(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
概略中央部に開口を有するヒートシンクを、該開口に対向する位置に第１吸引口を有し、該開口からオフセットした位置に第２吸引口を有する吸引ノズルに吸着支持し、
上記開口を介して電子部品を吸引することにより該電子部品の上面を上記ヒートシンクに第１の接着剤を介して密着させ、
上記吸引ノズルを移動することにより上記電子部品の下面を基板に上記第１の接着剤の熱伝導率よりも小さな熱伝導率を有する第２の接着剤を介して密着させた後、
上記第１及び第２の接着剤を固化させるようにしたヒートシンクの実装方法。
【請求項２】
概略中央部に開口を有するヒートシンクを、該ヒートシンクの上記開口に対向する位置に吸引口を有する吸引ノズルに支持手段により支持し、
上記吸引ノズルにより、該開口を介して電子部品を吸引して該電子部品の上面を上記ヒートシンクに第１の接着剤を介して密着させ、
上記吸引ノズルを移動することにより上記電子部品の下面を基板に上記第１の接着剤の熱伝導率よりも小さな熱伝導率を有する第２の接着剤を介して密着させた後、
上記第１及び第２の接着剤を固化させるようにしたヒートシンクの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はヒートシンクの実装方法に関する。
【０００２】
近年、小型化及び高信頼性化が要求される電子装置として、例えばラップトップパソコン等の可搬型電子装置が広く市場に出回っている。この種の電子装置の高性能化を図るためには、発熱量の大きい集積回路パッケージを１つまたはそれ以上用いることが必要になる。このため、発熱量の大きい集積回路パッケージの放熱性を確保するためにヒートシンクが使用されており、その実装構造及び実装方法の最適化が模索されている。
【０００３】
【従来の技術】
従来、図１１に示されるように、集積回路チップ２をパッケージ４内に密閉収容し、パッケージ４に取り付けられたリード６により集積回路チップ２をプリント配線板８に接続し、パッケージ４上に接着剤１０によりヒートシンク１２を固着しするようにしたヒートシンクの実装方法が公知である。この方法において、集積回路チップ２をパッケージ４内に内蔵してなるものが前述した集積回路パッケージに相当する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１に示される従来方法により得られるヒートシンクの実装構造においては、集積回路チップ２とヒートシンク１２の間にパッケージ４が介在しているので、集積回路チップ２とヒートシンク１２の間の熱抵抗が大きくなり、高い放熱効果が得られないという問題があった。
【０００５】
よって、本発明の目的は、放熱効果を高めることができるヒートシンクの実装方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、集積回路チップで代表される電子部品にヒートシンクを直接実装することにした。
【０００７】
すなわち、本発明によると、概略中央部に開口を有するヒートシンクを、該開口に対向する位置に第１吸引口を有し、該開口からオフセットした位置に第２吸引口を有する吸引ノズルに吸着支持し、上記開口を介して電子部品を吸引することにより該電子部品の上面を上記ヒートシンクに第１の接着剤を介して密着させ、上記吸引ノズルを移動することにより上記電子部品の下面を基板に上記第１の接着剤の熱伝導率よりも小さな熱伝導率を有する第２の接着剤を介して密着させた後、上記第１及び第２の接着剤を固化させるようにしたヒートシンクの実装方法が提供される。
【０００８】
従って、この方法により得られるヒートシンクの実装構造は、例えば、配線層を有する基板と、該基板上に第２の接着剤により固着され上記配線層に電気的に接続される電子部品と、該電子部品上に第１の接着剤により固着されるヒートシンクとを備えている。
【０００９】
この実装構造においては、集積回路チップ等の電子部品は、基板（例えばプリント配線板）の配線層に電気的に接続するために、第２の接着剤により直接基板上に固着されている。また、ヒートシンクは第１の接着剤により電子部品上に直接固着される。
【００１０】
このようにヒートシンクを第１の接着剤により電子部品上に直接固着すると共に、第１の接着剤の熱伝導率が第２の接着剤の熱伝導率よりも大きくなるようにしているので、放熱効果が高まる。
【００１１】
本発明のヒートシンクの実装方法では、特定構成の吸引ノズルを用い、これによりヒートシンク及び電子回路部品を取り扱うようにしているので、上述の実装構造を容易に得ることができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施例を示すヒートシンクの実装構造の側面図である。例えば配線層を有するプリント配線板からなる基板８上には、電子部品としての集積回路チップ２の下面が第１の接着剤１４により固着される。集積回路チップ２の上面には第２の接着剤１６によりヒートシンク１２が固着される。ヒートシンク１２は、その上面に放熱面積を大きくするための複数の放熱フィン１２Ａを有している。
【００１４】
第１の接着剤１４による集積回路チップ２と基板８の接着部を図２により説明する。集積回路チップ２は、その下面に外部回路との接続用の導体からなる複数のビット１６を有している。ビット１６の形状は例えば半球状である。
【００１５】
一方、基板８上には、ビット１６の位置に対応して導体パターンからなる配線層１８が形成されている。
【００１６】
集積回路チップ２は、ビット１６と配線層１８との間の位置合わせを行った後に、第１の接着剤１４により基板８上に固着される。このとき、適当な圧力を与えることによって、ビット１６と配線層１８の接触状態が得られ、集積回路チップ２と配線層８の間の電気的な接続がなされる。
【００１７】
再び図１を参照して、第２の接着剤１６は、第１の接着剤１４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有している。こうしているのは、集積回路チップ２とヒートシンク１２の間に介在する固化した第２の接着剤１６の熱抵抗を最小限に押さえて、放熱効果を高めるためである。
【００１８】
この実施例では、集積回路チップ２の上面に直接ヒートシンク１２を固着しているので、図１１により説明した従来のヒートシンクの実装構造と比較して、高い放熱効果を得ることができる。
【００１９】
第２の接着剤１６としては、例えば、金及びダイヤモンドを含む物質群から選択される少なくとも１つの物質の粉末を樹脂に混入させてなる接着剤を用いることができる。金やダイヤモンドの熱伝導率は一般的に樹脂の熱伝導率よりも大きいので、このような特定物質の粉末が混入した樹脂系接着剤の熱伝導率を大きくすることができるのである。
【００２０】
望ましくは、硬化した第２の接着剤１６の軟化温度は、硬化した第１の接着剤１４の軟化温度よりも低くなるように各接着剤の主成分樹脂が選択される。硬化した接着剤の軟化温度（キュアー温度）を上述のように設定しているので、図１の構造において、第２の接着剤１６だけを軟化させてヒートシンク１２を交換することができる。
【００２１】
各接着剤として熱硬化性接着剤を用いることによって、集積回路チップ２の駆動を開始してからの安定した接着力を保証することができる。
【００２２】
一方、各接着剤として熱可塑性接着剤を用いることによって、集積回路チップ２及び／またはヒートシンク１２の交換を容易に行うことができる。
【００２３】
図３は本発明の実装方法で使用することができる吸引ノズルの説明図である。本発明方法を実施する場合には、ヒートシンク１２の概略中央部に開口１２Ｂを形成しておく。
【００２４】
吸引ノズル２０は、ヒートシンク１２の開口１２Ｂに開口する位置に吸引口２０Ａを有しており、また、ヒートシンク１２の放熱フィン１２Ａに対向する位置に放熱フィンＡが着座する凹部２０Ｂを有している。
【００２５】
吸引ノズル２０は図示しない真空ポンプ等の吸引手段に接続されており、この吸引手段により吸引口２０Ａ内を負圧にすることによって、吸引ノズル２０によりヒートシンク１２を吸着支持することができる。
【００２６】
ヒートシンク１２には開口１２Ｂが形成されているので、ヒートシンク１２を吸引ノズル２０により吸着支持した状態でさらにヒートシンク１２の下面に集積回路チップ２を吸引吸着することができる。
【００２７】
そして、この状態で吸引ノズル２０を移動することによって、集積回路チップ２の下面を基板上の予め定められた位置に配置して、集積回路チップ２を基板上に実装することができる。
【００２８】
ヒートシンク１２に集積回路パッケージ２を密着させる場合には、これらの間に接着剤が介在するようにヒートシンク１２の下面及び集積回路チップ２の上面の何れか一方或いは両方に接着剤を塗布しておき、また、集積回路チップ２の下面及び基板の上面の何れか一方或いは両方にも接着剤を塗布しておく。
【００２９】
集積回路チップ２及びヒートシンク１２を基板上に実装したら、吸引ノズル２０による吸引を中止して、吸引ノズル２０を取り除き、通常の方法により接着剤を固化させる。
【００３０】
この方法によると、吸引ノズル２０を用いて集積回路チップ２及びヒートシンク１２を同時に基板上に実装することができるので、接着剤の例えば加熱による硬化工程が一回で済み、電子装置の製造工程が簡略化される。また、この方法によると、本発明のヒートシンクの実装構造を容易に得ることができる。
【００３１】
図４は本発明の実装方法で使用することができる他の吸引ノズルの説明図である。図４の実施例は、図３の実施例と対比して、吸引ノズル２０が吸引口２０Ａの他に少なくとも１つの他の吸引口２０Ｃを有している点で特徴づけられる。
【００３２】
即ち、この実施例では、ヒートシンク１２の開口Ｂに対向する位置に形成される吸引口２０Ａの他に例えば複数の（図では２つの）吸引口２０Ｃを吸引ノズル２０に設けているのである。
【００３３】
このような吸引口２０Ｃを付加することによって、比較的大型で重量が大きいヒートシンクについてもこれを吸引ノズル２０に吸着支持することができる。
【００３４】
ヒートシンクの底面にスリットを形成しておくことによって、ヒートシンクと集積回路チップの接着力を高めることができる。これを図５により説明する。
【００３５】
図５の（Ａ）の例では、ヒートシンク１２の底面に放熱フィン１２Ａと平行に複数のスリットＳを形成している。また、（Ｂ）に示される例では、（Ａ）に示される放熱フィン１２Ａと平行なスリットに加えてこれらと垂直な方向に複数のスリットＳを形成している。さらに、（Ｃ）に示される例では、ヒートシンク１２の底面に放射状のスリットＳを形成している。
【００３６】
このようにヒートシンク１２の底面にスリットＳを形成しておくことによって、スリットＳ内に接着剤が入り込み、ヒートシンク１２と集積回路チップ２の間の接着力を高めることができる。
【００３７】
また、各スリットＳはヒートシンク１２の底面の縁まで形成されているので、例えば図３により説明した実装方法において、集積回路チップ２とヒートシンク１２の間に接着剤を介在させておかなくとも、集積回路チップ２と基板との間に介在する接着剤を集積回路チップ２とヒートシンク１２の間に回り込ませることができ、実装方法を簡略化することができる。
【００３８】
集積回路チップの側面を覆うような形状のヒートシンクを用いることによって、ヒートシンクと集積回路チップの接着力を高めることができる。これを図６及び図７により説明する。
【００３９】
図６の（Ａ）に示される例では、ヒートシンク１２における放熱フィン１２Ａと反対側の面の両端に一対の突起１２Ｃを設けておき、ヒートシンク１２を集積回路チップ２に固着したときに、突起１２Ｃによって集積回路チップ２の側面の一部または全部が覆われるようにしている。
【００４０】
また、（Ｂ）に示される例では、ヒートシンク１２の放熱フィン１２Ａと反対側の面の外周全部に突起１２Ｃを設けておき、これによりヒートシンク１２を集積回路チップ２に固着したときに、集積回路チップ２の側面が突起１２Ｃによって覆われるようにしている。
【００４１】
図７は、図６の（Ａ）に示されるヒートシンクを用いた実装構造の側面図である。ヒートシンク１２の突起１２Ｃによって集積回路チップ２の対向側面が覆われるようにしているので、接着剤１６がヒートシンク１２と集積回路チップ２の間に回り込み易くなり、接着強度を高めることができる。この例では、基板８と集積回路チップ２を接着する接着剤１４とは異なる接着剤１６によって集積回路チップ２とヒートシンク１２を接着しているが、同じ接着剤を用いて各部材を接着する場合にも、この効果が得られることは勿論である。
【００４２】
また、この実施例では、接着剤１４の量を多くしておくことによって、集積回路チップ２の側面において集積回路チップ２とヒートシンクの突起１２Ｃとを接着剤１４により覆うことができるので、基板８と集積回路チップ２とヒートシンク１２の間の接着力を高めることができる。
【００４３】
尚、同一の接着剤を用いてヒートシンク１２及び集積回路チップ２を同時に基板８上に固着する場合には、集積回路チップ２を基板８上の予め定められた位置にセットした後に、一旦ヒートシンク１２を僅かに（例えば数１００μｍ）集積回路チップ２から浮かせることによって、接着剤をヒートシンク１２と集積回路チップ２の間に容易に回り込ませることができる。
【００４４】
図６により説明したような放熱フィンと反対の側に突起を有するヒートシンクについても、図５に示したようなスリットを形成しておくことによって、集積回路チップとの接着力を高めることができる。これを図８により説明する。
【００４５】
図８の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるヒートシンクはそれぞれ図５の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示される種々のスリットＳを有している。このようなスリットＳをヒートシンク１２の集積回路チップへの密着面に形成しておくことによって、ヒートシンク１２と集積回路パッケージ２の接着力を高めることができるとともに、ヒートシンク１２と集積回路パッケージ２の間への接着剤の回り込みを改善することができる。尚、図８の（Ｂ）及び（Ｃ）に示されている例では、ヒートシンク１２の突起１２Ｃにおける集積回路チップの側面に対向する面にもスリットが形成されている。
【００４６】
図３に従って本発明方法を実施する場合、ヒートシンクを機械的に支持する機構を吸引ノズルに設けておいてもよい。その例を図９により説明する。
【００４７】
図９に示される吸引ノズル２０においては、ヒートシンクの放熱フィン１２Ａ（図３参照）が着座する凹部２０Ｂ内に押さえ金具（クリップ）２２をそれぞれ設けている。
【００４８】
吸引ノズル２０の凹部２０Ｂ内にヒートシンク１２の放熱フィン１２Ａを挿入すると、押さえ金具２２が弾性変形し、それにより生じる摩擦力によってヒートシンク１２は吸引ノズル２０に支持される。このような押さえ金具を吸引ノズルに設けておくことによって、比較的重量の大きいヒートシンクについても本発明方法を適用することができる。
【００４９】
図９に示された例では、吸引ノズル２０の各凹部２０Ｂ内に個別に押さえ金具２２を設けているが、ヒートシンクを側方から押さえつける器具を吸引ノズル２０の端に設けておいてもよい。このような器具は、例えば、吸引ノズル２０に固定されたブロックと、このブロックに一端が固定される押し付けバネと、押し付けバネの他端に取り付けられる押し付け部材とから構成することができる。
【００５０】
図１０に示されるように、分割型のヒートシンク１２′を用いることができる。この例では、図９に示される吸引ノズル２０を用い、各凹部２０Ｂに対応して分割された複数のヒートシンク１２′を各押さえ金具２２により各凹部２０Ｂに着座させておき、この状態で吸引口２０Ａ内を負圧にして集積回路チップ２を吸引ノズル２０により吸着支持する。そうしておいて、吸引ノズル２０を移動させて、集積回路チップ２を基板上の予め定められた位置に実装するのである。
【００５１】
この実施例によると、図３の方法のようにヒートシンクの概略中央部に開口を形成しておく必要はない。
【００５２】
尚、弾性力によってヒートシンクを吸引ノズル２０に支持することに代えて、粘着テープ等の粘着力によってヒートシンクを吸引ノズル２０に支持するようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、放熱効果の高いヒートシンクの実装方法の提供が可能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すヒートシンクの実装構造の側面図である。
【図２】チップと基板の接着部の説明図である。
【図３】実装方法で使用する吸引ノズルの説明図である。
【図４】実装方法で使用する他の吸引ノズルの説明図である。
【図５】本発明の実施例におけるヒートシンクの斜視図である。
【図６】本発明の実施例におけるヒートシンクの斜視図である。
【図７】本発明の実施例を示す実装構造の側面図である。
【図８】本発明の実施例におけるヒートシンクの斜視図である。
【図９】実装方法で使用するさらに他の吸引ノズルの説明図である。
【図１０】本発明の実施例を示す実装方法の説明図である。
【図１１】従来のヒートシンクの実装構造の断面図である。
【符号の説明】
２    電子回路部品（集積回路パッケージ）
８    基板（プリント配線板）
１２    ヒートシンク
１４，１６    接着剤
【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】
0003764137.tif 000009
【図９】
0003764137.tif 000010
【図１０】
0003764137.tif 000011
【図１１】
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