JPS6084848A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6084848A JPS6084848A JP58192357A JP19235783A JPS6084848A JP S6084848 A JPS6084848 A JP S6084848A JP 58192357 A JP58192357 A JP 58192357A JP 19235783 A JP19235783 A JP 19235783A JP S6084848 A JPS6084848 A JP S6084848A
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- semiconductor
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
-
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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
- H10W72/071—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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- 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
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
Landscapes
- 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】
〔技術分野〕
本発明は半導体装置に関し、特に半田バンプ実装方式に
よるパッケージにおいて放熱効率が良く高寿命化を達成
できる半導体装置に関する。
よるパッケージにおいて放熱効率が良く高寿命化を達成
できる半導体装置に関する。
半導体チップの実装方式の一つに半導体チップを半田な
どにより形成されたバンプ（Ｂｕｍｐ 、突起電極）を
溶融させて、セラミック基板などの半導体装基板に実装
する方式がある。
どにより形成されたバンプ（Ｂｕｍｐ 、突起電極）を
溶融させて、セラミック基板などの半導体装基板に実装
する方式がある。
しかるに、このＣＣＢ実装方式では、半導体チップが中
空に保持されるため、熱の逃げ道は、空気中か、あるい
は上記バンプを通しての半導体装基板への熱伝導という
ことになり、極めて放熱効率が悪（、半導体チップの温
度が上昇しやすく、当該チップの寿命を下げ、また高密
度実装できないという欠点がある。
空に保持されるため、熱の逃げ道は、空気中か、あるい
は上記バンプを通しての半導体装基板への熱伝導という
ことになり、極めて放熱効率が悪（、半導体チップの温
度が上昇しやすく、当該チップの寿命を下げ、また高密
度実装できないという欠点がある。
これを解消する従来の放熱方式の一つに、ＴＣＭ （Ｔ
ｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ
）と称される方式がある（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｊ
ｕｎｅ １６ 、１９８２．１ｐ１４３〜１４６）。し
かしながら、この方式はピストンとバネとを用いて半導
体チップ裏面より熱を放散するもので、構造が複雑にな
り、また半田バンプに不必要な応力がかがるという欠点
があった。
ｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ
）と称される方式がある（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｊ
ｕｎｅ １６ 、１９８２．１ｐ１４３〜１４６）。し
かしながら、この方式はピストンとバネとを用いて半導
体チップ裏面より熱を放散するもので、構造が複雑にな
り、また半田バンプに不必要な応力がかがるという欠点
があった。
本発明はかかる欠点を有しない放熱構造を有する半導体
装置を提供するもので、半田バンプに不必要な応力がか
からず、バンプや半導体チップの高寿命化に好適な放熱
構造を有する半導体装置を提供することを目的とする。
装置を提供するもので、半田バンプに不必要な応力がか
からず、バンプや半導体チップの高寿命化に好適な放熱
構造を有する半導体装置を提供することを目的とする。
本発明の前記ならびにそ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。
書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
本願において開示され本発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば次のとおりである。
を簡単に説明すれば次のとおりである。
すなわち、本発明では半導体チップの裏側に液体金属を
介し℃放熱板を取付けたもので、半田バンプへの応力が
集中せず、かつ放熱効率を著しく向上でき、これにより
半導体装置の高寿命化な実現できる。
介し℃放熱板を取付けたもので、半田バンプへの応力が
集中せず、かつ放熱効率を著しく向上でき、これにより
半導体装置の高寿命化な実現できる。
〔実施例１〕
第１図〜第４図は本発明による半導体装置の製造プロセ
スおよび当該装置の一例を説明するものである。第１図
および第２図に示すように１表面すなわち半導体素子形
成側に半田バンプ１を有する半導体チップ２の裏面をエ
ツチングして、窪み３を形成する。半田バンプ１はその
図示を省略しであるが、例えば７リツプチツプに使用さ
れるような半球状の５ｎ−Ｐｂを用いたバンプが使用さ
れ、例えばバリヤ金属（Ｃｒ −Ｃｕ−Ａｕ）を介して
半導体チップ内のＡ４電極配線上に形成されている。
スおよび当該装置の一例を説明するものである。第１図
および第２図に示すように１表面すなわち半導体素子形
成側に半田バンプ１を有する半導体チップ２の裏面をエ
ツチングして、窪み３を形成する。半田バンプ１はその
図示を省略しであるが、例えば７リツプチツプに使用さ
れるような半球状の５ｎ−Ｐｂを用いたバンプが使用さ
れ、例えばバリヤ金属（Ｃｒ −Ｃｕ−Ａｕ）を介して
半導体チップ内のＡ４電極配線上に形成されている。
半導体チップ２は周知の技術により、論理回路やメモリ
回路などが形成された素子で、例えばＭＱＳ Ｉ Ｃ（
Ｍｅｔａｌ Ｑｘｉｄｅ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ｉｎｔｅ−ｇｒａｔｅｄ Ｃ１ｒｃｕｉｔ ）が素子
として例示される。
回路などが形成された素子で、例えばＭＱＳ Ｉ Ｃ（
Ｍｅｔａｌ Ｑｘｉｄｅ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ｉｎｔｅ−ｇｒａｔｅｄ Ｃ１ｒｃｕｉｔ ）が素子
として例示される。
上記エツチングは周知のエツチング技術を用いて行うこ
とができ、半導体チップの内部素子に影響しないように
適宜の深さ、形状にエツチングされる。次いで、第２図
に示すように、窪み３が形成された半導体チップ２を半
導体装基板ｔＫ半田バンプ１を溶融させてポンディング
する。半導体装基板４は例えばセラミック基板により構
成される。
とができ、半導体チップの内部素子に影響しないように
適宜の深さ、形状にエツチングされる。次いで、第２図
に示すように、窪み３が形成された半導体チップ２を半
導体装基板ｔＫ半田バンプ１を溶融させてポンディング
する。半導体装基板４は例えばセラミック基板により構
成される。
次に、半導体チップ２の裏面に形成された窪み３の中に
熱伝導性の液状伝熱部材５を収容する。
熱伝導性の液状伝熱部材５を収容する。
熱伝導性の液状伝熱部材５は、例えば液体金属により構
成される。液体金属の具体例としては、水銀（Ｈｇ ）
がある。この際に、上記部材５を第３図に示すように、
半導体チップ２の裏面より高くもりあがるようにするこ
とがよい。これにより、後述する放熱体との密着性が良
くなり、放熱効率を向上させるとともに、半田バンプへ
の応力集中をなくすことができる。
成される。液体金属の具体例としては、水銀（Ｈｇ ）
がある。この際に、上記部材５を第３図に示すように、
半導体チップ２の裏面より高くもりあがるようにするこ
とがよい。これにより、後述する放熱体との密着性が良
くなり、放熱効率を向上させるとともに、半田バンプへ
の応力集中をなくすことができる。
次に、第３図に示すように、当該液状伝熱部材５を熱伝
導性の被膜６で覆い、液状伝熱部材５の窪み３からの流
出を防ぐ。
導性の被膜６で覆い、液状伝熱部材５の窪み３からの流
出を防ぐ。
当該被膜は例えば高分子膜により構成され、具体例とし
て、ポリバラキシレン膜がある。ポリハラキシレンはパ
リレンなる商品名で市販されているものを使用すればよ
い。
て、ポリバラキシレン膜がある。ポリハラキシレンはパ
リレンなる商品名で市販されているものを使用すればよ
い。
次いで、第４図に示すように、冷却フィン７を有する放
熱体８を半導体装基板４上に載置固着する。その際、前
記した被膜６と放熱体８の内面とが密着させることが肝
要であり、これにより放熱効率を向上する。放熱体８は
、キャップに変り得るもので、外界から半導体チップを
遮断する役割をも果す。
熱体８を半導体装基板４上に載置固着する。その際、前
記した被膜６と放熱体８の内面とが密着させることが肝
要であり、これにより放熱効率を向上する。放熱体８は
、キャップに変り得るもので、外界から半導体チップを
遮断する役割をも果す。
当該放熱体８は、例えば銅、アルミ合金などの比較的熱
伝導率の高いもので構成され、トランジスタや集積回路
（ＩＣ）などの熱抵抗を下げる目的で使用されるヒート
シンクと呼ばれる各種放熱体を用いることができる。
伝導率の高いもので構成され、トランジスタや集積回路
（ＩＣ）などの熱抵抗を下げる目的で使用されるヒート
シンクと呼ばれる各種放熱体を用いることができる。
本発明においては液状伝熱部材に代えて固状伝熱部材を
用いることもできる。例えば、シリコーンゲルや各種ゴ
ム状の高分子物を用いることもできる。この固状伝熱部
材を用いるときには、前記した被膜を省略することもで
きる。
用いることもできる。例えば、シリコーンゲルや各種ゴ
ム状の高分子物を用いることもできる。この固状伝熱部
材を用いるときには、前記した被膜を省略することもで
きる。
〔実施例２〕
第５図は本発明の他の実施例を示す。
第５図では第４図に示す放熱構造を有する半導体チップ
組込装置を横方向に２個並設した例を示し、本発明では
放熱効率が良く、熱抵抗を下げ得るので、ここで例示し
たような高密度実装が可能である。
組込装置を横方向に２個並設した例を示し、本発明では
放熱効率が良く、熱抵抗を下げ得るので、ここで例示し
たような高密度実装が可能である。
第５画にて、９はメタライズ層であり、第５図に示す実
施例では、このメタライズ層９を介して半導体チップ２
の内部配線が外部リード端子１０へと接続されている。
施例では、このメタライズ層９を介して半導体チップ２
の内部配線が外部リード端子１０へと接続されている。
メタライズ層９は例えばＭメタライズ層により構成され
外部リード端子は例えばコバール合金により構成される
。
外部リード端子は例えばコバール合金により構成される
。
〔実施例３〕
第６図は本発明のさらに他の実施例を示し、表面にバン
プ電極１を有する半導体チップ２の裏面と、キャップ１
１に取付けた。熱伝導性の液状伝熱部材５を内蔵した金
属箔体１２の外面とを接触させて成る放熱構造を有する
半導体装置の実施例を示す。金属箔体としては例えば／
ｌ箔が使用されるが、他の部材は上述した第１図〜第５
図で例示したものと同様のものが使用される。
プ電極１を有する半導体チップ２の裏面と、キャップ１
１に取付けた。熱伝導性の液状伝熱部材５を内蔵した金
属箔体１２の外面とを接触させて成る放熱構造を有する
半導体装置の実施例を示す。金属箔体としては例えば／
ｌ箔が使用されるが、他の部材は上述した第１図〜第５
図で例示したものと同様のものが使用される。
ｆｉｌ 液体伝熱部材（固体伝熱部材）を介して放熱体
から熱を放熱するようにしており、これら伝熱部材、放
熱体を通して熱を効率よく逃がすことができる。
から熱を放熱するようにしており、これら伝熱部材、放
熱体を通して熱を効率よく逃がすことができる。
（２１半導体チップの裏面をエツチングして窪みを形成
し、この窪みの中に液体伝熱部材２収容しており、半導
体チップ内部に液体伝熱部材が入りこんでいるので、放
熱面積が犬であり、それだけ放熱効率に優れている。
し、この窪みの中に液体伝熱部材２収容しており、半導
体チップ内部に液体伝熱部材が入りこんでいるので、放
熱面積が犬であり、それだけ放熱効率に優れている。
（３）半導体チップの裏側に液体伝熱部材を介して放熱
板などの放熱体を取付けたので、バンプ電極への応力が
集中せず、不必要な応力がバンプ電極にかからない。従
ってバンプ電極の寿命、延い℃は半導体装置の寿命を従
来例に比して約１０倍以上も延長することができる。
板などの放熱体を取付けたので、バンプ電極への応力が
集中せず、不必要な応力がバンプ電極にかからない。従
ってバンプ電極の寿命、延い℃は半導体装置の寿命を従
来例に比して約１０倍以上も延長することができる。
（４）放熱効率が良いので半導体チップの温度上昇を回
避することができ、半導体パラメータの熱による変動が
おさえられ、半導体チップの信頼性を格段に向上するこ
とができる。
避することができ、半導体パラメータの熱による変動が
おさえられ、半導体チップの信頼性を格段に向上するこ
とができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
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。
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。
〔利用分野〕
以上の説明では主とし１本発明者によってなされた発明
をその背景となった分野である半導体装置の放熱技術に
適用した場合について説明したが、他の各種電子部品に
適用することができる。
をその背景となった分野である半導体装置の放熱技術に
適用した場合について説明したが、他の各種電子部品に
適用することができる。
第１図〜第４図は本発明半導体装置のプロセスおよび実
施例を示す断面図、 第５図は本発明半導体装置の他の実施例を示す断面図、 第６図は本発明半導体装置の実施例を示す断面図である
。 １・・・半田バッグ、２・・・半導体チップ、３・・・
窪み。 ４・・・半導体装基板、５・・・液状伝熱部材、６・・
・熱伝導性被膜、７・・・冷却フィン、８・・・放熱体
、９・・・メタライズ層、１０・・・外部リード端子、
１１・・・キャップ、１２・・・金属箔体。 第 １ 図 第 ４ 図 ρ 第 ５ 図 第 ６ 図
施例を示す断面図、 第５図は本発明半導体装置の他の実施例を示す断面図、 第６図は本発明半導体装置の実施例を示す断面図である
。 １・・・半田バッグ、２・・・半導体チップ、３・・・
窪み。 ４・・・半導体装基板、５・・・液状伝熱部材、６・・
・熱伝導性被膜、７・・・冷却フィン、８・・・放熱体
、９・・・メタライズ層、１０・・・外部リード端子、
１１・・・キャップ、１２・・・金属箔体。 第 １ 図 第 ４ 図 ρ 第 ５ 図 第 ６ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面にバンプ電極を有する半導体チップの裏面に熱
伝導性の液状伝熱部材を当該部材を熱伝導性の被膜で接
するようＶこ設け、かつ当該被膜上に放熱体を密着させ
て成る放熱構造を有する半導体装置。 ２、熱伝導性の液状伝熱部材が、液体金属である、特許
請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、液状伝熱部材を半
導体チップの裏面から突出して収容する、特許請求の範
囲第１項記載の半導体装置。 ４、熱伝導性の被膜が、ポリパラキシレン膜である、特
許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ５、放熱体がギャップである、特許請求の範囲第１項記
載の半導体装置。 ６、液状伝熱部材は半導体チップの裏面に設けられた槌
みに少なくともその一部が埋込まれていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192357A JPS6084848A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192357A JPS6084848A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084848A true JPS6084848A (ja) | 1985-05-14 |
Family
ID=16289929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58192357A Pending JPS6084848A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6084848A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03211862A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 集積回路基板用ヒート・シンク |
| EP0522563A3 (en) * | 1991-07-12 | 1994-06-08 | Sumitomo Electric Industries | Semiconductor chip module and method of manufacturing the same |
| EP0895286A3 (de) * | 1997-07-30 | 1999-11-03 | Asea Brown Boveri AG | Leistungshalbleiterbauelemente mit druckausgleichender Kontaktplatte |
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| US7221571B2 (en) | 2003-08-28 | 2007-05-22 | Fujitsu Limited | Package unit, printed board having the same, and electronic apparatus having the printed board |
| JP2012256792A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Toshiba Corp | 放熱構造 |
| EP4250352A1 (en) * | 2022-03-22 | 2023-09-27 | MediaTek Inc. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US12300573B2 (en) | 2021-04-08 | 2025-05-13 | Mediatek Inc. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US12627116B2 (en) | 2022-03-28 | 2026-05-12 | Nichia Corporation | Light source device and method of manufacturing same |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP58192357A patent/JPS6084848A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH03211862A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 集積回路基板用ヒート・シンク |
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| DE112005001952B4 (de) * | 2004-08-13 | 2012-03-29 | Intel Corporation | Flüssigmetall-Wärmeschnittstelle für eine integrierte Schaltvorrichtung |
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| US12300573B2 (en) | 2021-04-08 | 2025-05-13 | Mediatek Inc. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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| US12627116B2 (en) | 2022-03-28 | 2026-05-12 | Nichia Corporation | Light source device and method of manufacturing same |
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