JPH11145352A - ヒートスプレッダー - Google Patents
ヒートスプレッダーInfo
- Publication number
- JPH11145352A JPH11145352A JP9302039A JP30203997A JPH11145352A JP H11145352 A JPH11145352 A JP H11145352A JP 9302039 A JP9302039 A JP 9302039A JP 30203997 A JP30203997 A JP 30203997A JP H11145352 A JPH11145352 A JP H11145352A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- heat
- plate
- thermal conductivity
- heat spreader
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
-
- 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
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い冷却能力を有し、表面に電気絶縁性、耐
熱・耐熱疲労性、耐溶剤性等に優れた特性を有する絶縁
層を安価に形成したヒートスプレッダーを提供する 【解決手段】 本発明では、銅または銅を主成分とする
合金からなる板の少なくとも放熱面に化学処理による粗
化面を形成している。さらには、前記粗化面をＣｕＯか
ら構成することにより、黒色としている。
熱・耐熱疲労性、耐溶剤性等に優れた特性を有する絶縁
層を安価に形成したヒートスプレッダーを提供する 【解決手段】 本発明では、銅または銅を主成分とする
合金からなる板の少なくとも放熱面に化学処理による粗
化面を形成している。さらには、前記粗化面をＣｕＯか
ら構成することにより、黒色としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置におい
て半導体素子からの熱を大気中に放散するための放熱部
材としてのヒートスプレッダーに関する。
て半導体素子からの熱を大気中に放散するための放熱部
材としてのヒートスプレッダーに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体素子を実装した半導体
装置において、高速で動作する半導体素子は、大きな発
熱量の熱を発生するため、発生した熱を効率よく逃がす
ために放熱部材としてヒートスプレッダーが使用されて
いる。
装置において、高速で動作する半導体素子は、大きな発
熱量の熱を発生するため、発生した熱を効率よく逃がす
ために放熱部材としてヒートスプレッダーが使用されて
いる。
【０００３】従来のヒートスプレッダーには、アルミニ
ウム材が一般的に使用されており、アルミニウム材を板
状のまま単独で使用したり、板状のアルミニウム材の上
に更に熱放散能力を向上させるため、フィン状に加工し
たアルミニウム材を熱伝導の良好な接着剤により接着し
て使用されている。
ウム材が一般的に使用されており、アルミニウム材を板
状のまま単独で使用したり、板状のアルミニウム材の上
に更に熱放散能力を向上させるため、フィン状に加工し
たアルミニウム材を熱伝導の良好な接着剤により接着し
て使用されている。
【０００４】また、これらのヒートスプレッダーに用い
られるアルミニウム材の表面には、電気的に絶縁し、耐
熱・耐熱疲労特性などの安全性を確保するために、アル
マイト処理により絶縁層が形成されている。この絶縁層
を形成させる際には、ヒートスプレッダーに、高い熱輻
射能を与えながら高級感を持たせるために、黒色に着色
されたアルマイトが好まれ、汎用されている。
られるアルミニウム材の表面には、電気的に絶縁し、耐
熱・耐熱疲労特性などの安全性を確保するために、アル
マイト処理により絶縁層が形成されている。この絶縁層
を形成させる際には、ヒートスプレッダーに、高い熱輻
射能を与えながら高級感を持たせるために、黒色に着色
されたアルマイトが好まれ、汎用されている。
【０００５】しかしながら、最近の半導体装置のさらな
る高速化、高出力化に伴い、アルミニウム材からなるヒ
ートスプレッダーの熱放散能力では、十分ではなくなっ
てきた。
る高速化、高出力化に伴い、アルミニウム材からなるヒ
ートスプレッダーの熱放散能力では、十分ではなくなっ
てきた。
【０００６】この熱放散能力を向上させるためには、ア
ルミニウム材に比較して、大幅に高い熱輻射能力（冷却
能力）を有する銅または銅を主成分とする合金材のヒー
トスプレッダーを使用することが効果的であるが、銅ま
たは銅を主成分とする材料（以後、銅系材料と略す）は
表面が変色しやすく、素地のままでは使用できなかっ
た。
ルミニウム材に比較して、大幅に高い熱輻射能力（冷却
能力）を有する銅または銅を主成分とする合金材のヒー
トスプレッダーを使用することが効果的であるが、銅ま
たは銅を主成分とする材料（以後、銅系材料と略す）は
表面が変色しやすく、素地のままでは使用できなかっ
た。
【０００７】銅系材料の表面酸化を防止するためには、
表面にＮｉメッキ等のメッキ処理することが考えられ
る。しかし、メッキ処理では電子デバイスのパッケージ
カラーとして好まれる黒色を呈する表面処理は困難であ
った。また、パッケージ内に樹脂を注入し、パッケージ
ングする場合に、Ｎｉメッキ面は樹脂との密着が悪く、
ボイドの発生等の問題が生じていた。
表面にＮｉメッキ等のメッキ処理することが考えられ
る。しかし、メッキ処理では電子デバイスのパッケージ
カラーとして好まれる黒色を呈する表面処理は困難であ
った。また、パッケージ内に樹脂を注入し、パッケージ
ングする場合に、Ｎｉメッキ面は樹脂との密着が悪く、
ボイドの発生等の問題が生じていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い冷却能
力を有する銅系材料のヒートスプレッダーにおいて、表
面が黒色に処理され、かつ、パッケージ用樹脂との密着
性にも優れたヒートスプレッダーを提供することを目的
とする。
力を有する銅系材料のヒートスプレッダーにおいて、表
面が黒色に処理され、かつ、パッケージ用樹脂との密着
性にも優れたヒートスプレッダーを提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のヒートスプレッ
ダーでは、銅または銅を主成分とする合金からなる板の
少なくとも放熱面に化学処理による粗化面を形成してい
る。さらには、前記粗化面をＣｕＯから構成することに
より、黒色としている。
ダーでは、銅または銅を主成分とする合金からなる板の
少なくとも放熱面に化学処理による粗化面を形成してい
る。さらには、前記粗化面をＣｕＯから構成することに
より、黒色としている。
【００１０】
【本発明の実施の形態】本発明による半導体装置用のヒ
ートスプレッダーとして使用される銅または銅合金の板
厚は、取り付けられる半導体装置の熱放散設計により決
定されるが、通常、０．３ｍｍから１．５ｍｍ程度であ
る。
ートスプレッダーとして使用される銅または銅合金の板
厚は、取り付けられる半導体装置の熱放散設計により決
定されるが、通常、０．３ｍｍから１．５ｍｍ程度であ
る。
【００１１】銅の熱伝導率は、約４００Ｗ／ｍ・Ｋであ
り、アルミニウムの約２倍の熱伝導率を有しているた
め、従来のアルミニウム製のヒートスプレッダーに比べ
て、大幅に熱放散能力を向上させることができる。
り、アルミニウムの約２倍の熱伝導率を有しているた
め、従来のアルミニウム製のヒートスプレッダーに比べ
て、大幅に熱放散能力を向上させることができる。
【００１２】銅または銅合金の放熱面に形成される粗化
面は、熱輻射能を高めるために黒色がよい。本発明では
アルカリ処理により上記粗化面をＣｕＯとすることで、
簡単に黒色化することができる。また、粗化処理が化学
処理によって行われるため、放熱面以外の面に対しても
同時に粗化処理を施すことができる。そのため、放熱面
以外の主平面をも粗化処理した場合には、パッケージ内
に樹脂を注入し、パッケージングする際に、パッケージ
封止用樹脂との密着性を向上させることができる。
面は、熱輻射能を高めるために黒色がよい。本発明では
アルカリ処理により上記粗化面をＣｕＯとすることで、
簡単に黒色化することができる。また、粗化処理が化学
処理によって行われるため、放熱面以外の面に対しても
同時に粗化処理を施すことができる。そのため、放熱面
以外の主平面をも粗化処理した場合には、パッケージ内
に樹脂を注入し、パッケージングする際に、パッケージ
封止用樹脂との密着性を向上させることができる。
【００１３】半導体素子とヒートスプレッダーとの接合
には、熱抵抗の低減のために、熱伝導性の良好なＡｌＮ
等の微粒子を含有した高熱伝導性接着剤か、錫、銅合金
等の金属ソルダーを用いる。本発明のヒートスプレッダ
ーは、上記接着剤や金属ソルダーとの接合性に優れるた
め、接合部分でも良好な熱伝導性を得ることかできる。
には、熱抵抗の低減のために、熱伝導性の良好なＡｌＮ
等の微粒子を含有した高熱伝導性接着剤か、錫、銅合金
等の金属ソルダーを用いる。本発明のヒートスプレッダ
ーは、上記接着剤や金属ソルダーとの接合性に優れるた
め、接合部分でも良好な熱伝導性を得ることかできる。
【００１４】
【実施例】図面をもとに本発明の実施例を詳細に説明す
る。図１は、本発明による板状のヒートスプレッダー１
を有する半導体装置２の断面図の一例である。
る。図１は、本発明による板状のヒートスプレッダー１
を有する半導体装置２の断面図の一例である。
【００１５】ヒートスプレッダー１は、銅材の板３と該
板の主平面に形成された粗化面４とから構成されてい
る。板３の放熱面と対向する面には、配線層が設けられ
たプラスチック基板５およびこのプラスチック基板５の
内部に収納された半導体素子６がＡｌＮ微粒子を含有さ
せた高熱伝導タイプの高分子熱可塑性の接着剤７によっ
て接着され、それらと一体化している。
板の主平面に形成された粗化面４とから構成されてい
る。板３の放熱面と対向する面には、配線層が設けられ
たプラスチック基板５およびこのプラスチック基板５の
内部に収納された半導体素子６がＡｌＮ微粒子を含有さ
せた高熱伝導タイプの高分子熱可塑性の接着剤７によっ
て接着され、それらと一体化している。
【００１６】なお、半導体素子６は、ボンディングワイ
ヤ８によってプラスチック基板５の一端に電気的に接続
されており、さらにプラスチック基板５内の配線層を介
して半田ボール９と電気的に接続されている。また、半
導体素子６のボンディングワイヤ８結線面およびボンデ
ィングワイヤ８は、保護のため樹脂１０により覆われて
いる。
ヤ８によってプラスチック基板５の一端に電気的に接続
されており、さらにプラスチック基板５内の配線層を介
して半田ボール９と電気的に接続されている。また、半
導体素子６のボンディングワイヤ８結線面およびボンデ
ィングワイヤ８は、保護のため樹脂１０により覆われて
いる。
【００１７】本実施例では板３に、厚さ１ｍｍの銅板を
用いた。
用いた。
【００１８】まず、該銅板の表面を、ＬＳＩチップ６に
対する面接触を良好な状態とするために、湿式バフ研磨
法により清浄化した。次に、亜塩素酸ナトリウム３１ｇ
／リットル、水酸化ナトリウム１５ｇ／リットル、リン
酸三ナトリウム１０ｇ／リットルからなるアルカリ性の
処理液に９５℃で２分間浸せきし、表面を粗化すると共
に、ＣｕＯからなる黒色の粗化面を形成した。最後に、
打ち抜き加工によって、外形寸法として、３０ｍｍ角の
正方形の板状のヒートスプレッダー１を作成した。
対する面接触を良好な状態とするために、湿式バフ研磨
法により清浄化した。次に、亜塩素酸ナトリウム３１ｇ
／リットル、水酸化ナトリウム１５ｇ／リットル、リン
酸三ナトリウム１０ｇ／リットルからなるアルカリ性の
処理液に９５℃で２分間浸せきし、表面を粗化すると共
に、ＣｕＯからなる黒色の粗化面を形成した。最後に、
打ち抜き加工によって、外形寸法として、３０ｍｍ角の
正方形の板状のヒートスプレッダー１を作成した。
【００１９】以上のように作製した本発明によるヒート
スプレッダー１を使用した半導体装置２は、良好な放熱
特性が得られた。
スプレッダー１を使用した半導体装置２は、良好な放熱
特性が得られた。
【００２０】
【発明の効果】本発明によるヒートスプレッダーを用い
れぱ、銅または銅を主成分とする合金の優れた熱輻射能
力によって、熱放散性の極めて優れた半導体装置を製造
することができる。さらに、銅または銅を主成分とする
合金の板の放熱面に化学処理によりＣｕＯからなる粗化
面を形成することにより、黒色系のヒートスプレッダー
を安価に提供することができる。
れぱ、銅または銅を主成分とする合金の優れた熱輻射能
力によって、熱放散性の極めて優れた半導体装置を製造
することができる。さらに、銅または銅を主成分とする
合金の板の放熱面に化学処理によりＣｕＯからなる粗化
面を形成することにより、黒色系のヒートスプレッダー
を安価に提供することができる。
【図１】本発明のヒートスプレッダーを用いた半導体装
置の断面図の一例である。
置の断面図の一例である。
１ ヒートスプレッダー ２ 半導体装置 ３ 板 ４ 粗化面 ５ プラスチック基板 ６ 半導体素子 ７ 接着剤 ８ ボンディングワイヤ ９ 半田ボール １０ 樹脂
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体装置用のヒートスプレッダーであ
って、銅または銅を主成分とする合金からなる板の少な
くとも放熱面に化学処理による粗化面が形成されている
ことを特徴とするヒートスプレッダー。 - 【請求項２】 前記粗化面が黒色のＣｕＯからなること
を特徴とする請求項１記載のヒートスプレッダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9302039A JPH11145352A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | ヒートスプレッダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9302039A JPH11145352A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | ヒートスプレッダー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145352A true JPH11145352A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17904180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9302039A Pending JPH11145352A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | ヒートスプレッダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11145352A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7524702B2 (en) | 2003-04-16 | 2009-04-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Conductor substrate, semiconductor device and production method thereof |
| JP2009239249A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-10-15 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2010098286A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 印刷回路基板及びその製造方法 |
| EP1592059A3 (en) * | 2004-04-29 | 2011-01-26 | LG Electronics, Inc. | Heat sink and method for processing surfaces thereof |
| JP2022053206A (ja) * | 2020-09-24 | 2022-04-05 | 長崎県 | 銅材料製の放熱部材およびその製造方法 |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP9302039A patent/JPH11145352A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7524702B2 (en) | 2003-04-16 | 2009-04-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Conductor substrate, semiconductor device and production method thereof |
| KR101089201B1 (ko) | 2003-04-16 | 2011-12-02 | 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 | 도체 기재, 반도체 장치 및 이들의 제조 방법 |
| EP1592059A3 (en) * | 2004-04-29 | 2011-01-26 | LG Electronics, Inc. | Heat sink and method for processing surfaces thereof |
| JP2009239249A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-10-15 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US7932132B2 (en) | 2008-03-07 | 2011-04-26 | Denso Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US8008768B2 (en) | 2008-03-07 | 2011-08-30 | Denso Corporation | Semiconductor device having heat radiating configuration |
| JP2010098286A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 印刷回路基板及びその製造方法 |
| JP2022053206A (ja) * | 2020-09-24 | 2022-04-05 | 長崎県 | 銅材料製の放熱部材およびその製造方法 |
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