JP2000516393A - 熱伝導特性を有する表面実装型パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ダイオード（６）用のパッケージ（１）はアルミナ製の基板(２)、ダイオード（６）が実装されるコモン接続領域(５)、各ダイオード（６）から延びて各導電性出力領域（９）に接続されるボンディングワイヤ(８)、コモン接続領域（５）及び出力領域（９）を基板（２）の底面の表面実装パッド（１４、１８）にそれぞれ接続する各バイア(１３)、基板（２）の頂面の放熱領域(１９)、及び放熱領域（１９）の各々を基板（２）の底面の熱伝導性表面実装型接地パッド（２０）に接続する多数の導電性バイア（１３）から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 熱伝導特性を有する表面実装型パッケージ 本発明は、ダイオード、特に高周波（ＲＦ）特性を有するダイオードのための パッケージの技術分野に関する。 ダイオード、特にＰＩＮダイオードは、パッケージ化されたダイオードとして 有効であり、それによればダイオードはパッケージ内に封止され、ダイオードは 回路基板の回路トレースに対して半田付接続されるためにパッケージから突出す る電気ピン又は電気リードを有する。従来は、ダイオードのためのパッケージは 、電子回路を構成すべく様々な他の電子部品と共に回路基板に直接実装されてき た。パッケージ化されたダイオードに係る一つの問題は、電気リードが露出され ることで回路基板に実装される様々な他の電子部品に対しての容量の寄与による 影響が生じることである。パッケージ化されたダイオードは、突出する電気リー ドに代わって表面実装型端子を有することも可能である。しかしながら、表面実 装端子はダイオードの接合に対して過度の容量を加えることになる。更に封止材 料は、封止されたダイオードの接合に対して容量を追加してしまう。 パッケージ構造によって増加する容量のために、高周波特性、例えば２ＧＨｚ での特性を具えた上で、パッケージ化されたダイオードを使用することは従来は 難しかった。高周波特性を有するダイオードでは、ダイオード接合に対してパッ ケージによって発生する容量を最小にすることが要求される。 加えて、高周波信号伝送のためのダイオードでは、ダイオードによって生じる 熱を除去し、挿入損を維持し、時間が経過する中での動作の信頼性を維持するこ とが必要とされる。パッケージ化されたダイオードに係る他の問題は、動作する ダイオードからの熱を分散するための機能をパッケージが持たないことである。 パッケージ内に封止されるダイオードは、熱が十分に分散されないとき、寿命が 短くなり、誤動作する虞が増す。 本発明の目的は、良好な熱伝導特性を有しパッケージ化されたときの容量が最 小とされるダイオード用のパッケージを提供することである。本発明によれば、 ダイオード用のパッケージは熱分散基板上に放熱部材を有するよう構成され、そ れが熱分散能を改善する。熱分散能は更に、本発明の実施形態によって改善され るが、それによれば、導電性バイアによって放熱部材に結合される広い面積の表 面実装端子が提供される。 更なる実施形態によれば、ダイオード用パッケージ内のダイオードの出力端子 はダイオード用パッケージの出力パッドに接続され、容量は出力パッドの間に位 置する電気接地領域によって最小とされる。 本発明の実施形態による実施形態が、添付図面を参照して以下に例示されるが 、それにおいて、 図１は、カバーを断面にして示す、ダイオード用パッケージの平面図であり、 図２は、図１のパッケージの底面図であり、 図３は、図１に示すダイオード用パッケージの断面図であり、 図４は、カバーを断面にして示す、ダイオード用パッケージの平面図であり、 図５は、図４のパッケージの底面図であり、 図６は、図４に示すダイオード用パッケージの断面図であり、 図７は、図１乃至図４に示すパッケージのバイアの断面図である。 図１乃至図６によれば、ダイオード用パッケージ１の２つの実施形態が説明さ れ、様々な部材は両実施形態で共通にして示される。パッケージ１は回路基板に 実装されるよう構成される。ダイオード用パッケージ１は公知のアルミナ材料か ら成る平板状基板２を有し、それは頂面３及び底面４を有する。 図１乃至図４によれば、頂面３上のコモン接続領域５は、金属配線として公知 である、銅等の下層とそれを覆う金等の貴金属めっき層の如き金属導電材料から 構成される。コモン接続領域５は実装面を提供し、その上には少なくとも一つの ダイオード６若しくは多数のダイオード６が、図２及び図５に示す如きコモン接 続領域５へのエポキシ接着又は半田接合によって、導電コモン接続ポートに実装 されて電気的に接続され得る。ダイオード６の各々は別個のＰＩＮダイオードチ ップであり、例えば、米国 マサチューセッツ州 ０１８５３ローウエル ブール バード ポートゥケット １０１１のＭ／Ａ−ＣＯＭ社から、部品番号ＦＮ０００ ０８、ＭＡ４ＰＣ７２３−２、ＭＡ４ＰＣ７２３−４として提供される。示唆さ れる他の供給元による同等の部品の番号も存在する。例えば、米国 マサチュー セッツ州 ０１８０１ ウォバーン シルバン ロード ２０のＡｌｐｈａ Ｉｎｄｕ ｓｔｒｉｅｓ、及び米国 マサチューセッツ州 ０１８２４ ケルムスフォード メ イプル ロード １６のＬｏｃａｌ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ−ＦＳＩ Ｓｅｍｉｃｏｎ ｄｕｃｔｏｒ Ｄｉｖｉｓｉｏｎが挙げられる。 金属配線はパッケージ製造の分野で知られており、それは、めっき、印刷、気 相成膜の如き成膜技術によって形成される、基板２の如き基板の表面に適用され る導電材料の層を含む。本実施形態の各々において、金属配線は、ワイヤをボン ディング接続するか又は半田接合する工程に耐え得るに十分な厚さ、又は熱伝導 及び熱拡散を促進するに十分な厚さの導電層を有する。 図１及び図４によれば、ボンディングワイヤ８はダイオード６の各活性領域か ら延びて、頂面３の各導電性出力領域９に接続される。出力領域９も下層として 銅の如き材料で配線され、その上にフラッシュめっきによって金の如き貴金属が 覆うように被着される。加えて金の厚膜パッド１０が金めっき層の一部に形成さ れ、それに各ボンディングワイヤ８が接続される。出力領域９を２つの表面部分 に分割するために、対応する出力領域９を交差するように延びる上層膜として成 膜されるガラス製の絶縁ストリップによってバリア部１１が提供される。各バリ ア部１１は適用される厚膜の金材料がはじき飛ばされ広がるのを阻止して、よっ て出力領域の部分に対して対応する厚膜金パッド１０の外縁を画定する。従って 、金材料の必要量が減らされる。厚膜金パッド１０は厚膜による短い５０Ωの伝 送ラインとなるよう設計され、近接する接地領域２１は厚膜伝送ラインのインピ ーダンスを制御すべく利用される。厚膜コンデンサ用パッド１２は基板２の頂面 ３上に、各出力領域９に近接して位置する。ボンディングワイヤ８は、金による 厚膜出力領域９とコンデンサ用パッド１２とを接続し、各ダイオード６から延び るボンディングワイヤ８におけるインダクタンスを補償する。 図２及び図５によれば、コモン接続領域５は少なくとも一つの導電性バイア１ ３によって表面実装パッド、より詳細には基板２の底面４に見られるコモン接続 パッド１４に接続される。例えば図７に示すように、各バイア１３は基板２を貫 通して延びる開口１５であり、それに沿って導電性めっき層１６が形成されるよ うにして頂面３から底面４へと延びる。各開口１５内には、例えばエポキシ材料 等のシール部材１７が充填され、これによって頂面３と底面４との間のシール性 が提供される。 図１及び図４によれば、近接するダイオード６はコモン接続領域５上に設定さ れる０．０７６ｍｍの間隙を置いて分離される。加えて、近接するダイオード６ はバイア１３から等距離に置かれ得る。例示される内容によれば、各ダイオード ６は約０．０３３ｃｍ乃至０．０４６ｃｍ程度の正方形とされ、０．００３ｃｍ 乃至０．０３０ｃｍ程度の厚みを有する。図１によれば、出力を増すことが要求 される場合には、２つのダイオード６が出力領域９の同一の金パッド１０に結合 され得る。 各出力領域９は少なくとも一つの導電性バイア１３によって、各表面実装パッ ド、より詳細には図２及び図５に示す基板２の底面４の出力パッド１８に接続さ れる。 基板２の頂面３の放熱領域（熱分散領域）１９は、例えば金めっき層によって 覆われる銅によって金属配線されるよう構成される。放熱領域１９は狭い間隙に よってコモン接続領域５から分離され、その間隙を交差するように熱伝導が行わ れる。アルミナは放熱領域１９への間隙を交差するように熱伝導を生ぜしめるた めの熱伝導性を有する。 多数の導電性バイア１３は、各放熱領域１９の各々を、対応する熱伝導性の表 面実装パッド、より詳細には基板２の底面４における接地パッド２０に接続する ものであるが、それらはボンディングワイヤ８及び導電性出力領域９から分離さ れて図中に示される。接地パッド２０は放熱領域１９を結合した面積より大面積 となるよう構成され、これにより大面積となる表面で放熱を行う。ダイオード６ に生じる熱は、アルミナ基板２の厚さを介しても接地パッド２０に伝導されるが 、そのアルミナは３．８１ｍｍ乃至６．３５ｍｍの厚さを有する。 図１及び図４によれば、金めっきされた銅等によって配線される接地領域２１ は、出力領域９の各々の対間に配置される。接地領域２１は出力領域９の電気的 絶縁を確実にする。接地領域２１は容量パッド１２間に置かれ、電気的絶縁を提 供する。多くの接続用バイア１３は、各接地領域２１を基板２の底面４の対応す る熱伝導性接地パッド２０に接続する。 各表面実装パッド１４、１８、２０は、回路基板に対して、例えば表面実装パ ッド１４５、１８、２０への半田付接続等の公知の方法によって接続されるため の対応する電気端子を提供する。各パッド１４、１８は、バリア部１１によって 接地パッド２０から分離される。バリア部１１は基板２の底面４に上層として重 ねて成膜されるガラス等の絶縁材料によって形成される。バリア部１１の目的は 、パッド１４、１８、２０の製造に使用される銅及び金材料がはじき飛ばされ広 がるのを阻止すること、及び回路基板へのパッド１４、１８、２０の接続に使用 される半田が流れ出るのを阻止することである。 図２及び図５によれば、例えば、コモン接続領域５に接続されるコモン接続パ ッド１４を包囲する熱伝導性表面実装接地パッド２０、又はコモン接続パッド１ ４及び活電（アクティブ）パッド１８の間に置かれる熱伝導性表面実装パッド２ ０によって、表面実装パッド１４、１８の電気的絶縁が提供される。上層として 提供されるガラス製のバリア部は、熱伝導性表面実装接地パッドと他の表面実装 パッドの各々との間の間隙に沿って、狭幅のストリップを構成するよう延びる。 導電性パッドを形成するための銅及び金めっき層の成膜の間、バリア部は、その 位置への銅の被着を阻止し、金属配線がはじき飛ばされ広がるのを阻止し、これ によりパッド相互間の電気的分離のために間隙が維持されるのを保証している。 図２によれば、表面実装パッド１４、１８、２０の各々には一体のタブ２２が 設けられるが、それはパッケージの製造組立の際に底面４の方向付けを補助する 特異な形状のタブ２２を提供するように延びる。図１及び図４によれば、タブ２ ２は接地領域２１の各々、及び放熱領域に対して一体とされ、基板２の頂面３の 対応する端縁へと延び、パッケージ１の製造組立の際に基板の方向付けの補助作 用を行う特異な形状のタブ２２を構成する。 図３及び図６によれば、凹形状のカバー２３が基板２の頂面３の端縁に取り付 けられ、基板の頂面を覆う。凹形状のカバー２３は封止材料を減らし、それに伴 う容量を減らす。凹形状のカバー２３は、基板２の頂面３の側縁に対して、例え ば約５０μｍの厚さを有するＢＳＥ−１Ｂ−ｓｔａｇｅ エポキシ材料等の接着 剤によって接着固定される。例えば、カバー２３は米国 カリフォルニア州 ９３ ４０３ サンルイスオビスポ サクラメントドライブ ３５８０のＲｏｂｉｎｓｏ ｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｉｎｃから部品番号 ＶＳＣ−２５０１００Ｓ４、 Ｖ０Ｃ−１５０２５０Ｓ２、及びＶＳＣ−１５０１００Ｓ２として提供される。 例えば、カバー２３は約２．５４ｍｍの高さを有し、側辺が０．３８１ｃｍ又は ０．６３５ｃｍの長さ寸法の組み合わせより成る矩形領域を覆う。 本発明の利点は、改良された熱伝導性及び制御されるインダクタンスを有する ダイオードのパッケージにある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アルミナ基板、多数のダイオードが実装されてコモン接続ポートに電気的に 接続される実装面を提供する前記基板の頂面の導電性コモン接続領域、及び前記 頂面のそれぞれの導電性出力領域に接続されるダイオードのそれぞれの活電領域 から延びるボンディングワイヤを有し、前記コモン接続領域及び前記出力領域は 前記基板の底面の表面実装パッドのそれぞれに対して導電性バイアの各々を介し て接続されるダイオード用パッケージにおいて、 前記基板（２）の前記頂面（３）上に導電性放熱領域（１９）が設けられ、該 放熱領域（１９）は狭幅の間隙によってコモン接続領域（５）から分離され、前 記放熱領域（１９）は前記ボンディングワイヤ（８）及び前記導電性出力領域（ ９）から離間され、多数の導電性バイア（１３）が前記放熱領域（１９）の各々 を前記基板（２）の前記底面に位置する熱伝導性の表面実装型接地パッド（２０ ）に接続することを特徴とするダイオード用パッケージ。 ２．前記出力領域（９）の各々は、銅による下層、及び該下層に被着される金め っき層、及び該金めっき層の一部に設けられて前記ボンディングワイヤ（８）の 各々が被着される厚膜金パッド（１０）を有することを特徴とする請求項１のダ イオード用パッケージ。 ３．絶縁ストリップ（１１）が前記出力領域（９）を交差するように延びて、前 記金めっき層の部分に対する前記厚膜金パッド（１０）の端縁を画定することを 特徴とする請求項２のダイオード用パッケージ。 ４．前記頂面（３）の上の前記出力領域（９）間に、追加の接地領域（２１）が 配置され、該追加の接地領域（２１）は電気的絶縁を提供することを特徴とする 請求項１のダイオード用パッケージ。 ５．厚膜コンデンサ用パッド（１２）が前記基板（２）の頂面（３）に配置され 、前記ボンディングワイヤ（８）は前記厚膜金パッド（１０）を前記コンデンサ 用パッドに接続し、ダイオード（６）の各々から延びるボンディングワイヤ（８ ）におけるインダクタンスを補償するよう構成されることを特徴とする請求項２ のダイオード用パッケージ。 ６．前記頂面（３）の前記追加の接地領域（２１）が前記コンデンサ用パッド（ １２）の間に置かれ、前記追加の接地領域（２１）は電気的絶縁を提供すること を特徴とする請求項５のダイオード用パッケージ。 ７．凹形状のカバー（２３）が前記基板（２）に固着され前記基板（２）の頂面 （３）を覆うように置かれることを特徴とする請求項１のダイオード用パッケー ン。 ８．前記バイア（１３）の各々は、前記基板（２）の厚さを貫通して延び、めっ き配線される開口（１５）から成り、該開口（１５）内はエポキシ樹脂が充填さ れることを特徴とする請求項１のダイオード用パッケージ。