JP2005252006A - Integrated circuit module - Google Patents

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JP2005252006A JP2004060753A JP2004060753A JP2005252006A JP 2005252006 A JP2005252006 A JP 2005252006A JP 2004060753 A JP2004060753 A JP 2004060753A JP 2004060753 A JP2004060753 A JP 2004060753A JP 2005252006 A JP2005252006 A JP 2005252006A
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康二 西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an integrated circuit module which lessens loss of an input/output signal by improving characteristic impedance attained by reducing the reflection of high frequency signal near leads with the aid of arranging a via hole in the pad section provided in upper and bottom surface of the circuit board. <P>SOLUTION: The integrated circuit module is provided with a circuit board 1 in which various devices are mounted, a clip 11 sandwiching the circuit 1 brought into contact to pads 2a and 2b in the upper surface and the underside of circuit board 1, and a clip lead 10 composed of a lead 12 extending from the clip 11. At least one via hole 3 is provided for connecting electrically with the pads 2a and 2b arranged on the upper surface and the underside of the circuit board 1. The pads 2a and 2b are electrically connected by filling up the via hole 3 with a conductive material. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、集積回路モジュール、より詳細には、プリント回路基板の信号出力リードの構造に関し、特に、無線通信の信号増幅を行うためのパワーアンプモジュールに適用可能なクリップリード付き集積回路モジュールに関する。   The present invention relates to an integrated circuit module, and more particularly to a structure of a signal output lead of a printed circuit board, and more particularly, to an integrated circuit module with a clip lead applicable to a power amplifier module for performing signal amplification in wireless communication.

従来、例えば、携帯電話基地局(2GHz付近)や無線LAN(5GHz付近)で使用されるパワーアンプモジュールは、回路基板にクリップ状のリードを挟み込んだ構造を採用している。このようなクリップリードを備えた集積回路モジュールに関して、例えば、特許文献1及び特許文献2には、クリップ端子と回路基板との接合方法について開示されている。また、特許文献3には、回路基板の周縁にクリップ状に形成されたL字型の挟持部を備えたものが開示されている。
特開2003−045516号公報 特開2002−108232号公報 特開平09−307202号公報
Conventionally, for example, a power amplifier module used in a mobile phone base station (near 2 GHz) or a wireless LAN (near 5 GHz) employs a structure in which a clip-like lead is sandwiched between circuit boards. Regarding the integrated circuit module having such a clip lead, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a method of joining a clip terminal and a circuit board. Further, Patent Document 3 discloses a circuit board having an L-shaped holding portion formed in a clip shape on the periphery of a circuit board.
JP 2003-045516 A JP 2002-108232 A JP 09-307202 A

しかしながら、上記特許文献1〜3に記載の発明では、使用する周波数が高くなるに従って、特性インピーダンスの高いリード付近の、信号波長に対する割合が長くなるため、この部分での信号反射が増加し、入出力信号の損失が増加するという問題がある。このリード付近の信号反射は主に、リード部分、リード部分を接合するパッド部分で発生する。この原因について以下に説明する。   However, in the inventions described in Patent Documents 1 to 3, as the frequency used increases, the ratio of the vicinity of the lead having a high characteristic impedance to the signal wavelength becomes longer. There is a problem that the loss of the output signal increases. The signal reflection in the vicinity of the lead mainly occurs at the lead portion and the pad portion that joins the lead portion. This cause will be described below.

通常、パワーアンプモジュールでは、各種デバイスが実装された回路基板下に放熱板が装着されるため、モジュール内の各種デバイスを実装している面と、モジュールを実装する外部基板面との間に段差が生じ、この段差をクリップリードにより繋ぐ構造となっている。また、クリップリード自体にも必要な板厚、寸法(クリップ寸法)などの制限がある。このような構造上の制約によって、リード部分が空中に浮いた状態となるために、GND(接地)との結合を十分に行うことができず、特性インピーダンスの高い線路を形成することになる。そして、この空中に浮いたリード部分の長さの波長に対する割合が、周波数が高くなるに従って大きくなるため、信号の反射が増加する。   Normally, in a power amplifier module, since a heat sink is mounted under the circuit board on which various devices are mounted, there is a step between the surface on which the various devices in the module are mounted and the external substrate surface on which the module is mounted. And this step is connected by a clip lead. In addition, the clip lead itself has limitations such as necessary plate thickness and dimensions (clip dimensions). Due to such structural limitations, the lead portion is in a floating state in the air, so that it cannot be sufficiently coupled with GND (ground), and a line with high characteristic impedance is formed. Since the ratio of the length of the lead portion floating in the air to the wavelength increases as the frequency increases, signal reflection increases.

また、回路基板をクリップリードで挟み込む構造上、回路基板の上下面にクリップ接合するためのパッド部を設ける必要があり、このパッド部は回路基板の上下面両方にあるため、回路基板内の信号線路に使用するマイクロストリップラインのように、GNDとの結合を行うことができず、上記と同様に特性インピーダンスの高い線路を形成してしまう。従って、このパッド部についても周波数が低いうちは影響が少ないが、周波数が高くなり波長が短くなると、信号の反射が増加する。   In addition, due to the structure in which the circuit board is sandwiched between the clip leads, it is necessary to provide a pad part for clip joining to the upper and lower surfaces of the circuit board. Since this pad part is on both the upper and lower surfaces of the circuit board, Like the microstrip line used for the line, it cannot be coupled with GND, and a line with high characteristic impedance is formed as described above. Therefore, although the pad portion is less affected while the frequency is low, the reflection of the signal increases as the frequency increases and the wavelength decreases.

上記のように、パワーアンプモジュール等に用いるクリップリードを備えた集積回路モジュールでは、周波数の低いうちは影響が少ないが、周波数が高くなり波長が短くなると、特性インピーダンスの高いリード付近の、波長に対する割合が増加する。これに伴って、リード付近において信号反射が増加することになる。   As described above, in an integrated circuit module equipped with a clip lead used for a power amplifier module or the like, the influence is small while the frequency is low, but when the frequency becomes high and the wavelength becomes short, the wavelength near the lead having high characteristic impedance is reduced. The rate increases. Along with this, signal reflection increases in the vicinity of the lead.

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、回路基板の上下両面に設けられたパッド部にビアホールを設けることにより、リード付近の特性インピーダンスを整合させることで高周波数信号の反射を減少させ、入出力信号の損失を少なくする集積回路モジュールの提供を課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by reflecting vias in the pads provided on the upper and lower surfaces of the circuit board, the characteristic impedance in the vicinity of the leads is matched to reflect high frequency signals. An object of the present invention is to provide an integrated circuit module that reduces the loss of input / output signals.

本発明の集積回路モジュールは、電子デバイスが実装された回路基板と、回路基板の上面及び下面に設けられたパッド部に接合して回路基板を挟持するクリップ部及びクリップ部から延出したリード部からなるエッジクリップリードとを備えた集積回路モジュールであって、回路基板の上面及び下面に設けられたパッド部を電気的に接続するビアホールを少なくとも1つ設けたことを特徴としたものである。   An integrated circuit module of the present invention includes a circuit board on which an electronic device is mounted, a clip part that is bonded to pad parts provided on the upper surface and the lower surface of the circuit board, and a lead part that extends from the clip part. An integrated circuit module comprising an edge clip lead comprising: at least one via hole for electrically connecting pad portions provided on an upper surface and a lower surface of a circuit board.

回路基板の上下両面に設けられたパッド部にビアホールを設けることにより、特性インピーダンスを整合させることでリード付近の高周波数信号の反射を減少させて、入出力信号の損失を少なくすることができる。   By providing via holes in the pad portions provided on the upper and lower surfaces of the circuit board, it is possible to reduce the loss of input / output signals by reducing the reflection of high frequency signals near the leads by matching the characteristic impedance.

図1は、本発明の一実施形態に係る集積回路モジュールの構造の一例を示す図である。図1(A)はクリップリードを接合した状態の集積回路モジュールの正面図で、図1(B)は図1(A)に示すA部のクリップリード接合前における概要を示す部分斜視図である。図中、1は各種デバイスが実装された回路基板、2a及び2bは回路基板1の上下面に設けられたパッド部、3はパッド部2a及び2bを電気的に接続するためのビアホール、10はエッジクリップリードを示す。   FIG. 1 is a diagram showing an example of the structure of an integrated circuit module according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a front view of an integrated circuit module in a state in which clip leads are joined, and FIG. 1B is a partial perspective view showing an outline of part A shown in FIG. 1A before joining the clip leads. . In the figure, 1 is a circuit board on which various devices are mounted, 2a and 2b are pad portions provided on the upper and lower surfaces of the circuit board 1, 3 is a via hole for electrically connecting the pad portions 2a and 2b, 10 is An edge clip lead is shown.

エッジクリップリード(以下、単にクリップリードという)10は、回路基板1の上下面のエッジ部に形成されているパッド部2a及び2bに接続するもので、回路基板1を挟持するクリップ部11,クリップ部11から延出したリード部12から構成されている。尚、以下の各実施形態においてパワーアンプモジュールを代表例として説明するものとするが、これに限定されるものでなく、本発明はクリップリードを備える集積回路モジュール全般に適用することができる。   Edge clip leads (hereinafter simply referred to as clip leads) 10 are connected to pad portions 2a and 2b formed on the edge portions of the upper and lower surfaces of the circuit board 1, and are clip portions 11 and clips for clamping the circuit board 1. The lead portion 12 extends from the portion 11. In the following embodiments, a power amplifier module will be described as a representative example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to all integrated circuit modules having clip leads.

図1(A)及び(B)において、クリップリード10は、クリップ部11がパッド部2a及び2bに接合され、回路基板1を挟持した状態で固定される。この際、リード部12は、回路基板1の基板面に対して平行方向あるいは斜め下向きに引き出される。このとき、リード部12の回路基板1の基板面に対する角度は、回路基板1のデバイス実装面と、集積回路モジュールを実装する外部基板面(図示せず)との間に生じる段差に応じて、モジュール毎に適切に決定されるが、本実施形態のパワーアンプモジュールの場合、回路基板1の基板面に対して約0〜50°の範囲で設定できるものとする。   1A and 1B, the clip lead 10 is fixed in a state where the clip portion 11 is joined to the pad portions 2a and 2b and the circuit board 1 is sandwiched. At this time, the lead portion 12 is pulled out in a parallel direction or obliquely downward with respect to the substrate surface of the circuit board 1. At this time, the angle of the lead portion 12 with respect to the circuit board surface of the circuit board 1 depends on the step generated between the device mounting surface of the circuit board 1 and the external circuit board surface (not shown) on which the integrated circuit module is mounted. Although it is determined appropriately for each module, in the case of the power amplifier module of the present embodiment, it can be set within a range of about 0 to 50 ° with respect to the board surface of the circuit board 1.

図2は、図1に示したクリップリード10付近をモデル化した例を示す概略斜視図である。図2(A)はパッド部2a及び2bにビアホール3を設けていないクリップリード10付近の構造を示し、図2(B)はパッド部2a及び2bにビアホール3を設けたクリップリード10付近の構造を示し、図中、4は回路基板1の放熱板、5は回路基板1とクリップリード10を介して接続される外部基板、6は外部基板5上の回路である。図2(A)及び(B)に示すクリップリード10付近のモデルは、図1に示したリードパッド(パッド部2a及び2b)部分から外部基板までを含むクリップリード付近の構造を、後述するシミュレーションを行うためにモデル化したものである。   FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example in which the vicinity of the clip lead 10 shown in FIG. 1 is modeled. 2A shows a structure near the clip lead 10 where the via holes 3 are not provided in the pad portions 2a and 2b, and FIG. 2B shows a structure near the clip lead 10 where the via holes 3 are provided in the pad portions 2a and 2b. In the figure, 4 is a heat dissipation plate of the circuit board 1, 5 is an external board connected to the circuit board 1 via the clip lead 10, and 6 is a circuit on the external board 5. 2A and 2B, the model in the vicinity of the clip lead 10 is a simulation of the structure near the clip lead including the lead pads (pad portions 2a and 2b) shown in FIG. Is modeled to do

図2(B)において、回路基板1のパッド部2a及び2bを電気的に接続するためのビアホール3を設け、ビアホール3は、穴径約0.20mmとし、パッド部2a及び2bの範囲(領域)内で回路基板1の端から最も離れた位置(すなわち、ビアホール3のエッジがパッド部2a及び2bのエッジに重なる位置)に配置されている。   In FIG. 2B, a via hole 3 for electrically connecting the pad portions 2a and 2b of the circuit board 1 is provided. The via hole 3 has a hole diameter of about 0.20 mm, and the range (area) of the pad portions 2a and 2b. ) In the position farthest from the end of the circuit board 1 (that is, the position where the edge of the via hole 3 overlaps the edges of the pad portions 2a and 2b).

また、パッド部2a及び2bは、クリップリード10を半田で接合する部分であるため、半田との接合性を考慮して埋め込み型のビアホールとし、その埋込材(めっき材)をパッド部2a及び2bと同じ材質(本例ではCu)とする。尚、ビアホール3を用いてパッド部2a及び2bを電気的に接続する方法として、例えば、ビアホール3への銅めっき充填法や、導電性ペースト充填法などを好適に用いることができる。   Since the pad portions 2a and 2b are portions where the clip lead 10 is joined by solder, an embedded via hole is formed in consideration of the bondability with the solder, and the embedded material (plating material) is used as the pad portion 2a and 2b. The same material as 2b (Cu in this example) is used. As a method for electrically connecting the pad portions 2a and 2b using the via hole 3, for example, a copper plating filling method or a conductive paste filling method for the via hole 3 can be suitably used.

図2(A)及び(B)に示すシミュレーションモデルの具体的な構成例を以下に示す。
回路基板1は、材質:BT樹脂,比誘電率(εr):4.1,サイズ:5.0×2.0×0.54mm、外部基板5は、材質:FR-4,比誘電率(εr):4.6,サイズ:5.0×1.5×0.5mm、放熱板4は、材質:Cu,厚み:0.7mm、パッド部2aは、材質:Cu,幅(ライン幅):1.1mm、パッド部2b及び回路6は、材質:Cu、クリップリード10は、材質:Cu,厚さ:0.25mm、ビアホール3は、埋め込み(めっき)材:Cu,穴径:0.20mm,回路基板1の端から1.3mmの位置(パッド部2a及び2bの範囲内で回路基板1の端から最も離れた位置)に中心がくるように配置している。尚、本シミュレーションモデルでは記載を省略しているが、パワーアンプモジュールの場合、一般的に発熱が大きいため、後述の図9に示すように、Al等の金属からなる放熱基板上に実装された状態でシミュレーションを行うものとする。
A specific configuration example of the simulation model shown in FIGS. 2A and 2B is shown below.
The circuit board 1 is made of material: BT resin, relative dielectric constant (εr): 4.1, size: 5.0 × 2.0 × 0.54 mm, and the external substrate 5 is made of material: FR-4, relative dielectric constant ( εr): 4.6, size: 5.0 × 1.5 × 0.5 mm, heat sink 4 is made of material: Cu, thickness: 0.7 mm, pad portion 2 a is made of material: Cu, width (line width) 1.1 mm, pad portion 2 b and circuit 6 are made of material: Cu, clip lead 10 is made of material: Cu, thickness: 0.25 mm, via hole 3 is embedded (plating) material: Cu, hole diameter: 0.2 mm. It is arranged so that its center is located at a position of 20 mm and 1.3 mm from the end of the circuit board 1 (a position farthest from the end of the circuit board 1 within the range of the pad portions 2a and 2b). Although not shown in this simulation model, in the case of a power amplifier module, since heat generation is generally large, it is mounted on a heat dissipation board made of a metal such as Al as shown in FIG. 9 described later. The simulation is performed in the state.

本実施形態では穴径(0.20mm):パッド部ライン幅(1.1mm)は約18%であるが、この比が90%程度、すなわち径1.0mm程度まで大きくすることは可能である。18%より小さい径の場合は寄生インダクタンスの効果が顕著になり、高周波動作上好ましくない。   In this embodiment, the hole diameter (0.20 mm): pad part line width (1.1 mm) is about 18%, but this ratio can be increased to about 90%, that is, the diameter is about 1.0 mm. . When the diameter is smaller than 18%, the effect of parasitic inductance becomes remarkable, which is not preferable for high-frequency operation.

上記のように構成したシミュレーションモデルに基づいて、図2(A)に示すビアホールを設けない従来のクリップリード付近の電気入力信号の反射特性(S11)と、図2(B)に示すビアホールを設けたクリップリード付近の電気入力信号の反射特性(S11)とを、0〜10GHzの周波数範囲で測定し、その測定結果を後述の図3に示す。尚、無線LANの環境を想定して、5GHz付近において−20dB以下を目標値とした。また、電気信号の入力と出力は、回路基板1上のパッド部2a(回路)から電気信号を入力し、クリップリード10を介して外部基板5上の回路6に電気信号を出力する。   Based on the simulation model configured as described above, the reflection characteristic (S11) of the electrical input signal in the vicinity of the conventional clip lead without the via hole shown in FIG. 2 (A) and the via hole shown in FIG. 2 (B) are provided. The reflection characteristic (S11) of the electrical input signal near the clip lead was measured in the frequency range of 0 to 10 GHz, and the measurement result is shown in FIG. Assuming a wireless LAN environment, the target value was set to −20 dB or less in the vicinity of 5 GHz. As for the input and output of the electric signal, the electric signal is input from the pad portion 2 a (circuit) on the circuit board 1 and is output to the circuit 6 on the external board 5 through the clip lead 10.

図3は、図2に示したクリップリード10付近の反射特性の一例を示す図で、図中、21は図2(A)に示したビアホール3なしの反射特性、22は図2(B)に示したビアホール3有りの反射特性である。
このように、ビアホール3がない場合(反射特性21)は、5GHz付近で約−17dBの反射レベルであり、ビアホール3がある場合(反射特性22)は、5GHz付近で約−27dBの反射レベルであることがわかる。従って、パッド部2a及び2bにビアホール3を設けることにより、約10dB程度の信号反射の減少を確認することができた。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the reflection characteristics in the vicinity of the clip lead 10 shown in FIG. 2. In FIG. 3, 21 is the reflection characteristic without the via hole 3 shown in FIG. 2A, and 22 is FIG. 2B. The reflection characteristics with the via hole 3 shown in FIG.
Thus, when there is no via hole 3 (reflection characteristic 21), the reflection level is about −17 dB near 5 GHz, and when there is a via hole 3 (reflection characteristic 22), the reflection level is about −27 dB near 5 GHz. I know that there is. Therefore, by providing the via holes 3 in the pad portions 2a and 2b, it was possible to confirm a decrease in signal reflection of about 10 dB.

更に、上記ビアホール3の影響を調べるために、図2(B)に示したクリップリード10付近のシミュレーションモデルに基づいて、ビアホール3の位置,大きさ(穴径),数を変えてシミュレーションを実施した。そのシミュレーションの詳細について以下の図4乃至図8に基づいて説明する。   Further, in order to investigate the influence of the via hole 3, a simulation was performed by changing the position, size (hole diameter), and number of the via hole 3 based on the simulation model near the clip lead 10 shown in FIG. did. Details of the simulation will be described with reference to FIGS.

図4は、図2(B)に示したクリップリード10付近のモデルをリード後側から見た部分斜視図で、図中、Lは回路基板1の端からビアホール3の中心までの距離、φはビアホール3の穴径で、外部基板5及び回路6の記載は省略している。ここでは距離L及び穴径φをそれぞれ変えてシミュレーションを行い、その結果を図5及び図6に示す。   4 is a partial perspective view of the model in the vicinity of the clip lead 10 shown in FIG. 2B as seen from the rear side of the lead. In FIG. 4, L is the distance from the end of the circuit board 1 to the center of the via hole 3, φ Is the hole diameter of the via hole 3, and the external substrate 5 and the circuit 6 are not shown. Here, the simulation is performed by changing the distance L and the hole diameter φ, and the results are shown in FIGS.

(ビアホール3の距離Lによる反射特性)
図5は、ビアホール3の距離Lを変えてシミュレーションを行った結果の反射特性の一例を示す図で、図中、31はビアホールなしの反射特性、32はL=1.3mmの反射特性、33はL=1.1mmの反射特性、34はL=0.9mmの反射特性、35はL=0.7mmの反射特性、36はL=0.5mmの反射特性、37はL=0.3mmの反射特性である。尚、本例では、ビアホール3の穴径を約0.25mmとし、その他のモデル構成は、図2(B)に示した構成と同様とする。また、距離Lは、パッド部2a及び2bの範囲(領域)内で設定されている。
(Reflection characteristics depending on the distance L of the via hole 3)
FIG. 5 is a diagram showing an example of the reflection characteristic obtained as a result of performing the simulation by changing the distance L of the via hole 3. In the figure, 31 is the reflection characteristic without the via hole, 32 is the reflection characteristic of L = 1.3 mm, 33 Is a reflection characteristic of L = 1.1 mm, 34 is a reflection characteristic of L = 0.9 mm, 35 is a reflection characteristic of L = 0.7 mm, 36 is a reflection characteristic of L = 0.5 mm, and 37 is L = 0.3 mm. Is the reflection characteristic. In this example, the hole diameter of the via hole 3 is about 0.25 mm, and the other model configuration is the same as the configuration shown in FIG. The distance L is set within the range (area) of the pad portions 2a and 2b.

図5に示すように、ビアホール3は、パッド部2a及び2bの範囲内で回路基板1から最も離れた位置に配置したほうが好ましいことがわかる。すなわち、反射特性32(L=1.3mm)において反射レベルが最も低く、距離Lが短くなる(回路基板1の端とビアホール3との距離が短くなる)につれて反射レベルが高くなっていくことがわかる。   As shown in FIG. 5, it is understood that the via hole 3 is preferably arranged at a position farthest from the circuit board 1 within the range of the pad portions 2a and 2b. That is, the reflection level is the lowest in the reflection characteristic 32 (L = 1.3 mm), and the reflection level becomes higher as the distance L becomes shorter (the distance between the end of the circuit board 1 and the via hole 3 becomes shorter). Understand.

(ビアホール3の穴径φによる反射特性)
図6は、ビアホール3の穴径φを変えてシミュレーションを行った結果の反射特性の一例を示す図で、図中、41はφ=0.20mmの反射特性、42はφ=0.35mmの反射特性、43はφ=0.50mmの反射特性である。尚、本例では、距離L=0.9mmとし、その他のモデル構成は、図2(B)に示した構成と同様とする。
(Reflection characteristics due to hole diameter φ of via hole 3)
FIG. 6 is a diagram showing an example of the reflection characteristics as a result of the simulation performed by changing the hole diameter φ of the via hole 3. In the figure, 41 is the reflection characteristic of φ = 0.20 mm, and 42 is the reflection characteristic of φ = 0.35 mm. The reflection characteristic 43 is the reflection characteristic of φ = 0.50 mm. In this example, the distance L is set to 0.9 mm, and the other model configurations are the same as those shown in FIG.

図6に示すように、ビアホール3は、パッド部2a及び2bの範囲内でより大きい穴径としたほうが好ましいことがわかる。すなわち、反射特性43(φ=0.50mm)において反射レベルが最も低く、穴径φが小さくなるにつれて反射レベルが高くなっていくことがわかる。   As shown in FIG. 6, it is understood that the via hole 3 preferably has a larger hole diameter within the range of the pad portions 2a and 2b. That is, it can be seen that the reflection level is the lowest in the reflection characteristic 43 (φ = 0.50 mm), and the reflection level increases as the hole diameter φ decreases.

(ビアホール3の個数による反射特性)
図7は、図2(B)に示したクリップリード10付近の他のモデルの例を示す図である。図7(A)はクリップリード10付近のモデルをリード後側から見た部分斜視図で、外部基板5及び回路6の記載は省略している。本実施形態では、パッド部2a及び2bにビアホール3を複数(本例では2個)設け、そのビアホール3のレイアウトを変えてシミュレーションを行った。すなわち、ビアホール3を縦に2個設けた状態(L1=0.4mm,L2=0.9mm)を図7(B)に、ビアホール3を横に2個設けた状態(L3=0.9mm)を図7(C)に示す。尚、図7(B)及び(C)に示すビアホール3の穴径はいずれも約0.25mmとし、上記L1,L2,L3は、回路基板1の端からビアホール3の中心までの距離とし、その他のモデル構成は、図2(B)に示した構成と同様とする。
(Reflection characteristics depending on the number of via holes 3)
FIG. 7 is a diagram showing an example of another model near the clip lead 10 shown in FIG. FIG. 7A is a partial perspective view of the model in the vicinity of the clip lead 10 viewed from the rear side of the lead, and illustration of the external substrate 5 and the circuit 6 is omitted. In this embodiment, a plurality of via holes 3 (two in this example) are provided in the pad portions 2a and 2b, and a simulation is performed by changing the layout of the via holes 3. That is, FIG. 7B shows a state in which two via holes 3 are provided vertically (L 1 = 0.4 mm, L 2 = 0.9 mm), and a state in which two via holes 3 are provided horizontally (L 3 = 0). 0.9 mm) is shown in FIG. The diameters of the via holes 3 shown in FIGS. 7B and 7C are all about 0.25 mm, and L 1 , L 2 , and L 3 are from the end of the circuit board 1 to the center of the via holes 3. The distance and other model configurations are the same as those shown in FIG.

図8は、ビアホール3の数を変えてシミュレーションを行った結果の反射特性の一例を示す図で、図中、51はビアホール3を1個設けたときの反射特性、52は図7(B)に示したビアホール3を2個縦(約0.5mmピッチ)に設けたときの反射特性、53は図7(C)に示したビアホール3を2個横(約0.5mmピッチ)に設けたときの反射特性である。このシミュレーション結果から、ビアホール3の個数を変更しても反射特性に大きな差異はないことがわかる。   FIG. 8 is a diagram showing an example of the reflection characteristics obtained as a result of the simulation performed by changing the number of via holes 3. In FIG. 8, 51 is the reflection characteristics when one via hole 3 is provided, and 52 is the reflection characteristic shown in FIG. Reflective characteristics when two via holes 3 shown in Fig. 7 are provided vertically (about 0.5 mm pitch), 53 shows two via holes 3 shown in Fig. 7C provided sideways (about 0.5 mm pitch). Reflection characteristics. From this simulation result, it can be seen that there is no significant difference in reflection characteristics even if the number of via holes 3 is changed.

以上のシミュレーション結果から、少なくとも1つのビアホール3を、パッド部2a及び2bの範囲内で回路基板1の端から最も離れた位置に配置することが好ましく、さらに、その穴径もより大きくしたほうが信号反射レベルを低減できることが確認できた。尚、ビアホール3の穴径や配置、個数は上記例に限らず、パッド部2a及び2bが電気的に接続することができればよく、クリップリード10、パッド部2a及び2bの仕様等に応じて任意に設定することが可能である。   From the above simulation results, it is preferable to dispose at least one via hole 3 at a position farthest from the edge of the circuit board 1 within the range of the pad portions 2a and 2b, and the signal having a larger hole diameter is more preferable. It was confirmed that the reflection level could be reduced. The hole diameter, arrangement, and number of the via holes 3 are not limited to the above example, and the pad portions 2a and 2b may be electrically connected, and may be arbitrarily selected according to the specifications of the clip lead 10 and the pad portions 2a and 2b. Can be set.

図9は、クリップリード10付近の信号線路部分における電流密度の分布例を示す図である。図9(A)はパッド部2a及び2bにビアホール3を設けていないクリップリード10付近の電流分布状態を示し、図9(B)はパッド部2a及び2bにビアホール3を設けたクリップリード10付近の電流分布状態を示し、図中、7はAl等の金属からなる放熱基板、61〜63は電流分布である。電気信号の入力と出力は、回路基板1上のパッド部2a(回路)から電気信号を入力し、クリップリード10を介して外部基板5上の回路6に電気信号を出力している。   FIG. 9 is a diagram showing an example of current density distribution in the signal line portion near the clip lead 10. 9A shows a current distribution state in the vicinity of the clip lead 10 where the via holes 3 are not provided in the pad portions 2a and 2b, and FIG. 9B shows the vicinity of the clip lead 10 where the via holes 3 are provided in the pad portions 2a and 2b. In the figure, 7 is a heat dissipation substrate made of a metal such as Al, and 61 to 63 are current distributions. As for the input and output of the electric signal, the electric signal is input from the pad portion 2 a (circuit) on the circuit board 1 and is output to the circuit 6 on the external board 5 through the clip lead 10.

図9(A)及び(B)において、通常、パワーアンプモジュールの場合、発熱が大きく、Al等の放熱基板7に実装されており、クリップリード10,パッド部2a及び2bの電流分布61の部分が最も電流密度が低く(図中、濃いグレーの部分)、電流分布62,63の順に電流密度が高くなり、電流分布63の部分の電流密度が最も高くなる。   9A and 9B, the power amplifier module usually generates a large amount of heat and is mounted on a heat dissipation substrate 7 made of Al or the like, and the current distribution 61 portion of the clip lead 10 and the pad portions 2a and 2b. Is the lowest current density (the dark gray portion in the figure), the current density increases in the order of the current distributions 62 and 63, and the current density of the current distribution 63 portion is the highest.

ビアホール3がない場合、図9(A)に示す電流分布から、クリップリード10の上側を経路として電流が流れ、クリップ部の曲げ部分周辺に電流が集中していることがわかる(電流分布63)。これに対して、ビアホール3を設けた場合、図9(B)に示す電流分布から、ビアホール3を通ってクリップリード10の下側に電流が流れ込み、クリップリード10の下側を経路として電流が流れる(電流分布63)。このように、ビアホール3の有無によって電流の流れる経路が変化していることがわかる。   When the via hole 3 is not present, it can be seen from the current distribution shown in FIG. 9A that the current flows along the upper side of the clip lead 10 and the current is concentrated around the bent portion of the clip portion (current distribution 63). . On the other hand, when the via hole 3 is provided, current flows into the lower side of the clip lead 10 through the via hole 3 from the current distribution shown in FIG. It flows (current distribution 63). Thus, it can be seen that the current flow path changes depending on the presence or absence of the via hole 3.

図9(B)において、ビアホール3を設けることにより、電流がクリップリード10の下側を流れるようになったため、モジュール(回路基板1)を実装する放熱基板7の金属面と、クリップリード10の下側クリップ部分との電気的な結合が大きくなり、空中に浮いたリード部分の特性インピーダンスが低下して、クリップリード10付近の信号反射(S11)が改善される。   In FIG. 9B, by providing the via hole 3, current flows under the clip lead 10, so that the metal surface of the heat dissipation board 7 on which the module (circuit board 1) is mounted and the clip lead 10 The electrical coupling with the lower clip portion is increased, the characteristic impedance of the lead portion floating in the air is lowered, and the signal reflection (S11) near the clip lead 10 is improved.

すなわち、特性インピーダンスは、電流が流れるラインのインダクタンスと、キャパシタンスの比で、下記の式(1)で計算される。   That is, the characteristic impedance is a ratio of the inductance of the line through which the current flows and the capacitance, and is calculated by the following equation (1).

Figure 2005252006
Figure 2005252006

ここで、クリップリード10付近における電流経路のキャパシタンスについて考える。
ビアホール3を設けない場合、クリップリード10の上側を経路として電流が流れ、この場合、クリップ部と、放熱基板7の金属面との電気的結合が小さいため(すなわち、GNDとの結合が小さいため)、キャパシタンスが小さくなり、その結果、特性インピーダンスが高くなる。
Here, the capacitance of the current path in the vicinity of the clip lead 10 will be considered.
When the via hole 3 is not provided, a current flows through the upper side of the clip lead 10, and in this case, the electrical coupling between the clip portion and the metal surface of the heat dissipation board 7 is small (that is, the coupling with GND is small). ), The capacitance is reduced, and as a result, the characteristic impedance is increased.

一方、ビアホール3を設けた場合、ビアホール3を通ってクリップリード10の下側に電流が流れ込み、この場合、クリップ部と、放熱基板7の金属面との電気的結合が大きくなるため(すなわち、GNDとの結合が大きいため)、キャパシタンスが大きくなり、その結果、特性インピーダンスが低下して、回路基板1の信号ライン(電流経路)が持つ特性インピーダンスの値に近くなり、これにより信号反射(S11)が低減される。   On the other hand, when the via hole 3 is provided, a current flows to the lower side of the clip lead 10 through the via hole 3, and in this case, electrical coupling between the clip portion and the metal surface of the heat dissipation substrate 7 increases (that is, Since the coupling with the GND is large), the capacitance is increased, and as a result, the characteristic impedance is lowered to be close to the value of the characteristic impedance of the signal line (current path) of the circuit board 1, thereby reflecting the signal (S11). ) Is reduced.

本発明によると、クリップリードを接合するパッド部にビアホールを少なくとも1つ設けることにより、特性インピーダンスを整合させて高周波信号の反射を減らし、入出力信号の損失を減少させることができる。
また、ビアホールの追加のみで特性を改善することができるため、配線の混み合ったモジュールでも簡単且つ低コストで実施することができる。
According to the present invention, by providing at least one via hole in the pad portion to which the clip lead is joined, it is possible to match the characteristic impedance, reduce the reflection of the high frequency signal, and reduce the loss of the input / output signal.
Further, since the characteristics can be improved only by adding via holes, even a module with a crowded wiring can be implemented easily and at low cost.

尚、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that the embodiments can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to a suitable number, position, shape, and the like in practicing the present invention.

本発明の一実施形態に係る集積回路モジュールの構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the integrated circuit module which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示したクリップリード付近をモデル化した例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the example which modeled the clip lead vicinity shown in FIG. 図2に示したクリップリード付近の反射特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reflective characteristic of the clip lead vicinity shown in FIG. 図2(B)に示したクリップリード付近のモデルをリード後側から見た部分斜視図である。It is the fragmentary perspective view which looked at the model of the clip lead vicinity shown to FIG. 2 (B) from the lead rear side. ビアホールの距離Lを変えてシミュレーションを行った結果の反射特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reflection characteristic of the result of having changed and simulated the distance L of a via hole. ビアホールの穴径φを変えてシミュレーションを行った結果の反射特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reflection characteristic as a result of having simulated by changing hole diameter (phi) of a via hole. 図2(B)に示したクリップリード付近の他のモデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the other model vicinity of the clip lead shown to FIG. 2 (B). ビアホールの数を変えてシミュレーションを行った結果の反射特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reflection characteristic of the result of having performed simulation by changing the number of via holes. クリップリード付近の信号線路部分における電流密度の分布例を示す図である。It is a figure which shows the example of distribution of the current density in the signal track | line part near clip lead.

符号の説明Explanation of symbols

1…回路基板、2a,2b…パッド部、3…ビアホール、4…放熱板、5…外部基板、6…回路、7…放熱基板、10…エッジクリップリード(クリップリード)、11…クリップ部、12…リード部、21,22,31,32,33,34,35,36,37,41,42,43,51,52,53…反射特性、61,62,63…電流分布。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circuit board, 2a, 2b ... Pad part, 3 ... Via hole, 4 ... Heat sink, 5 ... External board, 6 ... Circuit, 7 ... Heat sink board, 10 ... Edge clip lead (clip lead), 11 ... Clip part, 12 ... Lead part, 21, 22, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 41, 42, 43, 51, 52, 53 ... Reflection characteristics, 61, 62, 63 ... Current distribution.

Claims (4)

電子デバイスが実装された回路基板と、該回路基板の上面及び下面に設けられたパッド部に接合して前記回路基板を挟持するクリップ部及び該クリップ部から延出したリード部からなるエッジクリップリードとを備えた集積回路モジュールであって、前記回路基板の上面及び下面に設けられたパッド部を電気的に接続するビアホールを少なくとも1つ設けたことを特徴とする集積回路モジュール。   An edge clip lead comprising a circuit board on which an electronic device is mounted, a clip part that is bonded to pad parts provided on the upper and lower surfaces of the circuit board and sandwiches the circuit board, and a lead part that extends from the clip part An integrated circuit module comprising: at least one via hole for electrically connecting pad portions provided on an upper surface and a lower surface of the circuit board. 前記ビアホールは、前記パッド部の範囲内で前記回路基板の端から最も離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の集積回路モジュール。   2. The integrated circuit module according to claim 1, wherein the via hole is provided at a position farthest from an end of the circuit board within the pad portion. 前記ビアホールの直径は、前記パッド部の幅の少なくとも18%以上であることを特徴とする請求項1に記載の集積回路モジュール。   2. The integrated circuit module according to claim 1, wherein the diameter of the via hole is at least 18% or more of the width of the pad portion. 前記リード部は、前記回路基板の基板面に対して平行方向あるいは斜め下向きに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の集積回路モジュール。   The integrated circuit module according to claim 1, wherein the lead portion is provided in a parallel direction or obliquely downward with respect to a substrate surface of the circuit board.
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