JPH0279453A - 熱交換構造 - Google Patents
熱交換構造Info
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- JPH0279453A JPH0279453A JP22996688A JP22996688A JPH0279453A JP H0279453 A JPH0279453 A JP H0279453A JP 22996688 A JP22996688 A JP 22996688A JP 22996688 A JP22996688 A JP 22996688A JP H0279453 A JPH0279453 A JP H0279453A
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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
- H01L2224/10—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
- H01L2224/16221—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
- 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
-
- 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
- H01L2224/73—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
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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］
本発明は冷却実装技術に係わり、特に半導体マルチチッ
プ冷却モジュールに好適な熱交換構造に関する。
プ冷却モジュールに好適な熱交換構造に関する。
［従来の技術］
発明者らは、既に特開昭６１−１２５０２５号に開示さ
れているように、ＬＳＩチップと冷却体の半田付は層の
ボイド発生を低減する方法を考案し、ＬＳＩマルチチッ
プ冷却モジュールの性能改善に有効なことを示した。
れているように、ＬＳＩチップと冷却体の半田付は層の
ボイド発生を低減する方法を考案し、ＬＳＩマルチチッ
プ冷却モジュールの性能改善に有効なことを示した。
［発明が解決しようとする課題］
上記従来の冷却構造は、ボイドレス半田付けによりＬＳ
Ｉチップと冷却体間の熱抵抗を大幅に改善する効果が得
られる反面、不良チップ交換などのモジュール組立後の
補修作業において、半田固定部を溶融して取り外し、チ
ップ交換後に再び半田付けするなどの煩雑な工程が余儀
なくされるという問題があった。本発明の目的は、上記
従来構造の冷却性能を損なわずに組立後の補修性に優れ
る熱交換構造を提供するものである。
Ｉチップと冷却体間の熱抵抗を大幅に改善する効果が得
られる反面、不良チップ交換などのモジュール組立後の
補修作業において、半田固定部を溶融して取り外し、チ
ップ交換後に再び半田付けするなどの煩雑な工程が余儀
なくされるという問題があった。本発明の目的は、上記
従来構造の冷却性能を損なわずに組立後の補修性に優れ
る熱交換構造を提供するものである。
［課題を解決するための手段］
上記目的は、ＬＳＩチップと冷却体のいずれか一方のみ
を堅く固着するようにボイドレスで半田付けされた熱交
換構造を採用することにより、達成される。
を堅く固着するようにボイドレスで半田付けされた熱交
換構造を採用することにより、達成される。
［作用］
ＬＳＩチップと冷却体の一方のみが堅く半田固着され他
方は単に密着するようにボイドレス半田付けされている
ので、半田層を介した熱抵抗性能を損わずかつ組立後の
取り外し・補修が容易な熱交換構造が得られる。
方は単に密着するようにボイドレス半田付けされている
ので、半田層を介した熱抵抗性能を損わずかつ組立後の
取り外し・補修が容易な熱交換構造が得られる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
第１図は配線基板１０上に搭載した複数のＬＳＩチップ
１１のそれぞれに対し半田層１２を介してＳｉＣセラミ
ック製冷却ブロック１３が一体に構成されている冷却モ
ジュール構造を説明する図である。ＬＳＩチップ１１は
半田バンプ１４により配線基板１０に電気接続し、冷却
ブロック１３は柔軟なステンレス製ベローズ１５により
冷媒通路１６に気密接続した。ＬＳＩチップ１１の背面
にはＴｌ、Ｐｔ１Ａｕの順に真空蒸着法によりメタライ
ズ１１７を形成した。半田／１ｌ１２を接する冷却ブロ
ック１３の表面は研磨により鏡面状態に仕上げた。半田
層１２にはＰｂ−８ｎ系半田を用い、複合構造体の製造
方法（特開昭６ｌ−１２５０２５）に記載されている雰
囲気圧力の加減プロセスを用いて半田付けを実施した。
１１のそれぞれに対し半田層１２を介してＳｉＣセラミ
ック製冷却ブロック１３が一体に構成されている冷却モ
ジュール構造を説明する図である。ＬＳＩチップ１１は
半田バンプ１４により配線基板１０に電気接続し、冷却
ブロック１３は柔軟なステンレス製ベローズ１５により
冷媒通路１６に気密接続した。ＬＳＩチップ１１の背面
にはＴｌ、Ｐｔ１Ａｕの順に真空蒸着法によりメタライ
ズ１１７を形成した。半田／１ｌ１２を接する冷却ブロ
ック１３の表面は研磨により鏡面状態に仕上げた。半田
層１２にはＰｂ−８ｎ系半田を用い、複合構造体の製造
方法（特開昭６ｌ−１２５０２５）に記載されている雰
囲気圧力の加減プロセスを用いて半田付けを実施した。
すなわち、本プロセスを用いることによりＬＳＩチップ
１１の背面と冷却ブロック１３の鏡面の間に溶融半田を
稠密に充填し、然るのちに半田層１２をメタライズ層１
７と金属間反応させて堅く固着させた。
１１の背面と冷却ブロック１３の鏡面の間に溶融半田を
稠密に充填し、然るのちに半田層１２をメタライズ層１
７と金属間反応させて堅く固着させた。
上記工程において、溶融半田はＳｉＣセラミック製冷却
ブロック１３の鏡面に対して隙間なく接触していること
が軟エックス線透過像による解析結果により確かめられ
た。すなわち、ＬＳＩチップ１１と半田層１２と冷却ブ
ロック１３の隙間のない緊密な構成からなる低熱抵抗の
熱交換構造を実現できた。また、一部のＬＳＩチップ１
２を交換する補修工程は、冷媒通路１６全体を斜め上方
に持ち上げて個々の冷却ブロック１３と半田層１２の接
触面を分離することにより容易に行なうことができた。
ブロック１３の鏡面に対して隙間なく接触していること
が軟エックス線透過像による解析結果により確かめられ
た。すなわち、ＬＳＩチップ１１と半田層１２と冷却ブ
ロック１３の隙間のない緊密な構成からなる低熱抵抗の
熱交換構造を実現できた。また、一部のＬＳＩチップ１
２を交換する補修工程は、冷媒通路１６全体を斜め上方
に持ち上げて個々の冷却ブロック１３と半田層１２の接
触面を分離することにより容易に行なうことができた。
一方、上記実施例におけるＬＳＩチップの代わりに、Ｌ
ＳＩチップを内蔵したパッケージを用いた実施例でも同
様の効果が得られた。すなわち本実施例では、ＬＳＩチ
ップ背面はパッケージ蓋の内面に半田固着してあり、さ
らにパッケージ蓋の外面には前述のようにメタライズ層
１７を形成し半田層１２を介して冷却ブロック１３に連
結した。
ＳＩチップを内蔵したパッケージを用いた実施例でも同
様の効果が得られた。すなわち本実施例では、ＬＳＩチ
ップ背面はパッケージ蓋の内面に半田固着してあり、さ
らにパッケージ蓋の外面には前述のようにメタライズ層
１７を形成し半田層１２を介して冷却ブロック１３に連
結した。
以上説明した実施例によれば、ＬＳＩマルチチップ冷却
モジュールの冷却性能を損なわずにチップと冷却体との
分離を可能とする熱交換構造が得 。
モジュールの冷却性能を損なわずにチップと冷却体との
分離を可能とする熱交換構造が得 。
られるので、補修性が大幅に改善し、冷却モジュール組
立における信頼性・生産性を著しく高める効果を得た。
立における信頼性・生産性を著しく高める効果を得た。
［発明の効果］
本発明によれば、複数の発熱体に対して冷却体を低熱抵
抗で連結でき、しかも発熱体と冷却体との分離が容易な
熱交換構造が実現できるので１例えばＬＳＩマルチチッ
プ冷却モジュール等への適用により、信頼性・生産性を
顕著に向上させる効果を得る。
抗で連結でき、しかも発熱体と冷却体との分離が容易な
熱交換構造が実現できるので１例えばＬＳＩマルチチッ
プ冷却モジュール等への適用により、信頼性・生産性を
顕著に向上させる効果を得る。
なお、本発明による効果は発熱体あるいは冷却体として
実施例で述べたもの以外の材料を用いても発揮できる。
実施例で述べたもの以外の材料を用いても発揮できる。
すなわち、本発明の要件は発熱体若しくは冷却体の一方
が中間材（実施例では半田）と堅く固着し、他方が取り
外し可能な程度に密着しかつ低熱抵抗接触を有する熱交
換構造にある。
が中間材（実施例では半田）と堅く固着し、他方が取り
外し可能な程度に密着しかつ低熱抵抗接触を有する熱交
換構造にある。
したがって、上記要件を満たせば中間材も半田以外の高
熱伝導性を有する可塑材１例えば熱伝導性グリースや低
融点金属材を用いてもよい。
熱伝導性を有する可塑材１例えば熱伝導性グリースや低
融点金属材を用いてもよい。
第１図は冷却モジュール構造を説明する図である。
１ｏ・・・・・・配線基板、１２・・・・・・半田層、
１３・・・・・・冷却ブロック、１５・・・・・・ベロ
ーズ、１７・・・・・・メタライズ層。 第７目 ｔν ｙｏ：ＩＸ、肩奪反 ／９：へ′Ｖ−人′。 ／ｚ： ｆ田１ ／７：ノタライズｊ／Ｊ：々
ｓ１ｒフ゛亡フク
１３・・・・・・冷却ブロック、１５・・・・・・ベロ
ーズ、１７・・・・・・メタライズ層。 第７目 ｔν ｙｏ：ＩＸ、肩奪反 ／９：へ′Ｖ−人′。 ／ｚ： ｆ田１ ／７：ノタライズｊ／Ｊ：々
ｓ１ｒフ゛亡フク
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、発熱体と放熱体が中間材を介して構成される熱交換
構造において、該中間材が前記発熱体もしくは放熱体の
一方のみに堅く固着されていることを特徴とする熱交換
構造。 ２、特許請求範囲第１項記載の発熱体が配線基板上に搭
載された集積回路チップであることを特徴とする熱交換
構造。 ３、特許請求範囲第１項記載の冷却体が内部に冷媒が循
環する空間を有することを特徴とする熱交換構造。 ４、特許請求範囲第１項記載の中間材が可塑材からなる
ことを特徴とする熱交換構造。 ５、特許請求範囲第４図記載の中間材が低融点金属材で
あることを特徴とする熱交換構造。 ６、特許請求範囲第１項乃至第２項記載の発熱体が独立
して複数個有り、該発熱体のそれぞれが冷媒流路を共有
する冷却体と中間材を介して連続して構成されることを
特徴とする熱交換構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22996688A JPH0279453A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 熱交換構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22996688A JPH0279453A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 熱交換構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0279453A true JPH0279453A (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=16900496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22996688A Pending JPH0279453A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 熱交換構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0279453A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5877079A (en) * | 1996-12-02 | 1999-03-02 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing a semiconductor device and a method for mounting a semiconductor device for eliminating a void |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP22996688A patent/JPH0279453A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5877079A (en) * | 1996-12-02 | 1999-03-02 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing a semiconductor device and a method for mounting a semiconductor device for eliminating a void |
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