JPS6147653A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6147653A JPS6147653A JP16781784A JP16781784A JPS6147653A JP S6147653 A JPS6147653 A JP S6147653A JP 16781784 A JP16781784 A JP 16781784A JP 16781784 A JP16781784 A JP 16781784A JP S6147653 A JPS6147653 A JP S6147653A
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- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- semiconductor
- metal cap
- semiconductor substrate
- thin film
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- Pending
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- 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
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
-
- 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
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (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】
〔技術分野〕
本発明は、半導体装置に係り、特に、フリップ・トップ
方式で半導体チップを半導体基板に塔載した半導体装置
に適用して有効な技術に関するものである。
方式で半導体チップを半導体基板に塔載した半導体装置
に適用して有効な技術に関するものである。
配線を施した基板に複数の半導体チップをフリップ・チ
ップ方式で塔載した半導体装置（以下、マルチチップモ
ジュールという）では、半導体チップの放熱は、半田バ
ンプ等の突起電極を通して放熱させるのみで行われてい
る。この放熱手段だけでは、前記突起電極の熱抵抗が大
きいため、半導体チップの放熱性が悪くなり、半導体装
置の信頼性の低下及び短寿命の原因となっていることが
。
ップ方式で塔載した半導体装置（以下、マルチチップモ
ジュールという）では、半導体チップの放熱は、半田バ
ンプ等の突起電極を通して放熱させるのみで行われてい
る。この放熱手段だけでは、前記突起電極の熱抵抗が大
きいため、半導体チップの放熱性が悪くなり、半導体装
置の信頼性の低下及び短寿命の原因となっていることが
。
発明者の検討の結果、明らかとなった。
なお、前述の実装形態のマルチチップモジュールにおい
て、半導体チップ裏面（突起電極の設けられた面に平行
な反対面）からの放熱を実現するものとして、例えば、
雑誌ｒ Ｅ １ｅｃｌｓｒｏｎｉｃｓＪの１９８２年６
月１６日号Ｐ１４３以下に示される手段がある。
て、半導体チップ裏面（突起電極の設けられた面に平行
な反対面）からの放熱を実現するものとして、例えば、
雑誌ｒ Ｅ １ｅｃｌｓｒｏｎｉｃｓＪの１９８２年６
月１６日号Ｐ１４３以下に示される手段がある。
本発明の目的は、マルチチップモジュールにおいて、半
導体チップの冷却能力を向上させる技術を提供すること
にある。
導体チップの冷却能力を向上させる技術を提供すること
にある。
本茜明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を説明すれば、下記のとおりである。
要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、半導体基板に突起電極用の穴を設け、この突
起電極用穴に突起電極を埋め込んで半導体チ ツブ入出力端子と半導体基板の入出力端子とを電気的に
接続して、半導体基板と半導体チップとの間の距離を狭
くシ、半導体チップの裏面に金属キャップを密着させて
ハーメチックシールすることにより、半導体チップの放
熱を突起電極だけによらず、半導体チップの表面側及び
その裏面の金属キャップによる２系統の放熱経路で半導
体チップの放熱を行い、半導体チップの大量実装化をは
かったものであるわ 以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
。
起電極用穴に突起電極を埋め込んで半導体チ ツブ入出力端子と半導体基板の入出力端子とを電気的に
接続して、半導体基板と半導体チップとの間の距離を狭
くシ、半導体チップの裏面に金属キャップを密着させて
ハーメチックシールすることにより、半導体チップの放
熱を突起電極だけによらず、半導体チップの表面側及び
その裏面の金属キャップによる２系統の放熱経路で半導
体チップの放熱を行い、半導体チップの大量実装化をは
かったものであるわ 以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
。
なお、全回において、同一の機能を有するものは同一の
符号を付け、その繰り返し、の説明は省略する。
符号を付け、その繰り返し、の説明は省略する。
第１図及び第４図は、本発明を高密度なマルチチップモ
ジュールに適用し、た実施例を説明するための図であり
、第１図は、そのマルチチップモジュールの構成を説明
するための要部断面図、第２図乃至第４図は、該マルチ
チップモジュールの製造工程を説明するための各製造工
程における構成を示す断面図である。なお、全回におい
て、要部の構成を明確にするためにリードピン、配線等
は省略しである。
ジュールに適用し、た実施例を説明するための図であり
、第１図は、そのマルチチップモジュールの構成を説明
するための要部断面図、第２図乃至第４図は、該マルチ
チップモジュールの製造工程を説明するための各製造工
程における構成を示す断面図である。なお、全回におい
て、要部の構成を明確にするためにリードピン、配線等
は省略しである。
第１図乃至第４図において、■は半導体基板であり、第
２図に示すように、突起電極用穴１０が設けられている
。この突起電極用穴１０には半導体基板１の入出力端子
があり、この入出力端子には半田等の突起電極と同材料
の接着金属８が施されている。また、その突起電極用穴
１０は、セルファライン実装を行うためのもであり、か
つ半導体基板ｌと半導体チップとの間の距離を低減する
ためのものである。半導体基板１上には入出力端子に接
続される例えばアルミニウムからなる配線層（図示して
いない）が形成されている。２は半導体チップであり、
その入出力端子の突起電極９が設けられている。この突
起電極９は前記突起電極用穴１０に嵌め込まれ、リフロ
ーされて半導体チップ２の入出力端子と半導体基板１の
入出力端子が電気的に接続されている。３は耐熱性のあ
るゲル状物質又は樹脂であり、具体的にはシリコンゲル
からなる。これは半導体チップ２セ発生した熱を半導体
基板ｌに熱伝導するためのものである。
２図に示すように、突起電極用穴１０が設けられている
。この突起電極用穴１０には半導体基板１の入出力端子
があり、この入出力端子には半田等の突起電極と同材料
の接着金属８が施されている。また、その突起電極用穴
１０は、セルファライン実装を行うためのもであり、か
つ半導体基板ｌと半導体チップとの間の距離を低減する
ためのものである。半導体基板１上には入出力端子に接
続される例えばアルミニウムからなる配線層（図示して
いない）が形成されている。２は半導体チップであり、
その入出力端子の突起電極９が設けられている。この突
起電極９は前記突起電極用穴１０に嵌め込まれ、リフロ
ーされて半導体チップ２の入出力端子と半導体基板１の
入出力端子が電気的に接続されている。３は耐熱性のあ
るゲル状物質又は樹脂であり、具体的にはシリコンゲル
からなる。これは半導体チップ２セ発生した熱を半導体
基板ｌに熱伝導するためのものである。
シリコンゲルを用いているので、熱膨張によって生ずる
応力を吸収できる。４は薄膜金属キャップであり、半導
体チップ２の裏面に密着さ九、かつ半導体基板１にハー
メチックシールされている。
応力を吸収できる。４は薄膜金属キャップであり、半導
体チップ２の裏面に密着さ九、かつ半導体基板１にハー
メチックシールされている。
薄膜金属キャップ４の一部は、半導体チップ２の裏面に
密着させるための弾性部４Ａを形成している。４Ｂはハ
ーメチックシールされた部分である。
密着させるための弾性部４Ａを形成している。４Ｂはハ
ーメチックシールされた部分である。
５は薄膜金属キャップ４を強制冷却するための冷却装置
であり、その中には冷却液体７が＃ｉ環するようになっ
ている。
であり、その中には冷却液体７が＃ｉ環するようになっ
ている。
次に、本実施例のマルチチップモジュールの製造法につ
いて述べる。
いて述べる。
まず、第２図に示すように、シリコンからなる半導体基
板１に設けられている突起電極用穴１０をエツチングに
より形成する。この突起電極用穴１０の半導体基板１の
入出力端子に半田等の突起電極と同材料の接着金属８を
形成する。次に、第３図に示すように、半導体基板ｌと
シリコンからなる半導体チップ２との間に熱伝導の高い
耐熱樹脂を介在させて、半導体チップ２の突起電極９を
前記突起電極用穴１０に嵌め込み、前記突起電極９と接
着金属８をリフローさせて電気的に接続する。次に、第
４図に示すように、薄膜金属キャップ４の一部に曲げ部
４Ａを形成して弾性を持たせ。
板１に設けられている突起電極用穴１０をエツチングに
より形成する。この突起電極用穴１０の半導体基板１の
入出力端子に半田等の突起電極と同材料の接着金属８を
形成する。次に、第３図に示すように、半導体基板ｌと
シリコンからなる半導体チップ２との間に熱伝導の高い
耐熱樹脂を介在させて、半導体チップ２の突起電極９を
前記突起電極用穴１０に嵌め込み、前記突起電極９と接
着金属８をリフローさせて電気的に接続する。次に、第
４図に示すように、薄膜金属キャップ４の一部に曲げ部
４Ａを形成して弾性を持たせ。
薄膜金属キャップ４を半導体チップ２の裏面に密着する
ように半導体基板１にハーメチックシールする。そして
、第１図に示すように、冷却装置５をハーメチックシー
ルされた部分４Ｂに取り付け、冷却液体７を循環させる
ようにし・て完成する。
ように半導体基板１にハーメチックシールする。そして
、第１図に示すように、冷却装置５をハーメチックシー
ルされた部分４Ｂに取り付け、冷却液体７を循環させる
ようにし・て完成する。
前述したように、半導体基板１に突起電極用の穴ｌＯを
設け、この突起電極用穴１０に突起電極９を埋め込んで
半導体チップ２の入出力端子と半導体基板１の入出力端
子とを電気的に接続し・て、半導体基板１と半導体チッ
プ１との間の距離を狭くし、その間隙にシリコンゲル３
を介在させ、かつ前記半導体チップ２の裏面に薄膜金属
キャップ４を密着させてハーメチックシールすることに
より、半導体チップ２の放熱を、突起電極９．シリコン
ゲル３及び半導体チップ２の裏面の薄膜金属キャップ４
による２系統の放熱経路で行うことができるので、半導
体チップ２の放熱性を向上させることができる。
設け、この突起電極用穴１０に突起電極９を埋め込んで
半導体チップ２の入出力端子と半導体基板１の入出力端
子とを電気的に接続し・て、半導体基板１と半導体チッ
プ１との間の距離を狭くし、その間隙にシリコンゲル３
を介在させ、かつ前記半導体チップ２の裏面に薄膜金属
キャップ４を密着させてハーメチックシールすることに
より、半導体チップ２の放熱を、突起電極９．シリコン
ゲル３及び半導体チップ２の裏面の薄膜金属キャップ４
による２系統の放熱経路で行うことができるので、半導
体チップ２の放熱性を向上させることができる。
また、前記薄膜金属キャップ４を強制冷却することによ
り、さらに、半導体チップ２の放熱性を向上させさせる
ことができる。
り、さらに、半導体チップ２の放熱性を向上させさせる
ことができる。
以上説明したように、本願で開示した新規な技術により
、ば、次に述るような効果を得ることができる。
、ば、次に述るような効果を得ることができる。
（１）半導体チップの裏面に薄膜金属キャップを密着さ
せてハーメチックシールすることにより、半導体チップ
の裏面の薄膜金属キャップから放熱を行うことができる
ので、半導体チップの放熱性を向上させることができる
。
せてハーメチックシールすることにより、半導体チップ
の裏面の薄膜金属キャップから放熱を行うことができる
ので、半導体チップの放熱性を向上させることができる
。
（２）半導体基板に突起電極用穴を設け、この突起電極
用穴に突起電極を埋め込んで半導体チップの入出力端子
と半導体基板の入出力端子とを電気的に接続して、半導
体基板と半導体チップとの間の距離を狭くすることによ
り、半導体基板への放熱を効率よく行うことができるの
で、半導体チップの放熱性を向上させることができる。
用穴に突起電極を埋め込んで半導体チップの入出力端子
と半導体基板の入出力端子とを電気的に接続して、半導
体基板と半導体チップとの間の距離を狭くすることによ
り、半導体基板への放熱を効率よく行うことができるの
で、半導体チップの放熱性を向上させることができる。
（３）半導体基板に突起電極用穴を設け、この突起電極
用穴に突起電極を埋め込んで半導体チップの入出力端子
と半導体基板の入出力端子とを電気的に接続して、半導
体基板と半導体チップとの間の距離を狭くし、かつ前記
半導体チップの裏面に薄膜金属キャップを密着させてハ
ーメチックシールすることにより、半導体チップの裏面
の薄膜金属キャップからの放熱及び突起電極を含む半導
体チップの表面から放熱による２系統の放熱経路で行う
ことができるので、半導体チップの放熱性を向上させる
ことができる。
用穴に突起電極を埋め込んで半導体チップの入出力端子
と半導体基板の入出力端子とを電気的に接続して、半導
体基板と半導体チップとの間の距離を狭くし、かつ前記
半導体チップの裏面に薄膜金属キャップを密着させてハ
ーメチックシールすることにより、半導体チップの裏面
の薄膜金属キャップからの放熱及び突起電極を含む半導
体チップの表面から放熱による２系統の放熱経路で行う
ことができるので、半導体チップの放熱性を向上させる
ことができる。
（４）前記半導体基板と半導体チップとの間に熱伝導の
高い耐熱樹脂を介在させることにより、さらに、半導体
チップの放熱性を向上させることができる。
高い耐熱樹脂を介在させることにより、さらに、半導体
チップの放熱性を向上させることができる。
（５）前記薄膜金属キャップを強制冷却′することによ
り、さらに、半導体チップの放熱性を向上させる。二と
ができる。
り、さらに、半導体チップの放熱性を向上させる。二と
ができる。
（６）前記（３）、（４）及び（５）により、半導体チ
ップの大量実装化をはかることができる。
ップの大量実装化をはかることができる。
以上１本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
はいうまでもない。
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
はいうまでもない。
第１図及び第４図は１本発明を高密度なマルチチップモ
ジュールに適用した実施例を説明するための図であり、 第１図は、そのマルチチップモジュールの構成を説明す
るための要部断面図、 第２乃至第４図は、該マルチチップモジュールの製造工
程を説明するための各製造工程における構成を示す断面
図である。 図中、ｌ・・・半導体基板、２・・・半導体チップ、３
・・・シリコンゲル、４・・・薄膜金属キャップ、４Ａ
・・・薄膜金属キャップの弾性部、４Ｂ・・・ハーメチ
ックシール部、５・・・冷却装置、７・・・冷却液体、
８・・・接着金属、９・・・突起電極、１ｏ・・・突起
電極用穴である。
ジュールに適用した実施例を説明するための図であり、 第１図は、そのマルチチップモジュールの構成を説明す
るための要部断面図、 第２乃至第４図は、該マルチチップモジュールの製造工
程を説明するための各製造工程における構成を示す断面
図である。 図中、ｌ・・・半導体基板、２・・・半導体チップ、３
・・・シリコンゲル、４・・・薄膜金属キャップ、４Ａ
・・・薄膜金属キャップの弾性部、４Ｂ・・・ハーメチ
ックシール部、５・・・冷却装置、７・・・冷却液体、
８・・・接着金属、９・・・突起電極、１ｏ・・・突起
電極用穴である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に半導体チップをフリップ・チップ方
式で塔載した半導体装置において、前記半導体チップの
裏面に金属キャップを密着させてハーメチックシールし
たことを特徴とする半導体装置。 ２、前記半導体基板にフリップ・チップ方式用の穴を設
け、該穴に突起電極を埋め込んで半導体チップ入出力端
子と半導体基板の入出力端子とを電気的に接続したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３、前記金属キャップを強制冷却することを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の半導体装置。 ４、前記半導体基板と半導体チップとの間に熱伝導の高
い耐熱樹脂を介在させたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項又は第２項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16781784A JPS6147653A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16781784A JPS6147653A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147653A true JPS6147653A (ja) | 1986-03-08 |
Family
ID=15856646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16781784A Pending JPS6147653A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147653A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0279451A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-20 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| US4933747A (en) * | 1989-03-27 | 1990-06-12 | Motorola Inc. | Interconnect and cooling system for a semiconductor device |
| US5040053A (en) * | 1988-05-31 | 1991-08-13 | Ncr Corporation | Cryogenically cooled integrated circuit apparatus |
| EP0694968A2 (en) | 1994-07-26 | 1996-01-31 | Nec Corporation | Multi-chip module semiconductor device |
| US7210678B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-05-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Sheet conveying device |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP16781784A patent/JPS6147653A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5040053A (en) * | 1988-05-31 | 1991-08-13 | Ncr Corporation | Cryogenically cooled integrated circuit apparatus |
| JPH0279451A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-20 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| US4933747A (en) * | 1989-03-27 | 1990-06-12 | Motorola Inc. | Interconnect and cooling system for a semiconductor device |
| EP0694968A2 (en) | 1994-07-26 | 1996-01-31 | Nec Corporation | Multi-chip module semiconductor device |
| US7210678B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-05-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Sheet conveying device |
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