JP2571022B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度で多数の入出力端
子を有するＬＳＩパッケージ（半導体集積回路）をプリ
ント基板に実装する半導体集積回路装置に関し、特に入
出力端子に外部部品を接続することが要求される半導体
集積回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体集積回路の高密度化
及び高速動作化に伴い、ＥＣＬレベルの信号を用いるＬ
ＳＩパッケージが採用される。この種のＬＳＩパッケー
ジでは、ＥＣＬレベルの信号を使用するために信号終端
抵抗が必要となり、ＬＳＩパッケージの入出力端子に信
号終端抵抗を接続する必要が生じる。従来、この信号終
端抵抗はＬＳＩパッケージを実装するプリント基板に形
成しているが、ＬＳＩパッケージの高密度化に伴って必
要とされる信号終端抵抗の数も増大されるため、プリン
ト基板における高密度実装の障害になるという問題があ
る。

【０００３】このような問題の解決策としてＬＳＩパッ
ケージを構成するセラミックの表面上に終端抵抗を焼結
により形成することが考えられる。この構成では、ＬＳ
Ｉ素子に必要とされる終端抵抗をＬＳＩパッケージ内に
内装するため、プリント基板における実装密度を高める
点では有効である。しかしながら、パッケージに内装す
るＬＳＩ素子の各回路にそれぞれ対応する終端抵抗を個
々のパッケージに形成する必要があるため、ＬＳＩ品種
の数に相当する種類のパッケージを製造する必要があ
り、製造が煩雑化するとともに、パッケージの管理が面
倒なものとなる。また、パッケージに終端抵抗を形成す
るためのスペースを確保する必要があるため、ＬＳＩ素
子の寸法に比較してパッケージが大型化することにな
る。

【０００４】このため、従来ではＬＳＩパッケージとプ
リント基板との間にセラミックキャリアを配設し、この
セラミックキャリアに終端抵抗を設けた構成が提案され
ている。図４はその一例を示す図であり、特開昭６３−
１８７６５３号公報に記載されているものである。この
構成はセラミックキャリア５の上下面にそれぞれ金属パ
ッド５１，５２を形成しておき、上面の金属パッド５１
にＬＳＩパッケージ６のリードピン６１を接続し、下面
の金属パッド５２をプリント基板７の配線の一部に形成
された電極パッド７１に接続させる構成とする。そし
て、キャリア５の内部には前記上下の金属パッド５１，
５２を相互に電気接続する多層構造の配線層５３を形成
しておき、この配線層５３の一部に終端抵抗５４を形成
することで、ＬＳＩパッケージ６の入出力端子に終端抵
抗を接続するように構成したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この公報に記載されて
いる技術では、プリント基板７とＬＳＩパッケージ６に
終端抵抗を形成する必要がないため、前記したような高
密度実装や製造の複雑化等の問題が生じることはない。
そして、プリント基板７とＬＳＩパッケージ６との間の
立体的な空間を利用してセラミックキャリア５を配設す
ることで、結果としてこの空間を利用して終端抵抗を配
設することになるため、平面的なスペースの面で有利と
なり、高密度化に優れていると言える。

【０００６】しかしながら、このセラミックキャリア５
を用いると、プリント基板７、セラミックキャリア５、
ＬＳＩパッケージ６の３段構成となり、かつＬＳＩパッ
ケージ６のリードピン６１をセラミックキャリア５の上
面に衝接状態に接続しているため、ＬＳＩパッケージ６
はプリント基板７の上面に向けて、セラミックキャリア
５の厚さ寸法とリードピン６１の長さ寸法だけ突出され
た状態で実装されることになる。このため、構築された
半導体集積回路装置の高寸法がＬＳＩパッケージの高さ
寸法に比較して大きなものとなり、半導体集積回路装置
の薄型化を図る上で不利なものとなる。また、ＬＳＩパ
ッケージ６のリードピン６１とプリント基板７との間に
セラミックキャリア５の配線層５３が介在されるため、
その分だけ配線長が長くなって伝送路の特性インピーダ
ンスに乱れが生じ易くなり、特にＥＣＬレベル信号では
反射が生じて信号波形の乱れが生じ易くなるという問題
がある。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、高密度化を損なうこと
なくＬＳＩパッケージに対する外付け部品の接続を可能
とする一方で、半導体集積回路装置の薄型化を図り、か
つ配線長が長くなることによる特性劣化を防止した半導
体集積回路装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置は、底面からリードピンを突出したＬＳＩパッケー
ジと、これを実装するためのプリント基板との間にキャ
リアを介挿し、リードピンはこのキャリアに貫通したホ
ールを挿通させてプリント基板に接続し、かつキャリア
に搭載した外付け部品をリードピンに電気接続したこと
を特徴とする。

【０００９】ここで、キャリアにはその表面や内面に配
線層が形成され、かつホールには導電性の接続筒や金属
パッドが形成され、リードピンは接続筒と金属パッドを
介して配線層に電気接続され、かつこの配線層を介して
外付け部品に電気接続される構成が好ましい。また、キ
ャリアはセラミックで形成され、外付け部品としての終
端抵抗は配線層と一体的に焼結により形成されることが
好ましい。

【００１０】

【作用】ＬＳＩパッケージとプリント基板との間の空間
にキャリアを介挿し、このキャリアに設けた外付け部品
をリードピンを介してＬＳＩパッケージに接続すること
で、プリント基板の高密度実装を確保し、ＬＳＩパッケ
ージの構造の複雑化を生じることなく外付け部品の接続
が可能となる。また、ＬＳＩパッケージはリードピンを
直接プリント基板に接続するため、高さ寸法が増大され
ることはなく、かつＬＳＩパッケージとプリント基板と
の間の配線長が長くなることもない。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例の概略構成を示す部分分
解斜視図、図２はその組立状態の一部の拡大断面図であ
る。ＬＳＩパッケージ１は矩形の厚板状をしたセラミッ
クパッケージ１１内にＬＳＩ素子を搭載して気密に封止
を行ったものであり、その下面に円柱状をした多数本の
リードピン１２を垂直に突出させた、バットリード型Ｌ
ＳＩパッケージとして構成されている。なお、ＬＳＩパ
ッケージの内部構成は本発明とは直接関係がないので、
その説明は省略する。

【００１２】プリント基板２は多層セラミックプリント
基板として構成されており、その内部には図示を省略す
る多層配線が形成されて所要の回路が構成される。ま
た、その上面には前記ＬＳＩパッケージ１のリードピン
１２が衝接されて半田等の導電性ろう材３で接続される
ための多数個の電極パッド２１が形成されている。

【００１３】セラミックキャリア４は、中央部に凹部４
２が設けられた矩形の厚板状のキャリア本体４１を有し
ており、その凹部４２内に前記ＬＳＩパッケージ１を収
納できるように構成される。また、この凹部４２には底
面に向けて貫通される多数個の円形をしたホール４３が
開設されており、前記ＬＳＩパッケージ１のリードピン
１２が挿通可能とされている。この場合、凹部４２の内
底面から底面までのキャリア本体４１の厚さ寸法は、前
記ＬＳＩパッケージ１のリードピン１２の長さよりも短
く形成される。そして、前記キャリア本体４１の凹部内
底面や底面、更にはその内部には導電膜で形成される配
線層４４が形成されており、かつ前記ホール４３の内面
には筒状をした導電膜からなる導電筒４５が形成されて
いる。これらの配線層４４と導電筒４５とは適宜に電気
接続されている。

【００１４】ここで、前記凹部４２の内底面に形成した
配線層４４には、一部に終端抵抗４６が一体に形成され
ている。この終端抵抗４６は配線層４４の形成と同時に
焼結により一体に形成することができる。また、形成後
はレーザ等を用いてトリミングを行い高精度の抵抗値を
得ることができる。また、底面に形成した配線層４４の
一部は前記ホール４３の周縁部に形成された金属パッド
４７として形成されている。更に、ホール４３の内面に
形成された導電筒４５は、その内径寸法が前記ＬＳＩパ
ッケージ１のリードピン１２の外形寸法に略等しくされ
ている。そして、特にＬＳＩパッケージ１の入出力端子
に接続されるリードピン１２に対応されるホール４３に
対しては、凹部内底面の配線層４４を介して前記終端抵
抗４６をそれぞれの導電筒４５に電気接続している。

【００１５】この構成によれば、ＬＳＩパッケージ１を
プリント基板２に実装する際には、先ずＬＳＩパッケー
ジ１のリードピン１２をセラミックキャリア４の各ホー
ル４３に挿通させる。このとき、リードピン１２の外形
寸法がホール４３に設けた導電筒４５の内径寸法に等し
いために、リードピン１２はホール４３内に圧入状態で
挿入されることなり、この圧入状態によってリードピン
１２と導電筒４５とは電気接続された状態とされる。ま
た、このときキャリア本体４１の底面において金属パッ
ド４７とリードピン１２とを半田等のろう材５で接続す
ることで、両者の電気接続を確実なものとする。このた
め、リードピン１２と導電筒４５との電気接続によっ
て、ＬＳＩパッケージ１の入出力端子に接続されたリー
ドピン１２に対しては配線層４４を介して終端抵抗４６
が接続されることになる。

【００１６】このようにして、セラミックキャリア４が
一体的に取着されたＬＳＩパッケージ１は、セラミック
キャリア４を貫通して底面から突出されているリードピ
ン１２の各先端部をプリント基板２の電極パッド２１に
衝接させ、半田３により電気接続する。これにより、Ｌ
ＳＩパッケージ１をプリント基板２に実装することが完
了される。

【００１７】したがって、この構成では、ＬＳＩパッケ
ージ１とプリント基板２との間にセラミックキャリア４
が介挿され、かつこのセラミックキャリア４に終端抵抗
４６が形成されているために、ＬＳＩパッケージ１とプ
リント基板２との間の空間を利用して終端抵抗４６を配
設することになり、プリント基板２の高密度化の障害や
ＬＳＩパッケージ１の大型化を生じることなくＬＳＩパ
ッケージ１の入出力端子への終端抵抗４６の接続が可能
となる。

【００１８】そして、この場合、ＬＳＩパッケージ１は
リードピン１２が直接プリント基板２に接続されている
ため、ＬＳＩパッケージ１の高さ寸法はセラミックキャ
リア４が存在していない通常の実装高さ寸法と全く同じ
であり、完成された半導体集積回路装置の高さ寸法が大
きくなることはなく、半導体集積回路装置の薄型化が可
能となる。しかも、セラミックキャリア４を介挿して
も、ＬＳＩパッケージ１とプリント基板２との間の配線
長が長くなることもなく、配線長が長くなることが原因
とされる特性上の問題が生じることが回避できる。

【００１９】なお、実際にＬＳＩパッケージ１とセラミ
ックキャリア４をプリント基板２に実装する場合には、
セラミックキャリア４の必要とされるホール４３の金属
パッド４７にクリーム半田５を塗布しておき、ＬＳＩパ
ッケージ１のリードピン１２をホール４３に挿通させ、
かつプリント基板２の電極パッド２１にもクリーム半田
３を塗布してリードピン１２の先端部を電極パッド２１
に衝接した状態で、全体を加熱することで、各クリーム
半田３，５を溶融させて各部の半田付けを行い、実装を
完了させることができる。このとき、セラミックキャリ
ア４とプリント基板２との間の隙間を固定するために、
両者間にスペーサ（図示せず）を介挿しておくことが好
ましい。

【００２０】なお、この実施例の半導体集積回路装置に
おいては、セラミックキャリア４はその周辺部がＬＳＩ
パッケージ１の周辺部に突出されており、これによりＬ
ＳＩパッケージ１の側面部を機械的に保護することが可
能となる。したがって、この保護が必要とされない場合
には、このセラミックキャリア４の周辺部の寸法を小さ
くし、或いはセラミックキャリア全体を平板状に形成す
ることで、ＬＳＩパッケージの実装に必要とされる実装
面積を低減することが可能となる。

【００２１】或いは、図３（ａ）に示すように、セラミ
ックキャリア４の四隅等に脚４８を設けておき、この脚
の先端部をプリント基板の表面に当接させることで、セ
ラミックキャリア４の底面とプリント基板２の表面との
間隔を保持する際に利用することも可能となる。また、
図３（ｂ）のように、この脚の代わりに、セラミックキ
ャリア４の周辺部の殆どの領域にわたって脚壁４９を設
けることで、この脚壁４９によってリードピン１２を包
囲して被覆状態とすることができ、リードピン１２の露
呈を防いでその保護を行う上で有効となる。

【００２２】ここで、前記実施例ではＬＳＩパッケージ
の入出力端子に終端抵抗を接続する例を示したが、電源
用バイパスコンデンサを接続する場合でも、前記実施例
と同様にセラミックキャリアに電源用バイパスコンデン
サを搭載し、ＬＳＩパッケージのリードピンを介して電
気接続を行うことにより、同様の効果を得ることができ
る。この電源用バイパスコンデンサは、電源端子と接地
端子に接続されるが、この場合リードピンの突出方向の
中間部においてそれぞれコンデンサが接続されることに
なるため、よりＬＳＩ素子に近い箇所でコンデンサが接
続されるため、高周波の電源ノイズの低減に有効とな
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、底面から
リードピンを突出したＬＳＩパッケージと、これを実装
するためのプリント基板との間にキャリアを介挿し、リ
ードピンはこのキャリアに貫通したホールを挿通させて
プリント基板に接続し、かつキャリアに搭載した外付け
部品をリードピンに電気接続しているので、ＬＳＩパッ
ケージとプリント基板との間の空間を利用して外付け部
品を配設し、かつこれをＬＳＩパッケージに接続するこ
とが可能となる。これにより、プリント基板の高密度実
装を確保し、ＬＳＩパッケージの構造の複雑化を生じる
ことなく外付け部品の接続が可能となる。また、ＬＳＩ
パッケージはリードピンを直接プリント基板に接続する
ため、高さ寸法が増大されることはなく、かつＬＳＩパ
ッケージとプリント基板との間の配線長が長くなること
もない。

【００２４】また、本発明は、キャリアにはその表面や
内面に配線層が形成され、かつホールには導電性の接続
筒や金属パッドが形成され、リードピンは接続筒と金属
パッドを介して配線層に電気接続され、かつこの配線層
を介して外付け部品に電気接続される構成とすること
で、ＬＳＩパッケージにキャリアを取着すれば自動的に
外付け部品をＬＳＩパッケージに電気接続することが可
能となり、配線作業を極めて簡単なものにできる。

【００２５】更に、キャリアをセラミックで形成し、外
付け部品としての終端抵抗は配線層と一体的に焼結によ
り形成することで、終端抵抗の製造工数を削減でき、か
つレーザ光によりトリミングが可能であるために高精度
の抵抗値を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す部分分解斜
視図である。

【図２】本発明の一実施例の組立状態の一部の拡大断面
図である。

【図３】本発明のセラミックキャリアの変形例を示す斜
視図である。

【図４】従来提案されている半導体集積回路装置の一例
の概略断面図である。

【符号の説明】

１ ＬＳＩパッケージ ２ プリント基板 ３，５ ろう材（半田） ４ セラミックキャリア １２ リードピン ２１ 電極パッド ４１ キャリア本体 ４３ ホール ４４ 配線層 ４５ 導電筒 ４６ 終端抵抗 ４７ 金属パッド

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージの底面からリードピンを突出
   した半導体集積回路をプリント基板に実装し、かつ前記
   半導体集積回路の入出力端子に外付け部品を接続する構
   成の半導体集積回路装置において、前記半導体集積回路
   とプリント基板との間にキャリアを介挿し、前記リード
   ピンはこのキャリアに貫通したホールを挿通させて前記
   プリント基板に接続し、かつ前記キャリアに搭載した外
   付け部品を前記リードピンに電気接続したことを特徴と
   する半導体集積回路装置。
2. 【請求項２】 キャリアにはその表面や内面に配線層が
   形成され、かつホールには導電性の接続筒や金属パッド
   が形成され、前記リードピンは前記接続筒と金属パッド
   を介して前記配線層に電気接続され、かつこの配線層を
   介して前記外付け部品に電気接続されてなる請求項１の
   半導体集積回路装置。
3. 【請求項３】 キャリアはセラミックで形成され、外付
   け部品としての終端抵抗は配線層と一体的に焼結により
   形成されてなる請求項２の半導体集積回路装置。
4. 【請求項４】 キャリアは、半導体集積回路とプリント
   基板との間に介挿される部分の厚さ寸法が、リードピン
   の長さ寸法よりも小さい請求項１ないし３のいずれかの
   半導体集積回路装置。