JP2970693B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の半導体チップを基
板に取りつけた半導体装置に関する。最近、半導体装置
の集積度が増大し、半導体の動作中に発生する熱量も増
大する傾向にある。従って、半導体装置に放熱手段を設
けることが求められるようになってきている。
板に取りつけた半導体装置に関する。最近、半導体装置
の集積度が増大し、半導体の動作中に発生する熱量も増
大する傾向にある。従って、半導体装置に放熱手段を設
けることが求められるようになってきている。
【０００２】
【従来の技術】マルチチップモジュール構造と呼ばれる
半導体装置は、複数の半導体チップを共通の基板に取り
つけて高機能化を達成するものである。このような半導
体装置では、基板及び半導体チップは密閉した容器に収
容されていず、半導体チップから発生した熱は輻射によ
り周囲に放散し、あるいは半導体チップを覆うように設
けられた蓋と基板との隙間から逃げるようになってい
た。また、マルチチップモジュール構造と呼ばれる半導
体装置は複数の半導体チップを使用し、半導体チップの
大きさや厚さは一定ではない。特に、メーカーの異なる
半導体チップを使用することもあり、すると同種の半導
体チップでも厚さに差があることがある。
半導体装置は、複数の半導体チップを共通の基板に取り
つけて高機能化を達成するものである。このような半導
体装置では、基板及び半導体チップは密閉した容器に収
容されていず、半導体チップから発生した熱は輻射によ
り周囲に放散し、あるいは半導体チップを覆うように設
けられた蓋と基板との隙間から逃げるようになってい
た。また、マルチチップモジュール構造と呼ばれる半導
体装置は複数の半導体チップを使用し、半導体チップの
大きさや厚さは一定ではない。特に、メーカーの異なる
半導体チップを使用することもあり、すると同種の半導
体チップでも厚さに差があることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】半導体チップを覆うよ
うに設けられた蓋を有する構造では、半導体チップから
発生した熱を蓋と基板との隙間から逃げるようにするこ
とができるが、発生する熱量が増加するとそのような隙
間から熱を逃がすだけでは半導体チップの放熱性能が不
足するようになり、半導体チップから直接に熱を放散さ
せるような放熱対策が求められている。また、半導体チ
ップの厚さが一様でない場合には、そのような厚さのバ
ラツキを吸収しつつ半導体チップを収めることができ、
且つ放熱性を備えた容器形状が求められる。本発明の目
的は半導体チップから発生した熱を半導体チップから蓋
の外部へ直接に放熱でき、かつ厚さの異なる半導体チッ
プに対応できるような半導体装置を提供することであ
る。
うに設けられた蓋を有する構造では、半導体チップから
発生した熱を蓋と基板との隙間から逃げるようにするこ
とができるが、発生する熱量が増加するとそのような隙
間から熱を逃がすだけでは半導体チップの放熱性能が不
足するようになり、半導体チップから直接に熱を放散さ
せるような放熱対策が求められている。また、半導体チ
ップの厚さが一様でない場合には、そのような厚さのバ
ラツキを吸収しつつ半導体チップを収めることができ、
且つ放熱性を備えた容器形状が求められる。本発明の目
的は半導体チップから発生した熱を半導体チップから蓋
の外部へ直接に放熱でき、かつ厚さの異なる半導体チッ
プに対応できるような半導体装置を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、基板に取りつけられた複数の半導体チップと、該基
板に取りつけられ且つ該半導体チップの配置に対応する
開口部を有する蓋と、該蓋に取りつけられ、外部側に放
熱フィンを有し且つ内部側に該開口部に挿入可能な脚部
を有する放熱部材を該放熱部材の該脚部を該開口部に挿
入して該脚部と該半導体チップとを接合し、該半導体チ
ップがフェースダウンボンディングで該基板に取りつけ
られ、該放熱フィンの高さが一定となるように該放熱部
材の該脚部の高さが半導体チップの厚さに対応して変え
られることを特徴とするものである。
は、基板に取りつけられた複数の半導体チップと、該基
板に取りつけられ且つ該半導体チップの配置に対応する
開口部を有する蓋と、該蓋に取りつけられ、外部側に放
熱フィンを有し且つ内部側に該開口部に挿入可能な脚部
を有する放熱部材を該放熱部材の該脚部を該開口部に挿
入して該脚部と該半導体チップとを接合し、該半導体チ
ップがフェースダウンボンディングで該基板に取りつけ
られ、該放熱フィンの高さが一定となるように該放熱部
材の該脚部の高さが半導体チップの厚さに対応して変え
られることを特徴とするものである。
【０００５】さらに、本発明によるもう一つの態様の半
導体装置は、基板に取りつけられた複数の半導体チップ
と、該基板に取りつけられ且つ該半導体チップの配置に
対応する開口部を有する蓋と、該蓋に取りつけられ、外
部側に放熱フィンを有し且つ内部側に該開口部に挿入可
能な脚部を有する放熱部材とを備え、該放熱部材の該脚
部を該開口部に挿入して該脚部と該半導体チップとを接
合し、該基板の表面と該蓋の内面との間の距離が半導体
チップの厚さよりも小さく、該蓋の厚さが、該半導体チ
ップの表面が該開口部内にあるようになっており、さら
に、ダイ材が放熱部材の脚部と半導体チップとを接合し
且つ放熱部材の脚部と該開口部との間の隙間を埋めるこ
とを特徴とするものである。
導体装置は、基板に取りつけられた複数の半導体チップ
と、該基板に取りつけられ且つ該半導体チップの配置に
対応する開口部を有する蓋と、該蓋に取りつけられ、外
部側に放熱フィンを有し且つ内部側に該開口部に挿入可
能な脚部を有する放熱部材とを備え、該放熱部材の該脚
部を該開口部に挿入して該脚部と該半導体チップとを接
合し、該基板の表面と該蓋の内面との間の距離が半導体
チップの厚さよりも小さく、該蓋の厚さが、該半導体チ
ップの表面が該開口部内にあるようになっており、さら
に、ダイ材が放熱部材の脚部と半導体チップとを接合し
且つ放熱部材の脚部と該開口部との間の隙間を埋めるこ
とを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上記構成においては、各半導体チップが放熱フ
ィンに接合されるので、半導体チップから発生した熱を
半導体チップから上記蓋の外部に直接に放熱できる。ま
た、各半導体チップは放熱部材の脚部を介して放熱フィ
ンに接合され、これらの放熱部材の脚部の厚さを変える
ことによって厚さの異なる半導体チップに対応できる。
ィンに接合されるので、半導体チップから発生した熱を
半導体チップから上記蓋の外部に直接に放熱できる。ま
た、各半導体チップは放熱部材の脚部を介して放熱フィ
ンに接合され、これらの放熱部材の脚部の厚さを変える
ことによって厚さの異なる半導体チップに対応できる。
【０００７】
【実施例】図１から図４は本発明の第１実施例の半導体
装置を示し、基板10の上に複数の半導体チップ12がフェ
ースダウンボンディングで取りつけられる。実施例にお
いては、半導体チップ12はＴＡＢ品であり、半導体チッ
プ12の表面側を基板10に向けてリード14が基板10に熱圧
着される。また、半導体チップ12にハンダバンプを設け
てリードなしに半導体チップ12を基板10に直接に取りつ
けるフリップチップ接合とすることもできる。
装置を示し、基板10の上に複数の半導体チップ12がフェ
ースダウンボンディングで取りつけられる。実施例にお
いては、半導体チップ12はＴＡＢ品であり、半導体チッ
プ12の表面側を基板10に向けてリード14が基板10に熱圧
着される。また、半導体チップ12にハンダバンプを設け
てリードなしに半導体チップ12を基板10に直接に取りつ
けるフリップチップ接合とすることもできる。
【０００８】平坦な蓋16がスペーサ18を介して基板10に
固定され、半導体チップ12をその内部に収容する。蓋16
は半導体チップ12の配置に対応する開口部20を有する。
放熱部材22がこの蓋16に取りつけられる。放熱部材22は
外部側に放熱フィン24を有し且つ内部側に蓋16の開口部
20に挿入可能な脚部26を有する。各放熱部材22の脚部26
は関連する開口部20の壁面に対して微小な隙間を形成す
る断面形状を有し、放熱フィン24の根元部の全体的な形
状は関連する開口部20よりも大きい。
固定され、半導体チップ12をその内部に収容する。蓋16
は半導体チップ12の配置に対応する開口部20を有する。
放熱部材22がこの蓋16に取りつけられる。放熱部材22は
外部側に放熱フィン24を有し且つ内部側に蓋16の開口部
20に挿入可能な脚部26を有する。各放熱部材22の脚部26
は関連する開口部20の壁面に対して微小な隙間を形成す
る断面形状を有し、放熱フィン24の根元部の全体的な形
状は関連する開口部20よりも大きい。
【０００９】放熱部材22の形状は図４に示されており、
放熱部材22の蓋16に対する配置は図３に示されている。
半導体チップ12の配置は放熱部材22の配置に対応する。
図１は、半導体チップ12を取りつけた基板10の上に蓋16
を固定し、各半導体チップ12とほぼ同じ面積のダイ材
（ハンダ）28を各半導体チップ12の上に置き、それから
放熱部材22の脚部26を関連する開口部20に挿入したとこ
ろを示す図である。
放熱部材22の蓋16に対する配置は図３に示されている。
半導体チップ12の配置は放熱部材22の配置に対応する。
図１は、半導体チップ12を取りつけた基板10の上に蓋16
を固定し、各半導体チップ12とほぼ同じ面積のダイ材
（ハンダ）28を各半導体チップ12の上に置き、それから
放熱部材22の脚部26を関連する開口部20に挿入したとこ
ろを示す図である。
【００１０】半導体チップ12の厚さは相互に差があり、
各放熱部材22の脚部26の高さが半導体チップ12の厚さに
対応して変えられ、全ての放熱部材22の放熱フィン24の
高さが一定となるようになっている。また、基板10の表
面と蓋16の内面との間の距離が各半導体チップ12の厚さ
よりも小さく、従って、各半導体チップ12が開口部20内
に突出する。そして、蓋16の厚さが、半導体チップ12の
表面が開口部20内（開口部20の途中）にあるようになっ
ている。さらに、各放熱部材22の脚部26の断面形状は半
導体チップ12の形状とほぼ同じであり、従って、半導体
チップ12は関連する開口部20の壁面に対して微小な隙間
を形成する。
各放熱部材22の脚部26の高さが半導体チップ12の厚さに
対応して変えられ、全ての放熱部材22の放熱フィン24の
高さが一定となるようになっている。また、基板10の表
面と蓋16の内面との間の距離が各半導体チップ12の厚さ
よりも小さく、従って、各半導体チップ12が開口部20内
に突出する。そして、蓋16の厚さが、半導体チップ12の
表面が開口部20内（開口部20の途中）にあるようになっ
ている。さらに、各放熱部材22の脚部26の断面形状は半
導体チップ12の形状とほぼ同じであり、従って、半導体
チップ12は関連する開口部20の壁面に対して微小な隙間
を形成する。
【００１１】図１の組み立て状態にセットされたら、全
体を加熱し、ダイ材28を溶融させ、放熱部材22の脚部26
を半導体チップ12に溶着させる。このとき、図２に示さ
れるように、各放熱部材22の脚部26が半導体チップ12に
向かってわずかに沈み、ダイ材28の一部が放熱部材22の
脚部26と半導体チップ12との間からはみ出し、放熱部材
22の脚部26と開口部20の壁面との間の隙間を埋める。よ
って密封容器が形成される。また放熱フィン24の根元部
が開口部20の周縁壁に近づく。
体を加熱し、ダイ材28を溶融させ、放熱部材22の脚部26
を半導体チップ12に溶着させる。このとき、図２に示さ
れるように、各放熱部材22の脚部26が半導体チップ12に
向かってわずかに沈み、ダイ材28の一部が放熱部材22の
脚部26と半導体チップ12との間からはみ出し、放熱部材
22の脚部26と開口部20の壁面との間の隙間を埋める。よ
って密封容器が形成される。また放熱フィン24の根元部
が開口部20の周縁壁に近づく。
【００１２】上記構成においては、各半導体チップ12が
放熱部材22の放熱フィン24に接合されるので、半導体装
置の使用中に半導体チップ12から発生した熱を半導体チ
ップ12から蓋16の外部に直接に放熱できる。特に、半導
体チップ12の表面が蓋16の開口部20内にあるように構成
することによって、半導体チップ12を蓋16の外部により
近づけて放熱効果を高め、基板10と蓋16とによって形成
される容器をよりコンパクトにすることができる。
放熱部材22の放熱フィン24に接合されるので、半導体装
置の使用中に半導体チップ12から発生した熱を半導体チ
ップ12から蓋16の外部に直接に放熱できる。特に、半導
体チップ12の表面が蓋16の開口部20内にあるように構成
することによって、半導体チップ12を蓋16の外部により
近づけて放熱効果を高め、基板10と蓋16とによって形成
される容器をよりコンパクトにすることができる。
【００１３】図５は放熱部材22が放熱フィン24及び脚部
26を有する構成に加えて、蓋16にも放熱フィン30を設け
た例を示す図である。これによって、半導体装置の放熱
をさらに促進する。図６は放熱部材22の他の例を示す図
である。前の例の放熱部材22の放熱フィン24は波板状に
形成されていたが、図６の放熱部材22の放熱フィン24は
突起リブ状に形成されている。放熱部材22は前の例と同
様の脚部26を有する。
26を有する構成に加えて、蓋16にも放熱フィン30を設け
た例を示す図である。これによって、半導体装置の放熱
をさらに促進する。図６は放熱部材22の他の例を示す図
である。前の例の放熱部材22の放熱フィン24は波板状に
形成されていたが、図６の放熱部材22の放熱フィン24は
突起リブ状に形成されている。放熱部材22は前の例と同
様の脚部26を有する。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各半導体チップが放熱フィンに接合されるので、半導体
チップから発生した熱を半導体チップから蓋の外部に直
接に放熱でき、また、放熱部材の脚部の厚さを変えるこ
とによって厚さの異なる半導体チップに対応できる。
各半導体チップが放熱フィンに接合されるので、半導体
チップから発生した熱を半導体チップから蓋の外部に直
接に放熱でき、また、放熱部材の脚部の厚さを変えるこ
とによって厚さの異なる半導体チップに対応できる。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】図１の装置の溶着後の状態を示す図である。
【図３】図１の半導体装置の平面図である。
【図４】図１の放熱部材の斜視図である。
【図５】蓋の変化例を示す図である。
【図６】放熱部材の変化例を示す図である。
10…基板 12…半導体チップ 16…蓋 20…開口部 22…放熱部材 24…放熱フィン 26…脚部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−78982（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−144998（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−48095（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 23/34 - 23/473
Claims (3)
- 【請求項１】 基板（10）に取りつけられた複数の半導
体チップ（12）と、該基板に取りつけられ且つ該半導体
チップの配置に対応する開口部（20）を有する蓋（16）
と、該蓋（16）に取りつけられ、外部側に放熱フィン
（24）を有し且つ内部側に該開口部に挿入可能な脚部
（26）を有する放熱部材（22）とを備え、該放熱部材の
該脚部（26）を該開口部（20）に挿入して該脚部（26）
と該半導体チップ（12）とを接合し、該半導体チップ
（12）がフェースダウンボンディングで該基板（10）に
取りつけられ、該放熱フィン（24）の高さが一定となる
ように該放熱部材の該脚部（26）の高さが半導体チップ
の厚さに対応して変えられることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２】 該基板（10）の表面と該蓋（16）の内面
との間の距離が半導体チップ（12）の厚さよりも小さ
く、該蓋（16）の厚さが、該半導体チップ（12）の表面
が該開口部（20）内にあるようになっていることを特徴
とする請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 基板（10）に取りつけられた複数の半導
体チップ（12）と、該基板に取りつけられ且つ該半導体
チップの配置に対応する開口部（20）を有する蓋（16）
と、該蓋（16）に取りつけられ、外部側に放熱フィン
（24）を有し且つ内部側に該開口部に挿入可能な脚部
（26）を有する放熱部材（22）とを備え、該放熱部材の
該脚部（26）を該開口部（20）に挿入して該脚部（26）
と該半導体チップ（12）とを接合し、該基板（10）の表
面と該蓋（16）の内面との間の距離が半導体チップ（1
2）の厚さよりも小さく、該蓋（16）の厚さが、該半導
体チップ（12）の表面が該開口部（20）内にあるように
なっており、さらに、ダイ材（28）が放熱部材の脚部と
半導体チップとを接合し且つ放熱部材の脚部と該開口部
との間の隙間を埋めることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3023274A JP2970693B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3023274A JP2970693B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04263457A JPH04263457A (ja) | 1992-09-18 |
| JP2970693B2 true JP2970693B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=12106028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3023274A Expired - Fee Related JP2970693B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2970693B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI286832B (en) * | 2002-11-05 | 2007-09-11 | Advanced Semiconductor Eng | Thermal enhance semiconductor package |
| JP4686318B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2011-05-25 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| JP2007258448A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JP5057221B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2012-10-24 | 中村製作所株式会社 | 放熱部付き金属ベースプリント基板及びその製造方法 |
| TW201249318A (en) * | 2011-05-25 | 2012-12-01 | Giga Byte Tech Co Ltd | Heat dissipation device and electronic device thereof |
| CN106796923B (zh) * | 2014-09-27 | 2020-05-05 | 英特尔公司 | 多芯片自调整冷却解决方案 |
| US9543226B1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-01-10 | Coriant Advanced Technology, LLC | Heat sink for a semiconductor chip device |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP3023274A patent/JP2970693B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04263457A (ja) | 1992-09-18 |
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