JPH04263457A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH04263457A JPH04263457A JP3023274A JP2327491A JPH04263457A JP H04263457 A JPH04263457 A JP H04263457A JP 3023274 A JP3023274 A JP 3023274A JP 2327491 A JP2327491 A JP 2327491A JP H04263457 A JPH04263457 A JP H04263457A
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- Japan
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- semiconductor chip
- lid
- semiconductor
- substrate
- chips
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の半導体チップを基
板に取りつけた半導体装置に関する。最近、半導体装置
の集積度が増大し、半導体の動作中に発生する熱量も増
大する傾向にある。従って、半導体装置に放熱手段を設
けることが求められるようになってきている。
板に取りつけた半導体装置に関する。最近、半導体装置
の集積度が増大し、半導体の動作中に発生する熱量も増
大する傾向にある。従って、半導体装置に放熱手段を設
けることが求められるようになってきている。
【０００２】
【従来の技術】マルチチップモジュール構造と呼ばれる
半導体装置は、複数の半導体チップを共通の基板に取り
つけて高機能化を達成するものである。このような半導
体装置では、基板及び半導体チップは密閉した容器に収
容されていず、半導体チップから発生した熱は輻射によ
り周囲に放散し、あるいは半導体チップを覆うように設
けられた蓋と基板との隙間から逃げるようになっていた
。また、マルチチップモジュール構造と呼ばれる半導体
装置は複数の半導体チップを使用し、半導体チップの大
きさや厚さは一定ではない。特に、メーカーの異なる半
導体チップを使用することもあり、すると同種の半導体
チップでも厚さに差があることがある。
半導体装置は、複数の半導体チップを共通の基板に取り
つけて高機能化を達成するものである。このような半導
体装置では、基板及び半導体チップは密閉した容器に収
容されていず、半導体チップから発生した熱は輻射によ
り周囲に放散し、あるいは半導体チップを覆うように設
けられた蓋と基板との隙間から逃げるようになっていた
。また、マルチチップモジュール構造と呼ばれる半導体
装置は複数の半導体チップを使用し、半導体チップの大
きさや厚さは一定ではない。特に、メーカーの異なる半
導体チップを使用することもあり、すると同種の半導体
チップでも厚さに差があることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】半導体チップを覆うよ
うに設けられた蓋を有する構造では、半導体チップから
発生した熱を蓋と基板との隙間から逃げるようにするこ
とができるが、発生する熱量が増加するとそのような隙
間から熱を逃がすだけでは半導体チップの放熱性能が不
足するようになり、半導体チップから直接に熱を放散さ
せるような放熱対策が求められている。また、半導体チ
ップの厚さが一様でない場合には、そのような厚さのバ
ラツキを吸収しつつ半導体チップを収めることができ、
且つ放熱性を備えた容器形状が求められる。本発明の目
的は半導体チップから発生した熱を半導体チップから蓋
の外部へ直接に放熱でき、かつ厚さの異なる半導体チッ
プに対応できるような半導体装置を提供することである
。
うに設けられた蓋を有する構造では、半導体チップから
発生した熱を蓋と基板との隙間から逃げるようにするこ
とができるが、発生する熱量が増加するとそのような隙
間から熱を逃がすだけでは半導体チップの放熱性能が不
足するようになり、半導体チップから直接に熱を放散さ
せるような放熱対策が求められている。また、半導体チ
ップの厚さが一様でない場合には、そのような厚さのバ
ラツキを吸収しつつ半導体チップを収めることができ、
且つ放熱性を備えた容器形状が求められる。本発明の目
的は半導体チップから発生した熱を半導体チップから蓋
の外部へ直接に放熱でき、かつ厚さの異なる半導体チッ
プに対応できるような半導体装置を提供することである
。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、基板に取りつけられた複数の半導体チップと、該基
板に取りつけられ且つ該半導体チップの配置に対応する
開口部を有する蓋と、該蓋に取りつけられ、外部側に放
熱フィンを有し且つ内部側に該開口部に挿入可能な脚部
を有する放熱部材を該放熱部材の該脚部を該開口部に挿
入して該脚部と該半導体チップとを接合したことを特徴
とするものである。
は、基板に取りつけられた複数の半導体チップと、該基
板に取りつけられ且つ該半導体チップの配置に対応する
開口部を有する蓋と、該蓋に取りつけられ、外部側に放
熱フィンを有し且つ内部側に該開口部に挿入可能な脚部
を有する放熱部材を該放熱部材の該脚部を該開口部に挿
入して該脚部と該半導体チップとを接合したことを特徴
とするものである。
【０００５】さらに、本発明によるもう一つの態様の半
導体装置は、基板に取りつけられた複数の半導体チップ
と、該基板に取りつけられ且つ外部側に放熱フィンを有
しかつ内部側にほぼ平坦な表面を有する蓋と、半導体チ
ップの厚さに対応して変わる厚さを有するステージ板と
を備え、該ステージ板を介して該蓋のほぼ平坦な表面と
該半導体チップとを一体化したことを特徴とするもので
ある。
導体装置は、基板に取りつけられた複数の半導体チップ
と、該基板に取りつけられ且つ外部側に放熱フィンを有
しかつ内部側にほぼ平坦な表面を有する蓋と、半導体チ
ップの厚さに対応して変わる厚さを有するステージ板と
を備え、該ステージ板を介して該蓋のほぼ平坦な表面と
該半導体チップとを一体化したことを特徴とするもので
ある。
【０００６】
【作用】上記構成においては、各半導体チップが放熱フ
ィンに接合されるので、半導体チップから発生した熱を
半導体チップから上記蓋の外部に直接に放熱できる。ま
た、各半導体チップは放熱部材の脚部を介して、あるい
はステージ板を介して放熱フィンに接合され、これらの
放熱部材の脚部あるいはステージ板の厚さを変えること
によって厚さの異なる半導体チップに対応できる。
ィンに接合されるので、半導体チップから発生した熱を
半導体チップから上記蓋の外部に直接に放熱できる。ま
た、各半導体チップは放熱部材の脚部を介して、あるい
はステージ板を介して放熱フィンに接合され、これらの
放熱部材の脚部あるいはステージ板の厚さを変えること
によって厚さの異なる半導体チップに対応できる。
【０００７】
【実施例】図１から図４は本発明の第１実施例の半導体
装置を示し、基板１０の上に複数の半導体チップ１２が
フェースダウンボンディングで取りつけられる。実施例
においては、半導体チップ１２はＴＡＢ品であり、半導
体チップ１２の表面側を基板１０に向けてリード１４が
基板１０に熱圧着される。また、半導体チップ１２にハ
ンダバンプを設けてリードなしに半導体チップ１２を基
板１０に直接に取りつけるフリップチップ接合とするこ
ともできる。
装置を示し、基板１０の上に複数の半導体チップ１２が
フェースダウンボンディングで取りつけられる。実施例
においては、半導体チップ１２はＴＡＢ品であり、半導
体チップ１２の表面側を基板１０に向けてリード１４が
基板１０に熱圧着される。また、半導体チップ１２にハ
ンダバンプを設けてリードなしに半導体チップ１２を基
板１０に直接に取りつけるフリップチップ接合とするこ
ともできる。
【０００８】平坦な蓋１６がスペーサ１８を介して基板
１０に固定され、半導体チップ１２をその内部に収容す
る。蓋１６は半導体チップ１２の配置に対応する開口部
２０を有する。 放熱部材２２がこの蓋１６に取りつけられる。放熱部材
２２は外部側に放熱フィン２４を有し且つ内部側に蓋１
６の開口部２０に挿入可能な脚部２６を有する。各放熱
部材２２の脚部２６は関連する開口部２０の壁面に対し
て微小な隙間を形成する断面形状を有し、放熱フィン２
４の根元部の全体的な形状は関連する開口部２０よりも
大きい。
１０に固定され、半導体チップ１２をその内部に収容す
る。蓋１６は半導体チップ１２の配置に対応する開口部
２０を有する。 放熱部材２２がこの蓋１６に取りつけられる。放熱部材
２２は外部側に放熱フィン２４を有し且つ内部側に蓋１
６の開口部２０に挿入可能な脚部２６を有する。各放熱
部材２２の脚部２６は関連する開口部２０の壁面に対し
て微小な隙間を形成する断面形状を有し、放熱フィン２
４の根元部の全体的な形状は関連する開口部２０よりも
大きい。
【０００９】放熱部材２２の形状は図４に示されており
、放熱部材２２の蓋１６に対する配置は図３に示されて
いる。 半導体チップ１２の配置は放熱部材２２の配置に対応す
る。 図１は、半導体チップ１２を取りつけた基板１０の上に
蓋１６を固定し、各半導体チップ１２とほぼ同じ面積の
ダイ材（ハンダ）２８を各半導体チップ１２の上に置き
、それから放熱部材２２の脚部２６を関連する開口部２
０に挿入したところを示す図である。
、放熱部材２２の蓋１６に対する配置は図３に示されて
いる。 半導体チップ１２の配置は放熱部材２２の配置に対応す
る。 図１は、半導体チップ１２を取りつけた基板１０の上に
蓋１６を固定し、各半導体チップ１２とほぼ同じ面積の
ダイ材（ハンダ）２８を各半導体チップ１２の上に置き
、それから放熱部材２２の脚部２６を関連する開口部２
０に挿入したところを示す図である。
【００１０】半導体チップ１２の厚さは相互に差があり
、各放熱部材２２の脚部２６の高さが半導体チップ１２
の厚さに対応して変えられ、全ての放熱部材２２の放熱
フィン２４の高さが一定となるようになっている。また
、基板１０の表面と蓋１６の内面との間の距離が各半導
体チップ１２の厚さよりも小さく、従って、各半導体チ
ップ１２が開口部２０内に突出する。そして、蓋１６の
厚さが、半導体チップ１２の表面が開口部２０内（開口
部２０の途中）にあるようになっている。さらに、各放
熱部材２２の脚部２６の断面形状は半導体チップ１２の
形状とほぼ同じであり、従って、半導体チップ１２は関
連する開口部２０の壁面に対して微小な隙間を形成する
。
、各放熱部材２２の脚部２６の高さが半導体チップ１２
の厚さに対応して変えられ、全ての放熱部材２２の放熱
フィン２４の高さが一定となるようになっている。また
、基板１０の表面と蓋１６の内面との間の距離が各半導
体チップ１２の厚さよりも小さく、従って、各半導体チ
ップ１２が開口部２０内に突出する。そして、蓋１６の
厚さが、半導体チップ１２の表面が開口部２０内（開口
部２０の途中）にあるようになっている。さらに、各放
熱部材２２の脚部２６の断面形状は半導体チップ１２の
形状とほぼ同じであり、従って、半導体チップ１２は関
連する開口部２０の壁面に対して微小な隙間を形成する
。
【００１１】図１の組み立て状態にセットされたら、全
体を加熱し、ダイ材２８を溶融させ、放熱部材２２の脚
部２６を半導体チップ１２に溶着させる。このとき、図
２に示されるように、各放熱部材２２の脚部２６が半導
体チップ１２に向かってわずかに沈み、ダイ材２８の一
部が放熱部材２２の脚部２６と半導体チップ１２との間
からはみ出し、放熱部材２２の脚部２６と開口部２０の
壁面との間の隙間を埋める。よって密封容器が形成され
る。また放熱フィン２４の根元部が開口部２０の周縁壁
に近づく。
体を加熱し、ダイ材２８を溶融させ、放熱部材２２の脚
部２６を半導体チップ１２に溶着させる。このとき、図
２に示されるように、各放熱部材２２の脚部２６が半導
体チップ１２に向かってわずかに沈み、ダイ材２８の一
部が放熱部材２２の脚部２６と半導体チップ１２との間
からはみ出し、放熱部材２２の脚部２６と開口部２０の
壁面との間の隙間を埋める。よって密封容器が形成され
る。また放熱フィン２４の根元部が開口部２０の周縁壁
に近づく。
【００１２】上記構成においては、各半導体チップ１２
が放熱部材２２の放熱フィン２４に接合されるので、半
導体装置の使用中に半導体チップ１２から発生した熱を
半導体チップ１２から蓋１６の外部に直接に放熱できる
。特に、半導体チップ１２の表面が蓋１６の開口部２０
内にあるように構成することによって、半導体チップ１
２を蓋１６の外部により近づけて放熱効果を高め、基板
１０と蓋１６とによって形成される容器をよりコンパク
トにすることができる。
が放熱部材２２の放熱フィン２４に接合されるので、半
導体装置の使用中に半導体チップ１２から発生した熱を
半導体チップ１２から蓋１６の外部に直接に放熱できる
。特に、半導体チップ１２の表面が蓋１６の開口部２０
内にあるように構成することによって、半導体チップ１
２を蓋１６の外部により近づけて放熱効果を高め、基板
１０と蓋１６とによって形成される容器をよりコンパク
トにすることができる。
【００１３】図５は放熱部材２２が放熱フィン２４及び
脚部２６を有する構成に加えて、蓋１６にも放熱フィン
３０を設けた例を示す図である。これによって、半導体
装置の放熱をさらに促進する。図６は放熱部材２２の他
の例を示す図である。前の例の放熱部材２２の放熱フィ
ン２４は波板状に形成されていたが、図６の放熱部材２
２の放熱フィン２４は突起リブ状に形成されている。放
熱部材２２は前の例と同様の脚部２６を有する。
脚部２６を有する構成に加えて、蓋１６にも放熱フィン
３０を設けた例を示す図である。これによって、半導体
装置の放熱をさらに促進する。図６は放熱部材２２の他
の例を示す図である。前の例の放熱部材２２の放熱フィ
ン２４は波板状に形成されていたが、図６の放熱部材２
２の放熱フィン２４は突起リブ状に形成されている。放
熱部材２２は前の例と同様の脚部２６を有する。
【００１４】図７は本発明の第２実施例を示し、ここで
も第１実施例と同様に、基板１０の上に複数の半導体チ
ップ１２がフェースダウンボンディングで取りつけられ
る。 リード１４が基板１０に熱圧着される。平坦な蓋１６が
スペーサ１８を介して基板１０に固定され、半導体チッ
プ１２をその内部に収容する。この場合、止め具３２が
使用されている。蓋１６の外部側に放熱フィン２４が設
けられ、蓋１６の内部側は平坦な表面となっている。
も第１実施例と同様に、基板１０の上に複数の半導体チ
ップ１２がフェースダウンボンディングで取りつけられ
る。 リード１４が基板１０に熱圧着される。平坦な蓋１６が
スペーサ１８を介して基板１０に固定され、半導体チッ
プ１２をその内部に収容する。この場合、止め具３２が
使用されている。蓋１６の外部側に放熱フィン２４が設
けられ、蓋１６の内部側は平坦な表面となっている。
【００１５】半導体チップ１２の厚さは相互に差がある
。 この実施例では、蓋１６を基板１０に取りつける前に、
ステージ板３４が半導体チップ１２にダイ付けされる。 ステージ板３４の厚さは半導体チップ１２の厚さに対応
して変わっており、ステージ板３４の厚さと半導体チッ
プ１２の厚さの合計が一様になるようになっている。そ
こで蓋１６を取りつけると蓋１６のほぼ平坦な表面と全
ての半導体チップ１２とを一体化接合することができる
。実施例においては、ステージ板３４と蓋１６との間に
インジウム等の軟らかい金属３６を載せ、半導体チップ
１２にかかる偏った応力を緩和させている。
。 この実施例では、蓋１６を基板１０に取りつける前に、
ステージ板３４が半導体チップ１２にダイ付けされる。 ステージ板３４の厚さは半導体チップ１２の厚さに対応
して変わっており、ステージ板３４の厚さと半導体チッ
プ１２の厚さの合計が一様になるようになっている。そ
こで蓋１６を取りつけると蓋１６のほぼ平坦な表面と全
ての半導体チップ１２とを一体化接合することができる
。実施例においては、ステージ板３４と蓋１６との間に
インジウム等の軟らかい金属３６を載せ、半導体チップ
１２にかかる偏った応力を緩和させている。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各半導体チップが放熱フィンに接合されるので、半導体
チップから発生した熱を半導体チップから蓋の外部に直
接に放熱でき、また、放熱部材の脚部あるいはステージ
板の厚さを変えることによって厚さの異なる半導体チッ
プに対応できる。
各半導体チップが放熱フィンに接合されるので、半導体
チップから発生した熱を半導体チップから蓋の外部に直
接に放熱でき、また、放熱部材の脚部あるいはステージ
板の厚さを変えることによって厚さの異なる半導体チッ
プに対応できる。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】図１の装置の溶着後の状態を示す図である。
【図３】図１の半導体装置の平面図である。
【図４】図１の放熱部材の斜視図である。
【図５】蓋の変化例を示す図である。
【図６】放熱部材の変化例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例を示す断面図である。
１０…基板
１２…半導体チップ
１６…蓋
２０…開口部
２２…放熱部材
２４…放熱フィン
２６…脚部
３４…ステージ板
Claims (4)
- 【請求項１】 基板（１０）に取りつけられた複数の
半導体チップ（１２）と、該基板に取りつけられ且つ該
半導体チップの配置に対応する開口部（２０）を有する
蓋（１６）と、該蓋（１６）に取りつけられ、外部側に
放熱フィン（２４）を有し且つ内部側に該開口部に挿入
可能な脚部（２６）を有する放熱部材（２２）とを備え
、該放熱部材の該脚部（２６）を該開口部（２０）に挿
入して該脚部（２６）と該半導体チップ（１２）とを接
合したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 該半導体チップ（１２）がフェースダ
ウンボンディングで該基板（１０）に取りつけられ、該
放熱フィン（２４）の高さが一定となるように該放熱部
材の該脚部（２６）の高さが半導体チップの厚さに対応
して変えられることを特徴とする請求項１に記載の半導
体装置。 - 【請求項３】 該基板（１０）の表面と該蓋（１６）
の内面との間の距離が半導体チップ（１２）の厚さより
も小さく、該蓋（１６）の厚さが、該半導体チップ（１
２）の表面が該開口部（２０）内にあるようになってい
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項４】 基板（１０）に取りつけられた複数の
半導体チップ（１２）と、該基板に取りつけられ且つ外
部側に放熱フィン（２４）を有しかつ内部側にほぼ平坦
な表面を有する蓋（１６）と半導体チップ（１２）の厚
さに対応して変わる厚さを有するステージ板（３４）と
を備え、該ステージ板を介して該蓋（１６）のほぼ平坦
な表面と該半導体チップ（１２）とを一体化したことを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3023274A JP2970693B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3023274A JP2970693B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04263457A true JPH04263457A (ja) | 1992-09-18 |
| JP2970693B2 JP2970693B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=12106028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3023274A Expired - Fee Related JP2970693B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2970693B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095860A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Nec Electronics Corp | 半導体装置 |
| US7224057B2 (en) * | 2002-11-05 | 2007-05-29 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Thermal enhance package with universal heat spreader |
| JP2007258448A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JP2009054731A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nakamura Mfg Co Ltd | 放熱部付き金属ベースプリント基板及びその製造方法 |
| JP2012248825A (ja) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Giga-Byte Technology Co Ltd | 放熱装置と電子装置構造 |
| JP2017530551A (ja) * | 2014-09-27 | 2017-10-12 | インテル・コーポレーション | マルチチップ自己調整式冷却ソリューション |
| US9859186B2 (en) * | 2015-10-07 | 2018-01-02 | Elenion Technologies, Llc | Heat sink for a semiconductor chip device |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP3023274A patent/JP2970693B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7224057B2 (en) * | 2002-11-05 | 2007-05-29 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Thermal enhance package with universal heat spreader |
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| US10141241B2 (en) | 2014-09-27 | 2018-11-27 | Intel Corporation | Multi-chip self adjusting cooling solution |
| US9859186B2 (en) * | 2015-10-07 | 2018-01-02 | Elenion Technologies, Llc | Heat sink for a semiconductor chip device |
| US10211121B2 (en) | 2015-10-07 | 2019-02-19 | Elenion Technologies, Llc | Heat sink for a semiconductor chip device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2970693B2 (ja) | 1999-11-02 |
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