JPS5987843A - 半導体冷却装置 - Google Patents
半導体冷却装置Info
- Publication number
- JPS5987843A JPS5987843A JP19749082A JP19749082A JPS5987843A JP S5987843 A JPS5987843 A JP S5987843A JP 19749082 A JP19749082 A JP 19749082A JP 19749082 A JP19749082 A JP 19749082A JP S5987843 A JPS5987843 A JP S5987843A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- chip
- cooling device
- liquid metal
- clearances
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L2224/10—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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野ゴ
本発明は半導体の冷却装置の製法に係Ｊ、％に基板上に
多数搭載された半導体チップの冷却に好適な冷却装置の
製法に関する。
多数搭載された半導体チップの冷却に好適な冷却装置の
製法に関する。
基板に多数搭載された半導体チップを冷却する方法とし
て、第１図及び第２図に示すような方法が公表されてい
る。Ｍ１図をよ、チップ１とヒートシンク２を液体金Ｍ
３によシ直接に接続したものである。本構造には次のよ
うな欠点がある。基板４は通常、完全に平坦ではなく、
故１００μＩｎ程度のうねりがある。したがって、ヒー
トシンク２とチップ１の間隙を数１００μＩｌｌ以下に
つめることはできない。液体金柄３は表面張力によシ保
持されるが、表面張力による保持力は間隙に逆比例して
おり、間隙が数１００μｍある場合には、元号な保持力
を期待することｔまできない。第２図り１、液体金属３
をパリレン等の商分子ＩＰ、４５でコーディングするこ
とにより保持力を、”晶めたものでめる。
て、第１図及び第２図に示すような方法が公表されてい
る。Ｍ１図をよ、チップ１とヒートシンク２を液体金Ｍ
３によシ直接に接続したものである。本構造には次のよ
うな欠点がある。基板４は通常、完全に平坦ではなく、
故１００μＩｎ程度のうねりがある。したがって、ヒー
トシンク２とチップ１の間隙を数１００μＩｌｌ以下に
つめることはできない。液体金柄３は表面張力によシ保
持されるが、表面張力による保持力は間隙に逆比例して
おり、間隙が数１００μｍある場合には、元号な保持力
を期待することｔまできない。第２図り１、液体金属３
をパリレン等の商分子ＩＰ、４５でコーディングするこ
とにより保持力を、”晶めたものでめる。
この方法には次のような問題点がある。通常、パリレン
等の高分子膜は弾性久形の範囲が極めて狭く、このよう
な膜でコーティングされた液体金ハは容易に変形し―く
なる。基板のうねりに上る数１００μｍ程度の間隙のほ
らつきをこのような措造で吸収することはとてもできな
い。
等の高分子膜は弾性久形の範囲が極めて狭く、このよう
な膜でコーティングされた液体金ハは容易に変形し―く
なる。基板のうねりに上る数１００μｍ程度の間隙のほ
らつきをこのような措造で吸収することはとてもできな
い。
本発明の目的は、外部からの機械的衝撃に対する信頼性
にすぐれ、かつ高性能な半導体冷却装置の製法を提供す
ることにある。
にすぐれ、かつ高性能な半導体冷却装置の製法を提供す
ることにある。
本発明の特徴は、ヒートシンクとチップ間の間＠を、間
隙１ｉＩｒＡ ＊ｉ′ｉ用のスタッドにより熱変形によ
る変位を吸収するに足るだけの微小な値にＳ節し、調節
された微小な間隙に液体金属を満たず仁とにより、１ｔ
ｎｉ張力による保持力を大１】に晶めることにある。ま
た、パリレン骨の尚分子膜により液体金属を保持する場
合においても、コーティングされた液体金属が吸収すべ
き変位は熱涙形による微小址のみであるので、元号吸収
可能となる。
隙１ｉＩｒＡ ＊ｉ′ｉ用のスタッドにより熱変形によ
る変位を吸収するに足るだけの微小な値にＳ節し、調節
された微小な間隙に液体金属を満たず仁とにより、１ｔ
ｎｉ張力による保持力を大１】に晶めることにある。ま
た、パリレン骨の尚分子膜により液体金属を保持する場
合においても、コーティングされた液体金属が吸収すべ
き変位は熱涙形による微小址のみであるので、元号吸収
可能となる。
〔発明の実施トリ」
以下この発明の実施例を第３−〜第６図によシ説明する
。
。
第３図ね、この発明の一実施例により製造された”半導
体冷却装置を示すものである。ヒートシンク２０テツプ
１に対向する位置にへ通孔が設けられ、はんだ７によシ
間隙調節スタッド６が取りつけられる。間隙？Ａ節スタ
ッド６とチップ１の間の間隙には液体金属３が満たされ
る。
体冷却装置を示すものである。ヒートシンク２０テツプ
１に対向する位置にへ通孔が設けられ、はんだ７によシ
間隙調節スタッド６が取りつけられる。間隙？Ａ節スタ
ッド６とチップ１の間の間隙には液体金属３が満たされ
る。
次にこの実施例の製法を祝明する。第４図は、間ＦＡｐ
１節スタッド６をヒートシンク２に取り付ける前の状態
を示している。チップ１の上に、所定の厚みのスペーサ
９をのせ、間隙調節スタッド６を落とし込む。間隙調節
スタンド６の上には、はんだペレット８が載せられてい
る。この状態でモジュール全体を加熱及び冷却すれば、
第５図に示す状態が得られる。すなわち、モジュールを
加熱することによシはんだペレット８が４ｆ＋ｉ！！ｉ
Ｌ、ヒートシンクと間隙調節スタッドとの間隙に流入す
る。
１節スタッド６をヒートシンク２に取り付ける前の状態
を示している。チップ１の上に、所定の厚みのスペーサ
９をのせ、間隙調節スタッド６を落とし込む。間隙調節
スタンド６の上には、はんだペレット８が載せられてい
る。この状態でモジュール全体を加熱及び冷却すれば、
第５図に示す状態が得られる。すなわち、モジュールを
加熱することによシはんだペレット８が４ｆ＋ｉ！！ｉ
Ｌ、ヒートシンクと間隙調節スタッドとの間隙に流入す
る。
この間隙は、溶融はんだ全表面張力により保持し得る程
度に制御されている。この状態からモジュール全体を冷
却すれは、間隙調部スタッドがヒートシンクに固定され
る。次に、第６図に示すごとく基板とヒートシンクを分
離し、間隙？Ａ ｊ４ｉｊスタッドの先端に過員の液体
金＃Ａ３″ｆ：ｕ（給する。また、チップ上のスペーサ
９を取シ去シ、再び基板とヒートシンクを結合すれば第
３図に示した状態が得られる。チップと間隙調節スタッ
ド端面間の間隙は、スペーサ９によシ、所定の微小な間
隙に調節されており、液体金属３は表面張力によシ安定
に保持される。
度に制御されている。この状態からモジュール全体を冷
却すれは、間隙調部スタッドがヒートシンクに固定され
る。次に、第６図に示すごとく基板とヒートシンクを分
離し、間隙？Ａ ｊ４ｉｊスタッドの先端に過員の液体
金＃Ａ３″ｆ：ｕ（給する。また、チップ上のスペーサ
９を取シ去シ、再び基板とヒートシンクを結合すれば第
３図に示した状態が得られる。チップと間隙調節スタッ
ド端面間の間隙は、スペーサ９によシ、所定の微小な間
隙に調節されており、液体金属３は表面張力によシ安定
に保持される。
第７図は、この発明の他の実施例を示すものである。液
体金属３をパリレン等の高分子膜５でコーティングした
ものである。この実施例において上記以外の構成は第３
図の実施例と同じである。
体金属３をパリレン等の高分子膜５でコーティングした
ものである。この実施例において上記以外の構成は第３
図の実施例と同じである。
この実施例によれば、液体金属は高分子膜に完全に包ま
れるから、機械的衝撃に対する信頼性が増す。
れるから、機械的衝撃に対する信頼性が増す。
第８図は、この発明のさらに他の実施例を示すものであ
る。間隙調節スタッド取り付は用の孔を非貫通孔とした
ものである。この実施例において上記以外の構成は第３
図の実施例と同じである。
る。間隙調節スタッド取り付は用の孔を非貫通孔とした
ものである。この実施例において上記以外の構成は第３
図の実施例と同じである。
また製法も第３図の実施例と同じである。
この実施例によれば、はんだによるモジュール封止の必
要がなくなり、モジュール封止の信頼性が高まる。
要がなくなり、モジュール封止の信頼性が高まる。
本発明によれば、チップとスタッド間の間隙を所定の微
小値に設定できるので、液体金属の保持性を高め、かつ
、伝熱性能を高める効果がある。
小値に設定できるので、液体金属の保持性を高め、かつ
、伝熱性能を高める効果がある。
第１図は公知技術の断面図、第２図は他の公知技術の断
面図、第３図〜第６図は本発明の一実施例の製法を示す
図、第７図は本発明の他の実施例の説明図、第８図は本
発明のさらに他の実施例を示す図である。 １・・・半導体チップ、２・・・ヒートシンク、３・・
・液体金属、４・・・基板、５・・・高分子膜、６・・
・間隙調節スタッド、７・・・はんだ、８・・・はんだ
ペレット、９・・・スペーサ。 ￥Ｊ １ 図 ？ 第 ２ 図 第３図 第４図 第５図 猶 ｔ 図 茅 ７斤 土浦市神立町５０２番地株式会社 日立製作所機械研究所内 ０発 明 者 志田茂 土浦市神立町５０２番地株式会社 日立製作所機械研究所内 ０発 明 者 小林二三幸 秦野市堀山下１番地株式会社日 立製作所神奈川工場内
面図、第３図〜第６図は本発明の一実施例の製法を示す
図、第７図は本発明の他の実施例の説明図、第８図は本
発明のさらに他の実施例を示す図である。 １・・・半導体チップ、２・・・ヒートシンク、３・・
・液体金属、４・・・基板、５・・・高分子膜、６・・
・間隙調節スタッド、７・・・はんだ、８・・・はんだ
ペレット、９・・・スペーサ。 ￥Ｊ １ 図 ？ 第 ２ 図 第３図 第４図 第５図 猶 ｔ 図 茅 ７斤 土浦市神立町５０２番地株式会社 日立製作所機械研究所内 ０発 明 者 志田茂 土浦市神立町５０２番地株式会社 日立製作所機械研究所内 ０発 明 者 小林二三幸 秦野市堀山下１番地株式会社日 立製作所神奈川工場内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体チップで発生する熱ヲ、姥チップ背面よりヒ
ートシンクに液体金Ｍ’を用いて放散させる形式の半導
体冷却装置において、チップ背面とヒートシンク間の間
隙を予ｌ１ｌ）調節するためのスタッドを設け、該スタ
ッドをヒートシンクに固定した後、スタッドとチップ背
面間に液体金属を満たしたこと全特徴とする半導体冷却
装置の製法。 ２、スタッドとチップ背面間に満たされる液体金属ｋａ
分子薄膜によシコーティングすることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体冷却装置の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19749082A JPS5987843A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19749082A JPS5987843A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987843A true JPS5987843A (ja) | 1984-05-21 |
| JPH0338744B2 JPH0338744B2 (ja) | 1991-06-11 |
Family
ID=16375333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19749082A Granted JPS5987843A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987843A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62234357A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Nec Corp | 集積回路の冷却構造の形成方法 |
| JPH03211862A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 集積回路基板用ヒート・シンク |
| EP0522563A3 (en) * | 1991-07-12 | 1994-06-08 | Sumitomo Electric Industries | Semiconductor chip module and method of manufacturing the same |
| EP0523387A3 (en) * | 1991-06-18 | 1994-07-27 | Sumitomo Electric Industries | Semiconductor chip module and method for manufacturing the same |
| JPH06349989A (ja) * | 1992-12-21 | 1994-12-22 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 熱伝達冷却装置 |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP19749082A patent/JPS5987843A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62234357A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Nec Corp | 集積回路の冷却構造の形成方法 |
| JPH03211862A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 集積回路基板用ヒート・シンク |
| JPH079956B2 (ja) * | 1989-12-29 | 1995-02-01 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | 集積回路基板用ヒート・シンク |
| EP0523387A3 (en) * | 1991-06-18 | 1994-07-27 | Sumitomo Electric Industries | Semiconductor chip module and method for manufacturing the same |
| EP0522563A3 (en) * | 1991-07-12 | 1994-06-08 | Sumitomo Electric Industries | Semiconductor chip module and method of manufacturing the same |
| US5387815A (en) * | 1991-07-12 | 1995-02-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor chip module |
| US5525548A (en) * | 1991-07-12 | 1996-06-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process of fixing a heat sink to a semiconductor chip and package cap |
| JPH06349989A (ja) * | 1992-12-21 | 1994-12-22 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 熱伝達冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0338744B2 (ja) | 1991-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4654966A (en) | Method of making a dimensionally stable semiconductor device | |
| US4724611A (en) | Method for producing semiconductor module | |
| US5387815A (en) | Semiconductor chip module | |
| US8362607B2 (en) | Integrated circuit package including a thermally and electrically conductive package lid | |
| JPH04230057A (ja) | 熱放散装置およびその方法 | |
| JPH1174425A (ja) | フリップチップパッケージ用高性能熱拡散装置 | |
| JPS6132449A (ja) | 集積回路チツプ冷却装置 | |
| CN107170724A (zh) | 冷却器件、封装的半导体器件和封装半导体器件的方法 | |
| JPS61201452A (ja) | 集積回路チツプ冷却装置 | |
| JPS5928989B2 (ja) | 回路パツケ−ジ及びその製造方法 | |
| CN101273451A (zh) | 有直接接触散热片的微电子封装及其制造方法 | |
| US20210249326A1 (en) | Heat dissipation devices having thermal interface material containment structures | |
| JPS5987843A (ja) | 半導体冷却装置 | |
| JP2002190560A (ja) | 半導体装置 | |
| US20040038452A1 (en) | Connection between semiconductor unit and device carrier | |
| JP5783865B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS63228650A (ja) | 発熱素子用冷却装置 | |
| JPS58166750A (ja) | 集積回路の冷却装置 | |
| JPH11111897A (ja) | マルチチップ型半導体装置 | |
| JP2003309314A (ja) | 集積光学素子及びその製造方法 | |
| TWI774357B (zh) | 具有高散熱效能的半導體裝置 | |
| JPS6120146B2 (ja) | ||
| WO2023276559A1 (ja) | 半導体封止体 | |
| CN210722995U (zh) | 一种半导体封装件以及电子元件 | |
| JPS5965458A (ja) | 半導体装置の製造方法 |