JPS58200560A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS58200560A JPS58200560A JP57085191A JP8519182A JPS58200560A JP S58200560 A JPS58200560 A JP S58200560A JP 57085191 A JP57085191 A JP 57085191A JP 8519182 A JP8519182 A JP 8519182A JP S58200560 A JPS58200560 A JP S58200560A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- semiconductor element
- heat transfer
- semiconductor device
- wire group
- 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
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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
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/22—Arrangements for cooling characterised by their shape, e.g. having conical or cylindrical projections
- H10W40/226—Arrangements for cooling characterised by their shape, e.g. having conical or cylindrical projections characterised by projecting parts, e.g. fins to increase surface area
- H10W40/228—Arrangements for cooling characterised by their shape, e.g. having conical or cylindrical projections characterised by projecting parts, e.g. fins to increase surface area the projecting parts being wire-shaped or pin-shaped
-
- 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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/072—Connecting or disconnecting of bump connectors
- H10W72/07251—Connecting or disconnecting of bump connectors characterised by changes in properties of the bump connectors during connecting
-
- 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
- H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
-
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- 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
- Wire Bonding (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はフェイスダウンポンディングされ九半尋体系
子を有する半導体装置に関するものである。
子を有する半導体装置に関するものである。
従来この檜の装置として例えばよりＭ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ、ｄｅｖｅｌｏｐｍｅ
ｎｔＩＩｖｏＬ ２６・Ｎｏ１ΦＪｔ＝ｖ、ｕ、５ｒｙ
１９８２の４７ＪＭで示されているものがある。このも
のの概略を第１図にボす。図において、【１）は基板、
（２）バー主面Ｖｃａｆｆ＆）４ｍ、（２ａ） ’Ｅ有
し、コノ電極（ム）を基板１１１／Ｃ７エイスダウンボ
ンデイングして固定され九半導体素子、（３）は半導体
系子（２）の他主面上に離れて配置され半導体素子（２
）とメ１向した部分に円筒形凹部を有するモジュールの
ハウジ／ぺ（４］はハウジング（３）の円筒形凹部に挿
入され半導体素子（２）の他主面上に一端が接するピス
ト７、＜５）はハウジング（３）の円筒形凹部の円に設
けられ一端が円筒形凹部の底に接し他端がピストン（４
）を押える役割をするスプリングで、約１００ｇ 程度
の圧力を半導体素子（２）に加えることによって磁極（
２ａ）と基板（１）との接触を保つようにするものであ
る。（句はハウジングに接して設けられその内部に冷却
液が流れる冷却路（６ａ）を有する放熱体である。なお
、上記基板（１）とハウジング（３）との間に形成され
る空間０４内には熱伝導性の良いヘリウムか封入されて
いる。
ｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ、ｄｅｖｅｌｏｐｍｅ
ｎｔＩＩｖｏＬ ２６・Ｎｏ１ΦＪｔ＝ｖ、ｕ、５ｒｙ
１９８２の４７ＪＭで示されているものがある。このも
のの概略を第１図にボす。図において、【１）は基板、
（２）バー主面Ｖｃａｆｆ＆）４ｍ、（２ａ） ’Ｅ有
し、コノ電極（ム）を基板１１１／Ｃ７エイスダウンボ
ンデイングして固定され九半導体素子、（３）は半導体
系子（２）の他主面上に離れて配置され半導体素子（２
）とメ１向した部分に円筒形凹部を有するモジュールの
ハウジ／ぺ（４］はハウジング（３）の円筒形凹部に挿
入され半導体素子（２）の他主面上に一端が接するピス
ト７、＜５）はハウジング（３）の円筒形凹部の円に設
けられ一端が円筒形凹部の底に接し他端がピストン（４
）を押える役割をするスプリングで、約１００ｇ 程度
の圧力を半導体素子（２）に加えることによって磁極（
２ａ）と基板（１）との接触を保つようにするものであ
る。（句はハウジングに接して設けられその内部に冷却
液が流れる冷却路（６ａ）を有する放熱体である。なお
、上記基板（１）とハウジング（３）との間に形成され
る空間０４内には熱伝導性の良いヘリウムか封入されて
いる。
このように構成され九半導体装！１１７Ｉ：おいて、そ
の放熱作用について説明する。
の放熱作用について説明する。
半導体索子（２）から発生する熱はピストン（４）およ
びスプリング（５Ｊを介してハウジング（勾に伝えられ
ると共に基板１１１とハウジング（３）とのｌＩ！１１
Ｖｃ介在４−るヘリウムを介してもハウジング（３３Ｋ
伝えられる。
びスプリング（５Ｊを介してハウジング（勾に伝えられ
ると共に基板１１１とハウジング（３）とのｌＩ！１１
Ｖｃ介在４−るヘリウムを介してもハウジング（３３Ｋ
伝えられる。
このハウジング（３）に伝えられ比熱は、放熱体（６）
ニ伝えられ、放熱体（６）内部の冷却！ （６ａ）を訛
れる冷却液により半導体装置の外部に放出される。
ニ伝えられ、放熱体（６）内部の冷却！ （６ａ）を訛
れる冷却液により半導体装置の外部に放出される。
しかるに、この半導体装置にあっては半導体素子（２）
からの放熱経路がピストン（４）Ｉスプリング（５）。
からの放熱経路がピストン（４）Ｉスプリング（５）。
ハウジング（３）へと伝わる、いわば点、線あるいは面
接触であるため各接触部の熱抵抗が大きくなる傾向にあ
り、この点を補電めにヘリウ九関圓内に介在させている
が、ヘリウムの気密封止に注意をはらう必要があシ、し
かも長時間の使用によってはヘリウムが流出し、所望の
放熱効果が得られなくなってし家つという欠点を有する
ものであった。
接触であるため各接触部の熱抵抗が大きくなる傾向にあ
り、この点を補電めにヘリウ九関圓内に介在させている
が、ヘリウムの気密封止に注意をはらう必要があシ、し
かも長時間の使用によってはヘリウムが流出し、所望の
放熱効果が得られなくなってし家つという欠点を有する
ものであった。
一方、上記従来例における冷却液による放熱を、ハウジ
ング（５７Ｋ放熱フィン等を設は空冷により放熱させる
方法も考えられるが□、半導体系子（２）から１１ ハウジング（５）までの熱抵抗値とノ）ウジング（５）
から周囲金気までの熱抵抗値との総和は極めて太き（す
るため上記第１図に示したものよりさらに放熱特性が悪
くなる欠点があった。
ング（５７Ｋ放熱フィン等を設は空冷により放熱させる
方法も考えられるが□、半導体系子（２）から１１ ハウジング（５）までの熱抵抗値とノ）ウジング（５）
から周囲金気までの熱抵抗値との総和は極めて太き（す
るため上記第１図に示したものよりさらに放熱特性が悪
くなる欠点があった。
これら放熱経路の熱抵抗および取扱い性の改善を図るも
のとして第２図に示すようなものが考えられる。この第
２図のものは第１図ｖｃ不すものの半導体系子（２）と
ハウジング（５）との放熱経路としてピストン（４）お
よびスプリング（５）を用いｔものに対し、半導体素子
（２）と放熱フィン（８）との閾にソフトメタル（７）
を配置し、それぞれと接合してなる半導体装置である。
のとして第２図に示すようなものが考えられる。この第
２図のものは第１図ｖｃ不すものの半導体系子（２）と
ハウジング（５）との放熱経路としてピストン（４）お
よびスプリング（５）を用いｔものに対し、半導体素子
（２）と放熱フィン（８）との閾にソフトメタル（７）
を配置し、それぞれと接合してなる半導体装置である。
この半導体装＃Ｌにおいては、半導体素子（２）から放
熱フィン（８］までの熱抵抗値は４１図のものに比べて
良（なるが、反面半導体素子（２）の温匿変化によりソ
フトメタル（７）が伸縮を繰返し、長期間の使用により
半導体素子（２）とソフトメタル（７］と放熱フィン（
８Ｊとの閾にギャップが発生し、熱伝導特性を悪化させ
信頼性と安定性を欠く欠点がある。
熱フィン（８］までの熱抵抗値は４１図のものに比べて
良（なるが、反面半導体素子（２）の温匿変化によりソ
フトメタル（７）が伸縮を繰返し、長期間の使用により
半導体素子（２）とソフトメタル（７］と放熱フィン（
８Ｊとの閾にギャップが発生し、熱伝導特性を悪化させ
信頼性と安定性を欠く欠点がある。
この発明は上記のような欠点を改善するためになされた
もので、フェイスダウンボンディングされた半導体系子
を有したものにおいて、半導体系子に接合された伝熱板
と、この伝熱板に対向した放熱体との間を可撓性伝熱線
群により連結するようにして、放熱特性が良くかつ半導
体系子の熱による伸縮にも対処できつる半導体装置を得
ることを目的とするものである。
もので、フェイスダウンボンディングされた半導体系子
を有したものにおいて、半導体系子に接合された伝熱板
と、この伝熱板に対向した放熱体との間を可撓性伝熱線
群により連結するようにして、放熱特性が良くかつ半導
体系子の熱による伸縮にも対処できつる半導体装置を得
ることを目的とするものである。
以下、この発明の一実施例を第３図に基づいて説明する
。
。
図において、（ＩＩは基板、（２）は下側の主面に被数
の電極（２ａ）を有し、この電極（２ａ）を基板（１）
ｉ／（７エイスダウンボンデイングして固定された半導
体系子、（９）は半導体素子（２）の上側の主面に半田
あるいは接着材料などで接合され九銅板からなる伝熱板
。
の電極（２ａ）を有し、この電極（２ａ）を基板（１）
ｉ／（７エイスダウンボンデイングして固定された半導
体系子、（９）は半導体素子（２）の上側の主面に半田
あるいは接着材料などで接合され九銅板からなる伝熱板
。
叫は伝熱板（９）と対向して設けられ几銅板からなる放
熱板、Ｕυは伝勢板（９）と放熱板切との間を溶１１な
どにより連結した複数の銅細線の束からなる可撓性伝熱
線群、（８］は放熱板間とネジ又は接着ないしは浴着に
よって接合され几放熱フィンであり、放熱板間とともに
放熱体を構成している。
熱板、Ｕυは伝勢板（９）と放熱板切との間を溶１１な
どにより連結した複数の銅細線の束からなる可撓性伝熱
線群、（８］は放熱板間とネジ又は接着ないしは浴着に
よって接合され几放熱フィンであり、放熱板間とともに
放熱体を構成している。
この半導体装置では、半導体系子（２）で発生“しｆ：
熱の大部分は伝熱板（９）から可撓性伝熱線群（１１）
へ、更に放熱板間から放熱フィン（８１へと熱伝導が生
じ、装置外部へ放出されるものである。この場合の熱抵
抗値は可撓性伝熱線＃ １ｌｌ）の断面積、長さおよび
熱伝導率によって決まシ、その値を適当Ｋｆｉぶことが
できるため、第１図に示゛、几ものに比し所望の低い熱
抵抗値を得ることができるものである。
熱の大部分は伝熱板（９）から可撓性伝熱線群（１１）
へ、更に放熱板間から放熱フィン（８１へと熱伝導が生
じ、装置外部へ放出されるものである。この場合の熱抵
抗値は可撓性伝熱線＃ １ｌｌ）の断面積、長さおよび
熱伝導率によって決まシ、その値を適当Ｋｆｉぶことが
できるため、第１図に示゛、几ものに比し所望の低い熱
抵抗値を得ることができるものである。
しかも、半導体系子（２）で発生する熱による半導体素
子（２）および伝熱板（９）等の伸縮は可撓性伝熱線群
（１Ｋ）の応力吸収効果によって吸収されるので、半導
体装置に悪影響をおよぼすこともなくなるものである。
子（２）および伝熱板（９）等の伸縮は可撓性伝熱線群
（１Ｋ）の応力吸収効果によって吸収されるので、半導
体装置に悪影響をおよぼすこともなくなるものである。
ま几、この半導体装置の組立の際には、伝熱板（釦と可
撓性伝熱線群０りと放熱板切とを接合により前もって一
体化しておき、その後、半導体系子（２）と放熱フィン
（８）とに、一体化された伝熱４ｉ（９１および放熱板
ＱＱＫそれぞれ接続するようにすれば、組立作業が簡単
になるという利点を有するものである。なお、可撓性伝
熱線群（１０は捩って設けることによりさらに応力吸収
効果を高めることもできる。
撓性伝熱線群０りと放熱板切とを接合により前もって一
体化しておき、その後、半導体系子（２）と放熱フィン
（８）とに、一体化された伝熱４ｉ（９１および放熱板
ＱＱＫそれぞれ接続するようにすれば、組立作業が簡単
になるという利点を有するものである。なお、可撓性伝
熱線群（１０は捩って設けることによりさらに応力吸収
効果を高めることもできる。
したがって；この半導体ａ直においては、半導体素子（
２）と放熱体との間には熱的には崎な結汗であるが、機
械的には疎な結合とな９、材料の違いからくる歪みは発
生せず、有効に放熱が行なわれるものである。また、半
導体系子（２）が若干斜めにｆｉ ツｉ： ４板（１１
ｖζ７エイスダウンボンデイングされ比としても、可決
性伝熱線群（１りの持つ応力吸収効果によって半導体系
子（２）と伝熱板（９）とは平行に溶着すれる利点を有
する。
２）と放熱体との間には熱的には崎な結汗であるが、機
械的には疎な結合とな９、材料の違いからくる歪みは発
生せず、有効に放熱が行なわれるものである。また、半
導体系子（２）が若干斜めにｆｉ ツｉ： ４板（１１
ｖζ７エイスダウンボンデイングされ比としても、可決
性伝熱線群（１りの持つ応力吸収効果によって半導体系
子（２）と伝熱板（９）とは平行に溶着すれる利点を有
する。
なお、上記実施例では、伝熱板（９）、放熱板間および
可焼性伝熱線群（１１）の材料を鋼材として説明したが
、伝熱板（９）にはシリコンと熱膨張係数のほぼ等しい
モリブデンを用いるなり、可焼性伝熱線群１１１には応
力吸収効果の良いステンレス線を混用するなシ、アルミ
ニウム線を混用するなりして椋々の材料を選択しても同
様の効果を得られるものである。さらに、可焼性伝熱線
群（１すを弾性を有するｗ脂層等Ｖｃｍめ込んで形成す
ることにより、応力吸収効果をざらＶｃｗ脂層にも表せ
ることもできる。
可焼性伝熱線群（１１）の材料を鋼材として説明したが
、伝熱板（９）にはシリコンと熱膨張係数のほぼ等しい
モリブデンを用いるなり、可焼性伝熱線群１１１には応
力吸収効果の良いステンレス線を混用するなシ、アルミ
ニウム線を混用するなりして椋々の材料を選択しても同
様の効果を得られるものである。さらに、可焼性伝熱線
群（１すを弾性を有するｗ脂層等Ｖｃｍめ込んで形成す
ることにより、応力吸収効果をざらＶｃｗ脂層にも表せ
ることもできる。
ま友、実施例では可焼性伝熱線群（Ｉυの一端を放熱板
間と連結させたが、可撓性伝熱線群（１１）は放、１″
板四を省いて直接放熱フィン（８Ｊに連結させてもよい
・ この発明は以上述べたように、フェイスダウンボンディ
ングされ之半導体素子を有したものにおいて、半導体系
子に接合された伝熱板と、この伝熱板に対回し几放熱体
との間を町−性伝熱巌群により連結し九ので、半導体素
子から発生する熱を効果的に放熱体に伝達でき、しかも
半導体系子から発生する熱による各部の歪みも０Ｔ１！
＋！性伝熱線群の応力吸収効果によシ吸収でき、きわめ
て放熱特性と信頼性が向上する効果がある。
間と連結させたが、可撓性伝熱線群（１１）は放、１″
板四を省いて直接放熱フィン（８Ｊに連結させてもよい
・ この発明は以上述べたように、フェイスダウンボンディ
ングされ之半導体素子を有したものにおいて、半導体系
子に接合された伝熱板と、この伝熱板に対回し几放熱体
との間を町−性伝熱巌群により連結し九ので、半導体素
子から発生する熱を効果的に放熱体に伝達でき、しかも
半導体系子から発生する熱による各部の歪みも０Ｔ１！
＋！性伝熱線群の応力吸収効果によシ吸収でき、きわめ
て放熱特性と信頼性が向上する効果がある。
第１図および第２図は、それぞれ従来の半導体装置の断
１ＪＩｌｉ図、第３図はこの発明の一実ぬ例を不す断面
図である。 図において、（１１は基板、（２）は半導体素子、（２
ａ）は電極、（３月才モジュールのハウジング、（４）
はピストン、（５月まスプリング、（６月ｊ放熱体、（
７）はソフトメタル、（８）は放熱フィン、（９）は伝
熱板、Ｕりは放熱板、（ｌυは可撓性伝熱線群である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を小す０ 代理人 葛 野 信 − ２６５ 第１図 第２図
１ＪＩｌｉ図、第３図はこの発明の一実ぬ例を不す断面
図である。 図において、（１１は基板、（２）は半導体素子、（２
ａ）は電極、（３月才モジュールのハウジング、（４）
はピストン、（５月まスプリング、（６月ｊ放熱体、（
７）はソフトメタル、（８）は放熱フィン、（９）は伝
熱板、Ｕりは放熱板、（ｌυは可撓性伝熱線群である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を小す０ 代理人 葛 野 信 − ２６５ 第１図 第２図
Claims (1)
- 一生曲に複数の＠極を有し、この磁極を基板に７エイス
ダタンポンデイングして固定された半導体系子、この半
導体系子の他生面に接合された伝熱板、この伝熱板と対
向する放熱体、及び上記伝熱板と放熱体との間を連結す
る可Ｉｌ性伝熱線群を伺えたことを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57085191A JPS58200560A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57085191A JPS58200560A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58200560A true JPS58200560A (ja) | 1983-11-22 |
Family
ID=13851757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57085191A Pending JPS58200560A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58200560A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4714953A (en) * | 1986-05-12 | 1987-12-22 | International Business Machines Corporation | Welded wire cooling |
| US5212625A (en) * | 1988-12-01 | 1993-05-18 | Akzo Nv | Semiconductor module having projecting cooling fin groups |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53148979A (en) * | 1977-05-31 | 1978-12-26 | Ibm | Heat transfer connector |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP57085191A patent/JPS58200560A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53148979A (en) * | 1977-05-31 | 1978-12-26 | Ibm | Heat transfer connector |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4714953A (en) * | 1986-05-12 | 1987-12-22 | International Business Machines Corporation | Welded wire cooling |
| US5212625A (en) * | 1988-12-01 | 1993-05-18 | Akzo Nv | Semiconductor module having projecting cooling fin groups |
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