JPH07183432A - 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
- Publication number
- JPH07183432A JPH07183432A JP5326675A JP32667593A JPH07183432A JP H07183432 A JPH07183432 A JP H07183432A JP 5326675 A JP5326675 A JP 5326675A JP 32667593 A JP32667593 A JP 32667593A JP H07183432 A JPH07183432 A JP H07183432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- chip
- semiconductor package
- air
- fins
- 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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Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、空冷時のパッケージの冷却効率を
高くするようなヒートシンク付半導体パッケージに関す
るものである。 【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、ヒートシンクの中央に支柱が立って
おり、その周辺にプレートフィンが水平に複数個取り付
けられており、プレートフィンの大きさは下方に行くに
従って小さくなっている構造のヒートシンクから成るヒ
ートシンク付半導体パッケージである。 【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、ヒートシンクの構造が上方のフィンよりも下方の
フィンのほうが小さいため、外部ファンによる強制空冷
を行った場合に、ヒートシンクの側面からきた空気が上
方に逃げずにフィン隙間を通過するするためフィン隙間
での流速が大きく冷却効率を高められる。
高くするようなヒートシンク付半導体パッケージに関す
るものである。 【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、ヒートシンクの中央に支柱が立って
おり、その周辺にプレートフィンが水平に複数個取り付
けられており、プレートフィンの大きさは下方に行くに
従って小さくなっている構造のヒートシンクから成るヒ
ートシンク付半導体パッケージである。 【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、ヒートシンクの構造が上方のフィンよりも下方の
フィンのほうが小さいため、外部ファンによる強制空冷
を行った場合に、ヒートシンクの側面からきた空気が上
方に逃げずにフィン隙間を通過するするためフィン隙間
での流速が大きく冷却効率を高められる。
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。
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】最近の高度な半導体素子は、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も、半導体チップ
のボンディング技術の導入などにより高度な実装技術が
必要な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。
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も、半導体チップ
のボンディング技術の導入などにより高度な実装技術が
必要な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。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。
【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３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である。図において、１はケース、
５はピン、７はヒートシンクである。
ージの一例の斜視図である。図において、１はケース、
５はピン、７はヒートシンクである。
【０００６】図４は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。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。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、
中央に垂直に支柱が立っており、その周辺にプレート型
のフィンが水平に多数並んだ構造をとる。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
ており、自然空冷または装置内部に取り付けられた空冷
ファンにより冷却される。
ージの一例の断面図である。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。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、
中央に垂直に支柱が立っており、その周辺にプレート型
のフィンが水平に多数並んだ構造をとる。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
ており、自然空冷または装置内部に取り付けられた空冷
ファンにより冷却される。
【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よくなく、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生ずる。
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生ずる。
【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】本発明のヒートシンク付
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またはケースの上面に接
着固定されたものであり、ヒートシンクはチップ搭載板
上に固定されたものであり、ヒートシンクは中央に垂直
に立っている支柱とその側面に並べられて水平状態にな
っている多数のフィンからなり、フィンの大きさは下方
に行くに従って小さくなっている構造を特徴とする。
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またはケースの上面に接
着固定されたものであり、ヒートシンクはチップ搭載板
上に固定されたものであり、ヒートシンクは中央に垂直
に立っている支柱とその側面に並べられて水平状態にな
っている多数のフィンからなり、フィンの大きさは下方
に行くに従って小さくなっている構造を特徴とする。
【００１０】
【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り、プレー
トフィン型、フィン水平型、ピンフィン型などのものが
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り、プレー
トフィン型、フィン水平型、ピンフィン型などのものが
用いられる。
【００１１】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中央に支柱が立っており、
その側面にプレート状のフィンが水平に多数並んでお
り、フィンの大きさは下方に行くに従って小さくなって
いる構造をとる。従って、ファンから送られてきた空気
は、ヒートシンクの上方に逃げてしまう量が減り、逆に
ヒートシンクのフィン隙間を通過する空気量は増加す
る。このため、フィン隙間での実質的な空気流速は従来
のフィンの大きさがすべて等しいヒートシンクに比べて
大きくなり、そのため放熱効率は大きくなる。
では、ヒートシンクの構造が中央に支柱が立っており、
その側面にプレート状のフィンが水平に多数並んでお
り、フィンの大きさは下方に行くに従って小さくなって
いる構造をとる。従って、ファンから送られてきた空気
は、ヒートシンクの上方に逃げてしまう量が減り、逆に
ヒートシンクのフィン隙間を通過する空気量は増加す
る。このため、フィン隙間での実質的な空気流速は従来
のフィンの大きさがすべて等しいヒートシンクに比べて
大きくなり、そのため放熱効率は大きくなる。
【００１２】
【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。
【００１３】図１は、本発明のヒートシンク付半導体パ
ッケージの一例を示す斜視図である。図において、１は
ケース、５はピン、７はヒートシンクを示したものであ
る。
ッケージの一例を示す斜視図である。図において、１は
ケース、５はピン、７はヒートシンクを示したものであ
る。
【００１４】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
で中央に穴が空いているアルミナのケースで、その上に
は、ケース１の中央の穴にフィットするチップ搭載板２
が接着されている。更に、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。ケース１の
中央の穴の周辺部にはピン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
続されている。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。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が接着されており、中
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、中央に支柱が立
っており、その周辺にはプレート状のフィン７ａが水平
に多数取り付けられている構造をしている。
ケージの一例の断面図である。図において、１は平板状
で中央に穴が空いているアルミナのケースで、その上に
は、ケース１の中央の穴にフィットするチップ搭載板２
が接着されている。更に、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。ケース１の
中央の穴の周辺部にはピン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
続されている。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。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が接着されており、中
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、中央に支柱が立
っており、その周辺にはプレート状のフィン７ａが水平
に多数取り付けられている構造をしている。
【００１５】本発明による、プレートフィンの寸法が下
方に行くに従って小さくなるような構造のヒートシンク
を搭載したパッケージと、従来の、プレートフィンの寸
法がすべて等しい構造のヒートシンクを搭載したパッケ
ージの熱抵抗を実験で比較した。本発明のパッケージで
は、外部ファンによる強制空冷の空気の流速が１ｍ／ｓ
のとき熱抵抗は２. ０℃／Ｗであった。これに対して従
来のパッケージでは、外部ファンによる空気流速が１ｍ
／ｓのとき熱抵抗は２. ８℃／Ｗであった。以上より、
プレートフィンの寸法がすべて等しい構造のヒートシン
クを搭載したパッケージよりも、プレートフィンの寸法
が下方に行くに従って小さい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。
方に行くに従って小さくなるような構造のヒートシンク
を搭載したパッケージと、従来の、プレートフィンの寸
法がすべて等しい構造のヒートシンクを搭載したパッケ
ージの熱抵抗を実験で比較した。本発明のパッケージで
は、外部ファンによる強制空冷の空気の流速が１ｍ／ｓ
のとき熱抵抗は２. ０℃／Ｗであった。これに対して従
来のパッケージでは、外部ファンによる空気流速が１ｍ
／ｓのとき熱抵抗は２. ８℃／Ｗであった。以上より、
プレートフィンの寸法がすべて等しい構造のヒートシン
クを搭載したパッケージよりも、プレートフィンの寸法
が下方に行くに従って小さい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。
【００１６】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ならば本発明の効
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ならば本発明の効
果を十分に満足できることは明らかである。
【００１７】
【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。
パッケージの斜視図。
【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。
パッケージの断面図。
【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。
の斜視図。
【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。
の断面図。
１ ケース 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 ７ａ 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、チップを収納するケ
ースと、前記ケースとともに前記チップを収納する空間
を形成するチップ搭載板及びキャップと、前記チップ搭
載板の中央の垂直の支柱の回りに下方に行くに従ってフ
ィンの大きさが小さくなってゆく複数のフィンを有する
ヒートシンクを備えた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 |
|---|---|---|---|
| JP5326675A JPH07183432A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP5326675A JPH07183432A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183432A true JPH07183432A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18190409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5326675A Pending JPH07183432A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ヒートシンク付半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07183432A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6735864B2 (en) | 2000-01-26 | 2004-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Heatsink method of manufacturing the same and cooling apparatus using the same |
| US7040388B1 (en) | 2000-01-14 | 2006-05-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Heat sink, method of manufacturing the same and cooling apparatus using the same |
| WO2009063546A1 (ja) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Fujitsu Limited | ヒートシンク |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0395958A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-22 | Nec Corp | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
| JPH04127562A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Nec Corp | ヒートシンク付パッケージ |
| JPH05160311A (ja) * | 1991-12-09 | 1993-06-25 | Hitachi Ltd | 半導体冷却構造及びそれを搭載したコンピュータ |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5326675A patent/JPH07183432A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0395958A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-22 | Nec Corp | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
| JPH04127562A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Nec Corp | ヒートシンク付パッケージ |
| JPH05160311A (ja) * | 1991-12-09 | 1993-06-25 | Hitachi Ltd | 半導体冷却構造及びそれを搭載したコンピュータ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7040388B1 (en) | 2000-01-14 | 2006-05-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Heat sink, method of manufacturing the same and cooling apparatus using the same |
| US6735864B2 (en) | 2000-01-26 | 2004-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Heatsink method of manufacturing the same and cooling apparatus using the same |
| WO2009063546A1 (ja) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Fujitsu Limited | ヒートシンク |
| JP5278329B2 (ja) * | 2007-11-12 | 2013-09-04 | 富士通株式会社 | ヒートシンク |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19961119 |