JPS6233337Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は半導体装置の実装構造に関するもので
ある。

近年、ICの高速化、高集積化（大規模集積回
路LSIの開発）、半導体装置の高密度実装及び小
型化が進められてきており、このために半導体装
置の単位体積当りの発熱量が増大しており、この
熱をいかに放熱するかが課題となつている。さら
に、製品テストの際あるいは実装された後に半導
体素子に欠陥が判明してその半導体素子を交換す
る場合及びその半導体素子を積載した回路基板を
別の回路基板と交換する場合に、容易にそれぞれ
が交換できるように実装することも課題としてあ
る。

これらの課題に答えるべく種々の半導体装置の
実装方法および実装構造が考案されてきた。これ
らのなかで本考案が対象とする実装構造は、第１
図の概略断面図に示したように、半導体素子
（ICチツプ）１を積載した回路基板２を冷却板３
へ装着層４を介して接着する実装構造に関連した
ものである。

上述の実装構造において、接着層にはんだ（低
融点合金）、エポキシ樹脂又は熱可塑性ポリブタ
ジエン樹脂が用いられている。この接着層の働き
は、半導体素子を積載した回路基板と冷却板とを
接着させると同時に、半導体素子に生じた熱を回
路基板から冷却板へ伝えることである。しかしな
がら、はんだを使用した場合には、はんだの熱伝
導性は良いがその融点は一般に180〜300℃であつ
て、回路基板を冷却板に取り付けあるいは外す際
にその融点まで加熱しなければならない。エポキ
シ樹脂の場合には、回路基板と冷却板との接着に
高い温度を必要としないが、架橋硬化させるとそ
の接着力が強く、外すことが困難であつて回路基
板の交換ができなくなる。実際問題として、約２
〜３mm厚さのセラミツク回路基板を外すときに割
れてしまう。

本考案の目的は、従来方法よりも回路基板の冷
却板への着脱が容易な半導体装置の実装構造を提
供することである。また、従来方法での欠点を解
消した実装方法を提供することも本考案の目的で
ある。

上述の目的が、半導体素子を搭載したセラミツ
ク回路基板と、冷却板と、該セラミツク回路基板
と該冷却板との間にはさまれた架橋硬化により強
い接着力を呈する厚さ50〜300μｍのシート状樹
脂接着層と、該セラミツク回路基板もしくは該冷
却板の少なくとも一方の該樹脂接着層と接する面
側に形成されかつ該樹脂接着層との接着力を著し
く低下せしめる厚さ0.05〜10μｍのパラキシレン
樹脂薄膜又は含弗素樹脂コーテイング膜と、該樹
脂接着層をはさんだ回路基板と冷却板とを加圧固
定する着脱機構とを有することを特徴とする半導
体装置の実装構造によつて達成される。

前述の樹脂接着層はシート状の樹脂が好まし
く、その厚さは50ないし300μｍが適当である。
50μｍ以下の厚さでは回路基板及び冷却板にうね
り（平行性の悪さ）があつた場合に、回路基板と
冷却板との間に空気が存在して熱伝導性が低下す
る可能性がある。また、300μｍ以上の厚さの樹
脂層では、樹脂自身の熱伝導率は４〜８×
10^-4cal／cmｓ℃であるので熱伝導がはんだに比
べ低く好ましくない。そして、この樹脂の熱伝導
を高めるために金属粉又は酸化物粉体を樹脂に混
合することもできる。なお、樹脂としてポリブタ
ジエン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂が使
用できる。

回路基板及び／又は冷却板の樹脂接着層をはさ
む面に付着させる皮膜としてパラキシレン樹脂薄
膜（U.C.C社商品パリレンの薄膜）又は含弗素樹
脂（ポリ弗化エチレンで商品名テフロン）のコー
テイング膜を使用することが好ましい。この皮膜
によつて樹脂接着層の回路基板と冷却板との接着
力が著しく低下するために回路基板を容易に外す
ことが可能になる。この皮膜は多少のピンホール
があつても薄いほうがよく0.05〜10μｍの厚さが
適切である。接着力が著しく低下しているので外
力が回路基板にかかると外れやすく、これを防止
するために着脱機構、例えば、ボルト又はクラン
プを利用して回路基板を冷却板に固定する。前述
の皮膜を回路基板と冷却板の両方に付着させても
よく、またはどちらか一方のみに付着させてもよ
い。

冷却板は放熱板であり、その材質は銅、銅合
金、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が望
ましい。また、その他伝導性の良い金属板を使用
することができる。

本考案に係る半導体装置の実装構造を第２図の
概略断面図に示した実装された半導体装置に関連
して説明する。

半導体素子（ICチツプ）１を積載した回路基
板（セラミツク製回路基板）２及び冷却板３にボ
ルトのための孔７を設けておく。回路基板２及び
冷却板の表面に厚さ0.05ないし10μｍのテフロン
コーテイング膜５及び６を塗布する。次に、厚さ
50ないし300μｍのシート状樹脂接着層４をテフ
ロンコーテイング膜５及び６に接触するように回
路基板２と冷却板３とではさむ。そして、ボルト
孔７にボルトを挿入して回路基板２と冷却板３と
を軽く圧力をかけるように固定する。

上述の態様ではポリ弗化エチレン（テフロン）
コーテイング膜を回路基板と冷却板との両方に塗
布するが、これらのうち一方のみに塗布しただけ
でもよい。

したがつて、本考案に係る半導体装置の実装構
造によつて、回路基板から冷却板への放熱は従来
構造と同じであるが、回路基板及び／又は冷却板
との樹脂層の接着力を著しく下げてあるので、回
路基板の冷却板からの取り外しが容易になる。す
なわち、従来のように所定温度まで加熱すること
なくボルトを外すという簡単な作業の後に容易に
取り外すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法によつて実装された半導体装
置の概略断面図であり、及び、第２図は本考案の
構造によつて実装された半導体装置の概略断面図
である。 １……半導体素子、２……回路基板、３……冷
却板、４……樹脂接着層、５，６……皮膜（テフ
ロンコーテイング膜）、７……ボルト孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 半導体素子を搭載したセラミツク回転基板と、
   冷却板と、該セラミツク回路基板と該冷却板との
   間にはさまれた架橋硬化により強い接着力を呈す
   る厚さ50〜300μｍのシート状樹脂接着層と、前
   記セラミツク回路基板もしくは前記冷却板の少な
   くとも一方の該樹脂接着層と接する面側に形成さ
   れかつ該樹脂接着層との接着力を著しく低下せし
   める厚さ0.05〜10μｍのパラキシレン樹脂薄膜又
   は含弗素樹脂コーテイング膜と、前記樹脂接着層
   をはさんだ前記回路基板と前記冷却板とを加圧固
   定する着脱機構とを有することを特徴とする半導
   体装置の実装構造。