JPS6281736A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6281736A JPS6281736A JP60223360A JP22336085A JPS6281736A JP S6281736 A JPS6281736 A JP S6281736A JP 60223360 A JP60223360 A JP 60223360A JP 22336085 A JP22336085 A JP 22336085A JP S6281736 A JPS6281736 A JP S6281736A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- cooling
- package
- cooling fin
- piezoelectric element
- 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
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
- H10W40/43—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing gases, e.g. forced air cooling
-
- 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
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体装置に係り、特に発熱量の大きい電子（
回路）素子のパッケージの冷加方法に関する。
回路）素子のパッケージの冷加方法に関する。
（発明の技術的青用とその問題点〕
半導体デクノロジーの進歩と共に、電子計Ｑ機等の電子
装ｂｓｂ急速な発達をとげている。
装ｂｓｂ急速な発達をとげている。
例えば、電子計ａｍにおいては、通常複数の電子部品を
搭載した電子回路パッケージが一枚のプリント配線板に
複数枚実装されている。これらのパッケージは発熱を伴
うため従来はプリン１−配線板全体を送＋ｎによって強
制冷ｌ、ＩＩするという方法で各パッケージを一様な風
速で冷却するようにしていた。この方法は、各パッケー
ジの発熱量がは（、■同一であってプリント配線板上の
発熱密度もほぼ均一とみなすことができた従来の電子３
１算機では、有効なものであった。
搭載した電子回路パッケージが一枚のプリント配線板に
複数枚実装されている。これらのパッケージは発熱を伴
うため従来はプリン１−配線板全体を送＋ｎによって強
制冷ｌ、ＩＩするという方法で各パッケージを一様な風
速で冷却するようにしていた。この方法は、各パッケー
ジの発熱量がは（、■同一であってプリント配線板上の
発熱密度もほぼ均一とみなすことができた従来の電子３
１算機では、有効なものであった。
しかし、論理素子等の集積化および電子部品の高密度実
装が可能となるにつれ、プリント配線板上には、発熱量
が特に大ぎい電子回路パッケージも混じって使用される
ことの多い現在の電子計算機では、新たな問題を生じて
きている。
装が可能となるにつれ、プリント配線板上には、発熱量
が特に大ぎい電子回路パッケージも混じって使用される
ことの多い現在の電子計算機では、新たな問題を生じて
きている。
すなわら、高発熱量部品を規定温度以下に維持するため
には、供給する風速を大きくする必要がある。しかしな
がら、風速を高発熱量部品のレベルに合わせて大きくす
ると、低発熱量部品に対しては過剰冷却となる上、送風
機を大型にする必要があり、騒音が増大する等、種々の
問題があった。
には、供給する風速を大きくする必要がある。しかしな
がら、風速を高発熱量部品のレベルに合わせて大きくす
ると、低発熱量部品に対しては過剰冷却となる上、送風
機を大型にする必要があり、騒音が増大する等、種々の
問題があった。
そこで、第２図（ａ）および（ｂ）に示す如く、パッケ
ージ１１のベースに冷却フィン１２を配設して熱抵抗を
小さくするという構造を採用しているが実装の高密度化
あるいは、電子部品の構造等により冷却フィンを無制限
に大きくすることはできない。
ージ１１のベースに冷却フィン１２を配設して熱抵抗を
小さくするという構造を採用しているが実装の高密度化
あるいは、電子部品の構造等により冷却フィンを無制限
に大きくすることはできない。
また、高発熱部品と低発熱部品とを分けて配置し、垂直
平根等により送風機からの風量の多くを高発熱部品列に
導入し、高発熱部品列を選択的に冷却する方法（特公昭
６０−１１８４０号公報）も提案されてはいるが、この
方法でもやはり、人望送風機を必要とすること、高発熱
部品を整列させる必要があるため配置面での制約が大き
いこと等の問題が残されていた。
平根等により送風機からの風量の多くを高発熱部品列に
導入し、高発熱部品列を選択的に冷却する方法（特公昭
６０−１１８４０号公報）も提案されてはいるが、この
方法でもやはり、人望送風機を必要とすること、高発熱
部品を整列させる必要があるため配置面での制約が大き
いこと等の問題が残されていた。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、・局所的
に効率良く冷却することのできる冷却装置を具えた半導
体装置を提供することを目的とする。
に効率良く冷却することのできる冷却装置を具えた半導
体装置を提供することを目的とする。
（発明の概要〕
そこで本発明では、発熱量の大きな半導体（チップ）Ｓ
！置のパッケージに複数の黄を具えた冷Ｗフィンを配設
すると共に、該冷却フィンの黄の間に冷却ファンを配設
し、半導体装置からの発生熱を冷却フィンから効果的に
散逸させるようにしている。
！置のパッケージに複数の黄を具えた冷Ｗフィンを配設
すると共に、該冷却フィンの黄の間に冷却ファンを配設
し、半導体装置からの発生熱を冷却フィンから効果的に
散逸させるようにしている。
すなわち、半導体チップから発生した熱の大部分はパッ
ケージ（ベース）を通って外気へと散逸するわけである
が、該ベースに取り付けられたフィンにより放熱面積を
大きくし放熱性を高めるようにすると共に、フィンの各
黄門にフィン表面から放散した熱が停滞するのを防ぐべ
く、各翼間に冷ｌＪ１ファンを配設し、停ｆｔＲＬ、た
熱を外気へと逃すようにしている。
ケージ（ベース）を通って外気へと散逸するわけである
が、該ベースに取り付けられたフィンにより放熱面積を
大きくし放熱性を高めるようにすると共に、フィンの各
黄門にフィン表面から放散した熱が停滞するのを防ぐべ
く、各翼間に冷ｌＪ１ファンを配設し、停ｆｔＲＬ、た
熱を外気へと逃すようにしている。
（発明の効果〕
本発明によれば、通常の小型冷却フィンと同程度の大き
さで極めて高効率の冷部装置を得ることができ、半導体
装置を構成するパッケージを個別に極めて効率良く冷１
（Ｉすることができるため、装置全体としての小型化を
はかることがでさると共に、電子装置全体を冷ｆＪＩす
る必要がなくなり、人望送風機が不要となる。また、必
要に応じて冷却すれば良く、騒音や省エネルギー化の点
での大幅な改善が可能となる。
さで極めて高効率の冷部装置を得ることができ、半導体
装置を構成するパッケージを個別に極めて効率良く冷１
（Ｉすることができるため、装置全体としての小型化を
はかることがでさると共に、電子装置全体を冷ｆＪＩす
る必要がなくなり、人望送風機が不要となる。また、必
要に応じて冷却すれば良く、騒音や省エネルギー化の点
での大幅な改善が可能となる。
更に、高発熱部品（半導体装置）が密集している場合に
は、電子装置全体を一様に冷却する送風機と組み合わし
ることにより一層高い放熱効果を得ることができる。
は、電子装置全体を一様に冷却する送風機と組み合わし
ることにより一層高い放熱効果を得ることができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
説明する。
第１図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）は、夫々、本発明実
施例の半導体装置を示す図である。（第１図（ｂ）およ
び（Ｃ）は、夫々第１図（ａ）のＡ−△ａ３よびＢ−８
断面を示す図である。）この半導体装置は、窒化アルミ
ニウム＜ＡＱＮ）セラミックスからなるパッケージュの
ベース１ａの裏面に、所定の間隔を有して互いに平行と
なるように配設された４枚のアルミニウム（ＡΩ）製の
板状体からなるｆ’ｉ？ｌ 響ｆを具えた断面櫛状の冷
Ｗフィン２と、該静翼ｆの間に配設された冷却ファン３
とからなる冷部装置Ｃを１ボキシ樹脂からなる接着剤ｑ
によって被着せしめてなるものである。
施例の半導体装置を示す図である。（第１図（ｂ）およ
び（Ｃ）は、夫々第１図（ａ）のＡ−△ａ３よびＢ−８
断面を示す図である。）この半導体装置は、窒化アルミ
ニウム＜ＡＱＮ）セラミックスからなるパッケージュの
ベース１ａの裏面に、所定の間隔を有して互いに平行と
なるように配設された４枚のアルミニウム（ＡΩ）製の
板状体からなるｆ’ｉ？ｌ 響ｆを具えた断面櫛状の冷
Ｗフィン２と、該静翼ｆの間に配設された冷却ファン３
とからなる冷部装置Ｃを１ボキシ樹脂からなる接着剤ｑ
によって被着せしめてなるものである。
この冷ｕ１ファン３は圧電素子支持台３ａ取り付けられ
た圧電素子３ｂによって駆動されるしんらゆう製の板状
体からなる動１１３Ｇを具備しており、祭１チタネート
（ＰｂＴｉ０３）十鉛ジルコネート（ＰｂＺｒ０３ ）
＋ａからなる！、Ｅ電体を２枚重ね合わせて形成した圧
電素子３ｂ（バイモルフ）に電源線３ｄから適当な周波
数の電圧を加え振動させることによって、該動翼３Ｃが
娠幅約１ｍ、周波数約７００Ｈ２で往復運動を行なうこ
とにより熱の散逸をはかるものである。
た圧電素子３ｂによって駆動されるしんらゆう製の板状
体からなる動１１３Ｇを具備しており、祭１チタネート
（ＰｂＴｉ０３）十鉛ジルコネート（ＰｂＺｒ０３ ）
＋ａからなる！、Ｅ電体を２枚重ね合わせて形成した圧
電素子３ｂ（バイモルフ）に電源線３ｄから適当な周波
数の電圧を加え振動させることによって、該動翼３Ｃが
娠幅約１ｍ、周波数約７００Ｈ２で往復運動を行なうこ
とにより熱の散逸をはかるものである。
また、パッケージュ内は通常の如く、窒化アルミニウム
（ＡΩＮ）セラミックスからなるベース１ａのキャビテ
ィ部に半導体デツプ４を固着すると共に、ワイヤボンデ
ィング法に」：リフイヤ５を介してリードフレーム６と
半導体デツプ４とを接続した後、アルミナ（ＡΩ２０３
）セラミックスからなるキャップ１ｂを前記ベース１ａ
に合わせて低融点ガラス７により封止することによって
構成されている。
（ＡΩＮ）セラミックスからなるベース１ａのキャビテ
ィ部に半導体デツプ４を固着すると共に、ワイヤボンデ
ィング法に」：リフイヤ５を介してリードフレーム６と
半導体デツプ４とを接続した後、アルミナ（ＡΩ２０３
）セラミックスからなるキャップ１ｂを前記ベース１ａ
に合わせて低融点ガラス７により封止することによって
構成されている。
この半導体装置の熱抵抗値（℃／Ｗ）′１Ｊ′なわら、
内部から１Ｗの熱が発生した場合の温度の上７Ｈａ（℃
）は１５℃／Ｗであった。
内部から１Ｗの熱が発生した場合の温度の上７Ｈａ（℃
）は１５℃／Ｗであった。
らなみに通常用いられるアルミナのパッケージにアルミ
ニウムのフィンを取り句け、４ｍ／ＳのＩ！１１速で冷
ＩＪ］ した場合で熱抵抗ｆＭｉ ｋｌ １２°Ｃ／
Ｗ ｒ アリ、本発明ににって４ｍ／ｓの大ｊ虱吊の送
に１を（１なった場合と同等の熱ＩＩｉ敗が実ｊ１．！
−ｒさることになる。
ニウムのフィンを取り句け、４ｍ／ＳのＩ！１１速で冷
ＩＪ］ した場合で熱抵抗ｆＭｉ ｋｌ １２°Ｃ／
Ｗ ｒ アリ、本発明ににって４ｍ／ｓの大ｊ虱吊の送
に１を（１なった場合と同等の熱ＩＩｉ敗が実ｊ１．！
−ｒさることになる。
次表は送風を行なわない状態での熱抵抗値を、冷ｒｄｌ
装置（冷ｕ１フィン、冷Ｍ＋ファン）を全く使用しない
場合と冷却フィンのみを用いた（第２図）の場合と、本
発明の半導体装置とについて、人々、パッケージのベー
スを窒化アルミニウムで構成したしのとアルミナで構成
したものとについて測定したれ一宋は次表に示す如くで
あった。
装置（冷ｕ１フィン、冷Ｍ＋ファン）を全く使用しない
場合と冷却フィンのみを用いた（第２図）の場合と、本
発明の半導体装置とについて、人々、パッケージのベー
スを窒化アルミニウムで構成したしのとアルミナで構成
したものとについて測定したれ一宋は次表に示す如くで
あった。
くいずれも送風なし状ｇ３）
この表からも明らかなように、本発明の半導体装置では
小型であってかつ極めて高’ＡＩ率の冷汀１効果をＶす
ることが可能となる。従って、必要に応じて、局所的に
使用することによって高効率の冷Ｉ」ｌが可能となる。
小型であってかつ極めて高’ＡＩ率の冷汀１効果をＶす
ることが可能となる。従って、必要に応じて、局所的に
使用することによって高効率の冷Ｉ」ｌが可能となる。
なお、冷却ファンの駆動源としてはバイモルフを用いた
が、他の手段にＪ：つてし良いことはいうまでもない。
が、他の手段にＪ：つてし良いことはいうまでもない。
第１図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明実施例の半導体装置を
示づ図、第２図（ａ ） ＋＋３よび＜ ｂ ＞ ｉ、
を従来例の半導体装置を示づ図である。 １．１１・・・パッケージ、１ａ・・・ベース、１ｂ・
・・キルツブ、２，１２・・・冷７ＪＩフイン、ｆ・・
・静岡、３・・・冷１」１フアン、３ａ・・・圧電素子
支Ｒｊ台、３ｂ・・・圧電素子、３Ｃ・・・動翼、３ｄ
・・・電源線、４・・・半導体装ツブ、５・・・ワイヤ
、６・・・リードフレーム、７・・・低融点ガラス。 Ａ 第１図（ａ） ａ 第１図（ｂ） 第１図（Ｃ） 第２図（０） 第２図（ｂ）
示づ図、第２図（ａ ） ＋＋３よび＜ ｂ ＞ ｉ、
を従来例の半導体装置を示づ図である。 １．１１・・・パッケージ、１ａ・・・ベース、１ｂ・
・・キルツブ、２，１２・・・冷７ＪＩフイン、ｆ・・
・静岡、３・・・冷１」１フアン、３ａ・・・圧電素子
支Ｒｊ台、３ｂ・・・圧電素子、３Ｃ・・・動翼、３ｄ
・・・電源線、４・・・半導体装ツブ、５・・・ワイヤ
、６・・・リードフレーム、７・・・低融点ガラス。 Ａ 第１図（ａ） ａ 第１図（ｂ） 第１図（Ｃ） 第２図（０） 第２図（ｂ）
Claims (2)
- （１）電子回路素子を実装した半導体装置のパッケージ
に対し、各パッケージ毎に 複数の静翼を具備した冷却フィンと、 該静翼の間に放出される発生熱を散逸せしむべく、 静翼間に配設された動翼を具備した冷却ファンとを 含む冷却装置を配設したことを特徴とする半導体装置。 - （２）前記静翼は板状体からなり、パッケージのベース
面に垂直であつてかつ所定の間隔で互いに平行となるよ
うに配設した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 |
|---|---|---|---|
| JP60223360A JPS6281736A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60223360A JPS6281736A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281736A true JPS6281736A (ja) | 1987-04-15 |
Family
ID=16796931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60223360A Pending JPS6281736A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281736A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01233796A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Murata Mfg Co Ltd | 放熱器 |
| JPH01137597U (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-20 | ||
| US5008582A (en) * | 1988-01-29 | 1991-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device having a cooling element |
| CN103541917A (zh) * | 2012-07-10 | 2014-01-29 | 马小康 | 磁力连动式风扇 |
-
1985
- 1985-10-07 JP JP60223360A patent/JPS6281736A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008582A (en) * | 1988-01-29 | 1991-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device having a cooling element |
| JPH01233796A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Murata Mfg Co Ltd | 放熱器 |
| JPH01137597U (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-20 | ||
| CN103541917A (zh) * | 2012-07-10 | 2014-01-29 | 马小康 | 磁力连动式风扇 |
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