JPH0746714B2 - 集積回路パツケ−ジ - Google Patents
集積回路パツケ−ジInfo
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- JPH0746714B2 JPH0746714B2 JP61206912A JP20691286A JPH0746714B2 JP H0746714 B2 JPH0746714 B2 JP H0746714B2 JP 61206912 A JP61206912 A JP 61206912A JP 20691286 A JP20691286 A JP 20691286A JP H0746714 B2 JPH0746714 B2 JP H0746714B2
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- H01L2924/151—Die mounting substrate
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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)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、集積回路チップの高密度実装パッケージに関
するものである。
するものである。
（従来技術とその問題点） 従来の集積回路チップを搭載する集積回路パッケージ
は、第１図，第２図（第１図に直角方向の断面図）に示
すように構成されていた。ここで、１は集積回路チッ
プ、２は配線層2aと冷却用管路４を有する構造体、３は
配線層2aとI/0ピン５とを電気的に接続するスルーホー
ル、６は集積回路チップ１を保護するためのキャップ、
７は集積回路チップ１と配線層2aとを接続するワイヤ
ー、８は複数の冷却用管路４へ冷媒を分配する冷媒分配
部、９は冷媒集合部、10,10a,10b,10c,10dは冷媒の流れ
をそれぞれ表す。
は、第１図，第２図（第１図に直角方向の断面図）に示
すように構成されていた。ここで、１は集積回路チッ
プ、２は配線層2aと冷却用管路４を有する構造体、３は
配線層2aとI/0ピン５とを電気的に接続するスルーホー
ル、６は集積回路チップ１を保護するためのキャップ、
７は集積回路チップ１と配線層2aとを接続するワイヤ
ー、８は複数の冷却用管路４へ冷媒を分配する冷媒分配
部、９は冷媒集合部、10,10a,10b,10c,10dは冷媒の流れ
をそれぞれ表す。
本構造はスルーホール３のピッチが構造体２内で最も広
い構造体２の下層部に冷却用管路４を設けた構造であ
り、外部から供給された冷媒10は冷媒分配部８によって
各冷却用管路４へ分配される。集積回路チップ１で生じ
た熱は構造体２を伝わり、冷却用管路４を流れる冷媒10
bによって外部へ持ち去られる。温まって冷媒は、冷媒
集合部９で集められ、再び外部へ10dのように流出す
る。
い構造体２の下層部に冷却用管路４を設けた構造であ
り、外部から供給された冷媒10は冷媒分配部８によって
各冷却用管路４へ分配される。集積回路チップ１で生じ
た熱は構造体２を伝わり、冷却用管路４を流れる冷媒10
bによって外部へ持ち去られる。温まって冷媒は、冷媒
集合部９で集められ、再び外部へ10dのように流出す
る。
しかしながら、本構造では、冷却用管路4,冷媒分配部8,
冷媒集合部９のみを採り出して示した第３図のように、
冷却用管路４は冷媒の流れ方向に対しその幅が直線状で
あるため、冷媒分配部８近傍の熱伝導率は高いが、冷媒
集合部９近傍では冷却用管路４の管壁に沿って温度境界
層が発達するため、熱伝導率は著しく低下してしまう欠
点を有している。その結果、冷媒分配部８の近傍に搭載
された集積回路チップ１と冷媒集合部９近傍に搭載され
た集積回路チップ１との接合部温度に大きな温度差を生
じ、ひいては集積回路チップ１が正常動作しなくなる欠
点もあった。
冷媒集合部９のみを採り出して示した第３図のように、
冷却用管路４は冷媒の流れ方向に対しその幅が直線状で
あるため、冷媒分配部８近傍の熱伝導率は高いが、冷媒
集合部９近傍では冷却用管路４の管壁に沿って温度境界
層が発達するため、熱伝導率は著しく低下してしまう欠
点を有している。その結果、冷媒分配部８の近傍に搭載
された集積回路チップ１と冷媒集合部９近傍に搭載され
た集積回路チップ１との接合部温度に大きな温度差を生
じ、ひいては集積回路チップ１が正常動作しなくなる欠
点もあった。
更に、第５図は第３図Ａ部を拡大して示したものであ
る。冷却用管路４の間の間隙を貫通するスルーホール３
を製造する上では、スルーホール３の周囲に十分な製造
余裕を確保しておくことが必須である。
る。冷却用管路４の間の間隙を貫通するスルーホール３
を製造する上では、スルーホール３の周囲に十分な製造
余裕を確保しておくことが必須である。
ここで、スルーホール３の製造余裕をｄ、冷却用管路４
の幅をＷとすると、スルーホール３の最小ピッチＳは、
冷却用管路４が冷媒の流れ方向に対し直線状であるた
め、（ｄ＋Ｗ）までしか縮めることができず、冷却用管
路４の間を貫通するスルーホール３の数には制限がある
欠点を有していた。
の幅をＷとすると、スルーホール３の最小ピッチＳは、
冷却用管路４が冷媒の流れ方向に対し直線状であるた
め、（ｄ＋Ｗ）までしか縮めることができず、冷却用管
路４の間を貫通するスルーホール３の数には制限がある
欠点を有していた。
（発明の目的） 本発明の目的は、冷却能力が高く、かつ、冷却用管路間
を貫通するスルーホールの数を増加した高密度実装用集
積回路パッケージを提供することにある。
を貫通するスルーホールの数を増加した高密度実装用集
積回路パッケージを提供することにある。
（発明の構成） この目的を達成するために、本発明の集積回路パッケー
ジは、集積回路チップを熱伝導率の良好な中間媒体を介
して電気信号用端子と配線層を有する構造体の片面また
は両面に搭載した集積回路パッケージにおいて、前記集
積回路チップから発生する熱を奪うための冷却用管路が
前記構造体の同一配線層内に複数本並行して配置され、
前記冷却用管路の幅が複数箇所狭く形成され、前記狭く
形成された冷却用管路間の間隙を貫通する電気信号接続
用スルーホールが形成されていることを特徴とする構成
を有している。
ジは、集積回路チップを熱伝導率の良好な中間媒体を介
して電気信号用端子と配線層を有する構造体の片面また
は両面に搭載した集積回路パッケージにおいて、前記集
積回路チップから発生する熱を奪うための冷却用管路が
前記構造体の同一配線層内に複数本並行して配置され、
前記冷却用管路の幅が複数箇所狭く形成され、前記狭く
形成された冷却用管路間の間隙を貫通する電気信号接続
用スルーホールが形成されていることを特徴とする構成
を有している。
すなわち、本発明の主要な特徴は、 １）冷媒管路が複数本多層基板内に配置されているこ
と、 ２）複数の冷媒管路が同一層内に並行して配置されてい
ること、 ３）その層内で一部分が狭くなっていること、 ４）また狭くなっている部分に対応する基板材料中に、
電気接続用ピアが貫通していることにある。
と、 ２）複数の冷媒管路が同一層内に並行して配置されてい
ること、 ３）その層内で一部分が狭くなっていること、 ４）また狭くなっている部分に対応する基板材料中に、
電気接続用ピアが貫通していることにある。
これにより、基板当たりの冷媒管路が本数が多いことか
ら、冷媒の温度上昇を低減でき、さらに、冷媒管路の一
部に狭い部分があることから、温度境界層の発達が抑制
でき、高い熱伝達係数を得ることができることから、熱
伝達による熱抵抗も低減でき、大幅な冷却能力増加を見
込める効果がある。
ら、冷媒の温度上昇を低減でき、さらに、冷媒管路の一
部に狭い部分があることから、温度境界層の発達が抑制
でき、高い熱伝達係数を得ることができることから、熱
伝達による熱抵抗も低減でき、大幅な冷却能力増加を見
込める効果がある。
更にスルーホール３の近傍のみ冷却用管路４の幅を狭く
すれば、冷媒の流れが乱れ、前記と同様冷却能力が増加
するとともに、冷却用管路４間の間隙にスルーホール３
の製造余裕を十分確保した状態でスルーホール３のピッ
チを縮めることができるため、冷却用管路４間を貫通す
るスルーホール数を大幅に増加することができる点が従
来法と大きく異なる。
すれば、冷媒の流れが乱れ、前記と同様冷却能力が増加
するとともに、冷却用管路４間の間隙にスルーホール３
の製造余裕を十分確保した状態でスルーホール３のピッ
チを縮めることができるため、冷却用管路４間を貫通す
るスルーホール数を大幅に増加することができる点が従
来法と大きく異なる。
以下、本発明の一実施例について図面を用いて具体的に
説明する。
説明する。
〔実施例１〕 第４図は本発明を用いた最も効果的な構造を説明する第
１の実施例を示す図であって、3aはスルーホール、4aは
一部分の幅を狭くした冷却用管路、10eは冷媒の流れ方
向、11はスルーホール3aの製造余裕を確保した冷却用管
路隔壁をそれぞれ表す。尚本図は、冷却用管路4aのみを
抽出し、その一部分のみを示した図である。
１の実施例を示す図であって、3aはスルーホール、4aは
一部分の幅を狭くした冷却用管路、10eは冷媒の流れ方
向、11はスルーホール3aの製造余裕を確保した冷却用管
路隔壁をそれぞれ表す。尚本図は、冷却用管路4aのみを
抽出し、その一部分のみを示した図である。
本構造は、スルーホール3aの配置を千鳥状にし、スルー
ホール3aのピッチを従来のＳに比べその半分のS/2に採
ったものであり（第５図参照）、スルーホール3aの製造
余裕を確保するため、スルーホール3a近傍のみでは冷却
用管路隔壁11の幅を厚く矩形状にし、その結果、スルー
ホール3a近傍の冷却用管路4aの幅を狭くした構造であ
る。
ホール3aのピッチを従来のＳに比べその半分のS/2に採
ったものであり（第５図参照）、スルーホール3aの製造
余裕を確保するため、スルーホール3a近傍のみでは冷却
用管路隔壁11の幅を厚く矩形状にし、その結果、スルー
ホール3a近傍の冷却用管路4aの幅を狭くした構造であ
る。
従って、本構造では、冷媒が10eのように蛇行して、流
れるため、流れが乱れ、温度境界層の発達を抑えること
ができる。従って、熱伝達率は冷媒の流れ方向に対し全
体的に高くなると共に、冷媒分配８近傍と冷媒集合部９
近傍における熱伝達率の差も小さい。よって、冷却能力
が向上するとともに、集積回路チップ１相互間の温度差
も低く抑えることができる。
れるため、流れが乱れ、温度境界層の発達を抑えること
ができる。従って、熱伝達率は冷媒の流れ方向に対し全
体的に高くなると共に、冷媒分配８近傍と冷媒集合部９
近傍における熱伝達率の差も小さい。よって、冷却能力
が向上するとともに、集積回路チップ１相互間の温度差
も低く抑えることができる。
この効果を例を用いて説明する。即ち、集積回路パッケ
ージの外径寸法を85mm×85mmとし、配線層2aの厚さを5m
mとし、スルーホール３および3aのピッチＳを2.54mmと
すると、従来構造（第５図参照）では、冷却用管路本数
は29であるが、本構造では42本となり、更に冷媒と接す
る表面積も増す。また、冷媒の流れが乱れることによっ
て流量一定の条件で熱伝達率も30％程度増加するため、
冷却用管路4aの冷却能力は従来構造に比べ約1.9倍高く
することができる。更に集積回路パッケージの冷却能力
で見た場合、配線層の厚さが5mmと厚くても従来構造に
比べ約1.4倍高くすることが出来る。
ージの外径寸法を85mm×85mmとし、配線層2aの厚さを5m
mとし、スルーホール３および3aのピッチＳを2.54mmと
すると、従来構造（第５図参照）では、冷却用管路本数
は29であるが、本構造では42本となり、更に冷媒と接す
る表面積も増す。また、冷媒の流れが乱れることによっ
て流量一定の条件で熱伝達率も30％程度増加するため、
冷却用管路4aの冷却能力は従来構造に比べ約1.9倍高く
することができる。更に集積回路パッケージの冷却能力
で見た場合、配線層の厚さが5mmと厚くても従来構造に
比べ約1.4倍高くすることが出来る。
よって以上の例で明らかなように、本構造を用いれば高
い冷却能力を実現することができる。
い冷却能力を実現することができる。
次に、スルーホール3aの数についても、前記の構造例で
比較すると、従来構造では32×32の1024個であるのに対
し、本構造では千鳥配置を採っているため、（32×32）
＋（30×30）の1924個採ることができ、およそ２倍のス
ルーホール3a数を確保することができる。
比較すると、従来構造では32×32の1024個であるのに対
し、本構造では千鳥配置を採っているため、（32×32）
＋（30×30）の1924個採ることができ、およそ２倍のス
ルーホール3a数を確保することができる。
従って、冷却能力が高く、かつ冷却用管路4a間を貫通す
るスルーホール数を大幅に増加した高密度実装用集積回
路パッケージを実現することができる。
るスルーホール数を大幅に増加した高密度実装用集積回
路パッケージを実現することができる。
〔実施例２〕 第６図は本発明による第２の実施例を示す図であって、
3aはスルーホール、4bは冷却用管路、11aはスルーホー
ル3aの製造余裕を確保した冷却用管路隔壁、10fは冷媒
の流れ方向をそれぞれ表す。尚本図は冷却用管路4aのみ
を抽出し、その一部分のみを示した図である。
3aはスルーホール、4bは冷却用管路、11aはスルーホー
ル3aの製造余裕を確保した冷却用管路隔壁、10fは冷媒
の流れ方向をそれぞれ表す。尚本図は冷却用管路4aのみ
を抽出し、その一部分のみを示した図である。
本構造は第１の実施例と同様にスルーホール3aを千鳥格
子状に配置し、かつスルーホール3aの製造余裕を確保す
るため、スルーホール3a近傍のみ冷却用管路隔壁11aの
幅を厚くかつ形状を円形状にし、その結果スルーホール
3a近傍の冷却用管路4aの幅を狭くした構造である。
子状に配置し、かつスルーホール3aの製造余裕を確保す
るため、スルーホール3a近傍のみ冷却用管路隔壁11aの
幅を厚くかつ形状を円形状にし、その結果スルーホール
3a近傍の冷却用管路4aの幅を狭くした構造である。
従って、本実施例でも第１実施例と同様に冷媒が蛇行し
て流れるため、流れは乱れ熱伝達率の増加によって冷却
能力が向上すると共にスルーホール3a数を大幅に増加す
ることができるため、高密度実装用集積回路パッケージ
を実現することができる。
て流れるため、流れは乱れ熱伝達率の増加によって冷却
能力が向上すると共にスルーホール3a数を大幅に増加す
ることができるため、高密度実装用集積回路パッケージ
を実現することができる。
なお、冷却用管路4a,4bの形状は、例えば、構造体２の
材料がアルミナやチッ化アルミ等で配線層2aをグリーン
シート法で製造するのであれば、打ち抜きによって任意
の形状を容易に作成することができる。
材料がアルミナやチッ化アルミ等で配線層2aをグリーン
シート法で製造するのであれば、打ち抜きによって任意
の形状を容易に作成することができる。
また、以上の説明では、冷却用管路4a,4b幅の一部分を
狭くするため、その形状を矩形又は円形状にしていた
が，その形状はいかなる形状でも良いことは言うまでも
ない。更に以上の説明では、スルーホール3a近傍の冷却
用管路4a,4bの幅を狭くした構造を例に採ったが、冷却
用管路4a,4bの幅を狭くする位置はいかなる所であって
も良いこというまでもない。
狭くするため、その形状を矩形又は円形状にしていた
が，その形状はいかなる形状でも良いことは言うまでも
ない。更に以上の説明では、スルーホール3a近傍の冷却
用管路4a,4bの幅を狭くした構造を例に採ったが、冷却
用管路4a,4bの幅を狭くする位置はいかなる所であって
も良いこというまでもない。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明による集積回路パッ
ケージは、冷却用管路4a,4bの幅を一部分狭くすること
により、冷媒が蛇行して流れるようになるため、流れが
乱れ熱伝達率が増加する。よって、高い冷却能力を実現
できる利点がある。
ケージは、冷却用管路4a,4bの幅を一部分狭くすること
により、冷媒が蛇行して流れるようになるため、流れが
乱れ熱伝達率が増加する。よって、高い冷却能力を実現
できる利点がある。
更に、流れが乱流となるため冷媒分配部８近傍と冷媒集
合部９近傍に於ける熱伝達率の差も小となり、集積回路
パッケージに搭載する集積回路チップ１間の温度差も低
く抑えることができる利点がある。
合部９近傍に於ける熱伝達率の差も小となり、集積回路
パッケージに搭載する集積回路チップ１間の温度差も低
く抑えることができる利点がある。
また、冷却用管路4a,4b間の間隙にスルーホール3aの製
造余裕を十分確保した状態でスルーホール3aのピッチを
縮めることができるため、冷却用管路4a,4b間を貫通す
るスルーホール数を大幅に増加することができる利点が
ある。
造余裕を十分確保した状態でスルーホール3aのピッチを
縮めることができるため、冷却用管路4a,4b間を貫通す
るスルーホール数を大幅に増加することができる利点が
ある。
第１図は従来構造の集積回路パッケージの断面図、第２
図は第１図に対し直角方向の断面図、第３図は第１図，
第２図に示した従来例の冷媒分配部，冷却用管路，冷媒
集合部のみを採り出し冷媒の流れ方を示す部分拡大図、
第４図は本発明の特徴を最も良く表している第１の実施
例の主要部を示す拡大断面図、第５図は第３図Ａ部の拡
大図、第６図は本発明による第２の実施例の主要部を示
す拡大断面図である。 １…集積回路チップ、２…構造体、2a…配線層、3,3a…
スルーホール、4,4a,4b…冷却用管路、５…I/0ピン、６
…キャップ、７…ワイヤ、８…冷媒分配部、９…冷媒集
合部、10,10a,10b,10c,10d,10e,10f…冷媒の流れ方向、
11…冷却用管路隔壁。
図は第１図に対し直角方向の断面図、第３図は第１図，
第２図に示した従来例の冷媒分配部，冷却用管路，冷媒
集合部のみを採り出し冷媒の流れ方を示す部分拡大図、
第４図は本発明の特徴を最も良く表している第１の実施
例の主要部を示す拡大断面図、第５図は第３図Ａ部の拡
大図、第６図は本発明による第２の実施例の主要部を示
す拡大断面図である。 １…集積回路チップ、２…構造体、2a…配線層、3,3a…
スルーホール、4,4a,4b…冷却用管路、５…I/0ピン、６
…キャップ、７…ワイヤ、８…冷媒分配部、９…冷媒集
合部、10,10a,10b,10c,10d,10e,10f…冷媒の流れ方向、
11…冷却用管路隔壁。
Claims (1)
- 【請求項１】集積回路チップを熱伝導率の良好な中間媒
体を介して電気信号用端子と配線層を有する構造体の片
面または両面に搭載した集積回路パッケージにおいて、
前記集積回路チップから発生する熱を奪うための冷却用
管路が前記構造体の同一配線層内に複数本並行して配置
され、前記冷却用管路の幅が複数箇所狭く形成され、前
記狭く形成された冷却用管路間の間隙を貫通する電気信
号接続用スルーホールが形成されていることを特徴とす
る集積回路パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206912A JPH0746714B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 集積回路パツケ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206912A JPH0746714B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 集積回路パツケ−ジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364347A JPS6364347A (ja) | 1988-03-22 |
| JPH0746714B2 true JPH0746714B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=16531136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61206912A Expired - Fee Related JPH0746714B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 集積回路パツケ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746714B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69126686T2 (de) * | 1990-08-14 | 1997-10-23 | Texas Instruments Inc | Wärmetransportmodul für Anwendungen ultrahoher Dichte und Silizium auf Siliziumpackungen |
| JP2001148451A (ja) * | 1999-03-24 | 2001-05-29 | Mitsubishi Materials Corp | パワーモジュール用基板 |
| DE10035170B4 (de) * | 2000-07-19 | 2005-11-24 | Siemens Ag | Keramikkörper mit Temperiervorrichtung, Verfahren zum Herstellen und Verwendung des Keramikkörpers |
| JP4861840B2 (ja) | 2007-01-26 | 2012-01-25 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 発熱体冷却構造及び駆動装置 |
| WO2011136362A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | 株式会社 豊田自動織機 | 放熱装置および半導体装置 |
| US20160025423A1 (en) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. | Heat transfer plate |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2578099B1 (fr) * | 1985-02-26 | 1987-12-04 | Eurofarad | Substrat monolithique pour composant electronique de puissance, et procede pour sa fabrication |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP61206912A patent/JPH0746714B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364347A (ja) | 1988-03-22 |
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