JP2894214B2 - 半導体装置 - Google Patents
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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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector 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
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- H01L2224/16225—Disposition the bump connector 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
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
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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
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体を実装する際の
気密封止を行う半導体装置に関する。
気密封止を行う半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置の一例が特開昭６２−
２４９４２９号公報に記載されている。公報第１図に示
される半導体装置１はパッケージ基板１と、このパッケ
ージ基板１の上面にろう材からなるバンプ電極３を介し
て取付けられた半導体ペレット２と、パッケージ基板１
の周縁部上面にろう材からなる接合層５を介して取付け
られた断面がコの字状で底の高さが半導体ペレット２の
上面よりやや浅くなるように形成されているキャップ４
と、このキャップ４の裏面と半導体ペレット２の上面と
の間に生ずる間隙を充填するろう材からなる充填金属６
とを備えている。
２４９４２９号公報に記載されている。公報第１図に示
される半導体装置１はパッケージ基板１と、このパッケ
ージ基板１の上面にろう材からなるバンプ電極３を介し
て取付けられた半導体ペレット２と、パッケージ基板１
の周縁部上面にろう材からなる接合層５を介して取付け
られた断面がコの字状で底の高さが半導体ペレット２の
上面よりやや浅くなるように形成されているキャップ４
と、このキャップ４の裏面と半導体ペレット２の上面と
の間に生ずる間隙を充填するろう材からなる充填金属６
とを備えている。
【０００３】半導体ペレット２の集積度が高まるにつ
れ、ペレット２から熱が発生する。この発生する熱を逃
がすためペレット２の背面とキャップ４との間に充填金
属６の代りに熱伝導性接着剤、半田またはコンパウンド
等が用いられペレット２とキャップとが接合される。
れ、ペレット２から熱が発生する。この発生する熱を逃
がすためペレット２の背面とキャップ４との間に充填金
属６の代りに熱伝導性接着剤、半田またはコンパウンド
等が用いられペレット２とキャップとが接合される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体ペレット２を気
密封止するためのキャップ４と基板１とで加工精度が甘
く、キャップ４と基板１との接触部分に凹凸が発生した
場合、溶接時に接合層５のろう材で塞ぐことができない
ことがある。このような場合、気密封止が不完全となる
ため信頼性が著しく低下する。
密封止するためのキャップ４と基板１とで加工精度が甘
く、キャップ４と基板１との接触部分に凹凸が発生した
場合、溶接時に接合層５のろう材で塞ぐことができない
ことがある。このような場合、気密封止が不完全となる
ため信頼性が著しく低下する。
【０００５】放熱性を高めるため熱伝導性接着剤はでき
る限り薄い方がよい。半導体ペレット２はろう材からな
るバンプ電極３で支えられているため、ろう材の量や溶
融温度等の条件によって半導体ペレット２の高さが大き
く変化する。また、キャップ４の高さについても製造上
の偏差があり、半導体ペレット２とキャップ４の高さの
間に段差ができることになる。これを吸収するために熱
伝導性接着剤の厚みを段差より大きく設定する必要があ
る。しかし、この段差は一定でないため熱伝導性接着剤
の量も難しくしている。すなわち、この段差が一定でな
いためキャップ４と半導体ペレット２の隙間にはマージ
ンを大きくとらなければならず、これが半導体ペレット
２の放熱性を悪くする要因となっている。また、この隙
間を埋めるための熱伝導性接着剤、半田またはコンパウ
ンドの量のコントロールを困難なものにしている。
る限り薄い方がよい。半導体ペレット２はろう材からな
るバンプ電極３で支えられているため、ろう材の量や溶
融温度等の条件によって半導体ペレット２の高さが大き
く変化する。また、キャップ４の高さについても製造上
の偏差があり、半導体ペレット２とキャップ４の高さの
間に段差ができることになる。これを吸収するために熱
伝導性接着剤の厚みを段差より大きく設定する必要があ
る。しかし、この段差は一定でないため熱伝導性接着剤
の量も難しくしている。すなわち、この段差が一定でな
いためキャップ４と半導体ペレット２の隙間にはマージ
ンを大きくとらなければならず、これが半導体ペレット
２の放熱性を悪くする要因となっている。また、この隙
間を埋めるための熱伝導性接着剤、半田またはコンパウ
ンドの量のコントロールを困難なものにしている。
【０００６】接合層５のろう材で封止後、半導体ペレッ
ト２の交換をしようとすると、キャップ４の取り外しは
困難となる。従って、保守性が低下する。
ト２の交換をしようとすると、キャップ４の取り外しは
困難となる。従って、保守性が低下する。
【０００７】本発明の目的は、加工精度を甘くしても確
実な封止を実現し、気密性を高くするような半導体装置
を提供することにある。
実な封止を実現し、気密性を高くするような半導体装置
を提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、気密性を確保したま
ま半導体の背面と蓋との間のギャップを一定に保つこと
により熱伝導性接着剤等の量のコントロールを容易に
し、放熱性を向上するようにした半導体装置を提供する
ことにある。
ま半導体の背面と蓋との間のギャップを一定に保つこと
により熱伝導性接着剤等の量のコントロールを容易に
し、放熱性を向上するようにした半導体装置を提供する
ことにある。
【０００９】本発明の他の目的は、気密性を確保し放熱
性を向上することにより信頼性の高い半導体装置を提供
することにある。
性を向上することにより信頼性の高い半導体装置を提供
することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、封止後、キャップの
取り外しを容易にし保守性を向上するようにした半導体
装置を提供することにある。
取り外しを容易にし保守性を向上するようにした半導体
装置を提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、生産性を向上するよ
うにした半導体装置を提供することにある。
うにした半導体装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の半導体装
置は、回路基板と、この回路基板上に搭載された半導体
回路チップと、この半導体回路チップを囲むように前記
回路基板上に配置された枠と、前記半導体回路チップを
覆うようにこの枠の上に配置された蓋と、この蓋と前記
枠と前記回路基板とで前記半導体回路チップを気密封止
するため前記枠と前記回路基板との間に配置されたリン
グとを含む。
置は、回路基板と、この回路基板上に搭載された半導体
回路チップと、この半導体回路チップを囲むように前記
回路基板上に配置された枠と、前記半導体回路チップを
覆うようにこの枠の上に配置された蓋と、この蓋と前記
枠と前記回路基板とで前記半導体回路チップを気密封止
するため前記枠と前記回路基板との間に配置されたリン
グとを含む。
【００１３】本発明の第２の半導体装置は、第１の半導
体装置において、前記枠の前記リングに対する接触面お
よび前記蓋の前記リングに対する接触面の少なくとも一
方に前記リングの位置決めのための段差を設けたことを
特徴とする。
体装置において、前記枠の前記リングに対する接触面お
よび前記蓋の前記リングに対する接触面の少なくとも一
方に前記リングの位置決めのための段差を設けたことを
特徴とする。
【００１４】本発明の第３の半導体装置は、第１または
第２の半導体装置において、前記枠と前記リング，およ
び前記蓋と前記リングをそれぞれ接合することを特徴と
する。
第２の半導体装置において、前記枠と前記リング，およ
び前記蓋と前記リングをそれぞれ接合することを特徴と
する。
【００１５】本発明の第４の半導体装置は、第１，第
２，または第３の半導体装置において、前記蓋の前記半
導体チップに対する面と反対の面に冷却モジュールを備
えたことを特徴とする。
２，または第３の半導体装置において、前記蓋の前記半
導体チップに対する面と反対の面に冷却モジュールを備
えたことを特徴とする。
【００１６】本発明の第５の半導体装置は、第１，第
２，第３または第４の半導体装置において、前記半導体
チップがＬＳＩチップであることを特徴とする。
２，第３または第４の半導体装置において、前記半導体
チップがＬＳＩチップであることを特徴とする。
【００１７】本発明の第６の半導体装置は、第１，第
２，第３，第４または第５の半導体装置において、前記
リングが軟質な金属から形成されることを特徴とする。
２，第３，第４または第５の半導体装置において、前記
リングが軟質な金属から形成されることを特徴とする。
【００１８】本発明の第７の半導体装置は、第１の半導
体装置において前記半導体チップと前記蓋とを接合する
熱伝導性接着剤を含む。
体装置において前記半導体チップと前記蓋とを接合する
熱伝導性接着剤を含む。
【００１９】本発明の第８の半導体装置は、第４の半導
体装置において前記蓋と前記冷却モジュールとを接合す
る熱伝導性接着剤を含む。
体装置において前記蓋と前記冷却モジュールとを接合す
る熱伝導性接着剤を含む。
【００２０】
【実施例】次に本発明の一実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００２１】図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照する
と、本発明の第１の実施例は一面に電極３を有する半導
体チップの一例としての大規模集積回路（以下ＬＳＩ）
チップ１，このＬＳＩチップ１の電極３に対応する面に
電極４を有する電子回路基板２，電極３および４を電気
的に接続し、ＬＳＩ１および回路基板２を固定するため
の半田バンプ５，ＬＳＩ１の回路面を裸の状態で基板に
実装し、環境により信頼性の低下を招くのを防止するた
めＬＳＩ１を囲む枠７および金属性の蓋８，およびこの
枠７および蓋８の間にある本発明の特徴の１つであるＣ
リング６を備えている。本発明の第１の実施例の特徴の
１つであるＣリング６は、枠７およびＬＳＩ１の背面の
段差より厚みの大きいＣリングが用いられる。蓋８がＬ
ＳＩ１に押しつけらることによりＣリングが押しつぶさ
れてＣリング６と枠７およびＣリング６と蓋８が密着す
る。このＣリング６の材料には、アルミニウムや銅等の
軟質な金属が用いられる。これにより枠７と蓋８との隙
間がなくなり、溶接をしなくても気密性は保たれる。そ
こで蓋８を枠７に押しつける力が働いていれば、枠７と
蓋８との溶接をしなくてもよくなる。
と、本発明の第１の実施例は一面に電極３を有する半導
体チップの一例としての大規模集積回路（以下ＬＳＩ）
チップ１，このＬＳＩチップ１の電極３に対応する面に
電極４を有する電子回路基板２，電極３および４を電気
的に接続し、ＬＳＩ１および回路基板２を固定するため
の半田バンプ５，ＬＳＩ１の回路面を裸の状態で基板に
実装し、環境により信頼性の低下を招くのを防止するた
めＬＳＩ１を囲む枠７および金属性の蓋８，およびこの
枠７および蓋８の間にある本発明の特徴の１つであるＣ
リング６を備えている。本発明の第１の実施例の特徴の
１つであるＣリング６は、枠７およびＬＳＩ１の背面の
段差より厚みの大きいＣリングが用いられる。蓋８がＬ
ＳＩ１に押しつけらることによりＣリングが押しつぶさ
れてＣリング６と枠７およびＣリング６と蓋８が密着す
る。このＣリング６の材料には、アルミニウムや銅等の
軟質な金属が用いられる。これにより枠７と蓋８との隙
間がなくなり、溶接をしなくても気密性は保たれる。そ
こで蓋８を枠７に押しつける力が働いていれば、枠７と
蓋８との溶接をしなくてもよくなる。
【００２２】本発明の第１の実施例では、ＬＳＩ１の背
面と蓋８とが半田，ろう材または熱伝導性接着剤９で接
合される。この接合により、蓋８がＣリング６を押しつ
ぶした状態を保つことになる。この熱伝導性接着剤９は
蓋８を固定すると同時にＬＳＩ１からの熱を蓋８に効率
よく伝えることができる。
面と蓋８とが半田，ろう材または熱伝導性接着剤９で接
合される。この接合により、蓋８がＣリング６を押しつ
ぶした状態を保つことになる。この熱伝導性接着剤９は
蓋８を固定すると同時にＬＳＩ１からの熱を蓋８に効率
よく伝えることができる。
【００２３】次に本発明の第１の実施例の製造方法につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）および
図１（Ｂ）を参照すると、本発明の第１の実施例では回
路基板２上に枠７が設けられている。ＬＳＩ１の電極３
に半田バンプ５が予め形成されるか、または回路基板２
の電極４に半田バンプ５が予め形成される。
いて図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）および
図１（Ｂ）を参照すると、本発明の第１の実施例では回
路基板２上に枠７が設けられている。ＬＳＩ１の電極３
に半田バンプ５が予め形成されるか、または回路基板２
の電極４に半田バンプ５が予め形成される。
【００２４】まず、回路基板２上の枠で囲まれた中に電
極３および４が位置合わせされＬＳＩ１がフェイスダウ
ンで載せられる。
極３および４が位置合わせされＬＳＩ１がフェイスダウ
ンで載せられる。
【００２５】次に、ホットプレートまたはベルト炉等に
よりリフロー、すなわち半田バンプ５を溶融し、再固化
することにより電極３および４が半田バンプ５を介して
電気的接続がされる。
よりリフロー、すなわち半田バンプ５を溶融し、再固化
することにより電極３および４が半田バンプ５を介して
電気的接続がされる。
【００２６】それから、ＬＳＩ１の背面、または蓋８の
ＬＳＩ１側の面に熱伝導性接着剤９が塗布される。
ＬＳＩ１側の面に熱伝導性接着剤９が塗布される。
【００２７】枠７の上にはＣリング６が載せられ、蓋８
がかぶせられる。
がかぶせられる。
【００２８】Ｃリング６がつぶれＬＳＩ１と蓋８とが接
触する程度まで蓋８が押しつけられた状態で、熱伝導性
接着剤９が硬化されて完成する。
触する程度まで蓋８が押しつけられた状態で、熱伝導性
接着剤９が硬化されて完成する。
【００２９】また、熱伝導性接着剤９の代りに半田が用
いられる場合には、蓋８が押しつけられた状態でリフロ
ー、すなわち代りの半田が溶融され再固化される。この
場合、代りの半田としては半田バンプ５の半田より低い
融点の半田が用いられなければならない。
いられる場合には、蓋８が押しつけられた状態でリフロ
ー、すなわち代りの半田が溶融され再固化される。この
場合、代りの半田としては半田バンプ５の半田より低い
融点の半田が用いられなければならない。
【００３０】なお、本発明の一実施例の製造方法の変形
例は以下の通りである。前述の一実施例の製造方法で
は、ＬＳＩ１の電極３と回路基板２の電極４とが半田バ
ンプ５を介して接続されたあと、ＬＳＩ１と蓋８とが接
合された。しかし、この製造方法の変形例の特徴はＬＳ
Ｉと蓋８とを先に接合したあと、ＬＳＩ１の電極３と回
路基板２の電極４とが半田バンプ５を介して接続される
ことにある。
例は以下の通りである。前述の一実施例の製造方法で
は、ＬＳＩ１の電極３と回路基板２の電極４とが半田バ
ンプ５を介して接続されたあと、ＬＳＩ１と蓋８とが接
合された。しかし、この製造方法の変形例の特徴はＬＳ
Ｉと蓋８とを先に接合したあと、ＬＳＩ１の電極３と回
路基板２の電極４とが半田バンプ５を介して接続される
ことにある。
【００３１】この変形例においてＬＳＩ１と蓋８とが半
田で接合されている場合には、半田バンプ５の半田より
高い融点の半田でＬＳＩ１と蓋８とが接合されなければ
ならない。さらに、熱伝導性接着剤９は半田バンプのリ
フロー温度に耐えられるものでなければならない。
田で接合されている場合には、半田バンプ５の半田より
高い融点の半田でＬＳＩ１と蓋８とが接合されなければ
ならない。さらに、熱伝導性接着剤９は半田バンプのリ
フロー温度に耐えられるものでなければならない。
【００３２】次に本発明の第２の実施例について図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００３３】図２（Ａ）−（Ｈ）に示される本発明の第
２の実施例の特徴は、Ｃリング６の位置ずれを防止する
ため枠７または蓋８に段差を設けた構造にある。
２の実施例の特徴は、Ｃリング６の位置ずれを防止する
ため枠７または蓋８に段差を設けた構造にある。
【００３４】図２（Ａ）を参照すると、本発明の第２の
実施例の第１の例の特徴は、枠７の上面外側を低くする
ように段差を設けたことにある。Ｃリング６はこの段差
による枠７の上面の壁で位置決めされ蓋８により押しつ
けられる。このためＣリング６の位置ずれは防止でき
る。
実施例の第１の例の特徴は、枠７の上面外側を低くする
ように段差を設けたことにある。Ｃリング６はこの段差
による枠７の上面の壁で位置決めされ蓋８により押しつ
けられる。このためＣリング６の位置ずれは防止でき
る。
【００３５】図２（Ｃ）を参照すると、本発明の第２の
実施例の第３の例の特徴は、枠７の上面内側を低くする
ように段差を設けたことにある。Ｃリング６はこの段差
による枠７の上面の壁で位置決めされ蓋８により押しつ
けられる。このためＣリング６の位置ずれは防止でき
る。
実施例の第３の例の特徴は、枠７の上面内側を低くする
ように段差を設けたことにある。Ｃリング６はこの段差
による枠７の上面の壁で位置決めされ蓋８により押しつ
けられる。このためＣリング６の位置ずれは防止でき
る。
【００３６】図２（Ｂ）を参照すると、本発明の第２の
実施例の第２の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを薄くし
て段差を設けたことにある。この段差による蓋８の下面
の壁でＣリング６は位置決めされ、蓋８の下面および枠
７の上面でＣリング６は押しつけられる。このためＣリ
ング６の位置ずれは防止できる。
実施例の第２の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを薄くし
て段差を設けたことにある。この段差による蓋８の下面
の壁でＣリング６は位置決めされ、蓋８の下面および枠
７の上面でＣリング６は押しつけられる。このためＣリ
ング６の位置ずれは防止できる。
【００３７】図２（Ｄ）を参照すると、本発明の第２の
実施例の第４の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを厚くし
て段差を設けたことにある。この段差による蓋８の下面
の壁でＣリング６は位置決めされ、蓋８の下面および枠
７の上面でＣリング６は押しつけられる。このためＣリ
ング６の位置ずれに防止できる。
実施例の第４の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを厚くし
て段差を設けたことにある。この段差による蓋８の下面
の壁でＣリング６は位置決めされ、蓋８の下面および枠
７の上面でＣリング６は押しつけられる。このためＣリ
ング６の位置ずれに防止できる。
【００３８】図２（Ｅ）を参照すると、本発明の第２の
実施例の第５の例の特徴は、枠７の上面内側を深く低く
して深い段差を設けたことにある。Ｃリング６および蓋
８はこの深い段差による枠７上面の高い壁で位置決めさ
れ、Ｃリング６は蓋８の下面により押しつけられる。こ
のため、Ｃリング６および蓋８の位置ずれは防止でき
る。
実施例の第５の例の特徴は、枠７の上面内側を深く低く
して深い段差を設けたことにある。Ｃリング６および蓋
８はこの深い段差による枠７上面の高い壁で位置決めさ
れ、Ｃリング６は蓋８の下面により押しつけられる。こ
のため、Ｃリング６および蓋８の位置ずれは防止でき
る。
【００３９】図２（Ｆ）を参照すると、本発明の第２の
実施例の第６の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを大幅に
厚くして深い段差を設けたことにある。Ｃリング６およ
び枠７は、この深い段差による蓋８の下面の高い壁で位
置決めされ、Ｃリング６は枠７の上面および蓋８の下面
により押しつけられる。このため、Ｃリングおよび蓋８
の位置ずれは防止できる。
実施例の第６の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを大幅に
厚くして深い段差を設けたことにある。Ｃリング６およ
び枠７は、この深い段差による蓋８の下面の高い壁で位
置決めされ、Ｃリング６は枠７の上面および蓋８の下面
により押しつけられる。このため、Ｃリングおよび蓋８
の位置ずれは防止できる。
【００４０】図２（Ｇ）を参照すると、本発明の第２の
実施例の第７の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを極めて
薄くして深い段差を設けたことにある。Ｃリング６およ
び枠７は、この深い段差による蓋８の下面の高い壁で位
置決めされ、Ｃリング６は枠７の上面および蓋８の下面
より押しつけられる。このため、Ｃリング６および蓋８
の位置ずれは防止できる。
実施例の第７の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを極めて
薄くして深い段差を設けたことにある。Ｃリング６およ
び枠７は、この深い段差による蓋８の下面の高い壁で位
置決めされ、Ｃリング６は枠７の上面および蓋８の下面
より押しつけられる。このため、Ｃリング６および蓋８
の位置ずれは防止できる。
【００４１】図２（Ｈ）を参照すると、本発明の第２の
実施例の第８の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを薄くす
るとともに枠７の上面の外側を低くして、蓋８の下面お
よび枠７の上面でともに段差を設けたことにある。Ｃリ
ング６は、この段差による蓋８下面および枠７上面の壁
で位置決めされ、Ｃリングは蓋８の下面および枠７の上
面で押しつけられる。このため、Ｃリング６の位置ずれ
は防止できる。
実施例の第８の例の特徴は、蓋８の左端の厚さを薄くす
るとともに枠７の上面の外側を低くして、蓋８の下面お
よび枠７の上面でともに段差を設けたことにある。Ｃリ
ング６は、この段差による蓋８下面および枠７上面の壁
で位置決めされ、Ｃリングは蓋８の下面および枠７の上
面で押しつけられる。このため、Ｃリング６の位置ずれ
は防止できる。
【００４２】次に本発明の第３の実施例について図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００４３】図３を参照すると、本発明の第３の実施例
の特徴は、Ｃリング６が枠７および蓋８に対し、それぞ
れろう材１０，半田または接着剤等により接合されたこ
とにある。この場合、Ｃリング６はＬＳＩ１と枠７との
段差を吸収することが主な役目となる。さらに、このＣ
リング６の接合により、より気密性の高い実装構造を実
現できる。また、Ｃリング６および蓋８が枠７からずれ
ることを防止できる効果がある。
の特徴は、Ｃリング６が枠７および蓋８に対し、それぞ
れろう材１０，半田または接着剤等により接合されたこ
とにある。この場合、Ｃリング６はＬＳＩ１と枠７との
段差を吸収することが主な役目となる。さらに、このＣ
リング６の接合により、より気密性の高い実装構造を実
現できる。また、Ｃリング６および蓋８が枠７からずれ
ることを防止できる効果がある。
【００４４】次に本発明の第４の実施例について図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００４５】本発明の第４の実施例の特徴は、蓋８を固
定するために蓋８または枠７に爪を設けた構造である。
爪による応力とＣリング６の弾性が逆方向に働くためＣ
リング６が枠７及び蓋８と密着し封止、固定される。
定するために蓋８または枠７に爪を設けた構造である。
爪による応力とＣリング６の弾性が逆方向に働くためＣ
リング６が枠７及び蓋８と密着し封止、固定される。
【００４６】図４（Ａ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第１の例は、枠７の上面先端に蓋８を固定する
ための爪を設けた構造を有する。これとともに第１の例
におけるＣリング６の弾性は、蓋８を上方に押し上げ枠
７の爪と密着するように作用する。
実施例の第１の例は、枠７の上面先端に蓋８を固定する
ための爪を設けた構造を有する。これとともに第１の例
におけるＣリング６の弾性は、蓋８を上方に押し上げ枠
７の爪と密着するように作用する。
【００４７】この第１の例を製造するときには、枠７に
Ｃリング６を置いて蓋８がはめ込まれる。この結果Ｃリ
ング６および蓋８の固定ができ、気密封止が完了する。
Ｃリング６を置いて蓋８がはめ込まれる。この結果Ｃリ
ング６および蓋８の固定ができ、気密封止が完了する。
【００４８】図４（Ｂ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第２の例は、枠７の上面先端にＣリング６が搭
載され、蓋８の下面でＣリング６を押しつけるととも
に、蓋８の下面に内から外に向くＬ字状の係止部と枠７
の外から内に向く爪とが係合される。
実施例の第２の例は、枠７の上面先端にＣリング６が搭
載され、蓋８の下面でＣリング６を押しつけるととも
に、蓋８の下面に内から外に向くＬ字状の係止部と枠７
の外から内に向く爪とが係合される。
【００４９】図４（Ｃ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第３の例は、枠７の上面にＣリング６が搭載さ
れ、このＣリング６は蓋８の下面で押しつけられる。枠
７の内から外に向く爪と蓋８の外から内に向く端部とが
係合される。
実施例の第３の例は、枠７の上面にＣリング６が搭載さ
れ、このＣリング６は蓋８の下面で押しつけられる。枠
７の内から外に向く爪と蓋８の外から内に向く端部とが
係合される。
【００５０】図４（Ｄ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第４の例は、枠７の内から外に向くＬ字状形状
の上面にＣリング６が搭載され、蓋８の下面にＣリング
６が押しつけられる。蓋８の端部には外から内に向く方
向で爪が備えられている。この爪と枠７の端部の下面が
係合される。
実施例の第４の例は、枠７の内から外に向くＬ字状形状
の上面にＣリング６が搭載され、蓋８の下面にＣリング
６が押しつけられる。蓋８の端部には外から内に向く方
向で爪が備えられている。この爪と枠７の端部の下面が
係合される。
【００５１】図４（Ｅ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第５の例は、枠７の外から内に向くＬ字状形状
の上面にＣリング６が搭載され、蓋８の端部下面にＣリ
ング６が押しつけられる。蓋８の下面に内から外に向く
爪が取り付けられている。この爪と枠７の端部の下面が
係合される。
実施例の第５の例は、枠７の外から内に向くＬ字状形状
の上面にＣリング６が搭載され、蓋８の端部下面にＣリ
ング６が押しつけられる。蓋８の下面に内から外に向く
爪が取り付けられている。この爪と枠７の端部の下面が
係合される。
【００５２】図４（Ｆ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第６の例は、内側に溝１３を有する枠７の上端
面にＣリング６が搭載され、蓋８の端部下面にＣリング
６が押しつけられる。蓋８の下面には爪が取り付けら
れ、その先端部は枠７の溝１３に挿入され固定される。
実施例の第６の例は、内側に溝１３を有する枠７の上端
面にＣリング６が搭載され、蓋８の端部下面にＣリング
６が押しつけられる。蓋８の下面には爪が取り付けら
れ、その先端部は枠７の溝１３に挿入され固定される。
【００５３】図４（Ｇ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第７の例は、外側に溝１３を有する枠７の上端
面にＣリング６が搭載され、蓋８の下面にＣリング６が
押しつけられる。蓋８の端部には爪が備えられ、この爪
は溝１３に挿入される。
実施例の第７の例は、外側に溝１３を有する枠７の上端
面にＣリング６が搭載され、蓋８の下面にＣリング６が
押しつけられる。蓋８の端部には爪が備えられ、この爪
は溝１３に挿入される。
【００５４】図４（Ｈ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第８の例は、先端に外側から内側へ向けての爪
を備え、Ｌ字形状を有する枠７の上端面にＣリング６が
搭載され、このＣリング６は蓋８端部の下面で押しつけ
られる。蓋８の下面には内側から外側に向けての爪が備
えられこの爪と枠７の爪とが係合される。
実施例の第８の例は、先端に外側から内側へ向けての爪
を備え、Ｌ字形状を有する枠７の上端面にＣリング６が
搭載され、このＣリング６は蓋８端部の下面で押しつけ
られる。蓋８の下面には内側から外側に向けての爪が備
えられこの爪と枠７の爪とが係合される。
【００５５】図４（Ｉ）を参照すると、本発明の第４の
実施例の第９の例は、先端に内側から外側へ向けての爪
を備え、Ｌ字形状を有する枠７の上端面にＣリング６が
搭載され、このＣリング６は蓋８端部の下面で押しつけ
られる。蓋８の端部には外側から内側に向けての爪が備
えられ、この爪と枠７の爪とが係合される。
実施例の第９の例は、先端に内側から外側へ向けての爪
を備え、Ｌ字形状を有する枠７の上端面にＣリング６が
搭載され、このＣリング６は蓋８端部の下面で押しつけ
られる。蓋８の端部には外側から内側に向けての爪が備
えられ、この爪と枠７の爪とが係合される。
【００５６】次に本発明の第５の実施例について図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００５７】図５を参照すると、本発明の第５の実施例
は蓋８の上面に接合され、基板２の支柱１４にネジ１２
止めされた空冷式の冷却モジュール１１を有することが
特徴である。この冷却モジュール１１は蓋８に強い力で
押しつけているので、この力により蓋８は固定されＣリ
ング６も押しつぶされて気密封止が確実になる。
は蓋８の上面に接合され、基板２の支柱１４にネジ１２
止めされた空冷式の冷却モジュール１１を有することが
特徴である。この冷却モジュール１１は蓋８に強い力で
押しつけているので、この力により蓋８は固定されＣリ
ング６も押しつぶされて気密封止が確実になる。
【００５８】次に本発明の第６の実施例について図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００５９】図６を参照すると、本発明の第６の実施例
は中に入る水の圧力で蓋８を押しつける水冷式の冷却モ
ジュール１１を備えたことが特徴である。この第６の実
施例も熱抵抗を減らすために冷却モジュール１１は、蓋
８に強い力で押しつけられている。このため、この力を
利用して蓋８は固定されＣリング６が押しつぶされてい
る。この場合もＣリング６を介在させることにより、気
密封止は確実なものになる。
は中に入る水の圧力で蓋８を押しつける水冷式の冷却モ
ジュール１１を備えたことが特徴である。この第６の実
施例も熱抵抗を減らすために冷却モジュール１１は、蓋
８に強い力で押しつけられている。このため、この力を
利用して蓋８は固定されＣリング６が押しつぶされてい
る。この場合もＣリング６を介在させることにより、気
密封止は確実なものになる。
【００６０】次に本発明の第７の実施例について図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００６１】本発明の第７の実施例の特徴はＣリングの
断面形状にある。
断面形状にある。
【００６２】図７（Ａ）を参照すると、本発明の第７の
実施例の第１の例におけるＣリングの断面形状は、言葉
が示す通りの「Ｃ」型形状である。
実施例の第１の例におけるＣリングの断面形状は、言葉
が示す通りの「Ｃ」型形状である。
【００６３】図７（Ｂ）を参照すると、本発明の第７の
実施例の第２の例におけるリングの断面形状は、「ｅ」
型形状である。
実施例の第２の例におけるリングの断面形状は、「ｅ」
型形状である。
【００６４】図７（Ｃ）を参照すると、本発明の第７の
実施例の第３の例におけるリングの断面形状は「Ｏ」型
形状である。
実施例の第３の例におけるリングの断面形状は「Ｏ」型
形状である。
【００６５】図７（Ｄ）を参照すると、本発明の第７の
実施例の第４の例におけるリングの断面形状は「Ｓ」型
形状である。
実施例の第４の例におけるリングの断面形状は「Ｓ」型
形状である。
【００６６】図７（Ｅ）を参照すると、本発明の第７の
実施例の第５の例におけるリングの断面形状は「Ｚ」型
形状である。
実施例の第５の例におけるリングの断面形状は「Ｚ」型
形状である。
【００６７】図７（Ｆ）を参照すると、本発明の第７の
実施例の第６の例におけるリングの断面形状は「θ」型
形状である。これ以外に図示しないが、本発明の第７の
実施例におけるリングの断面形状としては、「Ｅ」型，
「Σ」型，「ε」型，「３」型，「６」型，「コ」型お
よび「ヨ」型等の形状があり、蓋８と枠７との段差を吸
収でき隙間を塞ぐことができる形状であればよい。
実施例の第６の例におけるリングの断面形状は「θ」型
形状である。これ以外に図示しないが、本発明の第７の
実施例におけるリングの断面形状としては、「Ｅ」型，
「Σ」型，「ε」型，「３」型，「６」型，「コ」型お
よび「ヨ」型等の形状があり、蓋８と枠７との段差を吸
収でき隙間を塞ぐことができる形状であればよい。
【００６８】本発明の一実施例では、ＬＳＩ１および蓋
８を熱伝導性接着剤等で接合したが、本発明の第３の実
施例における枠７および蓋８をＣリングで接合する構造
や、本発明の第４の実施例における枠７または蓋８に爪
を設けて蓋８を固定する構造や、本発明の第５または第
６の実施例における冷却モジュール１１を蓋８に強い力
で押えつけて蓋８を固定する構造では、ＬＳＩ１と蓋８
とを熱的接続をすればよい。このため、熱伝導性接着剤
９または半田の代わりに熱コンパウンドやグリス等を使
用可能である。発熱量が小さいＬＳＩの場合には、この
熱的接続も不要になる。この場合、蓋８を接着剤等によ
り固定しなくてもよくなるので、工程が簡略化され生産
性が向上する。
８を熱伝導性接着剤等で接合したが、本発明の第３の実
施例における枠７および蓋８をＣリングで接合する構造
や、本発明の第４の実施例における枠７または蓋８に爪
を設けて蓋８を固定する構造や、本発明の第５または第
６の実施例における冷却モジュール１１を蓋８に強い力
で押えつけて蓋８を固定する構造では、ＬＳＩ１と蓋８
とを熱的接続をすればよい。このため、熱伝導性接着剤
９または半田の代わりに熱コンパウンドやグリス等を使
用可能である。発熱量が小さいＬＳＩの場合には、この
熱的接続も不要になる。この場合、蓋８を接着剤等によ
り固定しなくてもよくなるので、工程が簡略化され生産
性が向上する。
【００６９】本発明の第５または第６の実施例における
熱的接続は蓋８とＬＳＩ１との間のみならず、蓋８と冷
却モジュール１１との間も考慮しなければならない。熱
伝導性接着剤，熱コンパウドまたはグリスが使用可能で
ある。発熱量が小さいＬＳＩの場合、この熱的接続が不
要になることもＬＳＩ１と蓋８とのケースと同じであ
る。この場合、冷却モジュール１１と蓋８とを接着剤等
により固定しなくてもよくなるので工程が簡略かされ生
産性が向上することも同様である。
熱的接続は蓋８とＬＳＩ１との間のみならず、蓋８と冷
却モジュール１１との間も考慮しなければならない。熱
伝導性接着剤，熱コンパウドまたはグリスが使用可能で
ある。発熱量が小さいＬＳＩの場合、この熱的接続が不
要になることもＬＳＩ１と蓋８とのケースと同じであ
る。この場合、冷却モジュール１１と蓋８とを接着剤等
により固定しなくてもよくなるので工程が簡略かされ生
産性が向上することも同様である。
【００７０】
【発明の効果】本発明では、封止のためにＣリング６を
用いることにより枠、蓋８の加工精度を甘くしても確実
な封止ができる。また、気密性の高い封止を実現するた
めに必要であった枠７と蓋８との溶接工程を省略するこ
とも可能になり、生産性が向上する。溶接がされていな
い場合、封止後、キャップを再度取り外すことが容易に
できるため、ＬＳＩ１のリペア（交換）が容易になる。
また、枠７およびＬＳＩ１の背面の高さの差が一定でな
い場合でもＣリング６が高さの差を吸収するので、気密
性を確保したままＬＳＩ１の背面と蓋８との間のギャッ
プを一定にすることが可能となり、熱伝導性接着剤９
（または、半田、コンパウンド）の量のコントロールが
容易になると同時に必要最小限の量でよくなる。このた
め、ＬＳＩ１と蓋８との間の熱抵抗は小さくなり、バラ
ツキもなくなるので放熱性が向上する。以上の点から生
産性を向上させ、また気密性および放熱性の向上から信
頼性の向上をはかることができる。
用いることにより枠、蓋８の加工精度を甘くしても確実
な封止ができる。また、気密性の高い封止を実現するた
めに必要であった枠７と蓋８との溶接工程を省略するこ
とも可能になり、生産性が向上する。溶接がされていな
い場合、封止後、キャップを再度取り外すことが容易に
できるため、ＬＳＩ１のリペア（交換）が容易になる。
また、枠７およびＬＳＩ１の背面の高さの差が一定でな
い場合でもＣリング６が高さの差を吸収するので、気密
性を確保したままＬＳＩ１の背面と蓋８との間のギャッ
プを一定にすることが可能となり、熱伝導性接着剤９
（または、半田、コンパウンド）の量のコントロールが
容易になると同時に必要最小限の量でよくなる。このた
め、ＬＳＩ１と蓋８との間の熱抵抗は小さくなり、バラ
ツキもなくなるので放熱性が向上する。以上の点から生
産性を向上させ、また気密性および放熱性の向上から信
頼性の向上をはかることができる。
【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施例を示す分解斜
視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される第１の実施例の
ａ−ａ断面を示す断面図である。
視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される第１の実施例の
ａ−ａ断面を示す断面図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｈ）は、本発明の第２の実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図４】図４（Ａ）〜（Ｉ）は、本発明の第４の実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第６の実施例を示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の第７の実施例
を示す図である。
を示す図である。
１ ＬＳＩ ２ 回路基板 ３，４ 電極 ５ 半田バンプ ６ Ｃリング ７ 枠 ８ 蓋 ９ 熱伝導性接着剤 １０ ろう材 １１ 冷却モジュール １２ ネジ １３ 溝 １４ 支柱
Claims (4)
- 【請求項１】 回路基板と、 この回路基板上に搭載された半導体回路チップと、 この半導体回路チップを囲むように前記回路基板上に配
置された枠と、 前記半導体回路チップを覆うように前記枠の上に配置さ
れた蓋と、 この蓋と前記枠と前記回路基板とで前記半導体回路チッ
プを気密封止するため、前記枠と前記回路基板との間に
配置されたリングと、 前記枠の前記リングに対する接触面および前記蓋の前記
リングに対する接触面の少なくとも一方に設けられた前
記リングの位置決めのための段差とを含むことを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項２】 回路基板と、 この回路基板上に搭載された半導体回路チップと、 この半導体回路チップを囲むように前記回路基板上に配
置された枠と、 前記半導体回路チップを覆うように前記枠の上に配置さ
れた蓋と、 この蓋と前記枠と前記回路基板とで前記半導体回路チッ
プを気密封止するため、前記枠と前記回路基板との間に
配置されたリングと、 前記枠または前記蓋の少なくとも一方に設けられ該枠と
該蓋とを係合する爪とを含むことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項３】 回路基板と、 この回路基板上に搭載された半導体回路チップと、 この半導体回路チップを囲むように前記回路基板上に配
置された枠と、 前記半導体回路チップを覆うように前記枠の上に配置さ
れた蓋と、 この蓋と前記枠と前記回路基板とで前記半導体回路チッ
プを気密封止するため、前記枠と前記回路基板との間に
配置されたリングと、 前記蓋の前記半導体回路チップに対する面と反対の面に
設けられた冷却モジュールとを含むことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項４】 前記蓋が前記リングを押圧するように保
たれることを特徴とする請求項１、２または３記載の半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6172536A JP2894214B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6172536A JP2894214B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837248A JPH0837248A (ja) | 1996-02-06 |
| JP2894214B2 true JP2894214B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=15943724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6172536A Expired - Lifetime JP2894214B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894214B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6477421B2 (ja) * | 2015-10-29 | 2019-03-06 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05299525A (ja) * | 1992-04-24 | 1993-11-12 | Hitachi Ltd | ハーメチック封止型半導体装置 |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP6172536A patent/JP2894214B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0837248A (ja) | 1996-02-06 |
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