JPH07231055A - モジュール構造 - Google Patents
モジュール構造Info
- Publication number
- JPH07231055A JPH07231055A JP6020858A JP2085894A JPH07231055A JP H07231055 A JPH07231055 A JP H07231055A JP 6020858 A JP6020858 A JP 6020858A JP 2085894 A JP2085894 A JP 2085894A JP H07231055 A JPH07231055 A JP H07231055A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- board
- enclosure
- chip
- substrate
- bare chip
- 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
-
- 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
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＩＣを搭載した基板のＧＮＤ層と、それを収め
る金属性筐体との間に、熱伝導性・電導性の良い部材を
挿入し、接続することで、チップから発生する熱を効率
良く筐体外部へ放熱することにある。 【構成】二層基板４にベアチップＩＣ２を搭載し、金属
性のモジュール筐体１に収め、熱伝導性・電導性が良い
部材３をベアチップＩＣ２の下部に基板を隔て配置す
る。部材３は、基板のＧＮＤ層６と接続し、さらに筐体
１に固定する。ベアチップＩＣ搭載部導体面と基板下部
導体は、数箇所に設けたスルーホール１２などによって
接続する。 【効果】ＩＣチップから発生した熱を、筐体外部に直接
導くことができ、基板の熱抵抗を下げることが出来る。
また、放熱リードやフィンを使わないためモジュールの
小型化に適する。
る金属性筐体との間に、熱伝導性・電導性の良い部材を
挿入し、接続することで、チップから発生する熱を効率
良く筐体外部へ放熱することにある。 【構成】二層基板４にベアチップＩＣ２を搭載し、金属
性のモジュール筐体１に収め、熱伝導性・電導性が良い
部材３をベアチップＩＣ２の下部に基板を隔て配置す
る。部材３は、基板のＧＮＤ層６と接続し、さらに筐体
１に固定する。ベアチップＩＣ搭載部導体面と基板下部
導体は、数箇所に設けたスルーホール１２などによって
接続する。 【効果】ＩＣチップから発生した熱を、筐体外部に直接
導くことができ、基板の熱抵抗を下げることが出来る。
また、放熱リードやフィンを使わないためモジュールの
小型化に適する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ベアチップＩＣ実装モ
ジュールにおける放熱構造に関する。
ジュールにおける放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製品は、電子部品の中でも特に温
度に敏感なため、動作中の温度を一定以上に上げない工
夫が必要である。この対策として、素子で発生した熱が
空気または液体などの冷却媒体に伝わるように、素子ま
たは、パッケージ上に放熱装置を取り付けている。
度に敏感なため、動作中の温度を一定以上に上げない工
夫が必要である。この対策として、素子で発生した熱が
空気または液体などの冷却媒体に伝わるように、素子ま
たは、パッケージ上に放熱装置を取り付けている。
【０００３】代表的な従来方式は、「超ＬＳＩ総合事
典」（株）サイエンスフォーラム社ＰＰ６８４、「ＡＳ
ＩＣパッケージング技術ハンドブック」（株）サイエン
スフォーラム社ＰＰ１４５〜ＰＰ１５２に掲載されてい
るような冷却方法が公知のこととなっている。
典」（株）サイエンスフォーラム社ＰＰ６８４、「ＡＳ
ＩＣパッケージング技術ハンドブック」（株）サイエン
スフォーラム社ＰＰ１４５〜ＰＰ１５２に掲載されてい
るような冷却方法が公知のこととなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】最近の素子動向は、消
費電力が増大傾向にあり、放熱の問題を生じている。こ
れらの素子用途に耐え得るパッケージのニーズが非常に
強く、このニーズに伴いパッケージの開発が活発となっ
ている。
費電力が増大傾向にあり、放熱の問題を生じている。こ
れらの素子用途に耐え得るパッケージのニーズが非常に
強く、このニーズに伴いパッケージの開発が活発となっ
ている。
【０００５】この形状を大きく分けると二つの形があ
る。
る。
【０００６】一つは、チップからの熱を直接リード（一
般に放熱リードと呼ばれる）に伝え、これを基板に半田
接続させ、基板に熱を逃がす構造。
般に放熱リードと呼ばれる）に伝え、これを基板に半田
接続させ、基板に熱を逃がす構造。
【０００７】二つは、直接チップまたは、パッケージ側
面に櫛状の放熱フィン（ヒートシンク）を取り付け、チ
ップの熱を外気へ逃がす構造である。
面に櫛状の放熱フィン（ヒートシンク）を取り付け、チ
ップの熱を外気へ逃がす構造である。
【０００８】しかし、第一の方法では放熱リードがある
ためパッケージサイズを小さくできず、第二の方法では
放熱フィンがパッケージ上にのるため、ＩＣの高さが高
くなりモジュールの小型化に制約を与えるという問題が
あった。さらに、従来技術による放熱構造は、ベアチッ
プＩＣ実装には直接対応不可能である。
ためパッケージサイズを小さくできず、第二の方法では
放熱フィンがパッケージ上にのるため、ＩＣの高さが高
くなりモジュールの小型化に制約を与えるという問題が
あった。さらに、従来技術による放熱構造は、ベアチッ
プＩＣ実装には直接対応不可能である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では、チップから
の熱を、外部へ効率良く導くためにベアチップＩＣを搭
載する導体面と、その基板下部導体とをスルーホールな
どでつなぎ、この基板とモジュール筐体間とを熱伝導
性、電導性の良い部材（同合金、アルミ、充填材など）
で接続する。
の熱を、外部へ効率良く導くためにベアチップＩＣを搭
載する導体面と、その基板下部導体とをスルーホールな
どでつなぎ、この基板とモジュール筐体間とを熱伝導
性、電導性の良い部材（同合金、アルミ、充填材など）
で接続する。
【００１０】また、モジュール筐体は、通常ＧＮＤとな
っているため必要によってはチップのＳＵＢを低インピ
ーダンスのラインでＧＮＤへおとすことができる。
っているため必要によってはチップのＳＵＢを低インピ
ーダンスのラインでＧＮＤへおとすことができる。
【００１１】
【作用】一般にＩＣを基板へ搭載した場合、熱伝導量の
配分は、約７０％が基板表面である。従来は、この基板
からの熱が空気層を通り、モジュール筐体外部へ放出さ
れていたが本発明によれば、ＩＣを搭載した基板とそれ
を収める筐体との間を熱伝導性・電導性の良い部材で接
続し、熱を筐体外部へ導く経路を設けることにより、チ
ップから発生する熱を従来に比べ効率良くモジュール外
部へ放熱することができる。
配分は、約７０％が基板表面である。従来は、この基板
からの熱が空気層を通り、モジュール筐体外部へ放出さ
れていたが本発明によれば、ＩＣを搭載した基板とそれ
を収める筐体との間を熱伝導性・電導性の良い部材で接
続し、熱を筐体外部へ導く経路を設けることにより、チ
ップから発生する熱を従来に比べ効率良くモジュール外
部へ放熱することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１３】図１は、二層基板４にベアチップＩＣ２を
搭載し、金属性のモジュール筐体１に収めた図である。
熱伝導性・電導性が良いブロック状の部材３は、二層基
板４を隔てたベアチップＩＣ２の下部に配置する。
搭載し、金属性のモジュール筐体１に収めた図である。
熱伝導性・電導性が良いブロック状の部材３は、二層基
板４を隔てたベアチップＩＣ２の下部に配置する。
【００１４】部材３は、基板のＧＮＤ層６と密着また
は、熱伝導性・電導性が良いはんだなどの部材で接続
し、筐体１との接続には、上記同様の方法または、ビス
７によって固定を行う。この構造により、チップで発生
した熱を筐体外部へ導き、必要によりベアチップＩＣの
ＳＵＢと筐体のＧＮＤとを同電位にすることが、可能と
なる。効果をより向上させるために、ベアチップＩＣ搭
載部導体面と基板下部導体とを数箇所にスルーホール１
２などを設けることにより接続を密にしている。
は、熱伝導性・電導性が良いはんだなどの部材で接続
し、筐体１との接続には、上記同様の方法または、ビス
７によって固定を行う。この構造により、チップで発生
した熱を筐体外部へ導き、必要によりベアチップＩＣの
ＳＵＢと筐体のＧＮＤとを同電位にすることが、可能と
なる。効果をより向上させるために、ベアチップＩＣ搭
載部導体面と基板下部導体とを数箇所にスルーホール１
２などを設けることにより接続を密にしている。
【００１５】図２は、図１と異なり多層基板１０（板状
のＧＮＤ層６が基板内部にある）にベアチップＩＣ２を
搭載した場合のモジュール筐体および、その内部の上面
図と断面図である。この場合、ベアチップＩＣ２と熱伝
導性・電導性が良いブロック状の部材３とを板状のＧＮ
Ｄ層６と接続するために、基板を凹状に加工を行う。ベ
アチップＩＣ２を搭載する基板面は、凹状にし、ブロッ
ク状の部材３を板状のＧＮＤ層６と接続する部分も、基
板を凹状に切り抜く。部材３と基板、筐体との接続方法
は図１で説明したとおりである。
のＧＮＤ層６が基板内部にある）にベアチップＩＣ２を
搭載した場合のモジュール筐体および、その内部の上面
図と断面図である。この場合、ベアチップＩＣ２と熱伝
導性・電導性が良いブロック状の部材３とを板状のＧＮ
Ｄ層６と接続するために、基板を凹状に加工を行う。ベ
アチップＩＣ２を搭載する基板面は、凹状にし、ブロッ
ク状の部材３を板状のＧＮＤ層６と接続する部分も、基
板を凹状に切り抜く。部材３と基板、筐体との接続方法
は図１で説明したとおりである。
【００１６】図３，図４は、図１，図２で述べた熱伝導
性・電導性が良い部材３とは形状の異なる部材を用いた
場合の実施例である。
性・電導性が良い部材３とは形状の異なる部材を用いた
場合の実施例である。
【００１７】図は、二層基板４にベアチップＩＣ２を搭
載した例を上げているが、基板の種類が多層基板１０の
場合にも、図２において説明した方法により対応可能で
ある。
載した例を上げているが、基板の種類が多層基板１０の
場合にも、図２において説明した方法により対応可能で
ある。
【００１８】図３は、熱伝導性・電導性の良い充填材１
１を用い、基板のＧＮＤ層６と筐体１とを接続したもの
であり、わずかな隙間しか無い場合に有効である。
１を用い、基板のＧＮＤ層６と筐体１とを接続したもの
であり、わずかな隙間しか無い場合に有効である。
【００１９】図４は、これまでに述べた部材をＧＮＤ層
６と筐体１との隙間に挿入するのではなく、金属性の筐
体自身を金型で打ち、筐体を変形させることでＧＮＤ層
６と筐体１とを接続した構造である。
６と筐体１との隙間に挿入するのではなく、金属性の筐
体自身を金型で打ち、筐体を変形させることでＧＮＤ層
６と筐体１とを接続した構造である。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明により、Ｉ
Ｃチップから発生した熱は、熱伝導性の良い部材をＩＣ
搭載面と筐体間に挿入し、接続することで筐体の外部へ
直接導くことが出来るため、大きなヒートシンクを取り
付けたことと同じになり、基板の熱抵抗を下げることが
出来る。
Ｃチップから発生した熱は、熱伝導性の良い部材をＩＣ
搭載面と筐体間に挿入し、接続することで筐体の外部へ
直接導くことが出来るため、大きなヒートシンクを取り
付けたことと同じになり、基板の熱抵抗を下げることが
出来る。
【００２１】また、従来熱抵抗を下げるために用いられ
てきた方法に比べ放熱リードやフィンが不要なためモジ
ュール容積を小さくすることが出来る。
てきた方法に比べ放熱リードやフィンが不要なためモジ
ュール容積を小さくすることが出来る。
【００２２】さらに、挿入する部材を電導性の良い部材
とすることによって、ＩＣのＳＵＢと筐体間を低インピ
ーダンス経路で接続することが出来る。
とすることによって、ＩＣのＳＵＢと筐体間を低インピ
ーダンス経路で接続することが出来る。
【図１】本発明の一実施例の放熱構造を示した図であ
る。
る。
【図２】本発明の他実施例で、多層基板を使用した場合
の上面図と断面図である。
の上面図と断面図である。
【図３】本発明の他実施例で、放熱用材として充填材を
使用した場合の断面図である。
使用した場合の断面図である。
【図４】本発明の他実施例で、筐体自体を金型で打ち、
変形させた場合の断面図である。
変形させた場合の断面図である。
１…金属性の筐体、２…ベアチップ実装ＩＣ、３…熱伝
導性・電導性の良いブロック状の部材、４…二層基板、
５…基板の配線層、６…基板のＧＮＤ層、７…固定用ビ
ス、８…ボンディングワイヤ、９…基板を筐体へ固定す
るためのスペーサー、１０…多層基板、１１…熱伝導性
・電導性が良い充填材、１２…スルーホール。
導性・電導性の良いブロック状の部材、４…二層基板、
５…基板の配線層、６…基板のＧＮＤ層、７…固定用ビ
ス、８…ボンディングワイヤ、９…基板を筐体へ固定す
るためのスペーサー、１０…多層基板、１１…熱伝導性
・電導性が良い充填材、１２…スルーホール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田尻 和之 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 湯本 攻 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所情報通信事業部内
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも１つ以上のＧＮＤパターンを有
する実装基板において、ＧＮＤパターンと搭載するＩＣ
チップ裏面のメタル層を接続すること、および上記ＧＮ
Ｄパターンと外部ケースを接続したことを特徴とする実
装基板を１つ以上含む気密封止を行ったことを特徴とす
るモジュール構造。 - 【請求項２】実装基板のＧＮＤパターンと外部金属ケー
スとの接続に電導性の良い部材を使用し、ＩＣのＳＵＢ
と外部ケース間を低インピーダンス経路で接続できるこ
とを特徴とする請求項１記載のモジュール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6020858A JPH07231055A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | モジュール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6020858A JPH07231055A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | モジュール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07231055A true JPH07231055A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12038824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6020858A Pending JPH07231055A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | モジュール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07231055A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5939175A (en) * | 1996-04-11 | 1999-08-17 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Method of finishing heat-reinforced plate glass and edge regions thereof |
| CN106647114A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-05-10 | 北京小米移动软件有限公司 | 摄像模组 |
| JP2018026419A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 李魁杓 | 電動車制御器の放熱方法 |
-
1994
- 1994-02-18 JP JP6020858A patent/JPH07231055A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5939175A (en) * | 1996-04-11 | 1999-08-17 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Method of finishing heat-reinforced plate glass and edge regions thereof |
| JP2018026419A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 李魁杓 | 電動車制御器の放熱方法 |
| CN106647114A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-05-10 | 北京小米移动软件有限公司 | 摄像模组 |
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