JPH08213508A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH08213508A
JPH08213508A JP7020008A JP2000895A JPH08213508A JP H08213508 A JPH08213508 A JP H08213508A JP 7020008 A JP7020008 A JP 7020008A JP 2000895 A JP2000895 A JP 2000895A JP H08213508 A JPH08213508 A JP H08213508A
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JP
Japan
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semiconductor device
semiconductor chip
heat dissipation
package body
package
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JP7020008A
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Yukio Takahashi
行雄 高橋
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication of JPH08213508A publication Critical patent/JPH08213508A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体チップで発生した熱をきわめて効率良
く外部に逃がすことができる半導体装置を提供する。 【構成】 パッケージ本体11は外部電極が形成されて
いる外部電極形成面11aと反対側の面をチップ実装面
11bとしている。パッケージ本体11のチップ実装面
11bには、その活性面13a側が対向する状態で半導
体チップ13が実装されている。放熱部材15は半導体
チップ13の裏面13bに密着した状態でパッケージ本
体11に取り付けられている。また、パッケージ本体1
1の外部電極形成面11aには入出力端子として球状電
極12が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック等からなる
パッケージ本体に半導体チップを実装してなる半導体装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来における半導体装置の一例を
示す概略断面図である。図示した半導体装置50におい
て、51はパッケージ本体、52はパッケージ本体51
に実装された半導体チップ(半導体素子)、53はパッ
ケージ本体51の電極部(不図示)と半導体チップ52
の電極部とを接続するボンディングワイヤ、54はパッ
ケージ本体51内に半導体チップ52を封止するための
キャップ(蓋)、55はパッケージ本体51の外部電極
上にマウントされたはんだボールである。この種の半導
体装置50は、多ピン化への対応策として、パッケージ
本体51の底面に球状のはんだボール55が2次元のア
レイ状に配置されていることから、BGA(ボール・グ
リッド・アレイ)と呼ばれており、プリント基板等に対
してははんだボール55を入出力端子として実装され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の半導体装置50では、半導体チップ52で発生した熱
の殆どがチップ裏面(図中下面)側からパッケージ本体
51を経由してキャップ54から外部に放散される構造
となっているため、伝熱経路が長くなるうえにパッケー
ジ本体51の側壁部分では伝熱経路が狭くなり、半導体
チップ52の熱を効率良く外部に逃がすことが出来なか
った。このため、高電力を消費する電源用ICや高速、
高集積IC(例えば、パーソナルコンピュータのCPU
を担うIC)として機能する半導体チップ52を、多ピ
ン化対応のパッケージ構造に採用するにはパッケージ全
体の放熱性を高める必要があった。そこで従来において
は、パッケージ本体51にヒートシンク(不図示)を取
り付けて放熱性を高める試みもなされているが、この場
合は、十分な放熱効果を得るのに放熱面積を広く確保し
た大型のヒートシンクを採用する必要があり、これによ
ってパッケージ全体が大型化し、実装時にスペース的な
制約が生じるという新たな問題が生じていた。
【0004】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、半導体チップで
発生した熱をきわめて効率良く外部に逃がすことができ
る半導体装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体装
置は、外部電極が形成された外部電極形成面と反対側の
面をチップ実装面としてなるパッケージ本体と、このパ
ッケージ本体のチップ実装面に、その活性面側が対向す
る状態で実装された半導体チップと、この半導体チップ
の活性面と反対側の面に密着した状態でパッケージ本体
に取り付けられた放熱部材と、パッケージ本体の外部電
極形成面に設けられた入出力端子とを備えた構成となっ
ている。
【0006】請求項2記載の半導体装置は、上記請求項
1記載の半導体装置において放熱部材側に空冷用のファ
ンユニットが取り付けられた構成となっている。
【0007】
【作用】請求項1記載の半導体装置においては、パッケ
ージ本体に実装された半導体チップの裏面(活性面と反
対側の面)が放熱部材と密着した構造となっているた
め、半導体チップで発生した熱がパッケージ本体を経由
することなく直に放熱部材に伝熱され、そこから外部に
放散されるようになる。これにより、従来よりも伝熱経
路が格段に短くなるため、その分だけパッケージ全体の
熱抵抗を低下させることができる。
【0008】請求項2記載の半導体装置においては、空
冷用のファンユニットによって放熱部材の表面が強制的
に冷却されるようになるため、パッケージ全体の放熱効
果をより一層高めることができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明に係わる半導体装
置の第1実施例を示す概略断面図であり、図中(a)は
その全体図、(b)はA部拡大図を示している。図1に
示す半導体装置10において、パッケージ本体11は一
方(図中上方)を開口した箱型構造をなすもので、本例
ではパッケージ周縁の凸部が後述する半導体チップの厚
み寸法とほぼ同じ段差をもって形成されている。このパ
ッケージ本体11の底面11aには図示せぬ複数の外部
電極(ランド)が形成されており、さらに各々の外部電
極上には入出力端子としての球状電極(はんだボール
等)12がマウントされている。一方、上述した外部電
極形成面11aと反対側の面11bには、後述する半導
体チップの電極パッド配列に応じて複数の電極部(不図
示)が配置されており、パッケージ本体11ではこの電
極形成面11bをチップ実装面としている。
【0010】パッケージ本体11のチップ実装面11b
には半導体チップ13が実装されている。半導体チップ
13は、図1(b)に示すように、その活性面13a側
がチップ実装面11bに対向する状態、すなわちフェー
スダウン構造をもってパッケージ本体11に実装されて
いる。半導体チップ13の活性面13aには複数の電極
パッド(不図示)が設けられており、これらの電極パッ
ドがはんだバンプ14等を介してパッケージ本体11側
の電極部(不図示)に接続されている。
【0011】さらに、半導体チップ13の裏面、つまり
活性面13aと反対側の面13bには例えばアルミニウ
ムや銅等の高熱伝導性材料からなる放熱部材(ヒートシ
ンク等)15が密着している。この放熱部材15は、熱
伝導性を有する接着剤、例えばシリコーン系の接着剤1
6を介してチップ裏面13bに密着しており、その接合
面と反対側の面には冷却効果を高めるための凹凸部(放
熱フィン)が設けられている。また放熱部材15の周縁
部は接着剤等の固定手段を用いてパッケージ本体11の
周縁凸部に固定されている。
【0012】このように本第1実施例の半導体装置10
においては、発熱源となる半導体チップ13の裏面13
bに放熱部材15が密着した状態で取り付けられた構造
となっているため、図1(b)の一点鎖線で示すよう
に、半導体チップ13で発生した熱がその裏面13b側
から直に放熱部材15に伝熱され、その放熱部材15の
表面(特に凹凸面)から外部に放散されるようになる。
これにより、パッケージ内における伝熱経路が従来構造
に比較して格段に短くなるうえ、伝熱経路が広い面積を
もって確保されるようになるため、その分だけパッケー
ジ全体としての熱抵抗が低下し、高い放熱効果を得るこ
とができる。
【0013】図2は本発明に係わる半導体装置の第2実
施例を示す概略断面図である。図2に示す半導体装置2
0において、21はパッケージ本体、22は球状電極、
23は半導体チップ、24は放熱部材であり、これらの
基本的な構成については上記第1実施例の場合と同様で
ある。ここで本第2実施例においては、パッケージ本体
21に対し、半導体チップ23に密着した状態で取り付
けられた放熱部材24側に空冷用のファンユニット25
が取り付けられている。このファンユニット25は、例
えば、ユニット全体の取付ベースとなるホルダ部26
と、このホルダ部26に装着されたモータ27と、この
モータ27を駆動源として回転するファン28とから成
るもので、このうちホルダ部26は螺子留めや接着剤等
の固定手段によって放熱部材24に固定されている。
【0014】上記構成からなる本第2実施例の半導体装
置20においては、モータ27の駆動によってファン2
8を回転させると、放熱部材24の表面(凹凸面)がフ
ァン28の回転によって強制的に冷却される。したがっ
て、半導体チップ23で発生した熱を、放熱部材24に
よる放熱作用とファンユニット25による冷却作用の相
乗効果をもって、より効果的に外部に放散させることが
できる。
【0015】図3は本発明に係わる半導体装置の他の適
用例を示す概略断面図である。図3に示す半導体装置3
0においては、上記第1実施例と同様に、パッケージ本
体31に対し、その活性面側を対向させた状態(フェー
スダウン構造)で半導体チップ32が実装されており、
さらにチップ裏面に密着した状態で放熱部材33が取り
付けられている。また、外部電極が形成されているパッ
ケージ本体31の底面(外部電極形成面)31aには入
出力端子としてリードピン34が設けられている。
【0016】この種のパッケージ構造は、パッケージ本
体31の外部電極形成面31aにリードピン34が2次
元のアレイ状に配置されていることから、PGA(ピン
・グリッド・アレイ)と呼ばれており、この場合におい
ても半導体チップ32の裏面に放熱部材33が密着して
取り付けられていることから、上記第1実施例と同様に
熱抵抗が低下し、高い放熱効果を得ることができる。な
お、このPGAパッケージに対しても、上記第2実施例
のごとく放熱部材33側にファンユニット(不図示)を
取り付けることで、放熱部材33による放熱作用とファ
ンユニットによる冷却作用の相乗効果をもって、より高
い放熱効果が得られることはいうまでもない。
【0017】
【発明の効果】請求項1記載の半導体装置によれば、パ
ッケージ本体に実装された半導体チップの裏面、すなわ
ち活性面と反対側の面を放熱部材に密着させた構造とし
たので、半導体チップで発生した熱を他の部材を経由す
ることなく直に放熱部材に伝えることができる。これに
より、パッケージ全体の熱抵抗が従来よりも格段に小さ
くなり、半導体チップの熱を効率良く外部に放散させる
ことが可能となるため、例えば電源用ICや高速、高集
積ICなど発熱量の多い半導体チップであっても多ピン
化対応のパッケージ構造に何ら支障なく採用することが
できる。
【0018】請求項2記載の半導体装置によれば、放熱
部材の表面をファンユニットによって強制的に冷却する
ことができるため、放熱部材による放熱作用とファンユ
ニットによる冷却作用の相乗効果をもって、半導体チッ
プの熱をより効果的に外部に放散させることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる半導体装置の第1実施例を示す
概略断面図である。
【図2】本発明に係わる半導体装置の第2実施例を示す
概略断面図である。
【図3】他の適用例を示す側面概略図である。
【図4】従来における半導体装置の一例を示す概略断面
図である。
【符号の説明】
10,20,30 半導体装置 11,21,31 パッケージ本体 12,22 球状電極(入出力端子) 13,23,32 半導体チップ 15,24,33 放熱部材 25 ファンユニット 34 リードピン(入出力端子)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/46 C

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部電極が形成された外部電極形成面と
    反対側の面をチップ実装面としてなるパッケージ本体
    と、 前記パッケージ本体のチップ実装面に、その活性面側が
    対向する状態で実装された半導体チップと、 前記半導体チップの活性面と反対側の面に密着した状態
    で前記パッケージ本体に取り付けられた放熱部材と、 前記パッケージ本体の外部電極形成面に設けられた入出
    力端子とを備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記放熱部材側に空冷用のファンユニッ
    トが取り付けられたことを特徴とする請求項1の半導体
    装置。
  3. 【請求項3】 前記入出力端子が球状電極からなること
    を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記入出力端子が球状電極からなること
    を特徴とする請求項2記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記入出力端子がリードピンからなるこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記入出力端子がリードピンからなるこ
    とを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
JP7020008A 1995-02-08 1995-02-08 半導体装置 Pending JPH08213508A (ja)

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JP7020008A JPH08213508A (ja) 1995-02-08 1995-02-08 半導体装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1638143A2 (en) 2004-09-21 2006-03-22 Lucent Technologies Inc. Heat-transfer devices
CN108738225A (zh) * 2017-04-25 2018-11-02 欧姆龙汽车电子株式会社 电路板模块和电子装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1638143A2 (en) 2004-09-21 2006-03-22 Lucent Technologies Inc. Heat-transfer devices
CN108738225A (zh) * 2017-04-25 2018-11-02 欧姆龙汽车电子株式会社 电路板模块和电子装置
JP2018186143A (ja) * 2017-04-25 2018-11-22 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 回路基板モジュール、電子装置

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