JPH06349988A - Ｌｓｉの冷却装置 - Google Patents
Ｌｓｉの冷却装置Info
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- JPH06349988A JPH06349988A JP5134296A JP13429693A JPH06349988A JP H06349988 A JPH06349988 A JP H06349988A JP 5134296 A JP5134296 A JP 5134296A JP 13429693 A JP13429693 A JP 13429693A JP H06349988 A JPH06349988 A JP H06349988A
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- JP
- Japan
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- lsi
- heat transfer
- stress
- transfer body
- cooling device
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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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
- H01L2224/141—Disposition
- H01L2224/1418—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
- H01L2224/14181—On opposite sides of the body
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01L2224/10—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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- 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】
【目的】ＬＳＩのはんだバンプの破壊を防止する。
【構成】ＬＳＩ１をはんだバンプ３で基板２に接続し、
ＬＳＩ１の回路の無い面に伝熱体を固着したＬＳＩ１の
冷却を、冷媒の沸騰により行うＬＳＩの冷却装置におい
て、伝熱体が複数個あり、更に各伝熱体とＬＳＩの接合
面内の直線分の最大長さが、その伝熱体の接合面に垂直
方向の長さの二倍以下であることを特徴とするＬＳＩの
冷却装置。
ＬＳＩ１の回路の無い面に伝熱体を固着したＬＳＩ１の
冷却を、冷媒の沸騰により行うＬＳＩの冷却装置におい
て、伝熱体が複数個あり、更に各伝熱体とＬＳＩの接合
面内の直線分の最大長さが、その伝熱体の接合面に垂直
方向の長さの二倍以下であることを特徴とするＬＳＩの
冷却装置。
Description
【産業上の利用分野】本発明は基板に複数のはんだバン
プで実装された発熱の大きなＬＳＩの冷却装置に関す
る。
プで実装された発熱の大きなＬＳＩの冷却装置に関す
る。
【従来の技術】従来の冷却装置を特開昭61−176141号公
報より引用して、図２（ａ）（ｂ）に示す。図２（ａ）
はこの冷却装置の構造を示す側面断面図である。基板２
に複数のはんだバンプ３で接続されたＬＳＩ１には、伝
熱体４が接合材５で接合されている。はんだバンプ３の
接続されたＬＳＩ表面には電子回路が形成され、以下、
この面をＬＳＩ回路面６と呼び、伝熱体４が接合された
面をＬＳＩ背面７と呼ぶことにする。図２（ｂ）はこの
伝熱体４の詳細形状を示した斜視図である。伝熱体４は
良熱伝導体材のＣｕ又はＡｌで形成されている。また、
伝熱面積を拡大するため、その表面積がＬＳＩ背面７よ
り大きくなるような形状に加工されている。図２（ａ）
の冷却装置は冷媒８中に浸漬され、ＬＳＩ１で発生した
熱は伝熱体４に伝導し伝熱体４の表面で生じる冷媒８の
沸騰で放熱される。なお、ＬＳＩ背面７と伝熱体４間に
隙間があると接触熱抵抗が生じ、伝熱体４の表面で生じ
る冷媒８の沸騰による高い伝熱性能を活かすことができ
ない。このため、ＬＳＩ１と伝熱体４間の接合材５によ
る固着が必要である。
報より引用して、図２（ａ）（ｂ）に示す。図２（ａ）
はこの冷却装置の構造を示す側面断面図である。基板２
に複数のはんだバンプ３で接続されたＬＳＩ１には、伝
熱体４が接合材５で接合されている。はんだバンプ３の
接続されたＬＳＩ表面には電子回路が形成され、以下、
この面をＬＳＩ回路面６と呼び、伝熱体４が接合された
面をＬＳＩ背面７と呼ぶことにする。図２（ｂ）はこの
伝熱体４の詳細形状を示した斜視図である。伝熱体４は
良熱伝導体材のＣｕ又はＡｌで形成されている。また、
伝熱面積を拡大するため、その表面積がＬＳＩ背面７よ
り大きくなるような形状に加工されている。図２（ａ）
の冷却装置は冷媒８中に浸漬され、ＬＳＩ１で発生した
熱は伝熱体４に伝導し伝熱体４の表面で生じる冷媒８の
沸騰で放熱される。なお、ＬＳＩ背面７と伝熱体４間に
隙間があると接触熱抵抗が生じ、伝熱体４の表面で生じ
る冷媒８の沸騰による高い伝熱性能を活かすことができ
ない。このため、ＬＳＩ１と伝熱体４間の接合材５によ
る固着が必要である。
【発明が解決しようとする課題】しかし、この冷却装置
ではＬＳＩ１の稼働時の発熱でＬＳＩ１と伝熱体４の熱
膨張係数差やＬＳＩ１と伝熱体４の温度分布差で、ＬＳ
Ｉ１内や伝熱体４内に異なる熱ひずみが生じる。この熱
ひずみ差の内、ＬＳＩ背面７の面内方向の成分はＬＳＩ
１と伝熱体４がＬＳＩ背面７全体で接合しているため、
伝熱体４とLSI1のそれぞれに応力を生じ、伝熱体４とＬ
ＳＩ１に反りを引き起こす。この反りがはんだバンプ３
内にＬＳＩ回路面６に垂直な方向のひずみを生じる。こ
のひずみの繰返しによりはんだバンプが破壊する場合が
あるという欠点があった。
ではＬＳＩ１の稼働時の発熱でＬＳＩ１と伝熱体４の熱
膨張係数差やＬＳＩ１と伝熱体４の温度分布差で、ＬＳ
Ｉ１内や伝熱体４内に異なる熱ひずみが生じる。この熱
ひずみ差の内、ＬＳＩ背面７の面内方向の成分はＬＳＩ
１と伝熱体４がＬＳＩ背面７全体で接合しているため、
伝熱体４とLSI1のそれぞれに応力を生じ、伝熱体４とＬ
ＳＩ１に反りを引き起こす。この反りがはんだバンプ３
内にＬＳＩ回路面６に垂直な方向のひずみを生じる。こ
のひずみの繰返しによりはんだバンプが破壊する場合が
あるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】はんだバンプの破壊とい
う欠点は、伝熱体を複数個に分割してＬＳＩに接合する
ことによるＬＳＩの応力低減で解決できる。さらに、そ
の応力低減効果は各伝熱体とＬＳＩの接合面内の直線分
の最大長さが、その伝熱体の接合面に垂直方向の長さの
二倍以下にすることにより顕著にできる。
う欠点は、伝熱体を複数個に分割してＬＳＩに接合する
ことによるＬＳＩの応力低減で解決できる。さらに、そ
の応力低減効果は各伝熱体とＬＳＩの接合面内の直線分
の最大長さが、その伝熱体の接合面に垂直方向の長さの
二倍以下にすることにより顕著にできる。
【作用】すなわち、本発明では、伝熱体が複数個に分割
されることにより、伝熱体の自由表面が増加する。伝熱
体に生じる応力はこの増加した自由表面で解放され、低
下する。ＬＳＩの応力はこの伝熱体の応力と釣り合って
いるため、ＬＳＩの応力が低減し、ＬＳＩの反りが低減
し、はんだバンプの破壊が防止できる。さらに、伝熱体
とＬＳＩの接合面内の直線分の最大長さが、その伝熱体
の接合面に垂直方向の長さの二倍以下にして接合面の寸
法を伝熱体の高さに比べ一定値以下に制限すると、伝熱
体に生じる応力の大部分が自由表面で解放され、伝熱体
とＬＳＩの応力低減効果が顕著で、ＬＳＩに発生する反
りが更に少なくなり、はんだバンプの破壊防止効果も大
きい。
されることにより、伝熱体の自由表面が増加する。伝熱
体に生じる応力はこの増加した自由表面で解放され、低
下する。ＬＳＩの応力はこの伝熱体の応力と釣り合って
いるため、ＬＳＩの応力が低減し、ＬＳＩの反りが低減
し、はんだバンプの破壊が防止できる。さらに、伝熱体
とＬＳＩの接合面内の直線分の最大長さが、その伝熱体
の接合面に垂直方向の長さの二倍以下にして接合面の寸
法を伝熱体の高さに比べ一定値以下に制限すると、伝熱
体に生じる応力の大部分が自由表面で解放され、伝熱体
とＬＳＩの応力低減効果が顕著で、ＬＳＩに発生する反
りが更に少なくなり、はんだバンプの破壊防止効果も大
きい。
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１（ａ）（ｂ）
により説明する。図１（ａ）は本発明の冷却装置の構造
を示す側面断面図である。図１（ｂ）は伝熱体の詳細形
状を示した側面断面図である。基板２にはんだバンプ３
で接続されたＬＳＩ１の背面にはＮｉ／Ａｕメタライズ
９が形成され、このメタライズ９にＰｂ−Ｓｎはんだ１
０が接合されている。このはんだが伝熱体として用いら
れる。第二の実施例を図３（ａ）（ｂ）に示す。図３
（ａ）は本発明の冷却装置の側面断面図である。図３
（ｂ）は伝熱体の詳細形状を示した側面断面図である。
ＬＳＩの背面にはＮｉ／Ａｕメタライズ９が形成され、
このメタライズにあらかじめＮｉ／Ａｕメタライズ９と
Ｐｂ−Ｓｎはんだ１０の付いたＡｌＮ１１のボールがろ
う付けされている。このＡｌＮのボールが、伝熱体とし
て用いられる。第三の実施例を図４（ａ）（ｂ）に示
す。図４（ａ）は本発明の冷却装置の側面断面図であ
る。図４（ｂ）は伝熱体の詳細形状を示した側面断面図
である。ＬＳＩ１の背面にはＮｉ／Ａｕメタライズ９が
形成され、このメタライズ９にＡｕボール１２が熱圧着
されている。このＡｕボール１２が伝熱体として用いら
れる。
により説明する。図１（ａ）は本発明の冷却装置の構造
を示す側面断面図である。図１（ｂ）は伝熱体の詳細形
状を示した側面断面図である。基板２にはんだバンプ３
で接続されたＬＳＩ１の背面にはＮｉ／Ａｕメタライズ
９が形成され、このメタライズ９にＰｂ−Ｓｎはんだ１
０が接合されている。このはんだが伝熱体として用いら
れる。第二の実施例を図３（ａ）（ｂ）に示す。図３
（ａ）は本発明の冷却装置の側面断面図である。図３
（ｂ）は伝熱体の詳細形状を示した側面断面図である。
ＬＳＩの背面にはＮｉ／Ａｕメタライズ９が形成され、
このメタライズにあらかじめＮｉ／Ａｕメタライズ９と
Ｐｂ−Ｓｎはんだ１０の付いたＡｌＮ１１のボールがろ
う付けされている。このＡｌＮのボールが、伝熱体とし
て用いられる。第三の実施例を図４（ａ）（ｂ）に示
す。図４（ａ）は本発明の冷却装置の側面断面図であ
る。図４（ｂ）は伝熱体の詳細形状を示した側面断面図
である。ＬＳＩ１の背面にはＮｉ／Ａｕメタライズ９が
形成され、このメタライズ９にＡｕボール１２が熱圧着
されている。このＡｕボール１２が伝熱体として用いら
れる。
【発明の効果】本発明によれば伝熱体によってＬＳＩに
生じる応力が低減できるため、この応力でＬＳＩが反
り、はんだバンプ内にひずみを生じることがない。この
ため、はんだバンプ破壊を防止できる。
生じる応力が低減できるため、この応力でＬＳＩが反
り、はんだバンプ内にひずみを生じることがない。この
ため、はんだバンプ破壊を防止できる。
【図１】本発明の冷却装置の構造を示す断面図。
【図２】従来の冷却装置の構造を示す説明図。
【図３】本発明の冷却装置の構造を示す側面断面図。
【図４】本発明の伝熱体の詳細形状を示した側面断面
図。
図。
１…ＬＳＩ、２…基板、３…はんだバンプ、８…冷媒、
９…Ｎｉ／Ａｕメタライズ、１０…Ｐｂ−Ｓｎはんだ。
９…Ｎｉ／Ａｕメタライズ、１０…Ｐｂ−Ｓｎはんだ。
Claims (2)
- 【請求項１】回路の有る面を複数のはんだバンプで基板
に接続し、回路の無い面に伝熱体を固着して冷媒の沸騰
により行うＬＳＩの冷却装置において、前記伝熱体が複
数個あることを特徴とするＬＳＩの冷却装置。 - 【請求項２】回路の有る面を複数のはんだバンプで基板
に接続し、回路の無い面に伝熱体を固着して冷媒の沸騰
により行うＬＳＩの冷却装置において、前記各伝熱体と
前記ＬＳＩの接合面内の直線分の最大長さが、前記伝熱
体の接合面に垂直方向の長さの二倍以下であることを特
徴とするＬＳＩの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134296A JPH06349988A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Ｌｓｉの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134296A JPH06349988A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Ｌｓｉの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06349988A true JPH06349988A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15124972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5134296A Pending JPH06349988A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Ｌｓｉの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06349988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100239406B1 (ko) * | 1996-12-27 | 2000-01-15 | 김영환 | 표면 실장형 반도체 패키지 및 그 제조 방법 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP5134296A patent/JPH06349988A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100239406B1 (ko) * | 1996-12-27 | 2000-01-15 | 김영환 | 표면 실장형 반도체 패키지 및 그 제조 방법 |
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