熱伝導材料

UltraScale および UltraScale+ FPGA パッケージおよびピン配置ユーザー ガイド (UG575)

Document ID
UG575
Release Date
2023-05-10
Revision
1.19 日本語

UltraScale および UltraScale+ デバイスにヒートシンクを取り付ける際には、熱伝導材料を使用する必要があります。この材料は、コンポーネントからヒートシンクへの熱伝導に役立ちます。

ベアダイ フリップチップ BGA の場合、シリコンの表面がヒートシンクと接触します。リッド付きフリップチップ BGA の場合は、リッドがヒートシンクと接触します。ベアダイ フリップチップ BGA とリッド付きフリップチップ BGA では表面サイズが異なります。 AMD では、それぞれのフリップチップ BGA パッケージ タイプで長く使用するために、異なる種類の TIM を推奨しています。

最も大規模なヒートシンクやファンであっても、ヒートシンクの底部と UltraScale または UltraScale+ デバイスの上部が物理的にきちんと接触していない限り UltraScale または UltraScale+ デバイスを効果的に冷却できないため、TIM が必要です。ヒートシンクと UltraScale または UltraScale+ デバイス シリコンの表面は、完全に平らではありません。顕微鏡レベルで見ると、表面の凹凸がよくわかります。表面に凹凸があると接触面が減少するため、TIM を使用せずにヒートシンクを取り付けた場合には、表面接触が不十分なために効果が半減します。

相変化材料、熱伝導性グリース、熱伝導性パッドなどの TIM を使用することによって、これらの隙間が埋まり、 UltraScale または UltraScale+ デバイス ダイとヒートシンク間の効果的な熱伝導が可能になります。

パッケージと熱管理ソリューションの間の TIM をどう選択するかは、熱接触抵抗を最小限に抑える上で非常に重要です。したがって、次のパラメーターを検討する必要があります。

1. リッドの平面度と熱ソリューションの接触面の平面度。

2. 熱管理ソリューションによってパッケージに加わる圧力。パッケージに加えることができる許容最大圧力の限度内にする必要があります。

3. TIM の全熱接触。この値は 手順 1 および 手順 2 のパラメーターに基づいて決定されます。これらのパラメーターは TIM メーカーのデータシートに記載されています。