JPH02291154A - ヒートシンク付セラミックパッケージ - Google Patents
ヒートシンク付セラミックパッケージInfo
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- JPH02291154A JPH02291154A JP1111458A JP11145889A JPH02291154A JP H02291154 A JPH02291154 A JP H02291154A JP 1111458 A JP1111458 A JP 1111458A JP 11145889 A JP11145889 A JP 11145889A JP H02291154 A JPH02291154 A JP H02291154A
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- Japan
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- heat sink
- heat
- chip
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- sink
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire 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】
〔産業」一の利用分野〕
本発明はICチップやI...S Iチップなどのチッ
プを搭載するヒー1〜シンク付セラミックパッケージに
関するものである。
プを搭載するヒー1〜シンク付セラミックパッケージに
関するものである。
高度な半導体素了技術は理論素子から理解されるように
、ゲー1一当りのスピード、電力積が逐次減少しており
、また、微細加工技術の発達により、ケー1〜当りの占
有面積も次第に減少している。このため、半導体チップ
は高速化並びに1!11集積化される傾向にある。一方
、この半導体チップを保護し、信頼性を向」ユさせるバ
ソケージは半導体チップのボンディング技術などを考慮
して実装の領域へと発展してきている。これに伴い、近
イI′のコンピュータ装置などにおいては、装置の処理
性能や信頼性の向−1二などのためにLST化された半
導体素子や高密度で且つ小型化されたLSIチノブ柘載
川の各種セラミックパソケーシが次第に取り入れられる
ようになってきた。
、ゲー1一当りのスピード、電力積が逐次減少しており
、また、微細加工技術の発達により、ケー1〜当りの占
有面積も次第に減少している。このため、半導体チップ
は高速化並びに1!11集積化される傾向にある。一方
、この半導体チップを保護し、信頼性を向」ユさせるバ
ソケージは半導体チップのボンディング技術などを考慮
して実装の領域へと発展してきている。これに伴い、近
イI′のコンピュータ装置などにおいては、装置の処理
性能や信頼性の向−1二などのためにLST化された半
導体素子や高密度で且つ小型化されたLSIチノブ柘載
川の各種セラミックパソケーシが次第に取り入れられる
ようになってきた。
ところで、このように素子の高集積化の度合か大きくな
ると、半導体チップの消費電力も増大することになる。
ると、半導体チップの消費電力も増大することになる。
そのため、消費電力の大きなLSIチップはプラスチッ
クに比へ熱伝導率が大きいセラミックなどのバッケーシ
に搭載し、さらにボードのみによる放熱ては当然LST
チノブの冷却に文、}して限界かある。
クに比へ熱伝導率が大きいセラミックなどのバッケーシ
に搭載し、さらにボードのみによる放熱ては当然LST
チノブの冷却に文、}して限界かある。
そこで、前述の高速でかつ高集積化されたLSIチップ
を搭載する従来のセラミックパッケージにおいては、L
SIチップからの放熱に対し冷却の観点から、放熱効率
の高いアルミニウムや銅の材料からなるヒートシンクを
、LSIチップの固着面と対向する反対側の表面に、熱
伝導性の優れた半田や接着剤により一体的に固着させて
放熱させるようにしている。
を搭載する従来のセラミックパッケージにおいては、L
SIチップからの放熱に対し冷却の観点から、放熱効率
の高いアルミニウムや銅の材料からなるヒートシンクを
、LSIチップの固着面と対向する反対側の表面に、熱
伝導性の優れた半田や接着剤により一体的に固着させて
放熱させるようにしている。
第3図に従来のヒートシンク付セラミックパッケージの
一例の断面図を示す。
一例の断面図を示す。
図において、1はセラミック基板、2はセラミック基板
1に接着されたチップ保持板である。チップ保持板2の
下面にはチップ固着剤7を用いてチップ6が搭載されて
いる。チップ6は、セラミック基板1上の接続パッド8
と配線部材9とによって結線されている。セラミック基
板1の下側には複数個のピン5が付けられている。チッ
プ保持板2の」二面には、ヒー1ヘシンク4がヒー1〜
シンク固着剤3によって接着されている。
1に接着されたチップ保持板である。チップ保持板2の
下面にはチップ固着剤7を用いてチップ6が搭載されて
いる。チップ6は、セラミック基板1上の接続パッド8
と配線部材9とによって結線されている。セラミック基
板1の下側には複数個のピン5が付けられている。チッ
プ保持板2の」二面には、ヒー1ヘシンク4がヒー1〜
シンク固着剤3によって接着されている。
第4図に従来のヒートシンク付セラミックパツケージの
一例の斜視図を示す。ヒー1〜シンク4は、図示のよう
に任意の方向の風に対応させるため、同し大きさ、形状
の円柱形ピンを多数並へた構造となっている。現在、こ
のような構造のヒートシンク付セラミックパッケージが
製作されている。
一例の斜視図を示す。ヒー1〜シンク4は、図示のよう
に任意の方向の風に対応させるため、同し大きさ、形状
の円柱形ピンを多数並へた構造となっている。現在、こ
のような構造のヒートシンク付セラミックパッケージが
製作されている。
上述のような構造のヒートシンク付セラミックパッケー
ジでは、ヒーI〜シンタの放熱効率が場所によって変化
せず全体にわたりほぼ均−どなる。
ジでは、ヒーI〜シンタの放熱効率が場所によって変化
せず全体にわたりほぼ均−どなる。
しかしながら、実際の放熱状況はチノブに近いヒートシ
ンタ中央からほとんどの熱が逃げている。
ンタ中央からほとんどの熱が逃げている。
従って、ヒー1〜シンク単体としての放熱効率はよいか
、パッケージ全体を考えた場合の放熱効率は悪くなり、
十分な冷却効果が得られないという欠点を有していた。
、パッケージ全体を考えた場合の放熱効率は悪くなり、
十分な冷却効果が得られないという欠点を有していた。
これにより、チップそのものの温度上昇によりデバイス
の動作速度が低下するなどの問題が生ずる。
の動作速度が低下するなどの問題が生ずる。
本発明の目的は発熱量の大きな高集積化LS :rチッ
プを搭載しても放熱効果が十分であるような信頼性の高
いヒートシンク付セラミックパッケージを提供すること
にある。
プを搭載しても放熱効果が十分であるような信頼性の高
いヒートシンク付セラミックパッケージを提供すること
にある。
上記目的を達成するため、本発明によるヒートシンク付
セラミックパッケージにおいては中央部に穴を有するセ
ラミック基板と、該セラミック基板上に穴をふさぐよう
に接着されたチップ保持板と、多数のピンを有し、チッ
プ保持板上に接着されたヒートシンクと、該チップ保持
板の裏面に接着したチップとからなり、前記ヒートシン
クの各ピンの直径を中央部位から周辺にかけて順次変化
させ、中央部位のものを最大径、外周部位のものを最小
径としたものである。
セラミックパッケージにおいては中央部に穴を有するセ
ラミック基板と、該セラミック基板上に穴をふさぐよう
に接着されたチップ保持板と、多数のピンを有し、チッ
プ保持板上に接着されたヒートシンクと、該チップ保持
板の裏面に接着したチップとからなり、前記ヒートシン
クの各ピンの直径を中央部位から周辺にかけて順次変化
させ、中央部位のものを最大径、外周部位のものを最小
径としたものである。
超LSIのように素子の高集積化の度合が大きくなると
、半導体チップの消費電力が増大し、そのため、消費電
力が大きなLSIチップはプラスチックに比べ熱伝導率
の大きいセラミノクなどのパッケージに搭載する必要が
ある。さらにLSIチップからの放熱に対する冷却の観
点から、放熱効率の高いアルミニウムや銅の材料からな
るヒートシンクを、LSIチップの固着面と対向する反
対側の表面に、熱伝導性に優れた半田や接着剤により一
体的に固着させ放熱させるようにしている。ヒー1〜シ
ンクの形状は様々であるが、強制空冷時の風の方向依存
性のなさとヒー1−シンク単独での放熱効率の高さから
従来のように小さなピンを多数並へた構造(ピンフィン
型)のものを用いたときには、チップで発生した熱のほ
とんどがそのままヒー)〜シンク中央付近のみからしか
逃げず、したがって、パッケーシ全体としての熱抵抗が
高くなるが、本発明においては各ビンの断而積がヒート
シンク中央部で大きく、ヒー1〜シンク周辺部にかけて
小さくなるような構造のヒー1ヘシンクであるために、
ヒー1〜シンク中央部のフィン隙間が狭くなっており、
強制空冷時の空気の流速が速くなる。同時に、ピン断面
積が大きいためにピン先端までの熱伝導も良くなってい
る。従って、ヒー1−シンク中央部での放熱効率が高く
なり、パッケージ全体としての熱抵抗は低下する。この
構造により、」一述のように高放熱に1で高信頼性のヒ
ー1〜シンク付セラミックパッケージが実現可能となる
。
、半導体チップの消費電力が増大し、そのため、消費電
力が大きなLSIチップはプラスチックに比べ熱伝導率
の大きいセラミノクなどのパッケージに搭載する必要が
ある。さらにLSIチップからの放熱に対する冷却の観
点から、放熱効率の高いアルミニウムや銅の材料からな
るヒートシンクを、LSIチップの固着面と対向する反
対側の表面に、熱伝導性に優れた半田や接着剤により一
体的に固着させ放熱させるようにしている。ヒー1〜シ
ンクの形状は様々であるが、強制空冷時の風の方向依存
性のなさとヒー1−シンク単独での放熱効率の高さから
従来のように小さなピンを多数並へた構造(ピンフィン
型)のものを用いたときには、チップで発生した熱のほ
とんどがそのままヒー)〜シンク中央付近のみからしか
逃げず、したがって、パッケーシ全体としての熱抵抗が
高くなるが、本発明においては各ビンの断而積がヒート
シンク中央部で大きく、ヒー1〜シンク周辺部にかけて
小さくなるような構造のヒー1ヘシンクであるために、
ヒー1〜シンク中央部のフィン隙間が狭くなっており、
強制空冷時の空気の流速が速くなる。同時に、ピン断面
積が大きいためにピン先端までの熱伝導も良くなってい
る。従って、ヒー1−シンク中央部での放熱効率が高く
なり、パッケージ全体としての熱抵抗は低下する。この
構造により、」一述のように高放熱に1で高信頼性のヒ
ー1〜シンク付セラミックパッケージが実現可能となる
。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例を示すヒートシンク付セラミ
ックパッケージの断面図である。
ックパッケージの断面図である。
同図において、1は中央に穴を有する平板状に形成され
たアルミナのセラミック基板である。2はCu/11か
らなるチップ保持板であり、セラミック基板1の穴を塞
ぐようにその」二面に接着されている。チップ保持抜2
の上面にはアルミニウムのヒートシンク4がエポキシ樹
脂接着剤であるヒー1〜シンク固着剤3で接着されてい
る。チップ保持板2の下面のチップ搭載面には、Au−
Si等のチップ固着剤7を用いてチップ6が搭載されて
いる。5は前記チップ6をボードに接続するためのピン
で、このピン5は前記セラミック基板1の下面周縁部に
立設されている。セラミック基板1の中央の穴の周辺部
にはピン5とチソプ6とを接続する接続パソト8が設け
られており、この接続パッド8と前記ピン5とはセラミ
ック基板1の表面あるいは内層を通じて電気的に接続さ
れている。LSIチップ6の端子部はワイヤなどの配線
部材9で、ピン5に接続された接続パノト8に接続され
ている。
たアルミナのセラミック基板である。2はCu/11か
らなるチップ保持板であり、セラミック基板1の穴を塞
ぐようにその」二面に接着されている。チップ保持抜2
の上面にはアルミニウムのヒートシンク4がエポキシ樹
脂接着剤であるヒー1〜シンク固着剤3で接着されてい
る。チップ保持板2の下面のチップ搭載面には、Au−
Si等のチップ固着剤7を用いてチップ6が搭載されて
いる。5は前記チップ6をボードに接続するためのピン
で、このピン5は前記セラミック基板1の下面周縁部に
立設されている。セラミック基板1の中央の穴の周辺部
にはピン5とチソプ6とを接続する接続パソト8が設け
られており、この接続パッド8と前記ピン5とはセラミ
ック基板1の表面あるいは内層を通じて電気的に接続さ
れている。LSIチップ6の端子部はワイヤなどの配線
部材9で、ピン5に接続された接続パノト8に接続され
ている。
第2図に本発明の一実施例を示すヒー1−シンク付セラ
ミックパッケージの斜視図を示す。
ミックパッケージの斜視図を示す。
本発明において、ヒー1〜シンク4は円柱状のビンを多
数並べた構造をとり、各々のピンの断面積はその設置部
位によって各々異なり、例えばヒートシンク中央部でφ
2lIIn、ヒー1−シンク最外周ではφ1.2■とし
、これらの中間では直径を徐々に変化させ、中央から外
周辺にかけて順次減少させている。
数並べた構造をとり、各々のピンの断面積はその設置部
位によって各々異なり、例えばヒートシンク中央部でφ
2lIIn、ヒー1−シンク最外周ではφ1.2■とし
、これらの中間では直径を徐々に変化させ、中央から外
周辺にかけて順次減少させている。
実施例において、断面積が中央部位で大きく周辺部位で
は小さいピンをもつ本発明によるビンフィン型のヒーl
−シンクとすへてのビンの断面積か同じである従来のビ
ンフィン型のヒー1〜シンクの熱抵抗を実験で比較した
。中央部でφ2nwn、周辺部ではφ1.2mでこの中
間では徐々に直径が変化するビンからなる本発明のパッ
ケージでは、風速5m/sのとき熱抵抗は2.OK/W
であった。これに対してピンの直径がすべて1. 6m
mであるヒートシンクからなるバッケーシでは、風速5
m/sのとき熱抵抗は2. 2K/It’であった。以
上より、断面積がすべて等しいピンからなるヒートシン
クが搭載されているバンケーシよりも、ヒー1〜シンク
中央で断面積が大きくヒー1ヘシンク周辺部になるに従
って断面積が小さくなるようなヒートシンクが搭載され
ている本発明によるパッケージの方が,熱抵抗が小さく
なることがわかった。
は小さいピンをもつ本発明によるビンフィン型のヒーl
−シンクとすへてのビンの断面積か同じである従来のビ
ンフィン型のヒー1〜シンクの熱抵抗を実験で比較した
。中央部でφ2nwn、周辺部ではφ1.2mでこの中
間では徐々に直径が変化するビンからなる本発明のパッ
ケージでは、風速5m/sのとき熱抵抗は2.OK/W
であった。これに対してピンの直径がすべて1. 6m
mであるヒートシンクからなるバッケーシでは、風速5
m/sのとき熱抵抗は2. 2K/It’であった。以
上より、断面積がすべて等しいピンからなるヒートシン
クが搭載されているバンケーシよりも、ヒー1〜シンク
中央で断面積が大きくヒー1ヘシンク周辺部になるに従
って断面積が小さくなるようなヒートシンクが搭載され
ている本発明によるパッケージの方が,熱抵抗が小さく
なることがわかった。
なお、上記実施例においては、ヒートシンク4を樹脂剤
を用いてセラミック基板1に接合した例について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
ろう付けにより溶着してもよいのは勿論である。また、
ヒートシンク材料としてはアルミニウムに限らず熱伝導
率の良い材料であれば本発明の効果を十分に満足できる
ことは明らかである。
を用いてセラミック基板1に接合した例について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
ろう付けにより溶着してもよいのは勿論である。また、
ヒートシンク材料としてはアルミニウムに限らず熱伝導
率の良い材料であれば本発明の効果を十分に満足できる
ことは明らかである。
以−1−説明したように、本発明によれば、通電時の発
熱によるチップ及びセラミックパッケーシの温度上昇を
抑えることが可能となるため、高速動作で高信頼性のセ
ラミックパッケージを提供できる効果を有する。
熱によるチップ及びセラミックパッケーシの温度上昇を
抑えることが可能となるため、高速動作で高信頼性のセ
ラミックパッケージを提供できる効果を有する。
第1図は本発明の一実施例を示すヒートシンク付セラミ
ックパッケーシの断面図、第2図は本発明の一実施例を
示すヒートシンク付セラミノクパッケージの斜視図、第
3図は従来のヒー1〜シンク付セラミックパノケーシの
一例の断面図、第4図は従来のヒートシンク付セラミッ
クパッケージの−例の斜視図である。 1 セラミノク基板 2 チップ保持板3 −ヒー
1〜シンク固着剤 4 ヒートシンク5 ピン
6 チップ 7・・チップ固着剤 8 接続パン1−9 配線
部材 特許出願人 1」本電気株式会社
ックパッケーシの断面図、第2図は本発明の一実施例を
示すヒートシンク付セラミノクパッケージの斜視図、第
3図は従来のヒー1〜シンク付セラミックパノケーシの
一例の断面図、第4図は従来のヒートシンク付セラミッ
クパッケージの−例の斜視図である。 1 セラミノク基板 2 チップ保持板3 −ヒー
1〜シンク固着剤 4 ヒートシンク5 ピン
6 チップ 7・・チップ固着剤 8 接続パン1−9 配線
部材 特許出願人 1」本電気株式会社
Claims (1)
- (1)中央部に穴を有するセラミック基板と、該セラミ
ック基板上に穴をふさぐように接着されたチップ保持板
と、多数のピンを有し、チップ保持板上に接着されたヒ
ートシンクと、該チップ保持板の裏面に接着したチップ
とからなり、前記ヒートシンクの各ピンの直径を中央部
位から周辺にかけて順次変化させ、中央部位のものを最
大径、外周部位のものを最小径としたことを特徴とする
ヒートシンク付セラミックパッケージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1111458A JPH02291154A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1111458A JPH02291154A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02291154A true JPH02291154A (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=14561745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1111458A Pending JPH02291154A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | ヒートシンク付セラミックパッケージ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02291154A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10242357A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-11 | Pfu Ltd | ヒートシンク装置 |
JP2012060002A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子の冷却構造 |
WO2021131175A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 株式会社明電舎 | 冷却構造及びヒートシンク |
WO2023017649A1 (ja) * | 2021-08-11 | 2023-02-16 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体装置のパッケージ及び放熱型のリードフレーム |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1111458A patent/JPH02291154A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10242357A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-11 | Pfu Ltd | ヒートシンク装置 |
JP2012060002A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子の冷却構造 |
CN102403288A (zh) * | 2010-09-10 | 2012-04-04 | 三菱电机株式会社 | 半导体元件的冷却结构 |
WO2021131175A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 株式会社明電舎 | 冷却構造及びヒートシンク |
JP2021103758A (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-15 | 株式会社明電舎 | 冷却構造及びヒートシンク |
CN115004362A (zh) * | 2019-12-26 | 2022-09-02 | 株式会社明电舍 | 冷却构造以及散热器 |
WO2023017649A1 (ja) * | 2021-08-11 | 2023-02-16 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体装置のパッケージ及び放熱型のリードフレーム |
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