JPS58199546A - 半導体冷却装置 - Google Patents

半導体冷却装置

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JPS58199546A
JPS58199546A JP57081433A JP8143382A JPS58199546A JP S58199546 A JPS58199546 A JP S58199546A JP 57081433 A JP57081433 A JP 57081433A JP 8143382 A JP8143382 A JP 8143382A JP S58199546 A JPS58199546 A JP S58199546A
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JP
Japan
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metal
semiconductor chip
container
projection
chip
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Pending
Application number
JP57081433A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Yamamoto
雅一 山本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3736—Metallic materials
    • 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/27—Manufacturing methods
    • H01L2224/274—Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the layer connector
    • 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

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体の冷却装置に糸シ、特に、配線基板上
の多数の半導体チップの冷却に好適な冷却装置に関する
。
電線基板に多数搭載した半導体チップを冷却するため、
種々の冷却装置が提案されている。その１例として、第
１図に示したように、ハンダ１を熱伝達媒体として用い
たもの知られている。しかしながら、この装置ではハン
ダ１−？２次冷却体４と半導体チップ２の熱膨張率の差
によシ、熱ストレスが加わシ、信頼性の点で問題があっ
た。
本発明の目的は、熱抵抗が小さく、シかも保守性及び信
頼性の秀れた半導体冷却装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、低熱抵抗化のた
めに熱伝達物質として液体金属を用い、さらに該液体金
属と半導体チップの間に、箱状の容器を設けることによ
り、信頼性の低下の要因となる、上記熱伝達物質と半導
体チップ間の熱ストレスを避け、腐食を防止したことを
特徴とする。
本発明によれば、半導体チップにストレスを加えること
のない冷却装置を容易に実現することができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第２
図は、電線基板３上に搭載された半導体チップ２を冷却
する、本発明の実施例装置を示す断面図である。本発明
の冷却装置は、冷却水の流れる通路５および突起８を持
つ２次冷却体４と、該突起８より径の大きい容器７と、
該容器７内に収容された液体金属６から構成される。２
次冷却体４は、熱伝導率の良い金属、例えば銅で作られ
てお如、突起８は、角柱あるいは円柱状であり、その表
面は、液体金属に腐食されないよう、例えばＣ１等でコ
ーティングしである。液体金属６め材質としては、Ｈｅ
　、Ｇ、−？、Ｉ−Ｇ−、Ｉ−ｂ＋等の低融点の金属２
合金が適しており、半導体チップ２が発熱している使用
状態で、液体相となる金属９合金であればよい。容器７
は、熱伝導度の良い金属あるいは、ＳｉＣからなシ、半
導体チップと接する面は、精度良く平面に加工する。容
器７は、半導体チップ２と、Ａ−ＳＬ、　Ａ　ｆｆペー
スト等で固定しても良い。
本実施例によれば、次のような効果がある。
（１）配線基板３のそり、うねりによる半導体チップ２
の高さの変化ヤ、２次冷却体４と配線基板３の熱膨張率
の差による半導体チップ２にかかるストレスを、液体金
属６によシ吸収し、安定した信頼性の高い低熱抵抗Ω熱
的接触が得られる。
（２）２次冷却体４の突起８と容器７とが液体金属６を
介して熱的に接続されるので、装置に横ゆれが加わって
も、良好な熱的接触が得られる。
（３）２次冷却体４は、容易に取りはずすことができる
ので、半導体チップ２のテスト、補修が容易である。
（４）　　突起８の径を半導体チップ２と同程度にする
ことによ）、半導体チップ内で温度バラツキを均一化で
きる。
本発明において、液体金属にＩ−、Ｂ＋を用いる場合に
は、第３図に示すように、２次冷却体４の通路５内にヒ
ーター９を設けると共に、容器７と半導体チップ２は固
定しないのが好ましい。これにより、１．ＢＩが固化し
た時の収縮のストレスを避け、また、使用時には、ヒー
ター９・で加熱してＩ−Ｂ＋を液化し、容器７と半導体
チップ２の良好な熱的接触が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の冷却装置を示す断面図、第２１１ 図、第３図は本発明の実施例を示す断面図である。 ２・・・半導体チップ、３・・・配線基板、４・・・２
次冷却体、５・・・冷却水通路、６・・・液体金属、７
・・・容器、８・・・２次冷却体の突起、９・・・ヒー
ター。 代理人　弁理士　薄田利幸 （５） 第　１　　口 ￥５２Ｉ２１ 第　３　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、液体金属を用いて、半導体チップをその背面よシ冷
    却する半導体冷却装置において、上記液体金属を収容し
    、上記半導体チップの背面に接して設けられた容器と、
    上記液体金属に接触する突起を有する２次冷却体とを具
    備することを特徴とする半導体冷却装置。
JP57081433A 1982-05-17 1982-05-17 半導体冷却装置 Pending JPS58199546A (ja)

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