JPH03214762A - 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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- JPH03214762A JPH03214762A JP2010259A JP1025990A JPH03214762A JP H03214762 A JPH03214762 A JP H03214762A JP 2010259 A JP2010259 A JP 2010259A JP 1025990 A JP1025990 A JP 1025990A JP H03214762 A JPH03214762 A JP H03214762A
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- heat sink
- cap
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
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」―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｛ツ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｛ツセラミックパッケージに関するも
のである。
［従来の技術］
高度な半尋体素了・技術は論］１１素子から理解される
ように、ゲート当りのスピード、１官力積が逐次減少し
ていると′Ｊ（に、微細加］一技術の発達により、ゲー
ト当りの占有面積も次第に減少している。このため、？
１′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。一方、この半導体チップを保護し、｛Ａ頼性を向
−［−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Ｌ・ｂ、して実装の領域ｌ＼と発展してき
ている。これにイ゛１′い、近イ１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］．など
のためにＩｓＩ化された半導体素子や高密度で、かつ小
型化されたｌ．ｓＩチップ｛トｉ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。
ように、ゲート当りのスピード、１官力積が逐次減少し
ていると′Ｊ（に、微細加］一技術の発達により、ゲー
ト当りの占有面積も次第に減少している。このため、？
１′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。一方、この半導体チップを保護し、｛Ａ頼性を向
−［−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Ｌ・ｂ、して実装の領域ｌ＼と発展してき
ている。これにイ゛１′い、近イ１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］．など
のためにＩｓＩ化された半導体素子や高密度で、かつ小
型化されたｌ．ｓＩチップ｛トｉ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、このように素了の高集積化の度合か大きくな
ると、半導体チップの消費′市力も増大することになる
。そのため、消費′市力の大きな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ｉ１ｉ！ Ｌ、さらにボードのみによる放熱で
は当然１、８Ｉ チップの冷却に対して限界がある。
ると、半導体チップの消費′市力も増大することになる
。そのため、消費′市力の大きな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ｉ１ｉ！ Ｌ、さらにボードのみによる放熱で
は当然１、８Ｉ 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、
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、セラミックパッケージの」一面に、熱伝尋性の優れ
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。
プを搭載する従来のセラミック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、セラミックパッケージの」一面に、熱伝尋性の優れ
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。
第３図は従来のヒートシンク付セラミックパッケージを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
図において、ｌはセラミック基板、５はビン、６はキャ
ップ、７はヒートシンクである。
ップ、７はヒートシンクである。
第４図は従来のヒートシンク付セラミックパッケージを
示す断面図である。
示す断面図である。
図において、１はセラミック基板で、その」−にはチッ
プ固ｉ゛′１剤を用いてチツプ２が搭載されている。チ
ップ２は、セラミックジ（板ｌ上の接続パツド３と配線
部材４によって３１一線されているゎセラミック基板ｌ
の下側には複数個のビン５が伺けられている。セラミッ
クＪ＋１４１ｊ．ｌの上面にはチップ２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。キ
ャップ６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は中央に
支柱７ａがあり、支柱７ａｊユにフイン７ｂが＋Ｍ ’
Ｉｔ付いている構造をとる。
プ固ｉ゛′１剤を用いてチツプ２が搭載されている。チ
ップ２は、セラミックジ（板ｌ上の接続パツド３と配線
部材４によって３１一線されているゎセラミック基板ｌ
の下側には複数個のビン５が伺けられている。セラミッ
クＪ＋１４１ｊ．ｌの上面にはチップ２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。キ
ャップ６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は中央に
支柱７ａがあり、支柱７ａｊユにフイン７ｂが＋Ｍ ’
Ｉｔ付いている構造をとる。
現在、このような構造のヒートシンク付セラミックパッ
ケージが製作されている。
ケージが製作されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、」．述のような構造のヒーＩ・シンク付
セラミックパッケージでは、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。そのため、チップそのものの温度−１
，ｌ１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。
セラミックパッケージでは、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。そのため、チップそのものの温度−１
，ｌ１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。
本発明Ｑ月１的は允熱量の大きな高集積化１，３１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
いヒートシンク伺セラミックパッケージを提供すること
にある。
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
いヒートシンク伺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下段］
１）；ｊ記１１的を達成するため、木発明に係るピー１
・シングイ４セラミックパッケージにおいては、セラミ
ック基板と、該セラミック基板上に接着されたチップと
、該チップを塞ぐように該セラミック栽板上に接着され
たキャップと、該キャップ上に接着されたヒートシンク
とを有し、 前記ヒートシンクは支柱と該支柱の周上に張り出して軸
方向に多段に形成された水平型フィンとからなり、該支
柱の断面積を開放端側からキャップの接着面側に向けて
軸方向に徐々に拡径したものである。
・シングイ４セラミックパッケージにおいては、セラミ
ック基板と、該セラミック基板上に接着されたチップと
、該チップを塞ぐように該セラミック栽板上に接着され
たキャップと、該キャップ上に接着されたヒートシンク
とを有し、 前記ヒートシンクは支柱と該支柱の周上に張り出して軸
方向に多段に形成された水平型フィンとからなり、該支
柱の断面積を開放端側からキャップの接着面側に向けて
軸方向に徐々に拡径したものである。
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ｌ．ｓｌ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する必要
がある。さらに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、１、Ｓ１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１１．１や接着
剤により一体・１− 的に固着させ放熱させるようにしている。ヒートシンク
の形状は様々であるが、強制空冷時の風の方向依存性の
なさとヒートシンクｌｊ独での放熱効率の高さから数個
のフィンを支柱で接続している構造のものが用いられる
。
、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ｌ．ｓｌ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する必要
がある。さらに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、１、Ｓ１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１１．１や接着
剤により一体・１− 的に固着させ放熱させるようにしている。ヒートシンク
の形状は様々であるが、強制空冷時の風の方向依存性の
なさとヒートシンクｌｊ独での放熱効率の高さから数個
のフィンを支柱で接続している構造のものが用いられる
。
本発明のヒートシンク｛＝ｊセラミックパッケージでは
、ヒートシンクの構造が、複数個の水平型フィンが並ん
でいる中央の支柱の断面積が開放端である上方からキャ
ップ接着面側である下方に行くに従って軸方向に徐々に
大きくなっていくために、発熱部から上方のフィンまで
到達するエネルギ量が多くなり、放熱効率は大きくなる
。この構造により、−１１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。
、ヒートシンクの構造が、複数個の水平型フィンが並ん
でいる中央の支柱の断面積が開放端である上方からキャ
ップ接着面側である下方に行くに従って軸方向に徐々に
大きくなっていくために、発熱部から上方のフィンまで
到達するエネルギ量が多くなり、放熱効率は大きくなる
。この構造により、−１１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図は本発明に係るヒートシンク付セラミックパッケ
ージの一例を示す斜視図である。
ージの一例を示す斜視図である。
図において、ｌはセラミック裁板、５はピン、６はキャ
ップ、７はヒートシンクである。
ップ、７はヒートシンクである。
第２図は本発明のヒートシンク付セラミックパッケージ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
図において、１は平板状に形成されたアルミナのセラミ
ック」、ζ板で、その十にはチップ固着剤を用いてチッ
プ２が＋？Ｆ ＋＋曳されている。５は１）；Ｊ記チツ
ブ２をボードに接続するための複数個のピンで、このビ
ン５はｉ’＋ｉｉ記セラミッグ基板１の下面周縁ｒｔｌ
，に立没されている。セラミック基板１の中央の穴の周
辺＋’ｆｌｉにはビン３とチップ２とを接続する接続パ
ッド３がＮ２けられており、この接続パッド３と前記ビ
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
′］・ｈ気的に接ｂｌＪされている。チツブ２の端子部
はワイヤなどの配線ｆ｛］３材４で、ビン５に接ｂ″こ
されたＩ寝斤克バッド３に４妾斥売されている。セラミ
ック基板１の−１．面は、チップ２を覆うように低融点
カラス等の接着剤によりキャップ６が接着されており、
中の気柑を保っている。キャップ６の−１４面には、ア
ルミニウムのヒートシンク７かヒートシンク固ｊ″『剤
によって接着されているーピー１・シンク７は中央に支
柱７ａがあり、支柱７ａの両端及び周上には軸間隔を置
いて多数のフィン７１１が外周に張り出した構造をして
おり、キャップ６の上面にフィンの一つが広い面積で接
着している。本発明においては、支柱７ａの断面積を開
放喘からキャップ６への接着面７ｃ側に向けて軸方向に
徐々に拡径したものである。
ック」、ζ板で、その十にはチップ固着剤を用いてチッ
プ２が＋？Ｆ ＋＋曳されている。５は１）；Ｊ記チツ
ブ２をボードに接続するための複数個のピンで、このビ
ン５はｉ’＋ｉｉ記セラミッグ基板１の下面周縁ｒｔｌ
，に立没されている。セラミック基板１の中央の穴の周
辺＋’ｆｌｉにはビン３とチップ２とを接続する接続パ
ッド３がＮ２けられており、この接続パッド３と前記ビ
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
′］・ｈ気的に接ｂｌＪされている。チツブ２の端子部
はワイヤなどの配線ｆ｛］３材４で、ビン５に接ｂ″こ
されたＩ寝斤克バッド３に４妾斥売されている。セラミ
ック基板１の−１．面は、チップ２を覆うように低融点
カラス等の接着剤によりキャップ６が接着されており、
中の気柑を保っている。キャップ６の−１４面には、ア
ルミニウムのヒートシンク７かヒートシンク固ｊ″『剤
によって接着されているーピー１・シンク７は中央に支
柱７ａがあり、支柱７ａの両端及び周上には軸間隔を置
いて多数のフィン７１１が外周に張り出した構造をして
おり、キャップ６の上面にフィンの一つが広い面積で接
着している。本発明においては、支柱７ａの断面積を開
放喘からキャップ６への接着面７ｃ側に向けて軸方向に
徐々に拡径したものである。
実施例においては、各フィン間毎に段階的に径を変化さ
せた側を示しているが、軸方向に実質的に断面積を変化
させるものであれば、この例に限らない。
せた側を示しているが、軸方向に実質的に断面積を変化
させるものであれば、この例に限らない。
本発明による中央の支朴７ａの断面積か下方に行くに従
って大きくなる構造のヒートシンク７を有するパッケー
ジと、従来の支柱の断面積か上から下まで同径である構
造のヒートシンクの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。
って大きくなる構造のヒートシンク７を有するパッケー
ジと、従来の支柱の断面積か上から下まで同径である構
造のヒートシンクの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。
これに対して従来のパッケーシでは、風連５ ｍ ／
Ｓのとき熱抵抗は２．２Ｋ八であった。以−４一によ１
ハ中央の支柱の断面積力舅１−からドまで同径である構
造のヒートシンクが搭載されているパッケージよりも、
中央の支４ｌ’，１ｔｓの断面積が」二方よりも下方の
方が大きい構造のヒートシンクが搭載されている本発明
のパッケージの方が、熱抵抗が小さくなることがわかっ
た。
Ｓのとき熱抵抗は２．２Ｋ八であった。以−４一によ１
ハ中央の支柱の断面積力舅１−からドまで同径である構
造のヒートシンクが搭載されているパッケージよりも、
中央の支４ｌ’，１ｔｓの断面積が」二方よりも下方の
方が大きい構造のヒートシンクが搭載されている本発明
のパッケージの方が、熱抵抗が小さくなることがわかっ
た。
なお、」、記実施例においては、ヒーｌ・シン夕月λ′
，１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づｄ明の
効果を１分に満足できることは明らかである。また、水
平フィンの形状についても、実施例では円形のフィンで
説明したが、正方形，長方形等の任意の形状でも同様の
効果がイシ｝られるのは明らかである。
，１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づｄ明の
効果を１分に満足できることは明らかである。また、水
平フィンの形状についても、実施例では円形のフィンで
説明したが、正方形，長方形等の任意の形状でも同様の
効果がイシ｝られるのは明らかである。
［発明の効果］
以−１４説明したように、本発明によれば、通電時の発
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、高速動作で高イ，）頼性
のセラミックパッケージを提供できるという効果がある
。
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、高速動作で高イ，）頼性
のセラミックパッケージを提供できるという効果がある
。
４．１ズ１面のｆｉｉｉ ！ｉｔな説明第１１２１は本
発明の一実施例を示すヒートシンクイ」セラミックパッ
ケージの斜視ＩＡ、第２図は本発明の一実施例を示すヒ
ートシンクイ・ｊセラミックパッケージの断面図、第３
図は従来のヒー］・シンク付セラミックパッケージの一
例の斜視図、第４図は従来のビートシンクイ１セラミッ
クパッケージの−・例の断而図である。
発明の一実施例を示すヒートシンクイ」セラミックパッ
ケージの斜視ＩＡ、第２図は本発明の一実施例を示すヒ
ートシンクイ・ｊセラミックパッケージの断面図、第３
図は従来のヒー］・シンク付セラミックパッケージの一
例の斜視図、第４図は従来のビートシンクイ１セラミッ
クパッケージの−・例の断而図である。
１・・・セラミック基板 ２・・・チップ３・・・１
ｇ続パッド ４・・配Ｈ，！！部材５・・・ビン
６・・・キャップ７・・・ヒートシンク 特８′１出願人 ］］本電気株式会社
ｇ続パッド ４・・配Ｈ，！！部材５・・・ビン
６・・・キャップ７・・・ヒートシンク 特８′１出願人 ］］本電気株式会社
Claims (1)
- （１）セラミック基板と、該セラミック基板上に接着さ
れたチップと、該チップを塞ぐように該セラミック基板
上に接着されたキャップと、該キャップ上に接着された
ヒートシンクとを有し、 前記ヒートシンクは支柱と該支柱の周上に張り出して軸
方向に多段に形成された水平型フィンとからなり、該支
柱の断面積を開放端側からキャップの接着面側に向けて
軸方向に徐々に拡径した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 |
|---|---|---|---|
| JP2010259A JPH03214762A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2010259A JPH03214762A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214762A true JPH03214762A (ja) | 1991-09-19 |
Family
ID=11745320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010259A Pending JPH03214762A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03214762A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100382118B1 (ko) * | 2000-10-18 | 2003-05-01 | 한국생산기술연구원 | 방열기 |
| US20200102839A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | United Technologies Corporation | Ribbed pin fins |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041055B2 (ja) * | 1975-07-18 | 1985-09-13 | ソルヴエイ・アンド・コムパニイ | 弗化ビニリデンの製造法 |
| JPH0273697A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Hitachi Ltd | 放熱フイン |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2010259A patent/JPH03214762A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041055B2 (ja) * | 1975-07-18 | 1985-09-13 | ソルヴエイ・アンド・コムパニイ | 弗化ビニリデンの製造法 |
| JPH0273697A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Hitachi Ltd | 放熱フイン |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100382118B1 (ko) * | 2000-10-18 | 2003-05-01 | 한국생산기술연구원 | 방열기 |
| US20200102839A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | United Technologies Corporation | Ribbed pin fins |
| US10907480B2 (en) * | 2018-09-28 | 2021-02-02 | Raytheon Technologies Corporation | Ribbed pin fins |
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