JP2015135852A - semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor device.
筐体と、発熱部品が実装された基板とを有した電子機器が提供されている。 There is provided an electronic apparatus having a housing and a substrate on which a heat generating component is mounted.
半導体装置は、放熱性の向上が要望されている。 Semiconductor devices are required to improve heat dissipation.
本発明の目的は、放熱性の向上を図ることができる半導体措置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor measure capable of improving heat dissipation.
実施形態によれば、半導体装置は、筐体と、前記筐体に収容された基板と、前記基板に実装された半導体チップとを備える。前記筐体は、前記半導体チップを外れた位置で前記基板に接した部分を有する。 According to the embodiment, the semiconductor device includes a housing, a substrate housed in the housing, and a semiconductor chip mounted on the substrate. The housing includes a portion in contact with the substrate at a position away from the semiconductor chip.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
本明細書では、いくつかの要素に複数の表現の例を付している。なおこれら表現の例はあくまで例示であり、上記要素が他の表現で表現されることを否定するものではない。また、複数の表現が付されていない要素についても、別の表現で表現されてもよい。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
In the present specification, examples of a plurality of expressions are given to some elements. Note that these examples of expressions are merely examples, and do not deny that the above elements are expressed in other expressions. In addition, elements to which a plurality of expressions are not attached may be expressed in different expressions.
また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との間係や各層の厚みの比率などは現実のものと異なることがある。また、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることもある。 The drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like may be different from the actual ones. Moreover, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ between drawings may be contained.
(第1実施形態)
図1乃至図3は、第1実施形態に係る半導体装置1(ユニット、モジュール、半導体パッケージ)を示す。半導体装置1は、例えば半導体記憶装置(メモリシステム)であり、その一例はSSD(Solid State Drive)である。なお、半導体装置1は、これらに限られるものではない。
(First embodiment)
1 to 3 show a semiconductor device 1 (unit, module, semiconductor package) according to the first embodiment. The
図1は、半導体装置1が搭載されるホスト装置2を示す。ホスト装置2は、半導体装置1を含むホスト装置2の全体を統括的に制御するホストコントローラ3と、ホスト装置2と半導体装置1とに電源を供給する電源部4(電源回路)とを備える。
FIG. 1 shows a host device 2 on which a
半導体装置1は、インターフェース5を介してホストコントローラ3に電気的に接続される。ホストコントローラ3は、半導体装置1に対してデータアクセス制御を実行し、例えば半導体装置1に書き込み要求、読み出し要求、及び消去要求を送ることで、半導体装置1に対してデータの書き込み、読み出し、及び消去を実行する。
The
インターフェース5は、例えば、SATA(Serial Advanced Technology Attachment)、PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)、SAS(Serial Attached SCSI)、及びUSB(Universal Serial Bus)などであるが、これらに限られるものではない。また半導体装置1は、電源線6を介してホスト装置2の電源部4に電気的に接続される。
Examples of the
図2は、半導体装置1の断面図を示す。半導体装置1は、筐体11、基板12、複数の半導体メモリチップ13、コントローラチップ14、及びコネクタ15を備える。筐体11は、金属製である。筐体11は、ベース21、(ベースプレート、第1部材)と、カバー22(トップカバー、第2部材)とを有する。ベース21及びカバー22は、其々、例えば金属製の板材がプレス加工などで曲げられることで形成されている。筐体11は、ベース21とカバー22とが組み合わされることで形成される。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the
基板12(回路基板、プリント基板)は、筐体11に収容されている。基板12は、多層板であり、信号線を含む配線パターン、電源層、及びグラウンド層24を有する(図3参照)。基板12は、第1面12aと、該第1面12aとは反対側に位置した第2面12bとを有する。
The board 12 (circuit board or printed board) is accommodated in the
本実施形態では、複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14は、基板12の第1面12aに実装されている。なお、複数の半導体メモリチップ13は、基板12の第1面12aと第2面12bとに分けて実装されてもよい。基板12は、後述のコネクタ15が設けられた第1端部26aと、該第1端部26aとは反対側に位置した第2端部26bとを有する。
In the present embodiment, the plurality of
半導体メモリチップ13は、「半導体チップ」及び「半導体部品」の其々一例である。半導体メモリチップ13は、例えば不揮発性メモリの一例であり、例えばNAND型フラッシュメモリである。なお、「半導体メモリチップ」、「半導体チップ」または「半導体部品」は、NAND型フラッシュメモリに限らず、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)や、EEPROM(electrically erasable and programmable ROM)などでもよい。半導体メモリチップ13は、使用時(動作時)に発熱する発熱部品の一例である。
The
コントローラチップ14(コントローラ、ストレージコントローラ)は、「半導体チップ」及び「半導体部品」の其々別の一例である。コントローラチップ14は、コネクタ15及びインターフェース5を介して、ホストコントローラ3と電気的に接続され、ホスト装置2との間で信号を送受信する。
The controller chip 14 (controller, storage controller) is another example of “semiconductor chip” and “semiconductor component”. The
具体的には、コントローラチップ14は、ホストコントローラ3からの指示を受けて半導体装置1の動作を統括的に制御する。コントローラチップ14は、複数の半導体メモリチップ13に対するアクセス制御を行なう。すなわち、コントローラチップ14は、半導体メモリチップ13に対するデータの書き込み、保持、読み出し、及び消去を制御する。
Specifically, the
コントローラチップ14は、使用時(動作時)に発熱する発熱部品の他の一例である。コントローラチップ14は、半導体装置1のなかで発熱量が最も大きな部品の一つである。コントローラチップ14は、例えば半導体メモリチップ13よりも発熱量が大きい。例えばSSDのような半導体装置1の基板12は、コントローラチップ14及び複数の半導体メモリチップ13が密に並べられ、他の電子機器の基板に比べて熱くなりやすい。
The
図2に示すように、半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14と筐体11の内面との間には、熱伝導性シート28(放熱シート、伝熱部材)が挟まれている。半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14は、熱伝導性シート28を介して筐体11に熱的に接続されている。半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14からの熱の一部は、熱伝導性シート28を介して筐体11に放散される。
As shown in FIG. 2, a heat conductive sheet 28 (heat dissipating sheet, heat transfer member) is sandwiched between the
半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14は、例えばBGA(Ball Grid Array)タイプのICチップであり、其々複数の半田ボールを介して基板12に接続される。このため、半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14からの発熱は、半田ボールを介して基板12のグラウンド層24に伝わりやすい。
The
図2に示すように、コネクタ15は、基板12の第1端部26aに設けられている。コネクタ15は、筐体11の外部に露出し、ホスト装置2のコネクタに接続される。コネクタ15は、インターフェース5の規格に対応し、例えばSATA、PCIe、SAS、またはUSBなどの規格に則したものである。コネクタ15は、ホスト装置2のコネクタに電気的に接続される複数の金属端子15aを有する(図3参照)。
As shown in FIG. 2, the
コントローラチップ14は、コネクタ15と複数の半導体メモリチップ13の間に位置する。コントローラチップ14は、基板12の第1端部26a寄りに位置する。つまり、コントローラチップ14は、基板12の中央部26cと第1端部26aとの間に位置する。なお基板12は、複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14の他に、DRAM、オシレータ、EEPROM、温度センサ、及び電源部を備えている。
The
図2に示すように、筐体11は、第1壁31、第2壁32、及び第3壁33を有する。第1壁31及び第2壁32は、基板12と略平行に延びている。第1壁31は、基板12の第1面12aに面する。第2壁32は、第1壁31とは反対側に位置し、基板12の第2面12bに面する。第3壁33は、第1壁31及び第2壁32とは略直交した方向に延びている。第3壁33は、周壁(側壁)であり、第1壁31の周縁部と第2壁32の周縁部とを繋いでいる。
As illustrated in FIG. 2, the
また、筐体11は、第1端部11aと、第2端部11bとを有する。第1端部11aは、基板12のコネクタ15を外部に露出させる開口部34が設けられている。第2端部11bは、第1端部11aとは反対側に位置する。
Moreover, the housing | casing 11 has the
図2に示すように、筐体11の第2壁32は、基板12に向いて突出して基板12に接した複数の接触部41,42(接続部、熱接続部、支持部、当接部、突出部、凸部、部分)を有する。接触部41,42は、複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14を外れ、且つ、基板12の周縁部を外れた位置で基板12に接する。本実施形態では、接触部41,42は、基板12の第2面12bに接し、基板12に熱的に接続されている。換言すれば、筐体11(接触部41,42)は、基板12に直接密着している。
As shown in FIG. 2, the
接触部41,42は、基板12の第2面12b(または第1面12a)と略平行な接触面S(先端面、当接面、平面)を有し、基板12に面接触している。すなわち、接触部41,42は、所定面積に亘って基板12に接触している。接触部41,42のいずれか一つと基板12との接触面積は、例えば半導体メモリチップ13のいずれか一つの底面積よりも大きい。接触部41,42のいずれか一つと基板12との接触面積は、例えばコントローラチップ14の底面積よりも大きい。
The
なお、接触部41,42の大きさは上記に限らず、例えば複数の接触部41,42と基板12との接触面積の合計が半導体メモリチップ13のいずれか一つの底面積またはコントローラチップ14の底面積よりも大きくてもよい。
The size of the
図3に示すように、基板12の第2面12bは、グラウンド層24が設けられている。グラウンド層24は、その少なくとも一部に基板12の表面に露出した露出領域24a(接続領域)を有する。露出領域24aは、基板12のレジストが設けられていない領域である。露出領域24aには、半田51(例えば半田ペースト)が塗布される。
As shown in FIG. 3, a
筐体11の接触部41,42は、グラウンド層24の露出領域24aと略同じ外形を有する。本実施形態では、2つの接触部41,42は、互いに略平行に基板12の幅方向に延びている。接触部41,42は、基板12の略全幅に亘る。
The
図2に示すように、筐体11の接触部41,42は、基板12のグラウンド層24に接する。なお、「筐体の接触部が基板のグラウンド層に接する」とは、筐体の接触部と基板のグラウンド層との間に半田のような接合部材が挟まれる場合も含む。本実施形態では、筐体11の接触部41,42と基板12のグラウンド層24との間には半田51が設けられている。筐体11の接触部41,42は、基板12のグラウンド層24に半田51で接合される。これにより、基板12は、筐体11に固定されている。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、第1接触部41の少なくとも一部は、コントローラチップ14の裏側の位置で基板12に接している。つまり、第1接触部41は、基板12の中央部26cと第1端部26aとの間の位置で基板12に接している。一方で、第2接触部42の少なくとも一部は、半導体メモリチップ13の裏側の位置で基板12に接している。第2接触部42は、基板12の中央部26cと第2端部26bとの間の位置で基板12に接している。
As shown in FIG. 2, at least a part of the
次に、半導体装置1の作用について説明する。
半導体装置1が動作すると、コントローラチップ14及び半導体メモリチップ13が発熱する。コントローラチップ14及び半導体メモリチップ13からの熱の一部は、其々のチップが有する半田ボールを介して基板12に伝わる。
Next, the operation of the
When the
基板12に伝わった熱の一部は、コネクタ15の金属端子15aからホスト装置2のコネクタを通してホスト装置2に放熱される。一方で、基板12に伝わった熱の他の一部は、筐体11の接触部41,42から筐体11に伝わり、筐体11の外部に放散される。
Part of the heat transferred to the
このような構成の半導体装置1によれば、放熱性の向上を図ることができる。
例えばSSDのような半導体装置では、コントローラチップ及び半導体メモリチップが搭載された基板は、筐体内で熱的に浮いた状態にあることが多い。すなわち、コントローラチップ及び半導体メモリチップからの熱を逃がすための放熱経路は、基板に設けられてホスト装置に接続されるコネクタと、基板を筐体に固定したねじとの2つのルートに限られることが多い。
According to the
For example, in a semiconductor device such as an SSD, a substrate on which a controller chip and a semiconductor memory chip are mounted is often in a state of being thermally floated in a housing. That is, the heat dissipation path for releasing heat from the controller chip and the semiconductor memory chip is limited to two routes: a connector provided on the board and connected to the host device, and a screw fixing the board to the housing. There are many.
ここで、コントローラチップや半導体メモリチップは、動作温度が上昇すると性能低下が起こることがある。そのため、半導体装置の性能を維持するためには、発生する熱を効率よく放散してコントローラチップや半導体メモリチップの温度上昇を抑える必要がある。 Here, the controller chip and the semiconductor memory chip may deteriorate in performance when the operating temperature rises. Therefore, in order to maintain the performance of the semiconductor device, it is necessary to efficiently dissipate the generated heat and suppress the temperature rise of the controller chip and the semiconductor memory chip.
コントローラチップや半導体メモリチップの温度上昇を抑える他の構成として、例えば、コントローラチップ及び半導体メモリチップと筐体の内面との間に熱伝導性シート(放熱シート)を挟み、この熱伝導性シートを介してコントローラチップ及び半導体メモリチップからの熱を筐体に放散させることが考えられる。 As another configuration for suppressing the temperature rise of the controller chip and the semiconductor memory chip, for example, a heat conductive sheet (heat radiating sheet) is sandwiched between the controller chip and the semiconductor memory chip and the inner surface of the housing. It is conceivable to dissipate heat from the controller chip and the semiconductor memory chip to the housing.
しかしながら、熱伝導性シートの多くは、有機材料などでできており、経年劣化により層間剥離や熱硬化が発生し、放熱性が低下することがある。加えて、熱伝導性シートは、金属製の筐体に比べて伝熱効率が劣ることが多い。 However, most of the heat conductive sheets are made of an organic material or the like, and delamination or thermosetting may occur due to aging deterioration, which may reduce heat dissipation. In addition, the heat conductive sheet is often inferior in heat transfer efficiency compared to a metal casing.
また、発熱部品の温度上昇を抑えるさらに別の構成として、発熱部品に向いて突出した突出部を筐体に設け、この突出部の先端を発熱部品に直接に接触させて発熱部品からの熱を筐体に逃がすことが考えられる。 Further, as another configuration for suppressing the temperature rise of the heat generating component, a protruding portion that protrudes toward the heat generating component is provided in the housing, and the tip of the protruding portion is brought into direct contact with the heat generating component to heat the heat generating component. It is possible to escape to the case.
しかしながら、筐体の突出部が発熱部品に直接に接する場合、外部からの衝撃が筐体に加わった場合に、その衝撃が発熱部品に直接に入力される可能性がある。このため、このような構成では、半導体装置の耐衝撃性が低下する可能性がある。 However, when the protruding portion of the casing is in direct contact with the heat generating component, when an external impact is applied to the casing, the impact may be directly input to the heat generating component. For this reason, with such a configuration, the impact resistance of the semiconductor device may be reduced.
そこで本実施形態に係る半導体装置1は、筐体11と、筐体11に収容された基板12と、基板12に実装された複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14とを備える。筐体11は、複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14を外れた位置で基板12に接した接触部41,42を有する。
Therefore, the
このような構成によれば、筐体11と基板12とが直接に熱的に接続されるため、半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14からの熱は、筐体11の接触部41,42から筐体11の全体に効率的に逃がされ、筐体11の外部に放散される。これにより、半導体装置1の放熱性を向上させることができる。その結果、温度上昇による半導体装置1の性能低下を抑制することができる。なおこのような構成によれば、熱伝導性シートの経年劣化による層間剥離や熱硬化を原因とする不具合が生じない。
According to such a configuration, since the
また、筐体11の接触部41,42が半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14を外れた位置で基板12に接することで、外部からの衝撃が筐体11に加わった場合でも、その衝撃が半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14には直接に伝わりにくい。このため、半導体装置1の良好な耐衝撃性を確保することができる。
In addition, since the
さらに、筐体11の接触部41,42を基板12に直接に接触させることで、半導体メモリチップ13やコントローラチップ14の大きさ(底面積)に制限されずに、放熱経路となる熱接続面積を増やすことができる。例えば本実施形態では、筐体11の接触部41,42のいずれか一つと基板12の接触面積は、半導体メモリチップ13の底面積またはコントローラチップ14の底面積よりも大きい。このような構成によれば、基板12から筐体11にさらに効率的に熱を移動させることができ、半導体装置1の放熱性のさらなる向上を図ることができる。
Further, the
本実施形態では、筐体11は、金属製である。このような構成によれば、例えば有機材料の熱伝導性シートを介在させる場合に比べて、基板12から筐体11に効率的に熱を逃がすことができる。さらに、接触部41,42から筐体11に伝わった熱は、筐体11の略全体に効率的に伝わり、筐体11の略全体を利用して放散される。このため、半導体装置1の放熱性をさらに向上させることができる。
In the present embodiment, the
一般的に、半導体メモリチップ及びコントローラチップからの熱は、基板のグラウンド層に伝わりやすい。そこで本実施形態では、基板12は、少なくとも一部が該基板12の表面に露出したグラウンド層24を有する。接触部41,42は、基板12のグラウンド層24に接する。このような構成によれば、基板12のグラウンド層24に伝わった熱を効率的に筐体11に逃がすことができる。これにより、半導体装置1の放熱性をさらに向上させることができる。
In general, heat from a semiconductor memory chip and a controller chip is easily transferred to the ground layer of the substrate. Therefore, in the present embodiment, the
本実施形態では、接触部41,42は、基板12のグラウンド層24に半田51で接合されている。このような構成によれば、接触部41,42と基板12のグラウンド層24とがさらに隙間なく密着するため、基板12から筐体11に熱がさらに伝わりにやすくなる。このため、半導体装置1の放熱性をさらに向上させることができる。
In the present embodiment, the
さらに、筐体11の接触部41,42が基板12のグラウンド層24に半田51で接合されると、基板12を筐体11に固定するための固定部材(例えばねじ)を省略または減らすことができる。これにより、半導体装置1の部品点数を減らすことができ、半導体装置1のコストダウンを図ることができる。また、固定用のねじを省略または減らすることができると、ねじの不良によるやり直し工数やねじ山破壊による外観不良を減らすことができる。これにより、半導体装置1をより安価に提供することができる。
Furthermore, when the
本実施形態では、基板12は、半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14が実装された第1面12aと、該第1面12aとは反対側に位置した第2面12bとを有する。筐体11の接触部41,42は、基板12の第2面12bに接する。このような構成によれば、コントローラチップ14が存在しないため比較的面積に余裕のある基板12の第2面12bを利用して筐体11と基板12とを接触させることができる。このため、筐体11と基板12との接触面積を増やしやすく、半導体装置1の放熱性をさらに向上させやすくなる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、基板12は、コネクタ15が設けられた第1端部26aと、該第1端部26aとは反対側に位置した第2端部26bとを有する。コネクタ15は、ホスト装置2に接続される金属端子15aを有し、基板12の熱を半導体装置1の外部に逃がす放熱経路の一つを構成する。このため、基板12の第1端部26aに近い領域の熱は、コネクタ15を通して放熱されやすい。一方で、コネクタ15から比較的遠い基板12の中央部26cと第2端部26bとの間の領域の熱は、コネクタ15を通して放熱されにくい。
In the present embodiment, the
そこで本実施形態では、第2接触部42は、基板12の中央部26cと第2端部26bとの間の位置で基板12に接する。このような構成によれば、コネクタ15から比較的遠い基板12の中央部26cと第2端部26bとの間の領域の熱を、第2接触部42を通して効率的に筐体11に逃がすことができる。これにより、基板12の略全域から熱を逃がしやすい構成が実現される。このため、半導体装置1の放熱性をさらに向上させることができる。
Therefore, in the present embodiment, the
以下に、第2乃至第5の実施形態に係る半導体装置1について説明する。なお、第1実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、第1実施形態と同じである。
The
(第2実施形態)
図4は、第2実施形態に係る半導体装置1を示す。本実施形態では、筐体11の第1壁31は、複数の接触部41,42を有する。接触部41,42は、複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14を外れた位置で基板12の第1面12aに接している。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a
詳しく述べると、第1接触部41は、半導体メモリチップ13とコントローラチップ14との間に位置で基板12の第1面12aに接している。一方で、第2接触部42は、複数の半導体メモリチップ13の間の位置で基板12の第1面12aに接している。
More specifically, the
このような構成によれば、第1実施形態と同様に、半導体装置1の放熱性を向上させることができる。さらに本実施形態では、接触部41,42は、基板12の第1面12aに接している。このような構成によれば、複数の半導体メモリチップ13を基板12の第1面12aと第2面12bに分けて実装する場合においても、基板12と筐体11との接触を確保することができる。
According to such a configuration, the heat dissipation of the
なお、筐体11は、第1実施形態に係る接触部41,42(基板12の第2面12bに接する接触部)と、第2実施形態に係る接触部41,42(基板12の第1面12aに接する接触部)とを同時に備えてもよい。
The
(第3実施形態)
次に、図5乃至図10を参照して、第3実施形態に係る半導体装置1について説明する。図5は、本実施形態に係る基板12の第1面12aを示す。第1面12aには、複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14が実装されている。
(Third embodiment)
Next, a
本実施形態に係る半導体装置1は、電気二重層コンデンサ61(いわゆるスーパーコンデンサ、ウルトラコンデンサ)を基板12の第1面12aにさらに備える。電気二重層コンデンサ61は、熱に弱い部品の一つである。
The
電気二重層コンデンサ61は、発熱部品であるコントローラチップ14から離され、コントローラチップ14及び複数の半導体メモリチップ13よりも、基板12の第2端部26bの近くに位置する。電気二重層コンデンサ61は、基板12の第1面12aに実装された複数の部品のなかで、基板12の第2端部26bの最も近くに位置する。本実施形態では、電気二重層コンデンサ61は、基板12の第2端部26bに位置する。なお、電気二重層コンデンサ61は、第2端部26bに位置するものに限らず、基板12の中央部26cと第2端部26bとの間に位置してもよい。
The electric
図6は、基板12の第2面12bを示す。第2面12bは、信号線を含む配線パターン63と、グラウンド層24とが設けられている。グラウンド層24の一部は、露出領域24aとして基板12の表面に露出している。なお説明の便宜上、図中の露出領域24aにはハッチングを施している。グラウンド層24は、配線パターン63と、基板12の縁との間に設けられている。グラウンド層24は、露出領域24aを大きく確保するため、基板12の縁に沿って設けられている(縁の近傍まで拡大されている)。
FIG. 6 shows the
図7は、半導体装置1の筐体11を分解して示す。筐体11は、ベース21と、カバー22とを有する。ベース21は、板材が椀状に曲げられることで形成されている。図8は、ベース21の平面図を示す。図7及び図8に示すように、ベース21は、基板12に向いて窪んだ窪み部64(突出部)を有する。窪み部64は、複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14に面する。窪み部64と半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14との間には熱伝導性シート28が介在されている。
FIG. 7 shows the
これにより、半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14からの熱の一部は、熱伝導性シート28を介して筐体11に放散される。また、窪み部64を設けて筐体11と半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14との間の距離を近付けることで、熱伝導性シート28を薄くすることができ、放熱性の向上を図ることができる。
Thereby, a part of the heat from the
図9は、カバー22の平面図を示す。図7及び図9に示すように、筐体11(カバー22)は、コントローラチップ14に面した第1領域71と、電気二重層コンデンサ61に面した第2領域72とを有する。第1接触部41は、第1領域71に設けられ、コントローラチップ14の裏側で基板12の第2面12bに接する。第2接触部42は、第2領域72に設けられ、電気二重層コンデンサ61の裏側で基板12の第2面12bに接する。
FIG. 9 shows a plan view of the
図7及び図9に示すように、第1領域71と第2領域72との間には、スリット73が設けられている。これにより、第1接触部41によって基板12から筐体11の第1領域71に伝わった熱は、筐体11の第2領域72には伝わりにくい。なお、筐体11は、スリット73に代えて、溝が設けられてもよい。
As shown in FIGS. 7 and 9, a
図10は、半導体装置1の実装構造を示す。ホスト装置2は、半導体装置1が接続される複数のコネクタ81を有する。複数のコネクタ81は、例えば鉛直方向に略等間隔で並べられている。複数の半導体装置1は、ホスト装置2のコネクタ81に其々接続され、鉛直方向に略平行に並べられている。
FIG. 10 shows a mounting structure of the
ホスト装置2は、半導体装置1を間に挟んでコネクタ81とは反対側にファン82を有する。ファン82は、電気二重層コンデンサ61が収容された半導体装置1の第2端部11b(後端部)に風を送る。
The host device 2 has a
このような構成によれば、第1実施形態と同様に、半導体装置1の放熱性を向上させることができる。
According to such a configuration, the heat dissipation of the
本実施形態では、半導体装置1は、基板12の第2端部26bに実装された電気二重層コンデンサ61をさらに備える。ここで、筐体11が接触部41,42を有する場合、コントローラチップ14や半導体メモリチップ13からの熱が、筐体11を介して電気二重層コンデンサ61に伝わる可能性がある。
In the present embodiment, the
そこで本実施形態では、筐体11は、コントローラチップ14に面した第1領域71と、電気二重層コンデンサ61に面した第2領域72とを有し、第1領域71と第2領域72との間にスリット73が設けられている。このため、第1接触部41によって基板12から筐体11の第1領域71に伝わった熱は、電気二重層コンデンサ61に伝わりにくい。これにより、電気二重層コンデンサ61を熱から保護することができる。これにより、電気二重層コンデンサ61の誤動作を防止し、半導体装置1の信頼性を向上させることができる。
Therefore, in the present embodiment, the
また、第2接触部42が電気二重層コンデンサ61の裏側で基板12の第2面12bに接すると、電気二重層コンデンサ61近傍の熱を筐体11に逃がすことができるので、電気二重層コンデンサ61の温度上昇をさらに抑制することができる。さらに本実施形態のように、ホスト装置2が筐体11の第2端部11b(または第2領域72)を冷却するファン82を備えると、電気二重層コンデンサ61の温度上昇をさらに抑制することができる。
Further, when the
(第4実施形態)
図11は、第4実施形態に係る基板12の第2面12bを示す。本実施形態に係る基板12は、基板12の第2面12bの最外層にグラウンド層24のベタ層を有する。本実施形態では、グラウンド層24は、基板12の第2面12bの略全面に露出領域24aを有する。なお説明の便宜上、図中の露出領域24aにはハッチングを施している。露出領域24aは、例えば基板12の面積の半分以上の大きさである。一方で、筐体11は、グラウンド層24の露出領域24aの外形に対応した大きさの接触部41を有する。つまり本実施形態では、基板12の略全域に亘って筐体11と基板12とが接している。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 shows the
このような構成によれば、第1実施形態と同様に、半導体装置1の放熱性を向上させることができる。さらに本実施形態によれば、筐体11と基板12との接触面積をさらに増加させることができるので、半導体装置1の放熱性をさらに向上させることができる。
According to such a configuration, the heat dissipation of the
(第5実施形態)
図12は、第5実施形態に係る半導体装置1を一部分解して示す。基板12の第1面12aには、複数の半導体メモリチップ13及びコントローラチップ14が実装されている。なお説明の便宜上、コントローラチップ14の図示は省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a partially exploded view of the
本実施形態では、基板12の第1面12aに温度センサ91がさらに実装されている。筐体11の接触部41は、温度センサ91の裏側で基板12に接している。換言すれば、温度センサ91が位置する基板12の部分は、接触部41によって筐体11と均熱化され、筐体11の温度に近くなる。
In the present embodiment, a
このような構成によれば、第1実施形態と同様に、半導体装置1の放熱性を向上させることができる。
According to such a configuration, the heat dissipation of the
ホスト装置2は、一般的に半導体装置1の筐体11の温度状態に基づいて設計される。ここで、温度センサ91が検出する温度は、基板12の温度であり、筐体11の温度ではない。そのため、筐体11の温度を推定するために、例えば基板12の複数個所に温度センサを配置し、それらのパラメータから筐体11の温度を補完することなどが考えられる。しかしこの場合、筐体11の温度を補完するためのプログラムが必要になり、半導体装置1の複雑化を招く。
The host device 2 is generally designed based on the temperature state of the
そこで本実施形態では、筐体11の接触部41は、温度センサ91の裏側で基板12に接している。このため、温度センサ91は、接触部41を介して筐体11の温度に近い温度を直接に検出することができる。これにより、筐体11の温度の複雑な補完計算を省略または単純化することができ、温度センサ91の個数も減らすことができる。これにより、半導体装置1のコストダウンを図ることができる。
Therefore, in the present embodiment, the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
筐体11の接触部41,42は、基板12に半田51で接合されるものに限らず、基板12に単に接するだけのものでもよい。また、接触部41,42は、基板12のグラウンド層24に接したものに限らず、グラウンド層24以外のところに接するものでもよい。
The
1…半導体装置、2…ホスト装置、11…筐体、12…基板、12a…第1面、12b…第2面、13…半導体メモリチップ、14…コントローラチップ、15…コネクタ、24…グラウンド層、26a…第1端部、26b…第2端部、26c…中央部、41,42…接触部、51…半田、61…電気二重層コンデンサ、71…第1領域、72…第2領域、73…スリット、91…温度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記筐体に収容され、第1面と該第1面とは反対側に位置した第2面とを含む基板と、
前記基板に設けられてホスト装置に接続可能なコネクタと、
前記基板の第1面に実装された複数の半導体メモリチップと、
前記基板の第1面に実装され、前記ホスト装置との間で信号を送受信するとともに、前記複数の半導体メモリチップを制御するコントローラチップと、
を備え、
前記筐体は、前記基板に向いて突出して前記複数の半導体メモリチップ及び前記コントローラチップを外れた位置で前記基板の第1面または第2面に接した接触部を有する半導体装置。 A housing,
A substrate that is housed in the housing and includes a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface;
A connector provided on the substrate and connectable to a host device;
A plurality of semiconductor memory chips mounted on the first surface of the substrate;
A controller chip mounted on the first surface of the substrate, for transmitting and receiving signals to and from the host device, and for controlling the plurality of semiconductor memory chips;
With
The housing includes a contact portion that protrudes toward the substrate and has a contact portion in contact with the first surface or the second surface of the substrate at a position away from the plurality of semiconductor memory chips and the controller chip.
前記筐体は、金属製である半導体装置。 In the description of claim 1,
The housing is a semiconductor device made of metal.
前記基板は、該基板の表面に露出したグラウンド層を有し、
前記接触部は、前記基板のグラウンド層に接した半導体装置。 In the description of claim 1 or claim 2,
The substrate has a ground layer exposed on a surface of the substrate;
The contact portion is a semiconductor device in contact with a ground layer of the substrate.
前記接触部は、前記基板のグラウンド層に半田で接合された半導体装置。 In the description of claim 3,
The contact portion is a semiconductor device bonded to a ground layer of the substrate with solder.
前記接触部は、前記複数の半導体メモリチップの一つと前記コントローラチップとの間の位置で前記基板の第1面に接した半導体装置。 In any one of Claims 1 to 4,
The contact portion is a semiconductor device in contact with the first surface of the substrate at a position between one of the plurality of semiconductor memory chips and the controller chip.
前記接触部は、前記基板の第2面に接した半導体装置。 In any one of Claims 1 to 4,
The contact portion is a semiconductor device in contact with the second surface of the substrate.
前記基板は、前記コネクタが設けられた第1端部と、該第1端部とは反対側に位置した第2端部とを有し、
前記接触部は、前記基板の中央部と第2端部との間の位置で前記基板に接した半導体装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
The board has a first end provided with the connector, and a second end located on the opposite side of the first end,
The contact portion is a semiconductor device in contact with the substrate at a position between a central portion and a second end portion of the substrate.
前記基板に実装された電気二重層コンデンサをさらに備え、
前記筐体は、前記コントローラチップに面した第1領域と、前記電気二重層コンデンサに面した第2領域とを有し、前記第1領域と前記第2領域との間にスリットが設けられた半導体装置。 In any one of Claims 1 to 7,
An electric double layer capacitor mounted on the substrate;
The housing has a first region facing the controller chip and a second region facing the electric double layer capacitor, and a slit is provided between the first region and the second region. Semiconductor device.
前記基板に実装された温度センサをさらに備え、
前記接触部は、前記温度センサの裏側の位置で前記基板に接した半導体装置。 In any one of Claims 1 to 8,
A temperature sensor mounted on the substrate;
The contact portion is a semiconductor device in contact with the substrate at a position on the back side of the temperature sensor.
前記筐体に収容された基板と、
前記基板に実装された半導体チップと、
を備え、
前記筐体は、前記半導体チップを外れた位置で前記基板に接した部分を有する半導体装置。 A housing,
A substrate housed in the housing;
A semiconductor chip mounted on the substrate;
With
The said housing | casing has a part which contact | connected the said board | substrate in the position which removed the said semiconductor chip.
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