JPH05235213A - 半導体装置及び半導体装置の放熱経路形成方法 - Google Patents
半導体装置及び半導体装置の放熱経路形成方法Info
- Publication number
- JPH05235213A JPH05235213A JP4033335A JP3333592A JPH05235213A JP H05235213 A JPH05235213 A JP H05235213A JP 4033335 A JP4033335 A JP 4033335A JP 3333592 A JP3333592 A JP 3333592A JP H05235213 A JPH05235213 A JP H05235213A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- cap
- semiconductor element
- semiconductor device
- resin
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体素子の消費電力が増加した場合でも半
導体素子から発生する熱を充分に放熱できる半導体装置
及び半導体装置の放熱経路形成方法を提供する。 【構成】 表面に電極端子が設けられた半導体実装基板
１に、表面に突起電極４が突設された半導体素子３をフ
ェイスダウン実装する。次いで、半導体実装基板１に圧
着されるキャップ５の凹み部７に、弾性と熱伝導性に優
れる球状物質８を充填するとともに、熱硬化性と熱伝導
性に優れる樹脂９を充填する。そしてその後、半導体実
装基板１の表面にキャップ５を圧着して、相互に対向す
る半導体素子３とキャップ５の突部６に、球状物質８と
樹脂９を圧接する。
導体素子から発生する熱を充分に放熱できる半導体装置
及び半導体装置の放熱経路形成方法を提供する。 【構成】 表面に電極端子が設けられた半導体実装基板
１に、表面に突起電極４が突設された半導体素子３をフ
ェイスダウン実装する。次いで、半導体実装基板１に圧
着されるキャップ５の凹み部７に、弾性と熱伝導性に優
れる球状物質８を充填するとともに、熱硬化性と熱伝導
性に優れる樹脂９を充填する。そしてその後、半導体実
装基板１の表面にキャップ５を圧着して、相互に対向す
る半導体素子３とキャップ５の突部６に、球状物質８と
樹脂９を圧接する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体実装基板に、高
密度多数接続端子を持つＩＣチップ等の半導体をフェイ
スダウン実装した半導体装置及び半導体装置の放熱経路
形成方法に関するものである。
密度多数接続端子を持つＩＣチップ等の半導体をフェイ
スダウン実装した半導体装置及び半導体装置の放熱経路
形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の高速化・多機能化に伴い、電
子機器の電子回路に使用される集積回路の高速化・高密
度化が進んできている。この結果、半導体素子の高集積
化・高密度化が進み、この半導体素子の高集積化・高密
度化に基づき、外部との接続端子数の増加及び高密度実
装に対応する技術が切望されている。
子機器の電子回路に使用される集積回路の高速化・高密
度化が進んできている。この結果、半導体素子の高集積
化・高密度化が進み、この半導体素子の高集積化・高密
度化に基づき、外部との接続端子数の増加及び高密度実
装に対応する技術が切望されている。
【０００３】この要求に応える実装方式として従来、半
導体素子の電極端子上に凸形の突起電極であるバンプを
突設し、この半導体素子を半導体実装基板上にフェイス
ダウンする方法が採用されている。しかしながら、この
実装方法においては、半導体素子と半導体実装基板の接
触面積が極めて小さくなるために、半導体素子と半導体
実装基板間の熱抵抗が大きくなり、消費電力の大きい半
導体素子を使用する場合には、新たな放熱経路を考慮せ
ざるを得なかった。
導体素子の電極端子上に凸形の突起電極であるバンプを
突設し、この半導体素子を半導体実装基板上にフェイス
ダウンする方法が採用されている。しかしながら、この
実装方法においては、半導体素子と半導体実装基板の接
触面積が極めて小さくなるために、半導体素子と半導体
実装基板間の熱抵抗が大きくなり、消費電力の大きい半
導体素子を使用する場合には、新たな放熱経路を考慮せ
ざるを得なかった。
【０００４】そこで、この問題に対応する技術として従
来、半導体素子とキャップの間に熱伝導性の良い樹脂を
充填する方法が考えられている。
来、半導体素子とキャップの間に熱伝導性の良い樹脂を
充填する方法が考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来においては以上の
ように、半導体素子とキャップの間に熱伝導性の良い樹
脂を充填する方法が考えられているのであるが、充分に
熱抵抗の低い樹脂が存在しないので、半導体素子の消費
電力が増加した場合には、半導体素子とキャップの間に
熱伝導性の良い樹脂を充填する方法では、半導体素子か
ら発生する熱を充分に放熱することができなかった。
ように、半導体素子とキャップの間に熱伝導性の良い樹
脂を充填する方法が考えられているのであるが、充分に
熱抵抗の低い樹脂が存在しないので、半導体素子の消費
電力が増加した場合には、半導体素子とキャップの間に
熱伝導性の良い樹脂を充填する方法では、半導体素子か
ら発生する熱を充分に放熱することができなかった。
【０００６】本発明は上記に鑑みなされたもので、半導
体素子の消費電力が増加した場合でも半導体素子から発
生する熱を充分に放熱することができる半導体装置及び
半導体装置の放熱経路形成方法を提供することを目的と
している。
体素子の消費電力が増加した場合でも半導体素子から発
生する熱を充分に放熱することができる半導体装置及び
半導体装置の放熱経路形成方法を提供することを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明においては上述の
目的を達成するため、表面に電極端子が設けられた半導
体実装基板と、表面に電極端子と重合する突起電極が突
設され該半導体実装基板にフェイスダウン実装される半
導体素子と、該半導体実装基板の表面に圧着されるキャ
ップと、このキャップの内面に突設され半導体素子の直
上に位置する突部と、弾性と熱伝導性に優れ該突部の凹
み部に充填されて半導体素子とキャップの間に介在する
球状物質と、熱硬化性と熱伝導性に優れ該突部の凹み部
に充填されて半導体素子とキャップの間に介在する樹脂
とを備えたことを特徴としている。
目的を達成するため、表面に電極端子が設けられた半導
体実装基板と、表面に電極端子と重合する突起電極が突
設され該半導体実装基板にフェイスダウン実装される半
導体素子と、該半導体実装基板の表面に圧着されるキャ
ップと、このキャップの内面に突設され半導体素子の直
上に位置する突部と、弾性と熱伝導性に優れ該突部の凹
み部に充填されて半導体素子とキャップの間に介在する
球状物質と、熱硬化性と熱伝導性に優れ該突部の凹み部
に充填されて半導体素子とキャップの間に介在する樹脂
とを備えたことを特徴としている。
【０００８】また、本発明においては上述の目的を達成
するため、表面に電極端子が設けられた半導体実装基板
に、表面に突起電極が突設された半導体素子をフェイス
ダウン実装し、次いで、該半導体実装基板に圧着される
キャップの突部における凹み部に、弾性と熱伝導性に優
れる球状物質を充填するとともに、熱硬化性と熱伝導性
に優れる樹脂を充填し、その後、該半導体実装基板の表
面にキャップを圧着して、相互に対向する半導体素子と
キャップの突部に、該球状物質と樹脂を圧接することを
特徴としている。
するため、表面に電極端子が設けられた半導体実装基板
に、表面に突起電極が突設された半導体素子をフェイス
ダウン実装し、次いで、該半導体実装基板に圧着される
キャップの突部における凹み部に、弾性と熱伝導性に優
れる球状物質を充填するとともに、熱硬化性と熱伝導性
に優れる樹脂を充填し、その後、該半導体実装基板の表
面にキャップを圧着して、相互に対向する半導体素子と
キャップの突部に、該球状物質と樹脂を圧接することを
特徴としている。
【０００９】
【作用】本発明によれば、半導体素子から発生する熱
が、当該半導体素子に圧接する樹脂から球状物質を伝導
経由してキャップに伝導され、その後、外部に円滑に放
熱されるので、半導体素子の消費電力が大幅に増加した
場合でも半導体素子から発生する熱を充分に放熱するこ
とができ、しかも、球状物質及び樹脂の弾圧付勢作用で
相互に重合する電極端子と突起電極の密着性を大幅に増
大させることが可能となる。
が、当該半導体素子に圧接する樹脂から球状物質を伝導
経由してキャップに伝導され、その後、外部に円滑に放
熱されるので、半導体素子の消費電力が大幅に増加した
場合でも半導体素子から発生する熱を充分に放熱するこ
とができ、しかも、球状物質及び樹脂の弾圧付勢作用で
相互に重合する電極端子と突起電極の密着性を大幅に増
大させることが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、図１乃至図４に示す一実施例に基づき
本発明を詳述する。本発明に係る半導体装置及び半導体
装置の放熱経路形成方法は、表面に電極端子が設けられ
た半導体実装基板１に、表面に突起電極４が突設された
半導体素子３をフェイスダウン実装し、次いで、半導体
実装基板１に圧着されるキャップ５の凹み部７に、弾性
と熱伝導性に優れる球状物質８を充填するとともに、熱
硬化性と熱伝導性に優れる樹脂９を充填し、そしてその
後、半導体実装基板１の表面にキャップ５を圧着して、
相互に対向する半導体素子３とキャップ５の突部６に、
球状物質８と樹脂９を圧接するようにしている。
本発明を詳述する。本発明に係る半導体装置及び半導体
装置の放熱経路形成方法は、表面に電極端子が設けられ
た半導体実装基板１に、表面に突起電極４が突設された
半導体素子３をフェイスダウン実装し、次いで、半導体
実装基板１に圧着されるキャップ５の凹み部７に、弾性
と熱伝導性に優れる球状物質８を充填するとともに、熱
硬化性と熱伝導性に優れる樹脂９を充填し、そしてその
後、半導体実装基板１の表面にキャップ５を圧着して、
相互に対向する半導体素子３とキャップ５の突部６に、
球状物質８と樹脂９を圧接するようにしている。
【００１１】上記半導体実装基板１は図１及び図４に示
す如く、セラミックス等から構成され、その基板表面に
図示しない印刷パターンが印刷されるとともに、図示し
ない電極端子が複数配設されており、両側に複数のリー
ド線２がそれぞれ接続されている。
す如く、セラミックス等から構成され、その基板表面に
図示しない印刷パターンが印刷されるとともに、図示し
ない電極端子が複数配設されており、両側に複数のリー
ド線２がそれぞれ接続されている。
【００１２】一方、ＧａＡｓ・ＩＣ等の上記半導体素子
３は図２及び図３に示す如く、その表面（回路形成面）
に突起電極（バンプ）４が複数突設され、この突起電極
４が該複数の電極端子にそれぞれ接続重合するよう半導
体実装基板１に複数フェイスダウン実装される。
３は図２及び図３に示す如く、その表面（回路形成面）
に突起電極（バンプ）４が複数突設され、この突起電極
４が該複数の電極端子にそれぞれ接続重合するよう半導
体実装基板１に複数フェイスダウン実装される。
【００１３】また、上記キャップ５は図１乃至図４に示
す如く、断面略凹字形に構成され、その内部の平坦面に
は、突部６が所定の間隔をおいて複数突設されるととも
に、この複数の突部６の平坦面には、収納作用を営む凹
み部７がそれぞれ凹設されており、半導体素子３を覆う
よう半導体実装基板１の両側に圧着されて複数の半導体
素子３の直上に突部６をそれぞれ位置させる。
す如く、断面略凹字形に構成され、その内部の平坦面に
は、突部６が所定の間隔をおいて複数突設されるととも
に、この複数の突部６の平坦面には、収納作用を営む凹
み部７がそれぞれ凹設されており、半導体素子３を覆う
よう半導体実装基板１の両側に圧着されて複数の半導体
素子３の直上に突部６をそれぞれ位置させる。
【００１４】他方、上記球状物質８は、直径が１〜１．
５ｍｍ程度のシリコンゴム球等から構成され弾性と熱伝
導性に優れた球状物質体と、熱伝導度が良くしかも柔ら
かい金等から構成され球状物質体の表面に蒸着等される
被覆物質とから構成され、開口上面を満たすよう凹み部
７の内部に多数充填される（図２参照）。
５ｍｍ程度のシリコンゴム球等から構成され弾性と熱伝
導性に優れた球状物質体と、熱伝導度が良くしかも柔ら
かい金等から構成され球状物質体の表面に蒸着等される
被覆物質とから構成され、開口上面を満たすよう凹み部
７の内部に多数充填される（図２参照）。
【００１５】さらに上記樹脂９は、熱硬化性と熱伝導性
に優れたエポキシ系樹脂等から構成され、開口上面から
少々盛り上がるよう凹み部７の内部の球状物質８に多数
積層充填される（図３参照）。
に優れたエポキシ系樹脂等から構成され、開口上面から
少々盛り上がるよう凹み部７の内部の球状物質８に多数
積層充填される（図３参照）。
【００１６】次に図１乃至図４に基づき、本発明に係る
半導体装置の放熱経路形成方法を説明する。先ず、図示
しないが、半導体実装基板１に複数の半導体素子３をフ
ェイスダウン実装して、半導体実装基板１の複数の電極
端子に突起電極４をそれぞれ接続重合する。次いで、図
２に示す如く、開口上面を満たすようキャップ５の複数
の凹み部７に球状物質８をそれぞれ多数充填する。次い
で、図３に示す如く、開口上面から少々盛り上がるよう
複数の凹み部７の球状物質８に樹脂９をそれぞれ多数積
層充填する。最後に図４に示す如く、キャップ５の両側
上部に半導体実装基板１をフェイスダウン方式で配置し
て樹脂９に半導体素子３の裏面を重合した後、圧力を作
用させながらキャップ５の両側上部と半導体実装基板１
を圧着して、樹脂９及び球状物質８を介在圧縮させなが
ら半導体素子３とキャップ５を接続するとともに、該圧
着と同時に樹脂９に熱を加えて固化し、半導体装置の放
熱経路を形成する。尚、半導体素子３の裏面と凹み部７
の最短距離は５００μｍとなる。
半導体装置の放熱経路形成方法を説明する。先ず、図示
しないが、半導体実装基板１に複数の半導体素子３をフ
ェイスダウン実装して、半導体実装基板１の複数の電極
端子に突起電極４をそれぞれ接続重合する。次いで、図
２に示す如く、開口上面を満たすようキャップ５の複数
の凹み部７に球状物質８をそれぞれ多数充填する。次い
で、図３に示す如く、開口上面から少々盛り上がるよう
複数の凹み部７の球状物質８に樹脂９をそれぞれ多数積
層充填する。最後に図４に示す如く、キャップ５の両側
上部に半導体実装基板１をフェイスダウン方式で配置し
て樹脂９に半導体素子３の裏面を重合した後、圧力を作
用させながらキャップ５の両側上部と半導体実装基板１
を圧着して、樹脂９及び球状物質８を介在圧縮させなが
ら半導体素子３とキャップ５を接続するとともに、該圧
着と同時に樹脂９に熱を加えて固化し、半導体装置の放
熱経路を形成する。尚、半導体素子３の裏面と凹み部７
の最短距離は５００μｍとなる。
【００１７】上記構成によれば、半導体素子３から熱が
発生すると、この発生した熱は放熱経路である半導体素
子３から連接した樹脂９及び球状物質８を経由してキャ
ップ５に熱伝導され、その後、外部に円滑且つ充分に放
熱される。従って、半導体素子３の消費電力が大幅に増
加した場合でも、半導体素子３から発生する熱を充分に
放熱することができる。さらに、介在圧縮される球状物
質８及び樹脂９が発条作用を営むので、半導体素子３に
適当な圧力を作用させることが期待でき、しかも、相互
に重合する電極端子と突起電極４の密着性を大幅に増大
させることが可能となる。
発生すると、この発生した熱は放熱経路である半導体素
子３から連接した樹脂９及び球状物質８を経由してキャ
ップ５に熱伝導され、その後、外部に円滑且つ充分に放
熱される。従って、半導体素子３の消費電力が大幅に増
加した場合でも、半導体素子３から発生する熱を充分に
放熱することができる。さらに、介在圧縮される球状物
質８及び樹脂９が発条作用を営むので、半導体素子３に
適当な圧力を作用させることが期待でき、しかも、相互
に重合する電極端子と突起電極４の密着性を大幅に増大
させることが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体素
子から発生した熱が、放熱経路である半導体素子から樹
脂及び球状物質を経由してキャップに熱伝導され、その
後、外部に円滑且つ充分に放熱されるので、半導体素子
の消費電力が大幅に増加した場合でも半導体素子から発
生する熱を充分且つ円滑に放熱することができるという
顕著な効果がある。また、介在圧縮される球状物質及び
樹脂が弾圧付勢作用を営むので、半導体素子に適度な圧
力を作用させることができ、しかも、相互に重合する電
極端子と突起電極の密着性・信頼性を大幅に増大させる
ことが可能になるという顕著な効果がある。さらに、電
極端子と突起電極の接続密着性を大幅に増大させること
ができるので、実装工程における生産性を著しく向上さ
せることが期待できるという顕著な効果がある。
子から発生した熱が、放熱経路である半導体素子から樹
脂及び球状物質を経由してキャップに熱伝導され、その
後、外部に円滑且つ充分に放熱されるので、半導体素子
の消費電力が大幅に増加した場合でも半導体素子から発
生する熱を充分且つ円滑に放熱することができるという
顕著な効果がある。また、介在圧縮される球状物質及び
樹脂が弾圧付勢作用を営むので、半導体素子に適度な圧
力を作用させることができ、しかも、相互に重合する電
極端子と突起電極の密着性・信頼性を大幅に増大させる
ことが可能になるという顕著な効果がある。さらに、電
極端子と突起電極の接続密着性を大幅に増大させること
ができるので、実装工程における生産性を著しく向上さ
せることが期待できるという顕著な効果がある。
【図１】本発明に係る半導体装置及び半導体装置の放熱
経路形成方法の一実施例を示す垂直断面図である。
経路形成方法の一実施例を示す垂直断面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置及び半導体装置の放熱
経路形成方法における球状物質の充填工程を示す垂直断
面図である。
経路形成方法における球状物質の充填工程を示す垂直断
面図である。
【図３】本発明に係る半導体装置及び半導体装置の放熱
経路形成方法における樹脂の充填工程を示す垂直断面図
である。
経路形成方法における樹脂の充填工程を示す垂直断面図
である。
【図４】本発明に係る半導体装置及び半導体装置の放熱
経路形成方法における半導体実装基板とキャップの圧着
工程を示す垂直断面図である。
経路形成方法における半導体実装基板とキャップの圧着
工程を示す垂直断面図である。
１…半導体実装基板、３…半導体素子、４…突起電極
（バンプ）、５…キャップ、６…突部、７…凹み部、８
…球状物質、９…樹脂。
（バンプ）、５…キャップ、６…突部、７…凹み部、８
…球状物質、９…樹脂。
Claims (2)
- 【請求項１】 表面に電極端子が設けられた半導体実装
基板と、表面に電極端子と重合する突起電極が突設され
該半導体実装基板にフェイスダウン実装される半導体素
子と、該半導体実装基板の表面に圧着されるキャップ
と、このキャップの内面に突設され半導体素子の直上に
位置する突部と、弾性と熱伝導性に優れ該突部の凹み部
に充填されて半導体素子とキャップの間に介在する球状
物質と、熱硬化性と熱伝導性に優れ該突部の凹み部に充
填されて半導体素子とキャップの間に介在する樹脂とを
備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 表面に電極端子が設けられた半導体実装
基板に、表面に突起電極が突設された半導体素子をフェ
イスダウン実装し、次いで、該半導体実装基板に圧着さ
れるキャップの突部における凹み部に、弾性と熱伝導性
に優れる球状物質を充填するとともに、熱硬化性と熱伝
導性に優れる樹脂を充填し、その後、該半導体実装基板
の表面にキャップを圧着して、相互に対向する半導体素
子とキャップの突部に、該球状物質と樹脂を圧接するこ
とを特徴とする半導体装置の放熱経路形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033335A JPH05235213A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 半導体装置及び半導体装置の放熱経路形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033335A JPH05235213A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 半導体装置及び半導体装置の放熱経路形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235213A true JPH05235213A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12383693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4033335A Pending JPH05235213A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 半導体装置及び半導体装置の放熱経路形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235213A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001144233A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Fujitsu Ltd | 半導体ユニット、冷却装置およびそれらの製造方法 |
| JP2010129788A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Tdk-Lambda Corp | 電源ユニット及びその製造方法 |
| JP2011082530A (ja) * | 2010-11-04 | 2011-04-21 | Toshiba Corp | 電子機器 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4033335A patent/JPH05235213A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001144233A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Fujitsu Ltd | 半導体ユニット、冷却装置およびそれらの製造方法 |
| JP2010129788A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Tdk-Lambda Corp | 電源ユニット及びその製造方法 |
| JP2011082530A (ja) * | 2010-11-04 | 2011-04-21 | Toshiba Corp | 電子機器 |
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