JPH0621283A - 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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- JPH0621283A JPH0621283A JP4200672A JP20067292A JPH0621283A JP H0621283 A JPH0621283 A JP H0621283A JP 4200672 A JP4200672 A JP 4200672A JP 20067292 A JP20067292 A JP 20067292A JP H0621283 A JPH0621283 A JP H0621283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- chip
- pin
- case
- semiconductor package
- 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.)
- Pending
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- 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
- H01L2224/01—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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- 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
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
Landscapes
- 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、パッケージは、ピン型のフィン８
を列状に有し、それぞれのフィン８は、ヒートシンクの
外側方向に傾斜して立上り、しかもヒートシンクの中心
部のものより外側ほど傾斜角が大きくなっている。 【効果】 横方向からの強制対流による冷却の場合、空
気の流れに対して手前のピン型フィンが前方向に傾斜し
ているため、ピン型フィンの隙間が小さくフィン隙間の
圧力損失が大きくても、ヒートシンク周辺に逃げてしま
う空気の量を抑えることができる。そのため、フィン隙
間での流速が低下せず、フィン表面の熱伝導係数を大き
く保つことができ、結果的にヒートシンクの放熱性能を
上げることが可能となり、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、パッケージは、ピン型のフィン８
を列状に有し、それぞれのフィン８は、ヒートシンクの
外側方向に傾斜して立上り、しかもヒートシンクの中心
部のものより外側ほど傾斜角が大きくなっている。 【効果】 横方向からの強制対流による冷却の場合、空
気の流れに対して手前のピン型フィンが前方向に傾斜し
ているため、ピン型フィンの隙間が小さくフィン隙間の
圧力損失が大きくても、ヒートシンク周辺に逃げてしま
う空気の量を抑えることができる。そのため、フィン隙
間での流速が低下せず、フィン表面の熱伝導係数を大き
く保つことができ、結果的にヒートシンクの放熱性能を
上げることが可能となり、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。
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。
【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。
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。
【０００３】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。
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。
【０００４】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。
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。
【０００５】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。
【０００６】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
ら半導体パッケージの上面に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
ら半導体パッケージの上面に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。
【０００７】図３に、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４にその断面図を示す。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。
ケージの一例の斜視図、図４にその断面図を示す。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。
【０００８】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、垂直に立上る細長いピン型フィン８の列
を並列に並べたものである。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。
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、垂直に立上る細長いピン型フィン８の列
を並列に並べたものである。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。
【０００９】
【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
果が得られず、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よくなく、十分な冷却効
果が得られず、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。
【００１０】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十分な放熱効果が得られる信
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十分な放熱効果が得られる信
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係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、チップ搭載板上に固定され、少なくとも１列以上の
ピン型フィンを有し、それぞれの列のピン型フィンは、
外側を向いて傾斜して上方に立上り、且つ中心から遠い
ピン型フィンほどその傾斜角が大きくなっているもので
ある。
め、本発明に係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、チップ搭載板上に固定され、少なくとも１列以上の
ピン型フィンを有し、それぞれの列のピン型フィンは、
外側を向いて傾斜して上方に立上り、且つ中心から遠い
ピン型フィンほどその傾斜角が大きくなっているもので
ある。
【００１２】
【作用】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７は、細長いピン型フィンが少なくと
も１列以上設けられ、それぞれのピン型フィンは、外側
に傾斜して立上り、その傾斜角は、中心のものより、外
側のピン型フィンほど傾斜角が大きくなっているため、
ピン型フィン間の隙間の圧力損失によってヒートシンク
外側に逃げる空気の量を減らすことが可能となり、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の実
現が可能となる。
は、ヒートシンク７は、細長いピン型フィンが少なくと
も１列以上設けられ、それぞれのピン型フィンは、外側
に傾斜して立上り、その傾斜角は、中心のものより、外
側のピン型フィンほど傾斜角が大きくなっているため、
ピン型フィン間の隙間の圧力損失によってヒートシンク
外側に逃げる空気の量を減らすことが可能となり、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の実
現が可能となる。
【００１３】なお、２列以上にピン型フィンを配列した
ときに、本発明はその列の方向の配列について適用する
場合に限らず、配列方向と直交する方向に形成される列
についても同様に適用できる。また、ピンの列は必ずし
も整然と配列された列に限られるものではない。
ときに、本発明はその列の方向の配列について適用する
場合に限らず、配列方向と直交する方向に形成される列
についても同様に適用できる。また、ピンの列は必ずし
も整然と配列された列に限られるものではない。
【００１４】
【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。図１は、本発明に係るヒートシンク付半導
体パッケージの一例を示す斜視図、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は平板状で中央に穴１ａが空いているア
ルミナのケースであり、その上には、ケース１の中央の
穴１ａ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、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。
て説明する。図１は、本発明に係るヒートシンク付半導
体パッケージの一例を示す斜視図、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は平板状で中央に穴１ａが空いているア
ルミナのケースであり、その上には、ケース１の中央の
穴１ａ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、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。
【００１５】ケース１の中央の穴１ａ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、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。
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、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。
【００１６】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キャップ６が接着され、
ケース１内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。ヒートシンク７は、細長
いピン型フィン８を有している。
低融点ガラス等の接着剤によりキャップ６が接着され、
ケース１内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。ヒートシンク７は、細長
いピン型フィン８を有している。
【００１７】ピン型フィン８は、２本以上が列をなし、
少なくとも１列以上並設したものであり、実施例では、
図２の左右方向を列としてそれぞれのピン型フィン８
は、ヒートシンクの外側方向に傾斜して立上り、傾斜角
は、中央部のものより外側のピン型フィンほど大きくな
っている。
少なくとも１列以上並設したものであり、実施例では、
図２の左右方向を列としてそれぞれのピン型フィン８
は、ヒートシンクの外側方向に傾斜して立上り、傾斜角
は、中央部のものより外側のピン型フィンほど大きくな
っている。
【００１８】ピン型フィン８が外側に傾斜している構造
のヒートシンクを搭載した本発明によるパッケージと、
ピン型フィンが垂直に搭載されている構造のヒートシン
クを搭載した従来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２．３Ｋ／Ｗ
であった。
のヒートシンクを搭載した本発明によるパッケージと、
ピン型フィンが垂直に搭載されている構造のヒートシン
クを搭載した従来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２．３Ｋ／Ｗ
であった。
【００１９】以上より、ピン型フィンが垂直な構造のヒ
ートシンクが搭載されているパッケージよりも、ピン型
フィンが外側に傾斜した構造のヒートシンクを搭載した
パッケージの方が、熱抵抗が小さくなることがわかっ
た。
ートシンクが搭載されているパッケージよりも、ピン型
フィンが外側に傾斜した構造のヒートシンクを搭載した
パッケージの方が、熱抵抗が小さくなることがわかっ
た。
【００２０】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を使用した場合の例である
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を使用した場合の例である
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。
【００２１】
【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することが可能と
いう効果が得られる。
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することが可能と
いう効果が得られる。
【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】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４】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 １ａ 穴 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 ピン型フィン
Claims (1)
- 【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、チップ搭載板上に固定され、少なくと
も１列以上のピン型フィンを有し、 それぞれの列のピン型フィンは、外側を向いて傾斜して
上方に立上り、且つ中心から遠いピン型フィンほどその
傾斜角が大きくなってい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 |
|---|---|---|---|
| JP4200672A JPH0621283A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP4200672A JPH0621283A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621283A true JPH0621283A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16428322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4200672A Pending JPH0621283A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621283A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030025788A (ko) * | 2001-09-21 | 2003-03-29 | 리드텍 리서치 인코포레이티드 | 열 소산 통합 장치 |
| KR100389257B1 (ko) * | 2000-09-18 | 2003-06-25 | 잘만테크 주식회사 | 히트싱크 |
| US6883593B2 (en) | 2001-08-07 | 2005-04-26 | International Business Machines Corporation | Heat sink for convection cooling in horizontal applications |
| US7929293B2 (en) * | 2009-05-06 | 2011-04-19 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Heat dissipating assembly |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4200672A patent/JPH0621283A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100389257B1 (ko) * | 2000-09-18 | 2003-06-25 | 잘만테크 주식회사 | 히트싱크 |
| US6883593B2 (en) | 2001-08-07 | 2005-04-26 | International Business Machines Corporation | Heat sink for convection cooling in horizontal applications |
| KR20030025788A (ko) * | 2001-09-21 | 2003-03-29 | 리드텍 리서치 인코포레이티드 | 열 소산 통합 장치 |
| US7929293B2 (en) * | 2009-05-06 | 2011-04-19 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Heat dissipating assembly |
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