
circuit board
lid
electronic component
heat sink
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/045477
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English (en)
French (fr)
Inventor
岳史 石川
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • This disclosure relates to electronic devices.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which heat generated from an electronic component is transferred to a heat sink via a heat radiating member in order to improve the heat dissipation of the electronic component.
  • Patent Document 2 has a configuration in which a shield member is used to connect a lid for heat dissipation of an electronic component to a printed circuit board in order to achieve both EMC (Electromagnetic Compatibility) measures and improvement of heat dissipation of the electronic component. It is disclosed.
  • EMC Electromagnetic Compatibility
  • fans heat sinks, and heat dissipation members as means for improving the heat dissipation of electronic components, and it is conceivable to improve these means.
  • the fan if it is attempted to improve the cooling performance, there is a concern that the power consumption of the motor and the driving noise will increase, so it is difficult to adopt a method for improving the fan.
  • the heat sink in order to improve the heat transfer performance, it is necessary to optimize it according to the design requirements such as the area of the heat sink and the number of heat radiation fins, so there is a limit to the method for improving the heat sink.
  • the heat radiating member high thermal conductivity of the material is considered, but there are concerns about problems such as high cost and high interfacial thermal resistance with the heat sink, and it is difficult to adopt a method for improving the heat radiating member.
  • thermal resistance like electrical resistance, is proportional to the thermal conductivity and thickness of the material and inversely proportional to the area. Therefore, in order to reduce the thermal resistance, it is effective to reduce the thickness of the heat radiating member or increase the area.
  • the thickness of the heat dissipation member there is a method of reducing the thickness of the heat dissipation member by applying downward pressure to the heat sink, but in that case, stress is applied to the solder bumps of the electronic components and cracks occur. There is a concern that it may break or break. Further, regarding the area of the heat radiating member, since the size of the electronic component is fixed, there is a limit to the area that can be expanded. Therefore, a method of expanding the heat dissipation area by attaching a metal heat spreader to the electronic component is envisioned.
  • fine wiring is required as the performance and speed of electronic components increase, and wiring must be routed to the surface layer of the printed circuit board. Therefore, it is necessary not only to shield only the electronic components but also to shield the area including the electronic components and the surrounding fine wiring, and the lid covering the area including the electronic components and the surrounding fine wiring is used as a heat spreader. Is assumed. The lid must be grounded for the shield.
  • a first heat radiating member is provided between the electronic component and the lid, and a second heat radiating member is provided between the lid and the heat sink.
  • it is the thickness of the first heat radiating member and the second heat radiating member that is caused by the increase in the thermal resistance, and the thermal resistance is reduced by reducing the thickness of the first heat radiating member and the second heat radiating member. It can be reduced.
  • an electronic device in an electronic device, a printed circuit board, an electronic component mounted on the printed circuit board, a lid composed of a metal material, covering the electronic component and grounding to the printed circuit board, and an electronic component.
  • a first heat-dissipating member provided between the lid and the lid, a heat sink provided above the lid and fixed to the printed circuit board in a state where a downward pressing force acts, and the lid and the heat sink. It is provided with a second heat radiating member provided between them.
  • the configuration is such that the action of pressing force directly above the electronic component is suppressed.
  • the lid Since the lid is grounded to the printed circuit board, even if a noise current is induced in the lid by electromagnetic waves radiated from electronic components, the induced noise current is discharged to the grounded part, and radiation noise is generated. It can be suppressed.
  • the heat sink When the heat sink is fixed to the printed circuit board, a downward pressure is applied, but the pressure applied directly above the electronic component is suppressed, so the stress applied to the solder bumps of the electronic component is suppressed.
  • the thickness of the heat radiating member can be reduced, and the thermal resistance from the electronic component to the heat sink can be reduced.
  • a lid made of a material, which covers an electronic component and is grounded to a second printed circuit board, a first heat radiating member provided between the electronic component and the lid, and a downward addition provided above the lid. It includes a heat sink fixed to the first printed circuit board in a state where pressure is applied, and a second heat radiating member provided between the lid and the heat sink. The configuration is such that the action of pressing force directly above the electronic component is suppressed.
  • the lid Since the lid is grounded to the second printed circuit board, even if a noise current is induced in the lid by electromagnetic waves radiated from electronic components, the induced noise current is discharged to the grounded part to radiate. Noise can be suppressed.
  • the heat sink When the heat sink is fixed to the first printed circuit board, a downward pressure is applied, but the stress applied to the solder bumps of the electronic component is suppressed because the pressure is suppressed directly above the electronic component. It is possible to reduce the thickness of the heat radiating member while suppressing the heat resistance from the electronic component to the heat sink.
  • a lid made of a material, which covers an electronic component and is grounded to a first printed circuit board, a first heat radiating member provided between the electronic component and the lid, and a downward addition provided above the lid. It includes a heat sink fixed to the first printed circuit board in a state where pressure is applied, and a second heat radiating member provided between the lid and the heat sink. The configuration is such that the action of pressing force directly above the electronic component is suppressed.
  • the lid Since the lid is grounded to the first printed circuit board, even if a noise current is induced in the lid by electromagnetic waves radiated from electronic components, the induced noise current is discharged to the grounded part to radiate. Noise can be suppressed.
  • the heat sink When the heat sink is fixed to the first printed circuit board, a downward pressure is applied, but the stress applied to the solder bumps of the electronic component is suppressed because the pressure is suppressed directly above the electronic component. It is possible to reduce the thickness of the heat radiating member while suppressing the heat resistance from the electronic component to the heat sink.
  • FIG. 1 is a vertical sectional side view showing the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the second heat radiating member.
  • FIG. 3 is a vertical sectional side view showing the second embodiment.
  • FIG. 4 is a vertical sectional side view showing the third embodiment.
  • FIG. 5 is a vertical sectional side view showing the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a vertical sectional side view showing the fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a vertical sectional side view to be compared.
  • FIG. 8 is a vertical sectional side view showing the sixth embodiment.
  • FIG. 9 is a vertical sectional side view to be compared.
  • FIG. 10 is a vertical sectional side view showing the seventh embodiment.
  • the electronic device 1 is, for example, an in-vehicle electronic device mounted on a vehicle, and includes a printed circuit board 2, a plurality of (three in this embodiment) electronic components 3 to 5 mounted on the printed circuit board 2.
  • a lid 6 and a heat sink 7 are provided.
  • the electronic components 3 to 5 are, for example, ball grid array package type (BGA type) semiconductor elements, in which the semiconductor chip and the package substrate are electrically connected by bonding wires, and the resin mold on the upper surface side of the package substrate as a whole. It is formed as a thin rectangular package.
  • BGA type ball grid array package type
  • solder bumps 8 to 10 are provided on the mounting surface (lower surface in FIG. 1) of the package substrate by a large number of solder balls.
  • solder balls for example, lead-free solder using an alloy such as tin, silver, or copper can be applied.
  • the electronic component 3 is a SoC (System on Chip)
  • the electronic component 4 is a power supply IC (Integrated Circuit)
  • the electronic component 5 is a memory element.
  • the electronic component 3 and the electronic component 4 are electrically connected by wiring (not shown) on the surface of the printed circuit board 2.
  • the electronic component 3 and the electronic component 5 are electrically connected by wiring (not shown) on the surface of the printed circuit board 2.
  • the calorific value of the electronic component 3 is relatively larger than the calorific value of the other electronic components 4 and 5.
  • the printed circuit board 2 is a multilayer substrate in which insulating substrates such as epoxy resin containing glass fibers are laminated in multiple layers, and a conductor pattern is formed on the surface and between layers thereof, and a ground pattern is formed between the layers. Has been done.
  • the surface of the printed circuit board 2 is provided with a land for conduction for solder-bonding the electronic components 3 to 5 corresponding to the solder bumps 8 to 10 of the electronic components 3 to 5 described above, and the lid 6 is provided. There is a grounding land for the grounding. Further, on the surface of the printed circuit board 2, a solder resist layer is provided so as to cover a portion excluding the land for conduction and the land for grounding.
  • the solder resist layer is formed as an outermost layer that protects the conductor pattern and the insulating base material on the surface of the printed circuit board 2 and exposes the land for conduction and the land for grounding.
  • a printed body is provided on the land for conduction and the land for grounding by printing a solder paste using a printing mask. Further, the ground for grounding is conducting with the ground pattern via the via.
  • solder bumps 8 to 10 of the electronic components 3 to 5 are aligned and overlapped with respect to the land for conduction, and heated while controlling the temperature to perform solder bonding. conduct. This heating is performed through a reflow oven (not shown).
  • the printed matter, which is a solder paste, and the solder bumps 8 to 10 are melted and integrated, and then cooled to solidify the solder to form a solder joint, whereby the electronic components 3 to 5 are formed on the printed circuit board 2. It is electrically and physically connected to the solder bumps 8 to 10 via solder bumps 8 to 10.
  • the lid 6 is provided so as to cover the electronic components 3 to 5 from above.
  • the lid 6 is made of a metal material such as aluminum or copper, and has a concave shape having a hollow portion 13 formed of a ceiling surface portion 11 and a side surface portion 12.
  • a first heat radiating member 14 is provided between the upper surface 3a of the electronic component 3 and the lower surface 11a of the ceiling surface 11 of the lid 6.
  • the first heat radiating member 14 is, for example, a heat radiating gel formed in a sheet shape.
  • the lower end of the side surface portion 11 of the lid 6 is aligned with the ground for grounding, overlapped, heated while controlling the temperature, and solder-bonded.
  • the lid 6 is physically connected to the printed circuit board 2 and grounded.
  • the heat sink 7 is provided above the lid 6.
  • the heat sink 7 is made of a metal material such as aluminum or copper, and has a base plate 15 and a plurality of heat radiation fins 16.
  • the base plate 15 has a flat plate shape that extends in the plane direction of the ceiling surface portion 11 of the lid 6.
  • the heat radiating fins 16 are thin plate-shaped heat radiating plates, which are erected vertically from the upper surface 15b of the base plate 15 and arranged substantially parallel to each other, and a ventilation path is formed between adjacent heat radiating fins 16. There is.
  • a second heat radiating member 17 is provided between the upper surface 11b of the ceiling surface 11 of the lid 6 and the lower surface 15a of the base plate 15.
  • the second heat radiating member 17 is, for example, a heat radiating gel formed in a sheet shape. Since the second heat radiating member 17 is provided, most of the heat transferred from the electronic component 3 to the lid 6 via the first heat radiating member 14 is directly transferred to the second heat radiating member 17 and from the second heat radiating member 17. It is transmitted to the base plate 15. Then, most of the heat transferred to the base plate 15 is transferred to the heat radiation fins 16 and diffused from the heat radiation fins 16.
  • the heat sink 7 is fixed to the printed circuit board 2 by the fastening member 18.
  • the fastening member 18 includes a bolt 19, a spring 20, a nut 21, and the like, and is arranged at four corners of a base plate 15 in, for example, a heat sink 4. Through holes 22 through which bolts 19 are inserted are provided at the four corners of the base plate 15. Further, at the four corners of the printed circuit board 2, through holes 23 corresponding to the through holes 22 of the base plate 15 and through which the bolts 19 are inserted are provided.
  • a bolster plate 24 is arranged on the back surface side of the printed circuit board 2. One end side (lower end side in FIG. 1) of the bolt 19 is connected to the bolster plate 24 via a fixture 25 such as a driving screw.
  • a nut 21 and a spring 20 are mounted on the other end side (upper end side in FIG. 1) of the bolt 19, and the spring 20 is compressed by tightening the nut 21.
  • the restoring force of the spring 20 presses the heat sink 7 against the printed circuit board 2. That is, the heat sink 7 is fastened to the printed circuit board 2 by the fastening member 18, and the heat sink 7 is fixed to the printed circuit board 2 in a state where a pressing force is applied to the printed circuit board 2 side.
  • the direction from the heat sink 7 toward the printed circuit board 2 (the direction indicated by the arrow A in FIG. 1) is referred to as a downward direction.
  • the second heat radiating member 17 is formed into a shape having a hollow portion, and is in contact with the hollow portion 26 and the upper surface 11b of the ceiling surface portion 11 of the lid 6 around the hollow portion 26 and a heat sink. It has a contact portion 27 in contact with the lower surface 15a of the base plate 15 of 7.
  • the hollow portion 26 is arranged directly above the electronic component 3
  • the contact portion 27 is arranged away from directly above the electronic component 3. .. That is, the second heat radiating member 17 is partially in contact with the upper surface 11b of the ceiling surface portion 11 of the lid 6 and is partially in contact with the lower surface 15a of the base plate 15 of the heat sink 7.
  • the second heat radiating member 17 is present at a portion detached from directly above the electronic component 3, but the second heat radiating member 17 is omitted directly above the electronic component 3.
  • the lid 6 is grounded to the printed circuit board 2 in the electronic device 1, even if a noise current is induced in the lid 6 by electromagnetic waves radiated from the electronic components 3 to 5, the induced noise current is grounded. Radiation noise can be suppressed by being discharged to the portion.
  • the heat sink 7 is fixed to the printed circuit board 2, a downward pressing force acts, but the second heat radiating member 17 is omitted directly above the electronic component 3, and the pressing force acts directly above the electronic component 3. Therefore, the thickness of the first heat radiating member 14 and the second heat radiating member 17 is reduced while suppressing the stress applied to the solder bump 8 of the electronic component 3, and the thermal resistance from the electronic component 3 to the heat sink 7 is reduced. It can be reduced. As a result, radiation noise from the electronic components 3 to 5 can be appropriately suppressed, and heat dissipation can be appropriately improved.
  • the configuration in which the first heat radiating member 14 is provided between the electronic component 3 and the lid 6 having the largest heat generation among the electronic components 3 to 5 is illustrated, but other electronic components are illustrated.
  • a heat radiating member may be provided between the components 4 and 5 and the lid 6. Even in that case, a downward pressing force acts when the heat sink 7 is fixed to the printed circuit board 2, but since the second heat radiating member 17 is omitted directly above the electronic component 3 as described above. , The action of the pressing force directly above the electronic component 3 is suppressed.
  • the shape of the upper surface of the ceiling surface portion of the lid is different from that of the first embodiment described above.
  • the lid 32 has a shape in which directly above the electronic component 3 is recessed downward on the upper surface 33b of the ceiling surface portion 33. That is, the upper surface 33b of the ceiling surface 33 of the lid 32 has a reference surface 33c and a concave surface 33d recessed downward from the reference surface 33c. Further, the lid 32 is physically connected to the printed circuit board 2 and is grounded.
  • the second heat radiating member 34 is in contact with the entire lower surface 15a of the base plate 15 of the heat sink 7, and is in contact with the entire upper surface 33b of the ceiling surface 33 of the lid 32.
  • the heat sink 7 when the heat sink 7 is fixed to the printed circuit board 2, the heat sink 7 is fastened by the fastening member 18, so that a downward pressing force acts on the heat sink 7.
  • the second heat radiating member 34 When a downward pressing force acts on the heat sink 7, the second heat radiating member 34 is pressed against the heat sink 7, and the thickness of the second heat radiating member 34 is reduced to some extent.
  • the downward pressing force acting on the heat sink 7 is transmitted to the lid 32 via the second heat radiating member 34, and the downward pressing force acts on the lid 32.
  • the first heat radiating member 14 When a downward pressing force acts on the lid 32, the first heat radiating member 14 is pressed against the lid 32, and the thickness of the first heat radiating member 14 is reduced to some extent.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, since the lid 32 is grounded to the printed circuit board 2 in the electronic device 31, even if a noise current is induced in the lid 32 by electromagnetic waves radiated from the electronic components 3 to 5, the induced noise current is generated. Is discharged to the grounded portion, so that radiation noise can be suppressed.
  • a downward pressing force acts, but on the upper surface 33b of the ceiling surface 33 of the lid 32, the concave surface 33d is directly above the electronic component 3, and is directly above the electronic component 3.
  • the thickness of the first heat radiation member 14 and the second heat radiation member 34 is reduced while suppressing the stress applied to the solder bump 8 of the electronic component 3, and the electronic component 3 to the heat sink 7 are used. It is possible to reduce the thermal resistance up to.
  • the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the shape of the lower surface of the base plate of the heat sink is different from that of the first embodiment described above.
  • the heat sink 42 has an upper surface recessed directly above the electronic component 3 on the lower surface 43a of the base plate 43. That is, the lower surface 43a of the base plate 43 of the heat sink 42 has a reference surface 43c and a concave surface 43d recessed upward from the reference surface 43c.
  • the second heat radiating member 44 is in contact with the entire lower surface 43a of the base plate 43 of the heat sink 42, and is in contact with the entire upper surface 11b of the ceiling surface portion 11 of the lid 6.
  • the heat sink 42 when the heat sink 42 is fixed to the printed circuit board 2, the heat sink 42 is fastened by the fastening member 18, so that a downward pressing force acts on the heat sink 42.
  • a downward pressing force acts on the heat sink 42
  • the second heat radiating member 44 is pressed against the heat sink 42, and the thickness of the second heat radiating member 44 is reduced to some extent.
  • the downward pressing force acting on the heat sink 42 is transmitted to the lid 6 via the second heat radiating member 44, and the downward pressing force acts on the lid 6.
  • the first heat radiating member 14 When a downward pressing force acts on the lid 6, the first heat radiating member 14 is pressed against the lid 6, and the thickness of the first heat radiating member 14 is reduced to some extent.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, since the lid 6 is grounded to the printed circuit board 2 in the electronic device 41, even if a noise current is induced in the lid 6 by electromagnetic waves radiated from the electronic components 3 to 5, the induced noise current is induced. Is discharged to the grounded portion, so that radiation noise can be suppressed.
  • the heat sink 42 is fixed to the printed circuit board 2, a downward pressing force acts.
  • the concave surface 43d is formed directly above the electronic component 3, and the heat sink 42 is directly above the electronic component 3.
  • the thickness of the first heat radiating member 14 and the second heat radiating member 44 is reduced while suppressing the stress applied to the solder bump 8 of the electronic component 3, and the electronic component 3 to the heat sink 42 are used.
  • the thermal resistance of the solder can be reduced.
  • the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the fourth embodiment is the same as the first embodiment described above in that the second printed circuit board is mounted on the first printed circuit board and the same configuration as that of the third embodiment described above is mounted on the second printed circuit board. different.
  • the first printed circuit board functions as a mother board, and the second printed circuit board functions as a module board.
  • the electronic device 51 includes a flat plate-shaped first printed circuit board 52 and a flat plate-shaped second printed circuit board 53 mounted on the first printed circuit board 52.
  • the second printed circuit board 53 is equivalent to the printed circuit board 2 described in the first embodiment, and the electronic components 3 to 5, the lid 6, the heat sink 42, and the second printed circuit board 53 described in the third embodiment are placed on the second printed circuit board 53.
  • the first heat radiating member 14 and the second heat radiating member 44 and the like are mounted.
  • the lid 6 is physically connected to and grounded to the second printed circuit board 53.
  • the second printed circuit board 53 is electrically and physically connected to the first printed circuit board 52 via the solder bumps 54.
  • the heat sink 42 is fixed to the first printed circuit board 52 by the fastening member 18.
  • the second printed circuit board 53 is mounted on the first printed circuit board 52, and the lid 6 is physically connected to the second printed circuit board 53 and grounded. Even in this configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the lid 6 is physically connected to the second printed circuit board 53 and grounded, stress is applied to the second printed circuit board 53 and stress is applied to the solder bumps 54, so that the lid 6 is installed. It is desirable that the solder bumps 54 are provided so as to avoid the periphery of the portion physically connected to the second printed circuit board 53.
  • the fifth embodiment is different from the fourth embodiment described above in that the lid is grounded to the first printed circuit board.
  • the electronic device 61 includes a flat plate-shaped first printed circuit board 62 and a flat plate-shaped second printed circuit board 63 mounted on the first printed circuit board 62.
  • the second printed circuit board 63 is equivalent to the printed circuit board 53 described in the fourth embodiment except that the lid is not physically connected and is not grounded, and the second printed circuit board 63 is on the second printed circuit board 63.
  • the electronic components 3 to 5, the heat sink 42, the first heat radiating member 14, the second heat radiating member 44, and the like described in the third embodiment are mounted.
  • the lid 64 is physically connected to and grounded to the first printed circuit board 62.
  • the second heat radiating member 44 is provided between the upper surface 65b of the ceiling surface portion 65 of the lid 64 and the lower surface 43a of the base plate 43 of the heat sink 42. Further, the second printed circuit board 63 is electrically and physically connected to the first printed circuit board 62 via a solder bump 66.
  • the second printed circuit board 63 is mounted on the first printed circuit board 62, and the lid 64 is physically connected to the first printed circuit board 62 and grounded. Even in this configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 8.
  • the sixth embodiment shows the measures to be taken when the second printed circuit board 53 is mounted at an angle with respect to the first printed circuit board 52 in the configuration described in the fourth embodiment.
  • the second printed circuit board 53 may be mounted at an angle with respect to the first printed circuit board 52.
  • the heat sink 42 is mounted so that the surface direction of the base plate 43 of the heat sink 42 is substantially parallel to the surface direction of the first printed circuit board 52 in a state where the second printed circuit board 53 is mounted at an angle with respect to the first printed circuit board 52.
  • the gap between the upper surface 11b of the ceiling surface 11 of the lid 6 and the lower surface 43a of the base plate 43 of the heat sink 42 is not constant, and the thickness of the second heat radiating member 44 is non-uniform. Therefore, there is a concern that the heat dissipation property will deteriorate.
  • the degree of fastening by the fastening member 18 is adjusted, and the second printed circuit board 53 is mounted at an angle with respect to the first printed circuit board 52, as shown in FIG.
  • the heat sink 42 is mounted so that the surface direction of the base plate 43 of the heat sink 42 is substantially parallel to the surface direction of the ceiling surface portion 11 of the lid 6, the upper surface 11b of the ceiling surface portion 11 of the lid 6 is mounted.
  • the gap between the heat sink 42 and the lower surface 43a of the base plate 43 of the heat sink 42 is constant.
  • the surface direction of the base plate 43 of the heat sink 42 is the lid 6. Since the heat sink 42 is mounted so as to be substantially parallel to the surface direction of the ceiling surface portion 11, the thickness of the second heat radiating member 44 can be made uniform, and deterioration of heat radiating property can be avoided. can do.
  • the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 10.
  • the seventh embodiment shows the measures to be taken when the second printed circuit board 63 is mounted at an angle with respect to the first printed circuit board 62 in the configuration described in the fifth embodiment.
  • the second printed circuit board 63 may be mounted at an angle with respect to the first printed circuit board 62.
  • the lid 64 so that the surface direction of the ceiling surface portion 65 of the lid 64 is substantially parallel to the surface direction of the first printed circuit board 62 in a state where the second printed circuit board 63 is mounted at an angle with respect to the first printed circuit board 62.
  • the gap between the lower surface 65a of the ceiling surface portion 65 of the lid 64 and the electronic component 3 becomes not constant, the thickness of the first heat radiating member 14 becomes non-uniform, and heat is radiated. There is concern that the sex will worsen.
  • a bellows portion 67 is provided on a part of the side surface portion of the lid 64, and the second printed circuit board 63 relates to the first printed circuit board 62.
  • the lid 64 is mounted so that the surface direction of the ceiling surface portion 65 of the lid 64 is substantially parallel to the surface direction of the electronic component 3, so that the ceiling surface portion 65 of the lid 64 is mounted.
  • the gap between the lower surface 65a and the electronic component 3 is constant.
  • the surface direction of the ceiling surface portion 65 of the lid 64 is the electronic component. Since the lid 64 is mounted so as to be substantially parallel to the surface direction of 3, the thickness of the first heat radiating member 14 can be made uniform, and deterioration of heat radiating property can be avoided. ..
  • the number and arrangement of electronic components mounted on the printed circuit board 2 may be other than those illustrated.
  • the number and arrangement modes of the above may be other than those illustrated.
  • one lid may cover a plurality of second printed circuit boards 53 and 63.
  • the lids 6, 32, 64 are grounded to the printed circuit boards 2, 53, 62 by solder bonding. It may be grounded by the above, or it may be grounded by using the pressing force when the heat sinks 7 and 42 are fastened to the printed circuit boards 2, 52 and 62.

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Abstract

電子機器(1)は、プリント基板(2)と、プリント基板上に実装されている電子部品(3)と、金属材料から構成され、電子部品を覆うと共にプリント基板に接地するリッド(6)と、電子部品とリッドとの間に設けられている第1放熱部材(14)と、リッドの上方に設けられ、下方向への加圧力が作用する状態でプリント基板に対して固定されるヒートシンク(7)と、リッドとヒートシンクとの間に設けられている第2放熱部材(17)とを備える。電子部品の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成である。

Description

電子機器 関連出願の相互参照
 本出願は、2020年1月16日に出願された日本出願番号2020-005179号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、電子機器に関する。
 電子機器の多機能化及び高性能化に伴い、電子機器に搭載される電子部品の高性能化及び高速化が進んでおり、消費電力の増加も見込まれている。例えば特許文献1には、電子部品の放熱性を向上させるために、電子部品から発せられた熱を放熱部材を介してヒートシンクに伝達させる構成が開示されている。又、例えば特許文献2には、EMC(Electromagnetic Compatibility)対策と電子部品の放熱性の向上とを両立させるために、シールド部材を用いて電子部品の放熱用のリッドからプリント基板まで接続させる構成が開示されている。
特許第5983032号公報 特開2012-164852号公報
 電子部品の放熱性を向上させる手段として、ファン、ヒートシンク、放熱部材があり、これらの手段を改善することが考えられる。ファンについては、冷却性能を向上させようとすると、モータの消費電力や駆動音の増大が懸念されるので、ファンを改善する手法は採用し難い。ヒートシンクについては、熱伝達性能を向上させようとすると、ヒートシンクの面積や放熱フィンの枚数等の設計要件により最適化せざるを得ないので、ヒートシンクを改善する手法では限界がある。放熱部材については、材料の高熱伝導化が検討されるが、高価であったりヒートシンクとの界面熱抵抗が大きかったりする等の問題が懸念され、放熱部材を改善する手法も採用し難い。
 このような事情から、ファン、ヒートシンク、放熱部材を個別の要素ではなく、全体で考え、電子部品から発せられた熱を如何にしてヒートシンクまで伝達させ、電子部品からヒートシンクまでの熱抵抗を如何にして低減させるかが課題となる。一般的に熱抵抗は電気抵抗と同様に材料の熱伝導率と厚さに比例し、面積に反比例する。そのため、熱抵抗を低減させるには、放熱部材の厚さを小さくするか又は面積を広げることが有効である。
 放熱部材の厚さについては、ヒートシンクに下方向への加圧力を作用させて放熱部材の厚さを小さくする手法があるが、その場合、電子部品のはんだバンプに応力が加わり、クラックが発生したり破断したりすることが懸念される。又、放熱部材の面積については、電子部品のサイズが決まっているので、広げられる面積に限界がある。そこで、電子部品に金属製のヒートスプレッダを取り付けることで、放熱面積を広げる手法が想定される。
 一方、EMC対策については、電子部品の高性能化及び高速化に伴って微細な配線が必要になってきており、プリント基板の表層にも配線を引き回さざるを得なくなってきている。そのため、電子部品だけをシールドするだけでなく、電子部品と周囲の微細配線も含めた領域をシールドする必要があり、電子部品と周囲の微細配線も含めた領域を覆うリッドをヒートスプレッダとして活用する構成が想定される。尚、シールドのためにはリッドは接地されている必要がある。
 リッドをヒートスプレッダとして活用する構成では、電子部品とリッドとの間に第1放熱部材が設けられ、リッドとヒートシンクとの間に第2放熱部材が設けられる構成となる。このような構成において熱抵抗の増大に起因するのは第1放熱部材及び第2放熱部材の厚さであり、それら第1放熱部材及び第2放熱部材の厚さを小さくすることで熱抵抗を低減させることができる。第1放熱部材及び第2放熱部材の厚さを小さくするには、この場合も、前述したようにヒートシンクに下方向への加圧力を作用させる手法がある。
 しかしながら、ヒートシンクに下方向への加圧力を作用させる手法では、前述したように電子部品のはんだバンプに応力が加わり、クラックが発生したり破断したりすることが懸念される。このような事情から、電子部品のはんだバンプに加わる応力を抑えつつ放熱部材の厚さを小さくし、放熱性を向上させる構成が望まれている。
 本開示は、プリント基板上の電子部品を覆うようにリッドが設けられ、リッドの上方にヒートシンクが設けられる構成において、電子部品からの輻射ノイズを適切に抑制すると共に、放熱性を適切に向上させることを目的とする。
 本開示の一態様によれば、電子機器において、プリント基板と、プリント基板上に実装されている電子部品と、金属材料から構成され、電子部品を覆うと共にプリント基板に接地するリッドと、電子部品とリッドとの間に設けられている第1放熱部材と、リッドの上方に設けられ、下方向への加圧力が作用する状態でプリント基板に対して固定されるヒートシンクと、リッドとヒートシンクとの間に設けられている第2放熱部材と、を備える。電子部品の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成である。
 プリント基板にリッドが接地する構成としたので、電子部品から放射された電磁波によりリッドにノイズ電流が誘起されたとしても、その誘起されたノイズ電流が接地部分に排出されることで、輻射ノイズを抑制することができる。ヒートシンクがプリント基板に対して固定される際に下方向への加圧力が作用するが、電子部品の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成としたので、電子部品のはんだバンプに加わる応力を抑えつつ放熱部材の厚さを小さくし、電子部品からヒートシンクまでの熱抵抗を低減させることができる。これにより、プリント基板上の電子部品を覆うようにリッドが設けられ、リッドの上方にヒートシンクが設けられる構成において、電子部品からの輻射ノイズを適切に抑制すると共に、放熱性を適切に向上させることができる。
 本開示の一態様によれば、電子機器において、第1プリント基板と、第1プリント基板上に実装されている第2プリント基板と、第2プリント基板上に実装されている電子部品と、金属材料から構成され、電子部品を覆うと共に第2プリント基板に接地するリッドと、電子部品とリッドとの間に設けられている第1放熱部材と、リッドの上方に設けられ、下方向への加圧力が作用する状態で第1プリント基板に対して固定されるヒートシンクと、リッドとヒートシンクとの間に設けられている第2放熱部材と、を備える。電子部品の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成である。
 第2プリント基板にリッドが接地する構成としたので、電子部品から放射された電磁波によりリッドにノイズ電流が誘起されたとしても、その誘起されたノイズ電流が接地部分に排出されることで、輻射ノイズを抑制することができる。ヒートシンクが第1プリント基板に対して固定される際に下方向への加圧力が作用するが、電子部品の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成としたので、電子部品のはんだバンプに加わる応力を抑えつつ放熱部材の厚さを小さくし、電子部品からヒートシンクまでの熱抵抗を低減させることができる。これにより、第1プリント基板上に第2プリント基板が実装され、第2プリント基板上の電子部品を覆うようにリッドが設けられ、リッドの上方にヒートシンクが設けられる構成においても、電子部品からの輻射ノイズを適切に抑制すると共に、放熱性を適切に向上させることができる。
 本開示の一態様によれば、電子機器において、第1プリント基板と、第1プリント基板上に実装されている第2プリント基板と、第2プリント基板上に実装されている電子部品と、金属材料から構成され、電子部品を覆うと共に第1プリント基板に接地するリッドと、電子部品とリッドとの間に設けられている第1放熱部材と、リッドの上方に設けられ、下方向への加圧力が作用する状態で第1プリント基板に対して固定されるヒートシンクと、リッドとヒートシンクとの間に設けられている第2放熱部材と、を備える。電子部品の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成である。
 第1プリント基板にリッドが接地する構成としたので、電子部品から放射された電磁波によりリッドにノイズ電流が誘起されたとしても、その誘起されたノイズ電流が接地部分に排出されることで、輻射ノイズを抑制することができる。ヒートシンクが第1プリント基板に対して固定される際に下方向への加圧力が作用するが、電子部品の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成としたので、電子部品のはんだバンプに加わる応力を抑えつつ放熱部材の厚さを小さくし、電子部品からヒートシンクまでの熱抵抗を低減させることができる。これにより、第1プリント基板上に第2プリント基板が実装され、第2プリント基板上の電子部品を覆うようにリッドが設けられ、リッドの上方にヒートシンクが設けられる構成においても、電子部品からの輻射ノイズを適切に抑制すると共に、放熱性を適切に向上させることができる。
 本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、第1実施形態を示す縦断側面図であり、 図2は、第2放熱部材の平面図であり、 図3は、第2実施形態を示す縦断側面図であり、 図4は、第3実施形態を示す縦断側面図であり、 図5は、第4実施形態を示す縦断側面図であり、 図6は、第5実施形態を示す縦断側面図であり、 図7は、比較対象の縦断側面図であり、 図8は、第6実施形態を示す縦断側面図であり、 図9は、比較対象の縦断側面図であり、 図10は、第7実施形態を示す縦断側面図である。
 以下、電子機器の幾つかの実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態において、先行する実施形態で説明した内容に対応する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略することがある。
 (第1実施形態)
 第1実施形態について図1から図2を参照して説明する。電子機器1は、例えば車両に搭載される車載用の電子機器であり、プリント基板2と、プリント基板2上に実装されている複数(本実施形態では3個)の電子部品3~5と、リッド6と、ヒートシンク7とを備える。電子部品3~5は、例えばボールグリッドアレイパッケージ型(BGA型)の半導体素子であり、半導体チップとパッケージ基板とがボンディングワイヤにより電気的に接続され、パッケージ基板の上面側に対する樹脂モールドにより全体として薄形矩形状のパッケージとして形成されている。
 電子部品3~5において、パッケージ基板の実装面(図1では下面)には多数のはんだボールによりはんだバンプ8~10が設けられている。はんだボールは、例えば錫、銀、銅等の合金を用いた無鉛はんだを適用することができる。本実施形態では、例えば電子部品3はSoC(System on Chip)であり、電子部品4は電源IC(Integrated Circuit)であり、電子部品5はメモリ素子である。電子部品3と電子部品4は、プリント基板2の表面で配線(図示略)により電気的に接続されている。電子部品3と電子部品5は、プリント基板2の表面で配線(図示略)により電気的に接続されている。又、電子部品3の発熱量は、他の電子部品4,5の発熱量よりも相対的に大きい。
 プリント基板2は、例えばガラス繊維を含有したエポキシ樹脂等の絶縁基材が多層に積層されている多層基板であり、その表面及び層間に導体パターンが形成されていると共に、層間にグランドパターンが形成されている。プリント基板2の表面には、上記した電子部品3~5のはんだバンプ8~10に対応し、電子部品3~5がはんだ接合されるための導通用のランドが設けられていると共に、リッド6が接地されるための接地用のランドが設けられている。又、プリント基板2の表面には、導通用のランド及び接地用のランドを除く部分を覆うようにソルダーレジスト層が設けられている。ソルダーレジスト層は、プリント基板2の表面において導体パターンや絶縁基材を保護すると共に、導通用のランド及び接地用のランドを露出させる最外層として形成されている。導通用のランド及び接地用のランド上には、印刷用のマスクを用いてはんだペーストが印刷されることにより印刷体が設けられている。又、接地用のランドは、ビアを介してグランドパターンと導通している。
 電子部品3~5をプリント基板2に実装する工程では、電子部品3~5のはんだバンプ8~10を導通用のランドに対して位置合わせして重ね、温度制御しながら加熱し、はんだ接合を行う。この加熱は、図示しないリフロー炉を通して行う。はんだペーストである印刷体とはんだバンプ8~10とが溶融されて一体化され、その後に冷却され、はんだが固化してはんだ接合部が形成されることで、電子部品3~5がプリント基板2に対してはんだバンプ8~10を介して電気的及び物理的に接続される。
 リッド6は、電子部品3~5を上方から覆うように設けられている。リッド6は、例えばアルミニウムや銅等の金属材料から構成され、天井面部11と側面部12とから形成される中空部13を有する凹形状である。電子部品3の上面3aとリッド6の天井面部11の下面11aとの間には第1放熱部材14が設けられている。第1放熱部材14は、例えばシート状に成形されている放熱ゲルである。第1放熱部材14が設けられていることで、電子部品3から発せられた熱の殆どは、第1放熱部材14に直接伝わり、第1放熱部材14からリッド6の天井面部11に伝わる。即ち、本実施形態では、電子部品3~5の中で発熱量が最大である電子部品3とリッド6との間に第1放熱部材14が設けられている構成である。
 リッド6をプリント基板2に実装する工程では、リッド6の側面部11の下端部を接地用のランドに対して位置合わせして重ね、温度制御しながら加熱し、はんだ接合を行う。はんだが固化してはんだ接合部が形成されることで、リッド6がプリント基板2に対して物理的に接続されると共に接地される。リッド6がプリント基板2に実装された状態では、リッド6の天井面部11の面方向とプリント基板2の面方向とが略平行となる。
 ヒートシンク7は、リッド6の上方に設けられている。ヒートシンク7は、例えばアルミニウムや銅等の金属材料から構成され、ベースプレート15と、複数枚の放熱フィン16とを有する。ベースプレート15は、リッド6の天井面部11の面方向に広がる平板形状である。放熱フィン16は、それぞれ薄板形状の放熱板であり、ベースプレート15の上面15bから垂直方向に立設されて相互に略平行に配列されており、隣接する同士の間に通気路を区画形成している。
 リッド6の天井面部11の上面11bとベースプレート15の下面15aとの間には第2放熱部材17が設けられている。第2放熱部材17は、第1放熱部材15と同様に、例えばシート状に成形されている放熱ゲルである。第2放熱部材17が設けられていることで、電子部品3から第1放熱部材14を介してリッド6に伝わった熱の殆どは、第2放熱部材17に直接伝わり、第2放熱部材17からベースプレート15に伝わる。そして、ベースプレート15に伝わった熱の殆どは、放熱フィン16に伝わり、放熱フィン16から拡散される。
 ヒートシンク7は、締結部材18によりプリント基板2に対して固定されている。締結部材18は、ボルト19、スプリング20及びナット21等を含み、例えばヒートシンク4におけるベースプレート15の四隅に配置されている。ベースプレート15の四隅には、ボルト19を挿通させる貫通孔22が設けられている。又、プリント基板2の四隅にも、ベースプレート15の貫通孔22と対応し、ボルト19を挿通させる貫通孔23が設けられている。プリント基板2の裏面側にはボルスタープレート24が配置されている。ボルト19の一端側(図1では下端側)は、打ち込みネジ等の固定具25を介してボルスタープレート24に連結されている。ボルト19の他端側(図1では上端側)は、ナット21及びスプリング20が装着されており、ナット21が締め付けられることでスプリング20が圧縮される。この場合、スプリング20の復元力によりヒートシンク7がプリント基板2側に押し付けられる。即ち、ヒートシンク7がプリント基板2に対して締結部材18により締結され、ヒートシンク7にプリント基板2側への加圧力が作用する状態で、ヒートシンク7がプリント基板2に対して固定されている。尚、ヒートシンク7からプリント基板2に向かう方向(図1中矢印Aにて示す方向)を下方向と称する。
 第2放熱部材17は、図2に示すように、中空を有する形状に成形されており、中空部26と、中空部26の周囲であってリッド6の天井面部11の上面11bに接すると共にヒートシンク7のベースプレート15の下面15aに接する接触部27とを有する。リッド6とヒートシンク7との間に第2放熱部材17が設けられている状態では、中空部26が電子部品3の直上に配置され、接触部27が電子部品3の直上から外れて配置される。即ち、第2放熱部材17は、リッド6の天井面部11の上面11bに部分的に接すると共に、ヒートシンク7のベースプレート15の下面15aに部分的に接している。電子部品3の直上から外れた部位には第2放熱部材17が存在するが、電子部品3の直上には第2放熱部材17が省略されている。
 上記した構成では、ヒートシンク7がプリント基板2に対して固定される際には、締結部材18により締結されることで、ヒートシンク7に下方向への加圧力が作用する。ヒートシンク7に下方向への加圧力が作用することで、第2放熱部材17が押し付けられ、第2放熱部材17の厚さがある程度まで小さくなる。又、ヒートシンク7に作用する下方向への加圧力が第2放熱部材17を介してリッド6に伝達され、リッド6に下方向への加圧力が作用する。リッド6に下方向への加圧力が作用することで、第1放熱部材14が押し付けられ、第1放熱部材14の厚さがある程度まで小さくなる。
 この場合、ヒートシンク7とリッド6との間では電子部品3の直上で第2放熱部材17が省略されているので、ヒートシンク7に作用する下方向への加圧力の殆どが第2放熱部材17を介してリッド6の天井面部11の上面11bにおいて電子部品3の直上から外れた部位に作用する。そのため、電子部品3の直上に作用するヒートシンク7からの下方向への加圧力が低減されるので、リッド6から第1放熱部材14を介して電子部品3に伝達される加圧力が低減され、電子部品3のはんだバンプ8に加わる応力が低減される。その結果、はんだバンプ8に加わる応力に起因するクラックの発生や破断が未然に回避される。
 第1実施形態によれば、以下に示す作用効果を得ることができる。電子装置1において、プリント基板2にリッド6が接地する構成としたので、電子部品3~5から放射された電磁波によりリッド6にノイズ電流が誘起されたとしても、その誘起されたノイズ電流が接地部分に排出されることで、輻射ノイズを抑制することができる。ヒートシンク7がプリント基板2に対して固定される際に下方向への加圧力が作用するが、電子部品3の直上で第2放熱部材17を省略し、電子部品3の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成としたので、電子部品3のはんだバンプ8に加わる応力を抑えつつ第1放熱部材14及び第2放熱部材17の厚さを小さくし、電子部品3からヒートシンク7までの熱抵抗を低減させることができる。これにより、電子部品3~5からの輻射ノイズを適切に抑制すると共に、放熱性を適切に向上させることができる。
 本実施形態では、電子部品3~5の中で発熱量が最大である電子部品3とリッド6との間に第1放熱部材14が設けられている構成を例示しているが、他の電子部品4,5とリッド6との間にも放熱部材が設けられている構成でも良い。その場合でも、ヒートシンク7がプリント基板2に対して固定される際に下方向への加圧力が作用するが、上記したように電子部品3の直上で第2放熱部材17が省略されているので、電子部品3の直上に対する加圧力の作用が抑えられる。
 (第2実施形態)
 第2実施形態について図3を参照して説明する。第2実施形態は、リッドの天井面部の上面の形状が前述した第1実施形態と異なる。電子機器31において、リッド32は、その天井面部33の上面33bにおいて電子部品3の直上が下方に凹んでいる形状である。即ち、リッド32の天井面部33の上面33bは、基準面33cと、基準面33cから下方に凹む凹面33dとが連なっている。又、リッド32は、プリント基板2に対して物理的に接続されていると共に接地されている。第2放熱部材34は、ヒートシンク7のベースプレート15の下面15aの全体に接すると共に、リッド32の天井面部33の上面33bの全体に接している。
 上記した構成では、ヒートシンク7がプリント基板2に対して固定される際には、締結部材18により締結されることで、ヒートシンク7に下方向への加圧力が作用する。ヒートシンク7に下方向への加圧力が作用することで、第2放熱部材34が押し付けられ、第2放熱部材34の厚さがある程度まで小さくなる。又、ヒートシンク7に作用する下方向への加圧力が第2放熱部材34を介してリッド32に伝達され、リッド32に下方向への加圧力が作用する。リッド32に下方向への加圧力が作用することで、第1放熱部材14が押し付けられ、第1放熱部材14の厚さがある程度まで小さくなる。
 この場合、リッド32の天井面部33の上面33bにおいて電子部品3の直上が下方に凹んでいるので、第1実施形態と同様に、ヒートシンク7に作用する下方向への加圧力の殆どが第2放熱部材34を介してリッド32の天井面部33の上面33bにおいて電子部品3の直上から外れた部位に作用する。そのため、電子部品3の直上に作用するヒートシンク7からの下方向への加圧力が低減されるので、リッド32から第1放熱部材14を介して電子部品3に伝達される加圧力が低減され、電子部品3のはんだバンプ8に加わる応力が低減される。その結果、はんだバンプ8に加わる応力に起因するクラックの発生や破断が未然に回避される。
 第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。即ち、電子装置31において、プリント基板2にリッド32が接地する構成としたので、電子部品3~5から放射された電磁波によりリッド32にノイズ電流が誘起されたとしても、その誘起されたノイズ電流が接地部分に排出されることで、輻射ノイズを抑制することができる。ヒートシンク7がプリント基板2に対して固定される際に下方向への加圧力が作用するが、リッド32の天井面部33の上面33bにおいて電子部品3の直上を凹面33dとし、電子部品3の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成としたので、電子部品3のはんだバンプ8に加わる応力を抑えつつ第1放熱部材14及び第2放熱部材34の厚さを小さくし、電子部品3からヒートシンク7までの熱抵抗を低減させることができる。
 (第3実施形態)
 第3実施形態について図4を参照して説明する。第3実施形態は、ヒートシンクのベースプレートの下面の形状が前述した第1実施形態と異なる。電子機器41において、ヒートシンク42は、そのベースプレート43の下面43aにおいて電子部品3の直上が上方に凹んでいる。即ち、ヒートシンク42のベースプレート43の下面43aは、基準面43cと、基準面43cから上方に凹む凹面43dとが連なっている。第2放熱部材44は、ヒートシンク42のベースプレート43の下面43aの全体に接すると共に、リッド6の天井面部11の上面11bの全体に接している。
 上記した構成では、ヒートシンク42がプリント基板2に対して固定される際には、締結部材18により締結されることで、ヒートシンク42に下方向への加圧力が作用する。ヒートシンク42に下方向への加圧力が作用することで、第2放熱部材44が押し付けられ、第2放熱部材44の厚さがある程度まで小さくなる。又、ヒートシンク42に作用する下方向への加圧力が第2放熱部材44を介してリッド6に伝達され、リッド6に下方向への加圧力が作用する。リッド6に下方向への加圧力が作用することで、第1放熱部材14が押し付けられ、第1放熱部材14の厚さがある程度まで小さくなる。
 この場合、ヒートシンク42のベースプレート43の下面43aにおいて電子部品3の直上が上方に凹んでいるので、第1実施形態と同様に、ヒートシンク42に作用する下方向への加圧力の殆どが第2放熱部材44を介してリッド6の天井面部11の上面11bにおいて電子部品3の直上から外れた部位に作用する。そのため、電子部品3の直上に作用するヒートシンク42からの下方向への加圧力が低減されるので、リッド6から第1放熱部材14を介して電子部品3に伝達される加圧力が低減され、電子部品3のはんだバンプ8に加わる応力が低減される。その結果、はんだバンプ8に加わる応力に起因するクラックの発生や破断が未然に回避される。
 第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。即ち、電子装置41において、プリント基板2にリッド6が接地する構成としたので、電子部品3~5から放射された電磁波によりリッド6にノイズ電流が誘起されたとしても、その誘起されたノイズ電流が接地部分に排出されることで、輻射ノイズを抑制することができる。ヒートシンク42がプリント基板2に対して固定される際に下方向への加圧力が作用するが、ヒートシンク42のベースプレート43の下面43aにおいて電子部品3の直上を凹面43dとし、電子部品3の直上に対する加圧力の作用が抑えられる構成としたので、電子部品3のはんだバンプ8に加わる応力を抑えつつ第1放熱部材14及び第2放熱部材44の厚さを小さくし、電子部品3からヒートシンク42までの熱抵抗を低減させることができる。
 (第4実施形態)
 第4実施形態について図5を参照して説明する。第4実施形態は、第1プリント基板上に第2プリント基板が実装され、第2プリント基板上に前述した第3実施形態と同等の構成が実装されている点で前述した第1実施形態と異なる。第1プリント基板はマザー基板として機能し、第2プリント基板はモジュール基板として機能する。
 電子機器51は、平板形状の第1プリント基板52と、第1プリント基板52上に実装されている平板形状の第2プリント基板53とを備える。第2プリント基板53は、第1実施形態で説明したプリント基板2と同等であり、第2プリント基板53上には第3実施形態で説明した電子部品3~5、リッド6、ヒートシンク42、第1放熱部材14及び第2放熱部材44等が実装されている。リッド6は、第2プリント基板53に対して物理的に接続されていると共に接地されている。又、第2プリント基板53は、第1プリント基板52に対してはんだバンプ54を介して電気的及び物理的に接続されている。ヒートシンク42は、締結部材18により第1プリント基板52に対して固定されている。
 第4実施形態によれば、電子装置51において、第1プリント基板52上に第2プリント基板53が実装され、リッド6が第2プリント基板53に対して物理的に接続されていると共に接地されている構成においても、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。尚、リッド6が第2プリント基板53に対して物理的に接続されていると共に接地されている構成では、第2プリント基板53に応力が加わり、はんだバンプ54に応力が加わるので、リッド6が第2プリント基板53に対して物理的に接続されている部位の周辺を避けてはんだバンプ54が設けられる構成が望ましい。
 (第5実施形態)
 第5実施形態について図6を参照して説明する。第5実施形態は、リッドが第1プリント基板に接地される点で前述した第4実施形態と異なる。電子機器61は、平板形状の第1プリント基板62と、第1プリント基板62上に実装されている平板形状の第2プリント基板63とを備える。第2プリント基板63は、リッドが物理的に接続されておらず且つ接地されていない点を除いては第4実施形態で説明したプリント基板53と同等であり、第2プリント基板63上には第3実施形態で説明した電子部品3~5、ヒートシンク42、第1放熱部材14及び第2放熱部材44等が実装されている。リッド64は、第1プリント基板62に対して物理的に接続されていると共に接地されている。第2放熱部材44は、リッド64の天井面部65の上面65bとヒートシンク42のベースプレート43の下面43aとの間に設けられている。又、第2プリント基板63は、第1プリント基板62に対してはんだバンプ66を介して電気的及び物理的に接続されている。
 第5実施形態によれば、電子装置61において、第1プリント基板62上に第2プリント基板63が実装され、リッド64が第1プリント基板62に対して物理的に接続されていると共に接地されている構成においても、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
 (第6実施形態)
 第6実施形態について図7から図8を参照して説明する。第6実施形態は、第4実施形態で説明した構成において第2プリント基板53が第1プリント基板52に対して傾いて実装された場合の対処を示す。
 第4実施形態で説明した構成では第2プリント基板53が第1プリント基板52に対して傾いて実装される場合がある。第2プリント基板53が第1プリント基板52に対して傾いて実装された状態でヒートシンク42のベースプレート43の面方向が第1プリント基板52の面方向に対して略平行となるようにヒートシンク42が実装されると、図7に示すように、リッド6の天井面部11の上面11bとヒートシンク42のベースプレート43の下面43aとの隙間が一定にならず、第2放熱部材44の厚さが不均一になり、放熱性が悪化することが懸念される。
 このような不具合に対し、第6実施形態では、図8に示すように、例えば締結部材18による締結の程度が調整され、第2プリント基板53が第1プリント基板52に対して傾いて実装された場合でも、ヒートシンク42のベースプレート43の面方向がリッド6の天井面部11の面方向に対して略平行となるようにヒートシンク42が実装されていることで、リッド6の天井面部11の上面11bとヒートシンク42のベースプレート43の下面43aとの隙間を一定としている。
 第6実施形態によれば、電子装置51において、第2プリント基板53が第1プリント基板52に対して傾いて実装された場合であっても、ヒートシンク42のベースプレート43の面方向がリッド6の天井面部11の面方向に対して略平行となるようにヒートシンク42が実装される構成としたので、第2放熱部材44の厚さを均一にすることができ、放熱性の悪化を未然に回避することができる。
 (第7実施形態)
 第7実施形態について図9から図10を参照して説明する。第7実施形態は、第5実施形態で説明した構成において第2プリント基板63が第1プリント基板62に対して傾いて実装された場合の対処を示す。
 第5実施形態で説明した構成でも第2プリント基板63が第1プリント基板62に対して傾いて実装される場合がある。第2プリント基板63が第1プリント基板62に対して傾いて実装された状態でリッド64の天井面部65の面方向が第1プリント基板62の面方向に対して略平行となるようにリッド64が実装されると、図9に示すように、リッド64の天井面部65の下面65aと電子部品3との隙間が一定にならず、第1放熱部材14の厚さが不均一になり、放熱性が悪化することが懸念される。
 このような不具合に対し、第7実施形態では、図10に示すように、リッド64の側面部の一部に蛇腹部67が設けられ、第2プリント基板63が第1プリント基板62に対して傾いて実装された場合でも、リッド64の天井面部65の面方向が電子部品3の面方向に対して略平行となるようにリッド64が実装されていることで、リッド64の天井面部65の下面65aと電子部品3との隙間を一定としている。
 第7実施形態によれば、電子機器61において、第2プリント基板63が第1プリント基板62に対して傾いて実装された場合であっても、リッド64の天井面部65の面方向が電子部品3の面方向に対して略平行となるようにリッド64が実装される構成としたので、第1放熱部材14の厚さを均一にすることができ、放熱性の悪化を回避することができる。
 (その他の実施形態)
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、更には、それらに一要素のみ、それ以上、或いはそれ以下を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
 第1実施形態から第3実施形態において、プリント基板2に実装されている電子部品の個数や配置態様は例示した以外でも良い。第4実施形態から第7実施形態において、第1プリント基板52,62に実装されている第2プリント基板53,63の個数や配置態様、第2プリント基板53,63に実装されている電子部品の個数や配置態様は例示した以外でも良い。又、1つのリッドが複数の第2プリント基板53,63を覆う構成でも良い。
 リッド6,32,64がプリント基板2,53,62に対してはんだ接合により接地される構成を例示したが、リッド6,32,64がプリント基板2,53,62に対して導電性接着剤等により接地されても良いし、ヒートシンク7,42がプリント基板2,52,62に対して締結される際の加圧力を利用して接地されても良い。

Claims (6)

  1.  プリント基板(2)と、
     前記プリント基板上に実装されている電子部品(3)と、
     金属材料から構成され、前記電子部品を覆うと共に前記プリント基板に接地するリッド(6,32)と、
     前記電子部品と前記リッドとの間に設けられている第1放熱部材(14)と、
     前記リッドの上方に設けられ、下方向への加圧力が作用する状態で前記プリント基板に対して固定されるヒートシンク(7,42)と、
     前記リッドと前記ヒートシンクとの間に設けられている第2放熱部材(17,34,44)と、を備え、
     前記電子部品の直上に対する前記加圧力の作用が抑えられる構成である電子機器(1,31,41)。
  2.  第1プリント基板(52)と、
     前記第1プリント基板上に実装されている第2プリント基板(53)と、
     前記第2プリント基板上に実装されている電子部品(3)と、
     金属材料から構成され、前記電子部品を覆うと共に前記第2プリント基板に接地するリッド(6,32)と、
     前記電子部品と前記リッドとの間に設けられている第1放熱部材(14)と、
     前記リッドの上方に設けられ、下方向への加圧力が作用する状態で前記第1プリント基板に対して固定されるヒートシンク(7,42)と、
     前記リッドと前記ヒートシンクとの間に設けられている第2放熱部材(17,34,44)と、を備え、
     前記電子部品の直上に対する前記加圧力の作用が抑えられる構成である電子機器(51)。
  3.  第1プリント基板(62)と、
     前記第1プリント基板上に実装されている第2プリント基板(63)と、
     前記第2プリント基板上に実装されている電子部品(3)と、
     金属材料から構成され、前記電子部品を覆うと共に前記第1プリント基板に接地するリッド(64)と、
     前記電子部品と前記リッドとの間に設けられている第1放熱部材(14)と、
     前記リッドの上方に設けられ、下方向への加圧力が作用する状態で前記第1プリント基板に対して固定されるヒートシンク(7,42)と、
     前記リッドと前記ヒートシンクとの間に設けられている第2放熱部材(17,34,44)と、を備え、
     前記電子部品の直上に対する前記加圧力の作用が抑えられる構成である電子機器(61)。
  4.  前記電子部品の直上において前記第2放熱部材が省かれていることで、前記電子部品の直上に対する前記加圧力の作用が抑えられる構成である請求項1から3の何れか一項に記載した電子機器。
  5.  前記リッドの上面において前記電子部品の直上が下方に凹んでいることで、前記電子部品の直上に対する前記加圧力の作用が抑えられる構成である請求項1から3の何れか一項に記載した電子機器。
  6.  前記ヒートシンクの下面において前記電子部品の直上が上方に凹んでいることで、前記電子部品の直上に対する前記加圧力の作用が抑えられる構成である請求項1から3の何れか一項に記載した電子機器。
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