JP2718203B2 - ヒートシンク付セラミックパッケージ - Google Patents
ヒートシンク付セラミックパッケージInfo
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- ceramic substrate
- ceramic
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
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- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はICチップやLSIチップなどのチップを搭載し
たヒートシンク付セラミックパッケージに関する。
たヒートシンク付セラミックパッケージに関する。
高度な半導体素子技術は理論素子から理解されるよう
に、ゲート当りのスピード、電力積が逐次減少している
と共に、微細加工技術の発達により、ゲート当りの占有
面積も次第に減少している。このため、半導体チップは
高速化ならびに高集積化される傾向にある。一方、この
半導体チップを保護し、信頼性を向上させるパッケージ
は半導体チップのボンディング技術などを考慮して実装
の領域へと発展してきている。これに伴い、近年のコン
ピュータ装置などにおいては、装置の処理性能や信頼性
の向上などのためにLSI化された半導体素子や高密度で
且つ小型化されたLSIチップ搭載用の各種セラミックケ
ースが次第に取り入れられるようになってきた。
に、ゲート当りのスピード、電力積が逐次減少している
と共に、微細加工技術の発達により、ゲート当りの占有
面積も次第に減少している。このため、半導体チップは
高速化ならびに高集積化される傾向にある。一方、この
半導体チップを保護し、信頼性を向上させるパッケージ
は半導体チップのボンディング技術などを考慮して実装
の領域へと発展してきている。これに伴い、近年のコン
ピュータ装置などにおいては、装置の処理性能や信頼性
の向上などのためにLSI化された半導体素子や高密度で
且つ小型化されたLSIチップ搭載用の各種セラミックケ
ースが次第に取り入れられるようになってきた。
ところで、このように素子の高集積化の度合が大きく
なると、半導体チップの消費電力も増大することにな
る。そのため、消費電力の大きなLSIチップはプラスチ
ックに比べ熱伝導率の大きいセラミックなどのケースに
搭載される。しかしセラミックボードのみによる放熱で
は当然LSIチップの冷却に対して限界がある。
なると、半導体チップの消費電力も増大することにな
る。そのため、消費電力の大きなLSIチップはプラスチ
ックに比べ熱伝導率の大きいセラミックなどのケースに
搭載される。しかしセラミックボードのみによる放熱で
は当然LSIチップの冷却に対して限界がある。
そこで、前述の高速でかつ高集積化されたLSIチップ
を搭載する従来のセラミックパッケージにおいては、LS
Iチップからの放熱に対し冷却の観点から、放熱効率の
高いアルミニウムや銅の材料からなるヒートシンクを、
セラミックパッケージの上面に、熱伝導性の優れた半田
や接着剤により一体的に固着させ放熱させるようにして
いる。
を搭載する従来のセラミックパッケージにおいては、LS
Iチップからの放熱に対し冷却の観点から、放熱効率の
高いアルミニウムや銅の材料からなるヒートシンクを、
セラミックパッケージの上面に、熱伝導性の優れた半田
や接着剤により一体的に固着させ放熱させるようにして
いる。
第３図は従来のヒートシンク付セラミックパッケージ
の一例の斜視図である。
の一例の斜視図である。
第３図において、１はセラミック基板、５はピン、６
はキャップ、７はヒートシンクである。
はキャップ、７はヒートシンクである。
第４図は従来のヒートシンク付セラミックパッケージ
の一例の断面図である。
の一例の断面図である。
第４図において、１はセラミック基板で、その上には
チップ固着剤を用いてチップ２が搭載されている。チッ
プ２は、セラミック基板１上の接続パッド３と配線部材
４によって結線されている。セラミック基板１の下側に
は複数個のピン５が付けられている。セラミック基板の
上面にはチップ２を覆うようにキャップ６が接着されて
おり、中の気密を保っている。キャップ６の上面には、
ヒートシンク７がヒートシンク固着剤によって接着され
ている。ヒートシンク７は、中央に円柱があり、円柱上
に円板型のフィンが数個付いている構造をとる。現在、
このような構造のヒートシンク付セラミックパッケージ
が製作されている。
チップ固着剤を用いてチップ２が搭載されている。チッ
プ２は、セラミック基板１上の接続パッド３と配線部材
４によって結線されている。セラミック基板１の下側に
は複数個のピン５が付けられている。セラミック基板の
上面にはチップ２を覆うようにキャップ６が接着されて
おり、中の気密を保っている。キャップ６の上面には、
ヒートシンク７がヒートシンク固着剤によって接着され
ている。ヒートシンク７は、中央に円柱があり、円柱上
に円板型のフィンが数個付いている構造をとる。現在、
このような構造のヒートシンク付セラミックパッケージ
が製作されている。
しかしながら、上述のような構造のヒートシンク付セ
ラミックパッケージでは、ヒートシンクの放熱効率があ
まりよくなく、十分な冷却効果が得られないという欠点
を有していた。これにより、チップそのものの温度上昇
によりデバイスの動作速度が低下するなどの問題が生ず
る。
ラミックパッケージでは、ヒートシンクの放熱効率があ
まりよくなく、十分な冷却効果が得られないという欠点
を有していた。これにより、チップそのものの温度上昇
によりデバイスの動作速度が低下するなどの問題が生ず
る。
本発明の目的は、発熱量の大きな高集積化LSIチップ
を搭載しても放熱効果が十分であるような信頼性の高い
ヒートシンク付セラミックパッケージを提供することに
ある。
を搭載しても放熱効果が十分であるような信頼性の高い
ヒートシンク付セラミックパッケージを提供することに
ある。
本発明のヒートシンク付セラミックパッケージは、セ
ラミック基板と、該セラミック基板上に接着されたチッ
プと、該チップを塞ぐように前記セラミック基板上に接
着されたキャップと、該キャップ上に接着され大型のフ
ィンと小型のフィンが交互に中央の支柱に取付けられて
なるヒートシンクとを含んで構成される。
ラミック基板と、該セラミック基板上に接着されたチッ
プと、該チップを塞ぐように前記セラミック基板上に接
着されたキャップと、該キャップ上に接着され大型のフ
ィンと小型のフィンが交互に中央の支柱に取付けられて
なるヒートシンクとを含んで構成される。
超LSIのように素子の高集積化の度合が大きくなる
と、半導体チップの消費電力が増大し、そのため、消費
電力の大きなLSIチップはプラスチックに比べ熱伝導率
の大きいセラミックなどのパッケージに搭載する必要が
ある。さらにLSIチップからの放熱に対する冷却の観点
から、放熱効率の高いアルミニウムや銅の材料からなる
ヒートシンクを、LSIチップの固着面と対向する反対側
の表面に、熱伝導性の優れた半田や接着剤により一体的
に固着させ放熱させるようにしている。ヒートシンクの
形状は様々であるが、強制空冷時の風の方向依存性のな
さとヒートシンク単独での放熱効率の高さから数個の円
盤状のフィンを支柱で接続している構造のものが用いら
れる。
と、半導体チップの消費電力が増大し、そのため、消費
電力の大きなLSIチップはプラスチックに比べ熱伝導率
の大きいセラミックなどのパッケージに搭載する必要が
ある。さらにLSIチップからの放熱に対する冷却の観点
から、放熱効率の高いアルミニウムや銅の材料からなる
ヒートシンクを、LSIチップの固着面と対向する反対側
の表面に、熱伝導性の優れた半田や接着剤により一体的
に固着させ放熱させるようにしている。ヒートシンクの
形状は様々であるが、強制空冷時の風の方向依存性のな
さとヒートシンク単独での放熱効率の高さから数個の円
盤状のフィンを支柱で接続している構造のものが用いら
れる。
本発明のヒートシンク付セラミックパッケージでは、
ヒートシンクが数個の大型の円盤状フィンと小型の円盤
状フィンが交互に中心の支柱に付いている構造のヒート
シンクであるために、小型のフィンが付いている分だけ
表面積が大きくなり、しかも小型であるためにフィン隙
間の流速を低下させることもなく放熱効率は大きくな
る。この構造により、上述のように高放熱性で高信頼性
のヒートシンク付セラミックパッケージが実用可能とな
る。
ヒートシンクが数個の大型の円盤状フィンと小型の円盤
状フィンが交互に中心の支柱に付いている構造のヒート
シンクであるために、小型のフィンが付いている分だけ
表面積が大きくなり、しかも小型であるためにフィン隙
間の流速を低下させることもなく放熱効率は大きくな
る。この構造により、上述のように高放熱性で高信頼性
のヒートシンク付セラミックパッケージが実用可能とな
る。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の斜視図である。
第１図において、１はセラミック基板、５はピン、６
はキャップ、７はヒートシンクである。
はキャップ、７はヒートシンクである。
第２図は本発明の一実施例の断面図である。
第２図において、１は平板状に形成されたアルミナの
セラミック基板で、その上にはチップ固着剤を用いてチ
ップ２が搭載されている。５は前記チップ２のボードに
接続するための複数個のピンで、このピン５は前記セラ
ミック基板１の下面周縁部に立設されている。セラミッ
ク基板１の中央の穴の周辺部にはピン５とチップ２とを
接続する接続パッド３が設けられており、この接続パッ
ド３と前記ピン５とはセラミック基板１の表面あるいは
内層を通じて電気的に接続されている。チップ２の端子
部はワイヤなどの配線部材４でピン５に接続された接続
パッド３に接続されている。セラミック基板１の上面
は、チップ２を覆うように低融点ガラス等の接着剤によ
りキャップ６が接着されており、中の気密を保ってい
る。キャップ６の上面には、アルミニウムのヒートシン
ク７がヒートシンク固着剤によって接着されている。ヒ
ートシンク７は、中央に円柱があり、円柱上に大型の円
盤状フィンと小型の円盤状フィンが交互に並んだ構造を
している。
セラミック基板で、その上にはチップ固着剤を用いてチ
ップ２が搭載されている。５は前記チップ２のボードに
接続するための複数個のピンで、このピン５は前記セラ
ミック基板１の下面周縁部に立設されている。セラミッ
ク基板１の中央の穴の周辺部にはピン５とチップ２とを
接続する接続パッド３が設けられており、この接続パッ
ド３と前記ピン５とはセラミック基板１の表面あるいは
内層を通じて電気的に接続されている。チップ２の端子
部はワイヤなどの配線部材４でピン５に接続された接続
パッド３に接続されている。セラミック基板１の上面
は、チップ２を覆うように低融点ガラス等の接着剤によ
りキャップ６が接着されており、中の気密を保ってい
る。キャップ６の上面には、アルミニウムのヒートシン
ク７がヒートシンク固着剤によって接着されている。ヒ
ートシンク７は、中央に円柱があり、円柱上に大型の円
盤状フィンと小型の円盤状フィンが交互に並んだ構造を
している。
本実施例による大型と小型の円盤状フィンが交互に並
んだ構造のヒートシンクと、従来の大型の円盤状フィン
のみが並んだヒートシンクの熱抵抗を実験で比較した。
本実施例では、風速5m/sのとき熱抵抗は2.0K/Wであっ
た。これに対して従来のパッケージでは、風速5m/sのと
き熱抵抗は2.2K/Wであった。以上より、大型のフィンの
みから成るヒートシンクが搭載されているパッケージよ
りも、大型と小型のフィンが交互に並んだヒートシンク
が搭載されているパッケージの方が、熱抵抗が小さくな
ることがわかった。
んだ構造のヒートシンクと、従来の大型の円盤状フィン
のみが並んだヒートシンクの熱抵抗を実験で比較した。
本実施例では、風速5m/sのとき熱抵抗は2.0K/Wであっ
た。これに対して従来のパッケージでは、風速5m/sのと
き熱抵抗は2.2K/Wであった。以上より、大型のフィンの
みから成るヒートシンクが搭載されているパッケージよ
りも、大型と小型のフィンが交互に並んだヒートシンク
が搭載されているパッケージの方が、熱抵抗が小さくな
ることがわかった。
なお、上記実施例においては、ヒートシンク材料とし
てはアルミニウムの場合の例を説明してきたが、これに
限らず熱伝導率の良い材料であれば本発明の効果を十分
に満足できることは明かである。
てはアルミニウムの場合の例を説明してきたが、これに
限らず熱伝導率の良い材料であれば本発明の効果を十分
に満足できることは明かである。
以上説明したように本発明によれば、通電した時の発
熱によるチップ及びセラミックパッケージの温度上昇を
抑えることが可能となるため、高速動作が高信頼性のセ
ラミックパッケージが得られるという効果がある。
熱によるチップ及びセラミックパッケージの温度上昇を
抑えることが可能となるため、高速動作が高信頼性のセ
ラミックパッケージが得られるという効果がある。
第１図及び第２図は本発明の一実施例の斜視図及び断面
図、第３図及び第４図は従来のヒートシンク付セラミッ
クパッケージの一例の斜視図及び断面図である。 １……セラミック基板、２……チップ、３……接続パッ
ド、４……配線部材、５……ピン、６……キャップ、７
……ヒートシンク。
図、第３図及び第４図は従来のヒートシンク付セラミッ
クパッケージの一例の斜視図及び断面図である。 １……セラミック基板、２……チップ、３……接続パッ
ド、４……配線部材、５……ピン、６……キャップ、７
……ヒートシンク。
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック基板と、該セラミック基板上に
接着されたチップと、該チップを塞ぐように前記セラミ
ック基板上に接着されたキャップと、該キャップ上に接
着され大型のフィンと小型のフィンが交互に中央の支柱
に取付けられてなるヒートシンクとを含むことを特徴と
するヒートシンク付セラミックパッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23367289A JP2718203B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23367289A JP2718203B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0395958A JPH0395958A (ja) | 1991-04-22 |
| JP2718203B2 true JP2718203B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=16958724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23367289A Expired - Lifetime JP2718203B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718203B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07183432A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-21 | Nec Corp | ヒートシンク付半導体パッケージ |
| FR2828892B1 (fr) * | 2001-08-24 | 2003-12-05 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'homogeneisation de temperature de deux charges solides dans une cartouche de solidification |
| GB2472637B (en) | 2009-08-14 | 2015-11-25 | Edwards Ltd | Scroll Compressor With Plural Sealing Types |
| GB0914230D0 (en) | 2009-08-14 | 2009-09-30 | Edwards Ltd | Scroll pump |
-
1989
- 1989-09-07 JP JP23367289A patent/JP2718203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0395958A (ja) | 1991-04-22 |
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