JPH09199647A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH09199647A JPH09199647A JP484696A JP484696A JPH09199647A JP H09199647 A JPH09199647 A JP H09199647A JP 484696 A JP484696 A JP 484696A JP 484696 A JP484696 A JP 484696A JP H09199647 A JPH09199647 A JP H09199647A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- package
- heat radiation
- radiation fin
- semiconductor device
- fin
- Prior art date
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- Pending
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プリント基板に実装されるパッケージへの放
熱フィンの取り付けに、従来はパッケージに溶接したボ
ルトによる締結，またはパッケージと放熱フィンを接着
剤で接着しているが、何れも接合強度に懸念があり、信
頼性が低かった。また冷却効果を高める際は放熱フィン
の高さを高くするので、半導体装置全体の専有面積が大
きくなる問題があった。 【解決手段】 放熱フィン４０の水平方向の寸法を、パ
ッケージ２０の外形寸法より大きく設定してパッケージ
に載せ、パッケージから放熱フィンが張り出した部分で
これとプリント３０基板をボルト等で締結することによ
り、間に挟まれたパッケージに放熱フィンを密着させ
る。水平方向への延長により占有体積を増さずに冷却効
果が高められる。
熱フィンの取り付けに、従来はパッケージに溶接したボ
ルトによる締結，またはパッケージと放熱フィンを接着
剤で接着しているが、何れも接合強度に懸念があり、信
頼性が低かった。また冷却効果を高める際は放熱フィン
の高さを高くするので、半導体装置全体の専有面積が大
きくなる問題があった。 【解決手段】 放熱フィン４０の水平方向の寸法を、パ
ッケージ２０の外形寸法より大きく設定してパッケージ
に載せ、パッケージから放熱フィンが張り出した部分で
これとプリント３０基板をボルト等で締結することによ
り、間に挟まれたパッケージに放熱フィンを密着させ
る。水平方向への延長により占有体積を増さずに冷却効
果が高められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを搭
載するパッケージおよび空冷のためにパッケージに取り
付けられる放熱フィンの、プリント基板への実装方法お
よび構造に関するものである。
載するパッケージおよび空冷のためにパッケージに取り
付けられる放熱フィンの、プリント基板への実装方法お
よび構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の高速化・小型高密度化の要望
に応えるべく半導体チップの高速化・高集積化が進み、
半導体チップの消費電力が増加した結果、半導体チップ
からの発熱量も増加している。そこで半導体チップを搭
載するパッケージの冷却を図るため、フィン状の放熱体
を取り付けることが多い。その取り付け手段には、パッ
ケージの蓋にボルトを上向きに接合し、放熱フィンの底
面に設けた取り付け孔に通してナットで締結したり、接
着剤で放熱フィンとパッケージを接着するなどの手段が
従来行なわれている。なお、フィンの放熱が不充分な場
合はフィンの高さを高くして、フィン１枚当たりの放熱
面積を大きくすることで対処していた。
に応えるべく半導体チップの高速化・高集積化が進み、
半導体チップの消費電力が増加した結果、半導体チップ
からの発熱量も増加している。そこで半導体チップを搭
載するパッケージの冷却を図るため、フィン状の放熱体
を取り付けることが多い。その取り付け手段には、パッ
ケージの蓋にボルトを上向きに接合し、放熱フィンの底
面に設けた取り付け孔に通してナットで締結したり、接
着剤で放熱フィンとパッケージを接着するなどの手段が
従来行なわれている。なお、フィンの放熱が不充分な場
合はフィンの高さを高くして、フィン１枚当たりの放熱
面積を大きくすることで対処していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のボルトによる締
結の場合は、予めパッケージ側にボルトをろう付けする
などの工程を要するため作業効率とコストに影響する
上、ろう付け部が破壊して放熱フィンが取れてしまうこ
とがある。また接着剤による接合では、放熱フィン取り
付け後に行なわれる熱衝撃試験や温度サイクル試験など
の熱疲労試験により接着剤の劣化が生じ、放熱フィン接
着部が破断することがあるなど、従来の取り付け手段に
は、製品の信頼性に問題が生じることが多かった。
結の場合は、予めパッケージ側にボルトをろう付けする
などの工程を要するため作業効率とコストに影響する
上、ろう付け部が破壊して放熱フィンが取れてしまうこ
とがある。また接着剤による接合では、放熱フィン取り
付け後に行なわれる熱衝撃試験や温度サイクル試験など
の熱疲労試験により接着剤の劣化が生じ、放熱フィン接
着部が破断することがあるなど、従来の取り付け手段に
は、製品の信頼性に問題が生じることが多かった。
【０００４】また、放熱のためにフィンの高さを高くし
ても、放熱量はある一定の値に収斂してゆき、それ以上
はフィンを高くしても放熱性は向上しない。一方、フィ
ンの高さを高くするにつれて、半導体装置全体の大きさ
（機器に装備する場合の占有体積）が垂直方向に増加し
てゆき、小型化の要請に反することになる。
ても、放熱量はある一定の値に収斂してゆき、それ以上
はフィンを高くしても放熱性は向上しない。一方、フィ
ンの高さを高くするにつれて、半導体装置全体の大きさ
（機器に装備する場合の占有体積）が垂直方向に増加し
てゆき、小型化の要請に反することになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一般にパッケージは、そ
れ自身の面積より大きなプリント基板等の基板に実装し
て用いられる。そこで、放熱フィンをパッケージに取り
付ける代わりに、放熱フィンの水平方向の寸法をパッケ
ージの外形寸法より大きく設定してパッケージに載せ、
パッケージから放熱フィンが張り出した部分でこれとプ
リント基板とを締結することにより、間に挟まれたパッ
ケージに放熱フィンを密着させるよう改良した。
れ自身の面積より大きなプリント基板等の基板に実装し
て用いられる。そこで、放熱フィンをパッケージに取り
付ける代わりに、放熱フィンの水平方向の寸法をパッケ
ージの外形寸法より大きく設定してパッケージに載せ、
パッケージから放熱フィンが張り出した部分でこれとプ
リント基板とを締結することにより、間に挟まれたパッ
ケージに放熱フィンを密着させるよう改良した。
【０００６】
（実施例１） 図１において２０はパッケージ，２１は
その蓋で、その内部に半導体チップ１０が封入されてい
る。このパッケージはプリント基板３０に実装され、コ
ンタクト材２２がそれぞれの電極を接続している。な
お、図示の例ではソケット３２および撓み防止のバック
アタッチ３１を設けてあるが、設計次第で省略される場
合もある。
その蓋で、その内部に半導体チップ１０が封入されてい
る。このパッケージはプリント基板３０に実装され、コ
ンタクト材２２がそれぞれの電極を接続している。な
お、図示の例ではソケット３２および撓み防止のバック
アタッチ３１を設けてあるが、設計次第で省略される場
合もある。
【０００７】図示のようなキャビティアップ構造におい
ては、半導体チップ１０からの熱はパッケージ２０から
蓋２１を通して放熱フィン４０に伝わるため、パッケー
ジと蓋の熱伝導率が放熱性に大きく影響する。従ってこ
れらの材質には、熱伝導率の大きい窒化アルミニウムを
用いることが望ましい。
ては、半導体チップ１０からの熱はパッケージ２０から
蓋２１を通して放熱フィン４０に伝わるため、パッケー
ジと蓋の熱伝導率が放熱性に大きく影響する。従ってこ
れらの材質には、熱伝導率の大きい窒化アルミニウムを
用いることが望ましい。
【０００８】放熱フィン４０は水平方向に延長され、そ
の延長部分はパッケージの両端から庇のように張り出し
ている。そしてこの部分で、放熱フィン４０はプリント
基板３０にボルト５０とナット５１で締結されている。
その際、締め過ぎや不均一な締め付けを避ける必要があ
るが、例えば図示のように所定の長さのカラー５２をボ
ルトに被せるかスペーサーを挟めば、過不足のない均等
な締結を容易に行なうことができる。また、バネ座金の
ような弾性体を介在させることも効果がある。なおこの
実施例の場合、ナット５１の代わりに、バックアタッチ
３１に雌ネジを設ける構造とすることも可能である。
の延長部分はパッケージの両端から庇のように張り出し
ている。そしてこの部分で、放熱フィン４０はプリント
基板３０にボルト５０とナット５１で締結されている。
その際、締め過ぎや不均一な締め付けを避ける必要があ
るが、例えば図示のように所定の長さのカラー５２をボ
ルトに被せるかスペーサーを挟めば、過不足のない均等
な締結を容易に行なうことができる。また、バネ座金の
ような弾性体を介在させることも効果がある。なおこの
実施例の場合、ナット５１の代わりに、バックアタッチ
３１に雌ネジを設ける構造とすることも可能である。
【０００９】この構成によれば放熱フィンが水平方向に
延びて放熱面積を増す結果、半導体装置全体の高さを変
えずに放熱性を向上させることができる。さらに放熱フ
ィン４０と蓋２１との接触面に熱伝導性向上のためのサ
ーマルグリース等を介在させると、熱伝導の効果が大き
くなる。なおパッケージの周囲のプリント基板上には様
々な電子部品類１１，１２…が装着されているが、これ
らの部品はその高さがパッケージよりも低いので、放熱
フィンを水平方向に延長しても支障はない。
延びて放熱面積を増す結果、半導体装置全体の高さを変
えずに放熱性を向上させることができる。さらに放熱フ
ィン４０と蓋２１との接触面に熱伝導性向上のためのサ
ーマルグリース等を介在させると、熱伝導の効果が大き
くなる。なおパッケージの周囲のプリント基板上には様
々な電子部品類１１，１２…が装着されているが、これ
らの部品はその高さがパッケージよりも低いので、放熱
フィンを水平方向に延長しても支障はない。
【００１０】（実施例２） 図２はいわゆるキャビティ
ダウン方式に構成した半導体装置の例を示したもので、
配線回路などの図示は省略してある。この方式において
は、半導体チップ１０からの熱はパッケージ２０から直
接に放熱フィン４０に伝わるため、特にパッケージ２０
の材質には熱伝導率の大きい窒化アルミニウムを用いる
ことが望ましい。放熱フィンの材質には一般にアルミニ
ウムおよびその合金が用いられる。ボルト締めによる締
結の要領は実施例１の場合と同様である。
ダウン方式に構成した半導体装置の例を示したもので、
配線回路などの図示は省略してある。この方式において
は、半導体チップ１０からの熱はパッケージ２０から直
接に放熱フィン４０に伝わるため、特にパッケージ２０
の材質には熱伝導率の大きい窒化アルミニウムを用いる
ことが望ましい。放熱フィンの材質には一般にアルミニ
ウムおよびその合金が用いられる。ボルト締めによる締
結の要領は実施例１の場合と同様である。
【００１１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば半
導体装置への放熱フィンの取り付けが従来の半田付けや
接着剤による接合よりも確実に、且つ容易になされる。
しかも高さ方向の占有体積を増さずに冷却性能を高めら
れるので、小型で信頼性の高い半導体装置を得ることが
できる。
導体装置への放熱フィンの取り付けが従来の半田付けや
接着剤による接合よりも確実に、且つ容易になされる。
しかも高さ方向の占有体積を増さずに冷却性能を高めら
れるので、小型で信頼性の高い半導体装置を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例２に係る半導体装置の断面図で
ある。
ある。
１０ 半導体チップ ２０ パッケージ，２１ 蓋，２２ コンタクト材 ３０ プリント基板 ４０ 放熱フィン ５０ ボルト，５１ ナット，５２ カラー
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体チップを搭載するパッケージと、
このパッケージを実装する基板と、パッケージの上面に
取り付けられる放熱体を有する半導体装置において、放
熱体の水平方向の寸法がパッケージの外形寸法より大き
く設定され、そのパッケージの両端から張り出した部分
で基板と放熱体とが結合され、基板と放熱体との間にパ
ッケージを挟み込むことによりパッケージと放熱体が密
着されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 基板と放熱体との結合が機械的結合手段
による、請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 基板と放熱体との結合がボルト，ナット
による、請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項４】 パッケージが熱伝導率の大きい窒化アル
ミニウムで構成された、請求項１に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP484696A JPH09199647A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP484696A JPH09199647A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199647A true JPH09199647A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11595055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP484696A Pending JPH09199647A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199647A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100413587B1 (ko) * | 2001-05-03 | 2003-12-31 | 주식회사 쏘타 테크놀로지 | 압력을 가하여 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 부착시키는 압착 장치 |
| US7019395B2 (en) | 2003-03-26 | 2006-03-28 | Denso Corporation | Double-sided cooling type semiconductor module |
| JP2007306671A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Denso Corp | 車両用のモータ駆動装置 |
| JP2008227025A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nec Corp | ヒートシンクの支持構造及び該構造を備えた電子部品冷却装置 |
| JP2014112583A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Toyota Motor Corp | 冷却器付き半導体モジュール |
| JP2020078951A (ja) * | 2018-11-12 | 2020-05-28 | トヨタ自動車株式会社 | 制御ユニット |
| WO2025147001A1 (ko) * | 2024-01-05 | 2025-07-10 | 삼성전자주식회사 | 냉장고 |
-
1996
- 1996-01-16 JP JP484696A patent/JPH09199647A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100413587B1 (ko) * | 2001-05-03 | 2003-12-31 | 주식회사 쏘타 테크놀로지 | 압력을 가하여 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 부착시키는 압착 장치 |
| US7019395B2 (en) | 2003-03-26 | 2006-03-28 | Denso Corporation | Double-sided cooling type semiconductor module |
| JP2007306671A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Denso Corp | 車両用のモータ駆動装置 |
| JP2008227025A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nec Corp | ヒートシンクの支持構造及び該構造を備えた電子部品冷却装置 |
| JP2014112583A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Toyota Motor Corp | 冷却器付き半導体モジュール |
| JP2020078951A (ja) * | 2018-11-12 | 2020-05-28 | トヨタ自動車株式会社 | 制御ユニット |
| WO2025147001A1 (ko) * | 2024-01-05 | 2025-07-10 | 삼성전자주식회사 | 냉장고 |
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