JPH02276264A - 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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- JPH02276264A JPH02276264A JP9806189A JP9806189A JPH02276264A JP H02276264 A JPH02276264 A JP H02276264A JP 9806189 A JP9806189 A JP 9806189A JP 9806189 A JP9806189 A JP 9806189A JP H02276264 A JPH02276264 A JP H02276264A
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Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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
するヒートシンク付セラミックパッケージに関するもの
である。
するヒートシンク付セラミックパッケージに関するもの
である。
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おり、
また、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
速化並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パ
ッケージが次第に取り入れられるようになってきた。
、ゲート当りのスピード、電力積が逐次減少しており、
また、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
速化並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パ
ッケージ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。
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
に搭載されるが、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。
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
に搭載されるが、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、Ｌ
ＳＩ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
、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して放
熱させるようにしていた。
を搭載する従来のセラミックパッケージにおいては、Ｌ
ＳＩ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
、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して放
熱させるようにしていた。
第３図に従来のヒートシンク付セラミックパッケージの
一例の断面図を示す。
一例の断面図を示す。
図において、１はセラミック基板、２はセラミック基板
１に接着されたチップ保持板である。セラミック基板１
の中央の孔内に嵌合させて他面に臨ませたチップ保持板
２の下面にはチップ固着剤７を用いてチップ６が搭載さ
れている。チップ６はセラミック基板１上の接続パッド
８と配線部材９とによって結線され、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。チップ保
持板２の上面には、ヒートシンク４がヒートシンク固着
剤３によって接着されている。このヒートシンク４は第
４図に示すように直方体形状のフィンを多数平行に並べ
た構造のもので、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実用化されている。
１に接着されたチップ保持板である。セラミック基板１
の中央の孔内に嵌合させて他面に臨ませたチップ保持板
２の下面にはチップ固着剤７を用いてチップ６が搭載さ
れている。チップ６はセラミック基板１上の接続パッド
８と配線部材９とによって結線され、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。チップ保
持板２の上面には、ヒートシンク４がヒートシンク固着
剤３によって接着されている。このヒートシンク４は第
４図に示すように直方体形状のフィンを多数平行に並べ
た構造のもので、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実用化されている。
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４の放熱効率が場
所によってほぼ均一となっており、それに対して実際の
放熱状況はチップ６に近いヒートシンク４の中央板面か
らほとんどの熱が逃げている。従って、ヒートシンク単
体としての放熱効率はよいが、パッケージ全体を考えた
場合の放熱効率は悪く、十分な冷却効果が得られないと
いう欠点があった。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間頭点
が残されていた。
ミックパッケージでは、ヒートシンク４の放熱効率が場
所によってほぼ均一となっており、それに対して実際の
放熱状況はチップ６に近いヒートシンク４の中央板面か
らほとんどの熱が逃げている。従って、ヒートシンク単
体としての放熱効率はよいが、パッケージ全体を考えた
場合の放熱効率は悪く、十分な冷却効果が得られないと
いう欠点があった。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間頭点
が残されていた。
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。
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。
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するため、本発明によるヒートシンク付
セラミックパッケージにおいては、中央部に孔を開口し
たセラミック基板と、該セラミック基板上に孔を塞ぐよ
うに嵌合して該セラミック基板に固定されたチップ保持
板と、該チップ保持板上に平行に設置された多数の菱型
水平断面のフィンを備えるヒートシンクと、前記セラミ
ック基板の孔を通して他面に臨む該チップ保持板の裏面
上に接着されたチップとを有するものである。
セラミックパッケージにおいては、中央部に孔を開口し
たセラミック基板と、該セラミック基板上に孔を塞ぐよ
うに嵌合して該セラミック基板に固定されたチップ保持
板と、該チップ保持板上に平行に設置された多数の菱型
水平断面のフィンを備えるヒートシンクと、前記セラミ
ック基板の孔を通して他面に臨む該チップ保持板の裏面
上に接着されたチップとを有するものである。
本発明のヒートシンク付セラミックパッケージにおいて
はヒートシンクのフィンの水平断面形状を菱型として平
行に配列したため、ヒートシンク中央部のフィン隙間が
狭くなり１強制空冷時の空気の流速が速くなる。従って
、ヒートシンク中央部での放熱効率が高くなり、パッケ
ージ全体としての熱抵抗は低下する。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現可能となる。
はヒートシンクのフィンの水平断面形状を菱型として平
行に配列したため、ヒートシンク中央部のフィン隙間が
狭くなり１強制空冷時の空気の流速が速くなる。従って
、ヒートシンク中央部での放熱効率が高くなり、パッケ
ージ全体としての熱抵抗は低下する。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現可能となる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例を示すヒートシンク付セラミ
ックパッケージの断面図である。
ックパッケージの断面図である。
同図において、１は中央に孔を有する平板状に形成され
たアルミナのセラミック基板、２はＣｕ／１１１からな
るチップ保持板であり、セラミック基板１の前記孔を上
面から塞ぐように嵌合して接着されている。チップ保持
板２の上面にはアルミニウムのヒートシンク４がエポキ
シ樹脂接着剤であるヒートシンク固着剤３で接着されて
いる。前記チップ保持板２の孔を通して他面に臨ませた
チップ保持板２の下面のチップ搭載面には、Ａｕ−３ｉ
等のチップ固着剤７を用いてチップ６が搭載されている
。
たアルミナのセラミック基板、２はＣｕ／１１１からな
るチップ保持板であり、セラミック基板１の前記孔を上
面から塞ぐように嵌合して接着されている。チップ保持
板２の上面にはアルミニウムのヒートシンク４がエポキ
シ樹脂接着剤であるヒートシンク固着剤３で接着されて
いる。前記チップ保持板２の孔を通して他面に臨ませた
チップ保持板２の下面のチップ搭載面には、Ａｕ−３ｉ
等のチップ固着剤７を用いてチップ６が搭載されている
。
５は前記チップ６をボードに接続するピンで、このピン
５はその複数本が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の中央の孔の周辺部
にはピン５とチップ６とを接続する接続パッド８が設け
られており、この接続パッド８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。
５はその複数本が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の中央の孔の周辺部
にはピン５とチップ６とを接続する接続パッド８が設け
られており、この接続パッド８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。
ＬＳＩチップ６の端子部はワイヤなどの配線部材９を用
いて各ピン５に対応する接続バッド８に接続されている
。
いて各ピン５に対応する接続バッド８に接続されている
。
第２図に斜視図を示す。本発明によるヒートシンク付セ
ラミックパッケージにおいては、ヒートシンク４のそれ
ぞれのフィン４ａ、４ａ、・・・の水平断面形状を夏型
とし、夏型形状のフィン４ａ、 ４ａ・・・を平行に配
列したものである。したがって、各フィン４ａ、 ４ａ
・・・の夏型中央部の厚肉部において互いに接近し、フ
ィン間の隙間が狭くなる。
ラミックパッケージにおいては、ヒートシンク４のそれ
ぞれのフィン４ａ、４ａ、・・・の水平断面形状を夏型
とし、夏型形状のフィン４ａ、 ４ａ・・・を平行に配
列したものである。したがって、各フィン４ａ、 ４ａ
・・・の夏型中央部の厚肉部において互いに接近し、フ
ィン間の隙間が狭くなる。
本発明による夏型水平断面フィンのヒートシンクと従来
の矩形水平断面フィンのヒートシンクとの熱抵抗を簡単
に比較した。フィン隙間１．５ｍの従来の矩形断面フィ
ンのヒートシンクは、外気の風速１ｍ／ｓで熱抵抗の実
測値は４に／Ｖであった。これに対し、フィンピッチ２
．３＋ａｍ、ヒートシンク中央部でのフィン隙間０．５
ｏ＊の菱型断面フィンを用いた本発明のヒートシンクに
風速１ｍ／ｓの外気を流すと、ヒートシンク中央部分に
おいて、風速４ｍ／ｓはどになっており、熱抵抗は１．
８に／Ｗに低減されることがわかった。従って、ヒート
シンク中央部での放熱効率が周辺と比較して高くなり、
チップでの発熱エネルギのほとんどがヒートシンク中央
部より外気へ逃げるためパッケージ全体としての熱抵抗
が低減され放熱効率が高くなる。
の矩形水平断面フィンのヒートシンクとの熱抵抗を簡単
に比較した。フィン隙間１．５ｍの従来の矩形断面フィ
ンのヒートシンクは、外気の風速１ｍ／ｓで熱抵抗の実
測値は４に／Ｖであった。これに対し、フィンピッチ２
．３＋ａｍ、ヒートシンク中央部でのフィン隙間０．５
ｏ＊の菱型断面フィンを用いた本発明のヒートシンクに
風速１ｍ／ｓの外気を流すと、ヒートシンク中央部分に
おいて、風速４ｍ／ｓはどになっており、熱抵抗は１．
８に／Ｗに低減されることがわかった。従って、ヒート
シンク中央部での放熱効率が周辺と比較して高くなり、
チップでの発熱エネルギのほとんどがヒートシンク中央
部より外気へ逃げるためパッケージ全体としての熱抵抗
が低減され放熱効率が高くなる。
なお９以上実施例においては、ヒートシンク４を樹脂剤
を用いてセラミック基板１に接合した例について説明し
てきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例
えばろう付けにより溶着してもよいのは勿論である。ま
た、ヒートシンク材料としてはアルミニウムに限らず熱
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。
を用いてセラミック基板１に接合した例について説明し
てきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例
えばろう付けにより溶着してもよいのは勿論である。ま
た、ヒートシンク材料としてはアルミニウムに限らず熱
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。
以上説明したように、本発明によれば、通電したときの
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を
向上できる効果を有する。
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を
向上できる効果を有する。
第１図は本発明の一実施例を示すヒートシンク付セラミ
ックパッケージの断面図、第２図は本発明の一実施例を
示すヒ・−トシンク付セラミックパッケージの斜視図、
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
一例の断面図、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である。 １・・・セラミック基板 ３・・・ヒートシンク固着剤 ４ａ・・・フィン ６・・・チップ ８・・・接続パッド ２・・・チップ保持板 ４・・・ヒートシンク ５・・・ピン ７・・・チップ固着剤 ９・・・配線部材 ４、ヒートシンク
ックパッケージの断面図、第２図は本発明の一実施例を
示すヒ・−トシンク付セラミックパッケージの斜視図、
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
一例の断面図、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である。 １・・・セラミック基板 ３・・・ヒートシンク固着剤 ４ａ・・・フィン ６・・・チップ ８・・・接続パッド ２・・・チップ保持板 ４・・・ヒートシンク ５・・・ピン ７・・・チップ固着剤 ９・・・配線部材 ４、ヒートシンク
Claims (1)
- （１）中央部に孔を開口したセラミック基板と、該セラ
ミック基板上に孔を塞ぐように嵌合して該セラミック基
板に固定されたチップ保持板と、該チップ保持板上に平
行に設置された多数の菱型水平断面のフィンを備えるヒ
ートシンクと、前記セラミック基板の孔を通して他面に
臨む該チップ保持板の裏面上に接着されたチップとを有
する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 |
|---|---|---|---|
| JP9806189A JPH02276264A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP9806189A JPH02276264A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02276264A true JPH02276264A (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=14209814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9806189A Pending JPH02276264A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02276264A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5942796A (en) * | 1997-11-17 | 1999-08-24 | Advanced Packaging Concepts, Inc. | Package structure for high-power surface-mounted electronic devices |
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| EP1478020A1 (en) * | 2003-05-14 | 2004-11-17 | Thomson Licensing S.A. | Streamline heat sink and method for manufacturing the heat sink |
| EP1478019A1 (en) * | 2003-05-14 | 2004-11-17 | Thomson Licensing S.A. | Streamline heat sink and method for manufacturing the heat sink |
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| US7215023B2 (en) | 2002-02-01 | 2007-05-08 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Power module |
| EP1873828A2 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-02 | Fanuc Ltd | Heat sink for electronic component |
| US7760506B1 (en) * | 2007-06-06 | 2010-07-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electronic components, systems and apparatus with air flow devices |
-
1989
- 1989-04-18 JP JP9806189A patent/JPH02276264A/ja active Pending
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