(57)【要約】【課題】  ノート型パソコンなどの小型のコンピュータで用いられるメモリモジュール、特にＳＯ−ＤＩＭＭの動作中に発生する熱を放熱するヒートシンクを提供する。【解決手段】  基板２上にメモリチップ３を実装したメモリモジュール１の動作時に発生する熱を放熱するヒートシンク６であって、金属製のバネ材を、断面が概ねコの字型形状になるように折り曲げ、この折り曲げ部分の内側に前記メモリモジュール１を挟み、前記メモリチップ３の絶縁パッケージ５を前記折り曲げ部分の内側表面に密着させる。また、放熱効果を高めるために、放熱フィンなどで表面積を増加させた放熱ユニットを、前記ヒートシンク６に被せる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にメモリチップを実装したメモリモジュールの動作時に発生する熱を放熱するヒートシンクであって、
金属製のバネ材を、断面が概ねコの字型形状になるように折り曲げ、この折り曲げ部分の内側に前記メモリモジュールを挟み、前記メモリチップの絶縁パッケージを前記折り曲げ部分の内側表面に密着させることを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
外側に、金属製の放熱ユニットを接触させる、あるいは被せることを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】
前記放熱ユニットには、放熱フィンが設けられていることを特徴とする、請求項２記載のヒートシンク。
【請求項４】
前記放熱ユニットには、放熱孔が設けられていることを特徴とする、請求項２記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ノート型パソコンなどの小型のコンピュータで用いられるメモリモジュール、特にＳＯ−ＤＩＭＭの動作中に発生する熱を放熱するヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの普及と半導体技術の進歩によって、コンピュータに搭載されるメモリの大容量化が進んでいる。メモリ容量が増すにつれ、動作時にメモリチップから発生する発熱量は増加する。メモリチップの劣化を防止するためには、発生した熱を冷却し、メモリチップを所定の温度以下に維持する必要がある。メモリチップに発生した熱を取るためのヒートシンクとして、例えば、特開平１１−３５４７０１号に記載の発明などが提案されている。
【０００３】
ところで、ノート型パソコンでは、ＳＯ−ＤＩＭＭ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｄｕａｌ−ｉｎ−ｌｉｎｅ−Ｍｅｍｏｒｙ−Ｍｏｄｕｌｅ）、すなわち、基板の両面に外部と信号のやりとりをする端子（以下「ピン」）を備えた小型のメモリモジュールが多用されている。ノート型パソコンにおいても、メモリの大容量化が要求されているため、ＳＯ−ＤＩＭＭの大容量化も進み、その動作時に発生する熱をとるためのヒートシンクを設ける必要性が生じている。
【特許文献１】特開平１１−３５４７０１
【特許文献２】特開２００３−３３８５９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ノート型パソコンは、小型で薄型のものが好まれる。そのため、一般的にＳＯ−ＤＩＭＭが取り付けられる場所は狭く、空気が通らないことが多い。したがって、ＳＯ−ＤＩＭＭを冷却するためのヒートシンクは、それ自体が小型であること、および空気の流通に頼らないことが望まれる。
特開２００３−３３８５９４に開示された発明では、メモリチップを冷却させるために空気流通用の誘導板を設けているが、ノート型パソコンでは、このような誘導板を設ける場所がないことが多い。同様に、冷却ファンを使用できない場合も多い。
冷却する手段としては、他にヒートパイプなどもあるが、たいへん高価である。また、ヒートパイプは、ポイントの冷却には適しているが、メモリモジュール全体を冷却するには適さない。
【０００５】
特開平１１−３５４７０１に開示された発明は、ＳＯ−ＤＩＭＭの温度を低減させることができるが、ヒートシンクの内面にシリコングリスや非電導性ラバーなどの高熱伝導性部材を塗布したり挿入したりしなければならず、製造コストや製造工程が増加する。
したがって、本発明は、冷却ファンやヒートパイプを用いることなく、構造が簡単で、安価に提供できる小型のヒートシンクを提供することを目的とする。
【０００６】
なお、ＳＯ−ＤＩＭＭは、ノート型パソコン用に作られていたが、最近では形状の小さいコンピュータにも使用されるようになるなど、用途が広がってきた。それだけに、ＳＯ−ＤＩＭＭの動作時の高温化の問題がクローズアップされるようになってきた。本発明のヒートシンクは、このような問題に応えるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明のヒートシンクは、基板上にメモリチップを実装したメモリモジュールの動作時に発生する熱を放熱するヒートシンクであって、金属製のバネ材を、断面が概ねコの字型形状になるように折り曲げ、この折り曲げ部分の内側に前記メモリモジュールを挟み、前記メモリチップの絶縁パッケージを前記折り曲げ部分の内側表面に密着させることを特徴とする。
「メモリモジュール」とは、１個以上のメモリチップを基板にまとめて実装したものをいい、ＳＩＭＭ、ＳＩＰ、ＤＩＭＭなどと呼ばれるさまざまな種類があるが、本発明の対象となるのは、下記の実施形態で例示するＳＯ−ＤＩＭＭのような、ノート型パソコンで広く用いられているメモリモジュールである。
【０００８】
また、本発明のヒートシンクは、外側に、金属製の放熱ユニットを接触させる、あるいは被せることを特徴とする。
さらに、本発明のヒートシンクは、放熱ユニットには、放熱フィン、あるいは放熱孔が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載のヒートシンクは、もっぱら伝導による熱の移動によってメモリチップの温度を下げようとするものである。したがって、空気が流通しない密閉された場所にＳＯ−ＤＩＭＭが装着された場合のように、対流を利用した放熱ができない場合でも、このヒートシンクを使えば、メモリチップの温度を下げることができる。
また、このヒートシンクによれば、冷却ファンやヒートパイプを必要としないので、狭い場所でも使用できる。特に、ＳＯ−ＤＩＭＭのようなメモリモジュールは、購入後にユーザーによって増設されることが多いため、ノート型パソコンの筐体の一部を占める狭い場所にメモリモジュール単独で格納されることが多い。本発明のヒートシンクは、内側にＳＯ−ＤＩＭＭを装着する形態のものであり、その大きさはＳＯ−ＤＩＭＭと大差ないため、狭い場所に在るＳＯ−ＤＩＭＭに装着することができる。このことは、小型で薄型という特徴のために発熱への対処が困難とされていたノート型パソコンの課題を解決するものである。
また、大容量化につれ発熱量が増大しつつあるＳＯ−ＤＩＭＭであっても、本発明のヒートシンクを用いて冷却できるので、ノート型パソコンにも大容量のＳＯ−ＤＩＭＭを装着できることになる。
【００１０】
メモリモジュールを挟み、ヒートシンクの内側の面に直接メモリチップの絶縁パッケージを密着させるだけで、メモリチップの熱を転移させることができるので、ヒートシンク自体の構造がきわめて簡単である。よって、部品点数が少なく、製造コストも製造工程も抑制できる。また、バネ材で作られるので、その弾性力によって基板を含むＳＯ−ＤＩＭＭを確実に保持することができる。さらに、ヒートシンクの構造が簡単であることから、ＳＯ−ＤＩＭＭへの装着作業も容易である。
【００１１】
メモリモジュール上の全チップのパッケージ上に密着するので、ヒートパイプを使用する場合などに比べ、バランスよく熱をとることができ、熱が特定のメモリチップに集中しない。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、ヒートシンクだけをメモリモジュールに装着した場合と比べ、さらに金属製の放熱ユニットを被せるので、放熱効果が一層高まる。
特に、近くに板金が無い場合は、ヒートシンクに伝わった熱を低下させにくいが、放熱ユニットを取り付けると、メモリチップからヒートシンクに伝わった熱は、さらに放熱ユニットに伝わるので、ヒートシンクの温度を低下させることができる。このようにヒートシンクの温度を低下させると、内側に密着したメモリチップの放熱効果を高めることができる。
【００１３】
請求項３、請求項４に記載の発明によれば、放熱ユニットの表面に放熱フィンや放熱孔があることによって表面積が増加し、放熱効率を向上させることができる。
請求項３に記載の発明では、放熱フィンの下方が細長い空隙になっているので、空気が流通可能な場所で使用される場合は、伝導だけでなく対流を利用した放熱もできる。そのため、一層放熱効果が高まる。請求項４に記載の発明の放熱孔も、同様の効果をもたらす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〈第１の実施形態〉
本実施形態のヒートシンクは、ＳＯ−ＤＩＭＭに装着して使用される。
ＳＯ−ＤＩＭＭの構成例を図１に示す。ＳＯ−ＤＩＭＭ１は、基板２とメモリチップ３を備え、図示しないチップコンデンサなども備える。図２に示す側面図のように、ＳＯ−ＤＩＭＭ１の基板２の両面には、ピン４が実装されている。また、基板２の各面には、メモリチップ３を１個以上実装することができる。本実施形態では、基板２の両面にメモリチップ３が実装されているものとして説明するが、片面にのみメモリチップ３が実装されているＳＯ−ＤＩＭＭ１にも、本発明のヒートシンクを装着することができる。なお、メモリチップは、絶縁性の材料からなるパッケージ５で保護された半導体の素子（図示せず）からなる。
【００１５】
図３は、ヒートシンク６の一形態例を示す斜視図である。このヒートシンク６は、高い熱伝導性を備えていることを要するので、金属製の素材から作られる。また、ＳＯ−ＤＩＭＭ１を挟んだときに、簡単に抜け落ちることがないように弾性力があることが望ましい。このような素材として、例えば、バネ材のリン青銅などが適当である。
【００１６】
ヒートシンク６の側断面は図４に示すように概ねコの字型形状をしている。金属製板材を折り曲げ、板状部分７Ａ、７Ｂ，７Ｃが作る断面が概ねコの字型形状になっている。板状部分７Ａに対向する７Ｃは、中途から外側に折り曲げ、板状部分７Ｄを構成し、７Ｄは、その中途から内側に折り曲げて板状部分７Ｅを構成する。板状部分７Ｅと７Ａとはほぼ平行になっている。
板状部分７Ａ、７Ｂ，７Ｃの内側をそれぞれ面８Ａ、８Ｂ、８Ｃとする。ＳＯ−ＤＩＭＭ１をヒートシンク６の内側に装着したとき、面８Ａは、基板２の一方の面に装着されたメモリチップのパッケージ５Ａと密着し、面８Ｃは、基板２の他方の面に装着されたメモリチップのパッケージ５Ｂと密着する。面８Ｂには、基板２のピン４が実装されている側の辺に対向する辺を接触させる。ヒートシンク６の大きさは、基板２を面８Ｂに接触するまで挿入（図４の矢印は挿入方向を表す）したときに、少なくとも板状部分７Ａおよび７Ｃが、メモリチップ３のパッケージ５全体を覆うことができる程度とする。
【００１７】
ＳＯ−ＤＩＭＭ１をヒートシンク６に挟んだ状態を図５と図６に示す。なお、図５の符号９を付したのはＳＯ−ＤＩＭＭ１を取り付けるためのパソコンの筐体側に設けられたスロットである。
なお、パッケージ５と接触する面８Ａ、８Ｃは表面上の粗さをできるだけ取り除いておくことが望ましい。熱伝導を低下させないためである。
【００１８】
ＳＯ−ＤＩＭＭ１をヒートシンク６の折り曲げ部分の内側に挿入する際、あるいは、挿入したＳＯ−ＤＩＭＭ１から外す際、指先などで板状部分７Ｅを外側に心持ち開くようにするとよい。このようにしてＳＯ−ＤＩＭＭ１を脱着する際の操作を容易にすることは、ヒートシンク６の断面形状を単純なコの字型形状にしなかった理由のひとつである。なお、他の理由としては、ＳＯ−ＤＩＭＭ１を実装するスペースが狭い場合に、板状部分７Ｄ，７Ｅをバネとして作用させ、ＳＯ−ＤＩＭＭ１を挟んだヒートシンク６を狭いスペースに押し込むことができるようにするためである（図７参照）。
いったん、ヒートシンク６にＳＯ−ＤＩＭＭ１が装着されると、ヒートシンク６はバネ材から成るので、ＳＯ−ＤＩＭＭ１は確実に保持される。
【００１９】
ＳＯ−ＤＩＭＭ１は、図７に示すように、パソコン１０の筐体１１内に設けられた狭いスペース１２に実装されることが多い。図７に示す例では、ヒートシンク６の内側に挿入されたＳＯ−ＤＩＭＭ１がスペース１２の内側に設けられたスロット９に取り付けられ、ヒートシンク６の板状部分７Ａの外側の面がスペース１２を覆う蓋１３と接触し、板状部分７Ｅの外側の面がスペースの底面１４と接触している。蓋１３も底面１４も金属製であるときは、メモリチップ３の動作中に発生する熱がヒートシンク６に伝わり、この熱を蓋１３や底面１４に逃がすことができる。このような構造で放熱するため、空冷ファンやヒートパイプなどを必要としない。
【００２０】
また、パソコン１０の筐体１１、特に蓋１３や底面１４などが金属製でなくても、ヒートシンク６は熱伝導率の高い金属を材料とするのでメモリチップ３から発生した熱が伝導して温度が上昇するとともに、メモリチップ３の温度を低下させることができる。また、複数のメモリチップ３に対し１つのヒートシンク６を使用しているので、特定のメモリチップ３に熱が集中せず、バランスよく熱を取ることが出来る。これは、ヒートパイプなどにはない利点である。
【００２１】
ヒートシンク６の近くに筐体１１の板金があれば、そこに熱を逃がし、放熱効果を一層高めることができる。ただし、近くに板金が無くても、ヒートシンク６があるだけでメモリチップ３の温度を低下させることができる。
【００２２】
〈第２の実施形態〉
前記の第１の実施形態では、ヒートシンク６単独でメモリチップ３を冷却していた。以下に説明する実施形態では、ヒートシンク６に放熱ユニットを取り付けて、メモリチップ３を冷却する。
【００２３】
図８は、放熱ユニットの一例を示した図であり、図９は、図８のＡ−Ａ‘線における断面図である。放熱ユニット１５の材料としては、高熱伝導性のバネ材の金属が適当である。図８の放熱ユニット１５は１枚の板状部材の両側１５Ａ，１５Ｂを折り曲げる。そして、図１０に例示するように、矢印で示す方向から折り曲げ部分１５Ａ、１５Ｂをヒートシンク６に接触させるようにしてヒートシンク６の板状部分７Ｂに被せ、弾性力でヒートシンク６を確実に保持する。ここで、折り曲げ部分１５Ａ，１５Ｂの形状は、ヒートシンク６に被せたときに放熱ユニット１５が安定して載置できるならば、特に限定しない。図１１は、ヒートシンク６に放熱ユニット１５を被せた状態を示す側面図である。
【００２４】
放熱ユニット１５の折り曲げ部分１５Ａ、１５Ｂの間のブリッジ部分１５Ｃはおおむね平面状であり外部に面する側には多数の放熱フィン１６を設けている。隣り合う放熱フィン１６の間には、図９に示すような放熱フィン１６に沿った細長い空隙１７が設けられている。ヒートシンク６がメモリチップ３から取り去った熱は、ヒートシンク６と放熱ユニット１５との接触部分を介して放熱ユニット１５に伝わる。また、空気の流通する場所にこのＳＯ−ＤＩＭＭ１が実装されているならば、熱せられた空気は、空隙１７を通って放熱ユニット１５の外部へ流れる。つまり、伝導だけでなく対流のメカニズムによっても放熱できるわけである。
【００２５】
仮に、空気の流通の無い場所であっても、放熱フィン１６および空隙１７があることによって、放熱ユニット１５のブリッジ部分１５Ｃの表面積は増大している。そのため、放射のメカニズムによる熱の転移が増し、ヒートシンク６だけの場合よりもメモリチップ３を冷却する機能が高まる。
【００２６】
前記の第１の実施形態のように、ヒートシンク６を使用するだけでもメモリチップ３の温度を低下させることができる。しかし、大容量のＳＯ−ＤＩＭＭ１を使用する場合、あるいは、ＳＯ−ＤＩＭＭ１の装着スペースに余裕がある場合は、ヒートシンク６と放熱ユニット１５とを組み合わせて使用するとよい。ヒートシンク６と放熱ユニット１５とを対にして使用することで、ヒートシンク６単体の場合よりも放熱効果が高まるからである。ことに、ヒートシンク６から熱を逃がすことのできる板金が周囲に無い場合は、放熱ユニット１５を併用することの効果は大きい。
【００２７】
放熱ユニット１５のヒートシンク６への接触のさせ方、あるいは被せ方は、図１０に示すものに限らず、例えば図１２に示すもののように種々がある。ヒートシンク６から熱を取ることが出来る状態であればよく、基板２に装着されたメモリチップ３と放熱ユニット１５との位置関係は特に問題とならない。放熱ユニット１５はメモリチップ３から直接に熱が伝わるわけではないからである。
【００２８】
以上の第２の実施形態において、メモリチップ３が動作中に発生する熱は次のように放熱される。すなわち、メモリチップ３の発生熱は、パッケージ５との接触面を介してヒートシンク６に伝わり、メモリチップ３の温度が低下する。ヒートシンク６に伝わった熱は、更に、放熱ユニット１５との接触部分を介して放熱ユニット１５に伝わる。放熱ユニット１５への熱伝導によって、ヒートシンク６の温度がメモリチップ３の温度よりも低下すると、再びメモリチップ３の熱がヒートシンク６へ伝わっていく。
ここで、近くに筐体などの板金がある場合は、放熱ユニット１５から板金に熱が伝わることによって、放熱効果が一層高まることになる。なお、空気が流通する場所ならば、対流による熱の移動も生じ、一層放熱効果が高まる。
【００２９】
〈第２の実施形態の変形例〉
前記の実施形態の放熱ユニット１５は、ブリッジ部分１５Ｃに多数の放熱フィン１６がほぼ平行に設けられていた。しかし、放熱フィン１６は、図１４のように末広状に設けられていてもよい。あるいは、ブリッジ部分１５Ｃの対角交点の近傍を中心とする放射状に設けてもよい。
表面積を増大させる方法は、放熱フィン１６に限らない。例えば、図１３に示すように、放熱孔１８を多数設けてもよい。空気の流通性、および大きな放熱面積による放熱効果を高める機能に関しては、放熱孔１８も放熱フィン１６も同様だからである。
【００３０】
放熱ユニット１５として、放熱フィン１６のあるタイプと放熱孔１８のあるタイプのいずれを選択するか、放熱フィン１６のあるタイプならば、どのような位置に放熱フィン１６が設けられているタイプを選択するか、といった問題がある。この点、基板２上のメモリチップ３の配置や、ＳＯ−ＤＩＭＭ１の収納スペース１２の形状などによって、適切な放熱ユニット１５を選択すればよい。
【００３１】
〈その他〉
前記の実施形態では、ヒートシンク６だけ、あるいはヒートシンク６と放熱ユニット１５の併用によって、放熱機能を果たすことができる。しかし、大きなスペースが許されるのならば、ヒートパイプなどを併用することは差し支えない。
【００３２】
前記の実施形態では、ヒートシンク６の材料としてリン青銅を採用したが、可撓性があり、熱伝導率が高い金属であり、さらに熱による膨張が小さく、一定の強度があり、かつ比較的軽量であれば、特に材料を限定しない。
【００３３】
前記の実施形態では、ＳＯ−ＤＩＭＭの基板の両面にメモリチップが実装されている場合について説明した。しかし、基板の片面にだけメモリチップが実装されているＳＯ−ＤＩＭＭを冷却するためにも本発明のヒートシンクを使用できる。そして、片面用と両面用とでは、折り曲げ部分の厚みが異なるのみであり、基本的にヒートシンクの形状も方式も同じである。
なお、片面にのみ実装されている場合は、メモリチップの実装されていない側の面のピンなどにヒートシンクが触れないように注意すべきことは言うまでもない。ショートのおそれがあるからである。
【００３４】
前記の実施形態におけるヒートシンク及び放熱ユニットの形状は、あくまで例示にすぎない。
また、ヒートシンクは、ＳＯ−ＤＩＭＭに用いるものとして説明したが、最近使われるようになってきたマイクロＤＩＭＭなどにも本発明が適用できるのは言うまでもない。
【００３５】
つまり、前記のように開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。したがって、種々の変形が可能である。しかし、その変形が特許請求の範囲に記載された技術思想に基づくものである限り、その変形は本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、メモリチップの温度を下げることができ、冷却ファンやヒートパイプを必要としないために狭い場所でも使用できるヒートシンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＳＯ−ＤＩＭＭの一構成例を示す平面図である。
【図２】ＳＯ−ＤＩＭＭの一構成例を示す側面図である。
【図３】ヒートシンクの一実施例の斜視図である。
【図４】ＳＯ−ＤＩＭＭへのヒートシンクの装着を説明する図である。
【図５】ヒートシンクが装着されたＳＯ−ＤＩＭＭの平面図である。
【図６】ヒートシンクが装着されたＳＯ−ＤＩＭＭの側面図である。
【図７】ヒートシンクが装着されたＳＯ−ＤＩＭＭが筐体に取り付けられた状態を説明する模式図である。
【図８】放熱ユニットの一実施例の斜視図である。
【図９】図８のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図１０】放熱ユニットのヒートシンクへの被せ方の一例を説明するための斜視図である。
【図１１】放熱ユニットのヒートシンクへの被せ方の一例を説明するための側面図である。
【図１２】放熱ユニットのヒートシンクへの被せ方の他の例を説明するための斜視図である。
【図１３】放熱ユニットの他の実施例の斜視図である。
【図１４】放熱ユニットの他の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  メモリモジュール
２  （メモリモジュール２の）基板
３  （メモリモジュール２の）メモリチップ
５  （メモリモジュール２の）パッケージ
６  ヒートシンク
１５  放熱ユニット
１６  （放熱ユニット１５の）放熱フィン
１８  （放熱ユニット１５の）放熱孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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