JPS63204633A - 半導体の冷却装置 - Google Patents
半導体の冷却装置Info
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- JPS63204633A JPS63204633A JP62036656A JP3665687A JPS63204633A JP S63204633 A JPS63204633 A JP S63204633A JP 62036656 A JP62036656 A JP 62036656A JP 3665687 A JP3665687 A JP 3665687A JP S63204633 A JPS63204633 A JP S63204633A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 18
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- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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-
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-
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-
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- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
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、半導体チップ、半導体パッケージなどの半導
体から発生した熱を除去するのに好適な半導体の冷却装
置に関する。
体から発生した熱を除去するのに好適な半導体の冷却装
置に関する。
従来、複数の半導体チップを基板に実装する場合、実装
密度を上げるために、半導体チップをバ・ンプ接合でボ
ンディングしたり、又は半導体チップをペアチップのま
ま基板に実装する方法が採用されている。しかし、この
方法によれば実際には汚染、取扱い上の問題があるので
、半導体チップを何らかの方法で封止することが一般的
に行なわれている。
密度を上げるために、半導体チップをバ・ンプ接合でボ
ンディングしたり、又は半導体チップをペアチップのま
ま基板に実装する方法が採用されている。しかし、この
方法によれば実際には汚染、取扱い上の問題があるので
、半導体チップを何らかの方法で封止することが一般的
に行なわれている。
例えば、半導体チップをベビーボート−を用いて封止し
、このベビーボートを基板に実装した第４図に示すよう
な半導体の冷却装置が特開昭６１−５９８４８号公報に
開示されている。即ち、ベビーボート２１を板状に成形
し、このベビーボート２１上に半導体チップ２２をバン
プ２３により接合して搭載し、ベビーボート２１を底部
のパンプ２５により基板２６に実装する。また、Ｂｅ、
ＣＵなどの熱伝導率の良い材料により封止部材２８を帽
子状に成形し、この封止部材２８の側部全域又は一部に
ベローズ２８ａを形成してベビーボート２１に固着する
。これにより、半導体チップ２２は封止部材２８により
封止されるとともに、半導体チップ２２の背面に封止部
材２８の平面部２８ｂが面接触する。封止部材２８の半
導体チップ２２との接合部外側には、必要に応じてヒー
トシンク２９を設ける。そして、半導体チップ２２で発
生した熱は、半導体チップ２２の背面に面接触している
封止部材２８の平面部２８ｂに伝わり。
、このベビーボートを基板に実装した第４図に示すよう
な半導体の冷却装置が特開昭６１−５９８４８号公報に
開示されている。即ち、ベビーボート２１を板状に成形
し、このベビーボート２１上に半導体チップ２２をバン
プ２３により接合して搭載し、ベビーボート２１を底部
のパンプ２５により基板２６に実装する。また、Ｂｅ、
ＣＵなどの熱伝導率の良い材料により封止部材２８を帽
子状に成形し、この封止部材２８の側部全域又は一部に
ベローズ２８ａを形成してベビーボート２１に固着する
。これにより、半導体チップ２２は封止部材２８により
封止されるとともに、半導体チップ２２の背面に封止部
材２８の平面部２８ｂが面接触する。封止部材２８の半
導体チップ２２との接合部外側には、必要に応じてヒー
トシンク２９を設ける。そして、半導体チップ２２で発
生した熱は、半導体チップ２２の背面に面接触している
封止部材２８の平面部２８ｂに伝わり。
この伝えられた熱は、封止部材２８の外側に設けられた
ヒートシンク２９より外部に放熱される。
ヒートシンク２９より外部に放熱される。
なお、第４図において３０はリードピンである。
しかし、上記従来技術では、半導体チップ２２の背面と
封止部材２８の平面部２８ｂは面接触しているだけで固
着されていない。そのため、半導体チップ２２の背面と
封止部材２８の平面部２８ｂとの間には小な間隙が生じ
、その間の熱抵抗が大きくなり放熱性が悪くなるという
問題があった。
封止部材２８の平面部２８ｂは面接触しているだけで固
着されていない。そのため、半導体チップ２２の背面と
封止部材２８の平面部２８ｂとの間には小な間隙が生じ
、その間の熱抵抗が大きくなり放熱性が悪くなるという
問題があった。
また半導体チップ２２の背面に位置する封止部材２８や
ヒートシンク２９が電導体であると、半導体チップ２２
の回路上の電流が封止部材２８を通り、ついでヒートシ
ンク２９を通じて隣接する他の半導体チップ２２の回路
と短絡し、半導体チップ２２が誤動作するという問題が
あった。
ヒートシンク２９が電導体であると、半導体チップ２２
の回路上の電流が封止部材２８を通り、ついでヒートシ
ンク２９を通じて隣接する他の半導体チップ２２の回路
と短絡し、半導体チップ２２が誤動作するという問題が
あった。
本発明の目的は、半導体を外界から封止し、かつ、半導
体と封止部材との接合部の間隙および導通をなくした半
導体の冷却装置を提供することである。
体と封止部材との接合部の間隙および導通をなくした半
導体の冷却装置を提供することである。
かかる目的達成のため、本発明は、半導体に熱伝導体を
接触させて前記半導体の熱を除去する冷却装置において
、前記半導体の一面をバンプ接合により頂面に搭載した
ベビーボートと、該ベビーボートの底面のバンプ接合に
より該ベビーボートを実装した基板と、平面部を前記半
導体の他面に固着し、可撓性を有する側面部を前記ベビ
ーボートの頂面に固着して前記半導体を封止した高熱伝
導性材からなる封止部材と、を備えたものである。
接触させて前記半導体の熱を除去する冷却装置において
、前記半導体の一面をバンプ接合により頂面に搭載した
ベビーボートと、該ベビーボートの底面のバンプ接合に
より該ベビーボートを実装した基板と、平面部を前記半
導体の他面に固着し、可撓性を有する側面部を前記ベビ
ーボートの頂面に固着して前記半導体を封止した高熱伝
導性材からなる封止部材と、を備えたものである。
上述の構成によれば、半導体は封止部材により封止され
ており、エイジング試験などの有害な環境から保護され
る。また半導体は封止部材に固着されており、封止部材
との接合部に間隙がなく、これによって半導体と封止部
材との間の熱抵抗が小さくなる。さらに封止部材の側面
部は可撓性を有しており、半導体の熱膨張などによる変
形が吸収される。
ており、エイジング試験などの有害な環境から保護され
る。また半導体は封止部材に固着されており、封止部材
との接合部に間隙がなく、これによって半導体と封止部
材との間の熱抵抗が小さくなる。さらに封止部材の側面
部は可撓性を有しており、半導体の熱膨張などによる変
形が吸収される。
以下、本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。
第１図は本発明の第１実施例に係り、半導体の冷却装置
１は、ベビーボート２と、基板３と、封止部材５と、ヒ
ートシンク６とを備えており、ベビーボート２は、基板
３と同等の熱膨脹率を有する材質で板状に形成され、そ
の頂面に複数の半導体、例えば半導体チップ８が、バン
プ９Ａの接合でボンディングされ搭載されている。また
ベビーボート２は、底面に設けたバンプ９Ｂの接合でボ
ンディングされ基板３の上面に実装されている。
１は、ベビーボート２と、基板３と、封止部材５と、ヒ
ートシンク６とを備えており、ベビーボート２は、基板
３と同等の熱膨脹率を有する材質で板状に形成され、そ
の頂面に複数の半導体、例えば半導体チップ８が、バン
プ９Ａの接合でボンディングされ搭載されている。また
ベビーボート２は、底面に設けたバンプ９Ｂの接合でボ
ンディングされ基板３の上面に実装されている。
基板３の下面には、リードピン１０が複数植設されてお
り、このリードピン１０および図示しない配線によりベ
ビーボート２および半導体チップ８は外部機器（図示せ
ず）に電気的に接続されている。
り、このリードピン１０および図示しない配線によりベ
ビーボート２および半導体チップ８は外部機器（図示せ
ず）に電気的に接続されている。
封止部材５は、平面部である絶縁部１１と側面部１２と
からなり、絶縁部１１は、ＳｉＣ，ＡＩＮなどの熱伝導
率が大きく、半導体チップ８と同等の熱膨脹率を有し、
かつ絶縁性に優れた材質で板状に形成され、半導体チッ
プ８の上面に半田１３Ａなどにより固着されている。
からなり、絶縁部１１は、ＳｉＣ，ＡＩＮなどの熱伝導
率が大きく、半導体チップ８と同等の熱膨脹率を有し、
かつ絶縁性に優れた材質で板状に形成され、半導体チッ
プ８の上面に半田１３Ａなどにより固着されている。
側面部１２は、熱伝導率が大きく半導体チップ８と同等
の熱膨脹率を有する材質からなり、半導体チップ８を囲
むようにしてベビーボート２の頂面および絶縁部１１の
下面に、それぞれ半田１３Ｂ、１３Ｃなどで固着されて
いる。また、側面部１２は、一部又は全域にわたって、
例えば全域にわたって可撓性に富む形状、例えばベロー
ズ形状に形成されている。なお、側面部１２の形状は。
の熱膨脹率を有する材質からなり、半導体チップ８を囲
むようにしてベビーボート２の頂面および絶縁部１１の
下面に、それぞれ半田１３Ｂ、１３Ｃなどで固着されて
いる。また、側面部１２は、一部又は全域にわたって、
例えば全域にわたって可撓性に富む形状、例えばベロー
ズ形状に形成されている。なお、側面部１２の形状は。
Ｃリング形状、Ｌ字形状など自由に選択できる。
ヒートシンク６は、熱伝導体１５と、キャップ１６とか
らなり、熱伝導体１５は半導体チップ８を固着した絶縁
部１１の上面に載置され、上面には櫛歯状の歯部１５ａ
が形成されている。キャップ１６の下面には、熱伝導体
１５の歯部１５ａと所定の間隙１８をもって噛合する櫛
歯状の歯部１３ａが形成されており１間隙１８には、熱
伝導性が高いヘリウムガスが充填されている。また中央
の歯部１６ａ山部に両端部を熱伝導体１５およびキャッ
プ１６にそれぞれ固着した圧縮ばね１９が巻装されてお
り、該圧縮ばね１９により、熱伝導体１５とキャップ１
６とが、互いに押圧され、間隙１８をもって噛合するよ
うに設定されている。
らなり、熱伝導体１５は半導体チップ８を固着した絶縁
部１１の上面に載置され、上面には櫛歯状の歯部１５ａ
が形成されている。キャップ１６の下面には、熱伝導体
１５の歯部１５ａと所定の間隙１８をもって噛合する櫛
歯状の歯部１３ａが形成されており１間隙１８には、熱
伝導性が高いヘリウムガスが充填されている。また中央
の歯部１６ａ山部に両端部を熱伝導体１５およびキャッ
プ１６にそれぞれ固着した圧縮ばね１９が巻装されてお
り、該圧縮ばね１９により、熱伝導体１５とキャップ１
６とが、互いに押圧され、間隙１８をもって噛合するよ
うに設定されている。
つぎに、本発明の第１実施例の作用を説明する。
半導体チップ８で発生した熱は、絶縁部１１および熱伝
導体１５を介してキャップ１６に伝わり、キャップ１６
上部に配置された冷却器（図示せず）により外部に除去
される。この場合、半導体チップ８は、ベビーボート２
と封止部材５の絶縁部１１および側面部１２とにより形
成された空間部２０内に確実に封止されており、これに
よって、エイジング試験などによる半導体チップ８の汚
染や腐食が防止される。また半導体チップ８の上面と封
止部材５の絶縁部１１との間、すなわち接合面は固着さ
れており、その間の熱抵抗は小さく、冷却効果が向上す
る。さらに、半導体チップ８と熱伝導体１５との間に配
置された絶縁部１１により。
導体１５を介してキャップ１６に伝わり、キャップ１６
上部に配置された冷却器（図示せず）により外部に除去
される。この場合、半導体チップ８は、ベビーボート２
と封止部材５の絶縁部１１および側面部１２とにより形
成された空間部２０内に確実に封止されており、これに
よって、エイジング試験などによる半導体チップ８の汚
染や腐食が防止される。また半導体チップ８の上面と封
止部材５の絶縁部１１との間、すなわち接合面は固着さ
れており、その間の熱抵抗は小さく、冷却効果が向上す
る。さらに、半導体チップ８と熱伝導体１５との間に配
置された絶縁部１１により。
半導体チップ８同士の短絡が防止され、これにより半導
体チップ８の誤動作がなくなる。また半導体チップ８に
絶縁部１１を介して固着されている封止部材５は、半導
体チップ８と同等の熱膨脹率を有し、かつ可撓性に富ん
でおり、これによって。
体チップ８の誤動作がなくなる。また半導体チップ８に
絶縁部１１を介して固着されている封止部材５は、半導
体チップ８と同等の熱膨脹率を有し、かつ可撓性に富ん
でおり、これによって。
半導体チップ８で発生した熱や、外部からの熱によって
生じる半導体チップ８やバンプ９Ａなどの変形が吸収さ
れる。
生じる半導体チップ８やバンプ９Ａなどの変形が吸収さ
れる。
なお、半導体は半導体チップ８に限定されることなく、
半導体パッケージでもよい。
半導体パッケージでもよい。
第２図は本発明の第２実施例に係り、第１実施例と異な
るところは、封止部材５を帽子状に形成し、絶縁部１１
に相当する部分に平面部５ａを設け、かつ全域にわたっ
てＳ ｉ Ｏ，Ａ １，０．、 ＰＩＱなどの薄い絶縁
層を施した点であり、絶縁層が絶縁部１１を兼ねている
。その他の構成および作用は、第１実施例と同様である
。
るところは、封止部材５を帽子状に形成し、絶縁部１１
に相当する部分に平面部５ａを設け、かつ全域にわたっ
てＳ ｉ Ｏ，Ａ １，０．、 ＰＩＱなどの薄い絶縁
層を施した点であり、絶縁層が絶縁部１１を兼ねている
。その他の構成および作用は、第１実施例と同様である
。
第３図は本発明の第３実施例に係り、第１実施例と異な
るところは、封止部材５が、平面部５ａを有する深絞り
加工で一体成形された点であり、絶縁部１１の下面およ
び半導体チップ８の上面に。
るところは、封止部材５が、平面部５ａを有する深絞り
加工で一体成形された点であり、絶縁部１１の下面およ
び半導体チップ８の上面に。
半田１３０．１３Ｅによりそれぞれ固着されており、絶
縁部１１および半導体チップ８への封止部材５の固着が
容易となる。その他の構成および作用は、第１実施例と
同様である。
縁部１１および半導体チップ８への封止部材５の固着が
容易となる。その他の構成および作用は、第１実施例と
同様である。
上述のとおり、本発明によれば、半導体は封止部材によ
り確実封止されているので、半導体を汚染やエイジング
試験などの有害な環境から保護することができる。また
半導体は封止部材に固着されおり、封止部材との接合部
に間隙がないので、半導体と封止部材との間の熱抵抗が
小さくなり、冷却効果が向上する。さらに、封止部材の
側面部が可撓性を有しているので、半導体の熱膨張など
による変形を吸収することができる。また半導体と封止
部材との接合部に絶縁部が設けられているので、半導体
の誤動作をなくすことができる。
り確実封止されているので、半導体を汚染やエイジング
試験などの有害な環境から保護することができる。また
半導体は封止部材に固着されおり、封止部材との接合部
に間隙がないので、半導体と封止部材との間の熱抵抗が
小さくなり、冷却効果が向上する。さらに、封止部材の
側面部が可撓性を有しているので、半導体の熱膨張など
による変形を吸収することができる。また半導体と封止
部材との接合部に絶縁部が設けられているので、半導体
の誤動作をなくすことができる。
第１図は本発明の第１実施例に係る半導体の冷却装置の
縦断面図、第２図は本発明の第２実施例に係る半導体の
冷却装置の縦断面図、第３図は本発明の第３実施例に係
る半導体の冷却装置の縦断面図、第４図は従来例に係る
半導体の冷却装置の縦断面図である。 １・・・半導体の冷却装置、２・・・ベビーボート、３
・・・基板、５・・・封止部・材、５ａ・・・平面部、
８・・・半導体。 １１・・・絶縁部、１２・・・側面部、１５・・・熱伝
導体。
縦断面図、第２図は本発明の第２実施例に係る半導体の
冷却装置の縦断面図、第３図は本発明の第３実施例に係
る半導体の冷却装置の縦断面図、第４図は従来例に係る
半導体の冷却装置の縦断面図である。 １・・・半導体の冷却装置、２・・・ベビーボート、３
・・・基板、５・・・封止部・材、５ａ・・・平面部、
８・・・半導体。 １１・・・絶縁部、１２・・・側面部、１５・・・熱伝
導体。
Claims (3)
- （１）半導体に熱伝導体を接触させて前記半導体の熱を
除去する冷却装置において、前記半導体の一面をバンプ
接合より頂面に搭載したベビーボートと、該ベビーボー
トの底面のバンプ接合により該ベビーボートを実装した
基板と、平面部を前記半導体の他面に固着し、可撓性を
有する側面部を前記ベビーボートの頂面に固着して前記
半導体を封止した高熱伝導性材からなる封止部材と、を
備えた半導体の冷却装置。 - （２）前記半導体と封止部材との接合部に絶縁部を設け
た特許請求の範囲第１項記載の半導体の冷却装置。 - （３）前記封止部材が、前記半導体と同等の熱膨脹率を
有する特許請求の範囲第１項記載の半導体の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62036656A JPS63204633A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | 半導体の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62036656A JPS63204633A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | 半導体の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63204633A true JPS63204633A (ja) | 1988-08-24 |
Family
ID=12475897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62036656A Pending JPS63204633A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | 半導体の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63204633A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5515912A (en) * | 1990-03-02 | 1996-05-14 | Hitachi, Ltd. | Cooling apparatus of electronic devices |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159848A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Fujitsu Ltd | リ−ドレスチツプキヤリアを用いたフリツプチツプ実装方法 |
| JPS61265848A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 集積回路用パツケ−ジ |
-
1987
- 1987-02-19 JP JP62036656A patent/JPS63204633A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159848A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Fujitsu Ltd | リ−ドレスチツプキヤリアを用いたフリツプチツプ実装方法 |
| JPS61265848A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 集積回路用パツケ−ジ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5515912A (en) * | 1990-03-02 | 1996-05-14 | Hitachi, Ltd. | Cooling apparatus of electronic devices |
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