JPH0529504A - ヒートシンク付半導体パツケージ - Google Patents
ヒートシンク付半導体パツケージInfo
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- JPH0529504A JPH0529504A JP15014991A JP15014991A JPH0529504A JP H0529504 A JPH0529504 A JP H0529504A JP 15014991 A JP15014991 A JP 15014991A JP 15014991 A JP15014991 A JP 15014991A JP H0529504 A JPH0529504 A JP H0529504A
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- chip
- case
- semiconductor package
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- 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
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空冷時のパッケージの冷却効率を高くする。
【構成】 ヒートシンク付半導体パッケージのヒートシ
ンクの構造について、放熱フィン６ｂに対して風の上流
側に放熱フィンの間隔内に風を収束して導入させるダク
ト７を搭載した。 【効果】 本発明によるヒートシンク付半導体パッケー
ジでは、フィンの上流側に風を集めるためのダクトを搭
載しているため、フィン間での流速が大きくなり、ヒー
トシンクの冷却性能が上がり、パッケージの冷却効率を
高めることが可能となる。
ンクの構造について、放熱フィン６ｂに対して風の上流
側に放熱フィンの間隔内に風を収束して導入させるダク
ト７を搭載した。 【効果】 本発明によるヒートシンク付半導体パッケー
ジでは、フィンの上流側に風を集めるためのダクトを搭
載しているため、フィン間での流速が大きくなり、ヒー
トシンクの冷却性能が上がり、パッケージの冷却効率を
高めることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣチップやＬＳＩチ
ップなどのチッフ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。
ップなどのチッフ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、理論素子から
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
用の各種半導体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
用の各種半導体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。このため、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。このため、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。
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、図６は、その断面図である。
ケージの一例の斜視図、図６は、その断面図である。
【０００６】図において、ケース１の内底面には、チッ
プ固着剤を用いてチップ２が搭載されている。チップ２
は、ケース１上の配線と、配線部材３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４が付けら
れている。ケース１の下面には、チップ２を覆うように
キャップ５が接着されており、ケース１内の気密を保っ
ている。ケース１の上面には、ヒートシンク６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６
は、中央に支柱６ａがあり、その周辺に平板状のフィン
６ｂが横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。
プ固着剤を用いてチップ２が搭載されている。チップ２
は、ケース１上の配線と、配線部材３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４が付けら
れている。ケース１の下面には、チップ２を覆うように
キャップ５が接着されており、ケース１内の気密を保っ
ている。ケース１の上面には、ヒートシンク６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６
は、中央に支柱６ａがあり、その周辺に平板状のフィン
６ｂが横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。
【０００７】
【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良くなく、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あった。
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良くなく、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あった。
【０００８】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。
【０００９】
【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、キャップと、ヒートシンクと、ダク
ト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、チップを搭載するものであり、キャップ
は、チップを搭載したケースを気密に封止するものであ
り、ヒートシンクは、ケース上に取付けられ、ケースを
放熱させるものであり、複数のフィンを有し、複数のフ
ィンは、互いに間隔を置いて形成されたものであり、ダ
クトは、ヒートシンクに取付けられ、フィン間へ受け入
れる風を収束してフィンによる放熱効率を増大させるも
のである。
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、キャップと、ヒートシンクと、ダク
ト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、チップを搭載するものであり、キャップ
は、チップを搭載したケースを気密に封止するものであ
り、ヒートシンクは、ケース上に取付けられ、ケースを
放熱させるものであり、複数のフィンを有し、複数のフ
ィンは、互いに間隔を置いて形成されたものであり、ダ
クトは、ヒートシンクに取付けられ、フィン間へ受け入
れる風を収束してフィンによる放熱効率を増大させるも
のである。
【００１０】本発明におけるケースは、アルミナ・窒化
アルミニウム・炭化ケイ素等のセラミック系材料やガラ
スエポキシ樹脂等の樹脂と種々の金属とを複合化したハ
イブリッド型構造の一般的に公知な材料が適用可能であ
る。また、ケースに接着されたチップの数は、１個また
は複数個である。すなわち、本発明は、パッケージとし
てはシングルチップパッケージやマルチチップパッケー
ジへも適用できる特徴がある。
アルミニウム・炭化ケイ素等のセラミック系材料やガラ
スエポキシ樹脂等の樹脂と種々の金属とを複合化したハ
イブリッド型構造の一般的に公知な材料が適用可能であ
る。また、ケースに接着されたチップの数は、１個また
は複数個である。すなわち、本発明は、パッケージとし
てはシングルチップパッケージやマルチチップパッケー
ジへも適用できる特徴がある。
【００１１】
【作用】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ＬＳＩチップは、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、ＬＳＩ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。ヒートシンクの形状は様々であるが、ヒ
ートシンク単独での放熱効率の高さと、強制空冷時の風
の方向の依存性がないことから、中央に支柱があり、そ
の周辺に平板状のフィンが横に複数個並んだ構造のもの
が用いられる。
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ＬＳＩチップは、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、ＬＳＩ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。ヒートシンクの形状は様々であるが、ヒ
ートシンク単独での放熱効率の高さと、強制空冷時の風
の方向の依存性がないことから、中央に支柱があり、そ
の周辺に平板状のフィンが横に複数個並んだ構造のもの
が用いられる。
【００１２】本発明のヒートシンク付半導体パッケージ
では、ヒートシンクの構造が、複数個の平板状のフィン
が横に並べてあり、フィンの横側にはダクトが設けてあ
るため、ヒートシンクの手前の風がヒートシンク直前で
収束されるため、風速が大きくなり、放熱効率は大きく
なる。この構造により、上述のように高放熱性で高信頼
性のヒートシンク付半導体パッケージが実現可能とな
る。
では、ヒートシンクの構造が、複数個の平板状のフィン
が横に並べてあり、フィンの横側にはダクトが設けてあ
るため、ヒートシンクの手前の風がヒートシンク直前で
収束されるため、風速が大きくなり、放熱効率は大きく
なる。この構造により、上述のように高放熱性で高信頼
性のヒートシンク付半導体パッケージが実現可能とな
る。
【００１３】
【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。
【００１４】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、図２は、同断面図である。
ッケージの一例の斜視図、図２は、同断面図である。
【００１５】図において、１はアルミナのケースであ
り、その内底面にはチップ固着剤を用いてチップ２が搭
載されている。４は、前記チップ２をポードに接続する
ための複数個のピンであり、このピン４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の中央の下
面のくぼみの周辺部には、ピン４とチップ２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４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２の端子部は、ワイヤなど
の配線部材３で、ピン４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２を覆うように
低融点ガラス等の接着剤によりキャップ５が接着されて
おり、ケース１内の気密を保っている。ケース１の上面
には、アルミニウムのヒートシンク６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６は、中
央の支柱６ａがあり、支柱６ａには、その周辺に張り出
し、間隔を置いて上下多段に水平にプレート６ｂ，６ｂ
…が形成されており、さらにヒートシンク６の基部に
は、ケース１の各側面を覆って斜下方に下傾するダクト
７が取付けられている。なお、各段のフィン６ｂ，６ｂ
…のうち、最上段のフィン６ｂの張り出し量は大きくな
っている。
り、その内底面にはチップ固着剤を用いてチップ２が搭
載されている。４は、前記チップ２をポードに接続する
ための複数個のピンであり、このピン４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の中央の下
面のくぼみの周辺部には、ピン４とチップ２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４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２の端子部は、ワイヤなど
の配線部材３で、ピン４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２を覆うように
低融点ガラス等の接着剤によりキャップ５が接着されて
おり、ケース１内の気密を保っている。ケース１の上面
には、アルミニウムのヒートシンク６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６は、中
央の支柱６ａがあり、支柱６ａには、その周辺に張り出
し、間隔を置いて上下多段に水平にプレート６ｂ，６ｂ
…が形成されており、さらにヒートシンク６の基部に
は、ケース１の各側面を覆って斜下方に下傾するダクト
７が取付けられている。なお、各段のフィン６ｂ，６ｂ
…のうち、最上段のフィン６ｂの張り出し量は大きくな
っている。
【００１６】図３は、本発明の他の実施例のヒートシン
ク付半導体パッケージの斜視図、図４は、同断面図であ
る。
ク付半導体パッケージの斜視図、図４は、同断面図であ
る。
【００１７】図において、１はアルミナのケースであ
り、２はチップ、３は配線部材、４はピン、５はキャッ
プ、６はヒートシンク、７はダクトである。本実施例に
おいては、ケース１上に取付けられたヒートシンク６
は、ケース１上に複数のフィン６ｂ，６ｂ…を垂直姿勢
で並列に設置したものであり、各フィン６ｂ，６ｂ…間
の隙間を囲んでその周辺に側方に拡開したダクト７を取
付けたものである。本発明において、ダクト７は、フィ
ンの間隔内に風を集めるためのものであり、図１の実施
例では、最上段のフィン６ｂもダクト７の機能を兼ねて
いる。図３の実施例では、ダクト７はフィン６ｂ，６ｂ
…の一側全周に取付けられている。
り、２はチップ、３は配線部材、４はピン、５はキャッ
プ、６はヒートシンク、７はダクトである。本実施例に
おいては、ケース１上に取付けられたヒートシンク６
は、ケース１上に複数のフィン６ｂ，６ｂ…を垂直姿勢
で並列に設置したものであり、各フィン６ｂ，６ｂ…間
の隙間を囲んでその周辺に側方に拡開したダクト７を取
付けたものである。本発明において、ダクト７は、フィ
ンの間隔内に風を集めるためのものであり、図１の実施
例では、最上段のフィン６ｂもダクト７の機能を兼ねて
いる。図３の実施例では、ダクト７はフィン６ｂ，６ｂ
…の一側全周に取付けられている。
【００１８】図３，図４に示す側面にダクトを搭載した
本発明による構造のパッケージと、同形状のヒートシン
クで側面にダクトを搭載しない従来の構造のパッケージ
との熱抵抗を実験で比較した。本発明のパッケージによ
れば、風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は１．５℃／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２．５℃／Ｗであった。以上より、ヒートシ
ンクの側面にダクトが搭載されていないパッケージより
も、ヒートシンクの側面にダクト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。図
１，図２のパッケージであっても、基本的に同じ効果が
期待される。
本発明による構造のパッケージと、同形状のヒートシン
クで側面にダクトを搭載しない従来の構造のパッケージ
との熱抵抗を実験で比較した。本発明のパッケージによ
れば、風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は１．５℃／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２．５℃／Ｗであった。以上より、ヒートシ
ンクの側面にダクトが搭載されていないパッケージより
も、ヒートシンクの側面にダクト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。図
１，図２のパッケージであっても、基本的に同じ効果が
期待される。
【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。
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。
【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
で高信頼性の半導体パッケージを提供できる。
通電した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
で高信頼性の半導体パッケージを提供できる。
【図１】本発明の一実施例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】本発明の一実施例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】本発明の他の実施例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。
体パッケージの斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例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。
体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 ケース ２ チップ ３ 配線部材 ４ ピン ５ キャップ ６ ヒートシンク ６ｂ フィン ７ ダクト
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣチップやＬＳＩチ
ップなどのチッフ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。
ップなどのチッフ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、理論素子から
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
用の各種半導体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
用の各種半導体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。このため、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。このため、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。
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、図６は、その断面図である。
ケージの一例の斜視図、図６は、その断面図である。
【０００６】図において、ケース１の内底面には、チッ
プ固着剤を用いてチップ２が搭載されている。チップ２
は、ケース１上の配線と、配線部材３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４が付けら
れている。ケース１の下面には、チップ２を覆うように
キャップ５が接着されており、ケース１内の気密を保っ
ている。ケース１の上面には、ヒートシンク６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６
は、中央に支柱６ａがあり、その周辺に平板状のフィン
６ｂが横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。
プ固着剤を用いてチップ２が搭載されている。チップ２
は、ケース１上の配線と、配線部材３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４が付けら
れている。ケース１の下面には、チップ２を覆うように
キャップ５が接着されており、ケース１内の気密を保っ
ている。ケース１の上面には、ヒートシンク６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６
は、中央に支柱６ａがあり、その周辺に平板状のフィン
６ｂが横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。
【０００７】
【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良くなく、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あった。
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良くなく、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あった。
【０００８】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。
【０００９】
【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、キャップと、ヒートシンクと、ダク
ト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、チップを搭載するものであり、キャップ
は、チップを搭載したケースを気密に封止するものであ
り、ヒートシンクは、ケース上に取付けられ、ケースを
放熱させるものであり、複数のフィンを有し、複数のフ
ィンは、互いに間隔を置いて形成されたものであり、ダ
クトは、ヒートシンクに取付けられ、フィン間へ受け入
れる風を収束してフィンによる放熱効率を増大させるも
のである。
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、キャップと、ヒートシンクと、ダク
ト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、チップを搭載するものであり、キャップ
は、チップを搭載したケースを気密に封止するものであ
り、ヒートシンクは、ケース上に取付けられ、ケースを
放熱させるものであり、複数のフィンを有し、複数のフ
ィンは、互いに間隔を置いて形成されたものであり、ダ
クトは、ヒートシンクに取付けられ、フィン間へ受け入
れる風を収束してフィンによる放熱効率を増大させるも
のである。
【００１０】本発明におけるケースは、アルミナ・窒化
アルミニウム・炭化ケイ素等のセラミック系材料やガラ
スエポキシ樹脂等の樹脂と種々の金属とを複合化したハ
イブリッド型構造の一般的に公知な材料が適用可能であ
る。また、ケースに接着されたチップの数は、１個また
は複数個である。すなわち、本発明は、パッケージとし
てはシングルチップパッケージやマルチチップパッケー
ジへも適用できる特徴がある。
アルミニウム・炭化ケイ素等のセラミック系材料やガラ
スエポキシ樹脂等の樹脂と種々の金属とを複合化したハ
イブリッド型構造の一般的に公知な材料が適用可能であ
る。また、ケースに接着されたチップの数は、１個また
は複数個である。すなわち、本発明は、パッケージとし
てはシングルチップパッケージやマルチチップパッケー
ジへも適用できる特徴がある。
【００１１】
【作用】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ＬＳＩチップは、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、ＬＳＩ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。ヒートシンクの形状は様々であるが、ヒ
ートシンク単独での放熱効率の高さと、強制空冷時の風
の方向の依存性がないことから、中央に支柱があり、そ
の周辺に平板状のフィンが横に複数個並んだ構造のもの
が用いられる。
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ＬＳＩチップは、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、ＬＳＩ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。ヒートシンクの形状は様々であるが、ヒ
ートシンク単独での放熱効率の高さと、強制空冷時の風
の方向の依存性がないことから、中央に支柱があり、そ
の周辺に平板状のフィンが横に複数個並んだ構造のもの
が用いられる。
【００１２】本発明のヒートシンク付半導体パッケージ
では、ヒートシンクの構造が、複数個の平板状のフィン
が横に並べてあり、フィンの横側にはダクトが設けてあ
るため、ヒートシンクの手前の風がヒートシンク直前で
収束されるため、風速が大きくなり、放熱効率は大きく
なる。この構造により、上述のように高放熱性で高信頼
性のヒートシンク付半導体パッケージが実現可能とな
る。
では、ヒートシンクの構造が、複数個の平板状のフィン
が横に並べてあり、フィンの横側にはダクトが設けてあ
るため、ヒートシンクの手前の風がヒートシンク直前で
収束されるため、風速が大きくなり、放熱効率は大きく
なる。この構造により、上述のように高放熱性で高信頼
性のヒートシンク付半導体パッケージが実現可能とな
る。
【００１３】
【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。
【００１４】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、図２は、同断面図である。
ッケージの一例の斜視図、図２は、同断面図である。
【００１５】図において、１はアルミナのケースであ
り、その内底面にはチップ固着剤を用いてチップ２が搭
載されている。４は、前記チップ２をポードに接続する
ための複数個のピンであり、このピン４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の中央の下
面のくぼみの周辺部には、ピン４とチップ２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４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２の端子部は、ワイヤなど
の配線部材３で、ピン４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２を覆うように
低融点ガラス等の接着剤によりキャップ５が接着されて
おり、ケース１内の気密を保っている。ケース１の上面
には、アルミニウムのヒートシンク６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６は、中
央の支柱６ａがあり、支柱６ａには、その周辺に張り出
し、間隔を置いて上下多段に水平にプレート６ｂ，６ｂ
…が形成されており、さらにヒートシンク６の基部に
は、ケース１の各側面を覆って斜下方に下傾するダクト
７が取付けられている。なお、各段のフィン６ｂ，６ｂ
…のうち、最上段のフィン６ｂの張り出し量は大きくな
っている。
り、その内底面にはチップ固着剤を用いてチップ２が搭
載されている。４は、前記チップ２をポードに接続する
ための複数個のピンであり、このピン４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の中央の下
面のくぼみの周辺部には、ピン４とチップ２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４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２の端子部は、ワイヤなど
の配線部材３で、ピン４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２を覆うように
低融点ガラス等の接着剤によりキャップ５が接着されて
おり、ケース１内の気密を保っている。ケース１の上面
には、アルミニウムのヒートシンク６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６は、中
央の支柱６ａがあり、支柱６ａには、その周辺に張り出
し、間隔を置いて上下多段に水平にプレート６ｂ，６ｂ
…が形成されており、さらにヒートシンク６の基部に
は、ケース１の各側面を覆って斜下方に下傾するダクト
７が取付けられている。なお、各段のフィン６ｂ，６ｂ
…のうち、最上段のフィン６ｂの張り出し量は大きくな
っている。
【００１６】図３は、本発明の他の実施例のヒートシン
ク付半導体パッケージの斜視図、図４は、同断面図であ
る。
ク付半導体パッケージの斜視図、図４は、同断面図であ
る。
【００１７】図において、１はアルミナのケースであ
り、２はチップ、３は配線部材、４はピン、５はキャッ
プ、６はヒートシンク、７はダクトである。本実施例に
おいては、ケース１上に取付けられたヒートシンク６
は、ケース１上に複数のフィン６ｂ，６ｂ…を垂直姿勢
で並列に設置したものであり、各フィン６ｂ，６ｂ…間
の隙間を囲んでその周辺に側方に拡開したダクト７を取
付けたものである。本発明において、ダクト７は、フィ
ンの間隔内に風を集めるためのものであり、図１の実施
例では、最上段のフィン６ｂもダクト７の機能を兼ねて
いる。図３の実施例では、ダクト７はフィン６ｂ，６ｂ
…の一側全周に取付けられている。
り、２はチップ、３は配線部材、４はピン、５はキャッ
プ、６はヒートシンク、７はダクトである。本実施例に
おいては、ケース１上に取付けられたヒートシンク６
は、ケース１上に複数のフィン６ｂ，６ｂ…を垂直姿勢
で並列に設置したものであり、各フィン６ｂ，６ｂ…間
の隙間を囲んでその周辺に側方に拡開したダクト７を取
付けたものである。本発明において、ダクト７は、フィ
ンの間隔内に風を集めるためのものであり、図１の実施
例では、最上段のフィン６ｂもダクト７の機能を兼ねて
いる。図３の実施例では、ダクト７はフィン６ｂ，６ｂ
…の一側全周に取付けられている。
【００１８】図３，図４に示す側面にダクトを搭載した
本発明による構造のパッケージと、同形状のヒートシン
クで側面にダクトを搭載しない従来の構造のパッケージ
との熱抵抗を実験で比較した。本発明のパッケージによ
れば、風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は１．５℃／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２．５℃／Ｗであった。以上より、ヒートシ
ンクの側面にダクトが搭載されていないパッケージより
も、ヒートシンクの側面にダクト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。図
１，図２のパッケージであっても、基本的に同じ効果が
期待される。
本発明による構造のパッケージと、同形状のヒートシン
クで側面にダクトを搭載しない従来の構造のパッケージ
との熱抵抗を実験で比較した。本発明のパッケージによ
れば、風速５ｍ／ｓのとき熱抵抗は１．５℃／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２．５℃／Ｗであった。以上より、ヒートシ
ンクの側面にダクトが搭載されていないパッケージより
も、ヒートシンクの側面にダクト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。図
１，図２のパッケージであっても、基本的に同じ効果が
期待される。
【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。
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。
【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
で高信頼性の半導体パッケージを提供できる。
通電した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
で高信頼性の半導体パッケージを提供できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ケースと、キャップと、ヒートシンク
と、ダクト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、チップを搭載するものであり、 キャップは、チップを搭載したケースを気密に封止する
ものであり、 ヒートシンクは、ケース上に取付けられ、ケースを放熱
させるものであり、複数のフィンを有し、 複数のフィンは、互いに間隔を置いて形成されたもので
あり、 ダクトは、ヒートシンクに取付けられ、フィン間へ受け
入れる風を収束してフィンによる放熱効率を増大させる
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 |
|---|---|---|---|
| JP15014991A JP3157541B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP15014991A JP3157541B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529504A true JPH0529504A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3157541B2 JP3157541B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=15490571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15014991A Expired - Lifetime JP3157541B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3157541B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6107235A (en) * | 1996-09-05 | 2000-08-22 | Japan Energy Corporation | Solid acid catalyst and process for preparing the same |
| US6420305B1 (en) | 1998-03-04 | 2002-07-16 | Japan Energy Corporation | Solid acid catalyst, method for producing the same and reaction method using the same |
| US6460609B1 (en) * | 2001-06-20 | 2002-10-08 | Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. | Heat sink for facilitating air flow |
| JP2014107362A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Lenovo Singapore Pte Ltd | 電子デバイスの放熱装置および放熱方法 |
| WO2020044474A1 (ja) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 三菱電機株式会社 | 室外機及び空気調和機 |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP15014991A patent/JP3157541B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6107235A (en) * | 1996-09-05 | 2000-08-22 | Japan Energy Corporation | Solid acid catalyst and process for preparing the same |
| US6420305B1 (en) | 1998-03-04 | 2002-07-16 | Japan Energy Corporation | Solid acid catalyst, method for producing the same and reaction method using the same |
| US6460609B1 (en) * | 2001-06-20 | 2002-10-08 | Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. | Heat sink for facilitating air flow |
| JP2014107362A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Lenovo Singapore Pte Ltd | 電子デバイスの放熱装置および放熱方法 |
| WO2020044474A1 (ja) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 三菱電機株式会社 | 室外機及び空気調和機 |
| JPWO2020044474A1 (ja) * | 2018-08-29 | 2021-02-18 | 三菱電機株式会社 | 室外機及び空気調和機 |
| CN112585409A (zh) * | 2018-08-29 | 2021-03-30 | 三菱电机株式会社 | 室外机及空气调节机 |
| US11391473B2 (en) | 2018-08-29 | 2022-07-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Outdoor unit and air conditioner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3157541B2 (ja) | 2001-04-16 |
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