JPH0513627A - 半導体装置と熱伝達機構 - Google Patents
半導体装置と熱伝達機構Info
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- JPH0513627A JPH0513627A JP3167854A JP16785491A JPH0513627A JP H0513627 A JPH0513627 A JP H0513627A JP 3167854 A JP3167854 A JP 3167854A JP 16785491 A JP16785491 A JP 16785491A JP H0513627 A JPH0513627 A JP H0513627A
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
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- 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
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 搭載された半導体素子の電子回路形成面が基
板と対向する半導体装置、特に半導体素子の熱を外部に
放熱させる熱伝達機構に関し、半導体素子の熱膨張係数
に関係無く蓋材の材質を選択することが可能で、しかも
半導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半導体装置と
熱伝達機構の提供を目的とする。 【構成】 電子回路形成面が基板２と対向するよう基板
２に搭載されてなる半導体素子１、および半導体素子１
の背面に設けられ周縁部が基板２に半田付けされた金属
からなる蓋材５を有し、半導体素子１の背面と蓋材５の
間に少なくとも１個の熱伝達機構６を介在させてなるよ
うに構成する。
板と対向する半導体装置、特に半導体素子の熱を外部に
放熱させる熱伝達機構に関し、半導体素子の熱膨張係数
に関係無く蓋材の材質を選択することが可能で、しかも
半導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半導体装置と
熱伝達機構の提供を目的とする。 【構成】 電子回路形成面が基板２と対向するよう基板
２に搭載されてなる半導体素子１、および半導体素子１
の背面に設けられ周縁部が基板２に半田付けされた金属
からなる蓋材５を有し、半導体素子１の背面と蓋材５の
間に少なくとも１個の熱伝達機構６を介在させてなるよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は搭載された半導体素子の
電子回路形成面が基板と対向する半導体装置に係り、特
に半導体素子の熱を外部に放熱させる熱伝達機構に関す
る。
電子回路形成面が基板と対向する半導体装置に係り、特
に半導体素子の熱を外部に放熱させる熱伝達機構に関す
る。
【０００２】半導体素子がフリップチップ方式により実
装された半導体装置やＴＡＢ方式により実装された半導
体装置は、半導体素子の背面がセラミックからなる基板
から離れて空間に位置し電子回路形成面が基板と対向し
ている。かかる半導体装置は半導体素子において発生し
た熱を外部に放熱する手段を設ける必要がある。
装された半導体装置やＴＡＢ方式により実装された半導
体装置は、半導体素子の背面がセラミックからなる基板
から離れて空間に位置し電子回路形成面が基板と対向し
ている。かかる半導体装置は半導体素子において発生し
た熱を外部に放熱する手段を設ける必要がある。
【０００３】しかし半導体素子は発熱によって膨張しそ
の膨張を阻害すると半導体素子の特性劣化を招く。した
がって半導体素子の熱を外部に放熱する手段はその膨張
を阻害するものであってはならない。そこで半導体素子
の熱膨張を阻害することなく熱を容易に外部に放熱でき
る熱伝達機構の開発が要望されている。
の膨張を阻害すると半導体素子の特性劣化を招く。した
がって半導体素子の熱を外部に放熱する手段はその膨張
を阻害するものであってはならない。そこで半導体素子
の熱膨張を阻害することなく熱を容易に外部に放熱でき
る熱伝達機構の開発が要望されている。
【０００４】
【従来の技術】図４は従来の半導体装置と熱伝達機構を
示す断面図である。図において従来の半導体装置は半導
体素子１と基板２と金属からなる蓋材３と金属からなる
放熱フィン４からなり、例えばフリップチップ方式によ
り実装された半導体素子１は電子回路形成面に形成され
た電極11が、基板２の半導体素子１を収容する空間に露
呈してなる電極21に半田バンプ12を介して接続されてい
る。
示す断面図である。図において従来の半導体装置は半導
体素子１と基板２と金属からなる蓋材３と金属からなる
放熱フィン４からなり、例えばフリップチップ方式によ
り実装された半導体素子１は電子回路形成面に形成され
た電極11が、基板２の半導体素子１を収容する空間に露
呈してなる電極21に半田バンプ12を介して接続されてい
る。
【０００５】かかる半導体装置は半導体素子の背面が基
板から離れており半導体素子の熱を外部に放熱する手段
を設ける必要がある。そこで半導体素子１の背面は周縁
部が基板２に半田付けされてなる蓋材３に半田付けされ
ており、熱は蓋材３の外側に接着されたアルミニウム(A
l)からなる放熱フィン４を介して外部に放熱される。
板から離れており半導体素子の熱を外部に放熱する手段
を設ける必要がある。そこで半導体素子１の背面は周縁
部が基板２に半田付けされてなる蓋材３に半田付けされ
ており、熱は蓋材３の外側に接着されたアルミニウム(A
l)からなる放熱フィン４を介して外部に放熱される。
【０００６】なお半田付けされた半導体素子１の熱膨張
係数と蓋材３の熱膨張係数との間に差があると、両者の
熱膨張係数の差によって半導体素子１に過度のストレス
が加わり特性の劣化を生じる。そこで例えば半導体素子
１がSiからなる場合の蓋材３は窒化アルミニウム(AlN)
によって形成されている。
係数と蓋材３の熱膨張係数との間に差があると、両者の
熱膨張係数の差によって半導体素子１に過度のストレス
が加わり特性の劣化を生じる。そこで例えば半導体素子
１がSiからなる場合の蓋材３は窒化アルミニウム(AlN)
によって形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし放熱手段として
半導体素子の背面を直接蓋材に半田付けしてなる従来の
半導体装置は、半導体素子の熱膨張係数を考慮して蓋材
の材質を決定する必要がありその選択範囲は極めて狭
い。即ち、半導体素子の形状が同じであっても材質が変
わればそれに適した蓋材を形成しなければならないとい
う問題があった。
半導体素子の背面を直接蓋材に半田付けしてなる従来の
半導体装置は、半導体素子の熱膨張係数を考慮して蓋材
の材質を決定する必要がありその選択範囲は極めて狭
い。即ち、半導体素子の形状が同じであっても材質が変
わればそれに適した蓋材を形成しなければならないとい
う問題があった。
【０００８】本発明の目的は半導体素子の熱膨張係数に
関係無く蓋材の材質を選択することが可能で、しかも半
導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半導体装置と熱
伝達機構を提供することにある。
関係無く蓋材の材質を選択することが可能で、しかも半
導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半導体装置と熱
伝達機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は本発明になる半導
体装置と熱伝達機構を示す断面図である。なお全図を通
し同じ対象物は同一記号で表している。
体装置と熱伝達機構を示す断面図である。なお全図を通
し同じ対象物は同一記号で表している。
【００１０】上記課題は電子回路形成面が基板２と対向
するよう基板２に搭載されてなる半導体素子１、および
半導体素子１の背面に設けられ周縁部が基板２に半田付
けされた金属からなる蓋材５を有し、半導体素子１の背
面と蓋材５の間に少なくとも１個の熱伝達機構６を介在
させてなる本発明の半導体装置によって達成される。
するよう基板２に搭載されてなる半導体素子１、および
半導体素子１の背面に設けられ周縁部が基板２に半田付
けされた金属からなる蓋材５を有し、半導体素子１の背
面と蓋材５の間に少なくとも１個の熱伝達機構６を介在
させてなる本発明の半導体装置によって達成される。
【００１１】
【作用】図１において電子回路形成面が基板と対向する
よう基板に搭載されてなる半導体素子と、半導体素子の
背面に設けられ周縁部が基板に半田付けされた金属から
なる蓋材の間に、少なくとも１個の板ばね状の熱伝達機
構を介在させてなる本発明の半導体装置は、半導体素子
において発生した熱は熱伝達機構を介して蓋材に伝えら
れ放熱フィンを介して外部に放熱される。
よう基板に搭載されてなる半導体素子と、半導体素子の
背面に設けられ周縁部が基板に半田付けされた金属から
なる蓋材の間に、少なくとも１個の板ばね状の熱伝達機
構を介在させてなる本発明の半導体装置は、半導体素子
において発生した熱は熱伝達機構を介して蓋材に伝えら
れ放熱フィンを介して外部に放熱される。
【００１２】しかも熱伝達機構は単に半導体素子の背面
に当接しているだけで蓋材や熱伝達機構が半導体素子の
熱膨張を阻害することはない。即ち、半導体素子の熱膨
張係数に関係無く蓋材の材質を選択することが可能で、
しかも半導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半導体
装置と熱伝達機構を実現することができる。
に当接しているだけで蓋材や熱伝達機構が半導体素子の
熱膨張を阻害することはない。即ち、半導体素子の熱膨
張係数に関係無く蓋材の材質を選択することが可能で、
しかも半導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半導体
装置と熱伝達機構を実現することができる。
【００１３】
【実施例】以下添付図により本発明の実施例について説
明する。図２は本発明になる半導体装置の他の実施例を
示す断面図、図３は本発明になる熱伝達機構の変形例を
示す断面図である。
明する。図２は本発明になる半導体装置の他の実施例を
示す断面図、図３は本発明になる熱伝達機構の変形例を
示す断面図である。
【００１４】図１において本発明の実施例は半導体素子
１と基板２と熱伝達機構６と蓋材５と放熱フィン４から
なり、例えばフリップチップ方式により実装された半導
体素子１は電子回路形成面に形成された電極11が、基板
２の半導体素子１を収容する空間に露呈してなる電極21
に半田バンプ12を介して接続されている。
１と基板２と熱伝達機構６と蓋材５と放熱フィン４から
なり、例えばフリップチップ方式により実装された半導
体素子１は電子回路形成面に形成された電極11が、基板
２の半導体素子１を収容する空間に露呈してなる電極21
に半田バンプ12を介して接続されている。
【００１５】かかる半導体装置は半導体素子の背面が基
板から離れており半導体素子の熱を外部に放熱する手段
を設ける必要がある。そこで半導体素子１の背面に設け
られ周縁部が基板２に半田付けされた金属からなる蓋材
５と、半導体素子１の背面の間に介在せしめたＵ字状板
ばね61からなる熱伝達機構６を具えている。
板から離れており半導体素子の熱を外部に放熱する手段
を設ける必要がある。そこで半導体素子１の背面に設け
られ周縁部が基板２に半田付けされた金属からなる蓋材
５と、半導体素子１の背面の間に介在せしめたＵ字状板
ばね61からなる熱伝達機構６を具えている。
【００１６】熱伝導性に優れた金属からなるＵ字状板ば
ね61は一端が蓋材５に半田付けされており、蓋材５を基
板２に半田付けしたときにＵ字状板ばね61の他端は蓋材
５と接触を保ちながら横に滑り、またＵ字状板ばね61の
中間に位置する円弧状底面62は半導体素子１の背面に当
接するよう構成されている。
ね61は一端が蓋材５に半田付けされており、蓋材５を基
板２に半田付けしたときにＵ字状板ばね61の他端は蓋材
５と接触を保ちながら横に滑り、またＵ字状板ばね61の
中間に位置する円弧状底面62は半導体素子１の背面に当
接するよう構成されている。
【００１７】半導体素子１において発生し背面に当接し
たＵ字状板ばね61を介して蓋材５に伝達された熱は、従
来の半導体装置と同様に蓋材５の外側に接着されたAlか
らなる放熱フィン４を介して放熱される。なおＵ字状板
ばね61の他端は蓋材５に当接させているが発熱量の小さ
い場合は必ずしも当接させる必要はない。
たＵ字状板ばね61を介して蓋材５に伝達された熱は、従
来の半導体装置と同様に蓋材５の外側に接着されたAlか
らなる放熱フィン４を介して放熱される。なおＵ字状板
ばね61の他端は蓋材５に当接させているが発熱量の小さ
い場合は必ずしも当接させる必要はない。
【００１８】また図２において本発明の他の実施例は半
導体素子１と基板２と熱伝達機構６と蓋材５と放熱フィ
ン４からなり、Ｕ字状板ばね61からなる熱伝達機構６の
熱伝達能力を高める手段として半導体素子１の背面と蓋
材５の間に、銅(Cu)やＡu 、或いは銀(Ag)等熱伝導性に
優れた金属細線からなる綿材７が充填されている。
導体素子１と基板２と熱伝達機構６と蓋材５と放熱フィ
ン４からなり、Ｕ字状板ばね61からなる熱伝達機構６の
熱伝達能力を高める手段として半導体素子１の背面と蓋
材５の間に、銅(Cu)やＡu 、或いは銀(Ag)等熱伝導性に
優れた金属細線からなる綿材７が充填されている。
【００１９】熱伝導性に優れた金属からなるＵ字状板ば
ね61は一端が蓋材５に半田付けされており、蓋材５を基
板２に半田付けしたときにＵ字状板ばね61の他端は蓋材
５と接触を保ちながら横に滑り、またＵ字状板ばね61の
中間に位置する円弧状底面62は半導体素子１の背面に当
接するよう構成されている。
ね61は一端が蓋材５に半田付けされており、蓋材５を基
板２に半田付けしたときにＵ字状板ばね61の他端は蓋材
５と接触を保ちながら横に滑り、またＵ字状板ばね61の
中間に位置する円弧状底面62は半導体素子１の背面に当
接するよう構成されている。
【００２０】そのとき半導体素子１の背面と蓋材５の間
に充填された綿材７は押されて密度が高くなり、半導体
素子１の熱はＵ字状板ばね61を介して蓋材５に伝達され
ると同時に綿材７を介して蓋材５に伝達される。即ち、
綿材７の充填によってＵ字状板ばね61からなる熱伝達機
構６の熱伝達能力を更に高めることができる。
に充填された綿材７は押されて密度が高くなり、半導体
素子１の熱はＵ字状板ばね61を介して蓋材５に伝達され
ると同時に綿材７を介して蓋材５に伝達される。即ち、
綿材７の充填によってＵ字状板ばね61からなる熱伝達機
構６の熱伝達能力を更に高めることができる。
【００２１】図３(a) に示す本発明になる熱伝達機構の
変形例は平行に配置された２個のＵ字状板ばね61で、ま
た図３(b) に示す本発明になる熱伝達機構の変形例は直
交する２個のＵ字状板ばね61で構成され、このように２
個のＵ字状板ばね61で熱伝達機構６を構成することによ
り熱伝達機構６の熱伝達能力を高めることができる。
変形例は平行に配置された２個のＵ字状板ばね61で、ま
た図３(b) に示す本発明になる熱伝達機構の変形例は直
交する２個のＵ字状板ばね61で構成され、このように２
個のＵ字状板ばね61で熱伝達機構６を構成することによ
り熱伝達機構６の熱伝達能力を高めることができる。
【００２２】また図３(c) に示す本発明になる熱伝達機
構の変形例は熱伝達機構６がＵ字状板ばね61と、Ｕ字状
板ばね61の中間に位置する円弧状底面62に固着されたCu
或いはCu合金からなる集熱板63とで形成され、半導体素
子１の背面に広く接する集熱板63を介して熱を伝えるこ
とによって一層効果的に放熱することが可能になる。
構の変形例は熱伝達機構６がＵ字状板ばね61と、Ｕ字状
板ばね61の中間に位置する円弧状底面62に固着されたCu
或いはCu合金からなる集熱板63とで形成され、半導体素
子１の背面に広く接する集熱板63を介して熱を伝えるこ
とによって一層効果的に放熱することが可能になる。
【００２３】このように電子回路形成面が基板と対向す
るよう基板に搭載されてなる半導体素子と、半導体素子
の背面に設けられ周縁部が基板に半田付けされた金属か
らなる蓋材の間に、少なくとも１個の板ばね状の熱伝達
機構を介在させてなる本発明の半導体装置は、半導体素
子において発生した熱は熱伝達機構を介して蓋材に伝え
られ放熱フィンを介して外部に放熱される。
るよう基板に搭載されてなる半導体素子と、半導体素子
の背面に設けられ周縁部が基板に半田付けされた金属か
らなる蓋材の間に、少なくとも１個の板ばね状の熱伝達
機構を介在させてなる本発明の半導体装置は、半導体素
子において発生した熱は熱伝達機構を介して蓋材に伝え
られ放熱フィンを介して外部に放熱される。
【００２４】しかも熱伝達機構は単に半導体素子の背面
に当接しているだけで蓋材や熱伝達機構が半導体素子の
熱膨張を阻害することはない。即ち、半導体素子の熱膨
張係数に関係無く蓋材の材質を選択することが可能で、
しかも半導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半導体
装置と熱伝達機構を実現することができる。
に当接しているだけで蓋材や熱伝達機構が半導体素子の
熱膨張を阻害することはない。即ち、半導体素子の熱膨
張係数に関係無く蓋材の材質を選択することが可能で、
しかも半導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半導体
装置と熱伝達機構を実現することができる。
【００２５】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば半導体素子の
熱膨張係数に関係無く蓋材の材質を選択することが可能
で、しかも半導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半
導体装置と熱伝達機構を提供することができる。
熱膨張係数に関係無く蓋材の材質を選択することが可能
で、しかも半導体素子の熱を容易に外部に放熱できる半
導体装置と熱伝達機構を提供することができる。
【図１】 本発明になる半導体装置と熱伝達機構を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】 本発明になる半導体装置の他の実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】 本発明になる熱伝達機構の変形例を示す断面
図である。
図である。
【図４】 従来の半導体装置と熱伝達機構を示す断面図
である。
である。
１ 半導体素子 ２ 基板
４ 放熱フィン ５ 蓋材
６ 熱伝達機構 ７ 綿材
11 電極 12 半田バンプ
21 電極 61 Ｕ字状板ばね
62 円弧状底面 63 集熱板
Claims (4)
- 【請求項１】 電子回路形成面が基板(2) と対向するよ
う該基板(2) に搭載されてなる半導体素子(1) 、および
該半導体素子(1)の背面に設けられ周縁部が該基板(2)
に半田付けされた金属からなる蓋材(5) を有し、 該半導体素子(1) の背面と該蓋材(5) の間に少なくとも
１個の板ばね状熱伝達機構(6) を介在させてなることを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 電子回路形成面が基板(2) と対向するよ
う該基板(2) に搭載されてなる半導体素子(1) 、および
該半導体素子(1)の背面に設けられ周縁部が該基板(2)
に半田付けされた金属からなる蓋材(5) を有し、 該半導体素子(1) の背面と該蓋材(5) の間に少なくとも
１個の板ばね状熱伝達機構(6) を介在させると共に、該
半導体素子(1) の背面と該蓋材(5) の間に金属細線から
なる綿材(7) を充填してなることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体素子(1)
の背面と蓋材(5) の間に介在させる熱伝達機構(6) であ
って、熱伝導性に優れた金属からなるＵ字状板ばね(61)
の一端が該蓋材(5) に半田付けされ、中間の円弧状底面
(62)が該半導体素子(1) の背面に当接するよう構成され
てなることを特徴とする熱伝達機構。 - 【請求項４】 請求項３に記載されたＵ字状板ばね(61)
が半導体素子(1) の背面に当接する円弧状底面(62)に、
熱伝導性に優れた金属からなる集熱板(63)を具えてなる
ことを特徴とする熱伝達機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3167854A JPH0513627A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 半導体装置と熱伝達機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3167854A JPH0513627A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 半導体装置と熱伝達機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513627A true JPH0513627A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15857324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3167854A Withdrawn JPH0513627A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 半導体装置と熱伝達機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513627A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07254668A (ja) * | 1994-01-11 | 1995-10-03 | Samsung Electron Co Ltd | 高熱放出用の半導体パッケージ |
| US7239515B2 (en) * | 2004-03-08 | 2007-07-03 | Nortel Networks Limited | Thermal assembly for cooling an electronics module |
| KR20200078851A (ko) * | 2018-12-24 | 2020-07-02 | 주식회사 에스에프에이 | 증착 소스 및 이를 구비하는 기판 증착장치 |
| WO2021010874A1 (en) | 2019-07-16 | 2021-01-21 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A cooling device, a receptacle assembly, a system and a printed board assembly |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3167854A patent/JPH0513627A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07254668A (ja) * | 1994-01-11 | 1995-10-03 | Samsung Electron Co Ltd | 高熱放出用の半導体パッケージ |
| US7239515B2 (en) * | 2004-03-08 | 2007-07-03 | Nortel Networks Limited | Thermal assembly for cooling an electronics module |
| KR20200078851A (ko) * | 2018-12-24 | 2020-07-02 | 주식회사 에스에프에이 | 증착 소스 및 이를 구비하는 기판 증착장치 |
| WO2021010874A1 (en) | 2019-07-16 | 2021-01-21 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A cooling device, a receptacle assembly, a system and a printed board assembly |
| EP4000359A4 (en) * | 2019-07-16 | 2022-07-13 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | COOLING DEVICE, TANK ARRANGEMENT, SYSTEM AND CIRCUIT BOARD ARRANGEMENT |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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