JP2008091369A - 電子部品用パッケージ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子部品用パッケージのパッケージマトリクス体30は絶縁性ベース部材34に複数個のパッケージ本体31をマトリックス状に配置した。このパッケージマトリクス体30の裏面側に異方性熱伝導率を有する金属放熱部材を放熱体39として装着して電子部品用パッケージが構成される。放熱体39の金属放熱部材は高熱伝導率方向をパッケージ本体の垂直方向にあわせて配置され、熱放散を高めると共に水平方向は低熱伝導率方向とし、かつ横列(y軸)方向に熱伝達遮断用溝40を形成して、パッケージ本体31相互の境界部分での熱伝達を抑止した。
【選択図】 図3
Description
ここで、異方性熱伝導率を有する金属放熱部材には、金属含浸炭素材またはその複合材の使用が好ましく、例えば、カーボン粉末あるいはカーボン繊維を固めて焼成し、Ag、CuまたはAl等の金属を含浸させ、または粉末焼成させた材料である。具体的には市販品のC60材(東洋炭素製)があり、熱伝導は方向性により異なりカーボンの二次元結晶面の格子振動で伝わり150〜540W/(m・K)の熱伝導率を示す。また、高熱伝導カーボン材は焼成方法や含浸金属の違いにより若干の相違がある。この種の金属放熱部材はセラミック等の絶縁材の熱膨張に近いことが好ましいが、高熱伝導のカーボン材の熱膨張係数は6〜10ppm/℃であり、セラミック絶縁材やSi、GaAs等の熱膨張係数とも近い値であって、ヤング率が低い。したがって、放熱用金属放熱部材として炭素基金属含浸材の使用は、セラミック等の絶縁性ベース部材との接合もよく非常に信頼性が高い接合ができる。
熱伝導が方向によって異なる異方性熱伝導率を有する金属放熱部材を装着した放熱体が装着され、電子部品用パッケージを構成する。金属放熱部材は、たとえば、引用文献3に記載されるような炭素基金属複合材で異方性熱伝導率を有する金属材料が使用される。複数個のパッケージ本体を縦列(x軸)状に配列したパッケージアレイ体と、金属放熱部材は異方性熱伝導率の高い垂直z軸方向を絶縁性ベース部材に対する垂直方向と一致させてパッケージアレイ体に装着する。パッケージ本体の水平方向相互間の熱伝達を抑止して垂直方向への熱放散を有効にするために、放熱体の金属放熱部材はパッケージ本体相互の境界方向に熱伝達し難いように、熱伝導率の最も低い方向を縦列x軸方向にして放熱体が装着される。すなわち、パッケージアレイ体の複数個は縦列x軸状に、パッケージ本体の隣り合った方向に対して熱伝導率が最も低い方向にして放熱体が配置され、金属放熱部材の異方性熱伝導率が低い二つの方向を水平にして放熱体をパッケージアレイ体に装着した電子部品用パッケージである。このようにして、搭載される半導体チップの温度上昇に伴う効率低下を阻止し、かつ、多数の発光素子を集約配置して高輝度高出力化を実現する。特に、放熱体は異方性熱伝導率を有する高熱伝導カーボン材である金属含浸炭素材(MICC)およびMICC−銅ハイブリッド材あるいはMICC−アルミニウムハイブリッド材などの複合材が使用され、具体的に前述するx軸方向に対して140W/(m・K)、y軸方向に対して450W/(m・K)、およびz軸方向に対して540W/(m・K)の異方性熱伝導率を有する金属含浸炭素複合材が使用される。この金属含浸炭素複合材は高熱伝導であるのみならず低熱膨張、低弾性で軽量材料であって半導体材料の発熱対策に有効な材料として知られている。
13,23,33;側壁部、 14,24,34;絶縁性ベース部材、
15,25,35;配線パターン、 16,26,36;樹脂封止部材、
17,27,37;配線ワイヤ、 18,28,38;電子素子(光半導体素子)、
19,29,39; 放熱体、 20;パッケージアレイ体、
30;パッケージマトリクス体、 40;溝(熱伝達抵抗手段)。
Claims (6)
- 所定の配線パターンを設け、電子素子のマウントスペースを形成する側壁を有する絶縁性べース部材と前記電子素子の表面側を密閉する封止部材を具備するパッケージ本体と、異方性熱伝導率を有する金属放熱部材を前記絶縁性ベース部材に装着して前記電子素子と熱的結合した放熱体とからなる電子部品用パッケージ。
- 前記放熱体である金属放熱部材は、垂直方向が高熱伝導率方向(z軸)、水平方向が低熱伝導率方向(x−y軸)に配置し、低熱抵抗で結合装着したことを特徴とする請求項1に記載の電子部品用パッケージ。
- 前記電子素子は、前記金属放熱部材上に搭載され前記絶縁性ベース部材の配線パターンに電気的接続された光半導体素子であり、前記封止部材である透光性樹脂により封着して、前記光半導体素子の発光を前記パッケージ本体の前方側に放射出力すると共に前記光半導体素子の発熱を前記異方性金属放熱部材の高熱伝導率方向に誘導して前記放熱体の後方側から熱放散させることを特徴とする請求項2に記載の電子部品用パッケージ。
- 所定の配線パターンを設け、電子素子のマウントスペースを形成する側壁を有する絶縁性べース部材と前記電子素子の表面側を密閉する封止部材を具備する複数個のパッケージ本体を縦列y軸状に配列したパッケージアレイ体と、異方性熱伝導率を有する金属放熱部材を前記絶縁性ベース部材に装着して前記電子素子と熱的結合した単一の放熱体とからなり、前記放熱体である金属放熱部材は垂直方向が高熱伝導率方向(z軸)、水平方向が低熱伝導率方向(x−y軸)に配置し、低熱抵抗で結合装着した電子部品用パッケージ。
- 前記パッケージアレイ体を横列x軸状に複数個配列したパッケージマトリクス体からなり、前記放熱体は金属放熱部材が前記パッケージアレイ体の隣り合った境界に溝または切欠き等の熱抵抗手段を設け、前記金属放熱部材の低熱伝導率方向を水平方向にして前記パッケージマトリクス体に装着したことを特徴とする請求項4に記載の電子部品用パッケージ。
- 前記絶縁性ベース部材は、配線パターンを有するセラミック基板部とマウントスペースを形成するセラミック側壁部とを合体した複数個のパッケージ本体を有し、前記電子素子として光半導体素子を前記パッケージ本体に収容し、前記セラミック基板部の裏面側に前記放熱体を単一の金属放熱部材として装着したことを特徴とする請求項1ないし5に記載の電子部品用パッケージ。
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2006
- 2006-09-29 JP JP2006267032A patent/JP2008091369A/ja active Pending
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