JPH05299544A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】熱拡散板２に半導体チップ７を固着し、熱拡散
板２と配線基板４とを接合し、熱拡散板２に放熱フイン
１１をネジ１により取付けしてなる半導体装置におい
て、ネジ１の端部を熱拡散板２から突出させるととも
に、配線基板４にネジ１の突出部に対応した溝１０を設
け、溝１０とネジ１の突出部とを位置合せして、接着剤
３にて熱拡散板２と配線基板４とを接合して成ることを
特徴とする半導体装置。 【効果】ネジ立てに際して、熱拡散板とパッケージ（配
線基板）との位置合わせが容易となり、熱拡散板裏面側
ネジ突出部の高さを保てば、一定の間隙を確保すること
ができるので、接着層の一定厚、安定性を保持すること
が可能となる。このように接着層が一定厚にコントロー
ルできれば、その接着にバラツキが発生せず、熱拡散板
などの傾きが抑えられ、熱拡散板とパッケージとの絶縁
性が保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、半導体チップを固着した熱拡散板の片面に放熱フイ
ンをネジ止めし、該放熱フインを着脱可能とし、当該半
導体チップからの発熱を当該熱拡散板を介して放熱フイ
ンにて放熱させる構造を有する半導体装置の改良技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップ（以下、単にチップとい
う）を熱拡散板に固着し、該熱拡散板の上面側に放熱フ
インをネジ（ボルト）止めし、該熱拡散板の下面側にセ
ラミック製配線基板を接合し、前記チップと当該配線基
板とを電気的に接続し、当該チップからの発熱を、当該
熱拡散板および放熱フインを順次介して放熱させる構造
を有する半導体装置がある。この場合、熱拡散板の材質
には、セラミック製配線基板の熱膨張係数との関係か
ら、銅（Ｃｕ）ータングステン合金が使用され、また、
放熱フインのネジ止めには、銀ろうを用いた銀ろう付け
がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、熱
拡散板にネジを立てる際、そのネジ立てに際して、熱拡
散板とパッケージ（配線基板）との位置がなかなか決ら
ず、これらの間の位置合わせが困難であった。また、当
該熱拡散板と配線基板との間の接着層の厚みが安定化し
ないために、当該熱拡散板などが傾き、その接着にバラ
ツキが発生し、さらには、必要な絶縁性が図られないと
いう問題があった。さらに、パッケージ全体の組立プロ
セス工程においても、位置合せが容易ではないという問
題があった。本発明は、かかる従来技術の有する欠点を
解消することを目的としたものである。本発明の前記な
らびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述
および添付図面からあきらかになるであろう。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。本発明では、ネジの端部を前記熱拡
散板から突出させるようにするとともに、前記配線基板
に当該ネジの突出部に対応した溝を設けるようにする。

【０００５】

【作用】上記のように、ネジの端部を前記熱拡散板から
突出させるようにするとともに、前記配線基板に当該ネ
ジの突出部に対応した溝を設けるようにすれば、突出し
たネジの端部を当該溝に位置合せすることにより、ネジ
立てに際して、熱拡散板とパッケージ（配線基板）との
位置合わせが容易となり、その際に、熱拡散板裏面側ネ
ジ突出部の高さを保てば、一定の間隙を確保することが
できるので、接着層の一定厚、安定化を保持することが
可能となる。このように接着層が一定厚にコントロール
できれば、その接着にバラツキが発生せず、熱拡散板な
どの傾きが抑えられ、熱拡散板とパッケージとの絶縁性
が保たれる。さらに、熱拡散板にネジを貫通させること
により、立てる側面の固着面積が増し、ネジの強度も向
上する。さらに、熱拡散板裏面側ネジ突起とパッケージ
側のザグリを組合せることにより、組立工程において容
易に、接着できる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。実施例１ ．本発明の一実施例を図１および図３により説
明する。本実施例はプラスチックピングリッドアレイ型
のパッケージに適用した場合を示す。図１にて、１はネ
ジ、２は熱拡散板、３はシリコーンゴム系接着剤、４は
パッケージ（配線基板）、５はキャップ、６はコネクタ
ワイヤ、７はチップ、８はダイボンデイング剤、９はリ
ードピンである。図１に示すように、ネジ１の端部を熱
拡散板２の裏面から突出させるようにする。すなわち、
熱拡散板２にネジ１を立設できるような穴をあけ、ネジ
１を熱拡散板２中を貫通させ、熱拡散板２の裏面から一
部適宜高さで突出させる。一方、配線基板４に、当該ネ
ジ１の突出部に対応した溝１０を設ける。当該溝１０
は、配線基板４の上面の当該ネジ１の突出部に対応した
位置に設ける。熱拡散板２の裏面から突出したネジ１の
突出部と配線基板４に設けた溝１０との凹凸を組み合
せ、シリコーンゴム系接着剤３で、熱拡散板２の裏面と
配線基板４上面とを接着する。図示のように、逆凸状の
熱拡散板４の下部凸面には、ダイボンデイング剤８によ
りチップ７を固着する。チップ７からの発熱は、熱拡散
板４を介して後で述べる放熱フインから放熱されるよう
になっている。配線基板４の段部には、その図示が省略
されているが、外部配線が布設され、チップ７の電極
（図示せず）と当該段部の外部配線とが、コネクタワイ
ヤ６により電気的に接続されている。該外部配線は、配
線基板４から下方向に垂設された外部リードピン９と電
気的に接続し、チップ７への信号の入出力を行ないチッ
プ７を機能させる。

【０００７】図３に示すように、シリコーンゴム系の接
着剤３により、放熱フイン１１の下面と熱拡散板４の上
面とを接合し、熱拡散板２および放熱フイン１１にそれ
ぞれ開けられた穴にネジ１を通し、ネジ１の突出部を溝
１０内に収納し、ナット１２で締付け固定する。図示が
省略されているが、放熱フイン１１の下面と熱拡散板２
の上面とが接触する部分全体にも、シリコーンゴム系の
接着剤を塗布する。

【０００８】上記において、熱拡散板２は、例えばアル
ミニウムなどの金属板により構成される。配線基板４
は、例えば樹脂配線基板あるいはセラミック配線基板に
より構成される。チップ７は、例えばシリコン単結晶基
板から成り、周知の技術によってその内部には多数の回
路素子が形成され、１つの回路機能が与えられている。
回路素子の具体例は、例えばＭＯＳトランジスタから成
り、これらの回路素子によって、例えば論理回路および
メモリの回路機能が形成されている。キャップ５は、例
えばアルミニウムなどの金属板により構成される。コネ
クタワイヤ６は、例えば、Ａｕ細線により構成されてい
る。リ−ドピン９は、例えばＮｉ−Ｆｅ合金により構成
されている。当該シリコーンゴム系の接着剤３には、Ｓ
ｉ−Ｏの分子骨格を有するゴム状の性状を示すシリコー
ンゴムを主成分としたものが使用でき、加熱によって加
硫する熱加硫形、あるいは硬化剤の混合が空気中の湿気
で加硫させる室温加硫形（ＲＴＶシリコーン）を使用す
ることができる。当該シリコーンゴム系の接着剤には、
高熱伝導性のものを使用するとよい。放熱フイン１１
は、例えばアルミニウムなどの金属により構成される。
本実施例によれば、放熱フイン１１の着脱構造として、
熱拡散板２側にネジ１を立てる際に、その裏側までネジ
１を貫通させ固定させる事により、ネジ立て性が安定化
し、締め付けトルク強度も向上する。パッケージ４側に
もザグリにより溝１０を設け、シリコーンゴム系の接着
剤３で接着する。その結果、組立プロセス工程において
も、熱拡散板２の裏面から突出したネジ１の突出部と配
線基板４に設けた溝１０との凹凸部分を合わせるだけ
で、接着出き、工程での作業が容易となる。熱拡散板２
とパッケージ４及びチップ７のパッドとパッケージ４の
リード部の位置精度が向上する。ネジ１の突出部の長さ
を調節する事により、熱拡散板２とパッケージ４の間に
一定の間隔ができ、接着層３の一定化、安定化が保たれ
る。同時に、絶縁性のシリコーンゴム系の接着剤３を用
いることにより、熱拡散板２とパッケージ４側での絶縁
性が得られる。

【０００９】実施例２．図２に示す実施例は、図１に示
す実施例のように熱拡散板２の裏面からネジ１を突出せ
ずに、同様の突出部に相当する突起部１３を、熱拡散板
２それ自体に、プレス成形やロウ付などで作成した以外
は実施例１と同様にしてプラスチックピングリッドアレ
イ型のパッケージを構成した例を示す。この場合、熱拡
散板２側に、熱硬化性のシリコーンゴムを用いて、ゴム
を塗布しベークをして、突起部１３を作成するようにし
てもよい。以上本発明者によってなされた発明を実施例
にもとずき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。以上の説明
では主として本発明者によってなされた発明をその背景
となった利用分野であるピングリットアレイ型パッケー
ジに適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、他の半導体装置にも適用できる。

【００１０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。本発明によれば、熱拡散板側に突起
部を作成し、パッケージ側にザグリを入れ、熱拡散板を
パッケージに接着する時、凹凸部を組み合せることによ
り、組立プロセス工程が容易になるばかりでなく熱拡散
板とパッケージとの位置精度が向上し、接着層の一定
化、安定化が図れる。また、ネジ立て部の安定化も図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す半導体装置の要部断面
図、

【図２】本発明の他の一実施例を示す半導体装置の要部
断面図、

【図３】図１に示す装置に放熱フインを取付け後の半導
体装置の断面図、

【符号の説明】

１・・・ネジ ２・・・熱拡散板 ３・・・シリコーンゴム系の接着剤 ４・・・パッケージ（配線基板） ５・・・キャップ ６・・・コネクトワイヤ ７・・・チップ ８・・・ダイボンデイング剤 ９・・・リードピン １０・・・溝 １１・・・放熱フイン １２・・・ナット １３・・・突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪井 敏宏 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 白井 優之 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 三輪 孝志 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 松永 俊博 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱拡散板に半導体チップを固着し、該熱拡
   散板と配線基板とを接合し、該熱拡散板に放熱フインを
   ネジにより取付けしてなる半導体装置において、ネジの
   端部を前記熱拡散板裏面から突出させるとともに、前記
   配線基板に当該ネジの突出部に対応した溝を設け、該溝
   と当該ネジの突出部とを位置合せして、接着剤にて熱拡
   散板と配線基板とを接合して成ることを特徴とする半導
   体装置。
2. 【請求項２】熱拡散板に半導体チップを固着し、該熱拡
   散板と配線基板とを接合し、該熱拡散板に放熱フインを
   ネジにより取付けしてなる半導体装置において、該熱拡
   散板に突起部を設けるとともに前記配線基板に溝を設
   け、当該溝と前記突起部とを位置合せして、接着剤にて
   熱拡散板と配線基板とを接合して成ることを特徴とする
   半導体装置。