ＩＣパッケージへの放熱体取付け構造

【目的】パッケージの基材がプラスチックまたはセラミックのいずれであっても、しかもその形態がデュアルインラインパッケージまたはピングリッドアレイパッケージのいずれであっても、簡単かつ容易に放熱フィンを脱着することができ、これによって回路設計においてディレーティングを行う必要性をなくし、ＩＣの有する機能を十分に発揮させることを可能とすること。
【構成】プリント基板２に搭載されたＩＣパッケージ１の上面に放熱シート３を介して放熱フィン４の底面部を密着させる。これらの部材にはネジ挿通孔１ａ，２ａ，３ａ，４ａが形成されている。このネジ挿通孔には放熱フィンの上面側からネジ５が挿通されており、ネジ先端はプリント基板２の裏面側に達しておりナット６が螺合されている。ネジを締結することによって放熱フィンはＩＣパッケージ１を押圧した状態となって固定保持される。

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案はＩＣパッケージへの放熱体取付け構造に関し、特にＩＣやＬＳＩなどの電子部品に放熱フィンや放熱板を取付ける構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、電子部品を組込んだ装置の多機能化に伴いＩＣやＬＳＩも多機能（高機能）化されてきており、これに伴ってＩＣパッケージのリード端子数も増加の傾向をたどっている。ところで、リード端子数の増加によってもＩＣ自体の寸法はあまり変らないため、ＩＣ自身の発熱が問題になってくる。ＩＣパッケージの材料としてはセラミックやプラスチックなどが用いられているが、ＩＣの発熱量が大きい場合は、熱に強いセラミックを用いることが行われている。また、発熱量が特に大きい場合には、図１０に示すように、セラミック製のパッケージ（ピングリッドアレイパッケージ）本体７０の上部に放熱フィン７１を一体的に形成しておいたり、あるいは図１１に示すように、パッケージ本体７０の上部に放熱フィン７３を一体的に接着したりすることによってＩＣの内部で発生した熱を速やかに放出することが行なわれている。
【０００３】
また、放熱フィンを設ける場合には、放熱フィンの表面積が広ければ広いほど放熱効果は高いものとなるが、この場合においてデバイスの高さ方向においては基板などが存在することから、放熱フィンを高さ方向へ高くすることができない。このため、図１２に示すように、ＩＣパッケージ７４の上面には、その投影面積より大きな投影面積を有する放熱フィン７６を接着することが行なわれていた。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
ところで、ＩＣの発熱量を考慮してパッケージをセラミックにした場合は、製作コストが高くなるといった欠点を有する。したがって、近時においてはローコストの見地からエポキシ系、シリコーン系などの樹脂を用いたプラスチックパッケージが広く用いられている。
【０００５】
しかし、プラスチックパッケージはセラミック製パッケージのように上面が平坦になっておらず、パッケージの上面に放熱フィンを接着させることが困難となっていた。このため、放熱フィンを有しないプラスチックパッケージの場合には、ＩＣの回路設計において最大定格とならないように設計したり、ディレーティングを行って設計したりしせねばならず、ＩＣの有する能力を最大限発揮させることができないといった課題を有していた。
【０００６】
また、図１２に示したようなＩＣパッケージ７０の投影面積より大きな放熱フィン７４を接着している場合には、放熱フィン７４が邪魔をして他の電子部品の搭載作業に支障を来すばかりでなく、放熱フィン７４の下に隠れたＩＣの外観検査をすることができないといった不都合がある。また、このような大きな放熱フィンは熱容量が大きいため、一括半田付けを行う場合は近傍の電子部品の半田が揚らず、また各部品個々に半田付けを行う場合も熱供給が十分に行えず、何れの場合においても半田付け不良が発生していた。
【０００７】
さらに、ＩＣパッケージの内、ピングリッドアレイパッケージは一般的に放熱フィンを取り付けておくことが可能であるが、デュアルインラインパッケージの場合は形状的な制限から放熱フィンを取り付け難いものである。このため、特に放熱フィンを有しないデュアルインラインパッケージのＩＣの回路設計にあたっては、ディレーティングを行なわなければならず、ＩＣの有する能力を最大限発揮させることができないといった課題を有していた。
【０００８】
本考案は上記した従来技術の課題に鑑みて提案されたもので、パッケージの基材がプラスチックまたはセラミックのいずれであっても、しかもパッケージの形態がデュアルインラインパッケージまたはピングリッドアレイパッケージのいずれであっても、簡単かつ容易に放熱フィンや放熱板などの放熱体を取り付けることができ、これによって回路設計においてディレーティングを行う必要性をなくし、ＩＣの有する機能を十分に発揮させることができるＩＣパッケージの放熱構造を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本考案は放熱フィンが大型のものであっても、部品の半田付け搭載性および検査性に優れたＩＣパッケージの放熱構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本考案は、放熱フィンまたは放熱板などの放熱体がＩＣパッケージに押圧付勢された状態で、かつ、着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本考案は、基板に搭載されたＩＣパッケージの上面に放熱フィンの底面部を密着させ、かつ、該放熱フィンがネジによってＩＣパッケージを押圧した状態でプリント基板に固定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本考案は、ＩＣパッケージがＩＣソケットを介してプリント基板に搭載されるデュアルインラインパッケージであって、ＩＣソケットとＩＣパッケージとの間に位置してＩＣパッケージの底面部に密着する水平板部と，該水平板部のパッケージ長手方向両端側に設けられた直立部とを有する第１の放熱板と、ＩＣパッケージの上面側に密着する水平板部と，該水平板部のパッケージ長手方向両端側に設けられた直立部とを有する第２の放熱板とを有し、第１の放熱板はＩＣパッケージをＩＣソケットに装填したときに、ＩＣパッケージとＩＣソケット間に挟持された状態で固定されており、第２の放熱板はＩＣパッケージを挟持した状態で第１の放熱板に離脱可能に締結保持されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本考案は、ＩＣパッケージがＩＣソケットを介してプリント基板に搭載されるデュアルインラインパッケージにおいて、ＩＣソケットとＩＣパッケージの間に位置してＩＣソケットの底面部に密着する水平板部と，該水平板部のパッケージ長手方向両端側に設けられた直立部とを有する第１の放熱板と、ＩＣパッケージの上面に密着する面を有する放熱フィンとからなり、放熱板はＩＣパッケージがＩＣソケットに装填されることによって固定保持され、放熱フィンはＩＣソケットの上面部に圧着した状態で放熱板に離脱可能に固定保持されていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本考案によれば、パッケージがセラミック製であろうとプラスチック製であろうとＩＣパッケージに放熱フィンや放熱板などの放熱体が押圧状態で取り付けられるので、ＩＣ内部で発生した熱を外部に放出させることが可能となる。また、この放熱体が着脱自在になっているので、事後において任意の大きさや形状などの放熱体に変更でき、放熱量を調整することが可能となる。
【００１５】
また、このように放熱体が着脱自在に構成されているので、放熱体がＩＣパッケージの投影面積より大きい投影面積を有するものであっても、半田付け時や検査時においては放熱体を予め取外してから作業できる。
【００１６】
また、本考案によれば、ＩＣパッケージがＩＣソケットを介してプリント基板に搭載されるデュアルインラインパッケージである場合においても、放熱フィンや放熱板などの放熱体をデュアルインラインパッケージに挟持状態で取り付けることができ、該デュアルインラインパッケージが放熱フィンを接着させることが困難なプラスチックから構成されているものであっても有効にＩＣ内部の熱を放出させることができる。この場合も放熱体が着脱自在になっているので、事後において放熱体の大きさや形状などを適宜変更したものを用いることによって放熱量の調整を図ることが可能となる。
【００１７】
【実施例】
次に、本考案の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は本考案における第１の実施例を示す説明図であって、ＩＣパッケージがデュアルインラインパッケージの場合についてのものである。（ａ）の平面図、（ｂ）の正面図、（ｃ）の側面図、および（ｄ）の斜視図から分るように、ＩＣパッケージ１のリード端子１ｂはプリント基板２に半田付けされている。このＩＣパッケージ１の上面には、例えばシリコンやマイカなどの材料から構成された放熱シート３が設けられており、この上にはアルミや鉄などの材料から構成された放熱フィン４が載置されている。
【００１９】
ＩＣパッケージ１の長手方向の両端側には、図２に示すように上下に貫通するネジ挿通孔１ａが形成されている。図１に示すように、プリント基板２、放熱シート３および放熱フィン４の前記ＩＣパッケージ１のネジ挿通孔１ａに対応する位置には夫々ネジ挿通孔２ａ，３ａ，４ａが形成されている。これらのネジ挿通孔１ａ，２ａ，３ａ，４ａは同軸線上にあり、放熱フィン４側からネジ５が挿通されている。ネジ５の先端はプリント基板２の裏面側に貫通突出しており、ナット６を螺合することにより、基板２、ＩＣパッケージ１、放熱シート３および放熱フィン４を相互に締結保持する。即ち、ＩＣパッケージ１と放熱シート３はプリント基板２と放熱フィン４とによって挟持状態となっている。
【００２０】
なお、上記説明においては、ネジ５とナット６の締結力によって放熱フィン４をＩＣパッケージ１側に押圧接触させるものであるが、ネジ５の頭部を放熱フィン４から離間せしめ、ここに図示しない圧縮コイルバネを介装し、バネの付勢力でもって放熱フィン４をＩＣパッケージ側に付勢して接触させるものであってもよい。
【００２１】
図３は、第２の実施例を示すもので、ＩＣパッケージ８がピングリッドアレイパッケージの場合についてのものである。ＩＣパッケージ８の４隅であってピン端子８ｂの存在しない部分には上下方向に向けてネジ挿通孔８ａが貫通形成されている。また、この４隅の角部であってプリント基板に対向する面には、ＩＣパッケージ８のプリント基板接続時において該パッケージがプリント基板２に密着しないようにするためのスペーサ８ｃが突出形成されている。
【００２２】
ＩＣパッケージ８は、図４に示すように、プリント基板２に接続され、そして、このＩＣパッケージ８の上面側には放熱シート３および放熱フィン９が載置されている。プリント基板２、放熱シート３および放熱フィン９には、前記第１の実施例と同様に、ＩＣパッケージ８に形成されたネジ挿通孔８ａに対応する位置に夫々ネジ挿通孔２ａ，３ａ，９ａが形成されている。これらのネジ挿通孔２ａ，８ａ，３ａ，９ａは同軸線上にあり、放熱フィン９側からネジ５が挿通されている。ネジ５の先端はプリント基板２の裏面側に貫通突出しており、これにナット６を螺合することにより、基板２，ＩＣパッケージ８，放熱シート３および放熱フィン４は相互に締結保持される。
【００２３】
なお、上記第１の実施例および第２の実施例において、ＩＣパッケージ１，８と放熱フィン４，９との間に放熱シート３を介在させたが、これはＩＣパッケージ１，８と放熱フィン４，９との両方の表面に密着して熱伝導効率を上げるとともに、締結時における緩衝材となってＩＣパッケージ１，８の損傷を防止するためである。したがって、この放熱シート３は第１の考案の必須要件となるものではない。
【００２４】
図５は、第３の実施例を示すもので、図１２に示した従来技術の欠点を除去するために提案されたものであり、プリント基板１１に搭載されたＩＣパッケージ１２の投影面積より放熱フィン１５の投影面積が大きい場合に関するものである。即ち、この第３の実施例においてもＩＣパッケージ１２の上面には放熱フィン１３の底面を密着させ、この状態でプリント基板１１と放熱フィン１３とをネジ１５とナット１６によって相互に締結保持し、ＩＣパッケージ１２上に放熱フィン１３を固定している。そして、ネジ１５の頭部と放熱フィン１３との間には圧縮コイルバネ１８が介在されており、放熱フィン１３をＩＣパッケージ１２の上面に付勢接触させている。なお、この第３の実施例においてもＩＣパッケージ１２と放熱フィン１３との間に上記した放熱シートを介在させるようにしておいても良いことはいうまでもない。また、この実施例おいては、圧縮コイルバネ１８を用いて放熱フィン１３をＩＣパッケージ１２に付勢接触させたが、この様なバネを用いることなく、ネジ１５の締結力でもって放熱フィン１３をＩＣパッケージ１２に押圧接触させるようにしておいても良い。
【００２５】
図６は第４の実施例を示した説明図であって、ＩＣパッケージ２２がＩＣソケット２３を介してプリント基板２０に搭載されるデュアルインラインパッケージであって、放熱板２４，２５がＩＣパッケージ２２に着脱自在に取り付けられるものである。即ち、ここにおける放熱板２４，２５は、アルミや鉄などから形成されており、その形状は、図７からもっとも良く分るように、共に水平方向に延在する水平板部２４ａ，２５ａと、この水平板部２４ａ，２５ａの長手方向の両端部から直角方向に曲折した直立部２４ｂ，２５ｂを有している。下側の放熱板２４の直立部２４ｂ，２４ｂ間の距離は、上側の放熱板２５を内側に収容可能に、上側の放熱板２５の直立部２５ｂ，２５ｂ間距離より板厚分だけ大きくなっている。上記両放熱板２４，２５の直立部２４ｂ，２５ｂには後述する両放熱板２４，２５を相互に固定保持するためのネジ孔２４ｃ，２５ｃが形成されている図６に戻って説明すると、下側の放熱板２４は、その水平板部２４ａがＩＣパッケージ２２の底面と密着するように、かつ、直立部２４ｂがＩＣパッケージ２２のリード端子２２ａの両外側から上向きになるようにしてＩＣパッケージ２２とＩＣソケット２３間に挟持状態で固定されている。上側の放熱板２５は、直立部２５ｂが下側の放熱板２４の直立部２４ｂ間に嵌合状態で位置し、かつ、水平板部２５ａがＩＣパッケージ２２の上面に密着するようにして下側の放熱板２４と平行になるように配置されている。このとき、両直立部２４ｂ，２５ｂに形成されたネジ孔２４ｃ，２５ｃは合致しており、ここにネジ２６が螺合されて両放熱板２４，２５が相互に固定保持状態となる。
【００２６】
図８は、第５の実施例における放熱体を示したもので、下側の放熱板２４は上記図６および図７に示した第４の実施例のものと同様に水平板部２４ａ、直立部、ネジ孔２４ｃを有している。本実施例においては、第４の実施例で用いた上側の放熱板２５の代りに放熱フィン３１を用いるものである。この放熱フィン３１は、その長手方向の寸法が放熱板２４の直立部２４ｂ，２４ｂ間に嵌合可能な寸法に設定されており、かつ、その長手方向の両側端面にはネジ孔３１ａが形成されている。このような放熱フィン３１は、図９に示すように、その底面がＩＣパッケージ２２の上面に密着状態で放熱板２４に固定されている。
【００２７】
上記、第４および第５の実施例においても、上記第１の実施例で用いた放熱シート３をＩＣパッケージ２２と放熱板２４，２５および／または放熱フィン３１との間に介在させるものであってもよい。
【００２８】
なお、第４および第５の実施例においても、放熱板２４，２５や放熱フィン３１の大きさや形状を変更することによってその放熱量を適正に設定することが可能となる。
【００２９】
【考案の効果】
上記したように、本考案によれば、放熱フィンや放熱板などの放熱体がＩＣパッケージに圧着状態で取付けられるので、ＩＣパッケージが放熱体を接着不可能なプラスチック製であっても、また、放熱体を有しないセラミックパッケージであっても放熱体を自由に簡単に取付けることができる。したがって、このような放熱体を取付ければ、回路設計をＩＣの最大定格で設計することができ、また回路設計に際してのディレーティングが不要となる。しかも、このような放熱体をＩＣパッケージに取付けておけば、ＩＣからの発熱が外部に放出されてＩＣ自身の温度上昇を小さくさせることができ、その機能的信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、本考案によれば、放熱体がＩＣパッケージに着脱自在に取付けられるので、放熱体の投影面積がＩＣパッケージの投影面積よりも大きい場合にも、放熱体を取外しておけば、周辺の電子部品の半田付け作業に支障をあたえることがなくなり、半田付け不良の発生といった事態を有効に防止でき、信頼性の高い製品を得ることが可能となる。
【００３１】
また、本考案によれば、ＩＣパッケージがデュアルインラインパッケージの様に放熱体を設けることが困難であっても、容易に放熱体を取付けることができるので、デュアルインラインパッケージのＩＣの設計においても最大定格で回路設計を行うことができ、かつ、ＩＣ自体の温度上昇を小さくさせることができ、ＩＣの機能的信頼性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の第１の実施例を示した説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は外観斜視図。
【図２】本考案の第１の実施例に用いるＩＣパッケージ（デュアルインラインパッケージ）を示した説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図。
【図３】本考案の第２の実施例に用いるＩＣパッケージ（ピングリッドアレイパッケージ）を示した説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は外観斜視図。
【図４】本考案の第２の実施例を示した説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図５】本考案の第３の実施例を示した説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図６】本考案の第４の実施例を示した説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は外観斜視図。
【図７】本考案の第４の実施例に用いる放熱体（放熱板）を示した外観斜視図。
【図８】本考案の第５の実施例に用いる放熱体（放熱板と放熱フィン）を示した外観斜視図。
【図９】本考案の第５の実施例を示した説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は外観斜視図。
【図１０】従来の放熱フィン付きのピングリッドアレイパッケージを示した説明図であって、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は正面図。
【図１１】従来の放熱フィンをピングリッドアレイパッケージに接着したものを示した外観斜視図。
【図１２】ＩＣパッケージの投影面積より大きい投影面積を有する放熱フィンをＩＣパッケージに接着したものを示した外観斜視図。
【符号の説明】
１ＩＣパッケージ（デュアルインラインパッケージ）
２プリント基板
３放熱シート
４放熱フィン
５ネジ
１１プリント基板
１２ＩＣパッケージ
１３放熱フィン
１５ネジ
１６ナット
２０プリント基板
２２ＩＣパッケージ（デュアルインラインパッケージ）
２３ＩＣソケット
２４放熱板
２５放熱板
２６ネジ
３１放熱フィン

【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】放熱フィンまたは放熱板などの放熱体がＩＣパッケージに押圧された状態で、かつ、着脱自在に取り付けられていることを特徴とするＩＣパッケージへの放熱体取付け構造。
【請求項２】基板に搭載されたＩＣパッケージの上面に放熱フィンの底面部が密着されており、かつ、該放熱フィンがＩＣパッケージを押圧した状態でプリント基板に固定保持されていることを特徴とするＩＣパッケージへの放熱体取付け構造。
【請求項３】ＩＣパッケージがＩＣソケットを介してプリント基板に搭載されるデュアルインラインパッケージであって、ＩＣソケットとＩＣパッケージとの間に位置してＩＣパッケージの底面部に密着する水平板部と，該水平板部のパッケージ長手方向両端側に設けられた直立部とを有する第１の放熱板と、ＩＣパッケージの上面側に密着する水平板部と，該水平板部のパッケージ長手方向両端側に設けられた直立部とを有する第２の放熱板とを有し、第１の放熱板はＩＣパッケージをＩＣソケットに装填したときに、ＩＣパッケージとＩＣソケット間に挟持された状態で固定されており、第２の放熱板がＩＣパッケージを挟持した状態で第１の放熱板に離脱可能に締結保持されていることを特徴とするＩＣパッケージへの放熱体取付け構造。
【請求項４】ＩＣパッケージがＩＣソケットを介してプリント基板に搭載されるデュアルインラインパッケージにおいて、ＩＣソケットとＩＣパッケージの間に位置してＩＣソケットの底面部に密着する水平板部と，該水平板部のパッケージ長手方向両端側に設けられた直立部とを有する放熱板と、ＩＣパッケージの上面に密着する面を有する放熱フィンとを有し、放熱板は、ＩＣパッケージをＩＣソケットに装填したときに、ＩＣパッケージとＩＣソケット間に挟持された状態で固定されており、放熱フィンは、ＩＣソケットの上面部に圧着された状態で放熱板に離脱可能に固定保持されていることを特徴とするＩＣパッケージへの放熱体取付け構造。

【図１】