JPH0476944A - 半導体装置の放熱構造とその実装方法 - Google Patents
半導体装置の放熱構造とその実装方法Info
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- JPH0476944A JPH0476944A JP2189521A JP18952190A JPH0476944A JP H0476944 A JPH0476944 A JP H0476944A JP 2189521 A JP2189521 A JP 2189521A JP 18952190 A JP18952190 A JP 18952190A JP H0476944 A JPH0476944 A JP H0476944A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
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- 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、基板上に１つまたは多数のＩＣチップを有す
る半導体装置の放熱構造に関する。
る半導体装置の放熱構造に関する。
第５図はこの種の放熱構造の第１の従来例を示す側断面
図であり、これは特開昭６１−１２５０５６号に開示さ
れている技術である。
図であり、これは特開昭６１−１２５０５６号に開示さ
れている技術である。
この従来例は、１または２以上のＩＣチップ１がフェイ
スダウン・ボンディングされている半導体装置で、基板
２の上面に絶縁材３からなる第１層を少なくともＩＣチ
ップ１のハンプ電極形成部４である下面を覆う状態に形
成する。
スダウン・ボンディングされている半導体装置で、基板
２の上面に絶縁材３からなる第１層を少なくともＩＣチ
ップ１のハンプ電極形成部４である下面を覆う状態に形
成する。
この第１層上に熱伝導性材料５から成る第２層をキャン
プ６に接触する状態で形成し、ＩＣチップ１の上面から
上方への放熱を向上させる構造である。
プ６に接触する状態で形成し、ＩＣチップ１の上面から
上方への放熱を向上させる構造である。
第６図はこの種の放熱構造の第２の従来例を示す側断面
図であり、これは特開昭５８−１９９５４６号に開示さ
れている技術である。
図であり、これは特開昭５８−１９９５４６号に開示さ
れている技術である。
この従来例は、低熱抵抗化のために熱伝達物質として液
体金属１０を用い、さらに液体金属１０とＩＣチップの
間に熱伝導度の良い金属を用いた箱状の容器１１を設け
ることにより、ＩＣチップ１の上面から放熱フィン１２
への放熱を向上させる構造である。
体金属１０を用い、さらに液体金属１０とＩＣチップの
間に熱伝導度の良い金属を用いた箱状の容器１１を設け
ることにより、ＩＣチップ１の上面から放熱フィン１２
への放熱を向上させる構造である。
〔発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上述した第１の従来例の技術によれば、
製造工程において、絶縁材からなる第１層を高さが約１
卸程度のＩＣチップの中間まで入れる際の絶縁材の量及
び第２層の熱伝導性材料を放熱板に接触する状態になる
ように入れる際の量の調節が困難であるという問題があ
った。
製造工程において、絶縁材からなる第１層を高さが約１
卸程度のＩＣチップの中間まで入れる際の絶縁材の量及
び第２層の熱伝導性材料を放熱板に接触する状態になる
ように入れる際の量の調節が困難であるという問題があ
った。
また、第２の従来例の技術によれば、実際の使用時にお
いて、ＩＣチップに容器が固定されていないと、取り扱
い及び輸送時の振動等↓こより、容器がずれ動き、ＩＣ
チップを破損するという問題があった。
いて、ＩＣチップに容器が固定されていないと、取り扱
い及び輸送時の振動等↓こより、容器がずれ動き、ＩＣ
チップを破損するという問題があった。
さらに、第２の従来例の技術によれば、容器がＩＣチッ
プに固定されている場合、ＩＣチップと容器の間の接着
剤の熱伝導性が低いことから、放熱性が劣化するという
問題があった。
プに固定されている場合、ＩＣチップと容器の間の接着
剤の熱伝導性が低いことから、放熱性が劣化するという
問題があった。
本発明は、以上の問題点に鑑み、熱伝導経路の連結に精
密性を必要としない構成を得て、組み立て性の良い半導
体装置の放熱構造を得ることを目的とする。
密性を必要としない構成を得て、組み立て性の良い半導
体装置の放熱構造を得ることを目的とする。
さらに、本発明は、ＩＣチップに直接接する部材の絶縁
材と熱伝導性材料がＩＣチップを衝撃から保護する構成
を得て、寿命の長い半導体装置の放熱構造を提供するこ
とを目的とする。
材と熱伝導性材料がＩＣチップを衝撃から保護する構成
を得て、寿命の長い半導体装置の放熱構造を提供するこ
とを目的とする。
さらに、本発明は、ＩＣチ、プと放熱用の部材間の熱伝
導効率を高め、放熱性の高い半導体装置の放熱構造を提
供することを目的とする。
導効率を高め、放熱性の高い半導体装置の放熱構造を提
供することを目的とする。
５課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明は、熱伝導を行う部材
をあらかじめ互いに隙間をもって設置するようにして、
この隙間を熱伝導性材料により埋めるようにする。
をあらかじめ互いに隙間をもって設置するようにして、
この隙間を熱伝導性材料により埋めるようにする。
さらに、本発明は、ＩＣチップに直接接するのは熱伝導
性材料とする。
性材料とする。
さらに、本発明は、ＩＣチップと放熱用の部材間を熱伝
導性材料でつなくようにする。
導性材料でつなくようにする。
すなわち、本発明は、基板上に実装されるＩＣチップの
放熱を行う半導体装置の放熱構造において、基板の上面
に絶縁層をＩＣチップを埋める状態で形成し、該絶縁層
の上方に放熱フィンを配置し、かつ、前記絶縁層により
ＩＣチップの上面を露出する状態でＩＣチップの上部空
間を開放した凹部を形成し、前記放熱フィンに該凹部に
間隙をもって嵌合する凸部を形成し、かつ、熱伝導性材
料により前記凹部と放熱フィンの凸部との間隙を埋める
ことを特徴とする。
放熱を行う半導体装置の放熱構造において、基板の上面
に絶縁層をＩＣチップを埋める状態で形成し、該絶縁層
の上方に放熱フィンを配置し、かつ、前記絶縁層により
ＩＣチップの上面を露出する状態でＩＣチップの上部空
間を開放した凹部を形成し、前記放熱フィンに該凹部に
間隙をもって嵌合する凸部を形成し、かつ、熱伝導性材
料により前記凹部と放熱フィンの凸部との間隙を埋める
ことを特徴とする。
また、組立方法としては、基板上にＩＣチップをフェイ
スダウン・ボンディングで実装し、凹部と同形状の柔軟
材をＩＣチップ上にのせ、この状態で基板上に絶縁材を
ＩＣチップが埋もれるまで注入し、絶縁材硬化の後、前
記柔軟材を取り除き、これにより凹部を形成し、この凹
部に熱伝導性材料を注入し、ここへ、該熱伝導性材料に
一部接触するように放熱フィンの凸部を挿入することを
特徴とする。
スダウン・ボンディングで実装し、凹部と同形状の柔軟
材をＩＣチップ上にのせ、この状態で基板上に絶縁材を
ＩＣチップが埋もれるまで注入し、絶縁材硬化の後、前
記柔軟材を取り除き、これにより凹部を形成し、この凹
部に熱伝導性材料を注入し、ここへ、該熱伝導性材料に
一部接触するように放熱フィンの凸部を挿入することを
特徴とする。
［作 用］
以上詳細に説明した如く、本発明によれば、ＩＣチップ
上面と放熱フィンの凸部との接続はギャップを持って設
定しておき、熱伝導性材料により隙間を埋めるようにす
ることができる。
上面と放熱フィンの凸部との接続はギャップを持って設
定しておき、熱伝導性材料により隙間を埋めるようにす
ることができる。
この時、絶縁層によりＩＣチップ上部に凹部が形成され
ているので熱伝導性材料が不本意な部分に流れ込むこと
はない。
ているので熱伝導性材料が不本意な部分に流れ込むこと
はない。
以上により、ＩＣチップの熱はＩｃチップの上面から熱
伝導性材料及び放熱フィンの凸部を介して放熱フィンに
伝達するので、熱の伝達において間に介在するのは熱伝
導性材料のみの直接的な放熱を行うことができる。
伝導性材料及び放熱フィンの凸部を介して放熱フィンに
伝達するので、熱の伝達において間に介在するのは熱伝
導性材料のみの直接的な放熱を行うことができる。
また、組立時に、基板上にＩＣチップをフェイスダウン
・ボンディングで実装し、凹部と同形状の柔軟材をＩＣ
チップ上にのせ、この状態で基板上に絶縁材をＩＣチッ
プが埋もれるまで注入し、絶縁材硬化の後、前記柔軟材
を取り除き、これにより凹部を形成し、この凹部に熱伝
導性材料を注入し、ここへ、該熱伝導性材料に一部接触
するように放熱フィンの凸部を挿入すれば、凹部を容易
に形成することができる。
・ボンディングで実装し、凹部と同形状の柔軟材をＩＣ
チップ上にのせ、この状態で基板上に絶縁材をＩＣチッ
プが埋もれるまで注入し、絶縁材硬化の後、前記柔軟材
を取り除き、これにより凹部を形成し、この凹部に熱伝
導性材料を注入し、ここへ、該熱伝導性材料に一部接触
するように放熱フィンの凸部を挿入すれば、凹部を容易
に形成することができる。
以下図面に従って実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す側断面図である。
図において、２０は基板、２１は枠体、２２はリード、
２３は封止ガラス、２３は基板２ｏ上に半田ハンプ２５
により接着したＩＣチップである。
２３は封止ガラス、２３は基板２ｏ上に半田ハンプ２５
により接着したＩＣチップである。
２６は半田ハンプ２５の接続信顛性の低下を防止する為
のシリコン・ゲル等より構成した絶縁層であり、該絶縁
層２６は基板２０の上面にＩＣチップ２４を埋める状態
で形成する。
のシリコン・ゲル等より構成した絶縁層であり、該絶縁
層２６は基板２０の上面にＩＣチップ２４を埋める状態
で形成する。
２７はＩＣチップ２４の上面を露出する状態でＩＣチッ
プ２４の上部空間を開放した凹部であり、前記絶縁層２
６により成形する。
プ２４の上部空間を開放した凹部であり、前記絶縁層２
６により成形する。
２８は前記絶縁層２６の上方に配設した放熱フィンであ
り、該放熱フィン２８の上部は放熱性を良くする為に凹
凸形状となっている。２９は放熱フィン２８を枠体２１
に接着する接着材である。
り、該放熱フィン２８の上部は放熱性を良くする為に凹
凸形状となっている。２９は放熱フィン２８を枠体２１
に接着する接着材である。
３０は前記放熱フィンに形成した凸部であり、該凸部３
０は前記凹部２７と間隙を持って嵌合するものである。
０は前記凹部２７と間隙を持って嵌合するものである。
３１は前記凹部２７と放熱フィン２８の凸部３０との間
隙を埋める熱伝導性材料であり、サーマルコンパウンド
、銀ペースト等を使用する。
隙を埋める熱伝導性材料であり、サーマルコンパウンド
、銀ペースト等を使用する。
以下に上記構成の本実施例の作用を説明する。
第２図（１）〜（４）は本実施例の組立工程を示す側断
面図である。
面図である。
また、第３図は本実施例の放熱フィン２８の凸部３０の
形状を示す斜視図、第４図は本実施例の組立に使用する
柔軟材３２の形状を示す斜視図であり、この柔軟材３２
は前記凹部２７の形状に形成しであるものである。
形状を示す斜視図、第４図は本実施例の組立に使用する
柔軟材３２の形状を示す斜視図であり、この柔軟材３２
は前記凹部２７の形状に形成しであるものである。
まず、第２図（１）に示すように、基板２０上にＩＣチ
ップ２４をフェイスダウン・ボンディングで実装し、リ
ート２２及び枠体２１を封止用ガラス２３で実装する。
ップ２４をフェイスダウン・ボンディングで実装し、リ
ート２２及び枠体２１を封止用ガラス２３で実装する。
次に、第２図（２）に示すように、ＩＣチ・７プ２４の
上に柔軟材３２を乗せ、絶縁材がこれとＩＣチップとの
間にまわり込まない程度にこれを押さえながら、絶縁材
をＩＣチップ２４と基板２０の間に入り込むように枠体
２１と柔軟材３２の間に注入し、硬化させて絶縁層２６
を形成する。
上に柔軟材３２を乗せ、絶縁材がこれとＩＣチップとの
間にまわり込まない程度にこれを押さえながら、絶縁材
をＩＣチップ２４と基板２０の間に入り込むように枠体
２１と柔軟材３２の間に注入し、硬化させて絶縁層２６
を形成する。
次に、第２図（３）に示すように、柔軟材３２を取り除
き、これによって形成された凹部２７に熱伝導性材料３
１を注入する。凹部２７の底面はすなわちＩＣチップ２
４の上面である。注入する熱伝導性材料３１０量χは、 （ｈｌ−ｈＺ）ＸＩＩＸＷＩ ＜ Ｘ＜ （
ｈ ＋ ｘ １□ＸＷ＋ （ｈ２−ｈｉ） Ｘ１２
ＸＪ）とする。ここで、第３図および第４図に示すよう
にｈｌ、 Ｉｔ及び−Ｉは柔軟材３２の高さ、長さ及び
幅、ｈ、、 １２及び匈。は放熱フィン２８の凸部の高
さ、長さ及び幅である。またｈ３は第５図に示すように
絶縁層２６と放熱フィン２８とのギャップを考慮した高
さである。
き、これによって形成された凹部２７に熱伝導性材料３
１を注入する。凹部２７の底面はすなわちＩＣチップ２
４の上面である。注入する熱伝導性材料３１０量χは、 （ｈｌ−ｈＺ）ＸＩＩＸＷＩ ＜ Ｘ＜ （
ｈ ＋ ｘ １□ＸＷ＋ （ｈ２−ｈｉ） Ｘ１２
ＸＪ）とする。ここで、第３図および第４図に示すよう
にｈｌ、 Ｉｔ及び−Ｉは柔軟材３２の高さ、長さ及び
幅、ｈ、、 １２及び匈。は放熱フィン２８の凸部の高
さ、長さ及び幅である。またｈ３は第５図に示すように
絶縁層２６と放熱フィン２８とのギャップを考慮した高
さである。
その後、第２図（４）に示すように放熱フィン２８を接
着材２９で取り付け、必要ならば熱伝導性材料３１の硬
化を行う。
着材２９で取り付け、必要ならば熱伝導性材料３１の硬
化を行う。
〔発明の効果］
以上詳細に説明した如く本発明によれば、基板上に実装
されるＩＣチップの放熱を行う半導体装置の放熱構造に
おいて、基板の上面に絶縁層をＩＣチップを埋める状態
で形成し、該絶縁層の上方に放熱フィンを配置し、かつ
、前記絶縁層によりＩＣチップの上面を露出する状態で
ＩＣチップの上部空間を開放した凹部を形成し、前記放
熱フィンに該凹部に間隙をもって嵌合する凸部を形成し
、かつ、熱伝導性材料により前記凹部と放熱フィンの凸
部との間隙を埋めるので、熱伝導を行う部材をあらかじ
め互いに隙間をもって設置するようにして、この隙間を
熱伝導性材料により埋めることができる。
されるＩＣチップの放熱を行う半導体装置の放熱構造に
おいて、基板の上面に絶縁層をＩＣチップを埋める状態
で形成し、該絶縁層の上方に放熱フィンを配置し、かつ
、前記絶縁層によりＩＣチップの上面を露出する状態で
ＩＣチップの上部空間を開放した凹部を形成し、前記放
熱フィンに該凹部に間隙をもって嵌合する凸部を形成し
、かつ、熱伝導性材料により前記凹部と放熱フィンの凸
部との間隙を埋めるので、熱伝導を行う部材をあらかじ
め互いに隙間をもって設置するようにして、この隙間を
熱伝導性材料により埋めることができる。
これにより、熱伝導経路の連結に精密性を必要としなく
なり、組み立て性の良い半導体装置の放熱構造を得ると
いう効果がある。
なり、組み立て性の良い半導体装置の放熱構造を得ると
いう効果がある。
さらに、上記構成により本発明は、ＩＣチップに直接接
するのは軟性の熱伝導性材料となる。
するのは軟性の熱伝導性材料となる。
これにより、ＩＣチップに直接接する部材の絶縁材と熱
伝導性材料がＩＣチップを衝撃から保護することが可能
となり、寿命の長い半導体装置の放熱構造を提供すると
いう効果がある。
伝導性材料がＩＣチップを衝撃から保護することが可能
となり、寿命の長い半導体装置の放熱構造を提供すると
いう効果がある。
さらに、上記構成により本発明は、ＩＣチップと放熱用
の部材間を熱伝導性材料でつなぐことができる。
の部材間を熱伝導性材料でつなぐことができる。
これにより、ＩＣチップと放熱用の部材間の熱伝導効率
が高まり、放熱性の高い半導体装置の放熱構造を提供す
るという効果がある。
が高まり、放熱性の高い半導体装置の放熱構造を提供す
るという効果がある。
さらに、組立時に、基板上にＩＣチップをフェイスダウ
ン・ボンディングで実装し、凹部と同形状の柔軟材をＩ
Ｃチップ上にのせ、この状態で基・板上に絶縁材をＩＣ
チップが埋もれるまで注入し、絶縁材硬化の後、前記柔
軟材を取り除き、これにより凹部を形成し、この凹部に
熱伝導性材料を注入し、ここへ、該熱伝導性材料に一部
接触するように放熱フィンの凸部を挿入すれば、凹部を
容易に形成することができる。
ン・ボンディングで実装し、凹部と同形状の柔軟材をＩ
Ｃチップ上にのせ、この状態で基・板上に絶縁材をＩＣ
チップが埋もれるまで注入し、絶縁材硬化の後、前記柔
軟材を取り除き、これにより凹部を形成し、この凹部に
熱伝導性材料を注入し、ここへ、該熱伝導性材料に一部
接触するように放熱フィンの凸部を挿入すれば、凹部を
容易に形成することができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す側断面図、第２図（
１）〜（４）は本実施例の組立工程を示す側断面図、第
３図は本実施例の放熱フィンの凸部の形状を示す斜視図
、第４図は本実施例の組立に使用する柔軟材の形状を示
す斜視図、第５図は第１の従来例を示す側断面図、第６
図は第２の従来例を示す側断面図である。 ２０・・・基板 ２４・・・ＩＣチ・ノブ ２６・・・絶縁層 ２７・・・凹部 ２８・・・放熱フィン ３０・・・凸部 ３１・・・熱伝導性材料 特 許 出 願 人 沖電気工業株式会社代 理
人 弁理士 金倉喬二賊 １ 圓 輸 国 輸 国
１）〜（４）は本実施例の組立工程を示す側断面図、第
３図は本実施例の放熱フィンの凸部の形状を示す斜視図
、第４図は本実施例の組立に使用する柔軟材の形状を示
す斜視図、第５図は第１の従来例を示す側断面図、第６
図は第２の従来例を示す側断面図である。 ２０・・・基板 ２４・・・ＩＣチ・ノブ ２６・・・絶縁層 ２７・・・凹部 ２８・・・放熱フィン ３０・・・凸部 ３１・・・熱伝導性材料 特 許 出 願 人 沖電気工業株式会社代 理
人 弁理士 金倉喬二賊 １ 圓 輸 国 輸 国
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に実装されるＩＣチップの放熱を行う半導体
装置の放熱構造において、 基板の上面に絶縁層をＩＣチップを埋める状態で形成し
、 該絶縁層の上方に放熱フィンを配置し、 かつ、前記絶縁層によりＩＣチップの上面を露出する状
態でＩＣチップの上部空間を開放した凹部を形成し、 前記放熱フィンに該凹部に間隙をもって嵌合する凸部を
形成し、 かつ、熱伝導性材料により前記凹部と放熱フィンの凸部
との間隙を埋めることを特徴とする半導体装置の放熱構
造。 ２、請求項１項記載の半導体装置の放熱構造の実装方法
において、 基板上にＩＣチップをフェイスダウン・ボンディングで
実装し、 凹部と同形状の柔軟材をＩＣチップ上にのせ、この状態
で基板上に絶縁材をＩＣチップが埋もれるまで注入し、 絶縁材硬化の後、前記柔軟材を取り除き、 これにより凹部を形成し、 この凹部に熱伝導性材料を注入し、 ここへ、該熱伝導性材料に一部接触するように放熱フィ
ンの凸部を挿入することを特徴とする半導体装置の放熱
構造の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189521A JPH0476944A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 半導体装置の放熱構造とその実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189521A JPH0476944A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 半導体装置の放熱構造とその実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476944A true JPH0476944A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16242681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189521A Pending JPH0476944A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 半導体装置の放熱構造とその実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0476944A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1990
- 1990-07-19 JP JP2189521A patent/JPH0476944A/ja active Pending
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