JPH0677362A - 電子回路装置 - Google Patents
電子回路装置Info
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- JPH0677362A JPH0677362A JP4228300A JP22830092A JPH0677362A JP H0677362 A JPH0677362 A JP H0677362A JP 4228300 A JP4228300 A JP 4228300A JP 22830092 A JP22830092 A JP 22830092A JP H0677362 A JPH0677362 A JP H0677362A
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- electronic circuit
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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
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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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- H01L2224/00—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
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
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- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＬＳＩチップから冷却ユニットまでの距離を短
縮し、熱抵抗を低減させると共に、気密封止構造を簡略
化することにより、構造の小型化、冷却特性の向上及び
稼動時の構造内の最大・最低温度差と構造の熱変形量の
低減を図り、はんだ接続部のストレスを小さくし長寿命
化する。また、部品点数を減少させることにより、コス
トの低減を図る。 【構成】ＬＳＩチップもしくはチップキャリア２搭載位
置に同形状のくぼみを設けたヒートシンク用天板３とチ
ップもしくはチップキャリア２を複数個搭載した絶縁配
線基板１とが、天板３とチップもしくはチップキャリア
２反電極面の間は低融点金属もしくは熱伝導性グリース
４で天板３に埋め込むように接続され、天板３と絶縁配
線基板１の外周の気密封止部は低融点金属５で直接接続
された電子回路装置。
縮し、熱抵抗を低減させると共に、気密封止構造を簡略
化することにより、構造の小型化、冷却特性の向上及び
稼動時の構造内の最大・最低温度差と構造の熱変形量の
低減を図り、はんだ接続部のストレスを小さくし長寿命
化する。また、部品点数を減少させることにより、コス
トの低減を図る。 【構成】ＬＳＩチップもしくはチップキャリア２搭載位
置に同形状のくぼみを設けたヒートシンク用天板３とチ
ップもしくはチップキャリア２を複数個搭載した絶縁配
線基板１とが、天板３とチップもしくはチップキャリア
２反電極面の間は低融点金属もしくは熱伝導性グリース
４で天板３に埋め込むように接続され、天板３と絶縁配
線基板１の外周の気密封止部は低融点金属５で直接接続
された電子回路装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高集積の半導体チップ
を高密度微細接続により実装する構造に関する。
を高密度微細接続により実装する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、電子計算機には、小型化、高性能
化の要求が高まっている。
化の要求が高まっている。
【０００３】これに対し、従来より、チップ搭載密度を
高くして対応してきたが、チップと絶縁多層配線基板全
体の気密封止には、図４に示すようなＣリング、フラン
ジ、ハウジング部などを用いていたため、電子回路装置
全体の小型化に、限界があった。この技術については、
マイクロエレクトロニクス パッケージング ハンドブ
ック（Rao R.Tummala,Eugene J.Rymazewski 著，日経Ｂ
Ｐ社（1991.3）P.858,P.875）に示されている。
高くして対応してきたが、チップと絶縁多層配線基板全
体の気密封止には、図４に示すようなＣリング、フラン
ジ、ハウジング部などを用いていたため、電子回路装置
全体の小型化に、限界があった。この技術については、
マイクロエレクトロニクス パッケージング ハンドブ
ック（Rao R.Tummala,Eugene J.Rymazewski 著，日経Ｂ
Ｐ社（1991.3）P.858,P.875）に示されている。
【０００４】そこで、図５に示すろう材とフレームによ
り気密封止を行い封止部のスペースを大幅に節約する技
術が開発された。この技術は、特開平３−２８３４５号
明細書等に示されている。
り気密封止を行い封止部のスペースを大幅に節約する技
術が開発された。この技術は、特開平３−２８３４５号
明細書等に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、電子計算機をよ
り高性能化（高速化）するには、演算や記憶のために用
いられている半導体集積回路をより高集積化しなければ
ならない。これに伴い、半導体集積回路から絶縁多層配
線基板への入出力端子数が増加し、その端子の接続は微
細化の一途をたどっている。これにより、接続部の強度
が低下し、寿命が低くなるなどの問題が今後ますます深
刻になることが予想される。
り高性能化（高速化）するには、演算や記憶のために用
いられている半導体集積回路をより高集積化しなければ
ならない。これに伴い、半導体集積回路から絶縁多層配
線基板への入出力端子数が増加し、その端子の接続は微
細化の一途をたどっている。これにより、接続部の強度
が低下し、寿命が低くなるなどの問題が今後ますます深
刻になることが予想される。
【０００６】さらに、上述の高集積化により、稼動時の
発熱量も増加するため、３次元的温度分布における最高
・最低温度差が大きくなる傾向にある。そこで、電子回
路装置の構造において、熱膨張量の異なる部材が多いほ
ど構造全体の熱変形も大きく複雑になり接続部はんだに
かかるストレスも大きくなるため、その寿命も低下する
ことが予想される。
発熱量も増加するため、３次元的温度分布における最高
・最低温度差が大きくなる傾向にある。そこで、電子回
路装置の構造において、熱膨張量の異なる部材が多いほ
ど構造全体の熱変形も大きく複雑になり接続部はんだに
かかるストレスも大きくなるため、その寿命も低下する
ことが予想される。
【０００７】したがって、微細多端子接続における接続
部の寿命を確保するには、 (１) 構成部材を少なくすることにより構造全体を小型
化、簡素化する。
部の寿命を確保するには、 (１) 構成部材を少なくすることにより構造全体を小型
化、簡素化する。
【０００８】(２) 発熱部から冷却ユニットまでの熱抵
抗を減少させることにより、冷却特性を向上させ、電子
回路装置内の上述のような稼動時の最高・最低温度差を
小さくし、構造全体の熱変形を抑える。
抗を減少させることにより、冷却特性を向上させ、電子
回路装置内の上述のような稼動時の最高・最低温度差を
小さくし、構造全体の熱変形を抑える。
【０００９】などが必要となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これらの課題は、チップ
もしくはチップキャリアを複数個搭載した絶縁多層配線
基板と、チップもしくはチップキャリアの各搭載位置の
チップ側に、チップもしくはチップキャリアと同形状の
くぼみを設けたヒートシンク用天板もしくはハットによ
ってチップもしくはチップキャリアを完全に該くぼみ内
に埋め込むようにし、完全に該くぼみ内に埋め込んだチ
ップもしくはチップキャリアの反電極面と天板もしくは
ハットとを融点２５０℃以下の低融点金属もしくは熱伝
導性グリースで直接固着し、さらに、該電子回路装置の
該天板もしくはキャップと該絶縁多層配線基板の外周封
止部を、融点２５０℃以下の低融点金属で直接接続する
ことにより電子回路装置の気密封止を行う構造によって
解決される。
もしくはチップキャリアを複数個搭載した絶縁多層配線
基板と、チップもしくはチップキャリアの各搭載位置の
チップ側に、チップもしくはチップキャリアと同形状の
くぼみを設けたヒートシンク用天板もしくはハットによ
ってチップもしくはチップキャリアを完全に該くぼみ内
に埋め込むようにし、完全に該くぼみ内に埋め込んだチ
ップもしくはチップキャリアの反電極面と天板もしくは
ハットとを融点２５０℃以下の低融点金属もしくは熱伝
導性グリースで直接固着し、さらに、該電子回路装置の
該天板もしくはキャップと該絶縁多層配線基板の外周封
止部を、融点２５０℃以下の低融点金属で直接接続する
ことにより電子回路装置の気密封止を行う構造によって
解決される。
【００１１】
【作用】本発明による作用をまとめると、以下のように
なる。
なる。
【００１２】(１) チップ反電極面から、天板もしくは
ハット上面の冷却ユニット側までの冷却経路の大幅な短
縮が可能となり、該当部の熱抵抗が大幅に減少すること
により冷却性能が飛躍的に向上する。
ハット上面の冷却ユニット側までの冷却経路の大幅な短
縮が可能となり、該当部の熱抵抗が大幅に減少すること
により冷却性能が飛躍的に向上する。
【００１３】(２) 気密封止部における部品点数の減少
により構造が単純となるため、コストが低減され、同時
に構造の小型化が可能となる。
により構造が単純となるため、コストが低減され、同時
に構造の小型化が可能となる。
【００１４】(３) 気密封止部の部品点数の減少、構造
の小型化、及びそれに伴う冷却性能の向上に伴い、電子
回路装置内の温度差が減少し、温度差による構造の熱変
形量が大幅に減少するため、接続部のストレスが減少す
る。
の小型化、及びそれに伴う冷却性能の向上に伴い、電子
回路装置内の温度差が減少し、温度差による構造の熱変
形量が大幅に減少するため、接続部のストレスが減少す
る。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例を、図１〜図４を用いて説明
する。
する。
【００１６】図１〜図４は、ＬＳＩチップもしくはその
チップキャリアを複数個搭載した絶縁多層配線基板と基
板外周封止部及び上部ヒートシンク用天板により全体を
気密封止した構造よりなる電子回路装置である。
チップキャリアを複数個搭載した絶縁多層配線基板と基
板外周封止部及び上部ヒートシンク用天板により全体を
気密封止した構造よりなる電子回路装置である。
【００１７】図１は、天板のチップもしくはチップキャ
リアの各搭載位置のチップ側に、チップもしくはチップ
キャリアと同形状のくぼみを設け、この部分にチップも
しくはチップキャリアを完全に埋め込むようにしたもの
である。ここで、チップもしくはチップキャリアの反電
極面と天板との接続には、熱伝導性グリスもしくは融点
２５０℃以下の低融点金属を用い、封止部には、融点２
５０℃以下の低融点金属により直接接続し気密封止を行
っている。この構造では、チップもしくはチップキャリ
アの反電極面から天板上面の冷却ユニット側までの距離
を短くできるため、冷却性能を大幅に向上させることが
できる。さらに、構造全体の熱変形をチップもしくはチ
ップキャリアと天板間の低融点金属もしくは熱伝導性グ
リスにより吸収し、接続部はんだの負担を軽減すること
ができる。さらに、チップもしくはチップキャリアの反
電極面と天板との接続と気密封止に同一の低融点金属を
用いると天板の接続及び取外しを一度にできプロセスの
単純化が可能となる利点がある。
リアの各搭載位置のチップ側に、チップもしくはチップ
キャリアと同形状のくぼみを設け、この部分にチップも
しくはチップキャリアを完全に埋め込むようにしたもの
である。ここで、チップもしくはチップキャリアの反電
極面と天板との接続には、熱伝導性グリスもしくは融点
２５０℃以下の低融点金属を用い、封止部には、融点２
５０℃以下の低融点金属により直接接続し気密封止を行
っている。この構造では、チップもしくはチップキャリ
アの反電極面から天板上面の冷却ユニット側までの距離
を短くできるため、冷却性能を大幅に向上させることが
できる。さらに、構造全体の熱変形をチップもしくはチ
ップキャリアと天板間の低融点金属もしくは熱伝導性グ
リスにより吸収し、接続部はんだの負担を軽減すること
ができる。さらに、チップもしくはチップキャリアの反
電極面と天板との接続と気密封止に同一の低融点金属を
用いると天板の接続及び取外しを一度にできプロセスの
単純化が可能となる利点がある。
【００１８】図２は、図１の構造に加え、天板のチップ
もしくはチップキャリア搭載位置に作成したくぼみの中
央部に、冷却側から、図３に示すような円筒形の貫通穴
を開け、チップもしくはチップキャリア上部に低融点金
属を充填し、さらにその上部に、Ｃｕなどの高熱伝導金
属薄板を搭載した構造である。この構造では、低融点金
属及び高熱伝導金属薄板を用いることにより熱抵抗が図
１の実施例よりさらに減少するため、チップもしくはチ
ップキャリアにおいて外周部より高温となっているチッ
プ中心部の冷却効率が向上し、チップもしくはチップキ
ャリア内を均一温度分布に近づけることができる。さら
に、低融点金属充填量が図１に比べて増加するため、構
造全体の熱変形を、この低融点金属でより多く吸収する
ことができ、接続部にかかるストレスをさらに低減する
ことができる。
もしくはチップキャリア搭載位置に作成したくぼみの中
央部に、冷却側から、図３に示すような円筒形の貫通穴
を開け、チップもしくはチップキャリア上部に低融点金
属を充填し、さらにその上部に、Ｃｕなどの高熱伝導金
属薄板を搭載した構造である。この構造では、低融点金
属及び高熱伝導金属薄板を用いることにより熱抵抗が図
１の実施例よりさらに減少するため、チップもしくはチ
ップキャリアにおいて外周部より高温となっているチッ
プ中心部の冷却効率が向上し、チップもしくはチップキ
ャリア内を均一温度分布に近づけることができる。さら
に、低融点金属充填量が図１に比べて増加するため、構
造全体の熱変形を、この低融点金属でより多く吸収する
ことができ、接続部にかかるストレスをさらに低減する
ことができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、チップから冷却ユニット
までの構造が単純になり、熱抵抗の大幅な低減が可能と
なる。これに伴い、電子回路装置全体の温度差が減少
し、局部的熱変形量差による接続部にかかるストレスが
減少するため寿命が向上する。
までの構造が単純になり、熱抵抗の大幅な低減が可能と
なる。これに伴い、電子回路装置全体の温度差が減少
し、局部的熱変形量差による接続部にかかるストレスが
減少するため寿命が向上する。
【００２０】また、電子回路装置全体の部品点数及び加
工工程数が減少し、コストの低減が可能となる。
工工程数が減少し、コストの低減が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図である。
【図３】天板の貫通穴部の構造を示す図である。
【図４】従来技術におけるＣリング封止例を示す図であ
る。
る。
【図５】従来技術におけるはんだ封止例を示す図であ
る。
る。
１…絶縁多層配線基板、２…チップもしくはチップキャ
リア、３…天板、４…低融点金属もしくは熱伝導性グリ
ース、５…低融点金属、６…はんだバンプ、７…入出力
ピン、８…熱伝導性グリース、９…冷却ユニット、１０
…高熱伝導性金属薄板、１１…Ｃリング、１２…フラン
ジ、１３…ハウジング、14…フレーム、１５…くし歯。
リア、３…天板、４…低融点金属もしくは熱伝導性グリ
ース、５…低融点金属、６…はんだバンプ、７…入出力
ピン、８…熱伝導性グリース、９…冷却ユニット、１０
…高熱伝導性金属薄板、１１…Ｃリング、１２…フラン
ジ、１３…ハウジング、14…フレーム、１５…くし歯。
Claims (3)
- 【請求項１】ＬＳＩチップもしくはそのチップキャリア
を複数個搭載した絶縁多層配線基板と基板外周封止部及
び上部ヒートシンク用天板もしくはハットにより全体を
気密封止した電子回路装置において、 チップもしくはチップキャリアの各搭載位置のチップ側
に、チップもしくはチップキャリアと同形状のくぼみを
設けた天板もしくはハットによってチップを完全に該く
ぼみ内に埋め込むようにした構造を有することを特徴と
する電子回路装置。 - 【請求項２】請求項１の電子回路装置において完全に該
くぼみ内に埋め込んだチップもしくはチップキャリアの
反電極面と天板もしくはハットとを融点２５０℃以下の
低融点金属もしくは熱伝導性グリースで直接固着する構
造を有することを特徴とする電子回路装置。 - 【請求項３】請求項１における電子回路装置の気密封止
手段であって、該天板もしくはハットと該絶縁多層配線
基板の外周封止部を融点２５０℃以下の低融点金属で直
接接続し封止した構造を有することを特徴とする電子回
路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4228300A JPH0677362A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 電子回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4228300A JPH0677362A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 電子回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677362A true JPH0677362A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16874300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4228300A Pending JPH0677362A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 電子回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677362A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6554712B1 (en) | 1999-11-08 | 2003-04-29 | Konami Corporation | Game system using communication network |
| JP2011159701A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| CN109038006A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-12-18 | 重庆新原港科技发展有限公司 | 纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用 |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP4228300A patent/JPH0677362A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6554712B1 (en) | 1999-11-08 | 2003-04-29 | Konami Corporation | Game system using communication network |
| JP2011159701A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| CN109038006A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-12-18 | 重庆新原港科技发展有限公司 | 纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用 |
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