JPH0338744B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0338744B2 JPH0338744B2 JP57197490A JP19749082A JPH0338744B2 JP H0338744 B2 JPH0338744 B2 JP H0338744B2 JP 57197490 A JP57197490 A JP 57197490A JP 19749082 A JP19749082 A JP 19749082A JP H0338744 B2 JPH0338744 B2 JP H0338744B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gap
- semiconductor
- heat sink
- thermally conductive
- conductive liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/25—Arrangements for cooling characterised by their materials
- H10W40/258—Metallic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は集積回路チツプなどの半導体の冷却装
置に係り、特に基板上に多数搭載された半導体チ
ツプの冷却に好適な半導体冷却装置に関する。
置に係り、特に基板上に多数搭載された半導体チ
ツプの冷却に好適な半導体冷却装置に関する。
基板に多数搭載された半導体チツプを冷却する
ものとして、第１図及び第２図に示すようなもの
が公表されている。第１図は、チツプ（半導体）
１とヒートシンク２を液体金属などの熱伝導性液
体３により直接に接続したものである。
ものとして、第１図及び第２図に示すようなもの
が公表されている。第１図は、チツプ（半導体）
１とヒートシンク２を液体金属などの熱伝導性液
体３により直接に接続したものである。
上記構造なものでは次のような欠点がある。基
板４は通常、完全に平坦ではなく、数100μｍ程
度のうねりがある。したがつて、ヒートシンク２
チツプ１の間隙を数100μｍ以下につめることは
できない。上記熱伝導性液体として例えば熱伝導
性グリースを用いた場合にはグリース層が数
100μｍ以上と厚くなるから、グリース層の熱抵
抗が大きくなる。
板４は通常、完全に平坦ではなく、数100μｍ程
度のうねりがある。したがつて、ヒートシンク２
チツプ１の間隙を数100μｍ以下につめることは
できない。上記熱伝導性液体として例えば熱伝導
性グリースを用いた場合にはグリース層が数
100μｍ以上と厚くなるから、グリース層の熱抵
抗が大きくなる。
また、上記熱伝導性液体として液体金属を用い
た場合次の問題がある。すなわち、液体金属３は
表面張力により保持されているが、表面張力によ
る保持力は間隙に逆比例しており、間隙が数
100μｍもある場合には、充分な保持力を得るこ
とはできない。
た場合次の問題がある。すなわち、液体金属３は
表面張力により保持されているが、表面張力によ
る保持力は間隙に逆比例しており、間隙が数
100μｍもある場合には、充分な保持力を得るこ
とはできない。
第２図は、液体金属３をパリレン等の高分子膜
５でコーテイングすることにより保持力を高めた
ものである。この方法には次のような問題点があ
る。通常、パリレン等の高分子膜は弾性変形の範
囲が極めて狭く、このような膜でコーテイングさ
れた液体金属は変形し難くなくなり、変形量は
50μｍ程度が限界である。このため、基板のうね
りによる数100μｍ程度の間隙のばらつきをこの
ような構造で吸収することはとてもできない。
５でコーテイングすることにより保持力を高めた
ものである。この方法には次のような問題点があ
る。通常、パリレン等の高分子膜は弾性変形の範
囲が極めて狭く、このような膜でコーテイングさ
れた液体金属は変形し難くなくなり、変形量は
50μｍ程度が限界である。このため、基板のうね
りによる数100μｍ程度の間隙のばらつきをこの
ような構造で吸収することはとてもできない。
本発明の目的は、熱伝導性液体の保持性を高め
ることができ、かつ熱抵抗の小さい半導体冷却装
置を得ることにある。
ることができ、かつ熱抵抗の小さい半導体冷却装
置を得ることにある。
上記目的を達成するため本発明は、基板上の半
導体から発生する熱をヒートシンクに放散させる
半導体冷却装置において、前記半導体との間に微
小間隙を介して配置されかつ前記ヒートシンクに
固定された間隙調整部材と、この間隙調整部材と
前記半導体との間の前記微小間隙に介在された熱
伝導性液体とを有することを特徴とするものであ
る。
導体から発生する熱をヒートシンクに放散させる
半導体冷却装置において、前記半導体との間に微
小間隙を介して配置されかつ前記ヒートシンクに
固定された間隙調整部材と、この間隙調整部材と
前記半導体との間の前記微小間隙に介在された熱
伝導性液体とを有することを特徴とするものであ
る。
本発明は、ヒートシンクと半導体間を間隙調整
部材により微小な値に調節できる。この微小間隙
に熱伝導性液体を満たしているので、表面張力に
よる保持力を大幅に高めることができる。また、
パリレン等の高分子膜により熱伝導性液体を保持
する場合においても、吸収すべき変位量は熱変形
による微小量のみであるので、充分吸収可能とな
る。
部材により微小な値に調節できる。この微小間隙
に熱伝導性液体を満たしているので、表面張力に
よる保持力を大幅に高めることができる。また、
パリレン等の高分子膜により熱伝導性液体を保持
する場合においても、吸収すべき変位量は熱変形
による微小量のみであるので、充分吸収可能とな
る。
以下この発明の実施例を第３図〜第６図により
説明する。
説明する。
第３図はこの発明の一実施例の半導体冷却装置
を示すものである。ヒートシンク２のチツプ１に
対向する位置に貫通孔が設けられ、はんだ７によ
り間隙調節スタツド６が取りつけられる。間隙調
節スタツド６とチツプ１の間の間隙には液体金属
などの熱伝導性液体３が満たされている。
を示すものである。ヒートシンク２のチツプ１に
対向する位置に貫通孔が設けられ、はんだ７によ
り間隙調節スタツド６が取りつけられる。間隙調
節スタツド６とチツプ１の間の間隙には液体金属
などの熱伝導性液体３が満たされている。
次にこの実施例の製法を説明する。第４図は、
間隙調節スタツド（間隙調整部材）６をヒートシ
ンク２に取り付ける前の状態を示している。チツ
プ１の上に、所定の厚みのスペーサ９をのせ、間
隙調節スタツド６を落とし込む。間隙調節スタツ
ド６の上には、はんだペレツト８が載せられてい
る。この状態でモジユール全体を加熱及び冷却す
れば、第５図に示す状態が得られる。すなわち、
モジユールを加熱することによりはんだペレツト
８が溶融し、ヒートシンクと間隙調節スタツドと
の間隙に流入する。この間隙は、溶融はんだを表
面張力により保持し得る程度に制御されている。
この状態からモジユール全体を冷却すれば、間隙
調節スタツドがヒートシンクに固定される。次
に、第６図に示すごとく基板とヒートシンクを分
離し、間隙調節スタツドの先端に適量の熱伝導性
液体３を供給する。また、チツプ上のスペーサ９
を取り去り、再び基板とヒートシンクを結合すれ
ば第３図に示した状態が得られる。チツプと間隙
調節スタツド端面間の間隙は、スペーサ９によ
り、一定の微小な間隙に調節されており、熱伝導
性液体３は表面張力により安定に保持される。
間隙調節スタツド（間隙調整部材）６をヒートシ
ンク２に取り付ける前の状態を示している。チツ
プ１の上に、所定の厚みのスペーサ９をのせ、間
隙調節スタツド６を落とし込む。間隙調節スタツ
ド６の上には、はんだペレツト８が載せられてい
る。この状態でモジユール全体を加熱及び冷却す
れば、第５図に示す状態が得られる。すなわち、
モジユールを加熱することによりはんだペレツト
８が溶融し、ヒートシンクと間隙調節スタツドと
の間隙に流入する。この間隙は、溶融はんだを表
面張力により保持し得る程度に制御されている。
この状態からモジユール全体を冷却すれば、間隙
調節スタツドがヒートシンクに固定される。次
に、第６図に示すごとく基板とヒートシンクを分
離し、間隙調節スタツドの先端に適量の熱伝導性
液体３を供給する。また、チツプ上のスペーサ９
を取り去り、再び基板とヒートシンクを結合すれ
ば第３図に示した状態が得られる。チツプと間隙
調節スタツド端面間の間隙は、スペーサ９によ
り、一定の微小な間隙に調節されており、熱伝導
性液体３は表面張力により安定に保持される。
第７図は、この発明の他の実施例を示すもの
で、液体金属などの熱伝導性液体３をパリレン等
の高分子膜５でコーテイングしたものである。こ
の実施例において上記以外の構成は第３図の実施
例と同じである。
で、液体金属などの熱伝導性液体３をパリレン等
の高分子膜５でコーテイングしたものである。こ
の実施例において上記以外の構成は第３図の実施
例と同じである。
この実施例によれば、熱伝導性液体は高分子膜
に完全に包まれるから、機械的衝撃に対する信頼
性が増す。
に完全に包まれるから、機械的衝撃に対する信頼
性が増す。
第８図は、この発明のさらに他の実施例を示す
ものである。間隙調節スタツド取り付け用の孔を
非貫通孔としたものである。この実施例において
上記以外の構成は第３図の実施例と同じである。
ものである。間隙調節スタツド取り付け用の孔を
非貫通孔としたものである。この実施例において
上記以外の構成は第３図の実施例と同じである。
また製法も第３図の実施例と同じである。
この実施例によれば、はんだによるモジユール
封止の必要がなくなり、モジユール封止の信頼性
が高まる。
封止の必要がなくなり、モジユール封止の信頼性
が高まる。
本発明によれば、基板上の半導体とヒートシン
ク間の間隙を間隙調整部材により所定の微小値に
設定できるので、熱伝導性液体の保持性を高め、
かつ熱抵抗が小さく伝熱性能の高い半導体冷却装
置を得ることができる。
ク間の間隙を間隙調整部材により所定の微小値に
設定できるので、熱伝導性液体の保持性を高め、
かつ熱抵抗が小さく伝熱性能の高い半導体冷却装
置を得ることができる。
第１図は公知技術の断面図、第２図は他の公知
技術の断面図、第３図〜第６図は本発明の一実施
例の製法を示す図、第７図は本発明の他の実施例
の説明図、第８図は本発明のさらに他の実施例を
示す図である。 １……半導体チツプ、２……ヒートシンク、３
……熱伝導性液体、４……基板、５……高分子
膜、６……間隙調節部材、７……はんだ、８……
はんだペレツト、９……スペーサ。
技術の断面図、第３図〜第６図は本発明の一実施
例の製法を示す図、第７図は本発明の他の実施例
の説明図、第８図は本発明のさらに他の実施例を
示す図である。 １……半導体チツプ、２……ヒートシンク、３
……熱伝導性液体、４……基板、５……高分子
膜、６……間隙調節部材、７……はんだ、８……
はんだペレツト、９……スペーサ。
Claims (1)
- １ 基板上の半導体から発生する熱をヒートシン
クに放散させる半導体冷却装置において、前記半
導体との間に微小間隙を介して配置されかつ前記
ヒートシンクに固定された間隙調整部材と、この
間隙調整部材と前記半導体との間の前記微小間隙
に介在された熱伝導性液体とを有することを特徴
とする半導体冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197490A JPS5987843A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197490A JPS5987843A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987843A JPS5987843A (ja) | 1984-05-21 |
| JPH0338744B2 true JPH0338744B2 (ja) | 1991-06-11 |
Family
ID=16375333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57197490A Granted JPS5987843A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987843A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0821646B2 (ja) * | 1986-04-04 | 1996-03-04 | 日本電気株式会社 | 集積回路の冷却構造の形成方法 |
| US5006924A (en) * | 1989-12-29 | 1991-04-09 | International Business Machines Corporation | Heat sink for utilization with high density integrated circuit substrates |
| CA2070743A1 (en) * | 1991-06-18 | 1992-12-19 | Masanori Nishiguchi | Semiconductor chip module and method for manufacturing the same |
| CA2072377A1 (en) * | 1991-07-12 | 1993-01-13 | Masanori Nishiguchi | Semiconductor chip module and method of manufacturing the same |
| JPH06349989A (ja) * | 1992-12-21 | 1994-12-22 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 熱伝達冷却装置 |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP57197490A patent/JPS5987843A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5987843A (ja) | 1984-05-21 |
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