JP2012043954A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回路基板2上に搭載された半導体素子3の背面上に直接、例えば微粒子噴射法、即ちガスデポジション法により多孔質膜7を形成し、これを含み回路基板を一方の面とする密閉空間13を構成する。本密閉空間の一の壁面開口部9と他の壁面開口部10とを管11で連結して密閉循環路を形成する。多孔質膜中の冷媒は半導体素子の高温で蒸気化して多層質膜から分離し、一の壁面開口部から管に入り、管内を循環して冷却され液化する。液化した冷媒は管を通過して他の壁面開口部から多孔質膜上に滴下される。この滴下冷媒は毛細管力で多孔質膜中を進み、再度半導体素子の熱により蒸気化する。この蒸気化潜熱により半導体素子を冷却する。
【選択図】図1
Description
回路基板と、
一の面で前記回路基板上に接続された半導体素子と、
前記半導体素子の他の面上に直接形成された多孔質膜と、
前記回路基板上で前記半導体素子と前記多孔質膜を覆う密閉構造と、
前記多孔質膜に浸透した冷媒と、
前記密閉構造の前記多孔質膜と対向する二ヶ所に設けられた第1の壁面開口部及び第2の壁面開口部と、
前記第1の壁面開口部と前記第2の壁面開口部とを接続し、気化状態又は液化状態の前記冷媒が通過する密閉流路と
を、有することを特徴とする。
(実施構成例)
図1に本発明の半導体装置の構成を説明するための断面模式図を、図2にその半導体装置の上面の模式図、そして、図3にその半導体装置の多孔質膜上面の模式図を示す。図1は、図3における、B−C間の断面に相当する。
(実施例)
図1〜3で示した装置構成において、図1の一部拡大模式図に示すよう様に、幅20mmの背面面積を有するLSI(半導体素子3)の背面上に、ニッケル(Ni)のナノサイズの微粒子を、微粒子噴射法、つまりガスデポジション法によって、直接、厚さ30μmの多孔質膜7を形成した。図3に示す蒸気流出溝形成領域14における多孔質膜7と蒸気流出溝14−1の幅は、それぞれ1.8mmとして櫛形パターンとした。勿論、パターン形状はこれに限る必要は無い。冷媒還流による上記のような冷却効果を得るためには、多孔質膜の厚さについては、20μm程度以上で、100μm程度以下であることが望ましい。
2、102 回路基板
3、103 半導体素子
4、104 電極
5、105 はんだ
6、106 電極パッド
7 多孔質膜
8 パッケージ
9 一方端の開口部
10 他方端の開口部
11 管
12、109 ヒートシンク
13 液溜部
14 蒸気流出溝形成領域
15 液溜空間領域
107 半導体パッケージ
108 TIM
110 発熱体
111 電子基板
112 電子部品
113 防水層
114 含水層
115 缶体
116 密閉空間
117 水溜部
118 水
119 減湿装置
120 管路
121 空気循環器
122 返水管
124 ヒートパイプ
125 半導体チップ
126 配線
127 実装基板
128 ボンディングワイヤ
129、134 ウィック
130 作動液
131 熱制御装置
132 無底ヒート筐体
133 取付台
135 発熱物
136 取付リム
137 吸熱部
Claims (4)
- 回路基板と、
一の面で前記回路基板上に接続された半導体素子と、
前記半導体素子の他の面上に直接形成された多孔質膜と、
前記回路基板上で前記半導体素子と前記多孔質膜を覆う密閉構造と、
前記多孔質膜に浸透した冷媒と、
前記密閉構造の前記多孔質膜と対向する二ヶ所に設けられた第1の壁面開口部及び第2の壁面開口部と、
前記第1の壁面開口部と前記第2の壁面開口部とを接続し、気化状態又は液化状態の前記冷媒が通過する密閉流路と
を、有することを特徴とする半導体装置。 - 前記多孔質膜は、微粒子噴射法により形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記第1又は第2の壁面開口部の一つの開口部近傍に附設された液溜部を有することを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置。
- 前記密閉流路の途中に附設された凝縮部を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体装置。
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