JPH06310635A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH06310635A JPH06310635A JP9474093A JP9474093A JPH06310635A JP H06310635 A JPH06310635 A JP H06310635A JP 9474093 A JP9474093 A JP 9474093A JP 9474093 A JP9474093 A JP 9474093A JP H06310635 A JPH06310635 A JP H06310635A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
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- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ピングリッドアレイ構造の半導体装置におい
て、半導体チップから発生した熱を効率よく放散させる
ことによってパッケージの熱抵抗の低減を図る。 【構成】半導体チップ６を基板１０の凹部１４に収納
し、この凹部１４をキャップ９で封止したパッケージの
上面にヒートシンク１を備え、下面にリードピン５を植
立した半導体装置において、凹部１４の内部に粘性の小
さい非導電性液体１７を充填する。その結果、この液体
に半導体チップ６の発熱による熱対流２１が生じ、パッ
ケージからの熱放散はさらに向上する。
て、半導体チップから発生した熱を効率よく放散させる
ことによってパッケージの熱抵抗の低減を図る。 【構成】半導体チップ６を基板１０の凹部１４に収納
し、この凹部１４をキャップ９で封止したパッケージの
上面にヒートシンク１を備え、下面にリードピン５を植
立した半導体装置において、凹部１４の内部に粘性の小
さい非導電性液体１７を充填する。その結果、この液体
に半導体チップ６の発熱による熱対流２１が生じ、パッ
ケージからの熱放散はさらに向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
高消費電力用半導体チップの放熱性の改良に関する。
高消費電力用半導体チップの放熱性の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置について、マルチチッ
プモジュール構造のピングリッドアレイパッケージを例
にとり説明する。図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の
半導体装置の正面断面図およびその部分拡大断面図であ
る。
プモジュール構造のピングリッドアレイパッケージを例
にとり説明する。図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の
半導体装置の正面断面図およびその部分拡大断面図であ
る。
【０００３】このマルチチップ構造のパッケージについ
ては、例えば特開平２−９０５５５号に開示されてい
る。すなわち図３（ａ）に示すように、基板１０は熱伝
導性と電気絶縁性に優れたＳｉＣ等の材料からなり、そ
の下面には複数本のリードピン５が植立され、上面には
凹部１４が形成されている。この凹部１４は接着材２を
用いてＡｌあるいはＡｌＮ等の材料からなるキャップ９
で封止されている。
ては、例えば特開平２−９０５５５号に開示されてい
る。すなわち図３（ａ）に示すように、基板１０は熱伝
導性と電気絶縁性に優れたＳｉＣ等の材料からなり、そ
の下面には複数本のリードピン５が植立され、上面には
凹部１４が形成されている。この凹部１４は接着材２を
用いてＡｌあるいはＡｌＮ等の材料からなるキャップ９
で封止されている。
【０００４】キャップ９の上面には放熱フィンを有する
Ａｌ等のヒートシンク１が接着材２を用いて取り付けら
れている。基板１０の凹部１４内には半導体チップ６
が、例えば半田からなるバンプ８を介してシリコン基板
１１の配線にフリップチップボンディングされている。
このシリコン基板１１は、接着材２を用いてキャップ９
の下面に接着されている。そして、シリコン基板１１の
配線と基板１０内の配線１５とは電極パッド１２を介し
て導通され、さらに配線１５はリードピン５と導通され
ている。
Ａｌ等のヒートシンク１が接着材２を用いて取り付けら
れている。基板１０の凹部１４内には半導体チップ６
が、例えば半田からなるバンプ８を介してシリコン基板
１１の配線にフリップチップボンディングされている。
このシリコン基板１１は、接着材２を用いてキャップ９
の下面に接着されている。そして、シリコン基板１１の
配線と基板１０内の配線１５とは電極パッド１２を介し
て導通され、さらに配線１５はリードピン５と導通され
ている。
【０００５】さらにシリコン基板１１と半導体チップ６
とが封入された凹部１４内の残りの空間領域には、例え
ばシリコンゲルのような耐熱性や熱伝導性に優れたゲル
１３が充填されている。そのため半導体チップ６で発生
した熱はヒートシンク１に伝達されるのはもちろん、一
部はゲル１３を経て基板１０に伝達され、リードピン５
からも外部に放散されている。
とが封入された凹部１４内の残りの空間領域には、例え
ばシリコンゲルのような耐熱性や熱伝導性に優れたゲル
１３が充填されている。そのため半導体チップ６で発生
した熱はヒートシンク１に伝達されるのはもちろん、一
部はゲル１３を経て基板１０に伝達され、リードピン５
からも外部に放散されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来のマルチチッ
プモジュール構造のパッケージでは、内部に充填する物
質がゲル状であり粘度が高いため、図３（ｂ）に示すよ
うに、半導体チップ６の下面側には充填されるがシリコ
ン基板１１と半導体チップ６との間に形成されるパッド
８のすきま１６には充填されず、そのため半導体チップ
上面側への放熱性が改善されないという問題点があっ
た。
プモジュール構造のパッケージでは、内部に充填する物
質がゲル状であり粘度が高いため、図３（ｂ）に示すよ
うに、半導体チップ６の下面側には充填されるがシリコ
ン基板１１と半導体チップ６との間に形成されるパッド
８のすきま１６には充填されず、そのため半導体チップ
上面側への放熱性が改善されないという問題点があっ
た。
【０００７】特に半導体チップの発熱量が大きくなり、
ヒートシンクに風を送る強制空冷をするようになると、
放熱経路は半導体チップ上面からバンプを通りキャップ
を伝わってヒートシンクから放熱される割合が大部分と
なるため、ゲルを充填してもパッドのすきまが依然とし
て埋まらないことから半導体チップ上面側からの発熱効
率はほとんど変化がなく、従って強制空冷を行っても放
熱性はほとんど改善されないという結果を招いていた。
ヒートシンクに風を送る強制空冷をするようになると、
放熱経路は半導体チップ上面からバンプを通りキャップ
を伝わってヒートシンクから放熱される割合が大部分と
なるため、ゲルを充填してもパッドのすきまが依然とし
て埋まらないことから半導体チップ上面側からの発熱効
率はほとんど変化がなく、従って強制空冷を行っても放
熱性はほとんど改善されないという結果を招いていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体チップを基板凹部に収納しキャップ封止したパッ
ケージの上面にヒートシンクを備え、下面にはリードピ
ンを植立したピングリッドアレイ構造において、前記基
板凹部内に非導電性液体を充填した構造を有する。ま
た、基板凹部内に生ずる非導電性液体の熱対流を円滑に
行うために、キャップの凹部内面側に熱対流の流路を形
成しやすいように円錐状の凸部を設けている。
半導体チップを基板凹部に収納しキャップ封止したパッ
ケージの上面にヒートシンクを備え、下面にはリードピ
ンを植立したピングリッドアレイ構造において、前記基
板凹部内に非導電性液体を充填した構造を有する。ま
た、基板凹部内に生ずる非導電性液体の熱対流を円滑に
行うために、キャップの凹部内面側に熱対流の流路を形
成しやすいように円錐状の凸部を設けている。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施例を示す
図で、それぞれ正面断面図および部分拡大断面図であ
る。本実施例に用いるマルチチップモジュール構造のパ
ッケージは、従来の技術で説明したのと同一構造である
ので、詳しい説明は省略する。
る。図１（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施例を示す
図で、それぞれ正面断面図および部分拡大断面図であ
る。本実施例に用いるマルチチップモジュール構造のパ
ッケージは、従来の技術で説明したのと同一構造である
ので、詳しい説明は省略する。
【００１０】本実施例においては、基板１０に設けられ
た凹部１４内には非導電性液体１７が充填されている。
この非導電性液体としては、例えばフロリナート（商品
名）がある。この非導電性液体はシリコンゲルと違い粘
度が非常に低いため、図１（ｂ）に示すようにバンプ８
のすきまにも容易に入り込むことができる。また、１５
０℃程度の温度にも耐え得る。そのため、半導体チップ
６で発生した熱を確実にキャップ９に伝えることができ
るので、放熱性が向上する。
た凹部１４内には非導電性液体１７が充填されている。
この非導電性液体としては、例えばフロリナート（商品
名）がある。この非導電性液体はシリコンゲルと違い粘
度が非常に低いため、図１（ｂ）に示すようにバンプ８
のすきまにも容易に入り込むことができる。また、１５
０℃程度の温度にも耐え得る。そのため、半導体チップ
６で発生した熱を確実にキャップ９に伝えることができ
るので、放熱性が向上する。
【００１１】また、充填物質が液体であるため、熱の伝
わり方として熱伝導以外にも熱対流２１により熱がキャ
ップに伝わるため、放熱効果がさらに大きくなる。本実
施例によれば、従来のシリコンゲルを充填していた場合
と熱抵抗を比較して、１．２〜１．４倍の熱放散効果が
得られる。
わり方として熱伝導以外にも熱対流２１により熱がキャ
ップに伝わるため、放熱効果がさらに大きくなる。本実
施例によれば、従来のシリコンゲルを充填していた場合
と熱抵抗を比較して、１．２〜１．４倍の熱放散効果が
得られる。
【００１２】図２（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施
例を示す図で、それぞれ正面断面図および部分拡大断面
図である。本実施例ではフェースアップタイプのピング
リッドアレイ構造を例にとって説明する。
例を示す図で、それぞれ正面断面図および部分拡大断面
図である。本実施例ではフェースアップタイプのピング
リッドアレイ構造を例にとって説明する。
【００１３】すなわち図２（ａ）において、基板１０の
下面には複数本のリードピン５が所定の間隔をおいて植
立されている。この基板１０は、例えばアルミナのよう
なセラミック材で構成され、上面には凹部１４が形成さ
れている。この凹部１４はキャップ９によって封止され
る。このキャップ９はニッケルのような導電材からな
り、電気溶接法を用いて基板１０上に設置されている金
属リング２０と接合されている。
下面には複数本のリードピン５が所定の間隔をおいて植
立されている。この基板１０は、例えばアルミナのよう
なセラミック材で構成され、上面には凹部１４が形成さ
れている。この凹部１４はキャップ９によって封止され
る。このキャップ９はニッケルのような導電材からな
り、電気溶接法を用いて基板１０上に設置されている金
属リング２０と接合されている。
【００１４】基板１０の凹部１４内には、半導体チップ
６が銀ペースト１９を用いて凹部１４の底面に固着され
ている。また、半導体チップ６はワイヤー１８により基
板１０の配線１５に接続され、この配線１５の下端部は
リードピン５に接続されている。半導体チップ６が封入
された凹部１４内の残りの空間領域には、第１の実施例
と同じ非導電性液体１７が充填されている。また、キャ
ップ９の凹部内面側に略円錐状の凸部を設けている。
６が銀ペースト１９を用いて凹部１４の底面に固着され
ている。また、半導体チップ６はワイヤー１８により基
板１０の配線１５に接続され、この配線１５の下端部は
リードピン５に接続されている。半導体チップ６が封入
された凹部１４内の残りの空間領域には、第１の実施例
と同じ非導電性液体１７が充填されている。また、キャ
ップ９の凹部内面側に略円錐状の凸部を設けている。
【００１５】このため、半導体チップ６から発生した熱
は、図２（ｂ）に示すように熱伝導および熱対流により
キャップ９に伝わるが、このうちの熱対流２１は凸部面
に沿って流路が形成されるので流れやすくなり、熱伝導
が円滑に行われるので半導体チップ６がキャップ９と直
に触れているのに匹敵する放熱性を有する。この際、円
錐面を凹曲面状とすればさらに好ましい。
は、図２（ｂ）に示すように熱伝導および熱対流により
キャップ９に伝わるが、このうちの熱対流２１は凸部面
に沿って流路が形成されるので流れやすくなり、熱伝導
が円滑に行われるので半導体チップ６がキャップ９と直
に触れているのに匹敵する放熱性を有する。この際、円
錐面を凹曲面状とすればさらに好ましい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、下面に複
数本のリードピンを植立した基板上面に凹部を設けてキ
ャップで封止し、そのキャップの外側にヒートシンクを
接着したパッケージにおいて、半導体チップを収納した
基板凹部内に粘性の小さい非導電性液体を充填したの
で、半導体チップの発熱によりこの液体に熱対流が生じ
てキャップ側への放熱性がさらに高まり、パッケージの
熱抵抗が低減されるという効果を有する。
数本のリードピンを植立した基板上面に凹部を設けてキ
ャップで封止し、そのキャップの外側にヒートシンクを
接着したパッケージにおいて、半導体チップを収納した
基板凹部内に粘性の小さい非導電性液体を充填したの
で、半導体チップの発熱によりこの液体に熱対流が生じ
てキャップ側への放熱性がさらに高まり、パッケージの
熱抵抗が低減されるという効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図で、同図（ａ）
は正面断面図、同図（ｂ）は部分拡大断面図である。
は正面断面図、同図（ｂ）は部分拡大断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図で、同図（ａ）
は正面断面図、同図（ｂ）は部分拡大断面図である。
は正面断面図、同図（ｂ）は部分拡大断面図である。
【図３】従来の半導体装置を示す図で、同図（ａ）は正
面断面図、同図（ｂ）は部分拡大断面図である。
面断面図、同図（ｂ）は部分拡大断面図である。
１ ヒートシンク ２ 接着材 ３ 基板 ５ リードピン ６ 半導体チップ ８ バンプ ９ キャップ １０ 基板 １１ シリコン基板 １３ ゲル １４ 凹部 １５ 配線 １６ すきま １７ 非導電性液体 １８ ワイヤー １９ 銀ペースト ２０ 金属リング ２１ 熱対流
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体チップを基板凹部に収納しキャッ
プ封止したパッケージの上面にヒートシンクを備え、下
面にはリードピンを植立したピングリッドアレイ構造の
半導体装置において、前記基板凹部内に非導電性液体を
充填したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記凹部を封止するキャップの内面側に
略円錐状の凸部を設け、半導体チップの発熱による非導
電性液体の熱対流の流路を形成した請求項１記載の半導
体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9474093A JPH06310635A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9474093A JPH06310635A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310635A true JPH06310635A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14118519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9474093A Pending JPH06310635A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06310635A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012028532A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Fujitsu Ltd | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04360559A (ja) * | 1991-06-06 | 1992-12-14 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
-
1993
- 1993-04-22 JP JP9474093A patent/JPH06310635A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04360559A (ja) * | 1991-06-06 | 1992-12-14 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012028532A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Fujitsu Ltd | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960625 |