JP2006086246A - Mounting structure of semiconductor chip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体チップの実装構造に関し、特に、フリップチップにおける半導体チップの実装構造に関する。 The present invention relates to a semiconductor chip mounting structure, and more particularly to a semiconductor chip mounting structure in a flip chip.
従来の半導体チップの実装構造は、半導体チップの発熱を考慮したものもある(例えば、特許文献1から特許文献3参照。)。
Some conventional semiconductor chip mounting structures take into account the heat generated by the semiconductor chip (see, for example,
以下に図4に基づいて従来の半導体チップの実装構造を説明する。図4は、従来の半導体チップの実装構造を示す構成図である。 Hereinafter, a conventional semiconductor chip mounting structure will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional semiconductor chip mounting structure.
図4の従来例の構成を説明する。
半導体チップ1はバンプ2を備える。半導体チップ1はバンプ2を介して、基板4にフェイスダウンでフィリップチップ接続する。さらに、半導体チップ1と基板4との間には、アンダーフィル樹脂8を充満する。
The configuration of the conventional example of FIG. 4 will be described.
The
また、半導体チップ1の裏面に、高熱伝導性の樹脂7を接着する。さらにまた、樹脂7と放熱板6とを接着する。詳しくは、半導体チップ1と樹脂7とは接着用の樹脂で接着し、樹脂7と放熱板6とは接着用の樹脂で接着する。
Further, a highly heat
そして、樹脂7は、一般的に、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂にフィラーを混入したものを用いる。
The
さらに、基板4上に、スティフナ5を貼り付ける。また、スティフナ5と放熱板6とは接着用の樹脂で接着する。さらに、基板4の裏面にハンダボール3を搭載する。
Further, a
このようにして、図4の従来例は、フリップチップ型のBGAパッケージを形成する。 In this way, the conventional example of FIG. 4 forms a flip chip type BGA package.
そして、半導体チップ1の発熱は、樹脂7を介して放熱板6へ伝達する。よって、半導体チップ1の熱抵抗は、樹脂7の熱伝導率と樹脂7の厚さとでほぼ決まる。
The heat generated by the
しかしながら、従来の半導体チップの実装構造の熱抵抗が大きいという課題がある。また、従来の半導体チップの実装構造の熱抵抗のばらつきが大きいという課題がある。 However, there is a problem that the thermal resistance of the conventional semiconductor chip mounting structure is large. In addition, there is a problem that the variation in the thermal resistance of the conventional semiconductor chip mounting structure is large.
詳しくは、樹脂7を形成するエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂にフィラーを混入したものの熱伝導率は、金属に比べて低い。
Specifically, the thermal conductivity of the epoxy resin or silicone resin forming the
また、一般的なスティフナ5、半導体チップ1、バンプ2等の製造ばらつきと、基板4のそり等と、を考慮すると、半導体チップ1と放熱板6との距離を小さくすることは困難である。具体的には、半導体チップ1と放熱板6との距離(樹脂7の厚さ)を数十ミクロンとすることは困難である。
Further, in consideration of manufacturing variations of the
さらに、加工精度を上げ、製造ばらつきを抑制すると製造コストが高くなるという課題がある。 Furthermore, there is a problem that the manufacturing cost increases when the processing accuracy is increased and the manufacturing variation is suppressed.
本発明の目的は、以上説明した課題を解決するものであり、半導体チップの熱抵抗が小さく、熱抵抗のばらつきが小さく、低コストの半導体チップの実装構造を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a low-cost semiconductor chip mounting structure in which the thermal resistance of the semiconductor chip is small, the variation in thermal resistance is small.
このような目的を達成する本発明は、次の通りである。
(1)フリップチップ実装された半導体チップの裏面に放熱板を備える半導体チップの実装構造において、一方の面が前記半導体チップに密着する熱伝導性に優れた材料と、一方の面が前記熱伝導性に優れた材料の他方の面と密着し、他方の面が前記放熱板に密着する収縮性のある材料とを備えることを特徴とする半導体チップの実装構造。
(2)前記熱伝導性に優れた材料は、金属または窒化アルミニウムから形成することを特徴とする(1)記載の半導体チップの実装構造。
(3)前記熱伝導性に優れた材料の面積と前記収縮性のある材料の面積とは、前記半導体チップの裏面の面積よりも大きいことを特徴とする(2)記載の半導体チップの実装構造。
(4)前記半導体チップと前記熱伝導性に優れた材料との間に薄い接着層を備えることを特徴とする(3)記載の半導体チップの実装構造。
(5)前記熱伝導性に優れた材料は、一方の面が前記半導体チップに密着し、他方の面が前記収縮性のある材料の一方の面と前記放熱板とに密着するシート材料で形成することを特徴とする(1)記載の半導体チップの実装構造。
The present invention which achieves such an object is as follows.
(1) In a semiconductor chip mounting structure in which a heat sink is provided on the back surface of a flip chip mounted semiconductor chip, one surface has excellent thermal conductivity and the other surface has the heat conductivity. A semiconductor chip mounting structure comprising: a shrinkable material that is in close contact with the other surface of the material having excellent properties, and the other surface is in close contact with the heat radiating plate.
(2) The semiconductor chip mounting structure according to (1), wherein the material having excellent thermal conductivity is made of metal or aluminum nitride.
(3) The semiconductor chip mounting structure according to (2), wherein the area of the material having excellent thermal conductivity and the area of the shrinkable material are larger than the area of the back surface of the semiconductor chip. .
(4) The semiconductor chip mounting structure according to (3), further comprising a thin adhesive layer between the semiconductor chip and the material having excellent thermal conductivity.
(5) The material having excellent thermal conductivity is formed of a sheet material in which one surface is in close contact with the semiconductor chip and the other surface is in close contact with one surface of the shrinkable material and the heat sink. (1) The semiconductor chip mounting structure according to (1).
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
本発明によれば、半導体チップの熱抵抗が小さく、熱抵抗のばらつきが小さく、低コストの大きい半導体チップの実装構造を提供できる。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermal resistance of a semiconductor chip is small, the dispersion | variation in thermal resistance is small, and the mounting structure of a semiconductor chip with a large low cost can be provided.
以下に図1に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例を示す構成図である。図4の従来例と同一の要素には同一符号を付し、説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The same elements as those in the conventional example of FIG.
図1の実施例の特徴は、熱伝導性に優れた材料(窒化アルミニウム)9と収縮性のある材料(熱伝導樹脂シート)10とを備える点にある。 A feature of the embodiment of FIG. 1 is that a material (aluminum nitride) 9 having excellent thermal conductivity and a material (thermal conductive resin sheet) 10 having shrinkage are provided.
図1の実施例の構成を説明する。
熱伝導性に優れた材料9は、例えば、金属または窒化アルミニウムから形成する。また、窒化アルミニウム9の一方の面は、半導体チップ1に密着する。
The configuration of the embodiment of FIG. 1 will be described.
The
また、収縮性のある材料10は、例えば、熱伝導樹脂シートから形成する。なお、熱伝導樹脂シート10に高熱伝導性の樹脂を使用してもよい。また、熱伝導樹脂シート10の一方の面は、窒化アルミニウム9の他方の面と密着する。さらにまた、熱伝導樹脂シート10の他方の面は、放熱板6に密着する。
The
さらに、窒化アルミニウム9の面積と、熱伝導樹脂シート10の面積とは、半導体チップ1の裏面の面積よりも大きく形成する。
Furthermore, the area of the
このような図1の実施例において、半導体チップ1の発熱は、窒化アルミニウム9に伝達し、さらに、熱伝導樹脂シート10に伝達し、さらにまた、放熱板6へ伝達する。
In the embodiment of FIG. 1, the heat generated by the
窒化アルミニウム9において、熱は、半導体チップ1の上部のみでなく、横方向へも伝達する。そして、窒化アルミニウム9の熱は、広い面積で、熱伝導樹脂シート10を介して、放熱板6へ伝達する。
In the
窒化アルミニウム9の熱抵抗は十分に小さいとすると、半導体チップ1の熱抵抗は、熱伝導樹脂シート10の熱伝導率と熱伝導樹脂シート10の厚さと熱伝導樹脂シート10の面積でほぼ決まる。
If the thermal resistance of the
よって、図1の実施例は、熱伝導樹脂シート10の面積が大きいため、熱抵抗が小さくなる。なお、熱伝導樹脂シート10は、スティフナ5、半導体チップ1、バンプ2等の製造ばらつきを吸収する。
Therefore, since the area of the heat
以上のことにより、図1の実施例は、熱伝導性に優れた材料9と収縮性のある材料10とを備えることにより、半導体チップの熱抵抗が小さく、熱抵抗のばらつきが小さい特性となる。
As described above, the embodiment shown in FIG. 1 includes the
さらに、図1の実施例は、特別な加工精度を必要とないため、製造コストを低くできる。 Furthermore, since the embodiment of FIG. 1 does not require special processing accuracy, the manufacturing cost can be reduced.
以下に図2に基づいて本発明を詳細に説明する。図2は、本発明の他の実施例を示す構成図である。図1の実施例と同一の要素には同一符号を付し、説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. Elements that are the same as those in the embodiment of FIG.
図2の実施例の特徴は、薄い接着層11を備える点にある。
A feature of the embodiment of FIG. 2 is that a thin
薄い接着層11は、半導体チップ1と窒化アルミニウム(熱伝導性に優れた材料)9との間に形成する。
The thin
このような図2の実施例において、半導体チップ1の発熱は、薄い接着層11を介して、効率的に窒化アルミニウム9に伝達する。
In the embodiment of FIG. 2, the heat generated by the
したがって、図2の実施例は、一層熱抵抗が小さく、一層熱抵抗のばらつきが小さい特性となる。 Therefore, the embodiment of FIG. 2 has characteristics that the thermal resistance is smaller and the variation in thermal resistance is smaller.
以下に図3に基づいて本発明を詳細に説明する。図3は、本発明の他の実施例を示す構成図である。図1の実施例と同一の要素には同一符号を付し、説明を省略する。また、図3の実施例における収縮性のある材料(熱伝導樹脂シート)20は、図1の実施例における収縮性のある材料(熱伝導樹脂シート)10に対応する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. Elements that are the same as those in the embodiment of FIG. Further, the shrinkable material (thermal conductive resin sheet) 20 in the embodiment of FIG. 3 corresponds to the shrinkable material (thermal conductive resin sheet) 10 in the embodiment of FIG.
図3の実施例の特徴は、熱伝導性に優れた材料(シート材料)19の構成にある。 The feature of the embodiment of FIG. 3 is the configuration of a material (sheet material) 19 having excellent thermal conductivity.
熱伝導性に優れた材料19は、例えば、シート材料で形成する。また、シート材料19の一方の面は前記半導体チップに密着する。さらに、シート材料19の他方の面は、熱伝導樹脂シート20の一方の面と、放熱板6とに密着する。
The material 19 having excellent thermal conductivity is formed of, for example, a sheet material. Further, one surface of the sheet material 19 is in close contact with the semiconductor chip. Furthermore, the other surface of the sheet material 19 is in close contact with one surface of the heat
また、熱伝導樹脂シート20の面積は半導体チップ1の裏面の面積にほぼ等しくし、熱伝導樹脂シート20は半導体チップ1の裏面のほぼ真上に配置する。
Further, the area of the heat
このような図3の実施例において、半導体チップ1の発熱の一部分は、シート材料19を介して、直接放熱板6に伝達する。したがって、図3の実施例は、効率的に熱を伝達し、一層熱抵抗が小さくなる。
In such an embodiment of FIG. 3, a part of the heat generated by the
以上のように、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲でさらに多くの変更及び変形を含むものである。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.
1 半導体チップ
2 バンプ
3 ハンダボール
4 基板
5 スティフナ
6 放熱板
7 樹脂
8 アンダーフィル樹脂
9 窒化アルミニウム(熱伝導性に優れた材料)
10,20 熱伝導樹脂シート(収縮性のある材料)
11 薄い接着層
29 シート材料(熱伝導性にす優れた材料)
DESCRIPTION OF
10, 20 Thermal conductive resin sheet (shrinkable material)
11
Claims (5)
一方の面が前記半導体チップに密着する熱伝導性に優れた材料と、
一方の面が前記熱伝導性に優れた材料の他方の面と密着し、他方の面が前記放熱板に密着する収縮性のある材料と
を備えることを特徴とする半導体チップの実装構造。 In a semiconductor chip mounting structure including a heat sink on the back surface of a flip chip mounted semiconductor chip,
A material having one surface closely adhered to the semiconductor chip and excellent in thermal conductivity;
A semiconductor chip mounting structure comprising: a shrinkable material in which one surface is in close contact with the other surface of the material having excellent thermal conductivity, and the other surface is in close contact with the heat dissipation plate.
The material having excellent thermal conductivity is formed of a sheet material in which one surface is in close contact with the semiconductor chip and the other surface is in close contact with one surface of the shrinkable material and the heat radiating plate. 2. The semiconductor chip mounting structure according to claim 1, wherein:
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Applications Claiming Priority (1)
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WO2013140295A3 (en) * | 2012-03-22 | 2014-01-23 | Koninklijke Philips N.V. | Thermal interface material |
JP2014022577A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
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