JPH04234153A - ヒートシンク付半導体パッケージ - Google Patents
ヒートシンク付半導体パッケージInfo
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- JPH04234153A JPH04234153A JP2418452A JP41845290A JPH04234153A JP H04234153 A JPH04234153 A JP H04234153A JP 2418452 A JP2418452 A JP 2418452A JP 41845290 A JP41845290 A JP 41845290A JP H04234153 A JPH04234153 A JP H04234153A
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- Japan
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- heat sink
- chip
- semiconductor package
- plate
- plate fins
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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
- H01L2224/73—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
【０００１】
【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半導体パッケ
ージに関するものである。
プなどのチップを搭載するヒートシンク付半導体パッケ
ージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高度な半導体素子技術は、論理素子から
理解されるように、ゲート当りのスピード、電力積が逐
次減少していると共に、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、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。
理解されるように、ゲート当りのスピード、電力積が逐
次減少していると共に、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、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。
【０００３】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。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し、さらに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。
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。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し、さらに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。
【０００４】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半導体パッケージにお
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、半導体パッケージの上面に、熱伝導性の
優れた半田や接着剤により一体的に固着させ放熱させる
ようにしている。
たＬＳＩチップを搭載する従来の半導体パッケージにお
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、半導体パッケージの上面に、熱伝導性の
優れた半田や接着剤により一体的に固着させ放熱させる
ようにしている。
【０００５】図５は、従来のヒートシンク付半導体パッ
ケージの一例の斜視図である。図において、１はケース
、５はピン、７はヒートシンクである。図６は、従来の
ヒートシンク付半導体パッケージの一例の断面図である
。図において、１はケースで、その上には熱伝導性の良
い材料でチップ搭載板２が接着されている。さらに、チ
ップ搭載板２の下面にはチップ固着剤を用いてチップ３
が搭載されている。チップ３は、ケース１上の配線と、
配線部材４によって結線されている。ケース１の下側に
は複数個のピン５が付けられている。ケース１の下面に
は、チップ３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。チップ搭載板２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、プレートが縦に複数個並ん
だ構造となっている。現在、このような構造のヒートシ
ンク付半導体パッケージが製作されている。
ケージの一例の斜視図である。図において、１はケース
、５はピン、７はヒートシンクである。図６は、従来の
ヒートシンク付半導体パッケージの一例の断面図である
。図において、１はケースで、その上には熱伝導性の良
い材料でチップ搭載板２が接着されている。さらに、チ
ップ搭載板２の下面にはチップ固着剤を用いてチップ３
が搭載されている。チップ３は、ケース１上の配線と、
配線部材４によって結線されている。ケース１の下側に
は複数個のピン５が付けられている。ケース１の下面に
は、チップ３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。チップ搭載板２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、プレートが縦に複数個並ん
だ構造となっている。現在、このような構造のヒートシ
ンク付半導体パッケージが製作されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構造のヒートシンク付半導体パッケージでは、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。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
低下するなどの問題が生ずる。
ような構造のヒートシンク付半導体パッケージでは、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。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
低下するなどの問題が生ずる。
【０００７】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半導体パッケージを提供す
ることにある。
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半導体パッケージを提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明によるヒートシンク付半導体パッケージにおい
ては、ケースと、ヒートシンクとを有するヒートシンク
付半導体パッケージであって、ケースは、チップを収納
するものであり、チップ収納空間となる穴は、チップ搭
載板とキャップとで施蓋され、チップは、チップ搭載板
の下面に接着固定されたものであり、ヒートシンクは、
複数のプレートフィンを一体に有し、チップ搭載板上に
固定されたものであり、複数の各プレートフィンは、半
ピッチづつずらせて２列又はそれ以上の列に形成され、
互いに向き合う側の各列のプレートフィンの立上り端面
には尖端が形成されたものである。
、本発明によるヒートシンク付半導体パッケージにおい
ては、ケースと、ヒートシンクとを有するヒートシンク
付半導体パッケージであって、ケースは、チップを収納
するものであり、チップ収納空間となる穴は、チップ搭
載板とキャップとで施蓋され、チップは、チップ搭載板
の下面に接着固定されたものであり、ヒートシンクは、
複数のプレートフィンを一体に有し、チップ搭載板上に
固定されたものであり、複数の各プレートフィンは、半
ピッチづつずらせて２列又はそれ以上の列に形成され、
互いに向き合う側の各列のプレートフィンの立上り端面
には尖端が形成されたものである。
【００１０】また、ケースと、ヒートシンクとを有する
ヒートシンク付半導体パッケージであって、ケースは、
チップを収納するものであり、チップ収納空間となる穴
は、チップ搭載板とキャップとで施蓋され、チップは、
チップ搭載板の下面に接着固定されたものであり、ヒー
トシンクは、複数のプレートフィンを一体に有し、チッ
プ搭載板上に固定されたものであり、複数の各プレート
フィンは、１列に形成され、各プレートフィンの両側の
立上り高さが異なり、上縁に斜面が形成されたものであ
る。
ヒートシンク付半導体パッケージであって、ケースは、
チップを収納するものであり、チップ収納空間となる穴
は、チップ搭載板とキャップとで施蓋され、チップは、
チップ搭載板の下面に接着固定されたものであり、ヒー
トシンクは、複数のプレートフィンを一体に有し、チッ
プ搭載板上に固定されたものであり、複数の各プレート
フィンは、１列に形成され、各プレートフィンの両側の
立上り高さが異なり、上縁に斜面が形成されたものであ
る。
【００１１】
【作用】ヒートシンクのフィンを２列に切り離して端縁
に尖端を形成し、あるいは１列で両側の立上り高さを異
ならせ、上縁に斜面を形成して放熱性を高める。
に尖端を形成し、あるいは１列で両側の立上り高さを異
ならせ、上縁に斜面を形成して放熱性を高める。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１３】（実施例１）図１は、本発明のヒートシン
ク付半導体パッケージの一例の斜視図である。図におい
て、１はケース、５はピン、７はヒートシンクである。 図２は、本発明のヒートシンク付半導体パッケージの一
例の断面図である。図において、１は、平板上で中央に
穴が空いているアルミナのケースである。その上には、
ケース１の中央の穴にフィットするチップ搭載板２が接
着されている。さらに、その下にはチップ固着剤を用い
てチップ３が搭載されている。５は、前記チップ３をボ
ードに接続するための複数個のピンである。このピン５
は、前記ケース１の下面周縁部に立設されている。ケー
ス１の中央の穴の周辺部には、ピン５とチップ３とを接
続する接続パッドが設けられており、この接続パッドと
前記ピン５とは、ケース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。チップ３の端子部は、ワイヤ
などの配線部材４で、ピン５に接続された接続パッドに
接続されている。ケース１の下面は、チップ３を覆うよ
うに低融点ガラス等の接着剤によりチャップ６が接着さ
れており、中の気密を保っている。チップ搭載板２の上
面には、アルミニウムのヒートシンク７がヒートシンク
固着剤によって接着されている。
ク付半導体パッケージの一例の斜視図である。図におい
て、１はケース、５はピン、７はヒートシンクである。 図２は、本発明のヒートシンク付半導体パッケージの一
例の断面図である。図において、１は、平板上で中央に
穴が空いているアルミナのケースである。その上には、
ケース１の中央の穴にフィットするチップ搭載板２が接
着されている。さらに、その下にはチップ固着剤を用い
てチップ３が搭載されている。５は、前記チップ３をボ
ードに接続するための複数個のピンである。このピン５
は、前記ケース１の下面周縁部に立設されている。ケー
ス１の中央の穴の周辺部には、ピン５とチップ３とを接
続する接続パッドが設けられており、この接続パッドと
前記ピン５とは、ケース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。チップ３の端子部は、ワイヤ
などの配線部材４で、ピン５に接続された接続パッドに
接続されている。ケース１の下面は、チップ３を覆うよ
うに低融点ガラス等の接着剤によりチャップ６が接着さ
れており、中の気密を保っている。チップ搭載板２の上
面には、アルミニウムのヒートシンク７がヒートシンク
固着剤によって接着されている。
【００１４】ヒートシンク７は、２列のプレートフィン
８，９を有し、両プレートフィン８，９の列のピッチは
、互いに半ピッチずつずれており、互いに向き合う側の
各プレートフィン８，９の立上り端面には、尖端１０を
形成したものである。この尖端１０は、平面より視て三
角形の頂角をなす尖端である。本実施例のヒートシンク
付半導体パッケージによれば角列のプレートフィン間を
通過した空気が他の列のプレートフィンの手前でフィン
に衝突して乱されるため、ヒートシンクの冷却性能が向
上する。
８，９を有し、両プレートフィン８，９の列のピッチは
、互いに半ピッチずつずれており、互いに向き合う側の
各プレートフィン８，９の立上り端面には、尖端１０を
形成したものである。この尖端１０は、平面より視て三
角形の頂角をなす尖端である。本実施例のヒートシンク
付半導体パッケージによれば角列のプレートフィン間を
通過した空気が他の列のプレートフィンの手前でフィン
に衝突して乱されるため、ヒートシンクの冷却性能が向
上する。
【００１５】本発明によるプレートフィンの列が半ピッ
チずれて交互に複数個並んでおり、しかも各フィンの立
上り端面が尖端となっている構造のヒートシンクを有す
るパッケージと、従来のプレートフィンが複数個一列に
並んでい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
て従来のパッケージでは、風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は
、２．２Ｋ／Ｗであった。
チずれて交互に複数個並んでおり、しかも各フィンの立
上り端面が尖端となっている構造のヒートシンクを有す
るパッケージと、従来のプレートフィンが複数個一列に
並んでい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
て従来のパッケージでは、風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は
、２．２Ｋ／Ｗであった。
【００１６】以上より、プレートフィンが複数個一列に
並んでい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、プレートフィンの列が半ピッチずれて交互
に複数個並んでおり、しかも各フィンの端面は三角形状
となっている構造のヒートシンクが搭載されているパッ
ケージの方が、熱抵抗が小さくなることがわかった。
並んでい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、プレートフィンの列が半ピッチずれて交互
に複数個並んでおり、しかも各フィンの端面は三角形状
となっている構造のヒートシンクが搭載されているパッ
ケージの方が、熱抵抗が小さくなることがわかった。
【００１７】（実施例２）図３は、本発明のヒートシン
ク付半導体パッケージの他の実施例を示す斜視図、図４
は、同側面図である。本実施例において、半導体パッケ
ージとしての基本構造は図２と同じである。本実施例で
は、ヒートシンク７を、台形状のプレートフィンが縦に
複数個並んだ構造としたものである。具体的には、各々
のプレートフィン１１は、両側の立上り高さが異なり、
したがって、各プレートフィン１１の上縁には一方向に
傾斜する斜面１２が形成されているものである。
ク付半導体パッケージの他の実施例を示す斜視図、図４
は、同側面図である。本実施例において、半導体パッケ
ージとしての基本構造は図２と同じである。本実施例で
は、ヒートシンク７を、台形状のプレートフィンが縦に
複数個並んだ構造としたものである。具体的には、各々
のプレートフィン１１は、両側の立上り高さが異なり、
したがって、各プレートフィン１１の上縁には一方向に
傾斜する斜面１２が形成されているものである。
【００１８】本実施例に示すパッケージと、従来の長方
形のプレートが縦に複数個並んだ構造のヒートシンクの
パッケージとの熱抵抗を実験で比較したところ、本実施
例のパツケージでは風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は２．０
Ｋ／Ｗであったのに対し、従来のパッケージでは、風速
５ｍ／ｓのとき熱抵抗は２．２Ｋ／Ｗであった。本実施
例では各プレートフィン１１の両側の立上り高さが異な
るため、圧力損失が小さくなり、空気の流れがスムーズ
となってヒートシンクの冷却性能が向上する。
形のプレートが縦に複数個並んだ構造のヒートシンクの
パッケージとの熱抵抗を実験で比較したところ、本実施
例のパツケージでは風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は２．０
Ｋ／Ｗであったのに対し、従来のパッケージでは、風速
５ｍ／ｓのとき熱抵抗は２．２Ｋ／Ｗであった。本実施
例では各プレートフィン１１の両側の立上り高さが異な
るため、圧力損失が小さくなり、空気の流れがスムーズ
となってヒートシンクの冷却性能が向上する。
【００１９】なお、上記実施例においては、ヒートシン
ク材料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発明の
効果を十分に満足できることは明らかである。また、実
施例１ではフィンの列の数について、２列の場合につい
て説明してきたが、２列以上であれば本発明の効果が得
られることは明らかである。
ク材料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発明の
効果を十分に満足できることは明らかである。また、実
施例１ではフィンの列の数について、２列の場合につい
て説明してきたが、２列以上であれば本発明の効果が得
られることは明らかである。
【００２０】
【発明の効果】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およびセラミックパッ
ケージの温度上昇を抑えることが可能となるため、高速
動作で高信頼性の半導体パッケージを提供することが可
能という効果が得られる。
通電したときの発熱によるチップおよびセラミックパッ
ケージの温度上昇を抑えることが可能となるため、高速
動作で高信頼性の半導体パッケージを提供することが可
能という効果が得られる。
【図１】本発明の実施例１を示すヒートシンク付半導体
パッケージの斜視図である。
パッケージの斜視図である。
【図２】本発明の実施例１を示すヒートシンク付半導体
パッケージの断面図である。
パッケージの断面図である。
【図３】本発明の実施例２を示すヒートシンク付半導体
パッケージの斜視図である。
パッケージの斜視図である。
【図４】本発明の実施例２を示すヒートシンク付半導体
パッケージの断面図である。
パッケージの断面図である。
【図５】従来のヒートシンク付半導体パッケージの一例
の斜視図である。
の斜視図である。
【図６】従来のヒートシンク付半導体パッケージの一例
の断面図である。
の断面図である。
１ セラミック基板
２ チップ搭載板
３ チップ
４ 配線部材
５ ピン
６ キャップ
７ ヒートシンク
８ プレートフィン
９ プレートフィン
１０ 尖端
１１ プレートフィン
１２ 斜面
Claims (2)
- 【請求項１】 ケースと、ヒートシンクとを有するヒ
ートシンク付半導体パッケージであって、ケースは、チ
ップを収納するものであり、チップ収納空間となる穴は
、チップ搭載板とキャップとで施蓋され、チップは、チ
ップ搭載板の下面に接着固定されたものであり、ヒート
シンクは、複数のプレートフィンを一体に有し、チップ
搭載板上に固定されたものであり、複数の各プレートフ
ィンは、半ピッチづつずらせて２列又はそれ以上の列に
形成され、互いに向き合う側の各列のプレートフィンの
立上り端面には尖端が形成されたものであることを特徴
とするヒートシンク付半導体パッケージ。 - 【請求項２】 ケースと、ヒートシンクとを有するヒ
ートシンク付半導体パッケージであって、ケースは、チ
ップを収納するものであり、チップ収納空間となる穴は
、チップ搭載板とキャップとで施蓋され、チップは、チ
ップ搭載板の下面に接着固定されたものであり、ヒート
シンクは、複数のプレートフィンを一体に有し、チップ
搭載板上に固定されたものであり、複数の各プレートフ
ィンは、１列に形成され、各プレートフィンの両側の立
上り高さが異なり、上縁に斜面が形成されたものである
ことを特徴とするヒートシンク付半導体パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418452A JPH04234153A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418452A JPH04234153A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04234153A true JPH04234153A (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=18526288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2418452A Pending JPH04234153A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04234153A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5704419A (en) * | 1995-06-30 | 1998-01-06 | International Business Machines Corporation | Air flow distribution in integrated circuit spot coolers |
| US6273186B1 (en) | 2000-03-13 | 2001-08-14 | Satcon Technology Corporation | Low-cost, high density, staggered pin fin array |
| US6634421B2 (en) | 2000-03-10 | 2003-10-21 | Satcon Technology Corporation | High performance cold plate for electronic cooling |
| US7017655B2 (en) | 2003-12-18 | 2006-03-28 | Modine Manufacturing Co. | Forced fluid heat sink |
| JP2010278350A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Stanley Electric Co Ltd | ヒートシンクおよび照明装置 |
| JP2011040558A (ja) * | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ヒートシンク |
| US20130264701A1 (en) * | 2012-02-20 | 2013-10-10 | Wolverine Tube, Inc. | Integrated cold plate for electronics |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2418452A patent/JPH04234153A/ja active Pending
Cited By (8)
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