JPS6214446A - 半導体装置用ヒ−トシンク - Google Patents
半導体装置用ヒ−トシンクInfo
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- JPS6214446A JPS6214446A JP15379185A JP15379185A JPS6214446A JP S6214446 A JPS6214446 A JP S6214446A JP 15379185 A JP15379185 A JP 15379185A JP 15379185 A JP15379185 A JP 15379185A JP S6214446 A JPS6214446 A JP S6214446A
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- Japan
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- heat sink
- heat
- semiconductor device
- solution
- cylinder
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- 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
- H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
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- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—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
- H01L2224/48221—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
- H01L2224/48225—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
- H01L2224/48227—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 connecting the wire to a bond pad of the item
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置用ヒートシンクに関する。
半導体装１９％に高度に集積化されたバイポーラＩＣや
ＧａＡｓを用いたＩＣにおいては、高速演算装置等に用
いられるが、装置の駆動に伴って発生する熱を外部に放
熱するために、その発熱部にヒートシンク（放熱器）が
接続されて用いられるのが普通である。
ＧａＡｓを用いたＩＣにおいては、高速演算装置等に用
いられるが、装置の駆動に伴って発生する熱を外部に放
熱するために、その発熱部にヒートシンク（放熱器）が
接続されて用いられるのが普通である。
第４図は半導体装置に接続された従来のヒートシンクの
一例の断面図である。
一例の断面図である。
第４図において、半導体装置１は、モリブデン（ＭＯ）
等からなる基台２に固定された半導体素子３と、アルミ
ナ基板４．コバー板５及び金属性のふた６とからなるパ
ッケージとから構成されている。そして、ヒートシンク
１０はアルミニウム（ＡＩ ）製の放熱板７と鋼ブロッ
ク８とから構成されておシ、この銅ブロック８が半田付
等の手段によりコバー板５に接続されている。
等からなる基台２に固定された半導体素子３と、アルミ
ナ基板４．コバー板５及び金属性のふた６とからなるパ
ッケージとから構成されている。そして、ヒートシンク
１０はアルミニウム（ＡＩ ）製の放熱板７と鋼ブロッ
ク８とから構成されておシ、この銅ブロック８が半田付
等の手段によりコバー板５に接続されている。
半導体装置１の駆動により発生した熱は、半導体素子３
から主に熱伝導により基台２．コバー板５、銅ブロック
８及び放熱板７に伝えられる。そしてこの熱は表面積の
大きな放熱板７より、対流又は輻射によって空気中に放
熱される。
から主に熱伝導により基台２．コバー板５、銅ブロック
８及び放熱板７に伝えられる。そしてこの熱は表面積の
大きな放熱板７より、対流又は輻射によって空気中に放
熱される。
しかしながら、上記のように構成された従来のヒートシ
ンクにおいては、鋼に比ベアルミニウムの熱伝導率が劣
るため、放熱板８における放熱性が不十分となり、その
結果半導体装置の温度が上昇しその信頼性を低下させる
という欠点があった。
ンクにおいては、鋼に比ベアルミニウムの熱伝導率が劣
るため、放熱板８における放熱性が不十分となり、その
結果半導体装置の温度が上昇しその信頼性を低下させる
という欠点があった。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、溶液の気化熱を利
用して半導体装置を効率よく冷却することのできる半導
体装置用ヒートシンクを提供することにある。
用して半導体装置を効率よく冷却することのできる半導
体装置用ヒートシンクを提供することにある。
本発明の半導体装置用ヒートシンクは、溶液を蒸発させ
る蒸発部とこの溶液の蒸気を凝縮させて蒸発部に還流す
る凝縮部とを含んで構成される。
る蒸発部とこの溶液の蒸気を凝縮させて蒸発部に還流す
る凝縮部とを含んで構成される。
本発明によれば、半導体装置からの熱は半導体装置に接
続されたヒートシンクの蒸発部において、溶液の蒸発に
よる気化熱として凝縮部に運ばれ、この凝縮部から外部
の空気中に放出される。
続されたヒートシンクの蒸発部において、溶液の蒸発に
よる気化熱として凝縮部に運ばれ、この凝縮部から外部
の空気中に放出される。
使用する溶液は、ヒートシンクの蒸発部と凝縮部とで蒸
発と凝縮のサイクルを繰り返すだけで消耗することがな
いため長時間に渡っての使用が可能である。
発と凝縮のサイクルを繰り返すだけで消耗することがな
いため長時間に渡っての使用が可能である。
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の断面図であり、半導体
装置に接続した場合を示している。
装置に接続した場合を示している。
第１図において、半導体装置１のパッケージを構成する
コバー板５にはヒートシンク１ｏが半田付は等の手段で
固定されている。
コバー板５にはヒートシンク１ｏが半田付は等の手段で
固定されている。
ヒートシンク１０は、例えば高熱伝導金属である銅のブ
ロック１１と、このブロック１１の中央凹部に固定され
た内径的Ｌｏｓｍ、高さ約３０ｍの鋼製の筒体１２と、
筒体１２に固定された銅製の放熱板１３とから構成され
ており、筒体１２の内部には少量の溶液１４が封入され
ている。
ロック１１と、このブロック１１の中央凹部に固定され
た内径的Ｌｏｓｍ、高さ約３０ｍの鋼製の筒体１２と、
筒体１２に固定された銅製の放熱板１３とから構成され
ており、筒体１２の内部には少量の溶液１４が封入され
ている。
溶液１４としては、例えばジエチルエーテル（沸点３４
．６°Ｃ９気化熱８４ ｃａｌ／ｇ ）、 ７セトン（
沸点５６．５°Ｃ２気化熱１２５ｃａｌ／ｇ）、メ＋ル
アルコ−／ｌ／（沸点６４．７°Ｃ１気化熱２６３ ｃ
ａｌ／ｇ）。
．６°Ｃ９気化熱８４ ｃａｌ／ｇ ）、 ７セトン（
沸点５６．５°Ｃ２気化熱１２５ｃａｌ／ｇ）、メ＋ル
アルコ−／ｌ／（沸点６４．７°Ｃ１気化熱２６３ ｃ
ａｌ／ｇ）。
水（沸点１００°Ｃ２気化熱ｓ ３９ ｃａｌ／ｇ）等
ヲ用いることができる。
ヲ用いることができる。
このように構成された本発明の第１の実施例においては
、半導体装ｆｉｌからの熱は伝導によりヒートシンク１
０の鋼ブロック１１に伝えられ、銅ブロック１１と筒体
１２の下部からなる蒸発部１０Ａで溶液１４を蒸発させ
、その気化熱として、筒体１２の上部と放熱板１３とか
らなる凝縮部１０Ｂに運ばれ、放熱板１３から外部に放
出される。
、半導体装ｆｉｌからの熱は伝導によりヒートシンク１
０の鋼ブロック１１に伝えられ、銅ブロック１１と筒体
１２の下部からなる蒸発部１０Ａで溶液１４を蒸発させ
、その気化熱として、筒体１２の上部と放熱板１３とか
らなる凝縮部１０Ｂに運ばれ、放熱板１３から外部に放
出される。
溶液１４の蒸気は凝縮部１０Ｂにおいて凝縮し、筒体１
２の内壁をつたわって蒸発部１０Ａに還流する。なお、
筒体１２の内壁に上下方向に細い溝を形成しておくこと
により還流をより効果的に行なわせることができる。
２の内壁をつたわって蒸発部１０Ａに還流する。なお、
筒体１２の内壁に上下方向に細い溝を形成しておくこと
により還流をより効果的に行なわせることができる。
このようにヒートシンク１０の蒸発部１０Ａにおける溶
液１４の大きな気化熱により、半導体装置１からの熱は
多量に運ばれて外部に放熱されるため、半導体装置１の
冷却は効率よく行なわれる。
液１４の大きな気化熱により、半導体装置１からの熱は
多量に運ばれて外部に放熱されるため、半導体装置１の
冷却は効率よく行なわれる。
従って、半導体装置１の温度上昇は小さくなり、信頼性
が改善される。
が改善される。
第２図は本発明の第２の実施例の断面図であり、第１図
と主に異なる所はヒートシンク１０の凝縮部１０Ｂとし
てラセン状のパイプ１５を用いたことである。
と主に異なる所はヒートシンク１０の凝縮部１０Ｂとし
てラセン状のパイプ１５を用いたことである。
すなわち、ヒートシンク１０の蒸発部１０Ａは溶液１４
が蒸発する空間を設けた鋼ブロック１１からできており
、凝縮部１０Ｂはこの鋼ブロック１１に接続した内径約
３閣のラセン状の鋼製パイプ１５からなっている。そし
て、銅ブロツクｌｌ中に封入された浴液１４は、半導体
装置１からの熱により蒸発してパイプ１５内に拡散し、
パイプ１５中で冷却され、凝縮してパイプの端部より銅
ブロツク１１中に還流する。
が蒸発する空間を設けた鋼ブロック１１からできており
、凝縮部１０Ｂはこの鋼ブロック１１に接続した内径約
３閣のラセン状の鋼製パイプ１５からなっている。そし
て、銅ブロツクｌｌ中に封入された浴液１４は、半導体
装置１からの熱により蒸発してパイプ１５内に拡散し、
パイプ１５中で冷却され、凝縮してパイプの端部より銅
ブロツク１１中に還流する。
この第２の実施例においては、蒸気の拡散路は鋼ブロッ
ク１１に固定されたパイプ１５の垂直な空間部とラセン
状パイプ内の上部空間であり、一方、凝縮した溶液の還
流路はラセン状パイプ内の底面部と分れている。従って
、凝縮部１０Ｂにおける放熱効率はよシ向上したものと
なる、第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明の第３の実施例
の平面図及びＡ−Ａ’断面図である１、 第３図（ａ）、 （ｂ）において、半導体装置１に固定
された銅ブロック１１の中央凹部には、第１図の場合と
同様に銅製の筒体１２が固定されている。そして、この
筒体１２には、内部に挾い空間を有する複数の放熱板１
６が上下方向に取付けられており、蒸気は筒体内を上昇
し、放熱板内を矢印方向に循環できるように構成されて
いる。
ク１１に固定されたパイプ１５の垂直な空間部とラセン
状パイプ内の上部空間であり、一方、凝縮した溶液の還
流路はラセン状パイプ内の底面部と分れている。従って
、凝縮部１０Ｂにおける放熱効率はよシ向上したものと
なる、第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明の第３の実施例
の平面図及びＡ−Ａ’断面図である１、 第３図（ａ）、 （ｂ）において、半導体装置１に固定
された銅ブロック１１の中央凹部には、第１図の場合と
同様に銅製の筒体１２が固定されている。そして、この
筒体１２には、内部に挾い空間を有する複数の放熱板１
６が上下方向に取付けられており、蒸気は筒体内を上昇
し、放熱板内を矢印方向に循環できるように構成されて
いる。
このように第３の実施例においては、半導体装置１から
の熱は蒸気部１０Ａによって蒸気に変換され、その蒸気
は筒体内部から放熱板１６内に拡散されて凝縮する。凝
縮部１０Ｂで凝縮した溶液は放熱板１６の内壁にそって
降下し、テーパーを壱する放熱板１６の底面部より筒体
１２の下部に還流される。従って、溶液１４の蒸発と凝
縮のサイクルは第１回のものに比べよシ効率よく繰り返
えされるため、ヒートシンク１０の放熱効果はより向上
したものとなる。
の熱は蒸気部１０Ａによって蒸気に変換され、その蒸気
は筒体内部から放熱板１６内に拡散されて凝縮する。凝
縮部１０Ｂで凝縮した溶液は放熱板１６の内壁にそって
降下し、テーパーを壱する放熱板１６の底面部より筒体
１２の下部に還流される。従って、溶液１４の蒸発と凝
縮のサイクルは第１回のものに比べよシ効率よく繰り返
えされるため、ヒートシンク１０の放熱効果はより向上
したものとなる。
上記実施例においては、銅製のヒートシンクについて説
明したが、これに限定されるものではな（、Ａｔ等他の
高熱伝導金属を用いる事も可能である。
明したが、これに限定されるものではな（、Ａｔ等他の
高熱伝導金属を用いる事も可能である。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、溶液の気
化熱を利用し半導体装置を効率よく冷却することのでき
る半導体装置用ヒートシンクが得られるので、半導体装
置の長寿命化と信頼性向上に大きな効果がある。
化熱を利用し半導体装置を効率よく冷却することのでき
る半導体装置用ヒートシンクが得られるので、半導体装
置の長寿命化と信頼性向上に大きな効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の断面図、第２図は本発
明の第２の実施例の断面図、第３図（ａ）。 （ｂ）は本発明の第３の実施例の平面図及び断面図であ
る。第４図は従来のヒートシンクを示す断面図である。 １・・・・・・半導体装置、２・・・・・・基台、３・
・・・・・半導体素子、４・・・・・・アルミナ基板、
５・・・・・・コバー板、６・・・・・・ふた、７・・
・・・・放熱板、８・・・・・・鋼ブロック、１０・・
・・・・ヒートシンク、ＩＯＡ・・・・・・蒸発部、１
０Ｂ・・・・・・凝縮部、１１・・・・・・鋼ブロック
、１２・・・・・・筒体、１３・・・・・・放熱板、１
４・・・・・・溶液、１５・・・・・・パイプ、１６・
・・・・・放熱板。 、ワカ弁つヤ 内 ヮ 晋、、″′、゛箭２図 第２図 男４図
明の第２の実施例の断面図、第３図（ａ）。 （ｂ）は本発明の第３の実施例の平面図及び断面図であ
る。第４図は従来のヒートシンクを示す断面図である。 １・・・・・・半導体装置、２・・・・・・基台、３・
・・・・・半導体素子、４・・・・・・アルミナ基板、
５・・・・・・コバー板、６・・・・・・ふた、７・・
・・・・放熱板、８・・・・・・鋼ブロック、１０・・
・・・・ヒートシンク、ＩＯＡ・・・・・・蒸発部、１
０Ｂ・・・・・・凝縮部、１１・・・・・・鋼ブロック
、１２・・・・・・筒体、１３・・・・・・放熱板、１
４・・・・・・溶液、１５・・・・・・パイプ、１６・
・・・・・放熱板。 、ワカ弁つヤ 内 ヮ 晋、、″′、゛箭２図 第２図 男４図
Claims (1)
- 溶液を蒸発させる蒸発部と該溶液の蒸気を凝縮させ蒸発
部に還流する凝縮部とを含むことを特徴とする半導体装
置用ヒートシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15379185A JPS6214446A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 半導体装置用ヒ−トシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15379185A JPS6214446A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 半導体装置用ヒ−トシンク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6214446A true JPS6214446A (ja) | 1987-01-23 |
Family
ID=15570211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15379185A Pending JPS6214446A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 半導体装置用ヒ−トシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6214446A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5924481A (en) * | 1995-06-22 | 1999-07-20 | Calsonic Corporation | Cooling device for electronic component |
| US6429513B1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-08-06 | Amkor Technology, Inc. | Active heat sink for cooling a semiconductor chip |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP15379185A patent/JPS6214446A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5924481A (en) * | 1995-06-22 | 1999-07-20 | Calsonic Corporation | Cooling device for electronic component |
| US6429513B1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-08-06 | Amkor Technology, Inc. | Active heat sink for cooling a semiconductor chip |
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