JPH0445564A - 半導体パッケージ - Google Patents
半導体パッケージInfo
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- JPH0445564A JPH0445564A JP2152803A JP15280390A JPH0445564A JP H0445564 A JPH0445564 A JP H0445564A JP 2152803 A JP2152803 A JP 2152803A JP 15280390 A JP15280390 A JP 15280390A JP H0445564 A JPH0445564 A JP H0445564A
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- JP
- Japan
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- heat transfer
- semiconductor chip
- adhesive
- diffusion plate
- transfer body
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- H10W72/30—Die-attach connectors
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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
【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を熱拡散板に搭載する技術、特に
、発熱量が大きく且つ熱拡散板に搭載されると共に同一
平面上に搭載されるベースの高さより低い半導体装置を
接合するために用いて効果のある技術に関するものであ
る。
、発熱量が大きく且つ熱拡散板に搭載されると共に同一
平面上に搭載されるベースの高さより低い半導体装置を
接合するために用いて効果のある技術に関するものであ
る。
例えば、半導体装置の１つに、放熱板として機能する熱
拡散板に半導体チップを搭載し、さらに半導体チップを
中心部に露出させた状態で熱拡散板上にピンを立設した
ベースを搭載したパッケージ構造を用いたものがある。
拡散板に半導体チップを搭載し、さらに半導体チップを
中心部に露出させた状態で熱拡散板上にピンを立設した
ベースを搭載したパッケージ構造を用いたものがある。
ところで、本発明者は、半導体チップの熱拡散板へ接合
する際の温度膨張に起因する諸問題について検討した。
する際の温度膨張に起因する諸問題について検討した。
以下は、本発明者によって検討された技術であり、その
概要は次の通りである。
概要は次の通りである。
すなわち、半導体チップの実装密度が高くなると発熱量
が多くなり、何らかの放熱対策が必要になる。このため
、熱拡散板を用いて半導体チップの放熱を行っているが
、熱拡散板と半導体チップとでは熱膨張係数が異なるた
めに、はんだ接続を行うことはできない。
が多くなり、何らかの放熱対策が必要になる。このため
、熱拡散板を用いて半導体チップの放熱を行っているが
、熱拡散板と半導体チップとでは熱膨張係数が異なるた
めに、はんだ接続を行うことはできない。
そこで、シリコーンゴムなどの柔軟な接着剤を用いて接
合を行っている。これにより、熱拡散板と半導体チップ
の熱膨張係数が異なる場合でも、接合部が剥離したりす
るのを防止することができる。
合を行っている。これにより、熱拡散板と半導体チップ
の熱膨張係数が異なる場合でも、接合部が剥離したりす
るのを防止することができる。
この場合、接着剤の層の厚みを厚くすれば熱膨張によっ
て生じる応力を吸収しやすくなるが、逆に熱抵抗が大き
くなって熱拡散が悪くなる。すなわち、一方を良くしよ
うとすれば他方が悪くなる関係にあり、熱膨張と熱抵抗
のかね合いて接着剤の層の厚みを決定する必要がある。
て生じる応力を吸収しやすくなるが、逆に熱抵抗が大き
くなって熱拡散が悪くなる。すなわち、一方を良くしよ
うとすれば他方が悪くなる関係にあり、熱膨張と熱抵抗
のかね合いて接着剤の層の厚みを決定する必要がある。
また、熱拡散板に搭載されるベースと半導体チップの各
々の高さ（厚み）が異なる場合（例えば、半導体チップ
が薄く、ベースが厚い場合）、両者間に段差ができてボ
ンディングワイヤが長くなり、短絡や接触を生じる原因
になることから、半導体チップの搭載部分に凸部を設け
て高さを調整している。
々の高さ（厚み）が異なる場合（例えば、半導体チップ
が薄く、ベースが厚い場合）、両者間に段差ができてボ
ンディングワイヤが長くなり、短絡や接触を生じる原因
になることから、半導体チップの搭載部分に凸部を設け
て高さを調整している。
ところが、前記の如く接着剤を用いて接合を行う半導体
装萱のパッケージ構造においては、熱拡散板と半導体チ
ップの接合面が共に平坦であるため、この接合面に塗布
した接着剤が厚くなる傾向にある。薄くするために、接
合時に半導体チップに荷重を付与することも行われてい
るが、荷重をかけ過ぎると半導体チップを破損するなど
の事故を招く恐れがあり、適当な厚みを確保することが
難しいという問題のあることが本発明者によって見い出
された。
装萱のパッケージ構造においては、熱拡散板と半導体チ
ップの接合面が共に平坦であるため、この接合面に塗布
した接着剤が厚くなる傾向にある。薄くするために、接
合時に半導体チップに荷重を付与することも行われてい
るが、荷重をかけ過ぎると半導体チップを破損するなど
の事故を招く恐れがあり、適当な厚みを確保することが
難しいという問題のあることが本発明者によって見い出
された。
そこで、本発明の目的は、半導体チップの高さ調整と同
時に、十分な熱伝導性及び応力緩和を接着剤を接合に用
いながら達成することのできる技術を提供することにあ
る。
時に、十分な熱伝導性及び応力緩和を接着剤を接合に用
いながら達成することのできる技術を提供することにあ
る。
本発明の前記目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び
添付図面から明らかになるであろう。
添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下の通りである。
要を簡単に説明すれば、以下の通りである。
すなわち、ベースが搭載される熱拡散板に一樹脂接着剤
を用いて前記ベースより高さの低い半導体チップが接合
される半導体パッケージであって、前記熱拡散板の前記
半導体チップの搭載領域に前記樹脂接着剤の逃げ部を有
すると共に前記半導体チップを前記ベースに高さ合わせ
する機能を備えた高熱伝導性の伝熱体を配設するように
している。
を用いて前記ベースより高さの低い半導体チップが接合
される半導体パッケージであって、前記熱拡散板の前記
半導体チップの搭載領域に前記樹脂接着剤の逃げ部を有
すると共に前記半導体チップを前記ベースに高さ合わせ
する機能を備えた高熱伝導性の伝熱体を配設するように
している。
上記した手段によれば、熱伝導性に優れ、かつ接着剤逃
げ部を有する伝熱体を熱拡散板と半導体チップの間に配
設し、接合時の接着剤の余剰分を接着剤逃げ部に逃がす
ことにより、接合部には必要最小限の接着剤のみが残さ
れ、接合接着層の厚みを薄くすることができる。したが
って、熱伝導を阻害することがないと共に、熱膨張・に
対する応力吸収及び高さ合わせを達成することができる
。
げ部を有する伝熱体を熱拡散板と半導体チップの間に配
設し、接合時の接着剤の余剰分を接着剤逃げ部に逃がす
ことにより、接合部には必要最小限の接着剤のみが残さ
れ、接合接着層の厚みを薄くすることができる。したが
って、熱伝導を阻害することがないと共に、熱膨張・に
対する応力吸収及び高さ合わせを達成することができる
。
〔実施例１〕
第１図は本発明による半導体パッケージの一実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
銅などの熱伝導性に優れる金属材料による角板状の熱拡
散板１の中央部には、半導体チップ２が配設され、この
半導体チップ２を囲撓するようにしてベース３（外形が
熱拡散板１に一致し、中央部に半導体チップ２のサイズ
相当の開口が設けられている）が配設される。
散板１の中央部には、半導体チップ２が配設され、この
半導体チップ２を囲撓するようにしてベース３（外形が
熱拡散板１に一致し、中央部に半導体チップ２のサイズ
相当の開口が設けられている）が配設される。
この内、ベース３は熱拡散板１に接合材を介して直接に
接合されるが、半導体チップ２は球状伝熱体４ （立方
体）を介して接合される。
接合されるが、半導体チップ２は球状伝熱体４ （立方
体）を介して接合される。
すなわち、小径（例えば、０．７〜０．８ ｕφ）の同
一径で同一材料（金属または高熱伝導性セラミック）の
多数個の球状伝熱体４を熱拡散板１上のチップ搭載領域
に配設し、この球状伝熱体４上に半導体チップ２を接合
するようにしている。
一径で同一材料（金属または高熱伝導性セラミック）の
多数個の球状伝熱体４を熱拡散板１上のチップ搭載領域
に配設し、この球状伝熱体４上に半導体チップ２を接合
するようにしている。
９Ｊ１図の実施例を組み立てるに際しては、まず、熱拡
散板１にベース３を接合する。ついで、ベース３の開口
内にシリコーンゴム、銀ベースト（銀粉とエポキシ樹脂
を混合したもの）などによる柔軟な特性の接着剤５を塗
布する。この接着剤塗布面に球状伝熱体４を均一に敷き
つめ、球状伝熱体４に浮きが生じないように押圧する。
散板１にベース３を接合する。ついで、ベース３の開口
内にシリコーンゴム、銀ベースト（銀粉とエポキシ樹脂
を混合したもの）などによる柔軟な特性の接着剤５を塗
布する。この接着剤塗布面に球状伝熱体４を均一に敷き
つめ、球状伝熱体４に浮きが生じないように押圧する。
この場合、熱拡散板１に塗った接着剤５の量は、球状伝
熱体４０半分より上側にはみ出ない程度にする。
熱体４０半分より上側にはみ出ない程度にする。
球状伝熱体４が熱拡散板１に固着されたのち、球状伝熱
体４の表面に接着剤５を再度塗布し、ついで半導体チッ
プ２を球状伝熱体４上に載置し、この状態のまま半導体
チップ２を圧下しながら接着剤５を乾燥させる。このの
ち、ベース３に形成されている電極パターンと半導体チ
ップ２上に形成されている電極パターンとをボンディン
グワイヤ６で接続する。
体４の表面に接着剤５を再度塗布し、ついで半導体チッ
プ２を球状伝熱体４上に載置し、この状態のまま半導体
チップ２を圧下しながら接着剤５を乾燥させる。このの
ち、ベース３に形成されている電極パターンと半導体チ
ップ２上に形成されている電極パターンとをボンディン
グワイヤ６で接続する。
以上の構成によれば、球状伝熱体４を熱拡散板１に接合
する時には、球状伝熱体４間の下側の隙間に接着剤５が
浸透し、球状伝熱体４は浮き上がりを生じることなく点
接触状態で熱拡散板１に接合している。さらに、球状伝
熱体４と半導体チップ２の接合に際しては、球状伝熱体
４間の上側の隙間に接着剤５が浸透する。これにより、
半導体チップ２は浮き上がりを生じることなく、球状伝
熱体４に対し点接触状態で接合される。
する時には、球状伝熱体４間の下側の隙間に接着剤５が
浸透し、球状伝熱体４は浮き上がりを生じることなく点
接触状態で熱拡散板１に接合している。さらに、球状伝
熱体４と半導体チップ２の接合に際しては、球状伝熱体
４間の上側の隙間に接着剤５が浸透する。これにより、
半導体チップ２は浮き上がりを生じることなく、球状伝
熱体４に対し点接触状態で接合される。
このように、接着剤５の余剰分は球状伝熱体４間の隙間
に浸透し、熱拡散板１及び半導体チップ２の接合部には
必要最小限の接着剤５のみが残り、接合部の接着剤５の
厚みを極めて薄くすることができる。したがって、接合
部の熱抵抗を小さくでき、半導体チップ２で発生した熱
を速やかに熱拡散板１へ逃がすことができる。一方、球
状伝熱体４は、その配列方向く水平方向）に対しては接
着剤５によって束縛されているのみであるため、接着剤
５の伸縮に応じて移動が可能であり、熱膨張に伴う応力
を吸収することができる。
に浸透し、熱拡散板１及び半導体チップ２の接合部には
必要最小限の接着剤５のみが残り、接合部の接着剤５の
厚みを極めて薄くすることができる。したがって、接合
部の熱抵抗を小さくでき、半導体チップ２で発生した熱
を速やかに熱拡散板１へ逃がすことができる。一方、球
状伝熱体４は、その配列方向く水平方向）に対しては接
着剤５によって束縛されているのみであるため、接着剤
５の伸縮に応じて移動が可能であり、熱膨張に伴う応力
を吸収することができる。
なお、球状伝熱体４は直円形のほか、多面体、半円形、
あるいは複数の刺状突起が表面から突出した球体であっ
てもよい。
あるいは複数の刺状突起が表面から突出した球体であっ
てもよい。
〔実施例２〕
第２図は本発明の第２実施例を示す斜視図である。なお
、９Ｊ２図においては、第１図と同一であるものには同
一引用数字を用いたので、以下においては重複する説明
を省略する。
、９Ｊ２図においては、第１図と同一であるものには同
一引用数字を用いたので、以下においては重複する説明
を省略する。
本実施例は、前記実施例の球状伝熱体４に代えて複数の
円筒状伝熱体７（柱状体）を平行に並べて配設するよう
にしたものである。
円筒状伝熱体７（柱状体）を平行に並べて配設するよう
にしたものである。
この実施例では、接着剤５の逃げ部分が少なくなるもの
の、熱拡散板１及び半導体チップ２の各々に対して線接
触になるため、熱伝導度を向上させることができる。こ
の場合、円筒状伝熱体７の長さ方向に対しては、接着剤
５の伸縮が拘束されるため、半導体チップ２に加わる応
力は増加する。
の、熱拡散板１及び半導体チップ２の各々に対して線接
触になるため、熱伝導度を向上させることができる。こ
の場合、円筒状伝熱体７の長さ方向に対しては、接着剤
５の伸縮が拘束されるため、半導体チップ２に加わる応
力は増加する。
なお、この実施例の組み立て工程は前記実施例と同一で
あるので説明を省略する。
あるので説明を省略する。
なお、円筒状伝熱体７は、円筒形のほか円柱形を用いる
ことも可能である。
ことも可能である。
〔実施例３〕
第３図は本発明の第３実施例の主要部を示す断面図であ
る。
る。
本実施例は、前記各実施例が小部品を並べて伝熱体を構
成していたのに対し、板状体に接着剤逃げ部を形成した
ところに特徴がある。すなわち、銅板などによる伝熱体
８にプレス加工などを用いて複数の円板状の突起９を形
成し、この突起９間に生じる隙間を接着剤逃げ部として
用いるものである。
成していたのに対し、板状体に接着剤逃げ部を形成した
ところに特徴がある。すなわち、銅板などによる伝熱体
８にプレス加工などを用いて複数の円板状の突起９を形
成し、この突起９間に生じる隙間を接着剤逃げ部として
用いるものである。
組み立てに際しては、ベース３を熱拡散板１に搭載した
後、ベース３の開口内に接着剤５を塗布し、ついで伝熱
体８をセットして接合する。こののち、伝熱体８０表面
に接着剤を塗布し、半導体チップ２を接合することによ
り組み立てが完成する。
後、ベース３の開口内に接着剤５を塗布し、ついで伝熱
体８をセットして接合する。こののち、伝熱体８０表面
に接着剤を塗布し、半導体チップ２を接合することによ
り組み立てが完成する。
〔実施例３〕
第４図は本発明の第４実施例の主要部を示す断面図であ
る。
る。
本実施例は、第３図の実施例が伝熱体８に突起９を設け
ていたのに対し、複数の溝１０を平行に設けたところに
特徴がある。
ていたのに対し、複数の溝１０を平行に設けたところに
特徴がある。
本実施例は第２図の実施例に似た特性を有し、接着剤の
逃げ部分が少なくなるものの、熱拡散板１及び半導体チ
ップ２の各々に対して帯状の接触になるため、第２図の
実施例より更に熱伝導度を向上させることができる。な
お、溝１０の長さ方向に対しては、接着剤５の伸縮が拘
束されるため、半導体チップ２に加わる応力は増加する
傾向がある。
逃げ部分が少なくなるものの、熱拡散板１及び半導体チ
ップ２の各々に対して帯状の接触になるため、第２図の
実施例より更に熱伝導度を向上させることができる。な
お、溝１０の長さ方向に対しては、接着剤５の伸縮が拘
束されるため、半導体チップ２に加わる応力は増加する
傾向がある。
なお、この実施例の組み立て工程は前記実施例と同一で
あるので説明を省略する。
あるので説明を省略する。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることは言うまでもない。
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることは言うまでもない。
例えば、第３図の実施例では突起９を円形にするものと
したが、四角形、多角形、十字形などとしてもよい。
したが、四角形、多角形、十字形などとしてもよい。
また、第４図の実施例では溝１０を一方向に平行に設け
るものとしたが、縦横に交差するようにすることもでき
る。このようにすれば、応力緩和を縦、横のいずれの方
向に対しても行うことができる。
るものとしたが、縦横に交差するようにすることもでき
る。このようにすれば、応力緩和を縦、横のいずれの方
向に対しても行うことができる。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。
すなわち、ベースが搭載される熱拡散板に樹脂接着剤を
用いて前記ベースより高さの低い半導体チップが接合さ
れる半導体パッケージであって、前記熱拡散板の前記半
導体チップの搭載領域に前記樹脂接着剤の逃げ部を有す
ると共に前記半導体チップを前記ベースに高さ合わせす
る機能を備えた高熱伝導性の伝熱体を配設するようにし
たので、熱伝導を阻害することがないと共に、熱膨張に
対する応力吸収及び高さ合わせを達成することができる
。
用いて前記ベースより高さの低い半導体チップが接合さ
れる半導体パッケージであって、前記熱拡散板の前記半
導体チップの搭載領域に前記樹脂接着剤の逃げ部を有す
ると共に前記半導体チップを前記ベースに高さ合わせす
る機能を備えた高熱伝導性の伝熱体を配設するようにし
たので、熱伝導を阻害することがないと共に、熱膨張に
対する応力吸収及び高さ合わせを達成することができる
。
第１図は本発明による半導体パッケージの一実施例を示
す断面図、 第２図は本発明の第２実施例の主要部を示す斜視図、 第３図は本発明のｊｌＫ３実施例の主要部を示す断面図
、 第４図は本発明の１４実施例の主要部を示す断面図であ
る。 １・・・熱拡散板、２・・・半導体チップ、３・・・ベ
ース、４・・・球状伝熱体、５・・−・接着剤、６・・
・ボンディングワイヤ、７・・・円筒状伝熱体、８・・
・伝熱体、９・・・突起、ｌＯ・・・溝。 代理人 弁理士 小 川 勝 第 を 図 第 図 １：円間状伝熱体
す断面図、 第２図は本発明の第２実施例の主要部を示す斜視図、 第３図は本発明のｊｌＫ３実施例の主要部を示す断面図
、 第４図は本発明の１４実施例の主要部を示す断面図であ
る。 １・・・熱拡散板、２・・・半導体チップ、３・・・ベ
ース、４・・・球状伝熱体、５・・−・接着剤、６・・
・ボンディングワイヤ、７・・・円筒状伝熱体、８・・
・伝熱体、９・・・突起、ｌＯ・・・溝。 代理人 弁理士 小 川 勝 第 を 図 第 図 １：円間状伝熱体
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ベースが搭載される熱拡散板に樹脂接着剤を用いて
前記ベースより高さの低い半導体チップが接合される半
導体パッケージであって、前記熱拡散板の前記半導体チ
ップの搭載領域に前記樹脂接着剤の逃げ部を有すると共
に前記半導体チップを前記ベースに高さ合わせする機能
を備えた高熱伝導性の伝熱体を配設することを特徴とす
る半導体パッケージ。 ２、前記伝熱体は、柱状体または小径の立方体を敷きつ
めたものであることを特徴とする請求項１記載の半導体
パッケージ。 ３、前記伝熱体は、高熱伝導性の板状体の両面に突起ま
たは溝を設けたものであることを特徴とする請求項１記
載の半導体パッケージ。 ４、前記伝熱体は、金属または高熱伝導性セラミックで
あることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2152803A JPH0445564A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 半導体パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2152803A JPH0445564A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 半導体パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445564A true JPH0445564A (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15548500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2152803A Pending JPH0445564A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0445564A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07300608A (ja) * | 1992-11-19 | 1995-11-14 | Kct Technol Gmbh | 溶融金属への酸化性ガス吹込み方法 |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP2152803A patent/JPH0445564A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07300608A (ja) * | 1992-11-19 | 1995-11-14 | Kct Technol Gmbh | 溶融金属への酸化性ガス吹込み方法 |
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