JP2001237352A - 半導体パッケージ、発熱部品及びその放熱構造 - Google Patents
半導体パッケージ、発熱部品及びその放熱構造Info
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放熱効果を向上させ、電磁波シールド作用を
発揮させ、環境面でも使用に問題がなく、小型化、低コ
スト化も可能な半導体パッケージ、発熱部品及びその放
熱構造を提供すること。 【解決手段】 軟磁性合金粉末３が混入された液晶ポリ
マー２又はポリフェニレンサルファイドからなる半導体
パッケージ１。また、この半導体パッケージ１中に、発
熱素子２１が収容されている発熱部品２３。更に、この
発熱部品２３と、この発熱部品２３に連設された熱伝達
素子２５とによって構成された放熱構造２８。
発揮させ、環境面でも使用に問題がなく、小型化、低コ
スト化も可能な半導体パッケージ、発熱部品及びその放
熱構造を提供すること。 【解決手段】 軟磁性合金粉末３が混入された液晶ポリ
マー２又はポリフェニレンサルファイドからなる半導体
パッケージ１。また、この半導体パッケージ１中に、発
熱素子２１が収容されている発熱部品２３。更に、この
発熱部品２３と、この発熱部品２３に連設された熱伝達
素子２５とによって構成された放熱構造２８。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱素子に用いて
好適な半導体パッケージ、発熱部品及びその放熱構造に
関するものである。
好適な半導体パッケージ、発熱部品及びその放熱構造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば半導体パッケージは、ほと
んどの場合、エポキシ樹脂で形成されている。これは、
エポキシ樹脂のもつ優れた耐湿性、耐熱性、機械的強度
等によるからである。
んどの場合、エポキシ樹脂で形成されている。これは、
エポキシ樹脂のもつ優れた耐湿性、耐熱性、機械的強度
等によるからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エポキ
シ樹脂は、自消性をもたないために、臭素系の難燃化剤
を添加して難燃性を付与する必要があり、こうした臭素
系のハロゲンの使用が環境に悪影響を及ぼすため、環境
面でその使用が規制される方向にある。また、熱伝達も
悪い（金属の１／１０００程度にすぎない）ため、ＣＰ
Ｕ（central processing unit）、モータドライバー等
の半導体発熱素子の場合、パッケージの熱抵抗が大きく
なってしまうという問題があった。
シ樹脂は、自消性をもたないために、臭素系の難燃化剤
を添加して難燃性を付与する必要があり、こうした臭素
系のハロゲンの使用が環境に悪影響を及ぼすため、環境
面でその使用が規制される方向にある。また、熱伝達も
悪い（金属の１／１０００程度にすぎない）ため、ＣＰ
Ｕ（central processing unit）、モータドライバー等
の半導体発熱素子の場合、パッケージの熱抵抗が大きく
なってしまうという問題があった。
【０００４】また、エポキシ樹脂は、電磁波に対しても
透明（シールド作用なし）であるため、パッケージ内の
素子を電磁波から保護したり、素子からの電磁波の放出
を防ぐことができなかった。
透明（シールド作用なし）であるため、パッケージ内の
素子を電磁波から保護したり、素子からの電磁波の放出
を防ぐことができなかった。
【０００５】本発明の目的は、放熱効果を向上させ、電
磁波シールド作用を発揮させ、環境面でも使用に問題が
なく、小型化、低コスト化も可能な半導体パッケージ、
発熱部品及び放熱構造を提供することにある。
磁波シールド作用を発揮させ、環境面でも使用に問題が
なく、小型化、低コスト化も可能な半導体パッケージ、
発熱部品及び放熱構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、軟磁性
合金粉末が混入された液晶ポリマー又はポリフェニレン
サルファイドからなる半導体パッケージに係り、また、
このパッケージ中に発熱素子が収容されている発熱部品
に係り、更に、この発熱部品と、この発熱部品に連設さ
れた熱伝達素子とによって構成された放熱構造にも係る
ものである。
合金粉末が混入された液晶ポリマー又はポリフェニレン
サルファイドからなる半導体パッケージに係り、また、
このパッケージ中に発熱素子が収容されている発熱部品
に係り、更に、この発熱部品と、この発熱部品に連設さ
れた熱伝達素子とによって構成された放熱構造にも係る
ものである。
【０００７】本発明の半導体パッケージ、発熱部品及び
その放熱構造によれば、軟磁性合金粉末を混入している
ので、その熱伝達作用によって放熱効果が向上し（エポ
キシ樹脂単独の場合の数倍以上となる。）、またその電
磁波シールド作用によって外部から（或いは内部から）
の電磁波をシールドできる。
その放熱構造によれば、軟磁性合金粉末を混入している
ので、その熱伝達作用によって放熱効果が向上し（エポ
キシ樹脂単独の場合の数倍以上となる。）、またその電
磁波シールド作用によって外部から（或いは内部から）
の電磁波をシールドできる。
【０００８】また、使用する液晶ポリマー（例えば芳香
族系液晶ポリエステル）又はポリフェニレンサルファイ
ドは、エポキシ樹脂に比べてハロゲン等の環境を阻害す
る物質を難燃化剤として用いなくてよいことから、環境
面でも使用に問題がない。また、電磁波シールド材料の
成形時にポリマー分子鎖が流動方向に配向して補強効果
を生じ、高い強度と弾性率が得られ、また弾性率が高い
にもかかわらず、優れた振動吸収特性を示し、特に流動
方向の線膨張率は通常のプラスチックよりずっと小さ
く、金属に匹敵するものとなり、厚みの薄い成形品ほど
表層の配向層の占める割合が大きく、薄肉になるほど、
大きな強さと弾性率が得られる。その他、緻密な結晶構
造をもっているので、融点が比較的低いにもかかわら
ず、高い荷重たわみ温度、連続使用温度、耐熱性や、低
い吸水率も示す。
族系液晶ポリエステル）又はポリフェニレンサルファイ
ドは、エポキシ樹脂に比べてハロゲン等の環境を阻害す
る物質を難燃化剤として用いなくてよいことから、環境
面でも使用に問題がない。また、電磁波シールド材料の
成形時にポリマー分子鎖が流動方向に配向して補強効果
を生じ、高い強度と弾性率が得られ、また弾性率が高い
にもかかわらず、優れた振動吸収特性を示し、特に流動
方向の線膨張率は通常のプラスチックよりずっと小さ
く、金属に匹敵するものとなり、厚みの薄い成形品ほど
表層の配向層の占める割合が大きく、薄肉になるほど、
大きな強さと弾性率が得られる。その他、緻密な結晶構
造をもっているので、融点が比較的低いにもかかわら
ず、高い荷重たわみ温度、連続使用温度、耐熱性や、低
い吸水率も示す。
【０００９】従って、こうした液晶ポリマー又はポリフ
ェニレンサルファイドをベースとする本発明のパッケー
ジは、所望の形状に成形が可能であり、薄肉成形も可能
であるために、小型化、低コスト化を実現できる。
ェニレンサルファイドをベースとする本発明のパッケー
ジは、所望の形状に成形が可能であり、薄肉成形も可能
であるために、小型化、低コスト化を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の半導体パッケージ、発熱
部品及びその放熱構造においては、前記軟磁性合金粉末
は、純鉄、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎ
ｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ
−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
合金等から選ばれた合金からなっているのがよい。
部品及びその放熱構造においては、前記軟磁性合金粉末
は、純鉄、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎ
ｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ
−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
合金等から選ばれた合金からなっているのがよい。
【００１１】そして、この軟磁性合金粉末は偏平状又は
粒状の粉末をなしており、この粉末の粒径が０．１〜３
５０μｍであるのがよい。この粒径が小さすぎると、酸
化され易くなり、また大きすぎると、混練機のスクリュ
ーへの噛み込みが生じ易く、成形性も低下し易いので、
安定性及び混練性、成形性を考慮すれば、上記の範囲が
よい。
粒状の粉末をなしており、この粉末の粒径が０．１〜３
５０μｍであるのがよい。この粒径が小さすぎると、酸
化され易くなり、また大きすぎると、混練機のスクリュ
ーへの噛み込みが生じ易く、成形性も低下し易いので、
安定性及び混練性、成形性を考慮すれば、上記の範囲が
よい。
【００１２】また、前記軟磁性合金粉末の量は５〜８０
容量％であるのがよく、更に１０〜７０容量％がよく、
特に２０〜６０容量％が望ましい。軟磁性合金粉末の量
が５容量％未満になると、電磁波シールド特性が著しく
悪化し、また８０容量％を超えると、混練性、成形性を
著しく低下させ易くなる。
容量％であるのがよく、更に１０〜７０容量％がよく、
特に２０〜６０容量％が望ましい。軟磁性合金粉末の量
が５容量％未満になると、電磁波シールド特性が著しく
悪化し、また８０容量％を超えると、混練性、成形性を
著しく低下させ易くなる。
【００１３】なお、後述するように、フィルムゲートを
使用して射出成形することによって、軟磁性合金粉末を
ある程度又はそれ以上配向させることができる。
使用して射出成形することによって、軟磁性合金粉末を
ある程度又はそれ以上配向させることができる。
【００１４】本発明に用いる前記液晶ポリマーは成形時
の流動性に優れる液晶ポリエステルであるのがよく、パ
ウダー状の液晶ポリマーが用いられるのが、混練のし易
さからみて望ましい。
の流動性に優れる液晶ポリエステルであるのがよく、パ
ウダー状の液晶ポリマーが用いられるのが、混練のし易
さからみて望ましい。
【００１５】使用可能な液晶ポリエステルは、公知の種
々のものから選択できるが、これは２種以上のモノマー
の共重合体であり、そのほぼすべてに
々のものから選択できるが、これは２種以上のモノマー
の共重合体であり、そのほぼすべてに
【化１】 （以下、ＯＢＡと略す）成分が含まれ、しかも全体の５
０ｍｏｌ％以上を占めている（例外として、ＯＢＡ成分
を含んでいないものもある）。このように共重合体でか
つ５０ｍｏｌ％以上がＯＢＡであることが、液晶性と相
まって上記した如き有用な性質を示すことになる。
０ｍｏｌ％以上を占めている（例外として、ＯＢＡ成分
を含んでいないものもある）。このように共重合体でか
つ５０ｍｏｌ％以上がＯＢＡであることが、液晶性と相
まって上記した如き有用な性質を示すことになる。
【００１６】液晶ポリエステルの結合様式は一般にはエ
ステル結合のみ（ポリエステル）であるが、さらに、ア
ミド結合やイミド結合、カーボネート結合、ウレタン結
合等が導入される場合もある。
ステル結合のみ（ポリエステル）であるが、さらに、ア
ミド結合やイミド結合、カーボネート結合、ウレタン結
合等が導入される場合もある。
【００１７】また、本発明のパッケージの表面に凹凸を
設けると、放熱面積が増え、放熱効果が向上する。この
ような凹凸は、断面矩形状、三角形状、波形状等であっ
てよい。
設けると、放熱面積が増え、放熱効果が向上する。この
ような凹凸は、断面矩形状、三角形状、波形状等であっ
てよい。
【００１８】本発明のパッケージは、モールド樹脂中
に、前記発熱素子としての半導体素子が埋設されている
のがよい。
に、前記発熱素子としての半導体素子が埋設されている
のがよい。
【００１９】そして、前記パッケージの放熱側に前記熱
伝達素子が連設されており、前記熱伝達素子がファンモ
ータ等で強制冷却されることにより、前記発熱素子から
前記軟磁性合金粉末を介して熱伝達素子によって運ばれ
る熱を効果的に放熱することができる。
伝達素子が連設されており、前記熱伝達素子がファンモ
ータ等で強制冷却されることにより、前記発熱素子から
前記軟磁性合金粉末を介して熱伝達素子によって運ばれ
る熱を効果的に放熱することができる。
【００２０】前記熱伝達素子は、前記発熱部品に接した
第１の素子と、この第１の素子に接した第２の素子から
なっており、例えば前記第１の素子がシリコーンゴムで
形成され、前記第２の素子がヒートシンクからなってい
るのがよい。
第１の素子と、この第１の素子に接した第２の素子から
なっており、例えば前記第１の素子がシリコーンゴムで
形成され、前記第２の素子がヒートシンクからなってい
るのがよい。
【００２１】この場合、前記第１の素子に前記したと同
様の軟磁性合金粉末が混入されていると、この軟磁性合
金粉末を介しての熱伝達が更に向上する。
様の軟磁性合金粉末が混入されていると、この軟磁性合
金粉末を介しての熱伝達が更に向上する。
【００２２】次に、本発明の好ましい実施の形態を図面
参照下に説明する。
参照下に説明する。
【００２３】図１は、本実施の形態による半導体パッケ
ージ１を示す。
ージ１を示す。
【００２４】ベース材（マトリクス材）としての例えば
芳香族系液晶ポリエステル等の液晶ポリマー又はポリフ
ェニレンサルファイド（以下、液晶ポリマーを代表例と
する。）からなるポリマー２中に、偏平状（又は粒状）
の粒径０．１〜３５０μｍの例えばＦｅ−Ｎｉ系の軟磁
性合金粉末３がシート面方向に沿って配向した状態で混
入されている。
芳香族系液晶ポリエステル等の液晶ポリマー又はポリフ
ェニレンサルファイド（以下、液晶ポリマーを代表例と
する。）からなるポリマー２中に、偏平状（又は粒状）
の粒径０．１〜３５０μｍの例えばＦｅ−Ｎｉ系の軟磁
性合金粉末３がシート面方向に沿って配向した状態で混
入されている。
【００２５】この軟磁性合金粉末３の混入量は５〜８０
容量％とする。上記のような配向状態で所定量の軟磁性
合金粉末３を混入した液晶ポリマー（ＬＣＰ）は電子機
器のパッケージとして用いるので、発熱素子の熱を効果
的に放熱できると共に、外部又は内部からの電波を効果
的に吸収することができる。
容量％とする。上記のような配向状態で所定量の軟磁性
合金粉末３を混入した液晶ポリマー（ＬＣＰ）は電子機
器のパッケージとして用いるので、発熱素子の熱を効果
的に放熱できると共に、外部又は内部からの電波を効果
的に吸収することができる。
【００２６】図２及び図３は、プリント基板２０上に、
半導体パッケージ１中に発熱素子（ＣＰＵ等）２１を埋
設したアウターリード２２付きの発熱部品２３が接続さ
れ、これがシリコーンゴム等の熱伝達素子２４を介して
ヒートシンク等の熱伝達素子２５に連結された放熱構造
２８が構成されている。ヒートシンク等の素子２５の先
端にはファンモータ２６が設けられ、強制冷却しても良
いし、ヒートシンク２５にヒートパイプ等が内蔵されて
いても良い。
半導体パッケージ１中に発熱素子（ＣＰＵ等）２１を埋
設したアウターリード２２付きの発熱部品２３が接続さ
れ、これがシリコーンゴム等の熱伝達素子２４を介して
ヒートシンク等の熱伝達素子２５に連結された放熱構造
２８が構成されている。ヒートシンク等の素子２５の先
端にはファンモータ２６が設けられ、強制冷却しても良
いし、ヒートシンク２５にヒートパイプ等が内蔵されて
いても良い。
【００２７】ＣＰＵのパッケージ１は、軟磁性合金粉末
３と結合された液晶ポリマー２又はポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ）にて形成されている。軟磁性合金粉
末３は例えばＦｅ−Ｎｉ系の偏平形状の粉末からなり、
これを配向させるためには、パッケージ１は後述のサイ
ドゲート又はフィルムゲートにて成形するのがよい。な
お、電磁波吸収効果があまり問題とならない場合は、粒
状の軟磁性合金粉末でも良い。
３と結合された液晶ポリマー２又はポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ）にて形成されている。軟磁性合金粉
末３は例えばＦｅ−Ｎｉ系の偏平形状の粉末からなり、
これを配向させるためには、パッケージ１は後述のサイ
ドゲート又はフィルムゲートにて成形するのがよい。な
お、電磁波吸収効果があまり問題とならない場合は、粒
状の軟磁性合金粉末でも良い。
【００２８】この軟磁性合金粉末３により電磁波の吸収
効果が向上し、かつ放熱効果がエポキシ樹脂の約４倍も
向上する。但し、軟磁性合金粉末３は、図３のように各
粒子間が離れて分布している方がよい。これは放熱効果
を良くし、また導電性を抑える上で望ましく、その表面
に絶縁コーティングを施して絶縁性を出すのがよい。
効果が向上し、かつ放熱効果がエポキシ樹脂の約４倍も
向上する。但し、軟磁性合金粉末３は、図３のように各
粒子間が離れて分布している方がよい。これは放熱効果
を良くし、また導電性を抑える上で望ましく、その表面
に絶縁コーティングを施して絶縁性を出すのがよい。
【００２９】また、熱伝達素子２４として高熱伝導性と
柔軟性のシリコーンゴム（例えば３Ｍ社製のＮｏ．５５
０７、Ｎｏ．５５０７Ｓ）等の緩衝材型熱伝達素子を用
い、この素子側のパッケージ１の表面に凹凸２７をつけ
ることにより、表面積をかせぐことができ、放熱効果を
更に向上させることができる。
柔軟性のシリコーンゴム（例えば３Ｍ社製のＮｏ．５５
０７、Ｎｏ．５５０７Ｓ）等の緩衝材型熱伝達素子を用
い、この素子側のパッケージ１の表面に凹凸２７をつけ
ることにより、表面積をかせぐことができ、放熱効果を
更に向上させることができる。
【００３０】この凹凸は、図８（Ａ）（図２及び図３）
のような断面矩形状をはじめ、図８（Ｂ）の三角状、図
８（Ｃ）の波形（曲線）状でも良い。
のような断面矩形状をはじめ、図８（Ｂ）の三角状、図
８（Ｃ）の波形（曲線）状でも良い。
【００３１】図４は、本発明に基づくパッケージ成形の
プロセスフローを示すが、軟磁性合金粉末をパウダー状
の液晶ポリマー（ＬＣＰ）と溶融混練し、ペレット状組
成物となした後、これを用いて射出成形するものであ
る。
プロセスフローを示すが、軟磁性合金粉末をパウダー状
の液晶ポリマー（ＬＣＰ）と溶融混練し、ペレット状組
成物となした後、これを用いて射出成形するものであ
る。
【００３２】図５には、この射出成形に使用可能な射出
成形機を示し、その動作を下記にまとめて示す。
成形機を示し、その動作を下記にまとめて示す。
【００３３】型閉じ：異物のないことを確かめ、キャ
ビティ１３内に、リードフレーム上にマウントした発熱
素子２１（図３参照）を挿入した上、金型（固定型５と
可動型６）を低圧で閉じる。 型締め：金型を高圧で締め、射出圧力で開かないよう
にする。 射出：シリンダ７内のプラスチック組成物（即ち、上
記の軟磁性合金粉末入りＬＣＰ樹脂のペレット状組成物
８をヒータ９で溶かした溶融物１０）を金型内に高圧・
高速で注入する。 保圧：射出シリンダ７内の圧力を高圧に保持する。 冷却（硬化）（可塑化）：射出シリンダ７内の圧力を
下げ、金型内のプラスチック組成物を固化させる。この
時間を利用して、次のプラスチック組成物の加熱・可塑
化を行う（以上、図５（Ａ））。 型開き：金型５と６を開く（図５（Ｂ））。 離型：パッケージ１の成形。
ビティ１３内に、リードフレーム上にマウントした発熱
素子２１（図３参照）を挿入した上、金型（固定型５と
可動型６）を低圧で閉じる。 型締め：金型を高圧で締め、射出圧力で開かないよう
にする。 射出：シリンダ７内のプラスチック組成物（即ち、上
記の軟磁性合金粉末入りＬＣＰ樹脂のペレット状組成物
８をヒータ９で溶かした溶融物１０）を金型内に高圧・
高速で注入する。 保圧：射出シリンダ７内の圧力を高圧に保持する。 冷却（硬化）（可塑化）：射出シリンダ７内の圧力を
下げ、金型内のプラスチック組成物を固化させる。この
時間を利用して、次のプラスチック組成物の加熱・可塑
化を行う（以上、図５（Ａ））。 型開き：金型５と６を開く（図５（Ｂ））。 離型：パッケージ１の成形。
【００３４】この射出成形機において、ゲート１１とし
て、図６に示す如きフィルムゲート痕１２を生じるフィ
ルムゲート（又はこれより幅狭のサイドゲート）を用い
ると、軟磁性合金粉末の配向・流動性を良好に維持しな
がら溶融物１０をキャビティ１３内へ注入することがで
き、図１に示した如き放熱性及び電磁波シールド作用の
あるパッケージ１を成形することができる。
て、図６に示す如きフィルムゲート痕１２を生じるフィ
ルムゲート（又はこれより幅狭のサイドゲート）を用い
ると、軟磁性合金粉末の配向・流動性を良好に維持しな
がら溶融物１０をキャビティ１３内へ注入することがで
き、図１に示した如き放熱性及び電磁波シールド作用の
あるパッケージ１を成形することができる。
【００３５】なお、パッケージは電波を吸収する吸収
型、電波を反射する反射型のいずれであってもよく、本
発明に基づくパッケージは後述するように、２〜５ＧＨ
ｚ、特に２．５〜４ＧＨｚの周波数の電波に対して高い
透磁率を示し、例えば通信用として優れたシールド特性
を発揮するものとなる。
型、電波を反射する反射型のいずれであってもよく、本
発明に基づくパッケージは後述するように、２〜５ＧＨ
ｚ、特に２．５〜４ＧＨｚの周波数の電波に対して高い
透磁率を示し、例えば通信用として優れたシールド特性
を発揮するものとなる。
【００３６】なお、電波吸収型、反射型を変えるために
は、それに適した軟磁性合金粉末を混入させればよい。
は、それに適した軟磁性合金粉末を混入させればよい。
【００３７】また、ＬＣＰ（又はＰＰＳ）は、高強度、
高弾性率を有すると共に、振動吸収特性、高荷重たわみ
温度、高連続使用温度、高耐熱性を示し、薄肉であって
強度の大きい成形品のベース材として好適である。図７
には、それらのいくつかの物性を他の樹脂と比較して示
す。
高弾性率を有すると共に、振動吸収特性、高荷重たわみ
温度、高連続使用温度、高耐熱性を示し、薄肉であって
強度の大きい成形品のベース材として好適である。図７
には、それらのいくつかの物性を他の樹脂と比較して示
す。
【００３８】
【実施例】以下、本発明を実施例について更に具体的に
説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。
説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。
【００３９】実施例１ 粒径が１５０μｍ以下のＦｅ−Ｎｉ系軟磁性偏平粉末と
パウダー状の液晶ポリマー（ポリプラスチック（株）
製、ベクトラ）とを、軟磁性合金粉末の含有量が４２容
量％になるように配合した。その後、押出機にて混練温
度２５０〜３３０℃で溶融混練し、６ｍｍφのペレット
状組成物を得た。この場合、押出機のスクリュー回転数
は樹脂の発熱・分解を防ぐため、５００ｒｐｍ以下とし
た。
パウダー状の液晶ポリマー（ポリプラスチック（株）
製、ベクトラ）とを、軟磁性合金粉末の含有量が４２容
量％になるように配合した。その後、押出機にて混練温
度２５０〜３３０℃で溶融混練し、６ｍｍφのペレット
状組成物を得た。この場合、押出機のスクリュー回転数
は樹脂の発熱・分解を防ぐため、５００ｒｐｍ以下とし
た。
【００４０】次に、射出成形で用いる金型のゲート形状
は、流動性を考慮してフィルムゲートとした（図６参
照）。成形には、図５に示した如き射出成形機（東芝社
製１Ｓ７５Ｅ）を用いて、リードフレームにマウントし
た発熱素子を金型に挿入し、シリンダー温度２５０〜３
３０℃（ホッパー側から金型側にかけて段階的に昇温し
た。）、金型温度１５０℃として発熱素子を封止した実
施例１のパッケージを得た。
は、流動性を考慮してフィルムゲートとした（図６参
照）。成形には、図５に示した如き射出成形機（東芝社
製１Ｓ７５Ｅ）を用いて、リードフレームにマウントし
た発熱素子を金型に挿入し、シリンダー温度２５０〜３
３０℃（ホッパー側から金型側にかけて段階的に昇温し
た。）、金型温度１５０℃として発熱素子を封止した実
施例１のパッケージを得た。
【００４１】実施例１のパッケージ上部に熱電対をつ
け、発熱素子に通電した場合の表面温度の時間変化を評
価した。また、比較例１としてエポキシ樹脂を用い、実
施例１と同様に評価した。その結果、図９に示すよう
に、実施例１の半導体パッケージは表面温度が低く、放
熱効果に優れていることが分かった。
け、発熱素子に通電した場合の表面温度の時間変化を評
価した。また、比較例１としてエポキシ樹脂を用い、実
施例１と同様に評価した。その結果、図９に示すよう
に、実施例１の半導体パッケージは表面温度が低く、放
熱効果に優れていることが分かった。
【００４２】実施例２〜４及び比較例２、３ 実施例１と同様にして、実施例２（Ｆｅ−Ｎｉ系）の板
状成形品（１００×１００×１．４ｍｍ）を得た。ま
た、他の軟磁性合金粉末を用いた実施例３（Ｆｅ−Ｓｉ
系）、実施例４（Ｆｅ−Ｃｏ系）の板状成形品を得た。
比較例２としてＴＤＫ社製の電波吸収シートＩＲＬ（Ｆ
ｅ−１５％Ｓｉ入り）、比較例３として日立金属社製の
電波吸収シートを用いた。
状成形品（１００×１００×１．４ｍｍ）を得た。ま
た、他の軟磁性合金粉末を用いた実施例３（Ｆｅ−Ｓｉ
系）、実施例４（Ｆｅ−Ｃｏ系）の板状成形品を得た。
比較例２としてＴＤＫ社製の電波吸収シートＩＲＬ（Ｆ
ｅ−１５％Ｓｉ入り）、比較例３として日立金属社製の
電波吸収シートを用いた。
【００４３】これらの各成形品についてヒューレット・
パッカード社製のネットワーク・アナライザーを用いて
透磁率を測定した結果、図１０及び図１１に示すよう
に、実施例２〜４の成形品は２〜５ＧＨｚ、特に２．５
〜４ＧＨｚにおいて高い透磁率を示した。
パッカード社製のネットワーク・アナライザーを用いて
透磁率を測定した結果、図１０及び図１１に示すよう
に、実施例２〜４の成形品は２〜５ＧＨｚ、特に２．５
〜４ＧＨｚにおいて高い透磁率を示した。
【００４４】ここで、電磁波の減衰定数（α）は、次式
で与えられることが知られているので、透磁率の虚部
（μ”）が大きい程、減衰効果が向上する。
で与えられることが知られているので、透磁率の虚部
（μ”）が大きい程、減衰効果が向上する。
【００４５】
【数１】 （但し、ε”：誘電率の虚部、ε’：誘電率の実部、
μ”：透磁率の虚部、μ’：透磁率の実部）
μ”：透磁率の虚部、μ’：透磁率の実部）
【００４６】以上、本発明の実施の形態及び実施例を説
明したが、これらは本発明の技術的思想に基づいて更に
変形が可能である。
明したが、これらは本発明の技術的思想に基づいて更に
変形が可能である。
【００４７】例えば、軟磁性合金粉末の種類、その含有
比率、形態及びサイズ、更には液晶ポリマーの種類等も
種々変更してよい。
比率、形態及びサイズ、更には液晶ポリマーの種類等も
種々変更してよい。
【００４８】また、パッケージ形状や構造をはじめ、発
熱素子、放熱構造や使用部品の種類、構造、材質、形状
等は種々であってよく、これに応じて射出成形機の金型
形状を変えたり、成形方法を変えればよい。
熱素子、放熱構造や使用部品の種類、構造、材質、形状
等は種々であってよく、これに応じて射出成形機の金型
形状を変えたり、成形方法を変えればよい。
【００４９】
【発明の作用効果】本発明は上述した如く、パッケージ
に軟磁性合金粉末を混入しているので、その熱伝達作用
によって放熱効果が向上し（エポキシ樹脂単独の場合の
数倍以上となる。）、またその電磁波シールド作用によ
って外部から（或いは内部から）の電磁波をシールドで
きる。また、使用する液晶ポリマー又はポリフェニレン
サルファイドは、エポキシ樹脂に比べてハロゲン等の環
境を阻害する物質を用いないことから、環境面でも使用
に問題がない。また、高い強度と弾性率を示し、薄肉に
なるほど、大きな強さと弾性率を示し、緻密な結晶構造
をもち、高い荷重たわみ温度、連続使用温度、耐熱性
や、低い吸水率も示す。
に軟磁性合金粉末を混入しているので、その熱伝達作用
によって放熱効果が向上し（エポキシ樹脂単独の場合の
数倍以上となる。）、またその電磁波シールド作用によ
って外部から（或いは内部から）の電磁波をシールドで
きる。また、使用する液晶ポリマー又はポリフェニレン
サルファイドは、エポキシ樹脂に比べてハロゲン等の環
境を阻害する物質を用いないことから、環境面でも使用
に問題がない。また、高い強度と弾性率を示し、薄肉に
なるほど、大きな強さと弾性率を示し、緻密な結晶構造
をもち、高い荷重たわみ温度、連続使用温度、耐熱性
や、低い吸水率も示す。
【００５０】従って、こうした液晶ポリマー又はポリフ
ェニレンサルファイドをベースとする本発明の半導体パ
ッケージは、所望の形状に成形が可能であり、薄肉成形
も可能であるために、小型化、低コスト化を実現でき
る。
ェニレンサルファイドをベースとする本発明の半導体パ
ッケージは、所望の形状に成形が可能であり、薄肉成形
も可能であるために、小型化、低コスト化を実現でき
る。
【図１】本発明に基づく半導体パッケージの断面図であ
る。
る。
【図２】同、放熱構造の断面図である。
【図３】同、パッケージに発熱素子を封止した発熱部品
の断面図である。
の断面図である。
【図４】同、パッケージの製造プロセスフロー図であ
る。
る。
【図５】同、パッケージの製造に用いる射出成形機とそ
の動作を示す断面図である。
の動作を示す断面図である。
【図６】同、射出成形機の金型のキャビティ形状を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図７】同、パッケージに用いる液晶ポリマー（ＬＣ
Ｐ）とポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の性能を
他の樹脂と比較して示す表である。
Ｐ）とポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の性能を
他の樹脂と比較して示す表である。
【図８】同、パッケージの種々の例を示す断面図であ
る。
る。
【図９】本発明の実施例による半導体パッケージの放熱
特性を示すための概略図とグラフである。
特性を示すための概略図とグラフである。
【図１０】本発明の実施例による半導体パッケージの透
磁率μ’の周波数依存性を示すグラフである。
磁率μ’の周波数依存性を示すグラフである。
【図１１】同、パッケージの透磁率μ”の周波数依存性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１…半導体パッケージ、２…液晶ポリマー（ＬＣＰ）、
３…軟磁性合金粉末、５、６…金型、７…シリンダ、８
…ペレット状組成物、９…ヒータ、１０…溶融物、１１
…ゲート、１２…フィルムゲート痕、１３…キャビテ
ィ、２０…プリント基板、２１…発熱素子、２２…アウ
ターリード、２３…発熱部品、２４…シリコーンゴム等
の熱伝達素子、２５…ヒートシンク等の熱伝達素子、２
６…ファンモータ、２７…凹凸、２８…放熱構造
３…軟磁性合金粉末、５、６…金型、７…シリンダ、８
…ペレット状組成物、９…ヒータ、１０…溶融物、１１
…ゲート、１２…フィルムゲート痕、１３…キャビテ
ィ、２０…プリント基板、２１…発熱素子、２２…アウ
ターリード、２３…発熱部品、２４…シリコーンゴム等
の熱伝達素子、２５…ヒートシンク等の熱伝達素子、２
６…ファンモータ、２７…凹凸、２８…放熱構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/28 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｕ 23/467 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ Ｈ０５Ｋ 9/00 23/36 Ａ 23/46 Ｃ (72)発明者 小笠原 順一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 片岡 安弘 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 小川 道治 三重県員弁郡員弁町御薗193−75 Ｆターム(参考） 4J002 CF001 CF171 CN011 DA066 DA086 DA096 DA116 4M109 AA01 CA21 EA01 EB18 EC06 GA05 GA10 5E321 BB02 BB03 BB33 BB53 GG05 GG07 GH03 5F036 AA01 BA04 BA23 BB35 BB60 BE01
Claims (16)
- 【請求項１】 軟磁性合金粉末が混入された液晶ポリマ
ー又はポリフェニレンサルファイドからなる半導体パッ
ケージ。 - 【請求項２】 前記軟磁性合金粉末が、純鉄、Ｆｅ−Ｓ
ｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ
合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−
Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等から選ばれた
合金からなっている、請求項１に記載した半導体パッケ
ージ。 - 【請求項３】 前記液晶ポリマーが液晶ポリエステルで
ある、請求項１に記載した半導体パッケージ。 - 【請求項４】 表面に凹凸が設けられている、請求項１
に記載した半導体パッケージ。 - 【請求項５】 軟磁性合金粉末が混入された液晶ポリマ
ー又はポリフェニレンサルファイドからなる半導体パッ
ケージ中に発熱素子が収容されている発熱部品。 - 【請求項６】 前記軟磁性合金粉末が、純鉄、Ｆｅ−Ｓ
ｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ
合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−
Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等から選ばれた
合金からなっている、請求項５に記載した発熱部品。 - 【請求項７】 前記液晶ポリマーが液晶ポリエステルで
ある、請求項５に記載した発熱部品。 - 【請求項８】 前記半導体パッケージの表面に凹凸が設
けられている、請求項５に記載した発熱部品。 - 【請求項９】 前記半導体パッケージとしてのモールド
樹脂中に、前記発熱素子としての半導体素子が埋設され
ている、請求項５に記載した発熱部品。 - 【請求項１０】 軟磁性合金粉末が混入された液晶ポリ
マー又はポリフェニレンサルファイドからなる半導体パ
ッケージ中に発熱素子が収容されている発熱部品と、こ
の発熱部品に連設された熱伝達素子とによって構成され
た放熱構造。 - 【請求項１１】 前記軟磁性合金粉末が、純鉄、Ｆｅ−
Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ａ
ｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等から選ばれ
た合金からなっている、請求項１０に記載した放熱構
造。 - 【請求項１２】 前記液晶ポリマーが液晶ポリエステル
である、請求項１０に記載した放熱構造。 - 【請求項１３】 前記半導体パッケージの放熱側の表面
に凹凸が設けられている、請求項１０に記載した放熱構
造。 - 【請求項１４】 前記半導体パッケージとしてのモール
ド樹脂中に、前記発熱素子としての半導体素子が埋設さ
れている、請求項１０に記載した放熱構造。 - 【請求項１５】 前記熱伝達素子が強制冷却される、請
求項１０に記載した放熱構造。 - 【請求項１６】 前記熱伝達素子が、前記発熱部品に接
したシリコーンゴムからなる第１の素子と、この第１の
素子に接したヒートシンクからなる第２の素子とからな
っている、請求項１０に記載した放熱構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000048708A JP2001237352A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 半導体パッケージ、発熱部品及びその放熱構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000048708A JP2001237352A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 半導体パッケージ、発熱部品及びその放熱構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237352A true JP2001237352A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18570756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000048708A Pending JP2001237352A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 半導体パッケージ、発熱部品及びその放熱構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001237352A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003046984A2 (en) * | 2001-11-23 | 2003-06-05 | Bookham Technology Plc | Electromagnetic shield |
| JP2004363184A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Grand Power Sources Inc | 放熱体の成型方法とその構造 |
| JP2012182376A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Stanley Electric Co Ltd | 波長変換部材および光源装置 |
| JP2013030600A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 発熱デバイス |
| JP2021055113A (ja) * | 2019-05-30 | 2021-04-08 | 東洋紡株式会社 | 電子部品の封止体 |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000048708A patent/JP2001237352A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003046984A2 (en) * | 2001-11-23 | 2003-06-05 | Bookham Technology Plc | Electromagnetic shield |
| WO2003046984A3 (en) * | 2001-11-23 | 2003-11-27 | Bookham Technology Plc | Electromagnetic shield |
| JP2004363184A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Grand Power Sources Inc | 放熱体の成型方法とその構造 |
| JP2012182376A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Stanley Electric Co Ltd | 波長変換部材および光源装置 |
| JP2013030600A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 発熱デバイス |
| JP2021055113A (ja) * | 2019-05-30 | 2021-04-08 | 東洋紡株式会社 | 電子部品の封止体 |
| JP7371613B2 (ja) | 2019-05-30 | 2023-10-31 | 東洋紡エムシー株式会社 | 電子部品の封止体 |
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