JP2961976B2 - ヒートシンク付半導体パッケージ - Google Patents
ヒートシンク付半導体パッケージInfo
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- JP2961976B2 JP2961976B2 JP19723391A JP19723391A JP2961976B2 JP 2961976 B2 JP2961976 B2 JP 2961976B2 JP 19723391 A JP19723391 A JP 19723391A JP 19723391 A JP19723391 A JP 19723391A JP 2961976 B2 JP2961976 B2 JP 2961976B2
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- Japan
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- heat sink
- chip
- semiconductor package
- case
- package
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—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
- H01L2224/48091—Arched
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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するヒートシンク付半導体パッケ
ージに関するものである。
プなどのチップを搭載するヒートシンク付半導体パッケ
ージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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。
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。
【０００３】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半導体パッケージが次第に取り入れ
られるようになってきた。
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半導体パッケージが次第に取り入れ
られるようになってきた。
【０００４】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
どのパッケージに搭載し、さらに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。
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
どのパッケージに搭載し、さらに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。
【０００５】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半導体パッケージにおい
ては、ＬＳＩ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、半導体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。
ＬＳＩチップを搭載する従来の半導体パッケージにおい
ては、ＬＳＩ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、半導体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。
【０００６】図３は、従来のヒートシンク付半導体パッ
ケージの一例の斜視図である。図において、１はケー
ス、５はピン、７はヒートシンクである。
ケージの一例の斜視図である。図において、１はケー
ス、５はピン、７はヒートシンクである。
【０００７】図４は、従来のヒートシンク付半導体パッ
ケージの一例の断面図である。図において、１はケース
で、その上には熱伝導性の良い材料でチップ搭載板２が
接着されている。さらに、チップ搭載板２の下面にはチ
ップ固着剤を用いてチップ３が搭載されている。
ケージの一例の断面図である。図において、１はケース
で、その上には熱伝導性の良い材料でチップ搭載板２が
接着されている。さらに、チップ搭載板２の下面にはチ
ップ固着剤を用いてチップ３が搭載されている。
【０００８】チップ３は、ケース１上の配線と、配線部
材４によって結線されている。ケース１の下側には複数
個のピン５が付けられている。ケース１の下面にはチッ
プ３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。
材４によって結線されている。ケース１の下側には複数
個のピン５が付けられている。ケース１の下面にはチッ
プ３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。
【０００９】チップ搭載板２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、長方形のプレートが縦に複数個並んだ構
造をとる。現在、このような構造のヒートシンク付半導
体パッケージが製作されている。
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、長方形のプレートが縦に複数個並んだ構
造をとる。現在、このような構造のヒートシンク付半導
体パッケージが製作されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構造のヒートシンク付半導体パッケージでは、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。
ような構造のヒートシンク付半導体パッケージでは、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。
【００１１】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半導体パッケージを提供す
ることにある。
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半導体パッケージを提供す
ることにある。
【００１２】上記目的を達成するため、本発明に係わる
ヒートシンク付半導体パッケージにおいては、ケース
と、ヒートシンクとを有するヒートシンク付半導体パッ
ケージであって、ケースは、チップを収納するものであ
り、チップ収納空間となる穴は、チップ搭載板とキャッ
プとで施蓋され、チップは、チップ搭載板の下面に接着
固定されたものであり、ヒートシンクは、ヒートシンク
ベース板と複数のプレートがチップ搭載板上に固定され
たものであり、複数の各プレートは並列に配列され、プ
レートの形状は上辺よりも下辺が短い台形であって、台
形の下辺は前記シートシンクベース板よりも幅の狭いも
のであることを特徴とするものである。
ヒートシンク付半導体パッケージにおいては、ケース
と、ヒートシンクとを有するヒートシンク付半導体パッ
ケージであって、ケースは、チップを収納するものであ
り、チップ収納空間となる穴は、チップ搭載板とキャッ
プとで施蓋され、チップは、チップ搭載板の下面に接着
固定されたものであり、ヒートシンクは、ヒートシンク
ベース板と複数のプレートがチップ搭載板上に固定され
たものであり、複数の各プレートは並列に配列され、プ
レートの形状は上辺よりも下辺が短い台形であって、台
形の下辺は前記シートシンクベース板よりも幅の狭いも
のであることを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】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、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。
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、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。
【００１４】ヒートシンクの形状は様々であるが、ヒー
トシンク単独での放熱効率の高さから長方形プレートを
縦に複数個並べた構造のものが用いられる。
トシンク単独での放熱効率の高さから長方形プレートを
縦に複数個並べた構造のものが用いられる。
【００１５】本発明のヒートシンク付半導体パッケージ
では、ヒートシンクの構造が、平板状のプレートを縦に
複数個並べて、そのプレートの形状が上辺よりも下辺の
方が短い形状であるため、フィン隙間の圧力降下によっ
て空気がヒートシンクの周辺に逃げてしまうことを防止
して、フィン隙間を通過する空気の量を多くすることが
でき、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半導体パッ
ケージが実現可能となる。
では、ヒートシンクの構造が、平板状のプレートを縦に
複数個並べて、そのプレートの形状が上辺よりも下辺の
方が短い形状であるため、フィン隙間の圧力降下によっ
て空気がヒートシンクの周辺に逃げてしまうことを防止
して、フィン隙間を通過する空気の量を多くすることが
でき、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半導体パッ
ケージが実現可能となる。
【００１６】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１７】図１は、本発明に係わるヒートシンク付半
導体パッケージの一例を示す斜視図である。図におい
て、１はケース、５はピン、７はヒートシンクである。
導体パッケージの一例を示す斜視図である。図におい
て、１はケース、５はピン、７はヒートシンクである。
【００１８】図２は、本発明のヒートシンク付半導体パ
ッケージの一例の断面図である。
ッケージの一例の断面図である。
【００１９】図において、１は平板状で中央に穴１ａが
空いているアルミナのケースで、その上には、ケース１
の中央の穴１ａにフィットするチップ搭載板２が接着さ
れている。更に、その下にはチップ固着剤を用いてチッ
プ３が搭載されている。５は前記チップ３をボードに接
続するための複数個のピンで、このピン５は前記ケース
１の下面周縁部に立設されている。
空いているアルミナのケースで、その上には、ケース１
の中央の穴１ａにフィットするチップ搭載板２が接着さ
れている。更に、その下にはチップ固着剤を用いてチッ
プ３が搭載されている。５は前記チップ３をボードに接
続するための複数個のピンで、このピン５は前記ケース
１の下面周縁部に立設されている。
【００２０】ケース１の中央の穴１ａの周辺部には、ピ
ン５とチップ３とを接続する接続パッドが設けられてお
り、この接続パッドと前記ピン５とはケース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。
ン５とチップ３とを接続する接続パッドが設けられてお
り、この接続パッドと前記ピン５とはケース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。
【００２１】チップ３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に接続されてい
る。ケース１の下面は、チップ３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。
材４で、ピン５に接続された接続パッドに接続されてい
る。ケース１の下面は、チップ３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。
【００２２】チップ搭載板２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、一定間隔を置いて縦に複
数個並べた平板状のプレート８，８…を有するものであ
り、プレート８の形状は、上辺よりも下辺のほうが短い
台形の形状をしている長い構造をしている。
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、一定間隔を置いて縦に複
数個並べた平板状のプレート８，８…を有するものであ
り、プレート８の形状は、上辺よりも下辺のほうが短い
台形の形状をしている長い構造をしている。
【００２３】本発明による平板状のプレート８が縦に複
数個並んでおり、しかも上辺よりも下辺の方が短い形状
のフィンである構造のヒートシンク７を搭載したパッケ
ージと、従来の同じ大きさ・形状の長方形のプレートが
縦に複数個並んだ構造のヒートシンクを搭載したパッケ
ージの熱抵抗を実験で比較した。本発明のパッケージで
は、風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は２．０Ｋ／Ｗであっ
た。
数個並んでおり、しかも上辺よりも下辺の方が短い形状
のフィンである構造のヒートシンク７を搭載したパッケ
ージと、従来の同じ大きさ・形状の長方形のプレートが
縦に複数個並んだ構造のヒートシンクを搭載したパッケ
ージの熱抵抗を実験で比較した。本発明のパッケージで
は、風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は２．０Ｋ／Ｗであっ
た。
【００２４】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２．４Ｋ／Ｗであった。以上よ
り、同じ大きさ・形状の平板状プレートが縦に複数個並
んでいる従来のヒートシンクが搭載されているパッケー
ジよりも、平板状プレートの形状が上辺よりも下辺の方
が短い構造のヒートシンクを搭載したパッケージの方
が、熱抵抗が小さくなることがわかった。
５ｍ／ｓのとき熱抵抗は２．４Ｋ／Ｗであった。以上よ
り、同じ大きさ・形状の平板状プレートが縦に複数個並
んでいる従来のヒートシンクが搭載されているパッケー
ジよりも、平板状プレートの形状が上辺よりも下辺の方
が短い構造のヒートシンクを搭載したパッケージの方
が、熱抵抗が小さくなることがわかった。
【００２５】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らかである。
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らかである。
【００２６】
【発明の効果】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
で高信頼性の半導体パッケージを提供することが可能と
いう効果が得られる。
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
で高信頼性の半導体パッケージを提供することが可能と
いう効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示すヒートシンク付半導体
パッケージの斜視図である。
パッケージの斜視図である。
【図２】本発明の一実施例を示すヒートシンク付半導体
パッケージの断面図である。
パッケージの断面図である。
【図３】従来のヒートシンク付半導体パッケージの一例
の斜視図である、
の斜視図である、
【図４】従来のヒートシンク付半導体パッケージの一例
の断面図である。
の断面図である。
１ ケース １ａ 穴 ２ チップ搭載板 ３ チップ ４ 配線部材 ５ ピン ６ キャップ ７ ヒートシンク ８ プレート
Claims (1)
- 【請求項１】 ケースと、ヒートシンクとを有するヒー
トシンク付半導体パッケージであって、 ケースは、チップを収納するものであり、チップ収納空
間となる穴は、チップ搭載板とキャップとで施蓋され、 チップは、チップ搭載板の下面に接着固定されたもので
あり、 ヒートシンクは、ヒートシンクベース板と複数のプレー
トがチップ搭載板上に固定されたものであり、複数の各
プレートは並列に配列され、 プレートの形状は上辺よりも下辺が短い台形であって、
台形の下辺は前記シートシンクベース板よりも幅の狭い
ものであることを特徴とするヒートシンク付半導体パッ
ケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19723391A JP2961976B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19723391A JP2961976B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521666A JPH0521666A (ja) | 1993-01-29 |
| JP2961976B2 true JP2961976B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=16371062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19723391A Expired - Fee Related JP2961976B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961976B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002054490A1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic device with heat sink |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5597035A (en) * | 1995-08-18 | 1997-01-28 | Dell Usa, L.P. | For use with a heatsink a shroud having a varying cross-sectional area |
| US5815371A (en) * | 1996-09-26 | 1998-09-29 | Dell U.S.A., L.P. | Multi-function heat dissipator |
| US5828549A (en) * | 1996-10-08 | 1998-10-27 | Dell U.S.A., L.P. | Combination heat sink and air duct for cooling processors with a series air flow |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP19723391A patent/JP2961976B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002054490A1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic device with heat sink |
| US6826050B2 (en) | 2000-12-27 | 2004-11-30 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic device with heat sink |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0521666A (ja) | 1993-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990302 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990706 |
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