JP2002184915A - Ｌｓｉの放熱方式 - Google Patents
Ｌｓｉの放熱方式Info
- Publication number
- JP2002184915A JP2002184915A JP2000383916A JP2000383916A JP2002184915A JP 2002184915 A JP2002184915 A JP 2002184915A JP 2000383916 A JP2000383916 A JP 2000383916A JP 2000383916 A JP2000383916 A JP 2000383916A JP 2002184915 A JP2002184915 A JP 2002184915A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- lsi
- package
- substrate
- heat dissipation
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting 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
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting 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
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放熱効率の高いＬＳＩの放熱方式を提供す
る。 【解決手段】 ＬＳＩチップが実装された基板１９であ
って、使用時発熱するＬＳＩチップの直下に設けた金属
パッド１４又は金属ベタエリアからなる接続エリア４
と、前記基板１９を構成する層の少なくとも１つに設け
た金属のベタ層５と、前記接続エリア４と前記ベタ層５
とを直接又は間接的に接続する伝熱用接続手段と、前記
ＬＳＩチップの下部と前記接続エリア４とを接続するボ
ンディング手段３とよりなり、前記ＬＳＩチップが発熱
する熱量の一部を前記伝熱用接続手段を介して前記ベタ
層５に伝達することにより除去するようにしたもので、
放熱効率の高いＬＳＩの放熱方式が得られるようにな
る。
る。 【解決手段】 ＬＳＩチップが実装された基板１９であ
って、使用時発熱するＬＳＩチップの直下に設けた金属
パッド１４又は金属ベタエリアからなる接続エリア４
と、前記基板１９を構成する層の少なくとも１つに設け
た金属のベタ層５と、前記接続エリア４と前記ベタ層５
とを直接又は間接的に接続する伝熱用接続手段と、前記
ＬＳＩチップの下部と前記接続エリア４とを接続するボ
ンディング手段３とよりなり、前記ＬＳＩチップが発熱
する熱量の一部を前記伝熱用接続手段を介して前記ベタ
層５に伝達することにより除去するようにしたもので、
放熱効率の高いＬＳＩの放熱方式が得られるようにな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＬＳＩで発生した熱
を基板を介して高効率で放熱するＬＳＩの放熱方式に関
する。
を基板を介して高効率で放熱するＬＳＩの放熱方式に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板に実装されたＬＳＩが発生し
た熱を、基板を介して伝熱冷却する方式としては、ＬＳ
Ｉのピンを介して基板の内層のベタ部、特に電源層、Ｇ
ＮＤ層等に伝える方法がコンパクトで低コスト、かつ高
効率な放熱方式として実用化されており、また例えば特
開平１０−９３２３７号公報や、特開平８−１９５５６
６号公報などでも提案されている。
た熱を、基板を介して伝熱冷却する方式としては、ＬＳ
Ｉのピンを介して基板の内層のベタ部、特に電源層、Ｇ
ＮＤ層等に伝える方法がコンパクトで低コスト、かつ高
効率な放熱方式として実用化されており、また例えば特
開平１０−９３２３７号公報や、特開平８−１９５５６
６号公報などでも提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方近年では、ＬＳＩ
のパッケージが多様化し、またパッケージの多ピン化や
低コスト化が進んだため、従来のＣＰＧＡ（セラミック
ピングリットアレイ）に代表される放熱効率の良い挿入
形式ピンタイプのパッケージが少なくなってきており、
材質もプラスチック等の低コストかつ小型のものが多く
なっているため、放熱効率はさらに悪化している。また
近年よく使用されるパッケージとしては、フラットパッ
ケージやＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）パッケージ等
の表面実装部品があるが、この表面実装部品は基板表面
のリード信号線を介して基板に接続されるため、伝熱効
率が悪化している上、１ＬＳＩ当りの発熱量自体増加し
ていることからも、さらに放熱効率の高いＬＳＩの放熱
方式が要望されている。
のパッケージが多様化し、またパッケージの多ピン化や
低コスト化が進んだため、従来のＣＰＧＡ（セラミック
ピングリットアレイ）に代表される放熱効率の良い挿入
形式ピンタイプのパッケージが少なくなってきており、
材質もプラスチック等の低コストかつ小型のものが多く
なっているため、放熱効率はさらに悪化している。また
近年よく使用されるパッケージとしては、フラットパッ
ケージやＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）パッケージ等
の表面実装部品があるが、この表面実装部品は基板表面
のリード信号線を介して基板に接続されるため、伝熱効
率が悪化している上、１ＬＳＩ当りの発熱量自体増加し
ていることからも、さらに放熱効率の高いＬＳＩの放熱
方式が要望されている。
【０００４】本発明は係る事情に鑑みなされたもので、
コンパクトかつ低コストで、基板に実装された時の放熱
効率を大幅に改善できると共に、特に高密度な基板スタ
ックを可能とすることにより、高さ方向にもコンパクト
にでき、かつ密な基板実装に対しても十分な放熱効果が
得られるＬＳＩの放熱方式を提供することを目的とする
ものである。
コンパクトかつ低コストで、基板に実装された時の放熱
効率を大幅に改善できると共に、特に高密度な基板スタ
ックを可能とすることにより、高さ方向にもコンパクト
にでき、かつ密な基板実装に対しても十分な放熱効果が
得られるＬＳＩの放熱方式を提供することを目的とする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明のＬＳＩの放熱方式は、ＬＳＩチップが実装され
た基板であって、使用時発熱するＬＳＩチップの直下に
設けた金属パッド又は金属ベタエリアからなる接続エリ
アと、前記基板を構成する層の少なくとも１つに設けた
金属のベタ層と、前記接続エリアと前記ベタ層とを直接
又は間接的に接続する伝熱用接続手段と、前記ＬＳＩチ
ップの下部と前記接続エリアとを接続するボンディング
手段とよりなり、前記ＬＳＩチップが発熱する熱量の一
部を前記伝熱用接続手段を介して前記ベタ層に伝達する
ことにより除去するようにしたものである。
本発明のＬＳＩの放熱方式は、ＬＳＩチップが実装され
た基板であって、使用時発熱するＬＳＩチップの直下に
設けた金属パッド又は金属ベタエリアからなる接続エリ
アと、前記基板を構成する層の少なくとも１つに設けた
金属のベタ層と、前記接続エリアと前記ベタ層とを直接
又は間接的に接続する伝熱用接続手段と、前記ＬＳＩチ
ップの下部と前記接続エリアとを接続するボンディング
手段とよりなり、前記ＬＳＩチップが発熱する熱量の一
部を前記伝熱用接続手段を介して前記ベタ層に伝達する
ことにより除去するようにしたものである。
【０００６】前記目的を達成するため本発明のＬＳＩの
放熱方式は、前記ＬＳＩチップは、ダイを格納するパッ
ケージを備え、かつ前記基板に実装する際に前記基板対
向するパッケージ面に、放熱用の端子、又はパッドを設
けたものである。前記目的を達成するため本発明のＬＳ
Ｉの放熱方式は、ＬＳＩチップが実装された基板であっ
て、前記ＬＳＩチップを内蔵するＬＳＩパッケージと、
前記ＬＳＩパッケージを上部から覆う外部パッケージ
と、前記外部パッケージを前記ＬＳＩパッケージと接続
して、前記ＬＳＩパッケージからの発熱を前記外部パッ
ケージに伝達するボンディング手段と、前記外部パッケ
ージの一部が前記基板に接する様に形成した放熱接続点
部と、前記放熱接続点を前記基板の内層又は外層もしく
は前記基板と一体化して別に設けた放熱手段を介して接
続するよう前記基板上に設けられた放熱パッドとを備
え、前記ＬＳＩチップが発生した熱を前記ＬＳＩパッケ
ージを介して前記外部パッケージに伝達し、さらに前記
放熱パッドを介して前記基板に伝達することにより、前
記ＬＳＩチップの発熱を拡散するようにしたものであ
る。
放熱方式は、前記ＬＳＩチップは、ダイを格納するパッ
ケージを備え、かつ前記基板に実装する際に前記基板対
向するパッケージ面に、放熱用の端子、又はパッドを設
けたものである。前記目的を達成するため本発明のＬＳ
Ｉの放熱方式は、ＬＳＩチップが実装された基板であっ
て、前記ＬＳＩチップを内蔵するＬＳＩパッケージと、
前記ＬＳＩパッケージを上部から覆う外部パッケージ
と、前記外部パッケージを前記ＬＳＩパッケージと接続
して、前記ＬＳＩパッケージからの発熱を前記外部パッ
ケージに伝達するボンディング手段と、前記外部パッケ
ージの一部が前記基板に接する様に形成した放熱接続点
部と、前記放熱接続点を前記基板の内層又は外層もしく
は前記基板と一体化して別に設けた放熱手段を介して接
続するよう前記基板上に設けられた放熱パッドとを備
え、前記ＬＳＩチップが発生した熱を前記ＬＳＩパッケ
ージを介して前記外部パッケージに伝達し、さらに前記
放熱パッドを介して前記基板に伝達することにより、前
記ＬＳＩチップの発熱を拡散するようにしたものであ
る。
【０００７】前記目的を達成するため本発明のＬＳＩの
放熱方式は、ＬＳＩパッケージを上部から覆うと共に、
前記ＬＳＩパッケージの上部に放熱用の第１の接続部を
有し、かつ前記基板との放熱接続用の第２の接続部を有
するＬＳＩ外部パッケージを備えたＬＳＩを前記基板に
実装したものである。前記目的を達成するため本発明の
ＬＳＩの放熱方式は、前記外部パッケージの表面に凹凸
を形成したものである。
放熱方式は、ＬＳＩパッケージを上部から覆うと共に、
前記ＬＳＩパッケージの上部に放熱用の第１の接続部を
有し、かつ前記基板との放熱接続用の第２の接続部を有
するＬＳＩ外部パッケージを備えたＬＳＩを前記基板に
実装したものである。前記目的を達成するため本発明の
ＬＳＩの放熱方式は、前記外部パッケージの表面に凹凸
を形成したものである。
【０００８】前記目的を達成するため本発明のＬＳＩの
放熱方式は、前記基板との対向面側に放熱用の接点部を
有し、かつ前記ＬＳＩチップのダイから前記放熱用接点
部に熱伝達用のボンディングパッケージ手段を設けたも
のである。前記目的を達成するため本発明のＬＳＩの放
熱方式は、前記基板の空きエリア又は周辺に放熱用接続
部を設け、また別に設けた放熱手段と接続して、前記基
板からの発熱を前記放熱手段に伝達することにより放熱
するようにしたものである。
放熱方式は、前記基板との対向面側に放熱用の接点部を
有し、かつ前記ＬＳＩチップのダイから前記放熱用接点
部に熱伝達用のボンディングパッケージ手段を設けたも
のである。前記目的を達成するため本発明のＬＳＩの放
熱方式は、前記基板の空きエリア又は周辺に放熱用接続
部を設け、また別に設けた放熱手段と接続して、前記基
板からの発熱を前記放熱手段に伝達することにより放熱
するようにしたものである。
【０００９】前記目的を達成するため本発明のＬＳＩの
放熱方式は、前記放熱手段にヒートシンク、又はペルチ
ェ素子、又はヒートパイプ、又は前記基板を格納するシ
ャーシを用いたものである。
放熱方式は、前記放熱手段にヒートシンク、又はペルチ
ェ素子、又はヒートパイプ、又は前記基板を格納するシ
ャーシを用いたものである。
【００１０】前記目的を達成するため本発明のＬＳＩの
放熱方式は、前記放熱手段を別の冷却手段により冷却し
たものである。
放熱方式は、前記放熱手段を別の冷却手段により冷却し
たものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳述する。近年ＬＳＩのパッケージは、ピングリッ
ドアレイ（ＰＧＡ）等の挿入タイプからフラットパッケ
ージ（ＱＦＰ）、ボールドグリッドアレイ（ＢＧＡ）等
の表面実装タイプに移行し、パッケージ→ピン→基板の
経路の熱抵抗がＰＧＡに比べて大きくなるため、ピンを
介した放熱（熱伝導方式の放熱）性能は挿入タイプに比
べて大きく低下してきている。これに伴い、ＬＳＩチッ
プ→ピン→基板（特に熱伝導率の高い内層のＧＮＤ層、
ＶＣＣ層の金属ベタ層）→他の低温部分への熱拡散とい
う経路を採用した例えば特開平８−１９５５６６号公報
や、特開平１０−９３２３７号公報に記載された拡散熱
伝導方式では、放熱システム効率も低下する一方、ＬＳ
Ｉチップからの発熱量は増大しているため、特に高密度
実装電子基板では放熱の問題が再び大きな性能ネックと
なりつつある。
して詳述する。近年ＬＳＩのパッケージは、ピングリッ
ドアレイ（ＰＧＡ）等の挿入タイプからフラットパッケ
ージ（ＱＦＰ）、ボールドグリッドアレイ（ＢＧＡ）等
の表面実装タイプに移行し、パッケージ→ピン→基板の
経路の熱抵抗がＰＧＡに比べて大きくなるため、ピンを
介した放熱（熱伝導方式の放熱）性能は挿入タイプに比
べて大きく低下してきている。これに伴い、ＬＳＩチッ
プ→ピン→基板（特に熱伝導率の高い内層のＧＮＤ層、
ＶＣＣ層の金属ベタ層）→他の低温部分への熱拡散とい
う経路を採用した例えば特開平８−１９５５６６号公報
や、特開平１０−９３２３７号公報に記載された拡散熱
伝導方式では、放熱システム効率も低下する一方、ＬＳ
Ｉチップからの発熱量は増大しているため、特に高密度
実装電子基板では放熱の問題が再び大きな性能ネックと
なりつつある。
【００１２】一般に高発熱ＬＳＩパッケージは上部に放
熱用フィン等の取り付け用パッドが用意されており、こ
れを介したフィン（ヒートシンク）＋冷却ファン方式の
放熱システムが用いられる事が多いが、大きなスペース
と高さ方向の開放が要求され、全体として大きな空間を
専有してしまうため、高密度基板実装の障害となってい
る。ＬＳＩの高集積化が進み基板枚数や部品の量が減っ
て来ていたが、近年システムの高性能化とさらなるコン
パクト化及び低コスト化への要求が非常に大きくなって
きており、コスト低減しつつスペースのロスは最小限に
抑えることが大変重要な課題となっている。
熱用フィン等の取り付け用パッドが用意されており、こ
れを介したフィン（ヒートシンク）＋冷却ファン方式の
放熱システムが用いられる事が多いが、大きなスペース
と高さ方向の開放が要求され、全体として大きな空間を
専有してしまうため、高密度基板実装の障害となってい
る。ＬＳＩの高集積化が進み基板枚数や部品の量が減っ
て来ていたが、近年システムの高性能化とさらなるコン
パクト化及び低コスト化への要求が非常に大きくなって
きており、コスト低減しつつスペースのロスは最小限に
抑えることが大変重要な課題となっている。
【００１３】そこで本発明では、従来の基板伝導タイプ
の放熱システムを現状のＬＳＩパッケージをベースに考
え直し、さらに放熱効率を図った例を図１に示す。図１
で、１はＬＳＩチップパッケージ、２はＬＳＩチップの
ダイ、３はボンディング手段、４は接続エリア、５は放
熱用ベタ層、６はスルーホール、８は配線層、８−１は
表面層、９は半田部、１０はＬＳＩのピン、５−１〜５
−３はベタ層（５−２が熱ベタ層）、１１は内層間接続
用スルーホール、１２はボンディング用ワイヤ、１３は
ヒートシンク用パッド、１４は金属パッド、１５は下部
金属パッド１４を接続するためのモールド材を指す。図
１はフラットパッケージを想定した構成となっている
が、パッケージ１の下部の面に少しでも信号ピンが配置
されない空間があれば同様の考え方が可能である。図１
の（ａ）は、フラットパッケージ１の下部中央（ＬＳＩ
のダイ２から近く、パッケージを介したＬＳＩチップと
の熱抵抗が小さくなる位置）に、基板側の放熱用接点エ
リアが来る様に基板側のパターン設計を行っている。す
なわち、接続エリア４として銅のベタパッドを基板表面
に作成し、それを１つ又はいくつかのスルーホール６
（図１では中央に１ヶ設けている）にて直接内層のベタ
層５（ＧＮＤ層、ＶＣＣ層、又は特別に設けた放熱用ベ
タ層）に直結しており、パッド４と内層ベタ層５との間
の熱抵抗を十分小さくするため、ベタ層５やベタパッド
４にサーマルランドを設けず（又はサーマルランドの切
り欠き部分を小さくして）に、スルーホール６とベタ層
５、接続エリア用ベタパッド４との間を直結する方が好
ましい。
の放熱システムを現状のＬＳＩパッケージをベースに考
え直し、さらに放熱効率を図った例を図１に示す。図１
で、１はＬＳＩチップパッケージ、２はＬＳＩチップの
ダイ、３はボンディング手段、４は接続エリア、５は放
熱用ベタ層、６はスルーホール、８は配線層、８−１は
表面層、９は半田部、１０はＬＳＩのピン、５−１〜５
−３はベタ層（５−２が熱ベタ層）、１１は内層間接続
用スルーホール、１２はボンディング用ワイヤ、１３は
ヒートシンク用パッド、１４は金属パッド、１５は下部
金属パッド１４を接続するためのモールド材を指す。図
１はフラットパッケージを想定した構成となっている
が、パッケージ１の下部の面に少しでも信号ピンが配置
されない空間があれば同様の考え方が可能である。図１
の（ａ）は、フラットパッケージ１の下部中央（ＬＳＩ
のダイ２から近く、パッケージを介したＬＳＩチップと
の熱抵抗が小さくなる位置）に、基板側の放熱用接点エ
リアが来る様に基板側のパターン設計を行っている。す
なわち、接続エリア４として銅のベタパッドを基板表面
に作成し、それを１つ又はいくつかのスルーホール６
（図１では中央に１ヶ設けている）にて直接内層のベタ
層５（ＧＮＤ層、ＶＣＣ層、又は特別に設けた放熱用ベ
タ層）に直結しており、パッド４と内層ベタ層５との間
の熱抵抗を十分小さくするため、ベタ層５やベタパッド
４にサーマルランドを設けず（又はサーマルランドの切
り欠き部分を小さくして）に、スルーホール６とベタ層
５、接続エリア用ベタパッド４との間を直結する方が好
ましい。
【００１４】また熱抵抗を小さくするためには、スルー
ホール６がベタ層５やベタパッド４と接する面積を十分
大きくする必要があるが、パターン配線の邪魔にならな
いことを考慮すると、複数の小さなスルーホール６を設
ける方法（図５参照）は有効であり、さらに多くのベタ
層５と接続するために、ＧＮＤ層やＶＣＣ層（電源層）
をフルに活用することも有効であると共に、図１の
（ｃ）に示す様に、ＶＣＣ層接続用の接続エリアベタパ
ッド４−２とＧＮＤ層接続用の接続エリアベタパッド４
−１とをショートしない様に分けて設けて、両方のベタ
層５を同時に活用できる様に構成することも有効であ
る。
ホール６がベタ層５やベタパッド４と接する面積を十分
大きくする必要があるが、パターン配線の邪魔にならな
いことを考慮すると、複数の小さなスルーホール６を設
ける方法（図５参照）は有効であり、さらに多くのベタ
層５と接続するために、ＧＮＤ層やＶＣＣ層（電源層）
をフルに活用することも有効であると共に、図１の
（ｃ）に示す様に、ＶＣＣ層接続用の接続エリアベタパ
ッド４−２とＧＮＤ層接続用の接続エリアベタパッド４
−１とをショートしない様に分けて設けて、両方のベタ
層５を同時に活用できる様に構成することも有効であ
る。
【００１５】図１の（ｂ）に示す様に、放熱用に利用可
能な複数のベタ層５−１、５−２、５−３をスルーホー
ル１１で適宜接続しておき、熱伝導パスで各ベタ層５−
１、５−２を介して放熱する方法も熱抵抗を下げて、放
熱効率をあげる上で有効である。なお図１の（ｂ）の場
合、内層のベタ層５間は、内層接続のスルーホール１１
を用いる様にすると、他の層のパターン配線への影響
（配線の邪魔にならない様できる）を最小限に抑えるこ
とができる。なお図１の（ａ）〜（ｃ）に示した様に、
接続エリア４と放熱用ベタ層５を接続するスルーホール
６には、半田処理時に半田９を充たしておくと、伝熱パ
スが太くなり熱抵抗が小さくなるため、伝熱効率が向上
し、効果的である。図１の（ｄ）は、ＬＳＩパッケージ
側を工夫した例を示している。すなわち従来のピン１０
（信号、電源、ＧＮＤ等のピン）を介して基板に伝える
方式では、図１の（ｄ）に示したフラットパッケージの
場合、ＬＳＩチップのダイ２（パッケージ内のＬＳＩチ
ップ本体）から発熱した熱をボンディングワイヤ１２や
パッケージ本体１を介してピン１０に伝え、さらに配線
リードを介してビアホール（小さなスルーホール）にて
基板に伝える。特にＧＮＤ、電源ピンは重要であり、こ
れらのピンが主として基板内層のベタ層であるＧＮＤプ
レーン、電源プレーンに小さな熱抵抗にて熱を伝えるこ
とで、伝熱量の主たる部分をカバーしている。しかし、
すでに述べた様に、この様な表面実装タイプＬＳＩで
は、ピン１０とダイ２との間の熱抵抗及び基板上で必要
となる配線リード等による熱抵抗が大きく、従来方式で
は十分な伝熱効率が得られない。
能な複数のベタ層５−１、５−２、５−３をスルーホー
ル１１で適宜接続しておき、熱伝導パスで各ベタ層５−
１、５−２を介して放熱する方法も熱抵抗を下げて、放
熱効率をあげる上で有効である。なお図１の（ｂ）の場
合、内層のベタ層５間は、内層接続のスルーホール１１
を用いる様にすると、他の層のパターン配線への影響
（配線の邪魔にならない様できる）を最小限に抑えるこ
とができる。なお図１の（ａ）〜（ｃ）に示した様に、
接続エリア４と放熱用ベタ層５を接続するスルーホール
６には、半田処理時に半田９を充たしておくと、伝熱パ
スが太くなり熱抵抗が小さくなるため、伝熱効率が向上
し、効果的である。図１の（ｄ）は、ＬＳＩパッケージ
側を工夫した例を示している。すなわち従来のピン１０
（信号、電源、ＧＮＤ等のピン）を介して基板に伝える
方式では、図１の（ｄ）に示したフラットパッケージの
場合、ＬＳＩチップのダイ２（パッケージ内のＬＳＩチ
ップ本体）から発熱した熱をボンディングワイヤ１２や
パッケージ本体１を介してピン１０に伝え、さらに配線
リードを介してビアホール（小さなスルーホール）にて
基板に伝える。特にＧＮＤ、電源ピンは重要であり、こ
れらのピンが主として基板内層のベタ層であるＧＮＤプ
レーン、電源プレーンに小さな熱抵抗にて熱を伝えるこ
とで、伝熱量の主たる部分をカバーしている。しかし、
すでに述べた様に、この様な表面実装タイプＬＳＩで
は、ピン１０とダイ２との間の熱抵抗及び基板上で必要
となる配線リード等による熱抵抗が大きく、従来方式で
は十分な伝熱効率が得られない。
【００１６】そこで図１の（ｄ）の（ア）に示す様に、
ＬＳＩのダイ２をパッケージ１の下部に接続してＬＳＩ
下部側とＬＳＩダイ２の間の熱抵抗を小さく抑えるパッ
ケージ内構成とし、かつ、図１の（ａ）（ｂ）（ｃ）等
の方式によって基板上の接続エリア４を介した熱伝導効
率を高める放熱システムを構成すると効果的である。Ｌ
ＳＩの下部は熱抵抗を小さくするため、ダイ２とパッケ
ージ間に薄い絶縁層を配し、その直下に金属板等の伝熱
パッド１４を設けると、さらに効果的に接続エリア４へ
熱を伝えることが可能となる。また図１の（ｄ）の
（イ）に示した様なパッケージ上部にＬＳＩのダイ２が
配置され（さらに上部にヒートシンク用パッド１３等が
配置される場合もある）、上部からの放熱も可能となっ
ているパッケージにおいても、伝熱性に優れたモールド
材やボンディング材等にてダイ２と下部の金属伝熱パッ
ド１４との間を充たす構成とすれば、図１の（ｄ）の
（ア）と同様の効果が得られる。図２は、ＬＳＩパッケ
ージ下部側の放熱効果が小さく（下部方向の熱抵抗が大
きいパッケージ）、上部からヒートシンクやフィン等で
放熱するタイプのＬＳＩパッケージを使用して、基板１
９に介した拡散熱伝導放熱を実施する場合の実施の形態
を示すものである。
ＬＳＩのダイ２をパッケージ１の下部に接続してＬＳＩ
下部側とＬＳＩダイ２の間の熱抵抗を小さく抑えるパッ
ケージ内構成とし、かつ、図１の（ａ）（ｂ）（ｃ）等
の方式によって基板上の接続エリア４を介した熱伝導効
率を高める放熱システムを構成すると効果的である。Ｌ
ＳＩの下部は熱抵抗を小さくするため、ダイ２とパッケ
ージ間に薄い絶縁層を配し、その直下に金属板等の伝熱
パッド１４を設けると、さらに効果的に接続エリア４へ
熱を伝えることが可能となる。また図１の（ｄ）の
（イ）に示した様なパッケージ上部にＬＳＩのダイ２が
配置され（さらに上部にヒートシンク用パッド１３等が
配置される場合もある）、上部からの放熱も可能となっ
ているパッケージにおいても、伝熱性に優れたモールド
材やボンディング材等にてダイ２と下部の金属伝熱パッ
ド１４との間を充たす構成とすれば、図１の（ｄ）の
（ア）と同様の効果が得られる。図２は、ＬＳＩパッケ
ージ下部側の放熱効果が小さく（下部方向の熱抵抗が大
きいパッケージ）、上部からヒートシンクやフィン等で
放熱するタイプのＬＳＩパッケージを使用して、基板１
９に介した拡散熱伝導放熱を実施する場合の実施の形態
を示すものである。
【００１７】図２の（ａ）は上方向から、（ｂ）は横方
向から見た図であり、図１とは放熱用シャーシ２０を設
けて放熱パスを確保する点が大きく異なる。図２の
（ａ）に示す様に、放熱用接続エリア４はＬＳＩパッケ
ージ１やパターンは配線、信号パッド２２等の障害にな
らない空きエリア（本例ではパッケージの４つの角部
分）にできるだけ多く配置し、フィンを兼ねた放熱用シ
ャーシ２０（アルミ等の金属製が好ましい）に接続エリ
ア４への接続用足２４を設けて、ボルト２５等でスルー
ホール６を介して熱抵抗が小さくなる様に十分圧接して
いる。ボルト２５は、予め半田でスルーホール６に接続
しておき、後からシャーシ２０を締め付けて接続する方
法でも良く（この方が熱抵抗を小さくできる）、放熱用
シャーシ２０はボンディング手段３によってＬＳＩパッ
ケージ１の上部の放熱用パッド当り（中央のボンディン
グポイント２１当り）で接続すると最も効果的であると
共に、放熱用シャーシ２０には、上部に凹凸加工を施す
と大気への熱抵抗も下げることができ、フィン効果（ヒ
ートシンク効果）を高めることができる。放熱パスはＬ
ＳＩダイ２→ＬＳＩパッケージ１上部→放熱用シャーシ
２０→シャーシ足２４→接続エリア４→スルーホール６
及びボルト２５→放熱用ベタ層５→基板１９全体への拡
散→外部への放熱となり、この放熱パスを設けることに
より、このパスを介して十分な放熱効が得られるため、
放熱用シャーシ２０のフィンとしての性能は比較的小さ
くても良く、その厚み等もかなりうすく設計することが
できると共に、上部方向の空間の無駄が少なくなるた
め、従来のフィン又はフィン＋ファン方式やヒートシン
ク方式よりも基板を重ねてスタックする場合に、コンパ
クト性及び高密度実装性等に優れたものとなる。
向から見た図であり、図１とは放熱用シャーシ２０を設
けて放熱パスを確保する点が大きく異なる。図２の
（ａ）に示す様に、放熱用接続エリア４はＬＳＩパッケ
ージ１やパターンは配線、信号パッド２２等の障害にな
らない空きエリア（本例ではパッケージの４つの角部
分）にできるだけ多く配置し、フィンを兼ねた放熱用シ
ャーシ２０（アルミ等の金属製が好ましい）に接続エリ
ア４への接続用足２４を設けて、ボルト２５等でスルー
ホール６を介して熱抵抗が小さくなる様に十分圧接して
いる。ボルト２５は、予め半田でスルーホール６に接続
しておき、後からシャーシ２０を締め付けて接続する方
法でも良く（この方が熱抵抗を小さくできる）、放熱用
シャーシ２０はボンディング手段３によってＬＳＩパッ
ケージ１の上部の放熱用パッド当り（中央のボンディン
グポイント２１当り）で接続すると最も効果的であると
共に、放熱用シャーシ２０には、上部に凹凸加工を施す
と大気への熱抵抗も下げることができ、フィン効果（ヒ
ートシンク効果）を高めることができる。放熱パスはＬ
ＳＩダイ２→ＬＳＩパッケージ１上部→放熱用シャーシ
２０→シャーシ足２４→接続エリア４→スルーホール６
及びボルト２５→放熱用ベタ層５→基板１９全体への拡
散→外部への放熱となり、この放熱パスを設けることに
より、このパスを介して十分な放熱効が得られるため、
放熱用シャーシ２０のフィンとしての性能は比較的小さ
くても良く、その厚み等もかなりうすく設計することが
できると共に、上部方向の空間の無駄が少なくなるた
め、従来のフィン又はフィン＋ファン方式やヒートシン
ク方式よりも基板を重ねてスタックする場合に、コンパ
クト性及び高密度実装性等に優れたものとなる。
【００１８】次にその特徴と放熱経路及び効果を述べ
る。 （１）基板を介したＬＳＩからの発熱の拡散熱伝導によ
る放熱を狙った点では従来方式と同様であるが、基板側
にＬＳＩパッケージ１の特徴に則した放熱用接続エリア
４（金属パッドが一般的）を基板パターンの一部として
具備するところが従来と異なる大きな特徴である。 （２）接続エリアはスルーホール６を介して基板内層や
外層電源、ＧＮＤ層などへのベタ層又は、特別に放熱の
ために設けたベタ層に直結し、また特別に金層板等によ
る放熱板を設けた後、基板裏側等部品の無い面を用い
て、放熱用接点エリア４と共締め（ボルト等を用いる）
する構成を備えても良い。 （３）ＬＳＩは、パッケージの裏面の空きスペースと接
続エリアとの間を熱伝導性に優れたセラミックボンド等
の接続（ボンディング）手段３を用いて実装時に基板と
接続し、ＬＳＩからの発熱を、ＬＳＩ→接続エリア→基
板内層ベタ（電源、ＧＮＤ等）又は放熱用伝熱板→熱拡
散による他の部品やシャーシ等低発熱エリアへの熱伝導
→外部への放熱、といった放熱経路にて熱伝導冷却を行
う。 （４）本方式により、熱伝導パスを確保するための処置
が、基板パターン設計工程上の一部として実現可能であ
り、基板製造時のコストの上昇は無いと共に，ＬＳＩ上
部のフィンや冷却機構も少なくて済みコストダウンを図
ることができる。さらに伝導のための空間は従来の基板
伝導タイプと同等であり、基板のスタッキング等に関す
る高密度実装性能も高く、複雑なシステムをコンパクト
に実現可能である。
る。 （１）基板を介したＬＳＩからの発熱の拡散熱伝導によ
る放熱を狙った点では従来方式と同様であるが、基板側
にＬＳＩパッケージ１の特徴に則した放熱用接続エリア
４（金属パッドが一般的）を基板パターンの一部として
具備するところが従来と異なる大きな特徴である。 （２）接続エリアはスルーホール６を介して基板内層や
外層電源、ＧＮＤ層などへのベタ層又は、特別に放熱の
ために設けたベタ層に直結し、また特別に金層板等によ
る放熱板を設けた後、基板裏側等部品の無い面を用い
て、放熱用接点エリア４と共締め（ボルト等を用いる）
する構成を備えても良い。 （３）ＬＳＩは、パッケージの裏面の空きスペースと接
続エリアとの間を熱伝導性に優れたセラミックボンド等
の接続（ボンディング）手段３を用いて実装時に基板と
接続し、ＬＳＩからの発熱を、ＬＳＩ→接続エリア→基
板内層ベタ（電源、ＧＮＤ等）又は放熱用伝熱板→熱拡
散による他の部品やシャーシ等低発熱エリアへの熱伝導
→外部への放熱、といった放熱経路にて熱伝導冷却を行
う。 （４）本方式により、熱伝導パスを確保するための処置
が、基板パターン設計工程上の一部として実現可能であ
り、基板製造時のコストの上昇は無いと共に，ＬＳＩ上
部のフィンや冷却機構も少なくて済みコストダウンを図
ることができる。さらに伝導のための空間は従来の基板
伝導タイプと同等であり、基板のスタッキング等に関す
る高密度実装性能も高く、複雑なシステムをコンパクト
に実現可能である。
【００１９】図３には図１のＬＳＩ放熱方式を用いた拡
散熱伝導方式放熱システムの実施の形態を示すもので、
放熱パスと、システム全体の効果を次に説明する。 （１）発熱するＬＳＩ部品１から発生する熱は、伝熱用
接続エリア４及びスルーホール６を介して放熱用伝熱ベ
タ層５へ伝熱される。 （２）伝熱ベタ層５へ伝達された熱は、基板１９全体へ
拡散されて、その他の部品３２（低発熱部品）や放熱フ
ィン３０等へ伝熱されてそこから大気へ放熱される。放
熱フィン３０は、発熱ＬＳＩと同様に、接続エリア４及
びスルーホール６を基板の空きエリア（一般的に基板の
端の方）に設けておき、そこにボンディング手段３で接
続する様に構成するとより効果的である。 （３）図３に示したとおり、放熱用ファン３１を設け、
放熱用フィン３０を冷却する様に構成すると大気への熱
抵抗が下がり放熱効率が向上するため、さらに効果的で
ある。 （４）放熱用ファン３１を設ける代りに放熱用フィン３
０をペルチェ素子やヒートパイプ等の冷却手段を用いて
冷却する方法も有効である。 （５）各ＬＳＩパッケージ又は放熱用シャーシ２０等の
内部や表面に温度センサを組み込んで、ＬＳＩの温度を
その情報でフィードバック制御する様構成することも可
能である。非常に周囲温度の低い環境で使用する場合
は、放熱用フィン３０やＬＳＩパッケージ又は放熱用シ
ャーシ２０等にヒーターを組み込んで逆に加熱すること
によって適正な温度にＬＳＩを保つようにしてもよい。
なお、図２の放熱方式と組み合わせても同様の放熱シス
テムが構成できることは言うまでも無く、また図１と図
２の放熱方式と組み合わせて放熱システムを構成すれば
さらに効果的が向上する。
散熱伝導方式放熱システムの実施の形態を示すもので、
放熱パスと、システム全体の効果を次に説明する。 （１）発熱するＬＳＩ部品１から発生する熱は、伝熱用
接続エリア４及びスルーホール６を介して放熱用伝熱ベ
タ層５へ伝熱される。 （２）伝熱ベタ層５へ伝達された熱は、基板１９全体へ
拡散されて、その他の部品３２（低発熱部品）や放熱フ
ィン３０等へ伝熱されてそこから大気へ放熱される。放
熱フィン３０は、発熱ＬＳＩと同様に、接続エリア４及
びスルーホール６を基板の空きエリア（一般的に基板の
端の方）に設けておき、そこにボンディング手段３で接
続する様に構成するとより効果的である。 （３）図３に示したとおり、放熱用ファン３１を設け、
放熱用フィン３０を冷却する様に構成すると大気への熱
抵抗が下がり放熱効率が向上するため、さらに効果的で
ある。 （４）放熱用ファン３１を設ける代りに放熱用フィン３
０をペルチェ素子やヒートパイプ等の冷却手段を用いて
冷却する方法も有効である。 （５）各ＬＳＩパッケージ又は放熱用シャーシ２０等の
内部や表面に温度センサを組み込んで、ＬＳＩの温度を
その情報でフィードバック制御する様構成することも可
能である。非常に周囲温度の低い環境で使用する場合
は、放熱用フィン３０やＬＳＩパッケージ又は放熱用シ
ャーシ２０等にヒーターを組み込んで逆に加熱すること
によって適正な温度にＬＳＩを保つようにしてもよい。
なお、図２の放熱方式と組み合わせても同様の放熱シス
テムが構成できることは言うまでも無く、また図１と図
２の放熱方式と組み合わせて放熱システムを構成すれば
さらに効果的が向上する。
【００２０】図４は、図３の拡散熱伝導方式放熱システ
ムに対し、基板１９の下部（裏面）側に伝熱板４０を配
置した場合を示すもので、伝熱板４０には金属を用いる
ことが望ましいが、その場合裏面側の配線やスルーホー
ル６等とショートしない様に適切な絶縁手段を介して基
板１９と接触させる必要がある。また図４では、ボルト
４２、ナット４３をスルーホール６内に貫通させてＬＳ
Ｉからの発熱の伝熱用ピンとして流用する方法も併せて
示しており、このボルト４２、ナット４３で伝熱板４０
を接続することによってスルーホール６、ボルト４２、
ナット４３を介して熱伝導させることで伝熱板４０へ熱
を伝えており、伝熱板４０は、別の放熱用スルーホール
６、ボルト４２、ナット４３から成る放熱ピン手段を設
けて、シャーシ４１等と共締めするように構成すると、
放熱用ベタ層５−１や放熱板４０を介してシャーシ４１
等への伝熱も促進されるため、さらに高い放熱効果が得
られるようになる。
ムに対し、基板１９の下部（裏面）側に伝熱板４０を配
置した場合を示すもので、伝熱板４０には金属を用いる
ことが望ましいが、その場合裏面側の配線やスルーホー
ル６等とショートしない様に適切な絶縁手段を介して基
板１９と接触させる必要がある。また図４では、ボルト
４２、ナット４３をスルーホール６内に貫通させてＬＳ
Ｉからの発熱の伝熱用ピンとして流用する方法も併せて
示しており、このボルト４２、ナット４３で伝熱板４０
を接続することによってスルーホール６、ボルト４２、
ナット４３を介して熱伝導させることで伝熱板４０へ熱
を伝えており、伝熱板４０は、別の放熱用スルーホール
６、ボルト４２、ナット４３から成る放熱ピン手段を設
けて、シャーシ４１等と共締めするように構成すると、
放熱用ベタ層５−１や放熱板４０を介してシャーシ４１
等への伝熱も促進されるため、さらに高い放熱効果が得
られるようになる。
【００２１】図５は、接続エリア４とスルーホール６の
配置を示すもので、（ａ）は10ｍｍ角の接続エリア４に
8ｍｍφ（直径）のスルーホール６を１ヶ設けた場合で
あり、（ｂ）は中央に1.6ｍｍφのメインのスルーホー
ル６を１ヶ設け周辺に0.8ｍｍφのサブスルーホール６
ｅを８ヶ設けた場合であり、（ａ）は接続エリア４付近
がスルーホールによって占有されパターン配線の邪魔に
なるのに加え、接続エリア４自体の面積も小さくなるの
に対し、（ｂ）はスルーホール穴の面積量が大幅に減り
接続エリア４の面積も大きく採れるだけでなく、スルー
ホール６も分散されるため配線の障害になり難い構成と
なる。またスルーホール６への伝熱は、主として放熱用
内層接続又は伝熱板等への接続のための接続面積（接続
部の面積総量）がボトルネックとなって効率が決まると
考えられるが、図６の（ａ）と（ｂ）とは、接続面積に
比例するパラメータであるスルーホール６の外周長の総
長が同じであり、従って伝熱効率はほぼ同等と考えられ
るため、様々な条件を考え合わせると（ｂ）の方式の方
が優れていると共に、毛細管効果によって（ｂ）の方が
スルーホール６、６ｅへの半田上がりも良いことから、
伝熱効率向上に寄与する。
配置を示すもので、（ａ）は10ｍｍ角の接続エリア４に
8ｍｍφ（直径）のスルーホール６を１ヶ設けた場合で
あり、（ｂ）は中央に1.6ｍｍφのメインのスルーホー
ル６を１ヶ設け周辺に0.8ｍｍφのサブスルーホール６
ｅを８ヶ設けた場合であり、（ａ）は接続エリア４付近
がスルーホールによって占有されパターン配線の邪魔に
なるのに加え、接続エリア４自体の面積も小さくなるの
に対し、（ｂ）はスルーホール穴の面積量が大幅に減り
接続エリア４の面積も大きく採れるだけでなく、スルー
ホール６も分散されるため配線の障害になり難い構成と
なる。またスルーホール６への伝熱は、主として放熱用
内層接続又は伝熱板等への接続のための接続面積（接続
部の面積総量）がボトルネックとなって効率が決まると
考えられるが、図６の（ａ）と（ｂ）とは、接続面積に
比例するパラメータであるスルーホール６の外周長の総
長が同じであり、従って伝熱効率はほぼ同等と考えられ
るため、様々な条件を考え合わせると（ｂ）の方式の方
が優れていると共に、毛細管効果によって（ｂ）の方が
スルーホール６、６ｅへの半田上がりも良いことから、
伝熱効率向上に寄与する。
【００２２】図６、図７は、ＢＧＡ（ボールグリッドア
レイ）パッケージの構造例を示すもので、フラットパッ
ケージと同様一般にボールグリッド６１からの放熱量は
ＰＧＡパッケージ等の挿入タイプに比較して小さいた
め、パッケージ構造に工夫を加える必要がある。
レイ）パッケージの構造例を示すもので、フラットパッ
ケージと同様一般にボールグリッド６１からの放熱量は
ＰＧＡパッケージ等の挿入タイプに比較して小さいた
め、パッケージ構造に工夫を加える必要がある。
【００２３】図６は、伝熱性が比較的高いセラミック基
板６２の上にＬＳＩチップ２をボンディングする方式を
示しており、これによって図１の放熱方式の伝熱効率を
高めることができると共に、チップ２の直下になるべく
チップに近接するところまで伝熱用金属パッド６０を埋
め込む様に構成すれば、さらに大きな効果を得られる。
図７は、安価なグラス基板７１の上にＬＳＩチップ２を
ボンディングした例を示しており、この場合はチップ２
の直下だけでも伝熱性の良い絶縁層（絶縁手段）７０と
金属パッド６０で構成することにより、安価で放熱効率
の良い図１の放熱方式に適したＢＧＡパッケージが提供
できるようになる。
板６２の上にＬＳＩチップ２をボンディングする方式を
示しており、これによって図１の放熱方式の伝熱効率を
高めることができると共に、チップ２の直下になるべく
チップに近接するところまで伝熱用金属パッド６０を埋
め込む様に構成すれば、さらに大きな効果を得られる。
図７は、安価なグラス基板７１の上にＬＳＩチップ２を
ボンディングした例を示しており、この場合はチップ２
の直下だけでも伝熱性の良い絶縁層（絶縁手段）７０と
金属パッド６０で構成することにより、安価で放熱効率
の良い図１の放熱方式に適したＢＧＡパッケージが提供
できるようになる。
【００２４】次に図８及び図９を用いて、ＭＣＭ（マル
チチップモジュール）を部品として使用する場合の基板
における放熱システムについて例示する。ＭＣＭはセラ
ミックやグラスを用いた小型基板（ＭＣＭ基板と呼ぶ）
８０の上に複数のＬＳＩチップのダイ２そのものを直接
実装し、ＭＣＭ基板８０上に設けられた信号パッド（電
源、ＧＮＤも含む）上へＬＳＩチップ上の信号パッド
（電源、ＧＮＤも含む）から直接ボンディングワイヤ１
２によってボンディングすることによって、ＭＣＭその
ものが１つのＬＳＩであるかのごとく構成したものであ
る。
チチップモジュール）を部品として使用する場合の基板
における放熱システムについて例示する。ＭＣＭはセラ
ミックやグラスを用いた小型基板（ＭＣＭ基板と呼ぶ）
８０の上に複数のＬＳＩチップのダイ２そのものを直接
実装し、ＭＣＭ基板８０上に設けられた信号パッド（電
源、ＧＮＤも含む）上へＬＳＩチップ上の信号パッド
（電源、ＧＮＤも含む）から直接ボンディングワイヤ１
２によってボンディングすることによって、ＭＣＭその
ものが１つのＬＳＩであるかのごとく構成したものであ
る。
【００２５】図８は、複数のＬＳＩチップとして２−
１、２−２が存在し、それらが何らかの放熱層８１又は
放熱板８２を備えたＭＣＭ用基板８０上に、ボンディン
グワイヤ１２及びボンディング手段８３によって直接ボ
ンディングされている状態を示す実施の形態である。放
熱層８１と、ＬＳＩチップ２−１、２−２との間の絶縁
部分が伝熱性の良い材料（例えばセラミック等）で薄く
構成されていれば、ＭＣＭ基板８０とＬＳＩチップ２−
１、２−２間の熱抵抗は小さくなるため有効であり、ま
た図８の拡大部分図に示したごとく、図１の放熱方式を
流用して、ＭＣＭ基板８０のＬＳＩチップ直下に接続エ
リア４−１を設け、ボンディング手段８３と絶縁手段
（チップと接続エリア間）とを介してＬＳＩチップを実
装すればより効果的である。なお、接続エリア４−１
は、伝熱ピン（又はスルーホール）８４を介して放熱層
８１又は放熱板８２へ接続することにより、ＬＳＩチッ
プからの熱を効率良く伝達できる様に構成してある。
１、２−２が存在し、それらが何らかの放熱層８１又は
放熱板８２を備えたＭＣＭ用基板８０上に、ボンディン
グワイヤ１２及びボンディング手段８３によって直接ボ
ンディングされている状態を示す実施の形態である。放
熱層８１と、ＬＳＩチップ２−１、２−２との間の絶縁
部分が伝熱性の良い材料（例えばセラミック等）で薄く
構成されていれば、ＭＣＭ基板８０とＬＳＩチップ２−
１、２−２間の熱抵抗は小さくなるため有効であり、ま
た図８の拡大部分図に示したごとく、図１の放熱方式を
流用して、ＭＣＭ基板８０のＬＳＩチップ直下に接続エ
リア４−１を設け、ボンディング手段８３と絶縁手段
（チップと接続エリア間）とを介してＬＳＩチップを実
装すればより効果的である。なお、接続エリア４−１
は、伝熱ピン（又はスルーホール）８４を介して放熱層
８１又は放熱板８２へ接続することにより、ＬＳＩチッ
プからの熱を効率良く伝達できる様に構成してある。
【００２６】図９は、図８の様に構成したＭＣＭを１つ
のＬＳＩパッケージのごとくみなして、図１と同様な放
熱方式で基板１９上に実装した例を示しており、基板１
９上の接続エリア４は、なるべくＭＣＭ上のＬＳＩチッ
プ２−１、２−２の直下又は近くに来る様に配置上考慮
することにより、ＬＳＩチップと基板１９間の熱抵抗を
下げることができるため、伝熱効率を高める上で有効で
ある。また、ＭＣＭ上に放熱層８１を接続する別の伝熱
手段８４−ｅを設け、その下に基板１９と伝熱用接続エ
リア４を追加的に設けても良く、ＭＣＭのＬＳＩチップ
上部にヒートスプレッダ等を組み込みモールドしてパッ
ケージングし、上部から放熱する様に構成したＭＣＭ
（従来はこの方式が多い）を用いる場合は、図２に示し
た放熱用シャーシ２０を用いる方法が有効である。いず
れにしても、ＭＣＭを１つのＬＳＩパッケージとみなす
ことによって本発明の放熱方式が適用でき、同様の効果
を得ることができる。
のＬＳＩパッケージのごとくみなして、図１と同様な放
熱方式で基板１９上に実装した例を示しており、基板１
９上の接続エリア４は、なるべくＭＣＭ上のＬＳＩチッ
プ２−１、２−２の直下又は近くに来る様に配置上考慮
することにより、ＬＳＩチップと基板１９間の熱抵抗を
下げることができるため、伝熱効率を高める上で有効で
ある。また、ＭＣＭ上に放熱層８１を接続する別の伝熱
手段８４−ｅを設け、その下に基板１９と伝熱用接続エ
リア４を追加的に設けても良く、ＭＣＭのＬＳＩチップ
上部にヒートスプレッダ等を組み込みモールドしてパッ
ケージングし、上部から放熱する様に構成したＭＣＭ
（従来はこの方式が多い）を用いる場合は、図２に示し
た放熱用シャーシ２０を用いる方法が有効である。いず
れにしても、ＭＣＭを１つのＬＳＩパッケージとみなす
ことによって本発明の放熱方式が適用でき、同様の効果
を得ることができる。
【００２７】図１０は、図６、７に示したＢＧＡパッケ
ージの別の実施の形態であって、上部例にヒートスプレ
ッダ１０２を有し、かつ上部側から放熱する構成を採っ
たパッケージを示しており、ＬＳＩのダイチップ２は多
層基板１０１の中央上部側に実装され、ＬＳＩチップ上
の多くのパッドから信号を取り出すため、ボンディング
ワイヤ１２は段々構造の基板側パッドに対して階段状に
ボンディングされている。ＬＳＩのダイチップ２は薄い
絶縁手段７０（基板そのものでも良い）を介してヒート
スプレッダ１０２に対し十分小さな熱抵抗となる様に配
置されてボンディングされており、上部ヒートスプレッ
ダ１０２には金属の放熱用伝熱パッド１００を設けるこ
とにより、外部フィン等と接続性を高めることができる
ため、放熱効果を向上させることができる上、下部の空
間は樹脂等でモールドしても良く、モールド材に伝熱性
の良いものを使用して、図６、７と同様図１の放熱方式
が利用できる様に下部側に伝熱用パッドを設けても良
い。
ージの別の実施の形態であって、上部例にヒートスプレ
ッダ１０２を有し、かつ上部側から放熱する構成を採っ
たパッケージを示しており、ＬＳＩのダイチップ２は多
層基板１０１の中央上部側に実装され、ＬＳＩチップ上
の多くのパッドから信号を取り出すため、ボンディング
ワイヤ１２は段々構造の基板側パッドに対して階段状に
ボンディングされている。ＬＳＩのダイチップ２は薄い
絶縁手段７０（基板そのものでも良い）を介してヒート
スプレッダ１０２に対し十分小さな熱抵抗となる様に配
置されてボンディングされており、上部ヒートスプレッ
ダ１０２には金属の放熱用伝熱パッド１００を設けるこ
とにより、外部フィン等と接続性を高めることができる
ため、放熱効果を向上させることができる上、下部の空
間は樹脂等でモールドしても良く、モールド材に伝熱性
の良いものを使用して、図６、７と同様図１の放熱方式
が利用できる様に下部側に伝熱用パッドを設けても良
い。
【００２８】なお、図１０に示すＢＧＡパッケージは主
として、図２に示した放熱方式において効果を発揮する
が、図１の放熱方式と組み合わせればさらに効果的であ
る。図１１は、接続エリア４と基板の放熱層５や放熱板
等との伝熱用接続手段のより効果的な実施の形態を示す
もので、（ａ）はスルーホール６に基板１９の上部から
金属ピン１１０を挿入しておき、下部から半田等でスル
ーホール６及び接続エリア４へ接続する構成、（ｂ）は
下部側から同様のピンを挿入しておき、上部から半田等
で（ａ）と同様に接続する構成となっている。この様に
金属のピン１１０を挿入することで、確実に接続エリア
４から放熱層等への伝熱効果を高める（熱抵抗を下げ
る）ことができると共に、図１１の（ａ）のようにピン
１１０にネジを切っておけば、基板１９の下部側からナ
ットによって放熱板等を接続することができ、また図１
１の（ｂ）のように下部側から放熱板等と共締めする構
成としてもよく、いずれの場合も伝熱効果、放熱効果を
高める上で有効である。
として、図２に示した放熱方式において効果を発揮する
が、図１の放熱方式と組み合わせればさらに効果的であ
る。図１１は、接続エリア４と基板の放熱層５や放熱板
等との伝熱用接続手段のより効果的な実施の形態を示す
もので、（ａ）はスルーホール６に基板１９の上部から
金属ピン１１０を挿入しておき、下部から半田等でスル
ーホール６及び接続エリア４へ接続する構成、（ｂ）は
下部側から同様のピンを挿入しておき、上部から半田等
で（ａ）と同様に接続する構成となっている。この様に
金属のピン１１０を挿入することで、確実に接続エリア
４から放熱層等への伝熱効果を高める（熱抵抗を下げ
る）ことができると共に、図１１の（ａ）のようにピン
１１０にネジを切っておけば、基板１９の下部側からナ
ットによって放熱板等を接続することができ、また図１
１の（ｂ）のように下部側から放熱板等と共締めする構
成としてもよく、いずれの場合も伝熱効果、放熱効果を
高める上で有効である。
【００２９】なお図１１の（ａ）、（ｂ）において、放
熱層又は放熱板へピン１１０を接続できさえすれば（接
続できる手段があれば）、特にスルーホール６を用いる
必要はなく、また（ａ）においてピン頭部１１０−１の
上部にＬＳＩパッケージ１の下部図をセラミックボンド
等のボンディング手段によってボンディングする様にす
れば、ＬＳＩとのボンディング面が表面のパターン面か
らピン頭部１１０−１の分だけかさ上げされて実装状態
となるため、ＬＳＩパッケージを基板の上にボンディン
グした後にリフローによる半田上げ処理が実施でき、機
械実装する際にも有効である。
熱層又は放熱板へピン１１０を接続できさえすれば（接
続できる手段があれば）、特にスルーホール６を用いる
必要はなく、また（ａ）においてピン頭部１１０−１の
上部にＬＳＩパッケージ１の下部図をセラミックボンド
等のボンディング手段によってボンディングする様にす
れば、ＬＳＩとのボンディング面が表面のパターン面か
らピン頭部１１０−１の分だけかさ上げされて実装状態
となるため、ＬＳＩパッケージを基板の上にボンディン
グした後にリフローによる半田上げ処理が実施でき、機
械実装する際にも有効である。
【００３０】図１２〜１３は、図２に示した放熱方式の
別の実施の形態を示すもので、図１２はアルミ板等の金
属板を片側だけ曲げて接続エリア４を確保し、ボルト２
５、２５−１で基板にシャーシ２０を締め付けて接続し
ており、図１２の（ｂ）に点線で示した様に、単純な四
角（長方形）の放熱シャーシ用板の一辺を切り欠き、そ
の一辺の両角付近に接続エリア４への接続スペースを確
保して、その部分を接続エリア４へ接続できる様に折り
曲げることにより、簡単に製作することができる。もち
ろん図１３に示した様に、片側だけでなく両側同じ加工
を施しても良く、図２の（ｂ）と同様に、シャーシ上部
に凹凸加工を施して、大気への放熱効率を高めることも
可能である。
別の実施の形態を示すもので、図１２はアルミ板等の金
属板を片側だけ曲げて接続エリア４を確保し、ボルト２
５、２５−１で基板にシャーシ２０を締め付けて接続し
ており、図１２の（ｂ）に点線で示した様に、単純な四
角（長方形）の放熱シャーシ用板の一辺を切り欠き、そ
の一辺の両角付近に接続エリア４への接続スペースを確
保して、その部分を接続エリア４へ接続できる様に折り
曲げることにより、簡単に製作することができる。もち
ろん図１３に示した様に、片側だけでなく両側同じ加工
を施しても良く、図２の（ｂ）と同様に、シャーシ上部
に凹凸加工を施して、大気への放熱効率を高めることも
可能である。
【００３１】図１４は、フラットパッケージやＢＧＡパ
ッケージ等を高密度実装する場合に、スペース効率の最
も良い放熱用シャーシ２０の構成を示すもので、3.5ｍ
ｍφ程度のスペーサ１２０（金属製が良い）でパッケー
ジボディの４隅ぎりぎりに伝熱手段を構成し、上部の板
状の放熱用シャーシ２０（金属製がベスト）の４隅を、
3.5ｍｍ程度パッケージ１のボディから余分に接続部２
５を確保してそこをスペーサ１２０とボルト等で接続
し、スペーサを介して接続エリア４へ伝熱するようにし
たものである。なお、スペーサ１２０の基板側はピン構
造にしておき、スルーホール手段６へ直接挿入して半田
上げするようにすれば、放熱効率が向上し、有効である
と共に、スペーサ径が3.5ｍｍφ程度であれば、ボルト
２５のネジの径は2ｍｍφ程度、スルーホール手段６も2
ｍｍφ程度が適当であり、板状シャーシ２０に放熱用凹
凸加工を施したフィン構造を採用しても良く、シャーシ
２０とＬＳＩとの接続エリア３−１は、ＬＳＩパッケー
ジで中央部分になるべく大きく設ける方が良い。
ッケージ等を高密度実装する場合に、スペース効率の最
も良い放熱用シャーシ２０の構成を示すもので、3.5ｍ
ｍφ程度のスペーサ１２０（金属製が良い）でパッケー
ジボディの４隅ぎりぎりに伝熱手段を構成し、上部の板
状の放熱用シャーシ２０（金属製がベスト）の４隅を、
3.5ｍｍ程度パッケージ１のボディから余分に接続部２
５を確保してそこをスペーサ１２０とボルト等で接続
し、スペーサを介して接続エリア４へ伝熱するようにし
たものである。なお、スペーサ１２０の基板側はピン構
造にしておき、スルーホール手段６へ直接挿入して半田
上げするようにすれば、放熱効率が向上し、有効である
と共に、スペーサ径が3.5ｍｍφ程度であれば、ボルト
２５のネジの径は2ｍｍφ程度、スルーホール手段６も2
ｍｍφ程度が適当であり、板状シャーシ２０に放熱用凹
凸加工を施したフィン構造を採用しても良く、シャーシ
２０とＬＳＩとの接続エリア３−１は、ＬＳＩパッケー
ジで中央部分になるべく大きく設ける方が良い。
【００３２】図１４の（ｂ）は（ａ）を上から見た図で
あり、ＬＳＩパッケージ１より僅かに大きな放熱用シャ
ーシ２０の板の４隅にボルト２５との接続部を確保した
形状となっており、（ｂ）の点線に示すようにボルト用
接続エリアを含んだ単純な四角の板状放熱シャーシ２０
としても良いと共に、ボルト等を含む接続部及びスペー
サ１２０部分はシャーシ２０と一体構造（金属が良い）
とした放熱用シャーシ２０を製作しても良く、この場合
ボルト２５は必要なくなる。図１４の（ｂ−１）は
（ｂ）に示すＬＳＩパッケージ１の外形の４隅を４５°
にカットした場合を示しており、（ｂ−１）に示す様な
パラメータでカットすればシャーシ２０がＬＳＩパッケ
ージからはみ出す無駄スペース幅を（ｂ）に対し３０〜
５０％少なくでき、ＬＳＩ実装時の省スペース化を図る
ことができる。なお、カット部分は、４５°ではなくス
ペーサ１２０部分に沿った形（スペーサが円柱であれば
半円形）にＬＳＩパッケージ１を加工しても良い。さら
に実装時の省スペース化を図る方法として、図１４の
（ｂ−２）に示す様に複数のＬＳＩパッケージが横に並
ぶ場合は、それらを一体化した放熱用シャーシ２０とし
てもよく、ＬＳＩパッケージ間にはさまれる部分のスペ
ーサとの接続部２５−１を両側のＬＳＩで共用とすれ
ば、ＬＳＩ間の無駄スペースを1ｍｍ程度まで少なくで
き、複数のＬＳＩパッケージが複数並ぶシステムでは大
きな省スペース効果が得られる。
あり、ＬＳＩパッケージ１より僅かに大きな放熱用シャ
ーシ２０の板の４隅にボルト２５との接続部を確保した
形状となっており、（ｂ）の点線に示すようにボルト用
接続エリアを含んだ単純な四角の板状放熱シャーシ２０
としても良いと共に、ボルト等を含む接続部及びスペー
サ１２０部分はシャーシ２０と一体構造（金属が良い）
とした放熱用シャーシ２０を製作しても良く、この場合
ボルト２５は必要なくなる。図１４の（ｂ−１）は
（ｂ）に示すＬＳＩパッケージ１の外形の４隅を４５°
にカットした場合を示しており、（ｂ−１）に示す様な
パラメータでカットすればシャーシ２０がＬＳＩパッケ
ージからはみ出す無駄スペース幅を（ｂ）に対し３０〜
５０％少なくでき、ＬＳＩ実装時の省スペース化を図る
ことができる。なお、カット部分は、４５°ではなくス
ペーサ１２０部分に沿った形（スペーサが円柱であれば
半円形）にＬＳＩパッケージ１を加工しても良い。さら
に実装時の省スペース化を図る方法として、図１４の
（ｂ−２）に示す様に複数のＬＳＩパッケージが横に並
ぶ場合は、それらを一体化した放熱用シャーシ２０とし
てもよく、ＬＳＩパッケージ間にはさまれる部分のスペ
ーサとの接続部２５−１を両側のＬＳＩで共用とすれ
ば、ＬＳＩ間の無駄スペースを1ｍｍ程度まで少なくで
き、複数のＬＳＩパッケージが複数並ぶシステムでは大
きな省スペース効果が得られる。
【００３３】なお、ＬＳＩパッケージがマトリックス状
に並んでいても、全体を一体化した放熱用シャーシ２０
を形成するか、適当にＬＳＩ間を区切ってシステムの実
情に合った複数のＬＳＩの組み合わせに対し、それぞれ
のシャーシ２０を形成すれば同様の効果が得られるもの
であり、図１４の（ｂ−２）の中央に示したシャーシ絶
縁カットライン１４０は、例えばシャーシ上半分の接続
部２５は基板のＧＮＤベタへ、下半分は電源ベタへ接続
するという様に、互いに絶縁を必要とする場合に上下で
シャーシを分離すれば良い。
に並んでいても、全体を一体化した放熱用シャーシ２０
を形成するか、適当にＬＳＩ間を区切ってシステムの実
情に合った複数のＬＳＩの組み合わせに対し、それぞれ
のシャーシ２０を形成すれば同様の効果が得られるもの
であり、図１４の（ｂ−２）の中央に示したシャーシ絶
縁カットライン１４０は、例えばシャーシ上半分の接続
部２５は基板のＧＮＤベタへ、下半分は電源ベタへ接続
するという様に、互いに絶縁を必要とする場合に上下で
シャーシを分離すれば良い。
【００３４】次に、ＬＳＩパッケージ内の下部放熱パッ
ド部及び放熱パッド部と基板上の接続エリアとを接続す
る接続手段の別の実施の形態を図１５で説明する。図１
５の（ａ）は、ＬＳＩパッケージ下部に設けた放熱用パ
ッド１５０（金属製が良い）の上にＬＳＩのダイチップ
２を絶縁層７０を介して配置し、パッド１５０への伝熱
性能を確保した状態で、放熱用パッド１５０に直接放熱
用ピン１５１を設けて（複数設けても良い、またパッド
１５０と一体構造としても良い）、そのピン１５１を基
板上の接続エリア４に設けたスルーホール穴１５３に挿
入した構造のＬＳＩパッケージ１を示したものである。
この場合スルーホール１５３にＬＳＩパッケージの放熱
用ピン１５１を差し込んでリフロー半田処理を実施すれ
ば、フラットパッケージやＢＧＡ等のＬＳＩパッケージ
を通常の製造プロセスで自動実装（表面実装）すること
も可能であると共に、ピン１５１とスルーホール１５３
の接続は、リフロー半田で接続しても良いが、後付けで
基板裏面からスルーホール１５３とピン１５１を半田付
けする（スルーホールを半田で埋める）と熱伝達効率を
向上させることができるため、さらに有効であると共
に、可能ならセラミックボンド等で接続エリア４と放熱
用パッド１５０との間を接続する方法を併用することも
有効である。接続エリア４側の構造は図１５の（ａ−
１）に示す様に、すでに図５等で説明した構造を採用す
れば（ａ）のタイプのＬＳＩパッケージに適用可能であ
り、信号エリア１５７は、ＢＧＡのボールグリッドやフ
ラットパッケージのピン（Ｊリードタイプ等も含む）等
が配置されるエリアである。
ド部及び放熱パッド部と基板上の接続エリアとを接続す
る接続手段の別の実施の形態を図１５で説明する。図１
５の（ａ）は、ＬＳＩパッケージ下部に設けた放熱用パ
ッド１５０（金属製が良い）の上にＬＳＩのダイチップ
２を絶縁層７０を介して配置し、パッド１５０への伝熱
性能を確保した状態で、放熱用パッド１５０に直接放熱
用ピン１５１を設けて（複数設けても良い、またパッド
１５０と一体構造としても良い）、そのピン１５１を基
板上の接続エリア４に設けたスルーホール穴１５３に挿
入した構造のＬＳＩパッケージ１を示したものである。
この場合スルーホール１５３にＬＳＩパッケージの放熱
用ピン１５１を差し込んでリフロー半田処理を実施すれ
ば、フラットパッケージやＢＧＡ等のＬＳＩパッケージ
を通常の製造プロセスで自動実装（表面実装）すること
も可能であると共に、ピン１５１とスルーホール１５３
の接続は、リフロー半田で接続しても良いが、後付けで
基板裏面からスルーホール１５３とピン１５１を半田付
けする（スルーホールを半田で埋める）と熱伝達効率を
向上させることができるため、さらに有効であると共
に、可能ならセラミックボンド等で接続エリア４と放熱
用パッド１５０との間を接続する方法を併用することも
有効である。接続エリア４側の構造は図１５の（ａ−
１）に示す様に、すでに図５等で説明した構造を採用す
れば（ａ）のタイプのＬＳＩパッケージに適用可能であ
り、信号エリア１５７は、ＢＧＡのボールグリッドやフ
ラットパッケージのピン（Ｊリードタイプ等も含む）等
が配置されるエリアである。
【００３５】図１５の（ｂ）は、（ａ）における放熱用
ピン１５１を表面実装対応のパッド１５２（ここでは３
×３のマトリックス状に配置する例を示している）に置
き換えた形で複数設け、（ｂ−１）に示した様に伝熱用
スルーホールビア１５４をそれぞれ有する各パッド１５
２に対応した複数のランド１５５のマトリックス（ここ
では３×３）を接続エリア４として基板側に設けて、Ｌ
ＳＩパッケージ１の基板への実装時に半田リフローによ
って信号ピンと同時に各パッド１５２と対応するランド
１５５とを半田によって接続する構造としたＬＳＩパッ
ケージ１を示すもので、この方式によれば、表面実装主
体の自動実装への対応がさらに容易になる。なお、各放
熱用ビア１５４は基板の放熱層５へ直接接続されるスル
ーホールであり、本例では基板裏面は一体化したベタラ
ンドで受け、各ランド１５５及び各ビア１５４によって
伝達される熱を平準化する役割を果たしている。
ピン１５１を表面実装対応のパッド１５２（ここでは３
×３のマトリックス状に配置する例を示している）に置
き換えた形で複数設け、（ｂ−１）に示した様に伝熱用
スルーホールビア１５４をそれぞれ有する各パッド１５
２に対応した複数のランド１５５のマトリックス（ここ
では３×３）を接続エリア４として基板側に設けて、Ｌ
ＳＩパッケージ１の基板への実装時に半田リフローによ
って信号ピンと同時に各パッド１５２と対応するランド
１５５とを半田によって接続する構造としたＬＳＩパッ
ケージ１を示すもので、この方式によれば、表面実装主
体の自動実装への対応がさらに容易になる。なお、各放
熱用ビア１５４は基板の放熱層５へ直接接続されるスル
ーホールであり、本例では基板裏面は一体化したベタラ
ンドで受け、各ランド１５５及び各ビア１５４によって
伝達される熱を平準化する役割を果たしている。
【００３６】図１５の（ｃ）は、（ｂ）の放熱用パッド
１５２をボールグリッド半田１５８に置き換えたもので
あり、この構造によればＢＧＡパッケージを用いる場
合、この伝熱用ボールグリッド１５８も含め全体を１つ
のＢＧＡパッケージの実装として扱うことが可能とな
り、接続エリア４は（ｃ−１）に示した様に、分離され
た複数の小ランド１５６をボールグリッド１５８に対応
する形で複数設け（ここでは５×５のマトリックス状に
設ける例を示している）、各ランド１５６に各々放熱用
ビア１５４を備えるように構成すると伝熱効率的に有利
である。
１５２をボールグリッド半田１５８に置き換えたもので
あり、この構造によればＢＧＡパッケージを用いる場
合、この伝熱用ボールグリッド１５８も含め全体を１つ
のＢＧＡパッケージの実装として扱うことが可能とな
り、接続エリア４は（ｃ−１）に示した様に、分離され
た複数の小ランド１５６をボールグリッド１５８に対応
する形で複数設け（ここでは５×５のマトリックス状に
設ける例を示している）、各ランド１５６に各々放熱用
ビア１５４を備えるように構成すると伝熱効率的に有利
である。
【００３７】なお、図３で説明した放熱システムは、前
述したいずれの放熱方式にも適用可能であり、基板を介
した放熱パスと逆のパスで加熱すれば、逆に、非常に温
度の低い環境でもＬＳＩの温度を適切に保つことが可能
となる。また温度センサはＬＳＩパッケージ１の内部や
放熱用シャーシ２０の内部又は表面に組み込めば良いこ
とはすでに述べたが、放熱パス上の適切な個所を選んで
配置しても良く、温度測定ポイントをある決められた温
度範囲に保つフィードバック制御を行うことで適切な温
度管理が可能となり、いかなる環境でもＬＳＩを動作さ
せることが可能となる。
述したいずれの放熱方式にも適用可能であり、基板を介
した放熱パスと逆のパスで加熱すれば、逆に、非常に温
度の低い環境でもＬＳＩの温度を適切に保つことが可能
となる。また温度センサはＬＳＩパッケージ１の内部や
放熱用シャーシ２０の内部又は表面に組み込めば良いこ
とはすでに述べたが、放熱パス上の適切な個所を選んで
配置しても良く、温度測定ポイントをある決められた温
度範囲に保つフィードバック制御を行うことで適切な温
度管理が可能となり、いかなる環境でもＬＳＩを動作さ
せることが可能となる。
【００３８】さらに、冷却制御にはヒートパイプやペル
チェ素子を、加熱制御にはヒーター素子を用いれば良
く、これらの加熱冷却素子は放熱フィン３０や基板の放
熱層５又は伝熱板４０、放熱用シャーシ２０又はＬＳＩ
パッケージ１内等に、直接又は間接的に組み込んだり、
接続したりして使用すれば良い。
チェ素子を、加熱制御にはヒーター素子を用いれば良
く、これらの加熱冷却素子は放熱フィン３０や基板の放
熱層５又は伝熱板４０、放熱用シャーシ２０又はＬＳＩ
パッケージ１内等に、直接又は間接的に組み込んだり、
接続したりして使用すれば良い。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、下
記の効果を得ることができる。 （１）表面実装タイプのＬＳＩパッケージにおいても基
板本体を介した十分放熱効率の良い拡散熱伝導方式の放
熱システムを構成できる。 （２）ＬＳＩの上部方向のスペースに余裕を持たせるこ
とができ、高密度なスタック方式の実装にも対応でき
る。 （３）放熱のための各要素手段を基板のパターン設計の
一部として実現できるため、製造コストを低く抑えるこ
とができる。
記の効果を得ることができる。 （１）表面実装タイプのＬＳＩパッケージにおいても基
板本体を介した十分放熱効率の良い拡散熱伝導方式の放
熱システムを構成できる。 （２）ＬＳＩの上部方向のスペースに余裕を持たせるこ
とができ、高密度なスタック方式の実装にも対応でき
る。 （３）放熱のための各要素手段を基板のパターン設計の
一部として実現できるため、製造コストを低く抑えるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）ないし（ｄ）は本発明の実施の形態にな
るＬＳＩの放熱方式を示す断面図である。
るＬＳＩの放熱方式を示す断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態になるＬＳＩの放
熱方式を採用したＬＳＩの平面図である。（ｂ）は本発
明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を採用したＬＳ
Ｉの断面図である。
熱方式を採用したＬＳＩの平面図である。（ｂ）は本発
明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を採用したＬＳ
Ｉの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態になるＬＳＩ放熱方式を採
用した放熱システムを示す構成図である。
用した放熱システムを示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を
採用したＬＳＩの断面図である。
採用したＬＳＩの断面図である。
【図５】（ａ）ないし（ｃ）は本発明の実施の形態にな
るＬＳＩの放熱方式の接続エリアとスルーホールを示す
説明図である。
るＬＳＩの放熱方式の接続エリアとスルーホールを示す
説明図である。
【図６】本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を
採用したＢＧＡパッケージの断面図である。
採用したＢＧＡパッケージの断面図である。
【図７】本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を
採用したＢＧＡパッケージの断面図である。
採用したＢＧＡパッケージの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を
採用したＭＣＭパッケージの一部拡大断面図である。
採用したＭＣＭパッケージの一部拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を
採用したＭＣＭパッケージをＬＳＩパッケージとみなし
た場合の断面図である。
採用したＭＣＭパッケージをＬＳＩパッケージとみなし
た場合の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式
を採用したＢＧＡパッケージの変形例を示す断面図であ
る
を採用したＢＧＡパッケージの変形例を示す断面図であ
る
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態にな
るＬＳＩの放熱方式の接続エリアと放熱層等を接続する
接続手段を示す断面図である。
るＬＳＩの放熱方式の接続エリアと放熱層等を接続する
接続手段を示す断面図である。
【図１２】（ａ）は本発明の実施の形態になるＬＳＩの
放熱方式を採用した放熱シャーシを示す断面図である。
（ｂ）は本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を
採用した放熱シャーシを示す平面図である。
放熱方式を採用した放熱シャーシを示す断面図である。
（ｂ）は本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式を
採用した放熱シャーシを示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方式
を採用した放熱シャーシを示す平面図である。
を採用した放熱シャーシを示す平面図である。
【図１４】（ａ）は本発明の実施の形態になるＬＳＩの
放熱方式を採用した放熱シャーシを示す断面図である。
（ｂ）、（ｂ−１）、（ｂ−２）は本発明の実施の形態
になるＬＳＩの放熱方式を採用した放熱シャーシを示す
平面図である。
放熱方式を採用した放熱シャーシを示す断面図である。
（ｂ）、（ｂ−１）、（ｂ−２）は本発明の実施の形態
になるＬＳＩの放熱方式を採用した放熱シャーシを示す
平面図である。
【図１５】（ａ）ないし（ｃ）は本発明の実施の形態に
なるＬＳＩの放熱方式を採用したＬＳＩに放熱パッドを
もうけた状態を示す断面図である。（ａ−１）ないし
（ｃ−１）は本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方
式を採用したＬＳＩ及び放熱パッドを示す断面図であ
る。
なるＬＳＩの放熱方式を採用したＬＳＩに放熱パッドを
もうけた状態を示す断面図である。（ａ−１）ないし
（ｃ−１）は本発明の実施の形態になるＬＳＩの放熱方
式を採用したＬＳＩ及び放熱パッドを示す断面図であ
る。
１ ＬＳＩチップパッケージ ２ ＬＳＩチップのダイ ３ ボンディング手段 ３−１ 接続エリア ４ 接続エリア ５ 放熱用ベタ層 ５−１ ベタ層 ５−２ 熱ベタ層 ５−３ ベタ層 ６ スルーホール ８ 配線層 ９ 半田 １０ ＬＳＩのピン １１ 内層間接続用スルーホール １２ ボンディングワイヤ １３ ヒートシンク用パッド １４ 金属パッド １９ 基板 ２０ 放熱用シャーシ ２１ ボンディングポイント ２２ 信号パッド ２５ ボルト ３０ 放熱フィン ３１ 放熱用ファン ４０ 伝熱板 ４１ シャーシ ４２ ボルト ４３ ナット ６０ 伝熱用メタルパッド ６１ ボールグリッド ６２ セラミック基板 ７１ グラス基板 ８０ ＭＣＭ基板 ８１ 放熱層 ８２ 放熱板 ８３ ボンディング手段 ８４ 伝熱ピン（又はスルーホール） ８４−ｅ 伝熱手段 １００ 伝熱パッド １０１ 多層基板 １０２ ヒートスプレッダ １０３ モールド材 １１０ 伝熱用ピン １２０ スペーサ １２１ 金属ピン １５０ 放熱用パッド部 １５１ 放熱用ピン １５２ 放熱用表面実装パッド １５３ ピン用スルーホール １５４ 伝熱用スルーホールビア １５５ 接続エリアランド １５６ ボールグリッド用ランド １５７ 信号ピンエリア １５８ 放熱用ボールグリッド
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｊ 23/36 Ｃ 23/46 Ｂ Ｆターム(参考） 5E322 AA03 AA11 AB01 DB08 DC01 FA04 5F036 AA01 BA23 BA33 BB21 BB60 BC33
Claims (9)
- 【請求項１】 ＬＳＩチップが実装された基板であっ
て、使用時発熱するＬＳＩチップの直下に設けた金属パ
ッド又は金属ベタエリアからなる接続エリアと、前記基
板を構成する層の少なくとも１つに設けた金属のベタ層
と、前記接続エリアと前記ベタ層とを直接又は間接的に
接続する伝熱用接続手段と、前記ＬＳＩチップの下部と
前記接続エリアとを接続するボンディング手段とよりな
り、前記ＬＳＩチップが発熱する熱量の一部を前記伝熱
用接続手段を介して前記ベタ層に伝達することにより除
去することを特徴とするＬＳＩの放熱方式。 - 【請求項２】 前記ＬＳＩチップは、ダイを格納するパ
ッケージを備え、かつ前記基板に実装する際に前記基板
対向するパッケージ面に、放熱用の端子、又はパッドを
設けてなる請求項１に記載のＬＳＩの放熱方式。 - 【請求項３】 ＬＳＩチップが実装された基板であっ
て、前記ＬＳＩチップを内蔵するＬＳＩパッケージと、
前記ＬＳＩパッケージを上部から覆う外部パッケージ
と、前記外部パッケージを前記ＬＳＩパッケージと接続
して、前記ＬＳＩパッケージからの発熱を前記外部パッ
ケージに伝達するボンディング手段と、前記外部パッケ
ージの一部が前記基板に接する様に形成した放熱接続点
部と、前記放熱接続点を前記基板の内層又は外層もしく
は前記基板と一体化して別に設けた放熱手段を介して接
続するよう前記基板上に設けられた放熱パッドとを備
え、前記ＬＳＩチップが発生した熱を前記ＬＳＩパッケ
ージを介して前記外部パッケージに伝達し、さらに前記
放熱パッドを介して前記基板に伝達することにより、前
記ＬＳＩチップの発熱を拡散することを特徴とするＬＳ
Ｉの放熱方式。 - 【請求項４】 ＬＳＩパッケージを上部から覆うと共
に、前記ＬＳＩパッケージの上部に放熱用の第１の接続
部を有し、かつ前記基板との放熱接続用の第２の接続部
を有するＬＳＩ外部パッケージを備えたＬＳＩを前記基
板に実装してなる請求項１または３に記載のＬＳＩの放
熱方式。 - 【請求項５】 前記外部パッケージの表面に凹凸を形成
してなる請求項４に記載のＬＳＩの放熱方式。 - 【請求項６】 前記基板との対向面側に放熱用の接点部
を有し、かつ前記ＬＳＩチップのダイから前記放熱用接
点部に熱伝達用のボンディングパッケージ手段を設けて
なる請求項３または４に記載のＬＳＩの放熱方式。 - 【請求項７】 前記基板の空きエリア又は周辺に放熱用
接続部を設け、また別に設けた放熱手段と接続して、前
記基板からの発熱を前記放熱手段に伝達することにより
放熱してなる請求項１または３に記載のＬＳＩの放熱方
式。 - 【請求項８】 前記放熱手段にヒートシンク、又はペル
チェ素子、又はヒートパイプ、又は前記基板を格納する
シャーシを用いてなる請求項７に記載のＬＳＩの放熱方
式。 - 【請求項９】 前記放熱手段を別の冷却手段により冷却
してなる請求項８に記載のＬＳＩの放熱方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000383916A JP2002184915A (ja) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | Ｌｓｉの放熱方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000383916A JP2002184915A (ja) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | Ｌｓｉの放熱方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002184915A true JP2002184915A (ja) | 2002-06-28 |
Family
ID=18851481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000383916A Pending JP2002184915A (ja) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | Ｌｓｉの放熱方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002184915A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005166981A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子制御装置 |
| JP2006049412A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電子部品の放熱構造 |
| JP2007019078A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Shindo Denshi Kogyo Kk | フレキシブルプリント配線板、プリント回路板、およびフレキシブルプリント配線板の製造方法 |
| JP2008062825A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Bosch Corp | ブレーキ液圧制御装置 |
| JP2008537325A (ja) * | 2005-03-22 | 2008-09-11 | エスエーヴェー−オイロドライブ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コムパニー コマンディトゲゼルシャフト | 吸熱器の温度測定用装置及び方法 |
| WO2012011562A1 (ja) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | 京セラ株式会社 | 光照射デバイス、光照射モジュール、および印刷装置 |
| JP2014007323A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体パッケージ |
| JP2014025471A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-02-06 | Asmo Co Ltd | 電動ポンプ |
| JP2014041860A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Tdk Corp | 部品実装用基板及び部品実装構造体 |
| JP2014099544A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Shirai Electronics Industrial Co Ltd | 回路基板 |
| JP2014127489A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2015018857A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 三菱電機株式会社 | 高放熱基板、部品の放熱構造 |
| JP2018182149A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | 日本電気株式会社 | 放熱装置 |
| CN116631955A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-08-22 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 毫米波固态功率放大器低损耗高散热的封装结构及方法 |
-
2000
- 2000-12-18 JP JP2000383916A patent/JP2002184915A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005166981A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子制御装置 |
| JP2006049412A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電子部品の放熱構造 |
| JP2008537325A (ja) * | 2005-03-22 | 2008-09-11 | エスエーヴェー−オイロドライブ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コムパニー コマンディトゲゼルシャフト | 吸熱器の温度測定用装置及び方法 |
| US9967966B2 (en) | 2005-03-22 | 2018-05-08 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Device and method for determining the temperature of a heat sink |
| JP2007019078A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Shindo Denshi Kogyo Kk | フレキシブルプリント配線板、プリント回路板、およびフレキシブルプリント配線板の製造方法 |
| JP2008062825A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Bosch Corp | ブレーキ液圧制御装置 |
| US9004667B2 (en) | 2010-07-23 | 2015-04-14 | Kyocera Corporation | Light irradiation device, light irradiation module, and printing apparatus |
| WO2012011562A1 (ja) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | 京セラ株式会社 | 光照射デバイス、光照射モジュール、および印刷装置 |
| CN103026518A (zh) * | 2010-07-23 | 2013-04-03 | 京瓷株式会社 | 光照射设备、光照射模块以及印刷装置 |
| JPWO2012011562A1 (ja) * | 2010-07-23 | 2013-09-09 | 京セラ株式会社 | 光照射デバイス、光照射モジュール、および印刷装置 |
| JP2014025471A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-02-06 | Asmo Co Ltd | 電動ポンプ |
| JP2014007323A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体パッケージ |
| JP2014041860A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Tdk Corp | 部品実装用基板及び部品実装構造体 |
| JP2014099544A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Shirai Electronics Industrial Co Ltd | 回路基板 |
| JP2014127489A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2015018857A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 三菱電機株式会社 | 高放熱基板、部品の放熱構造 |
| JP2018182149A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | 日本電気株式会社 | 放熱装置 |
| CN116631955A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-08-22 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 毫米波固态功率放大器低损耗高散热的封装结构及方法 |
| CN116631955B (zh) * | 2023-04-10 | 2024-03-15 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 毫米波固态功率放大器低损耗高散热的封装结构及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE42653E1 (en) | Semiconductor package with heat dissipating structure | |
| US7928590B2 (en) | Integrated circuit package with a heat dissipation device | |
| US6724631B2 (en) | Power converter package with enhanced thermal management | |
| JP4493121B2 (ja) | 半導体素子および半導体チップのパッケージ方法 | |
| US6559525B2 (en) | Semiconductor package having heat sink at the outer surface | |
| KR100586698B1 (ko) | 수직 실장된 반도체 칩 패키지를 갖는 반도체 모듈 | |
| US6861283B2 (en) | Package for integrated circuit with thermal vias and method thereof | |
| US7772692B2 (en) | Semiconductor device with cooling member | |
| US7312525B2 (en) | Thermally enhanced package for an integrated circuit | |
| US7551455B2 (en) | Package structure | |
| JP2002184915A (ja) | Ｌｓｉの放熱方式 | |
| TW201041097A (en) | Multi-die package with improved heat dissipation | |
| US6643136B2 (en) | Multi-chip package with embedded cooling element | |
| US6552907B1 (en) | BGA heat ball plate spreader, BGA to PCB plate interface | |
| US8031484B2 (en) | IC packages with internal heat dissipation structures | |
| TW578282B (en) | Thermal- enhance MCM package | |
| CN111710668A (zh) | 半导体封装结构、其制作方法和电子设备 | |
| CN112312678A (zh) | 无封装芯片直埋印制电路板的结构和方法、芯片封装结构 | |
| JPH07202120A (ja) | 高放熱型メモリおよび高放熱型メモリモジュール | |
| JP2003007914A (ja) | 半導体装置 | |
| JP3447504B2 (ja) | 半導体素子用パッケージ | |
| JPH0878616A (ja) | マルチチップ・モジュール | |
| JP2004103724A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の実装構造 | |
| JP3058142B2 (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| JP3032124U (ja) | 中介層を有する高密度ボンディング・パッド配列集積回路パッケージ |