JP2000252419A - ３次元モジュール構造 - Google Patents
３次元モジュール構造Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
- H05K1/144—Stacked arrangements of planar printed circuit boards
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱による誤動作を起こしにくい３次元モジュ
ールを提供する。 【解決手段】 基板１上に少なくとも２段以上に積層さ
れたデバイスを備えた３次元モジュール構造において、
デバイス１の表面に、すなわち、デバイス１同士間、も
しくはデバイス１と基板２との間に挟まれたデバイス表
面にデバイス１との接触面をデバイスの表面形状に合わ
せるか近似して充填された、シリコンを基材にした空気
より熱伝導率の良い物質、および／または、デバイス１
との接触面が接触するデバイスの表面形状に合わせるか
近似して取り付けられたヒートシンクを備え、放熱効果
を増大する。
ールを提供する。 【解決手段】 基板１上に少なくとも２段以上に積層さ
れたデバイスを備えた３次元モジュール構造において、
デバイス１の表面に、すなわち、デバイス１同士間、も
しくはデバイス１と基板２との間に挟まれたデバイス表
面にデバイス１との接触面をデバイスの表面形状に合わ
せるか近似して充填された、シリコンを基材にした空気
より熱伝導率の良い物質、および／または、デバイス１
との接触面が接触するデバイスの表面形状に合わせるか
近似して取り付けられたヒートシンクを備え、放熱効果
を増大する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元モジュール
構造に関し、特に、熱による誤動作を起こしにくく信頼
性のある３次元モジュール構造に関する。
構造に関し、特に、熱による誤動作を起こしにくく信頼
性のある３次元モジュール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、３次元に積層されたモジュール
では、デバイスとデバイス、もしくはデバイスと配線板
とに挟まれたモジュールの放熱は、近接するデバイスへ
の放熱となり、大気に接触しているデバイスより高温に
なるという問題があった。このため、既知の技術では特
開平９−２８３６９７号公報記載に記載されているよう
に、デバイス間に波形状の銅製の放熱部材を挟むという
構造もあるが、発熱デバイスと放熱板とは接着されてい
るわけではないため、真実接触面積が小さく、放熱の効
果が十分に得られなかった。また、前述の特開平９−２
８３６９７号公報に記載されているヒートパイプで挟ま
れている構造、および熱的にその弾力で接触する放熱部
材が挟まれている構造も、それぞれ放熱面積が小さく、
デバイス温度が上昇して放熱部材が膨張したことにより
挟んでいる両側のデバイスに接触してからでないと十分
な効果を発揮しないという問題点があった。
では、デバイスとデバイス、もしくはデバイスと配線板
とに挟まれたモジュールの放熱は、近接するデバイスへ
の放熱となり、大気に接触しているデバイスより高温に
なるという問題があった。このため、既知の技術では特
開平９−２８３６９７号公報記載に記載されているよう
に、デバイス間に波形状の銅製の放熱部材を挟むという
構造もあるが、発熱デバイスと放熱板とは接着されてい
るわけではないため、真実接触面積が小さく、放熱の効
果が十分に得られなかった。また、前述の特開平９−２
８３６９７号公報に記載されているヒートパイプで挟ま
れている構造、および熱的にその弾力で接触する放熱部
材が挟まれている構造も、それぞれ放熱面積が小さく、
デバイス温度が上昇して放熱部材が膨張したことにより
挟んでいる両側のデバイスに接触してからでないと十分
な効果を発揮しないという問題点があった。
【０００３】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
すべく、熱による誤動作を起こしにくい３次元モジュー
ルを提供することにある。
すべく、熱による誤動作を起こしにくい３次元モジュー
ルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の３次元モジュール構造の第１の形態は、基
板上に少なくとも２段以上に積層されたデバイスを備え
た３次元モジュール構造において、デバイスの表面に、
デバイスとの接触面をデバイスの表面形状に合わせるか
近似して充填された、空気より熱伝導率の良い物質を備
え、放熱効果を増大したことを特徴とする。
に、本発明の３次元モジュール構造の第１の形態は、基
板上に少なくとも２段以上に積層されたデバイスを備え
た３次元モジュール構造において、デバイスの表面に、
デバイスとの接触面をデバイスの表面形状に合わせるか
近似して充填された、空気より熱伝導率の良い物質を備
え、放熱効果を増大したことを特徴とする。
【０００５】また、空気より熱伝導性の良い物質は、デ
バイス同士間、もしくはデバイスと基板との間に挟まれ
たデバイス表面に充填されるのが好ましい。
バイス同士間、もしくはデバイスと基板との間に挟まれ
たデバイス表面に充填されるのが好ましい。
【０００６】さらに、空気より熱伝導性の良い物質は、
デバイスを含むモジュール全体に充填されるのが好まし
い。
デバイスを含むモジュール全体に充填されるのが好まし
い。
【０００７】またさらに、空気より熱伝導性の良い物質
は、シリコンを基材にした物質であるのが好ましい。
は、シリコンを基材にした物質であるのが好ましい。
【０００８】また、本発明の第２の形態は、基板上に少
なくとも２段以上に積層されたデバイスを備えた３次元
モジュール構造において、デバイスとの接触面が接触す
るデバイスの表面形状に合わせるか近似して取り付けら
れたヒートシンクを備え、放熱効果を増大したことを特
徴とする。
なくとも２段以上に積層されたデバイスを備えた３次元
モジュール構造において、デバイスとの接触面が接触す
るデバイスの表面形状に合わせるか近似して取り付けら
れたヒートシンクを備え、放熱効果を増大したことを特
徴とする。
【０００９】その際、ヒートシンクは、デバイス同士
間、もしくはデバイスと基板との間に挟まれたデバイス
に接触するように取り付けられるのが好ましい。
間、もしくはデバイスと基板との間に挟まれたデバイス
に接触するように取り付けられるのが好ましい。
【００１０】また、本発明の第３の形態は、少なくとも
２段以上に積層されたデバイスを備えた３次元モジュー
ル構造において、デバイスの表面に、デバイスとの接触
面をデバイスの表面形状に合わせるか近似して充填され
た、空気より熱伝導率の良い物質と、デバイスとの接触
面が接触するデバイスの表面形状に合わせるか近似して
取り付けられたヒートシンクとを備え、放熱効果を増大
したことを特徴とする。
２段以上に積層されたデバイスを備えた３次元モジュー
ル構造において、デバイスの表面に、デバイスとの接触
面をデバイスの表面形状に合わせるか近似して充填され
た、空気より熱伝導率の良い物質と、デバイスとの接触
面が接触するデバイスの表面形状に合わせるか近似して
取り付けられたヒートシンクとを備え、放熱効果を増大
したことを特徴とする。
【００１１】その際、ヒートシンクは、接着剤により、
または機械的に取り付けられるのが好ましい。
または機械的に取り付けられるのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１３】本発明の３次元モジュール構造の実施の形
態として、以下の形態が考えられる。
態として、以下の形態が考えられる。
【００１４】まず、本発明の第１の実施の形態は、少な
くとも２段以上に積層されたデバイスで、デバイスとデ
バイス、もしくはデバイスと基板とに挟まれたデバイス
に、放熱効率を上げる目的で、空気より熱伝導率の良い
物質を、デバイスとの接触面をデバイスの表面形状に合
わせるか近似させて挟むかまたは充填したことを特徴と
する３次元モジュール構造である。
くとも２段以上に積層されたデバイスで、デバイスとデ
バイス、もしくはデバイスと基板とに挟まれたデバイス
に、放熱効率を上げる目的で、空気より熱伝導率の良い
物質を、デバイスとの接触面をデバイスの表面形状に合
わせるか近似させて挟むかまたは充填したことを特徴と
する３次元モジュール構造である。
【００１５】次に、本発明の第２の実施の形態は、少な
くとも２段以上に積層されたデバイスで、デバイスとデ
バイス、もしくはデバイスと基板とに挟まれたデバイス
に、接触面が接触するデバイスの表面形状に合わせるか
近似したヒートシンクをつけたことを特徴とする３次元
モジュール構造である。
くとも２段以上に積層されたデバイスで、デバイスとデ
バイス、もしくはデバイスと基板とに挟まれたデバイス
に、接触面が接触するデバイスの表面形状に合わせるか
近似したヒートシンクをつけたことを特徴とする３次元
モジュール構造である。
【００１６】次に、第３の実施の形態は、上記第１およ
び第２の実施の形態を組み合わせた３次元モジュール構
造である。すなわち、少なくとも２段以上に積層された
デバイスで、デバイスとデバイス、もしくはデバイスと
基板とに挟まれたデバイスに、放熱効率を上げる目的
で、空気より熱伝導率の良い物質を、デバイスとの接触
面をデバイスの表面形状に合わせるか近似させて挟むか
または充填し、かつ、接触面が接触するデバイスの表面
形状に合わせるか近似したヒートシンクをつけたことを
特徴とする３次元モジュール構造である。
び第２の実施の形態を組み合わせた３次元モジュール構
造である。すなわち、少なくとも２段以上に積層された
デバイスで、デバイスとデバイス、もしくはデバイスと
基板とに挟まれたデバイスに、放熱効率を上げる目的
で、空気より熱伝導率の良い物質を、デバイスとの接触
面をデバイスの表面形状に合わせるか近似させて挟むか
または充填し、かつ、接触面が接触するデバイスの表面
形状に合わせるか近似したヒートシンクをつけたことを
特徴とする３次元モジュール構造である。
【００１７】次に、第４の実施の形態は、上記第２の実
施の形態で取り付けたヒートシンクとその最も近傍のデ
バイスもしくはヒートシンクとの間隙を、空気より熱伝
導率の良い物質で充填したことを特徴とする３次元モジ
ュール構造である。
施の形態で取り付けたヒートシンクとその最も近傍のデ
バイスもしくはヒートシンクとの間隙を、空気より熱伝
導率の良い物質で充填したことを特徴とする３次元モジ
ュール構造である。
【００１８】
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明の３次元モジュール構造の
第１の実施例を示す図であり、前述した本発明の第１の
実施の形態を適用した実施例である。本実施例では、Ｓ
ＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔ−ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇ
ｅ）等のモールドされた半導体パッケージ１を２段積み
重ねたものに、上述した本発明の第１の実施の形態を適
用したものである。図１（ａ）は、本発明の第１の実施
例の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）〜図１（ｆ）
は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。本実施例で
は、上段のリードフレームと下段のリードフレームとは
導電材、或いは接着材等で接続されている。デバイス同
士間或いはデバイス−基板間は、図１（ｂ）〜図１
（ｆ）の断面図に示すように、シリコン等を基材にした
物質３で充填されている。図１（ｂ）はデバイス１同士
間を、図１（ｃ）はデバイス１−基板２間を、図１
（ｄ）はデバイス１同士間かつデバイス１−基板２間を
前述のシリコンを基材にした物質３で充填したものであ
る。これらの拡張として、充填する範囲は、図１
（ｅ）、或いは図１（ｆ）にしめすように、デバイス１
を含むモジュール全体であってもよい。
第１の実施例を示す図であり、前述した本発明の第１の
実施の形態を適用した実施例である。本実施例では、Ｓ
ＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔ−ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇ
ｅ）等のモールドされた半導体パッケージ１を２段積み
重ねたものに、上述した本発明の第１の実施の形態を適
用したものである。図１（ａ）は、本発明の第１の実施
例の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）〜図１（ｆ）
は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。本実施例で
は、上段のリードフレームと下段のリードフレームとは
導電材、或いは接着材等で接続されている。デバイス同
士間或いはデバイス−基板間は、図１（ｂ）〜図１
（ｆ）の断面図に示すように、シリコン等を基材にした
物質３で充填されている。図１（ｂ）はデバイス１同士
間を、図１（ｃ）はデバイス１−基板２間を、図１
（ｄ）はデバイス１同士間かつデバイス１−基板２間を
前述のシリコンを基材にした物質３で充填したものであ
る。これらの拡張として、充填する範囲は、図１
（ｅ）、或いは図１（ｆ）にしめすように、デバイス１
を含むモジュール全体であってもよい。
【００２０】図２は、本発明の３次元モジュール構造の
第２の実施例として、フリップチップ実装したもの、例
えばＣＳＰ（Ｃｈｉｐ ｓｉｚｅ／ｓｃａｌｅ Ｐａｃ
ｋａｇｅ）やＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕ
ｌｅ）に、前述した第１の実施の形態を適用した例であ
る。図２（ａ）は、本発明の第２の実施例の外観を示す
断面図であり、図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、図２（ａ）
のＢ−Ｂ’断面図である。各デバイスの間は、導電性バ
ンプ４で接続されている。デバイス同士間或いはデバイ
ス−基板間は、図２（ｂ）〜図２（ｄ）の断面図に示す
ように、シリコン等を基材にした物質３で充填されてい
る。図２（ｂ）はデバイス１同士間を、図２（ｃ）はデ
バイス１−基板２間を、図２（ｄ）はデバイス１同士間
かつデバイス１−基板２間を前述のシリコンを基材にし
た物質３で充填したものである。図２に関しても図１と
同様に、モジュール全体を充填してもよい（図示せ
ず）。
第２の実施例として、フリップチップ実装したもの、例
えばＣＳＰ（Ｃｈｉｐ ｓｉｚｅ／ｓｃａｌｅ Ｐａｃ
ｋａｇｅ）やＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕ
ｌｅ）に、前述した第１の実施の形態を適用した例であ
る。図２（ａ）は、本発明の第２の実施例の外観を示す
断面図であり、図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、図２（ａ）
のＢ−Ｂ’断面図である。各デバイスの間は、導電性バ
ンプ４で接続されている。デバイス同士間或いはデバイ
ス−基板間は、図２（ｂ）〜図２（ｄ）の断面図に示す
ように、シリコン等を基材にした物質３で充填されてい
る。図２（ｂ）はデバイス１同士間を、図２（ｃ）はデ
バイス１−基板２間を、図２（ｄ）はデバイス１同士間
かつデバイス１−基板２間を前述のシリコンを基材にし
た物質３で充填したものである。図２に関しても図１と
同様に、モジュール全体を充填してもよい（図示せ
ず）。
【００２１】以上、第１および第２の実施例について説
明してきたが、積層される半導体パッケージ数が増える
と充填する場所の組み合わせ方も様々になり、本発明で
はその全ての組み合わせを含む。但し、放熱経路を増や
すという観点に立つと、図１（ｄ），図２（ｄ）に示す
ような、デバイス１同士間かつデバイス１−基板２間を
充填する構造が望ましい。
明してきたが、積層される半導体パッケージ数が増える
と充填する場所の組み合わせ方も様々になり、本発明で
はその全ての組み合わせを含む。但し、放熱経路を増や
すという観点に立つと、図１（ｄ），図２（ｄ）に示す
ような、デバイス１同士間かつデバイス１−基板２間を
充填する構造が望ましい。
【００２２】次に、図３，図４を参照して、本発明の第
３および第４の実施例について説明する。図３，図４
は、それぞれ本発明の３次元モジュール構造の第３およ
び第４の実施例を示す図であり、前述の第２の実施の形
態を適用した実施例である。
３および第４の実施例について説明する。図３，図４
は、それぞれ本発明の３次元モジュール構造の第３およ
び第４の実施例を示す図であり、前述の第２の実施の形
態を適用した実施例である。
【００２３】図３は、本発明の３次元モジュール構造の
第３の実施例の構成を示す図であり、モールドされた半
導体パッケージを２段積み重ねたものに本発明の第２の
実施の形態を適用したものである。図３（ａ）は、本発
明の第３の実施例の外観を示す斜視図であり、図３
（ｂ）〜図３（ｄ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ’断面図で
あり、図３（ｅ）は、図３（ａ）のＤ−Ｄ’断面図であ
る。本実施例では、デバイス１−基板２間のデバイス１
にヒートシンク７が接着材６等で固定されている。或い
は図３（ｅ）のＤ−Ｄ’断面に示すように、機械的に固
定しても良い。ヒートシンク７を取り付ける場所として
は、図３（ｃ）に示すようにデバイス１の下側でも良
く、図３（ｄ）に示すようにデバイス１の両面でも良
い。もちろん、最上段にも同様なヒートシンク７を設け
ても良い。
第３の実施例の構成を示す図であり、モールドされた半
導体パッケージを２段積み重ねたものに本発明の第２の
実施の形態を適用したものである。図３（ａ）は、本発
明の第３の実施例の外観を示す斜視図であり、図３
（ｂ）〜図３（ｄ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ’断面図で
あり、図３（ｅ）は、図３（ａ）のＤ−Ｄ’断面図であ
る。本実施例では、デバイス１−基板２間のデバイス１
にヒートシンク７が接着材６等で固定されている。或い
は図３（ｅ）のＤ−Ｄ’断面に示すように、機械的に固
定しても良い。ヒートシンク７を取り付ける場所として
は、図３（ｃ）に示すようにデバイス１の下側でも良
く、図３（ｄ）に示すようにデバイス１の両面でも良
い。もちろん、最上段にも同様なヒートシンク７を設け
ても良い。
【００２４】図４は、本発明の３次元モジュール構造の
第４の実施例の構成を示す図であり、フリップチップ実
装したものに本発明の第２の実施の形態を適用したもの
である。図４（ａ）は、本発明の第４の実施例の外観を
示す斜視図であり、図４（ｂ）〜図４（ｃ）は、図４
（ａ）のＥ−Ｅ’断面図であり、図４（ｄ）は図４
（ａ）のＦ−Ｆ’断面図である。図４（ｂ）に示すよう
に、デバイス１−基板２間もしくはデバイス１同士間の
デバイスの上側にヒートシンク７を固定しても良く、ま
たは、図４（ｃ）に示すように、デバイスの下側にヒー
トシンク７を接着材等で固定しても良い。ヒートシンク
７は、４（ｄ）のＦ−Ｆ’断面図に示すように、機械的
に固定しても良い。この固定の構造は一例であり、リー
ドフレーム間に固定部を設けてもよい。また、前述の第
３の実施例と同様に、ヒートシンク７を取り付ける場所
としては、図４（ｂ），図４（ｃ）に示した他に両面で
も良い。もちろん、最上段には同様なヒートシンク７を
設けても良い。
第４の実施例の構成を示す図であり、フリップチップ実
装したものに本発明の第２の実施の形態を適用したもの
である。図４（ａ）は、本発明の第４の実施例の外観を
示す斜視図であり、図４（ｂ）〜図４（ｃ）は、図４
（ａ）のＥ−Ｅ’断面図であり、図４（ｄ）は図４
（ａ）のＦ−Ｆ’断面図である。図４（ｂ）に示すよう
に、デバイス１−基板２間もしくはデバイス１同士間の
デバイスの上側にヒートシンク７を固定しても良く、ま
たは、図４（ｃ）に示すように、デバイスの下側にヒー
トシンク７を接着材等で固定しても良い。ヒートシンク
７は、４（ｄ）のＦ−Ｆ’断面図に示すように、機械的
に固定しても良い。この固定の構造は一例であり、リー
ドフレーム間に固定部を設けてもよい。また、前述の第
３の実施例と同様に、ヒートシンク７を取り付ける場所
としては、図４（ｂ），図４（ｃ）に示した他に両面で
も良い。もちろん、最上段には同様なヒートシンク７を
設けても良い。
【００２５】図５は、本発明の第５および第６の実施例
を示す図であり、前述した本発明の第３および第４の実
施の形態を適用した実施例である。図５（ａ）は、本発
明の第５および第６の実施例の外観を示す斜視図であ
り、図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、図５（ａ）のＧ−Ｇ’
断面図である。この図は、図１，図３と同様に、モール
ドされた半導体パッケージ１を２段積み重ねたものであ
り、外観上は前述した第１および第３の実施例とほとん
ど同一である。
を示す図であり、前述した本発明の第３および第４の実
施の形態を適用した実施例である。図５（ａ）は、本発
明の第５および第６の実施例の外観を示す斜視図であ
り、図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、図５（ａ）のＧ−Ｇ’
断面図である。この図は、図１，図３と同様に、モール
ドされた半導体パッケージ１を２段積み重ねたものであ
り、外観上は前述した第１および第３の実施例とほとん
ど同一である。
【００２６】まず、図５（ｂ）は、本発明の第５の実施
例を示し、前述した第３の実施の形態を適用した場合で
ある。デバイス１−基板２間のデバイス１の上面はヒー
トシンク７が取り付けられており、下面はシリコン等を
基材にした樹脂３で基板２面まで充填している。ヒート
シンク７およびシリコン等を基材にした物質３の位置
は、上述の逆でもよい。また、ヒートシンク７の取り付
けの構造は接着の他に、前述した実施例と同様に機械的
に取り付けても良い。
例を示し、前述した第３の実施の形態を適用した場合で
ある。デバイス１−基板２間のデバイス１の上面はヒー
トシンク７が取り付けられており、下面はシリコン等を
基材にした樹脂３で基板２面まで充填している。ヒート
シンク７およびシリコン等を基材にした物質３の位置
は、上述の逆でもよい。また、ヒートシンク７の取り付
けの構造は接着の他に、前述した実施例と同様に機械的
に取り付けても良い。
【００２７】次に、図５（ｃ），図５（ｄ）は、本発明
の第６の実施例を示し、前述した第４の実施の形態を適
用した場合である。図５（ｃ）では、デバイス１と基板
２の間にあるデバイスには、ヒートシンク７が取り付け
られ、ヒートシンク７と基板２との間、或いはヒートシ
ンク７とデバイス１との間は空気より熱伝導率の良いシ
リコン樹脂等の物質３で充填されている。また、図５
（ｄ）に示すように、ヒートシンク７をデバイス１の両
側に取り付けてもよい。
の第６の実施例を示し、前述した第４の実施の形態を適
用した場合である。図５（ｃ）では、デバイス１と基板
２の間にあるデバイスには、ヒートシンク７が取り付け
られ、ヒートシンク７と基板２との間、或いはヒートシ
ンク７とデバイス１との間は空気より熱伝導率の良いシ
リコン樹脂等の物質３で充填されている。また、図５
（ｄ）に示すように、ヒートシンク７をデバイス１の両
側に取り付けてもよい。
【００２８】以上説明した第５および第６の実施例で
は、前述した図１，図３に示したようなモールドされた
半導体パッケージではなく、図２，図４に示したような
フリップチップ実装したパッケージと同様である。或い
はモールドされたパッケージが３段以上重なったモジュ
ールでも同様である。その際、前述のように第３の実施
の形態，第４の実施の形態、およびその組み合わせを適
用する場所は複数あるが、本発明は、前述した実施例と
同様にそれらも含む。
は、前述した図１，図３に示したようなモールドされた
半導体パッケージではなく、図２，図４に示したような
フリップチップ実装したパッケージと同様である。或い
はモールドされたパッケージが３段以上重なったモジュ
ールでも同様である。その際、前述のように第３の実施
の形態，第４の実施の形態、およびその組み合わせを適
用する場所は複数あるが、本発明は、前述した実施例と
同様にそれらも含む。
【００２９】以上説明したように、図１〜図５までの実
施例では、半導体デバイスの大きさは同一に書かれてい
るが、同一である必要は無い。その例を図６（ａ）に示
す。この図では、リードフレーム９などの上に半導体パ
ッケージ１が配置された例であり、本発明の３次元モジ
ュール構造の充填物質３を適用できる箇所を１５で示し
ている。また、３次元の解釈であるが、デバイスが３次
元的に重なっているもの全てを指す。そのため、両面実
装されたパッケージをさらに基板等へ実装したもの（例
えばＭＣＭ，ドーターボード，コネクタに刺さったボー
ド）のようなものにも本発明は適応できる。その例を図
６（ｂ），図６（ｃ）に示す。図６（ｂ）は、半導体パ
ッケージ１，フリップチップ１０の両方を含むデバイス
に適用した例であり、図６（ｃ）は、コネクタ又はソケ
ット１３により半導体パッケージ１が縦に配置され、さ
らに、マザーボード２ａの他にドーターボード２ｂを含
むデバイスに適用した例である。
施例では、半導体デバイスの大きさは同一に書かれてい
るが、同一である必要は無い。その例を図６（ａ）に示
す。この図では、リードフレーム９などの上に半導体パ
ッケージ１が配置された例であり、本発明の３次元モジ
ュール構造の充填物質３を適用できる箇所を１５で示し
ている。また、３次元の解釈であるが、デバイスが３次
元的に重なっているもの全てを指す。そのため、両面実
装されたパッケージをさらに基板等へ実装したもの（例
えばＭＣＭ，ドーターボード，コネクタに刺さったボー
ド）のようなものにも本発明は適応できる。その例を図
６（ｂ），図６（ｃ）に示す。図６（ｂ）は、半導体パ
ッケージ１，フリップチップ１０の両方を含むデバイス
に適用した例であり、図６（ｃ）は、コネクタ又はソケ
ット１３により半導体パッケージ１が縦に配置され、さ
らに、マザーボード２ａの他にドーターボード２ｂを含
むデバイスに適用した例である。
【００３０】次に、図７は、ヒートシンク７の構造の一
例を示す図であるが、ヒートシンク７としては、平坦な
板の他に、図７（ａ），図７（ｂ）に示すような構造も
考えられる。図７（ａ），図７（ｂ）ともデバイスへの
接触／接着面は平坦であるが、その他の部分は空気との
接触面積を増やすために、図７（ａ）に示すように折り
曲げられたり、図７（ｂ）に示すように溝が刻まれてい
たりする構造を有するヒートシンク７である。
例を示す図であるが、ヒートシンク７としては、平坦な
板の他に、図７（ａ），図７（ｂ）に示すような構造も
考えられる。図７（ａ），図７（ｂ）ともデバイスへの
接触／接着面は平坦であるが、その他の部分は空気との
接触面積を増やすために、図７（ａ）に示すように折り
曲げられたり、図７（ｂ）に示すように溝が刻まれてい
たりする構造を有するヒートシンク７である。
【００３１】以上説明した充填する物質３の例として、
本発明の全てにおいて、デバイス間或いはデバイスー基
板間を充填する物質３としては、上述したシリコンに限
定するものではなく、空気より熱伝導率がよい物質全体
を指す。また、充填物質は単一物質で構成されている必
要はなく、基材に粒子が分散している物質でもよい（例
えば、シリコン樹脂中にアルミナやボロンナイトライド
等の粒子が分散しているものなど）。
本発明の全てにおいて、デバイス間或いはデバイスー基
板間を充填する物質３としては、上述したシリコンに限
定するものではなく、空気より熱伝導率がよい物質全体
を指す。また、充填物質は単一物質で構成されている必
要はなく、基材に粒子が分散している物質でもよい（例
えば、シリコン樹脂中にアルミナやボロンナイトライド
等の粒子が分散しているものなど）。
【００３２】以上、本発明の実施例について説明してき
たが、上述したことは、本発明の特許請求の範囲を限定
するものではない。
たが、上述したことは、本発明の特許請求の範囲を限定
するものではない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、３次元モジュール
では、デバイスとデバイス、若しくはデバイスと配線基
板に挟まれたデバイスの放熱は、デバイス間の空気、も
しくは接触しているデバイスへの放熱で行われている
が、この場合、デバイス間の間隙が狭いため空気の通り
が悪く放熱性が落ちる、或いは接触していても真実接触
面積が小さいため近接デバイスへの熱伝導効率が悪いと
いう問題があったが、本発明の３次元モジュール構造に
より、デバイスとデバイス、若しくはデバイスと配線基
板に挟まれたデバイスの発熱は、積極的に上下に積層さ
れたデバイスへ、或いはヒートシンクへ放熱されるた
め、熱による誤動作をより起こしにくくなり信頼性が向
上するという効果を奏する。
では、デバイスとデバイス、若しくはデバイスと配線基
板に挟まれたデバイスの放熱は、デバイス間の空気、も
しくは接触しているデバイスへの放熱で行われている
が、この場合、デバイス間の間隙が狭いため空気の通り
が悪く放熱性が落ちる、或いは接触していても真実接触
面積が小さいため近接デバイスへの熱伝導効率が悪いと
いう問題があったが、本発明の３次元モジュール構造に
より、デバイスとデバイス、若しくはデバイスと配線基
板に挟まれたデバイスの発熱は、積極的に上下に積層さ
れたデバイスへ、或いはヒートシンクへ放熱されるた
め、熱による誤動作をより起こしにくくなり信頼性が向
上するという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。（ａ）
は斜視図、（ｂ）〜（ｆ）は断面図である。
は斜視図、（ｂ）〜（ｆ）は断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。（ａ）
は斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は断面図である。
は斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図である。（ａ）
は斜視図、（ｂ）〜（ｅ）は断面図である。
は斜視図、（ｂ）〜（ｅ）は断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す図である。（ａ）
は斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は断面図である。
は斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は断面図である。
【図５】本発明の第５および第６の実施例を示す図であ
る。（ａ）は斜視図、（ｂ）は第５の実施例、（ｃ），
（ｄ）は第６の実施例を示す断面図である。
る。（ａ）は斜視図、（ｂ）は第５の実施例、（ｃ），
（ｄ）は第６の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明を様々なデバイスに適用した例を示す図
である。（ａ）は半導体パッケージ、（ｂ）は半導体パ
ッケージとフリップチップ、（ｃ）はドーターボードを
用いてさらに半導体パッケージを配置した例に適用した
図である。
である。（ａ）は半導体パッケージ、（ｂ）は半導体パ
ッケージとフリップチップ、（ｃ）はドーターボードを
用いてさらに半導体パッケージを配置した例に適用した
図である。
【図７】本発明におけるヒートシンクの形状を示す図で
ある。（ａ）は折り曲げた例、（ｂ）は溝を付けた例を
示す図である。
ある。（ａ）は折り曲げた例、（ｂ）は溝を付けた例を
示す図である。
１ 半導体パッケージ（デバイス） ２ 基板 ３ 充填された物質 ４ 導線性バンプ ５ ベアチップ ６ 接着剤 ７ ヒートシンク ９ リードフレームなど １０ フリップチップ １３ コネクタまたはマザーボード １２ ドーダーボード １４ デバイスへの接触面 １５ 本発明が適用できる箇所
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 25/07
Claims (8)
- 【請求項１】基板上に少なくとも２段以上に積層された
デバイスを備えた３次元モジュール構造において、 前記デバイスの表面に、前記デバイスとの接触面を前記
デバイスの表面形状に合わせるか近似して充填された、
空気より熱伝導率の良い物質を備え、放熱効果を増大し
たことを特徴とする３次元モジュール構造。 - 【請求項２】前記空気より熱伝導性の良い物質は、前記
デバイス同士間、もしくは前記デバイスと前記基板との
間に挟まれたデバイス表面に充填されたことを特徴とす
る、請求項１に記載の３次元モジュール構造。 - 【請求項３】前記空気より熱伝導性の良い物質は、前記
デバイスを含むモジュール全体に充填されたことを特徴
とする、請求項１に記載の３次元モジュール構造。 - 【請求項４】前記空気より熱伝導性の良い物質は、シリ
コンを基材にした物質であることを特徴とする、請求項
１〜３のいずれかに記載の３次元モジュール構造。 - 【請求項５】基板上に少なくとも２段以上に積層された
デバイスを備えた３次元モジュール構造において、 前記デバイスとの接触面が接触するデバイスの表面形状
に合わせるか近似して取り付けられたヒートシンクを備
え、放熱効果を増大したことを特徴とする３次元モジュ
ール構造。 - 【請求項６】前記ヒートシンクは、前記デバイス同士
間、もしくは前記デバイスと前記基板との間に挟まれた
デバイスに接触するように取り付けられたことを特徴と
する、請求項５に記載の３次元モジュール構造。 - 【請求項７】基板上に少なくとも２段以上に積層された
デバイスを備えた３次元モジュール構造において、 前記デバイスの表面に、前記デバイスとの接触面を前記
デバイスの表面形状に合わせるか近似して充填された、
空気より熱伝導率の良い物質と、 前記デバイスとの接触面が接触するデバイスの表面形状
に合わせるか近似して取り付けられたヒートシンクと、 を備え、放熱効果を増大したことを特徴とする３次元モ
ジュール構造。 - 【請求項８】前記ヒートシンクは、接着剤により、また
は機械的に取り付けられたことを特徴とする、請求項５
〜７のいずれかに記載の３次元モジュール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056687A JP2000252419A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | ３次元モジュール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056687A JP2000252419A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | ３次元モジュール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252419A true JP2000252419A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=13034367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11056687A Pending JP2000252419A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | ３次元モジュール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252419A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100393099B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2003-07-31 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체패키지 |
| US6670701B2 (en) | 2001-02-01 | 2003-12-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor module and electronic component |
| KR100429885B1 (ko) * | 2002-05-09 | 2004-05-03 | 삼성전자주식회사 | 열방출 특성을 개선한 멀티 칩 패키지 |
| US6777798B2 (en) | 2001-02-05 | 2004-08-17 | Renesas Technology Corp. | Stacked semiconductor device structure |
| JP2006148105A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-08 | Samsung Electronics Co Ltd | 半導体モジュール及びその製造方法 |
| KR100706505B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2007-04-11 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체 패키지 |
| US7226808B2 (en) | 2003-05-02 | 2007-06-05 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing semiconductor device and method of manufacturing electronics device |
| KR100747996B1 (ko) * | 2001-03-26 | 2007-08-08 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체 패키지 |
| JP2010109333A (ja) * | 2008-11-03 | 2010-05-13 | Headway Technologies Inc | ヒートシンクを備えた積層チップパッケージ |
| US9929687B2 (en) | 2014-10-17 | 2018-03-27 | Denso Corporation | Motor control device |
| CN118380395A (zh) * | 2024-04-11 | 2024-07-23 | 江苏凯嘉电子科技有限公司 | 一种芯片三维封装结构 |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP11056687A patent/JP2000252419A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8154116B2 (en) | 2008-11-03 | 2012-04-10 | HeadwayTechnologies, Inc. | Layered chip package with heat sink |
| US9929687B2 (en) | 2014-10-17 | 2018-03-27 | Denso Corporation | Motor control device |
| CN118380395A (zh) * | 2024-04-11 | 2024-07-23 | 江苏凯嘉电子科技有限公司 | 一种芯片三维封装结构 |
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