JP2000349211A - マルチチップモジュールの封止構造 - Google Patents
マルチチップモジュールの封止構造Info
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- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
- H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
- H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
Abstract
(57)【要約】
【課題】冷却性能が安定で封止部信頼性に優れたマルチ
チップモジュールの封止部構造を提供する。 【解決手段】配線基板１の熱膨張率に整合する枠体５の
下面を配線基板１の半導体デバイス２搭載面にはんだ８
固着し、枠体５の上面と空冷ヒートシンク７の周縁部下
面の間にゴムＯリング１５を介し、ヒートシンク７の周
縁部の上面と上部枠体１０の間に相対すべりを可能とす
るプラスチック６を介し、上部枠体１０の内側中段でプ
ラスチック６の上面を押さえ、上部枠体１０の下方と枠
体５との間をボルト９にて締結する
チップモジュールの封止部構造を提供する。 【解決手段】配線基板１の熱膨張率に整合する枠体５の
下面を配線基板１の半導体デバイス２搭載面にはんだ８
固着し、枠体５の上面と空冷ヒートシンク７の周縁部下
面の間にゴムＯリング１５を介し、ヒートシンク７の周
縁部の上面と上部枠体１０の間に相対すべりを可能とす
るプラスチック６を介し、上部枠体１０の内側中段でプ
ラスチック６の上面を押さえ、上部枠体１０の下方と枠
体５との間をボルト９にて締結する
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチチップモジ
ュールの封止冷却機構に係り、特に、高性能な半導体デ
バイスを基板上に気密封止した電子計算機等に用いるマ
ルチチップモジュールの封止構造に関する。
ュールの封止冷却機構に係り、特に、高性能な半導体デ
バイスを基板上に気密封止した電子計算機等に用いるマ
ルチチップモジュールの封止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子計算機の演算処理速度の高速化、記
憶容量の増加等に伴って半導体デバイスの高速化、高集
積化が成されている。しかし、その反面で半導体デバイ
スの消費電力の増加に伴うチップの発熱が、半導体デバ
イスの安定動作上の信頼性問題と絡んで問題となってい
る。特に、多数の半導体チップを高密度配線基板の上に
搭載するマルチチップモジュールにおいては、この廃熱
問題、すなわち、マルチチップモジュールの冷却構造が
大きな課題として取上げられる。
憶容量の増加等に伴って半導体デバイスの高速化、高集
積化が成されている。しかし、その反面で半導体デバイ
スの消費電力の増加に伴うチップの発熱が、半導体デバ
イスの安定動作上の信頼性問題と絡んで問題となってい
る。特に、多数の半導体チップを高密度配線基板の上に
搭載するマルチチップモジュールにおいては、この廃熱
問題、すなわち、マルチチップモジュールの冷却構造が
大きな課題として取上げられる。
【０００３】一方、半導体デバイスの対環境信頼性やモ
ジュールとしての冷却性能を長期にわたって保持するた
めには、半導体デバイス、冷却構造をマルチチップモジ
ュール内部に閉じ込める、封止機構も重要な技術課題で
ある。
ジュールとしての冷却性能を長期にわたって保持するた
めには、半導体デバイス、冷却構造をマルチチップモジ
ュール内部に閉じ込める、封止機構も重要な技術課題で
ある。
【０００４】マルチチップモジュールに関する、このよ
うに重要な封止構造は、“ＭＣＭ−Ｄ／Ｃ Ａｐｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎ
ｃｅＭｏｄｕｌｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ １
９９６ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ ｏｎ Ｍｕｌｔｉ−ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ
ｓ， ｐ６９に開示されている。
うに重要な封止構造は、“ＭＣＭ−Ｄ／Ｃ Ａｐｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎ
ｃｅＭｏｄｕｌｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ １
９９６ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ ｏｎ Ｍｕｌｔｉ−ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ
ｓ， ｐ６９に開示されている。
【０００５】この開示されているマルチチップモジュー
ルの封止構造を例にとって説明する。図５では、多数の
半導体デバイス１２がアルミナセラミックから成る配線
基板１１に搭載されている。配線基板１１の裏面には入
出力ピン１３が設けられ、高熱伝導性の材料から成るキ
ャップ板１６が、配線基板１１を覆うように被せられて
おり、配線基板１１の周縁部ではんだ１８を介して固着
することでモジュール内を気密封止を行っている。半導
体デバイス１２とキャップ板１６の間には個々の半導体
デバイス１２に対応して熱伝導性コンパウンド１４と呼
ばれる熱伝導手段が設けられていて、半導体デバイス１
２の発熱をキャップ板１６に伝える。キャップ板１６の
上面には、空冷ヒートシンク１７が取付けられており、
キャップ板１６を経た半導体デバイス１２の発熱を放熱
している。
ルの封止構造を例にとって説明する。図５では、多数の
半導体デバイス１２がアルミナセラミックから成る配線
基板１１に搭載されている。配線基板１１の裏面には入
出力ピン１３が設けられ、高熱伝導性の材料から成るキ
ャップ板１６が、配線基板１１を覆うように被せられて
おり、配線基板１１の周縁部ではんだ１８を介して固着
することでモジュール内を気密封止を行っている。半導
体デバイス１２とキャップ板１６の間には個々の半導体
デバイス１２に対応して熱伝導性コンパウンド１４と呼
ばれる熱伝導手段が設けられていて、半導体デバイス１
２の発熱をキャップ板１６に伝える。キャップ板１６の
上面には、空冷ヒートシンク１７が取付けられており、
キャップ板１６を経た半導体デバイス１２の発熱を放熱
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなマルチチ
ップモジュールの封止構造では、（１）封止接続信頼
性、（２）冷却性能の観点に立つと以下のような問題が
あった。
ップモジュールの封止構造では、（１）封止接続信頼
性、（２）冷却性能の観点に立つと以下のような問題が
あった。
【０００７】“Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃｏｌｕｍｎ Ｇｒｉ
ｄ Ａｒｒａｙ （ＣＣＧＡ） Ｍｏｄｕｌｅ ｆｏｒ
ａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｗｏｒｋ
Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ”， １９９
７ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ３
１９や“ＭＣＭ−Ｄ／Ｃ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆ
ｏｒ ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｏｄｕｌ
ｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ １９９６ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
Ｍｕｌｔｉ−ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅｓ， ｐ６９に記
載された構造では、冷却性能を確保するためにキャップ
やヒートシンクに熱伝導性の高い金属、例えばアルミニ
ウムや銅等を採用する。
ｄ Ａｒｒａｙ （ＣＣＧＡ） Ｍｏｄｕｌｅ ｆｏｒ
ａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｗｏｒｋ
Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ”， １９９
７ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ３
１９や“ＭＣＭ−Ｄ／Ｃ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆ
ｏｒ ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｏｄｕｌ
ｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ １９９６ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
Ｍｕｌｔｉ−ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅｓ， ｐ６９に記
載された構造では、冷却性能を確保するためにキャップ
やヒートシンクに熱伝導性の高い金属、例えばアルミニ
ウムや銅等を採用する。
【０００８】一方、配線基板は、微細な多層配線を施す
ためにアルミナセラミックス等のセラミックスを採用す
る。キャップ板やヒートシンクに用いるアルミニウムや
銅は、セラミックスの熱膨張率よりも大きく不整合なた
め、モジュール全体の発熱量の増加や配線基板サイズの
大型化が進むと、キャップ板やヒートシンクと配線基板
間の熱膨張差が大きくなる。前記構造では、キャップ板
と配線基板をはんだを介して固着しているため、この間
の熱膨張差が大きくなるとはんだ固着部を拘束点として
水平方向の変形が拘束される。
ためにアルミナセラミックス等のセラミックスを採用す
る。キャップ板やヒートシンクに用いるアルミニウムや
銅は、セラミックスの熱膨張率よりも大きく不整合なた
め、モジュール全体の発熱量の増加や配線基板サイズの
大型化が進むと、キャップ板やヒートシンクと配線基板
間の熱膨張差が大きくなる。前記構造では、キャップ板
と配線基板をはんだを介して固着しているため、この間
の熱膨張差が大きくなるとはんだ固着部を拘束点として
水平方向の変形が拘束される。
【０００９】キャップにアルミニウム（熱膨張係数＝２
４×１０―6／℃）、配線基板にアルミナセラミックス
（熱膨張係数＝７×１０―6／℃）を用いた大きさ１５
０ｍｍ□のモジュールを例に熱変形量を求めてみる。通
常、半導体デバイスは温度が８０℃以下になるように冷
却されるが、この時、配線基板は約８０℃、キャップは
冷却方法によるが６０℃前後になる。よって、常温から
の温度変化に対するモジュール中心からコーナーまで相
対熱変形量は、下式（１）を用いて計算できる。
４×１０―6／℃）、配線基板にアルミナセラミックス
（熱膨張係数＝７×１０―6／℃）を用いた大きさ１５
０ｍｍ□のモジュールを例に熱変形量を求めてみる。通
常、半導体デバイスは温度が８０℃以下になるように冷
却されるが、この時、配線基板は約８０℃、キャップは
冷却方法によるが６０℃前後になる。よって、常温から
の温度変化に対するモジュール中心からコーナーまで相
対熱変形量は、下式（１）を用いて計算できる。
【００１０】 ΔＬ＝L×（α1・ΔＴ1−α2・ΔＴ2）・・・・・・（１） ΔＬ ：相対熱変形量 Ｌ ：部材長さ（＝１５０／√２） α１ ：配線基板の線膨張係数（＝７×１０―6／
℃） ΔＴ１ ：配線基板の温度変化（＝８０−２０＝６０
℃） α２ ：キャップの線膨張係数（＝２４１０―6／℃） ΔＴ２ ：キャップの温度変化（＝６０−２０＝４０
℃） 式（１）を用いて予測した相対熱変形量は５７μｍとな
る。この水平方向の相対変位量を拘束すれば、バイメタ
ル効果によりモジュールは垂直方向に曲げ変形し、結果
としてキャップと配線基板間の間隔が広がる。すなわ
ち、キャップと半導体デバイスとの間に塗布された熱伝
導性コンパウンド部の間隔が増加し、冷却性能を低下さ
せるため、冷却性能の確保が困難になる。また、はんだ
固着部にもこの熱変形で大きなストレスが発生するた
め、セラミックスやはんだ部が破壊する恐れがあり、封
止部の信頼性の確保が困難になる。
℃） ΔＴ１ ：配線基板の温度変化（＝８０−２０＝６０
℃） α２ ：キャップの線膨張係数（＝２４１０―6／℃） ΔＴ２ ：キャップの温度変化（＝６０−２０＝４０
℃） 式（１）を用いて予測した相対熱変形量は５７μｍとな
る。この水平方向の相対変位量を拘束すれば、バイメタ
ル効果によりモジュールは垂直方向に曲げ変形し、結果
としてキャップと配線基板間の間隔が広がる。すなわ
ち、キャップと半導体デバイスとの間に塗布された熱伝
導性コンパウンド部の間隔が増加し、冷却性能を低下さ
せるため、冷却性能の確保が困難になる。また、はんだ
固着部にもこの熱変形で大きなストレスが発生するた
め、セラミックスやはんだ部が破壊する恐れがあり、封
止部の信頼性の確保が困難になる。
【００１１】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
改善して、（１）封止部信頼性の向上と（２）冷却性能
に優れたマルチチップモジュールの封止構造を提供する
ことにある。
改善して、（１）封止部信頼性の向上と（２）冷却性能
に優れたマルチチップモジュールの封止構造を提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、熱膨張の異なる部材間の締結部にゴム
やプラスチック等の弾性変形量の大きい材料で支え、温
度変化に伴って生じる部材間の相対的な熱変形を、この
易弾性材料の変形で吸収する構造を提供することにあ
る。
め、本発明では、熱膨張の異なる部材間の締結部にゴム
やプラスチック等の弾性変形量の大きい材料で支え、温
度変化に伴って生じる部材間の相対的な熱変形を、この
易弾性材料の変形で吸収する構造を提供することにあ
る。
【００１３】また、他の解決手段としては、熱膨張の異
なる部材間の締結部に摺動性に優れたプラスチック等の
材料を挟み、温度変化に伴って生じる相対的な熱変形
を、この摺動で吸収する構造を提供することにある。
なる部材間の締結部に摺動性に優れたプラスチック等の
材料を挟み、温度変化に伴って生じる相対的な熱変形
を、この摺動で吸収する構造を提供することにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明による各実施例を、
図１、図２、図３、図４を用いて具体的に説明する。
図１、図２、図３、図４を用いて具体的に説明する。
【００１５】〔実施例１〕図１は本発明の第１の実施例
の構成を示すマルチチップモジュールの封止構造の断面
図である。図１は多数の半導体デバイス２がセラミック
等の配線基板１に搭載されている。配線基板１は半導体
デバイス２の熱膨張率と整合した材料である。配線基板
１の裏面には入出力ピン３が設けられている。
の構成を示すマルチチップモジュールの封止構造の断面
図である。図１は多数の半導体デバイス２がセラミック
等の配線基板１に搭載されている。配線基板１は半導体
デバイス２の熱膨張率と整合した材料である。配線基板
１の裏面には入出力ピン３が設けられている。
【００１６】熱膨張率が配線基板１と整合する材料であ
る鉄−ニッケル合金から成る枠体５の下面が配線基板１
の半導体デバイス２が搭載された面ではんだ固着８で相
互に係合されている。
る鉄−ニッケル合金から成る枠体５の下面が配線基板１
の半導体デバイス２が搭載された面ではんだ固着８で相
互に係合されている。
【００１７】枠体５の上方は配線基板１の外側に広がっ
て、枠体５の上面はＯリング溝を設けたフランジ面とな
っている。空冷ヒートシンク７の周縁部の上下面はフラ
ンジ面に成っており、このフランジ下面と枠体５の上面
のＯリング溝との間に弾性に優れたゴムＯリング１５を
介す。
て、枠体５の上面はＯリング溝を設けたフランジ面とな
っている。空冷ヒートシンク７の周縁部の上下面はフラ
ンジ面に成っており、このフランジ下面と枠体５の上面
のＯリング溝との間に弾性に優れたゴムＯリング１５を
介す。
【００１８】また、空冷ヒートシンク７の周縁部の上面
には相対すべりに優れたプラスチック６を介し、上部枠
体１０の内側中段でプラスチック６の上面を押さえ、上
部枠体１０の下方と枠体５との間をボルト９にて締結す
ることでゴムＯリング１５を潰して気密封止する。
には相対すべりに優れたプラスチック６を介し、上部枠
体１０の内側中段でプラスチック６の上面を押さえ、上
部枠体１０の下方と枠体５との間をボルト９にて締結す
ることでゴムＯリング１５を潰して気密封止する。
【００１９】上部枠体１０の内側中段の側面と空冷ヒー
トシンク７の外周側面との間には組立精度と熱膨張差分
を考慮した隙間を設け、枠体５の上面と空冷ヒートシン
ク７の周縁部の下面は、ゴムＯリング１５による気密性
を保ちながら接触を避けるように微少の隙間を設け、空
冷ヒートシンク７が上部枠体１０や枠体５および配線基
板１と水平方向の相対的な熱変形を拘束しないようにす
ることでモジュール垂直方向の変形を抑える。
トシンク７の外周側面との間には組立精度と熱膨張差分
を考慮した隙間を設け、枠体５の上面と空冷ヒートシン
ク７の周縁部の下面は、ゴムＯリング１５による気密性
を保ちながら接触を避けるように微少の隙間を設け、空
冷ヒートシンク７が上部枠体１０や枠体５および配線基
板１と水平方向の相対的な熱変形を拘束しないようにす
ることでモジュール垂直方向の変形を抑える。
【００２０】空冷ヒートシンク７と半導体デバイス２の
間には、個々の半導体デバイス２に対応して熱伝導性コ
ンパウンド４が設けられており、モジュール垂直方向の
変形を抑えることで、熱伝導性コンパウンド４の間隔を
一定に保ち、高冷却性能を確保する。また、枠体５と配
線基板１がはんだ固着８にて相互に係合しているセラミ
ック部に発生するストレスを低減し、高封止部接続信頼
性を確保する。
間には、個々の半導体デバイス２に対応して熱伝導性コ
ンパウンド４が設けられており、モジュール垂直方向の
変形を抑えることで、熱伝導性コンパウンド４の間隔を
一定に保ち、高冷却性能を確保する。また、枠体５と配
線基板１がはんだ固着８にて相互に係合しているセラミ
ック部に発生するストレスを低減し、高封止部接続信頼
性を確保する。
【００２１】〔実施例２〕以下、本発明に係る実施例
を、図２を用いて説明する。
を、図２を用いて説明する。
【００２２】図２は本発明の第２の実施例に係るマルチ
チップモジュールの封止構造の断面図である。この第２
の実施例は、空冷ヒートシンク７の周縁部上面のゴムＯ
リング１５と上部枠体１０の内側中段にＯリング溝を設
けている事以外実施例１と同じである。すなわち、図１
のプラスチック６の代りにゴムＯリング１５を用いたも
のである。
チップモジュールの封止構造の断面図である。この第２
の実施例は、空冷ヒートシンク７の周縁部上面のゴムＯ
リング１５と上部枠体１０の内側中段にＯリング溝を設
けている事以外実施例１と同じである。すなわち、図１
のプラスチック６の代りにゴムＯリング１５を用いたも
のである。
【００２３】〔実施例３〕以下、本発明に係る実施例
を、図３を用いて説明する。
を、図３を用いて説明する。
【００２４】図３は本発明の第３の実施例に係るマルチ
チップモジュールの封止構造の断面図である。この第３
の実施例は、枠体５の中段と上部枠体１０下面に各々Ｏ
リング溝を設け、空冷ヒートシンク７の周縁部でゴムＯ
リング１５を介してボルト９締結する。また、枠体５の
中段側面と空冷ヒートシンク７の外周側面の間には、こ
の間の熱膨張差を十分に吸収できる弾力性に優れたゴム
１９を介して空冷ヒートシンク７の水平方向の位置を決
める。上記の事以外実施例１と同じである。
チップモジュールの封止構造の断面図である。この第３
の実施例は、枠体５の中段と上部枠体１０下面に各々Ｏ
リング溝を設け、空冷ヒートシンク７の周縁部でゴムＯ
リング１５を介してボルト９締結する。また、枠体５の
中段側面と空冷ヒートシンク７の外周側面の間には、こ
の間の熱膨張差を十分に吸収できる弾力性に優れたゴム
１９を介して空冷ヒートシンク７の水平方向の位置を決
める。上記の事以外実施例１と同じである。
【００２５】〔実施例４〕以下、本発明に係る実施例
を、図４を用いて説明する。
を、図４を用いて説明する。
【００２６】図４は本発明の第４の実施例に係るマルチ
チップモジュールの封止構造の断面図である。この第４
の実施例は、ゴムＯリング１５およびゴム１９の代わり
に気密性および弾力性に優れたパッキン２０を用い、枠
体のＯリング溝を除いたこと以外実施例３と同じであ
る。
チップモジュールの封止構造の断面図である。この第４
の実施例は、ゴムＯリング１５およびゴム１９の代わり
に気密性および弾力性に優れたパッキン２０を用い、枠
体のＯリング溝を除いたこと以外実施例３と同じであ
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、高発熱半導体デバイス
の高実装密度、高封止接続信頼性を可能とするマルチチ
ップモジュールの封止構造を実現した。
の高実装密度、高封止接続信頼性を可能とするマルチチ
ップモジュールの封止構造を実現した。
【図１】 本発明の実施例を示すマルチチップモジュー
ルの封止冷却機構の断面図である。
ルの封止冷却機構の断面図である。
【図２】 本発明の第２の実施例を示すマルチチップモ
ジュールの封止冷却機構の断面図である。
ジュールの封止冷却機構の断面図である。
【図３】 本発明の第３の実施例を示すマルチチップモ
ジュールの封止冷却機構の断面図である。
ジュールの封止冷却機構の断面図である。
【図４】 本発明の第４の実施例を示すマルチチップモ
ジュールの封止冷却機構の断面図である。
ジュールの封止冷却機構の断面図である。
【図５】 従来技術によるマルチチップモジュールの封
止構造の断面図である。
止構造の断面図である。
１、１１・・・配線基板 ２、１２・・・半導体デバイス ３、１３・・・入出力ピン ４、１４・・・熱伝導性コンパウンド ５・・・枠体 ６・・・プラスチック ７、１７・・・空冷ヒートシンク ８、１８・・・はんだ固着 ９・・・ボルト １０・・・上部枠体 １５・・・ゴムＯリング １６・・・キャップ板 １９・・・ゴム ２０・・・パッキン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 憲一 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 (72)発明者 大黒 崇弘 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 (72)発明者 宇田 隆之 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 (72)発明者 根津 利忠 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 (72)発明者 山口 武 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 (72)発明者 松下 崇彦 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 (72)発明者 丸山 治 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立インフォメーションテクノロジー内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BB05 BB21 BC03 BC08 BC24 BC33 BE09
Claims (14)
- 【請求項１】複数の半導体デバイスが一面に搭載され、
他面に入出力ピンが配された配線基板と、前記半導体デ
バイスの発熱を外部へ排出させるための熱伝導手段と、
この発熱を空気や水などの冷媒へ熱伝達する手段、及
び、該配線基板と前記熱伝導手段、もしくは熱伝達手段
を該配線基板に取付けるための枠体から構成されたマル
チチップモジュールの封止構造であって、前記半導体デ
バイスの発熱に伴って生じる温度上昇のために、前記配
線基板と前記枠体、あるいは、前記枠体と前記熱伝導手
段もしくは熱伝達手段との間の相対的な熱変形を拘束す
ることなく、かつ、前記配線基板と前記枠体、あるい
は、前記枠体と前記熱伝導手段、もしくは、熱伝達手段
とを相互に締結させる手段とから成ることを特徴とする
マルチチップモジュールの封止構造。 - 【請求項２】前記熱伝導手段、もしくは、熱伝達手段の
一部が、前記半導体デバイス群の全面を覆い、前記半導
体デバイスを外環境から保護するための蓋体として機能
することを特徴とする請求項１に記載されたマルチチッ
プモジュールの封止構造。 - 【請求項３】前記蓋体が空冷フィンや水冷ジャケット等
のヒートシンクであるということを特徴とする特許請求
範囲の請求項２に記載されたマルチチップモジュールの
封止構造。 - 【請求項４】前記蓋体が熱伝導手段と成し、蓋体の外側
に空冷フィンや水冷ジャケット等のヒートシンクを取付
けることを特徴とする請求項２に記載されたマルチチッ
プモジュールの封止構造。 - 【請求項５】前記枠体が該配線基板の熱膨張率に整合す
る材料から成り、また、前記蓋体が前記配線基板の熱膨
張率と非整合な材料から成ることを特徴とした請求項
１、２に記載されたマルチチップモジュールの封止構
造。 - 【請求項６】前記枠体と前記蓋体とを相互に係合させ、
且つ前記枠体と前記蓋体の熱変形を拘束させない手段
に、ゴムやプラスチック等の弾性的に大きな変形をする
材料を利用した機械的締結手段であることを特徴とする
請求項１乃至５に記載されたマルチチップモジュールの
封止構造。 - 【請求項７】前記枠体と前記蓋体とを相互に係合させ、
且つ前記枠体と前記蓋体の熱変形を拘束させない手段と
して、前記枠体と前記蓋体との間で相対すべりを可能と
する部材を用いた機械的締結手段であることを特徴とす
る請求項１乃至５に記載されたマルチチップモジュール
の封止構造。 - 【請求項８】前記枠体と前記蓋体とを相互に係合させ、
且つ前記枠体と前記蓋体の熱変形を拘束させない手段と
して、前記枠体と前記蓋体との間で相対すべりを可能と
する部材とゴムやプラスチック等の弾性的に大きな変形
をする材料とを利用した機械的締結手段であることを特
徴とする請求項１乃至５に記載されたマルチチップモジ
ュールの封止構造。 - 【請求項９】前記蓋体は、前記枠体の構造も備えてお
り、該蓋体が前記配線基板の熱膨張率と非整合な材料で
あることを特徴とする請求項１、２に記載されたマルチ
チップモジュールの封止構造。 - 【請求項１０】前記配線基板と前記蓋体とを相互に係合
させ、且つ前配線基板と前記蓋体の熱変形を拘束させな
い手段に、ゴムやプラスチック等の弾性的に大きな変形
をする材料を利用した機械的締結手段であることを特徴
とする請求項１、２、９に記載されたマルチチップモジ
ュールの封止構造。 - 【請求項１１】前記配線基板と前記蓋体とを相互に係合
させ、且つ前配線基板と前記蓋体の熱変形を拘束させな
い手段として、前記配線基板と前記蓋体との間で相対す
べりを可能とする部材を用いた機械的締結手段であるこ
とを特徴とする請求項１、２、９に記載されたマルチチ
ップモジュールの封止構造。 - 【請求項１２】前記配線基板と前記蓋体とを相互に係合
させ、且つ前配線基板と前記蓋体の熱変形を拘束させな
い手段として、前記配線基板と前記蓋体との間で相対す
べりを可能とする部材とゴムやプラスチック等の弾性的
に大きな変形をする材料とを利用した機械的締結手段で
あることを特徴とする請求項１、２、９に記載されたマ
ルチチップモジュールの封止構造。 - 【請求項１３】前記配線基板の材料がガラスセラミッ
ク、ムライトセラミック、アルミナセラミック等のセラ
ミック材料であることを特徴とする請求項１に記載され
たマルチチップモジュールの封止構造。 - 【請求項１４】前記蓋体がアルミニウム、銅等の高熱伝
導材であり、且つ蓋体の熱膨張率が配線基板の熱膨張率
と異なることを特徴とする請求項１、２に記載されたマ
ルチチップモジュールの封止構造。
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| JP16204699A Expired - Fee Related JP3653417B2 (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | マルチチップモジュールの封止構造 |
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-
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-
2000
- 2000-06-09 US US09/590,897 patent/US7518233B1/en not_active Expired - Fee Related
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