JPH05299546A

JPH05299546A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH05299546A
Application number: JP4099304A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kosaku; 浩小作; Toshihiro Tsuboi; 敏宏坪井; Hiroshi Ozaki; 弘尾崎; Masayuki Shirai; 優之白井; Takashi Miwa; 孝志三輪; Toshihiro Matsunaga; 俊博松永
Original assignee: Hitachi ULSI Engineering Corp; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Solutions Technology Ltd
Priority date: 1992-04-20
Filing date: 1992-04-20
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【構成】半導体チップ８を固着した熱拡散板４の片面に
放熱フイン２をネジ１止めし、該放熱フイン２を着脱可
能とし、当該半導体チップ８からの発熱を当該熱拡散板
４を介して放熱フイン２にて放熱させる構造を有する半
導体装置において、当該放熱フイン２と当該熱拡散板４
との間にシリコーンゴム系の接着剤３を介在させて当該
放熱フインと当該熱拡散板とを接合して成ることを特徴
とする半導体装置。【効果】放熱フインと熱拡散板との間にシリコーンゴム
系の接着剤を介在させて当該放熱フインと当該熱拡散板
とを接合させると、弾性物質の介在により、これらの接
触効率が向上し、熱拡散板に放熱フインをナットで締め
付け固定した場合に、当該シリコーンゴム系の接着剤よ
りなる弾性体が、当該部材のソリ等を吸収出来るため、
接触熱抵抗の低減化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、半導体チップを固着した熱拡散板の片面に放熱フイ
ンをネジ止めし、該放熱フインを着脱可能とし、当該半
導体チップからの発熱を当該熱拡散板を介して放熱フイ
ンにて放熱させる構造を有する半導体装置において、よ
り一層の放熱性の向上を図ることのできる技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップ（以下、単にチップとい
う）を熱拡散板に固着し、該熱拡散板の上面側に放熱フ
インをネジ（ボルト）止めし、該熱拡散板の下面側にセ
ラミック製配線基板を接合し、前記チップと当該配線基
板とを電気的に接続し、当該チップからの発熱を、当該
熱拡散板および放熱フインを順次介して放熱させる構造
を有する半導体装置がある。この場合、熱拡散板の材質
には、セラミック製配線基板の熱膨張係数との関係か
ら、銅（Ｃｕ）ータングステン合金が使用され、また、
放熱フインのネジ止めには、銀ろうを用いた銀ろう付け
がなされている。一方、樹脂製配線基板を用いたプラス
チックーピングリットアレイ型パッケージでは、熱拡散
板及び放熱フインはシリコーンゴム系接着剤で接着を行
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、当該放熱フイ
ンの着脱構造では、熱拡散板に放熱フインをネジ（ボル
ト）止めする際に、ナットで締め付け固定した場合に、
これら部材側に、ソリが発生するために、熱拡散板と放
熱フインとの間の接触熱抵抗が大きな問題となってい
た。また、上記従来技術では、熱抵抗を下げるために、
熱拡散板と放熱フインとの間に熱伝導性シートを介在さ
せているが、当該シートでは、接触熱抵抗のバラツキが
大きく、上記ソリを吸収できず、さらに、当該シート自
身のコストも高くつくという問題があった。本発明は、
かかる従来技術の有する欠点を解消し、上記構造の半導
体装置特にプラスチックーピングリットアレイ型パッケ
ージにおいて、より一層の放熱性の向上を図ることので
きる技術を提供することを目的としたものである。本発
明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明
細書の記述および添付図面からあきらかになるであろ
う。

【０００４】

【課題を解決するための手段】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、下
記のとおりである。本発明では、放熱フインと熱拡散板
との間にシリコーンゴム系の接着剤を介在させて当該放
熱フインと当該熱拡散板とを接合させる。

【０００５】

【作用】前記のように、放熱フインの着脱構造では、熱
拡散板と放熱フインとの接触熱抵抗が大きな問題とな
る。本発明のように、放熱フインと熱拡散板との間にシ
リコーンゴム系の接着剤を介在させて当該放熱フインと
当該熱拡散板とを接合させると、弾性物質の介在によ
り、これらの接触効率が向上し、熱拡散板に放熱フイン
をナットで締め付け固定した場合に、当該シリコーンゴ
ム系の接着剤よりなる弾性体が、当該部材のソリ等を吸
収出来るため、接触熱抵抗の低減化を図ることができ
る。この場合、熱拡散板または放熱フインのいずれかに
シリコーンゴム系の接着剤を塗布するようにすればよい
が、これらの両者に高熱伝導性のシリコーンゴム系の接
着剤を塗布すると、これら接触する部材両側に、弾性物
質が位置し、両者でソリを吸収出来るので、より一層熱
抵抗を低減でき、また、片側のみよりも、確実に接触面
積及び接触圧力が増すので、より一層熱抵抗を低減でき
る。また、当該接着剤の形状を工夫し、例えば三角形に
する事により、先端部の接触となり、平坦同士の接触に
比較して、より一層熱抵抗を低減できる。さらに、上記
構造では、ネジ立て部分に直接、熱が、熱伝導し、放熱
されるので、その部分に集中的に当該シリコーンゴム系
の接着剤を塗布すると、より一層熱抵抗を低減できるの
で有利である。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。実施例１．一実施例を図１および図２により説明する。
本実施例はプラスチックピングリッドアレイ型のパッケ
ージに適用した場合を示し、当該パッケージは、ネジ
１、放熱フイン２、シリコーンゴム系の接着剤３、熱拡
散板４、接合材５、パッケージ（配線基板）６、ダイボ
ンデイング剤７、チップ８、コネクタワイヤ９、キヤッ
プ１０、リードピン１１、ナット１２から構成されてい
る。図１に示すように、放熱フイン２の下面全体にシリ
コーンゴム系の接着剤３を塗布する。すなわち、放熱フ
イン２の下面と熱拡散板４の上面とが接触する部分全体
にに、シリコーンゴム系の接着剤３を塗布する。図示の
ように、逆凸状の熱拡散板４の下部凸面には、ダイボン
デイング剤７によりチップ８を固着する。チップ８から
の発熱は、熱拡散板４を介して放熱フイン２から放熱さ
れるようになっている。逆凸状の熱拡散板２の前記凸部
を除く他面が、接合材５により、配線基板６の上面と固
着されている。配線基板６の段部には、その図示が省略
されているが、外部配線が布設され、チップ８の電極
（図示せず）と当該段部の外部配線とが、コネクタワイ
ヤ９により電気的に接続されている。該外部配線は、配
線基板６から下方向に垂設された外部リードピン１１と
電気的に接続し、チップ８への信号の入出力を行ないチ
ップ８を機能させる。図１および図２に示すように、シ
リコーンゴム系の接着剤３を塗布し、固めた放熱フイン
２の下面と熱拡散体４の上面とを接合し、放熱フイン２
に開けられた穴にネジ１を通し、ナット１２で締付け固
定する。上記放熱フイン２は、例えばアルミニウムなど
の金属により構成される。熱拡散板４は、例えばアルミ
ニウムなどの金属板により構成される。配線基板６は、
例えば樹脂配線基板あるいはセラミック配線基板により
構成される。チップ８は、例えばシリコン単結晶基板か
ら成り、周知の技術によってその内部には多数の回路素
子が形成され、１つの回路機能が与えられている。回路
素子の具体例は、例えばＭＯＳトランジスタから成り、
これらの回路素子によって、例えば論理回路およびメモ
リの回路機能が形成されている。キャップ１０は、例え
ばアルミニウムなどの金属板により構成される。コネク
タワイヤ９は、例えば、Ａｕ細線により構成されてい
る。リ−ドピン１１は、例えばＮｉ−Ｆｅ合金により構
成されている。接合材５は、シリコーンゴム系の接着剤
３と同様のシリコーンゴム系の接合材からなっているこ
とが好ましい。当該シリコーンゴム系の接着剤３（５）
には、Ｓｉ−Ｏの分子骨格を有するゴム状の性状を示す
シリコーンゴムを主成分としたものが使用でき、加熱に
よって加硫する熱加硫形、あるいは硬化剤の混合が空気
中の湿気で加硫させる室温加硫形（ＲＴＶシリコーン）
を使用することができる。当該シリコーンゴム系の接着
剤には、高熱伝導性のものを使用するとよい。本実施例
によれば、放熱フイン２の着脱構造として、放熱フイン
２と熱拡散板４が接触する部分に、高熱伝導性のシリコ
ーンゴム系の接着剤３を全面に塗布し、加硫させること
により、シリコーンゴム系の接着剤から弾性体が形成さ
れ、その弾性により、接触効率が向上し、ボルト１およ
びナット１２でこれら放熱フイン２と熱拡散板４を締め
付け固定した場合に、これら部材２、４側にソリが発生
しても吸収出来るため、接触熱抵抗を下げる事が出来
る。また、当該シリコーンゴム系の接着剤３を構成する
シリコーンゴム自身も熱伝導性が良いために、パッケー
ジ全体を通して熱抵抗が低減出来る。

【０００７】実施例２．図３に示す実施例は、放熱フイ
ン２の下面と熱拡散板４の上面との両者に、シリコーン
ゴム系の接着剤３を塗布した以外は実施例１と同様にし
てプラスチックピングリッドアレイ型のパッケージを構
成した例を示す。本実施例によれば、熱拡散板４および
放熱フイン２の両者に高熱伝導性のシリコーンゴム系の
接着剤３が塗布されているので、これら接触する部材
２、４両側に、当該高熱伝導性のシリコーンゴム系の接
着剤３よりなる弾性物質が位置し、それらシリコーンゴ
ム系の接着剤３よりなる弾性物質でソリを吸収出来るの
で、より一層熱抵抗を低減でき、また、片側のみより
も、確実に接触面積及び接触圧力が増すので、より一層
熱抵抗を低減できる。

【０００８】実施例３．図４に示す実施例は、放熱フイ
ン２の下面に塗布するシリコーンゴム系の接着剤３の形
状を工夫し、図示のように、当該接着剤の形状を三角形
にした以外は実施例１と同様にしてプラスチックピング
リッドアレイ型のパッケージを構成した例を示す。これ
により、放熱フイン２の下面の当該接着剤３と熱拡散板
４の上面との接触が、先端部接触となり、前記実施例に
示す平坦同士の接触に比較して、より一層熱抵抗を低減
できる。

【０００９】実施例４．図５に示す実施例は、ネジ立て
付近のみに，高熱伝導性シリコーンゴム系の接着剤３を
塗布した以外は、実施例１と同様にして、プラスチック
ピングリッドアレイ型のパッケージを構成した例を示
す。ネジ立て部分に直接、熱が、熱伝導し、放熱される
ので、図示のように、ネジ１立て部分に集中的に当該シ
リコーンゴム系の接着剤３を塗布すると、より一層熱抵
抗を低減できるので有利である。以上本発明者によって
なされた発明を実施例にもとずき具体的に説明したが、
本発明は上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いうま
でもない。以上の説明では主として本発明者によってな
された発明をその背景となった利用分野であるピングリ
ットアレイ型パッケージに適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、他の半導体装置
にも適用できる。

【００１０】

【発明の効果】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
記のとおりである。本発明によれば、上記構造の半導体
装置特にプラスチックーピングリットアレイ型パッケー
ジにおいて、より一層の放熱性の向上を図ることのでき
る技術を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例を示す半導体装置全
体の横断面図で、放熱フインのネジ止め前断面図、

【図２】図２は、本発明の一実施例を示す半導体装置全
体の横断面図で、放熱フインのネジ止め後断面図、

【図３】図３は、本発明の他の実施例を示す断面図

【図４】図４は、本発明のさらに他の実施例を示す断面
図

【図５】図５は、本発明のさらに他の実施例を示す断面
図

【符合の説明】

１・・・ネジ、２・・・放熱フイン、３・・・シリコーンゴム系の接着剤、４・・・熱拡散板、５・・・接合材、６・・・配線基板（パッケージ）、７・・・ダイボンディング剤、８・・・チップ、９・・・コネクタワイヤ、１０・・・キャップ、１１・・・リードピン、１２・・・ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坪井敏宏東京都小平市上水本町５丁目20番１号日立超エル・エス・アイ・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者尾崎弘東京都小平市上水本町５丁目20番１号日立超エル・エス・アイ・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者白井優之東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者三輪孝志東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者松永俊博東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップを固着した熱拡散板板の片面
に放熱フインをネジ止めし、該放熱フインを着脱可能と
し、当該半導体チップからの発熱を当該熱拡散板を介し
て放熱フインにて放熱させる構造を有する半導体装置に
おいて、当該放熱フインと当該熱拡散板との間にシリコ
ーンゴム系の接着剤を介在させて当該放熱フインと当該
熱拡散板とを接合して成ることを特徴とする半導体装
置。
【請求項２】放熱フインと熱拡散板との間のネジ立て部
分の周囲に部分的にシリコーンゴム系の接着剤を塗布
し、当該放熱フインと当該熱拡散板とを接合して成るこ
とを特徴とする半導体装置。