JPH0738020A - Ｌｓｉモジュール - Google Patents
ＬｓｉモジュールInfo
- Publication number
- JPH0738020A JPH0738020A JP5182440A JP18244093A JPH0738020A JP H0738020 A JPH0738020 A JP H0738020A JP 5182440 A JP5182440 A JP 5182440A JP 18244093 A JP18244093 A JP 18244093A JP H0738020 A JPH0738020 A JP H0738020A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cap
- cover
- module
- heat
- outside
- 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
- H01L2224/10—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
-
- 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
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＬＳＩモジュールのカバー構造により冷却性能
の向上を図る。 【構成】ＬＳＩ２の発生熱をカバー５を通して外部に放
出するモジュールにおいて、ＬＳＩとカバーの間を熱的
に接続する熱伝導接触子３とこれに接するカバーの冷却
フィン又はスリット７の構成を、各接触子毎のセル構造
５ｂとし、カバーの全長にわたるリブを構成し、カバー
の剛性を高め熱及び力に対する変形を抑制し、モジュー
ル外部への伝熱特性を向上させる。
の向上を図る。 【構成】ＬＳＩ２の発生熱をカバー５を通して外部に放
出するモジュールにおいて、ＬＳＩとカバーの間を熱的
に接続する熱伝導接触子３とこれに接するカバーの冷却
フィン又はスリット７の構成を、各接触子毎のセル構造
５ｂとし、カバーの全長にわたるリブを構成し、カバー
の剛性を高め熱及び力に対する変形を抑制し、モジュー
ル外部への伝熱特性を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＳＩを封止するモジュ
ールにおいてモジュール外への効率的熱放出構造に関す
る。
ールにおいてモジュール外への効率的熱放出構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】日経コンピュータ（１９９０.１０.１
５）（公知例）はＬＳＩの気密封止をパッキンにより
達成するもので、良好な気密状態を得るために強固な締
め付けを必要とし、そのため大型のフランジを設け、多
数のボルトにより固定する構造がとられている。従っ
て、正味のＬＳＩ搭載面積に対し構造全体の面積が大き
く、実装密度を低下させる結果となっている。
５）（公知例）はＬＳＩの気密封止をパッキンにより
達成するもので、良好な気密状態を得るために強固な締
め付けを必要とし、そのため大型のフランジを設け、多
数のボルトにより固定する構造がとられている。従っ
て、正味のＬＳＩ搭載面積に対し構造全体の面積が大き
く、実装密度を低下させる結果となっている。
【０００３】日立評論 Ｖol.７３ Ｎo.２（１９９１.
２）（公知例）に見られる構造は半田付けにより気密
封止を行うもので、公知例に見られたような欠点は無
くなる。しかし、熱膨張係数の小さい基板との半田接合
に伴って生じる熱変形，熱応力を低くするための配慮と
して、フレーム，キャップ材料の選定，これらの寸法決
定に注意が払われる。公知例ではキャップ材としてセ
ラミックが用いられ、これに銅製の水冷ジャケットを接
触させて外部への放熱が行われる。キャップ／水冷ジャ
ッケト間は初期の凹凸をふくめてミクロな非接触状態が
生じると考えられるので、両者の間に熱伝導コンパウン
ドを塗布して熱伝導を促進させている。従って、キャッ
プの変形が許容値を超えると伝熱性能が低下することに
なり、キャップ変形は十分小さくしておくことが必要で
ある。このような制約が無ければキャップは薄いほど熱
伝導が良好となるので、更に薄くすべきである。このモ
ジュールでは内外の圧力差による変形もできるだけ小さ
く抑えるためにも、キャップ自身の厚さが必要である。
２）（公知例）に見られる構造は半田付けにより気密
封止を行うもので、公知例に見られたような欠点は無
くなる。しかし、熱膨張係数の小さい基板との半田接合
に伴って生じる熱変形，熱応力を低くするための配慮と
して、フレーム，キャップ材料の選定，これらの寸法決
定に注意が払われる。公知例ではキャップ材としてセ
ラミックが用いられ、これに銅製の水冷ジャケットを接
触させて外部への放熱が行われる。キャップ／水冷ジャ
ッケト間は初期の凹凸をふくめてミクロな非接触状態が
生じると考えられるので、両者の間に熱伝導コンパウン
ドを塗布して熱伝導を促進させている。従って、キャッ
プの変形が許容値を超えると伝熱性能が低下することに
なり、キャップ変形は十分小さくしておくことが必要で
ある。このような制約が無ければキャップは薄いほど熱
伝導が良好となるので、更に薄くすべきである。このモ
ジュールでは内外の圧力差による変形もできるだけ小さ
く抑えるためにも、キャップ自身の厚さが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術はキャップの
変形を小さくするために必要な板厚が決まっているた
め、更に高い熱伝導を望むための障害となっている。
変形を小さくするために必要な板厚が決まっているた
め、更に高い熱伝導を望むための障害となっている。
【０００５】本発明の目的は、キャップから外部への熱
伝達性能を高めるか或いはキャップ本体の熱伝導性能を
高め、更に、高性能のモジュール冷却を行うことにあ
る。
伝達性能を高めるか或いはキャップ本体の熱伝導性能を
高め、更に、高性能のモジュール冷却を行うことにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はキャップのフィン加工部の一部をフィン加
工せず、加工前の厚さに残すことにより、この部分のリ
ブとしての剛性効果により変形を抑制する。
め、本発明はキャップのフィン加工部の一部をフィン加
工せず、加工前の厚さに残すことにより、この部分のリ
ブとしての剛性効果により変形を抑制する。
【０００７】
【作用】ＬＳＩをパッケージングするモジュールではパ
ッケージ内の熱をいかにしてより多く外部に放出するか
によって集積度が決まる。従ってパッケージの壁を構成
する材料に伝熱特性のすぐれたものを用い、なお且つ壁
の厚さをより薄くすることが必要である。壁の薄肉化に
あたっては、構造上強度，許容変形の面から制約を受け
る限界がある。特に、壁面からの熱伝達による冷却を行
う場合は面の平坦度が必要で、製作過程や稼働中の条件
による面の変形は小さいほど良い。
ッケージ内の熱をいかにしてより多く外部に放出するか
によって集積度が決まる。従ってパッケージの壁を構成
する材料に伝熱特性のすぐれたものを用い、なお且つ壁
の厚さをより薄くすることが必要である。壁の薄肉化に
あたっては、構造上強度，許容変形の面から制約を受け
る限界がある。特に、壁面からの熱伝達による冷却を行
う場合は面の平坦度が必要で、製作過程や稼働中の条件
による面の変形は小さいほど良い。
【０００８】前述の手段によれば、壁の厚さは従来通り
にしても剛性が大きく取れるので、外力又は熱的条件に
対し壁の変形は小さく抑えることができる。逆に変形を
従来通りとすれば壁厚さを従来より小さく設計すること
ができるので、伝熱性能を上げることができる。
にしても剛性が大きく取れるので、外力又は熱的条件に
対し壁の変形は小さく抑えることができる。逆に変形を
従来通りとすれば壁厚さを従来より小さく設計すること
ができるので、伝熱性能を上げることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図８によ
り説明する。本発明を採用したモジュールの一例を図１
に、このうち本発明の核心部分の拡大を図４ないし図６
に示す。基板に複数のＬＳＩを搭載し、各ＬＳＩからの
熱は熱伝導接触子（下）３から同（上）５に伝達され、
接触子（上）はモジュール本体のカバーを兼ねており、
この外面から外部に放熱が行われる。本例ではモジュー
ルの外面に別体の冷却ジャケット９を接触させ、これに
熱を伝達することを考えている。従って、キャップ上面
５と冷却ジャケットの接触を良好にするために、キャッ
プの上面はミクロ的には鏡面、マクロ的には平坦である
べきである。本例のように半田による気密構造とするモ
ジュールでの材料構成は、セラミック基板に合わせて熱
膨張係数の小さい金属あるいはセラミック材料で熱伝導
性能の優れたものが用いられる。基板１に多く用いられ
るムライトは熱伝導特性が悪いので、モジュールの発生
熱の大部分はモジュールの上方に向いキャップより外部
に放出される。本発明はこのキャップに工夫を加えたも
ので、図１に示したようにＬＳＩと接する熱伝導接触子
と係合する部分を図７に示すように各接触子毎のセル構
造とすることにより、キャップのトータル厚さを部分的
にフィンのない状態の寸法ｈ0(図５）に保ち、更にこの
部分５ａ（このフィンのない部分を稜部とよぶ）をキャ
ップ全長にわたって連続するように形成する。この状態
の細部を図７に示す。従来構造は図８のようになってお
り、Ｙ−Ｙ軸回りに曲げるときの剛性はフィン部５ｂの
剛性が寄与するが、Ｘ−Ｘ軸回りの曲げに対してはフィ
ンの剛性がほとんど効かないので、Ｙ−Ｙ方向に対し著
しく剛性が低く変形を生じやすい。
り説明する。本発明を採用したモジュールの一例を図１
に、このうち本発明の核心部分の拡大を図４ないし図６
に示す。基板に複数のＬＳＩを搭載し、各ＬＳＩからの
熱は熱伝導接触子（下）３から同（上）５に伝達され、
接触子（上）はモジュール本体のカバーを兼ねており、
この外面から外部に放熱が行われる。本例ではモジュー
ルの外面に別体の冷却ジャケット９を接触させ、これに
熱を伝達することを考えている。従って、キャップ上面
５と冷却ジャケットの接触を良好にするために、キャッ
プの上面はミクロ的には鏡面、マクロ的には平坦である
べきである。本例のように半田による気密構造とするモ
ジュールでの材料構成は、セラミック基板に合わせて熱
膨張係数の小さい金属あるいはセラミック材料で熱伝導
性能の優れたものが用いられる。基板１に多く用いられ
るムライトは熱伝導特性が悪いので、モジュールの発生
熱の大部分はモジュールの上方に向いキャップより外部
に放出される。本発明はこのキャップに工夫を加えたも
ので、図１に示したようにＬＳＩと接する熱伝導接触子
と係合する部分を図７に示すように各接触子毎のセル構
造とすることにより、キャップのトータル厚さを部分的
にフィンのない状態の寸法ｈ0(図５）に保ち、更にこの
部分５ａ（このフィンのない部分を稜部とよぶ）をキャ
ップ全長にわたって連続するように形成する。この状態
の細部を図７に示す。従来構造は図８のようになってお
り、Ｙ−Ｙ軸回りに曲げるときの剛性はフィン部５ｂの
剛性が寄与するが、Ｘ−Ｘ軸回りの曲げに対してはフィ
ンの剛性がほとんど効かないので、Ｙ−Ｙ方向に対し著
しく剛性が低く変形を生じやすい。
【００１０】本発明の具体例として図１に示すような円
弧状のスリットにすることにより機械加工も可能であ
る。そしてここに係合する接触子を図５のように形成す
れば、この両者の組合わせ状態は図６のようになる。両
フィンが相互に適切な位置関係を保持するため、両者間
にコイルばねを介在させる。このように形成したキャッ
プの面外曲げ剛性は前記の稜部の効果により顕著に増大
するので、外力，熱応力に対してキャップの変形は抑制
され、キャップ外部の冷却部品への熱伝達性能を高める
ことができる。
弧状のスリットにすることにより機械加工も可能であ
る。そしてここに係合する接触子を図５のように形成す
れば、この両者の組合わせ状態は図６のようになる。両
フィンが相互に適切な位置関係を保持するため、両者間
にコイルばねを介在させる。このように形成したキャッ
プの面外曲げ剛性は前記の稜部の効果により顕著に増大
するので、外力，熱応力に対してキャップの変形は抑制
され、キャップ外部の冷却部品への熱伝達性能を高める
ことができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明の効果を図２及び図４により説明
する。仮に図４のｈを図２の従来レベルに設定するとす
れば、キャップの剛性はｈ0 の効果により従来構造に比
べ高いので、キャップの変形は小さくなる。従ってキャ
ップ上面の平坦度は従来品に比べて良いので、この面を
通しての熱の伝達性能は向上する。一方、上記面の平坦
度が従来レベルで十分であるならば、図４におけるｈを
これより小さくすることによりモジュール内の熱をより
多く外部に放出することができる。
する。仮に図４のｈを図２の従来レベルに設定するとす
れば、キャップの剛性はｈ0 の効果により従来構造に比
べ高いので、キャップの変形は小さくなる。従ってキャ
ップ上面の平坦度は従来品に比べて良いので、この面を
通しての熱の伝達性能は向上する。一方、上記面の平坦
度が従来レベルで十分であるならば、図４におけるｈを
これより小さくすることによりモジュール内の熱をより
多く外部に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用したモジュールの側面の断面図。
【図２】従来構造のモジュールの側面の断面図。
【図３】従来構造の熱伝導接触子の側面図。
【図４】本発明のキャップの詳細形状を示した拡大断面
図。
図。
【図５】本発明の熱伝導接触子の構造を示す側面図。
【図６】本発明のキャップと熱伝導接触子の組合わせ状
態を示す側面の断面図。
態を示す側面の断面図。
【図７】本発明のキャップをモジュールの内部側から見
た平面図。
た平面図。
【図８】従来構造のキャップをモジュール内部側から見
た平面図。
た平面図。
１…基板、２…ＬＳＩ、３…熱伝導接触子、４…フレー
ム、５…キャップ、５ａ…稜部、５ｂ…セル状スリッ
ト、５ｃ…スリット、６…半田、７…フィン、８…コイ
ルばね、９…冷却ジャケット。
ム、５…キャップ、５ａ…稜部、５ｂ…セル状スリッ
ト、５ｃ…スリット、６…半田、７…フィン、８…コイ
ルばね、９…冷却ジャケット。
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に搭載したＬＳＩをカバーにより覆
い、ＬＳＩの発生熱を上記カバーを通してモジュールの
外部に放出するタイプのモジュールにおいて、上記カバ
ーの面外曲げ剛性を大きく取れるように、上記カバーの
全長にわたる補強リブを形成したことを特徴とするＬＳ
Ｉモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182440A JPH0738020A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Ｌｓｉモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182440A JPH0738020A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Ｌｓｉモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0738020A true JPH0738020A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16118310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5182440A Pending JPH0738020A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Ｌｓｉモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738020A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0890986A2 (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-13 | Nec Corporation | Cooling structure of multichip module and methods of manufacturing it |
| EP1505644A2 (en) * | 2003-07-21 | 2005-02-09 | Delphi Technologies, Inc. | Thermally enhanced electronic module |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP5182440A patent/JPH0738020A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0890986A2 (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-13 | Nec Corporation | Cooling structure of multichip module and methods of manufacturing it |
| US6046498A (en) * | 1997-06-30 | 2000-04-04 | Nec Corporation | Device having a heat sink for cooling an integrated circuit |
| EP0890986A3 (en) * | 1997-06-30 | 2000-06-07 | Nec Corporation | Cooling structure of multichip module and methods of manufacturing it |
| US6251709B1 (en) | 1997-06-30 | 2001-06-26 | Nec Corporation | Method of manufacturing a cooling structure of a multichip module |
| EP1505644A2 (en) * | 2003-07-21 | 2005-02-09 | Delphi Technologies, Inc. | Thermally enhanced electronic module |
| EP1505644A3 (en) * | 2003-07-21 | 2007-09-05 | Delphi Technologies, Inc. | Thermally enhanced electronic module |
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