JPH03214652A - 半導体チップキャリア - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体チップの搭載に用いられる半導体チ
ップキャリアに関するものであり、特に放熱性に優れた
半導体チップキャリアに関するものである。

〔従来の技術］ 半導体チップキャリアを構成する絶縁層にはガラス布を
基材としたエボキシ樹脂積層板などのプリント配線板が
、近年用いられるよ・うになってきている。しかし、こ
のようなプリン１・配線板では熱の伝導性が悪く、良好
に放熱をすることができない。

先に本発明者らは、特開昭６２−５２９９２において、
絶縁層に金属板を埋入して配設し、この金属板の一部を
外部に露出させ、放熱性を良好にした樹脂積層板のプリ
ント配線板から構成される半導体チップキャリアを提供
した。このものに半導体チップを搭載した使用例を第６
図に示す。

このものは、絶縁層１が金属板２の周縁部から中央より
の部分まで被覆し、金属板２の中央部分を中心に絶縁層
のない凹部が金属板２の両面に形成され、これらの凹部
の底面には前記金属板２が露出してなり、一方の第１の
凹部３は放熱用に、他方の第２の凹部４は半導体チンプ
５搭載用にそれぞれ設けられてなることを特徴とする半
導体チンプキャリアで、金属板２が凹部で外部に露出し
ているために良好な放熱性と絶縁層１が金属仮２の周縁
部より中央よりの部分まで被覆しているごとによりプリ
ント配線板の絶縁層１に配設された端子ビンｌ３の領域
より内側に挿入された金属板２の動きを阻止し、さらに
絶縁層１と金属板２に生ずる隙間を密閉して耐湿性を高
めた半導体チップキャリアとしたところにその効果があ
った。

ところが、半導体チップの高速化、高集積化、高機能化
による半導体チップの発熱量の増大に伴って熱放散性の
一層優れた半導体チップキャリアの造出かますます大き
く期待される中で、放熱体９を前記半導体チップキャリ
アに取り付けるのに、金属板２が絶縁層１の表面より窪
んでいるため放熱体９の取り付け部が放熱用の凹部３よ
り小さな放熱体９に制限されるなど放熱体９の形状に制
限が加わり、放熱量の増大をはかる放熱体９の形状の自
由度が小さなものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

熱放散性をさらに一層高めるために、放熱体の形状に加
わった制限を解除するとともに、放熱体を簡単に取り付
けできる構造の半導体チップキャリアを提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記課題を解決するために、絶縁層に埋入さ
れた金属板と穿設された絶縁層によって形成された凹部
を有し、この凹部と前記絶縁層の表面とにわたって形成
された金属層において、他の金属層の部分より突出して
形成された金属層を金属板上の絶縁層の表面に有するこ
とを特徴とする半導体チップキャリアを提供するもので
ある。

〔実施例〕

以下に、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の斜視図，第２図は第１図の
Ｘ−Ｙ断面図である。第２図の半導体チップキャリアは
絶縁層１に埋入された金属板２と，この金属板２の一方
の表面と絶縁層１とで形成された放熱用の第１の凹部３
と、金属板２のもう一方の表面と絶縁層１とで形成され
た半導体チップ５搭載用の第２の凹部４とを有し、前記
放熱用の第１の凹部３と絶縁層１の表面とに形成された
金属層６において、他の金属層より突出して形成されて
なる金属層６の突出部７を前記金属板２の上に形成され
た絶縁層１の表面に存する。この第１の凹部３と一体に
形成された金属層６の突出部７に、熱伝導性の接着層８
を介して放熱体９が取り付けられている。

なお、第１の凹部３や第２の凹部４の形状は四角柱状が
一般的であるが、特に制限するものではなく、円柱など
任意の形状を用いることができる。また、この突出部７
の形状は、第３図の如く四角柱状で細分化されたもので
もよく、第４図の如く１つの四角柱状でもよく、さらに
は、第５図の如《同心円を有する筒状とこれらの組合せ
た形状でもよく、特に制限するものではない。

上記構造の半導体チップキャリアによって、外部への放
熱用の放熱体９においては金属板２への取り付けのため
の形状の制限ガ無くなり、任意の形状のものを、前記金
属層６の突出部７に熱伝導性の接着層８によって取り付
けることができる。

第２の凹部４に搭載された半導体チツプ５は、半導体チ
ップ５の搭載側の絶縁層１の表面に形成された導体回路
１１に金属線１２を介して接続される。この導体回路ｌ
１は外部端子として働く端子ビン１３を挿入するための
絶縁層１に形成されたスルホール１４のスルホールメッ
キ層に接続している。

前記の半導体チップ５搭載用の凹部４に搭載された半導
体チップ５から発生する熱は、金属板２に吸収され、さ
らに熱伝導性に優れた金属板２の反対側において、金属
板２と一体に形成された金属層６に伝わり、この金属層
に熱伝導性の接着層８で取付けられた上面にフィン１０
を有する放熱体９に移動し、空気中に効率良く放熱され
、熱が金属Ｆｉ．２にこもるがない。この作用によって
、半導体チップ５の高集積化、高機能化、高速化に対応
可能となる。

上記構成の半導体チップキャリアにおいて、半導体チッ
プキャリアの形態としては、絶縁層１に対して放熱体９
の取りつく側と反対側に端子ピン１３が突出するように
絶縁層１に形成されたスルホール１４に配設されたもの
が、放熱を高めるのには好ましい。その理由は、この半
導体チップキャリアをマザーボードに実装したとき、放
熱体が外気に露出するのと、放熱体が端子ピンの配設領
域による制限を受けないで大きいものを取り付けること
ができるからである。

放熱体９の形状も角柱で側面フィンを有するもの、ある
いは円柱で上面フィンを有するもの、または、これらの
組合せなど一般にヒートシンクとして用いらるものを用
いることができる。

次に、使用材料について述べると、第２図の半導体チッ
プキャリアを構成する絶縁層１は、基材に樹脂を含浸乾
燥して得られたプリプレグの樹脂を硬化した絶縁材料が
用いられる。ここで絶縁材料の樹脂としては耐熱性、耐
湿性に優れかつ樹脂純度、特にイオン性不純物の少ない
ものが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂、フッソ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ＰＰＯ樹脂などが適している。なお絶縁材料
の基材としては、紙よりガラス繊維などの無機材料の方
が耐熱性、耐湿性などに優れ好ましい。

絶縁層１に埋入される金属板２としては銅板、銅合金板
、銅一インバ一一銅合金板、鉄−ニッケル合金板、その
他鋼板、鉄板、アルミニウム板などを、放熱体９として
は、窒化アルミ、炭化硅素、アルミナなどのセラミック
や銅板、銅合金板、銅一インバー一銅合金板、鉄一ニッ
ケル合金板、その他鋼板、鉄板、アルミニウム板などを
それぞれ使用することができる。

第１の凹部３と絶縁層１の表面とに一体に形成される金
属層６は、金めつき層、半田めっき層などで、これらは
無電解めっきにより形成することができる。金属層６の
突出部７もこれらのめっきにより形成することができる
。

金属層６の突出部７と放熱体９を接着する熱伝導性の接
着層８はエボキシ樹脂、ポリイミド樹脂、および、これ
らの変性樹脂に金や銀を含有する接着剤や、半田によっ
て形成することができる。

〔発明の効果〕

本発明に係る半導体チップキャリアは叙述の如く、絶縁
層に埋入された金属板と穿設された絶縁層で形成された
凹部を有し、この凹部と前記絶縁層の表面とにわたって
形成された金属層において、他の金属層の部分より突出
して形成された金属層を金属板上の絶縁層の表面に有す
る半導体チップキャリアによって、放熱体の形状に加わ
った制限を解除できるとともに、放熱体を簡単に取り付
けできる構造の半導体チップキャリアとなり、熱放散性
をさらに一層高めることができ、半導体チップの高集積
化、高機能化、高速化によって増大する半導体チップの
発熱に対応が可能な半導体チップキャリアとなるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図はその
Ｘ−Ｙ断面図、 第３図は第２図の外部放熱体の無い時に、上か見た平面
図、 第４図は他の一実施例の第３図と同様での部分図、第５
図は他の別の一実施例の第３図と同様の部分図、 第６図は一従来例の断面図をそれぞれ示す。 １・・・絶縁層 ３・・・第１の凹部 ５・・・半導体チップ ７・・・突出部 ９・・・放熱体 １１・・・導体回路 １３・・・端子ピン ２・・・金属板 ４・・・第２の凹部 ６・・・金属層 ８・・・接着層 １０・・・フィン １２・・・金属線 １４・・・スルホール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁層に埋入された金属板と穿設された絶縁層に
   よって形成された凹部を有し、この凹部と前記絶縁層の
   表面とにわたって形成された金属層において、他の金属
   層の部分より突出して形成された金属層を金属板上の絶
   縁層の表面に有することを特徴とする半導体チップキャ
   リア。