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JPH09199647A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH09199647A
JPH09199647A JP484696A JP484696A JPH09199647A JP H09199647 A JPH09199647 A JP H09199647A JP 484696 A JP484696 A JP 484696A JP 484696 A JP484696 A JP 484696A JP H09199647 A JPH09199647 A JP H09199647A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
package
heat radiation
radiation fin
semiconductor device
fin
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
Application number
JP484696A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Yano
圭一 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP484696A priority Critical patent/JPH09199647A/en
Publication of JPH09199647A publication Critical patent/JPH09199647A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板に実装されるパッケージへの放
熱フィンの取り付けに、従来はパッケージに溶接したボ
ルトによる締結,またはパッケージと放熱フィンを接着
剤で接着しているが、何れも接合強度に懸念があり、信
頼性が低かった。また冷却効果を高める際は放熱フィン
の高さを高くするので、半導体装置全体の専有面積が大
きくなる問題があった。 【解決手段】 放熱フィン40の水平方向の寸法を、パ
ッケージ20の外形寸法より大きく設定してパッケージ
に載せ、パッケージから放熱フィンが張り出した部分で
これとプリント30基板をボルト等で締結することによ
り、間に挟まれたパッケージに放熱フィンを密着させ
る。水平方向への延長により占有体積を増さずに冷却効
果が高められる。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To attach a heat radiation fin to a package mounted on a printed circuit board, conventionally, fastening with a bolt welded to the package or bonding the package and the heat radiation fin with an adhesive is used. However, there was concern about the bonding strength, and reliability was low. Further, when the cooling effect is enhanced, the height of the heat radiation fin is increased, which causes a problem that the area occupied by the entire semiconductor device is increased. SOLUTION: A horizontal dimension of a heat radiation fin 40 is set to be larger than an outer dimension of a package 20, the heat radiation fin 40 is mounted on the package, and a portion where the heat radiation fin projects from the package is fastened to the printed board with a bolt or the like. The heat radiation fins are closely attached to the package sandwiched between them. The horizontal extension enhances the cooling effect without increasing the occupied volume.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを搭
載するパッケージおよび空冷のためにパッケージに取り
付けられる放熱フィンの、プリント基板への実装方法お
よび構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a package for mounting a semiconductor chip and a method and structure for mounting a radiation fin attached to the package for air cooling on a printed circuit board.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子機器の高速化・小型高密度化の要望
に応えるべく半導体チップの高速化・高集積化が進み、
半導体チップの消費電力が増加した結果、半導体チップ
からの発熱量も増加している。そこで半導体チップを搭
載するパッケージの冷却を図るため、フィン状の放熱体
を取り付けることが多い。その取り付け手段には、パッ
ケージの蓋にボルトを上向きに接合し、放熱フィンの底
面に設けた取り付け孔に通してナットで締結したり、接
着剤で放熱フィンとパッケージを接着するなどの手段が
従来行なわれている。なお、フィンの放熱が不充分な場
合はフィンの高さを高くして、フィン1枚当たりの放熱
面積を大きくすることで対処していた。
2. Description of the Related Art In order to meet the demand for higher speed, smaller size and higher density of electronic equipment, semiconductor chips are becoming faster and more highly integrated,
As a result of the increased power consumption of the semiconductor chip, the amount of heat generated from the semiconductor chip has also increased. Therefore, a fin-shaped radiator is often attached in order to cool the package on which the semiconductor chip is mounted. Conventionally, the mounting means is such that the bolt is joined upward to the package lid, it is passed through the mounting hole provided on the bottom surface of the radiation fin, and it is fastened with a nut, or the radiation fin and the package are bonded with an adhesive. Has been done. If the heat radiation from the fins is insufficient, the fin height is increased to increase the heat radiation area per fin.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述のボルトによる締
結の場合は、予めパッケージ側にボルトをろう付けする
などの工程を要するため作業効率とコストに影響する
上、ろう付け部が破壊して放熱フィンが取れてしまうこ
とがある。また接着剤による接合では、放熱フィン取り
付け後に行なわれる熱衝撃試験や温度サイクル試験など
の熱疲労試験により接着剤の劣化が生じ、放熱フィン接
着部が破断することがあるなど、従来の取り付け手段に
は、製品の信頼性に問題が生じることが多かった。
In the case of fastening with the above-mentioned bolts, a process such as brazing the bolts to the package side in advance is required, which affects work efficiency and cost, and the brazing portion is destroyed to radiate heat. The fins may come off. Also, in the case of joining with an adhesive, the adhesive may deteriorate due to a thermal fatigue test such as a thermal shock test or a temperature cycle test that is performed after mounting the radiation fin, and the radiation fin bonding part may be broken. Often had problems with product reliability.

【0004】また、放熱のためにフィンの高さを高くし
ても、放熱量はある一定の値に収斂してゆき、それ以上
はフィンを高くしても放熱性は向上しない。一方、フィ
ンの高さを高くするにつれて、半導体装置全体の大きさ
(機器に装備する場合の占有体積)が垂直方向に増加し
てゆき、小型化の要請に反することになる。
Further, even if the height of the fins is increased for heat dissipation, the amount of heat dissipation converges to a certain value, and if the fins are made higher than that, the heat dissipation is not improved. On the other hand, as the height of the fin is increased, the size of the entire semiconductor device (occupied volume when the device is installed in a device) increases in the vertical direction, which violates the demand for miniaturization.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】一般にパッケージは、そ
れ自身の面積より大きなプリント基板等の基板に実装し
て用いられる。そこで、放熱フィンをパッケージに取り
付ける代わりに、放熱フィンの水平方向の寸法をパッケ
ージの外形寸法より大きく設定してパッケージに載せ、
パッケージから放熱フィンが張り出した部分でこれとプ
リント基板とを締結することにより、間に挟まれたパッ
ケージに放熱フィンを密着させるよう改良した。
Generally, a package is used by mounting it on a substrate such as a printed circuit board having a larger area than itself. Therefore, instead of attaching the heat radiation fin to the package, set the horizontal dimension of the heat radiation fin larger than the external dimensions of the package and place it on the package.
The heat radiation fin was improved by closely fixing the heat radiation fin to the package sandwiched by fastening the heat radiation fin to the printed circuit board at the protruding portion of the package.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例1) 図1において20はパッケージ,21は
その蓋で、その内部に半導体チップ10が封入されてい
る。このパッケージはプリント基板30に実装され、コ
ンタクト材22がそれぞれの電極を接続している。な
お、図示の例ではソケット32および撓み防止のバック
アタッチ31を設けてあるが、設計次第で省略される場
合もある。
(Embodiment 1) In FIG. 1, 20 is a package, 21 is its lid, and the semiconductor chip 10 is enclosed in the inside. This package is mounted on the printed circuit board 30, and the contact material 22 connects the respective electrodes. In the illustrated example, the socket 32 and the back attachment 31 for preventing bending are provided, but they may be omitted depending on the design.

【0007】図示のようなキャビティアップ構造におい
ては、半導体チップ10からの熱はパッケージ20から
蓋21を通して放熱フィン40に伝わるため、パッケー
ジと蓋の熱伝導率が放熱性に大きく影響する。従ってこ
れらの材質には、熱伝導率の大きい窒化アルミニウムを
用いることが望ましい。
In the cavity-up structure as shown in the figure, the heat from the semiconductor chip 10 is transferred from the package 20 to the radiation fin 40 through the lid 21, so that the thermal conductivity of the package and the lid greatly affects the radiation performance. Therefore, it is desirable to use aluminum nitride having high thermal conductivity as these materials.

【0008】放熱フィン40は水平方向に延長され、そ
の延長部分はパッケージの両端から庇のように張り出し
ている。そしてこの部分で、放熱フィン40はプリント
基板30にボルト50とナット51で締結されている。
その際、締め過ぎや不均一な締め付けを避ける必要があ
るが、例えば図示のように所定の長さのカラー52をボ
ルトに被せるかスペーサーを挟めば、過不足のない均等
な締結を容易に行なうことができる。また、バネ座金の
ような弾性体を介在させることも効果がある。なおこの
実施例の場合、ナット51の代わりに、バックアタッチ
31に雌ネジを設ける構造とすることも可能である。
The radiating fins 40 are extended in the horizontal direction, and the extended portions project from both ends of the package like eaves. At this portion, the heat radiation fin 40 is fastened to the printed circuit board 30 with bolts 50 and nuts 51.
At this time, it is necessary to avoid over-tightening and uneven tightening, but if, for example, a collar 52 of a predetermined length is covered on the bolt or a spacer is sandwiched as shown in the drawing, uniform fastening without excess or deficiency can be easily performed. be able to. It is also effective to interpose an elastic body such as a spring washer. In the case of this embodiment, instead of the nut 51, the back attach 31 may be provided with a female screw.

【0009】この構成によれば放熱フィンが水平方向に
延びて放熱面積を増す結果、半導体装置全体の高さを変
えずに放熱性を向上させることができる。さらに放熱フ
ィン40と蓋21との接触面に熱伝導性向上のためのサ
ーマルグリース等を介在させると、熱伝導の効果が大き
くなる。なおパッケージの周囲のプリント基板上には様
々な電子部品類11,12…が装着されているが、これ
らの部品はその高さがパッケージよりも低いので、放熱
フィンを水平方向に延長しても支障はない。
According to this structure, the heat radiation fin extends in the horizontal direction to increase the heat radiation area. As a result, the heat radiation performance can be improved without changing the height of the entire semiconductor device. Further, if a thermal grease or the like for improving the thermal conductivity is interposed on the contact surface between the radiation fin 40 and the lid 21, the effect of the thermal conductivity becomes large. Various electronic components 11, 12, ... Are mounted on the printed circuit board around the package. However, since these components are lower in height than the package, even if the heat radiation fins are extended in the horizontal direction. There is no hindrance.

【0010】(実施例2) 図2はいわゆるキャビティ
ダウン方式に構成した半導体装置の例を示したもので、
配線回路などの図示は省略してある。この方式において
は、半導体チップ10からの熱はパッケージ20から直
接に放熱フィン40に伝わるため、特にパッケージ20
の材質には熱伝導率の大きい窒化アルミニウムを用いる
ことが望ましい。放熱フィンの材質には一般にアルミニ
ウムおよびその合金が用いられる。ボルト締めによる締
結の要領は実施例1の場合と同様である。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows an example of a semiconductor device configured in a so-called cavity down system.
Illustration of wiring circuits and the like is omitted. In this method, the heat from the semiconductor chip 10 is directly transferred from the package 20 to the radiation fins 40, so that the package
It is desirable to use aluminum nitride, which has a high thermal conductivity, as the material. Aluminum and its alloy are generally used for the material of the radiation fin. The procedure for fastening by bolting is the same as in the first embodiment.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば半
導体装置への放熱フィンの取り付けが従来の半田付けや
接着剤による接合よりも確実に、且つ容易になされる。
しかも高さ方向の占有体積を増さずに冷却性能を高めら
れるので、小型で信頼性の高い半導体装置を得ることが
できる。
As described above in detail, according to the present invention, the radiation fin can be attached to the semiconductor device more reliably and easily than the conventional soldering or the joining by the adhesive.
Moreover, since the cooling performance can be improved without increasing the volume occupied in the height direction, it is possible to obtain a small-sized and highly reliable semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the invention.

【図2】本発明の実施例2に係る半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体チップ 20 パッケージ,21 蓋,22 コンタクト材 30 プリント基板 40 放熱フィン 50 ボルト,51 ナット,52 カラー 10 Semiconductor Chip 20 Package, 21 Lid, 22 Contact Material 30 Printed Circuit Board 40 Radiating Fin 50 Bolt, 51 Nut, 52 Color

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップを搭載するパッケージと、
このパッケージを実装する基板と、パッケージの上面に
取り付けられる放熱体を有する半導体装置において、放
熱体の水平方向の寸法がパッケージの外形寸法より大き
く設定され、そのパッケージの両端から張り出した部分
で基板と放熱体とが結合され、基板と放熱体との間にパ
ッケージを挟み込むことによりパッケージと放熱体が密
着されていることを特徴とする半導体装置。
1. A package on which a semiconductor chip is mounted,
In a semiconductor device having a board on which this package is mounted and a heat radiator mounted on the upper surface of the package, the horizontal dimension of the heat radiator is set to be larger than the outer dimensions of the package, and the board overhangs from both ends of the package. A semiconductor device characterized in that a heat radiator is coupled to the package and the heat sink is brought into close contact by sandwiching the package between the substrate and the heat radiator.
【請求項2】 基板と放熱体との結合が機械的結合手段
による、請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate and the heat radiator are coupled by mechanical coupling means.
【請求項3】 基板と放熱体との結合がボルト,ナット
による、請求項1に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate and the radiator are coupled with each other by bolts and nuts.
【請求項4】 パッケージが熱伝導率の大きい窒化アル
ミニウムで構成された、請求項1に記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the package is made of aluminum nitride having a high thermal conductivity.
JP484696A 1996-01-16 1996-01-16 Semiconductor device Pending JPH09199647A (en)

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JP484696A JPH09199647A (en) 1996-01-16 1996-01-16 Semiconductor device

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JP484696A JPH09199647A (en) 1996-01-16 1996-01-16 Semiconductor device

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JP (1) JPH09199647A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413587B1 (en) * 2001-05-03 2003-12-31 주식회사 쏘타 테크놀로지 Compressing device for electrically connecting semiconductor package to PCB by applying compression
US7019395B2 (en) 2003-03-26 2006-03-28 Denso Corporation Double-sided cooling type semiconductor module
JP2007306671A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Denso Corp Motor drive device for vehicle
JP2008227025A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Nec Corp Heat-sink supporting structure, and electronic-component cooling apparatus having same structure
JP2014112583A (en) * 2012-12-05 2014-06-19 Toyota Motor Corp Semiconductor module with cooler
JP2020078951A (en) * 2018-11-12 2020-05-28 トヨタ自動車株式会社 Control unit
WO2025147001A1 (en) * 2024-01-05 2025-07-10 삼성전자주식회사 Refrigerator

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413587B1 (en) * 2001-05-03 2003-12-31 주식회사 쏘타 테크놀로지 Compressing device for electrically connecting semiconductor package to PCB by applying compression
US7019395B2 (en) 2003-03-26 2006-03-28 Denso Corporation Double-sided cooling type semiconductor module
JP2007306671A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Denso Corp Motor drive device for vehicle
JP2008227025A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Nec Corp Heat-sink supporting structure, and electronic-component cooling apparatus having same structure
JP2014112583A (en) * 2012-12-05 2014-06-19 Toyota Motor Corp Semiconductor module with cooler
JP2020078951A (en) * 2018-11-12 2020-05-28 トヨタ自動車株式会社 Control unit
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