JPS6259888B2 - - Google Patents

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JPS6259888B2
JPS6259888B2 JP17652482A JP17652482A JPS6259888B2 JP S6259888 B2 JPS6259888 B2 JP S6259888B2 JP 17652482 A JP17652482 A JP 17652482A JP 17652482 A JP17652482 A JP 17652482A JP S6259888 B2 JPS6259888 B2 JP S6259888B2
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JP
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flip chip
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heat dissipation
heat sink
heat
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Hiroshi Shibata
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フリツプチツプなどの半導体チツプ
が基板上に実装されたモジユール型式の半導体装
置（半導体モジユールともいう）の実装に関し、
さらに詳述すれば半導体チツプから発生する熱を
放熱装置を通して放散させる際に該半導体チツプ
から放熱装置への熱伝導を向上せしめるようにし
た半導体装置の放熱構造に関するものである。
従来のこの種の半導体装置の一例を第１図に示
して説明すると、第１図において、１はヒートシ
ンク、２は断面が図示する形状を有する中空のフ
ランジ、３はヒートシンク１とフランジ２とを接
合させるためのネジ、４は気密封止用のリング状
のガスケツト、５はコンタクトメタル、６は半導
体チツプとして半導体集積回路チツプなどからな
るフリツプチツプ、７は複数のフリツプチツプ６
がボンデイングにより実装されたモジユール基
板、８はモジユール基板７に接続された入出力ピ
ン、９はフリツプチツプ６とヒートシンク１との
接触部分である。ここで、かかる構成の組立て
は、各フリツプチツプ６が実装されたモジユール
基板７上にフランジ２の一端を固定し、前記各フ
リツプチツプ６の裏面にそれぞれコンタクトメタ
ル５を載置させるとともに、フランジ２の内部側
面にガスケツト４を配置させる。次いで、ヒート
シンク１の底部を前記各コンタクトメタル５に接
触させた状態でその固定部をフランジ２の他端に
接合させてこれらヒートシンク１とフランジ２と
をネジ３で固定することにより、フリツプチツプ
６を気密封止するもので、各フリツプチツプ６か
ら発生する熱はその裏面とヒートシンク１間に挾
持されたコンタクトメタル５を通して放熱装置と
してのヒートシンク１に伝えるように構成されて
いる。
また、従来の別の構造としては、第２図に示す
ように、フリツプチツプ６とヒートシンク１との
間に熱伝導性の良い板バネ１０を介在させたもの
もある。
しかして、第１図の構造のものは、各々のフリ
ツプチツプ６で発生した熱の大部分はそれらチツ
プ裏面からコンタクトメタル５に伝わり、さらに
該コンタクトメタル５からヒートシンク１に伝導
して、強制的に送られる空気中へ放散される。ま
た、第２図の構造のものも基本的には第１図のも
のと同様であり、フリツプチツプ６で発生した熱
の大部分はそのチツプ裏面から板バネ１０を通つ
てヒートシンク１に伝導し、空気中に放散され
る。
しかしながら、このような従来の半導体装置に
おいては、各フリツプチツプ６から発生する熱が
ヒートシンク１に伝導する際に、フリツプチツプ
の裏面とヒートシンク−フリツプチツプ間の熱伝
導媒体（第１図においてはコンタクトメタル６、
第２図においては板バネ１０）との接触が不十分
となり、その部分の熱抵抗がきわめて大きくなつ
て十分な放熱効果が得れないという欠点があつ
た。上記接触が不十分となる原因としては、第１
図のような構造の場合、第３図ａに示すようにフ
リツプチツプ６の高さの不均一による接触不良、
または第３図ｂに示すようにフリツプチツプ６の
傾きによるチツプ裏面とコンタクトメタル５との
接触面積の減少などが挙げられる。また、第２図
のような構造の場合にも第４図に示すようにフリ
ツプチツプ６の高さの不均一などによるチツプ裏
面と板バネ１０との接触面積が小さくなることが
挙げられる。
本発明は以上の点に鑑み、かかる従来の欠点を
解消するためになされたもので、その目的は、半
導体チツプと放熱装置との間の熱抵抗を小さくす
ることにより、放熱効果を向上させた半導体装置
を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明は、
モジユール基板上に実装されたフリツプチツプな
どの半導体チツプの裏面に熱伝導性の良い接着剤
で接合された伝熱用の金属板を設けるとともに、
該金属板と放熱装置との間に熱伝導性が損われな
い程度にコントロールされた間隙を設け、この間
隙および前記金属板の周囲に熱伝導性の良い気体
を封入することにより、半導体チツプで発生する
熱を効率良く放熱装置へ伝えるようにしたもので
ある。
以下、本発明の実施例を図に基いて説明する。
第５図は本発明による半導体装置の一実施例を
示す側面断面図である。この実施例の半導体装置
は、各々のフリツプチツプ６が実装されたモジユ
ール基板７上にフランジ２の一端を固定させ、そ
のフランジ２とヒートシンク１とをネジ３で接合
して気密封止させる点は第１図の従来のものと同
様であるが、銅またはアルミニウムなどの熱伝導
性の良い薄板状の金属板１２をフリツプチツプ６
の裏面に半田などの熱伝導性の良い接着剤１１で
接合する。そして、上記ヒートシンク１の取付け
時に各フリツプチツプ６に機械的圧力が加わらな
いようにヒートシンク１と金属板１２との間に、
熱伝導性が損われない程度にコントロールされた
僅かな間隙１３を設け、この間隙１３およびフリ
ツプチツプ６、金属板１２の周囲にヘリウム等の
熱伝導性の良い気体１４を封入するようにしたも
のである。
このように、上記実施例の構造によると、フリ
ツプチツプ６の裏面と金属板１２は熱伝導性の良
い接着剤１１で接合されて完全に接触しているの
で、その間の熱抵抗はきわめて小さくなる。ま
た、金属板１２とヒートシンク１との間隙１３は
熱伝導性の良い気体１４で占められているうえ
に、その間隙がきわめて小さいために、この間の
熱抵抗も十分に小さくなる。
さらには、第６図に示すように、フリツプチツ
プ６の傾きや高さのばらつきなどによるフリツプ
チツプ６とヒートシンク１との間隙の差は金属板
１２とフリツプチツプ６とを接合する接着剤１１
によつて吸収できるので、接触不良による熱抵抗
の増加を防ぐことができる。しかも、ヒートシン
ク１を取り付けた時に間隙１３によつてフリツプ
チツプ６に機械的な圧力が加わるのを防ぐことも
できる。
なお、上記実施例では、フリツプチツプ６が実
装されたモジユール基板７上にフランジ２の一端
を固定し、そのフランジ２の他端とヒートシンク
１とをネジ３により接合させて気密封止すること
により、フリツプチツプ６から発生する熱をヒー
トシンク１を通して放散させる構造のものに適用
した場合について示したが、本発明は、これに限
定されるものではなく、例えば第７図に示すよう
に、前記モジユール基板７上にそのフリツプチツ
プ６を気密封止するためのキヤツプ１６を熱伝導
性の良い接着剤１８で接合させ、かつ該キヤツプ
１６の表面上にヒートシンク１５を熱伝導性の良
い接着剤１７で接合させた構造の放熱装置を備え
たものに適用しても同様の効果が得られる。第７
図において第５図と同一または相当部分は同一符
号を付し、前記各接着剤１７，１８は異なつた材
料であつてもかまわない。また、キヤツプ１６の
材料は熱膨張係数の差によるストレスを最小にす
るために、モジユール基板７と同じものを使用す
ることが望ましい。
以上説明したように、本発明によれば、基板上
に実装されたフリツプチツプなどの半導体チツプ
で発生した熱が放熱装置に伝導する場合の熱抵抗
のうち、支配的となるチツプ裏面と放熱装置との
間の熱抵抗を従来のものに比べきわめて再現性良
く小さくすることができるため、放熱装置が著し
く向上するうえに、複雑な構造をもたないので、
製造プロセスも容易になるなどの優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の半導体装置の一例を示す側面断
面図、第２図は別の従来の半導体装置を示す一部
側面断面図、第３図ａ，ｂおよび第４図は上記従
来構造における欠点の説明に供する側面断面図、
第５図は本発明による半導体装置の一実施例を示
す側面断面図、第６図は上記実施例による本発明
の効果の説明に供する側面断面図、第７図は本発
明の他の実施例を示す側面断面図である。 １，１５……ヒートシンク、２……フランジ、
３……ネジ、４……ガスケツト、６……フリツプ
チツプ（半導体チツプ）、７……モジユール基
板、１１，１７，１８……熱伝導性の良い接着
剤、１２……金属板、１３……間隙、１４……気
体、１６……キヤツプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 半導体チツプが実装された基板上に該半導体
    チツプの気密封止を兼ね備えた放熱装置を装着す
    ることにより、前記半導体チツプから発生する熱
    を前記放熱装置を通して放散させるモジユール型
    式の半導体装置において、前記半導体チツプの裏
    面に熱伝導性の良い接着剤で接合された伝熱用の
    金属板を設け、かつ該金属板と前記放熱装置との
    間に熱伝導性を損わない程度の間隙を設け、この
    間隙と前記金属板の周囲に熱伝導性の良い気体を
    封入してなることを特徴とする半導体装置。
JP17652482A 1982-10-05 1982-10-05 半導体装置 Granted JPS5965457A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17652482A JPS5965457A (ja) 1982-10-05 1982-10-05 半導体装置
US06/534,840 US4561011A (en) 1982-10-05 1983-09-22 Dimensionally stable semiconductor device
US06/783,537 US4654966A (en) 1982-10-05 1985-10-03 Method of making a dimensionally stable semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

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JP17652482A JPS5965457A (ja) 1982-10-05 1982-10-05 半導体装置

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Publication Number Publication Date
JPS5965457A JPS5965457A (ja) 1984-04-13
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