JP2761995B2 - 高放熱性集積回路パッケージ - Google Patents
高放熱性集積回路パッケージInfo
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高集積化、高速化に
対応できる高放熱性集積回路パッケージに係り、Ｎｉ−
Ｆｅ系合金など低熱膨張合金板表面にＡｌまたはＣｕを
クラッドしたヒートスプレッダを用い、このヒートスプ
レッダ表面のＡｌ材またはＡｌ膜上に低融点ガラスを介
してＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームを着設し、ヒート
スプレッダに載置したチップの熱をリードフレームへ直
接伝達可能にして、放熱性を向上させ、Ａｌを介在させ
て熱的整合性とガラス封着性を確保した高放熱性集積回
路パッケージに関する。
対応できる高放熱性集積回路パッケージに係り、Ｎｉ−
Ｆｅ系合金など低熱膨張合金板表面にＡｌまたはＣｕを
クラッドしたヒートスプレッダを用い、このヒートスプ
レッダ表面のＡｌ材またはＡｌ膜上に低融点ガラスを介
してＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームを着設し、ヒート
スプレッダに載置したチップの熱をリードフレームへ直
接伝達可能にして、放熱性を向上させ、Ａｌを介在させ
て熱的整合性とガラス封着性を確保した高放熱性集積回
路パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路パッケージの高集積化並びに高
速化は、安価な表面実装パッケージであるいわゆるプラ
スチックＱＦＰ（ｑｕａｄ ｆｌａｔ ｐａｃｋａｇ
ｅ）にも進み、２５ＭＨｚ以上の高速のＭＰＵに対応し
たＬＳＩを載置可能な放熱性が要求されている。プラス
チックＱＦＰの放熱性を向上させるため、リードピンを
１００ピン、あるいは２００ピン以上に多ピン化するこ
とが実用化されてきた。
速化は、安価な表面実装パッケージであるいわゆるプラ
スチックＱＦＰ（ｑｕａｄ ｆｌａｔ ｐａｃｋａｇ
ｅ）にも進み、２５ＭＨｚ以上の高速のＭＰＵに対応し
たＬＳＩを載置可能な放熱性が要求されている。プラス
チックＱＦＰの放熱性を向上させるため、リードピンを
１００ピン、あるいは２００ピン以上に多ピン化するこ
とが実用化されてきた。
【０００３】かかるパッケージの放熱性を向上させるに
は、熱を実装基板に逃がすか、強制空冷して大気へ逃が
すかで採用する構成が異なるが、従来のパワーＩＣなど
の放熱に用いられていた放熱板や放熱フィンを使用する
ことが試されている。しかし、大型チップ化したＬＳＩ
の場合は２００ピン以上の多ピン化に対応する必要があ
り、特に量産において、この極めて多数のリードフレー
ムを確実にかつ安定して着設するとともに放熱性を大き
く向上させる必要があり、従来のパワーＩＣ用の構造を
単純には採用できない。
は、熱を実装基板に逃がすか、強制空冷して大気へ逃が
すかで採用する構成が異なるが、従来のパワーＩＣなど
の放熱に用いられていた放熱板や放熱フィンを使用する
ことが試されている。しかし、大型チップ化したＬＳＩ
の場合は２００ピン以上の多ピン化に対応する必要があ
り、特に量産において、この極めて多数のリードフレー
ムを確実にかつ安定して着設するとともに放熱性を大き
く向上させる必要があり、従来のパワーＩＣ用の構造を
単純には採用できない。
【０００４】今日、基板への高熱伝導化を図るために、
リードフレーム材として主流の４２Ｎｉ−Ｆｅ系材から
熱伝導性にすぐれたＣｕ材を使用したパッケージが実用
化されつつあり、ＣｕリードフレームＱＦＰと呼ばれて
いる。
リードフレーム材として主流の４２Ｎｉ−Ｆｅ系材から
熱伝導性にすぐれたＣｕ材を使用したパッケージが実用
化されつつあり、ＣｕリードフレームＱＦＰと呼ばれて
いる。
【０００５】ところが、ＣｕはＳｉより熱膨張係数が極
めて大きく、大型ＬＳＩには不向きであり、かつ２００
ピン以上の多ピンのため特にアウターリードの強度上で
問題が生じており、さらに、多ピン化による放熱性の向
上にも限度があり、Ｃｕリードフレームのみで放熱性を
向上させることは困難である。
めて大きく、大型ＬＳＩには不向きであり、かつ２００
ピン以上の多ピンのため特にアウターリードの強度上で
問題が生じており、さらに、多ピン化による放熱性の向
上にも限度があり、Ｃｕリードフレームのみで放熱性を
向上させることは困難である。
【０００６】大型ＬＳＩの多ピン化を満足して、放熱性
を向上させるために放熱板（ヒートスプレッダ）をダイ
パッドとして用いる方法があり、例えばＣｕ製ヒートス
プレッダに直接リードフレームを着設すると、チップの
熱はダイパッドから直接リードフレームに伝わり、基板
へ放熱されることになる。この場合、ヒートスプレッダ
に絶縁フィルムを用いてリードフレームをパターンニン
グする多層リードフレーム構造にする必要があり、極め
て多大の工程とコストを要する。
を向上させるために放熱板（ヒートスプレッダ）をダイ
パッドとして用いる方法があり、例えばＣｕ製ヒートス
プレッダに直接リードフレームを着設すると、チップの
熱はダイパッドから直接リードフレームに伝わり、基板
へ放熱されることになる。この場合、ヒートスプレッダ
に絶縁フィルムを用いてリードフレームをパターンニン
グする多層リードフレーム構造にする必要があり、極め
て多大の工程とコストを要する。
【０００７】また、Ｃｕ製ヒートスプレッダを用いると
熱膨張係数の整合性を考慮する必要があり、さらにガラ
スとの密着性が悪くガラス封着できず、接着や封着に樹
脂を用いる必要があり、リードフレームとの熱整合性や
封着性に劣る問題がある。
熱膨張係数の整合性を考慮する必要があり、さらにガラ
スとの密着性が悪くガラス封着できず、接着や封着に樹
脂を用いる必要があり、リードフレームとの熱整合性や
封着性に劣る問題がある。
【０００８】さらに、接着や封着に樹脂や樹脂フィルム
を用いたリードフレームに、超音波によるワイヤーボン
ディングを施す場合には、超音波が樹脂や樹脂フィルム
により吸収されて、ボンディングの位置ずれが発生しボ
ンディング不良を招来する問題があった。
を用いたリードフレームに、超音波によるワイヤーボン
ディングを施す場合には、超音波が樹脂や樹脂フィルム
により吸収されて、ボンディングの位置ずれが発生しボ
ンディング不良を招来する問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術を要する
に、プラスチックＱＦＰの放熱性を考えた場合、寸法を
大きくしてリードフレーム自体の放熱性を上げる構成で
は、放熱性は良好になるが、大型ＬＳＩの多ピン化に対
応できない。また、ＣｕリードフレームＱＦＰは、従来
のＮｉ−Ｆｅ系リードフレームＱＦＰと同等の工程で製
造可能であり、安価に製造できるが、大型ＬＳＩには不
向きであり特にアウターリードの強度上で問題が生じ、
熱膨張係数の整合性や封着性に劣る問題がある。
に、プラスチックＱＦＰの放熱性を考えた場合、寸法を
大きくしてリードフレーム自体の放熱性を上げる構成で
は、放熱性は良好になるが、大型ＬＳＩの多ピン化に対
応できない。また、ＣｕリードフレームＱＦＰは、従来
のＮｉ−Ｆｅ系リードフレームＱＦＰと同等の工程で製
造可能であり、安価に製造できるが、大型ＬＳＩには不
向きであり特にアウターリードの強度上で問題が生じ、
熱膨張係数の整合性や封着性に劣る問題がある。
【００１０】多層リードフレームＱＦＰは、絶縁フィル
ムを用いてパターンニングしてリードフレームを接着す
るため、極めて多大の工程を要するだけでなく、絶縁フ
ィルムや接着剤の樹脂により、リードフレームへの熱伝
導度が低下する問題がある。さらにＣｕ製ヒートスプレ
ッダ内蔵ＱＦＰは同様の問題を有するほか、重量が重
く、軽量化に問題がある。
ムを用いてパターンニングしてリードフレームを接着す
るため、極めて多大の工程を要するだけでなく、絶縁フ
ィルムや接着剤の樹脂により、リードフレームへの熱伝
導度が低下する問題がある。さらにＣｕ製ヒートスプレ
ッダ内蔵ＱＦＰは同様の問題を有するほか、重量が重
く、軽量化に問題がある。
【００１１】この発明は、リードフレームに強度の高い
従来のＮｉ−Ｆｅ系合金材を用いた表面実装パッケージ
において、熱膨張係数の整合性や封着性に問題のあるＣ
ｕ製ヒートスプレッダを用いることなく、高集積化、高
速化に対応できる高放熱性を有し、リードフレーム及び
パッケージの封着性にすぐれ、大型ＬＳＩの多ピン化に
対応して多数のリードフレームを確実にかつ安定して着
設できる構成からなる高放熱性集積回路パッケージの提
供を目的としている。
従来のＮｉ−Ｆｅ系合金材を用いた表面実装パッケージ
において、熱膨張係数の整合性や封着性に問題のあるＣ
ｕ製ヒートスプレッダを用いることなく、高集積化、高
速化に対応できる高放熱性を有し、リードフレーム及び
パッケージの封着性にすぐれ、大型ＬＳＩの多ピン化に
対応して多数のリードフレームを確実にかつ安定して着
設できる構成からなる高放熱性集積回路パッケージの提
供を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｎｉ−Ｆｅ
系などの低熱膨張合金板表面にＡｌをクラッドしたヒー
トスプレッダあるいは低熱膨張合金板表面にＣｕをクラ
ッドしかつ所要表面にＡｌ薄膜を設けたヒートスプレッ
ダに直接半導体チップを載置し、かつＡｌ材またはＡｌ
薄膜上に低融点ガラスを介してＮｉ−Ｆｅ系合金リード
フレームを該ヒートスプレッダに着設し、少なくとも半
導体チップとヒートスプレッダ上のリードフレームをイ
ンナーリードとして、樹脂や金属キャップあるいはセラ
ミックスキャップなどで封止したことを特徴とする高放
熱性集積回路パッケージである。
系などの低熱膨張合金板表面にＡｌをクラッドしたヒー
トスプレッダあるいは低熱膨張合金板表面にＣｕをクラ
ッドしかつ所要表面にＡｌ薄膜を設けたヒートスプレッ
ダに直接半導体チップを載置し、かつＡｌ材またはＡｌ
薄膜上に低融点ガラスを介してＮｉ−Ｆｅ系合金リード
フレームを該ヒートスプレッダに着設し、少なくとも半
導体チップとヒートスプレッダ上のリードフレームをイ
ンナーリードとして、樹脂や金属キャップあるいはセラ
ミックスキャップなどで封止したことを特徴とする高放
熱性集積回路パッケージである。
【００１３】この発明において、低熱膨張合金板にはＦ
ｅ−Ｎｉ系合金（４２Ｎｉ−Ｆｅ等）、Ｆｅ−Ｃｒ合金
（１８Ｃｒ−Ｆｅ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金（４２Ｎ
ｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ等）等の公知の低熱膨張合金が使用で
きる。また、リードフレームには公知のＦｅ−Ｎｉ系、
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系の各合金を適
宜選定できる。
ｅ−Ｎｉ系合金（４２Ｎｉ−Ｆｅ等）、Ｆｅ−Ｃｒ合金
（１８Ｃｒ−Ｆｅ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金（４２Ｎ
ｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ等）等の公知の低熱膨張合金が使用で
きる。また、リードフレームには公知のＦｅ−Ｎｉ系、
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系の各合金を適
宜選定できる。
【００１４】この発明のヒートスプレッダにおいて、低
熱膨張合金板表面にクラッドしたＡｌ材およびにＣｕ系
材料に被着するＡｌ薄膜は、純Ａｌのほか、用途や要求
される性状に応じて種々の添加元素を含有するＡｌ系合
金を適宜選定できる。Ａｌ材のクラッド厚みは、要求さ
れる放熱性に応じて適宜選定されるが、熱伝導率を考慮
するとヒートスプレッダの総厚が０．４〜１．０ｍｍが
好ましく、Ａｌ板：低熱膨張合金板：Ａｌ板の比率が、
１：８：１〜２：１：２が好ましい。
熱膨張合金板表面にクラッドしたＡｌ材およびにＣｕ系
材料に被着するＡｌ薄膜は、純Ａｌのほか、用途や要求
される性状に応じて種々の添加元素を含有するＡｌ系合
金を適宜選定できる。Ａｌ材のクラッド厚みは、要求さ
れる放熱性に応じて適宜選定されるが、熱伝導率を考慮
するとヒートスプレッダの総厚が０．４〜１．０ｍｍが
好ましく、Ａｌ板：低熱膨張合金板：Ａｌ板の比率が、
１：８：１〜２：１：２が好ましい。
【００１５】この発明のヒートスプレッダにおいて、低
熱膨張合金板表面にクラッドするＣｕ材は、純Ｃｕのほ
か、用途や要求される性状に応じて種々の添加元素を含
有するＣｕ系合金を適宜選定でき、例えば、Ｃｕ系合金
には、Ｃｕ−Ｆｅ系、Ｃｕ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｓｎ系など
公知の材料を用いることができる。Ｃｕ系材料の表面へ
のＡｌ薄膜の被着方法は、材料の一面、全面あるいはス
トライプ状、アイランド状などガラス封着予定面に蒸
着、スパッタリングなど公知の気相成膜方法を適宜選定
して所要厚みに成膜する。例えば、リードフレーム材の
所要表面に設けるＡｌ薄膜の厚みは、１μｍ未満である
とガラス封止時の加熱によりアルミニウムと銅が合金化
してしまい、アルミニウムによりガラス封着の信頼性を
改善させる効果がなく、また１０μｍを越える厚みは、
ガラス封着の信頼性を改善させる目的としては不必要で
あるため、１〜１０μｍ厚みとする。望ましくは３〜５
μｍである。
熱膨張合金板表面にクラッドするＣｕ材は、純Ｃｕのほ
か、用途や要求される性状に応じて種々の添加元素を含
有するＣｕ系合金を適宜選定でき、例えば、Ｃｕ系合金
には、Ｃｕ−Ｆｅ系、Ｃｕ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｓｎ系など
公知の材料を用いることができる。Ｃｕ系材料の表面へ
のＡｌ薄膜の被着方法は、材料の一面、全面あるいはス
トライプ状、アイランド状などガラス封着予定面に蒸
着、スパッタリングなど公知の気相成膜方法を適宜選定
して所要厚みに成膜する。例えば、リードフレーム材の
所要表面に設けるＡｌ薄膜の厚みは、１μｍ未満である
とガラス封止時の加熱によりアルミニウムと銅が合金化
してしまい、アルミニウムによりガラス封着の信頼性を
改善させる効果がなく、また１０μｍを越える厚みは、
ガラス封着の信頼性を改善させる目的としては不必要で
あるため、１〜１０μｍ厚みとする。望ましくは３〜５
μｍである。
【００１６】この発明において、低融点ガラスは封着
用、接着用、絶縁用にもちいることから、リードフレー
ムとの熱膨張係数差が小さく、機械的強度が高く耐熱性
及び耐湿性にすぐれたＰｂ系ガラス等の低融点ガラスな
どを適宜選定使用できる。また、ガラスの固着は、ガラ
ス粉末をスクリーン印刷や電着等により、所定の厚みに
塗布したのち焼成して一体化する等の公知の技術が採用
できる。
用、接着用、絶縁用にもちいることから、リードフレー
ムとの熱膨張係数差が小さく、機械的強度が高く耐熱性
及び耐湿性にすぐれたＰｂ系ガラス等の低融点ガラスな
どを適宜選定使用できる。また、ガラスの固着は、ガラ
ス粉末をスクリーン印刷や電着等により、所定の厚みに
塗布したのち焼成して一体化する等の公知の技術が採用
できる。
【００１７】
【作用】この発明は、プラスチックＱＦＰの放熱性の向
上を目的に、樹脂の熱伝導率、チップ面積、リードフレ
ーム材質、インナーリードとダイパッドの距離、熱膨張
係数の整合性、封着性について種々検討した結果、ヒー
トスプレッダにＮｉ−Ｆｅ系合金材表面にＡｌをクラッ
ドした材料を用いてこれに直接チップを載置し、かつ低
融点ガラスを用いてＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームを
直接該ヒートスプレッダに着設する構成とすることによ
り、樹脂の熱伝導率やチップ面積にかかわらず、インナ
ーリードとダイパッドの距離が極小となり、かつ絶縁フ
ィルムより熱伝導性のよいガラスを用いたことから、チ
ップの熱が直接リードフレームを介して外部に伝達で
き、放熱性が大きく向上し、さらにヒートスプレッダ表
面にＡｌ材を配置したことから、チップ、リードフレー
ム、絶縁ガラスのいずれとも熱膨張係数の整合性が良好
であるとともに、強固なガラス封着が可能となり、樹脂
封止型のみならず、メタルキャップ型、セラミックスキ
ャップ型のいずれのパッケージにも適用できることを知
見し、この発明を完成した。
上を目的に、樹脂の熱伝導率、チップ面積、リードフレ
ーム材質、インナーリードとダイパッドの距離、熱膨張
係数の整合性、封着性について種々検討した結果、ヒー
トスプレッダにＮｉ−Ｆｅ系合金材表面にＡｌをクラッ
ドした材料を用いてこれに直接チップを載置し、かつ低
融点ガラスを用いてＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームを
直接該ヒートスプレッダに着設する構成とすることによ
り、樹脂の熱伝導率やチップ面積にかかわらず、インナ
ーリードとダイパッドの距離が極小となり、かつ絶縁フ
ィルムより熱伝導性のよいガラスを用いたことから、チ
ップの熱が直接リードフレームを介して外部に伝達で
き、放熱性が大きく向上し、さらにヒートスプレッダ表
面にＡｌ材を配置したことから、チップ、リードフレー
ム、絶縁ガラスのいずれとも熱膨張係数の整合性が良好
であるとともに、強固なガラス封着が可能となり、樹脂
封止型のみならず、メタルキャップ型、セラミックスキ
ャップ型のいずれのパッケージにも適用できることを知
見し、この発明を完成した。
【００１８】
【実施例】実施例１ ４５Ｎｉ−Ｆｅ系合金材と純Ａｌ材（ＪＩＳＡ４０００
Ａ１０５０Ｐ）を用いて、Ｎｉ−Ｆｅ系合金板２の両
面にＡｌ層３をクラッドして、芯材厚み０．２５ｍｍ、
Ａｌ厚０．１２５の２５ｍｍ角のヒートスプレッダ１部
を有する所要パターンのシート材を作製し、ＰｂＯ系低
融点ガラス粉末をスクリーン印刷により所定の厚みに塗
布したのち焼成して一体化し、その後、所要パターンの
４２Ｎｉ−Ｆｅ系合金製リードフレームのシート材を載
せてガラス融着して、所要パターンで打ち抜きすること
により、図１に示す如くヒートスプレッダ１のＡｌ層３
上に低融点ガラス６を介してＮｉ−Ｆｅ系合金リードフ
レーム７を着設したパッケージ素材を得ることができ
る。なお、リードフレーム７の所要部には予めワイヤー
ボンディング用薄膜８が成膜してある。このヒートスプ
レッダを有するパッケージ素材の熱伝導率は１５０Ｗ／
ｍＫであった。
Ａ１０５０Ｐ）を用いて、Ｎｉ−Ｆｅ系合金板２の両
面にＡｌ層３をクラッドして、芯材厚み０．２５ｍｍ、
Ａｌ厚０．１２５の２５ｍｍ角のヒートスプレッダ１部
を有する所要パターンのシート材を作製し、ＰｂＯ系低
融点ガラス粉末をスクリーン印刷により所定の厚みに塗
布したのち焼成して一体化し、その後、所要パターンの
４２Ｎｉ−Ｆｅ系合金製リードフレームのシート材を載
せてガラス融着して、所要パターンで打ち抜きすること
により、図１に示す如くヒートスプレッダ１のＡｌ層３
上に低融点ガラス６を介してＮｉ−Ｆｅ系合金リードフ
レーム７を着設したパッケージ素材を得ることができ
る。なお、リードフレーム７の所要部には予めワイヤー
ボンディング用薄膜８が成膜してある。このヒートスプ
レッダを有するパッケージ素材の熱伝導率は１５０Ｗ／
ｍＫであった。
【００１９】図３に示す如く、図１に示すパッケージ素
材を用いて、ヒートスプレッダ１の中央にＬＳＩチップ
９をダイ付けして、ワイヤーボンディングした後、全体
を樹脂１０にてモールドすることにより、ヒートスプレ
ッダ１全体とその上のリードフレーム７をインナーリー
ドとして封止した樹脂封止型パッケージを得た。
材を用いて、ヒートスプレッダ１の中央にＬＳＩチップ
９をダイ付けして、ワイヤーボンディングした後、全体
を樹脂１０にてモールドすることにより、ヒートスプレ
ッダ１全体とその上のリードフレーム７をインナーリー
ドとして封止した樹脂封止型パッケージを得た。
【００２０】図４に示す樹脂封止型パッケージは、ヒー
トスプレッダ１のチップを搭載しない側を露出させるよ
うに、ＬＳＩチップ９とリードフレーム７を固着したヒ
ートスプレッダ１の上面側を樹脂１０にてモールドして
あり、ヒートスプレッダ１自体からの放熱が大きくな
り、図３のパッケージより良好な放熱性が得られた。
トスプレッダ１のチップを搭載しない側を露出させるよ
うに、ＬＳＩチップ９とリードフレーム７を固着したヒ
ートスプレッダ１の上面側を樹脂１０にてモールドして
あり、ヒートスプレッダ１自体からの放熱が大きくな
り、図３のパッケージより良好な放熱性が得られた。
【００２１】図１に示すパッケージ素材を用いて、ヒー
トスプレッダ１の中央にＬＳＩチップ９をダイ付けし
て、ワイヤーボンディングした後、ＬＳＩチップ９を搭
載した上面のみにメタルキャップ１１をＰｂＯ系低融点
ガラス１２にてガラス封着して、ＬＳＩチップ９とヒー
トスプレッダ１の上のリードフレーム７をインナーリー
ドとして封止した図５に示すメタルキャップ型パッケー
ジを得た。ＬＳＩチップ９からの発熱は、直ちにヒート
スプレッダ１とリードフレーム７より放熱され、かつ磁
気シールド性にすぐれている。
トスプレッダ１の中央にＬＳＩチップ９をダイ付けし
て、ワイヤーボンディングした後、ＬＳＩチップ９を搭
載した上面のみにメタルキャップ１１をＰｂＯ系低融点
ガラス１２にてガラス封着して、ＬＳＩチップ９とヒー
トスプレッダ１の上のリードフレーム７をインナーリー
ドとして封止した図５に示すメタルキャップ型パッケー
ジを得た。ＬＳＩチップ９からの発熱は、直ちにヒート
スプレッダ１とリードフレーム７より放熱され、かつ磁
気シールド性にすぐれている。
【００２２】図１に示すパッケージ素材を用いて、ヒー
トスプレッダ１の中央にＬＳＩチップ９をダイ付けし
て、ワイヤーボンディングした後、ＬＳＩチップ９を搭
載した上面のみにアルミナ製のセラミックスキャップ１
３をＰｂＯ系低融点ガラス１２にてガラス封着して、Ｌ
ＳＩチップ９とヒートスプレッダ１の上のリードフレー
ム７をインナーリードとして封止した図６に示すセラミ
ックスキャップ型パッケージを得た。このパッケージで
は、封止するセラミックスキャップ１１とは関係なく、
ヒートスプレッダ１とリードフレーム７で放熱性が確保
されている。
トスプレッダ１の中央にＬＳＩチップ９をダイ付けし
て、ワイヤーボンディングした後、ＬＳＩチップ９を搭
載した上面のみにアルミナ製のセラミックスキャップ１
３をＰｂＯ系低融点ガラス１２にてガラス封着して、Ｌ
ＳＩチップ９とヒートスプレッダ１の上のリードフレー
ム７をインナーリードとして封止した図６に示すセラミ
ックスキャップ型パッケージを得た。このパッケージで
は、封止するセラミックスキャップ１１とは関係なく、
ヒートスプレッダ１とリードフレーム７で放熱性が確保
されている。
【００２３】実施例２ ４５Ｎｉ−Ｆｅ系合金材、無酸素純Ｃｕ材（純度９９．
９％）、純Ａｌ材を用いて、Ｎｉ−Ｆｅ系合金板２の両
面にＣｕ層４をクラッドして、芯材厚み０．２５ｍｍ、
Ｃｕ厚み０．１２５の２５ｍｍ角のヒートスプレッダ１
部を有する所要パターンのシート材を作製し、一方のＣ
ｕ層４上に所要パターンでＡｌ薄膜５を５μｍ厚みに成
膜し、さらにＰｂＯ系低融点ガラス粉末をスクリーン印
刷により所定の厚みに塗布したのち焼成して一体化し、
その後、所要パターンの４２Ｎｉ−Ｆｅ系合金製リード
フレームのシート材を載せてガラス融着して、所要パタ
ーンで打ち抜きすることにより、図２に示す如くヒート
スプレッダ１のＡｌ薄膜５上に低融点ガラス６を介して
Ｎｉ−Ｆｅ系合金リードフレーム７を着設したパッケー
ジ素材を得ることができる。なお、リードフレーム７の
所要部には予めワイヤーボンディング用薄膜８が成膜し
てある。このヒートスプレッダを有するパッケージ素材
の熱伝導率は２００Ｗ／ｍＫであった。
９％）、純Ａｌ材を用いて、Ｎｉ−Ｆｅ系合金板２の両
面にＣｕ層４をクラッドして、芯材厚み０．２５ｍｍ、
Ｃｕ厚み０．１２５の２５ｍｍ角のヒートスプレッダ１
部を有する所要パターンのシート材を作製し、一方のＣ
ｕ層４上に所要パターンでＡｌ薄膜５を５μｍ厚みに成
膜し、さらにＰｂＯ系低融点ガラス粉末をスクリーン印
刷により所定の厚みに塗布したのち焼成して一体化し、
その後、所要パターンの４２Ｎｉ−Ｆｅ系合金製リード
フレームのシート材を載せてガラス融着して、所要パタ
ーンで打ち抜きすることにより、図２に示す如くヒート
スプレッダ１のＡｌ薄膜５上に低融点ガラス６を介して
Ｎｉ−Ｆｅ系合金リードフレーム７を着設したパッケー
ジ素材を得ることができる。なお、リードフレーム７の
所要部には予めワイヤーボンディング用薄膜８が成膜し
てある。このヒートスプレッダを有するパッケージ素材
の熱伝導率は２００Ｗ／ｍＫであった。
【００２４】得られたパッケージ素材を用いて、上述し
た図３〜図６に示す如き、樹脂封止型パッケージ、メタ
ルキャップ型パッケージ、セラミックスキャップ型パッ
ケージを作製することができる。ちなみに、図３と同様
のヒートスプレッダ全体とその上のリードフレームをイ
ンナーリードとして封止した樹脂封止型パッケージの場
合、放熱性は消費電力２Ｗ以上のＬＳＩに対応できるも
のであった。
た図３〜図６に示す如き、樹脂封止型パッケージ、メタ
ルキャップ型パッケージ、セラミックスキャップ型パッ
ケージを作製することができる。ちなみに、図３と同様
のヒートスプレッダ全体とその上のリードフレームをイ
ンナーリードとして封止した樹脂封止型パッケージの場
合、放熱性は消費電力２Ｗ以上のＬＳＩに対応できるも
のであった。
【００２５】
【発明の効果】この発明は、Ｎｉ−Ｆｅ系合金材表面に
Ａｌをクラッドしたヒートスプレッダを用いた場合、熱
伝導率は従来のＣｕ系ヒートスプレッダと同等以上の１
５０Ｗ／ｍｋ以上を得ることができ、Ｃｕ系ヒートスプ
レッダに比べて、チップ及びリードフレームとの接合密
着性、封着作業性にすぐれ、特に３０〜４０％の軽量化
が可能である。また、Ｎｉ−Ｆｅ系合金材表面にＣｕを
クラッドしたヒートスプレッダを用いた場合、上記と同
様の効果を奏する外、特に熱伝導率は２００Ｗ／ｍｋ以
上を得ることができ、消費電力２Ｗ以上のＬＳＩに対応
できる放熱性を有する。さらに、絶縁、接着、封着用に
低融点ガラスを用いているため、超音波ワイヤーボンデ
ィングを施しても位置ずれなどの不良が発生せず、高精
度なボンディングが可能になる。この発明のパッケージ
は、樹脂封止型のみならず、メタルキャップ型、セラミ
ックスキャップ型のいずれのパッケージにも適用でき、
またＳｉチップ 、リードフレーム、ヒートスプレッダ
との熱的整合性がよく、Ｎｉ−Ｆｅ系合金材による多ピ
ン化が可能で、かつガラス封着によるリードフレームの
封着作業性にすぐれ、容易に大型パッケージを実現でき
る。
Ａｌをクラッドしたヒートスプレッダを用いた場合、熱
伝導率は従来のＣｕ系ヒートスプレッダと同等以上の１
５０Ｗ／ｍｋ以上を得ることができ、Ｃｕ系ヒートスプ
レッダに比べて、チップ及びリードフレームとの接合密
着性、封着作業性にすぐれ、特に３０〜４０％の軽量化
が可能である。また、Ｎｉ−Ｆｅ系合金材表面にＣｕを
クラッドしたヒートスプレッダを用いた場合、上記と同
様の効果を奏する外、特に熱伝導率は２００Ｗ／ｍｋ以
上を得ることができ、消費電力２Ｗ以上のＬＳＩに対応
できる放熱性を有する。さらに、絶縁、接着、封着用に
低融点ガラスを用いているため、超音波ワイヤーボンデ
ィングを施しても位置ずれなどの不良が発生せず、高精
度なボンディングが可能になる。この発明のパッケージ
は、樹脂封止型のみならず、メタルキャップ型、セラミ
ックスキャップ型のいずれのパッケージにも適用でき、
またＳｉチップ 、リードフレーム、ヒートスプレッダ
との熱的整合性がよく、Ｎｉ−Ｆｅ系合金材による多ピ
ン化が可能で、かつガラス封着によるリードフレームの
封着作業性にすぐれ、容易に大型パッケージを実現でき
る。
【図１】この発明によるＮｉ−Ｆｅ系合金材表面にＡｌ
をクラッドしたヒートスプレッダを用いたパッケージ素
材の縦断説明図。
をクラッドしたヒートスプレッダを用いたパッケージ素
材の縦断説明図。
【図２】この発明によるＮｉ−Ｆｅ系合金材表面にＣｕ
をクラッドしたヒートスプレッダを用いたパッケージ素
材の縦断説明図。
をクラッドしたヒートスプレッダを用いたパッケージ素
材の縦断説明図。
【図３】この発明による樹脂封止型パッケージの縦断説
明図。
明図。
【図４】この発明による他の樹脂封止型パッケージの縦
断説明図。
断説明図。
【図５】この発明によるメタルキャップ型パッケージの
縦断説明図。
縦断説明図。
【図６】この発明によるセラミックスキャップ型パッケ
ージの縦断説明図。
ージの縦断説明図。
１ ヒートスプレッダ ２ Ｎｉ−Ｆｅ系合金板 ３ Ａｌ層 ４ Ｃｕ層 ５ Ａｌ薄膜 ６ 低融点ガラス ７ リードフレーム ８ ワイヤーボンディング用薄膜 ９ ＬＳＩチップ １０ 樹脂 １１ メタルキャップ １２ 低融点ガラス １３ セラミックスキャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 23/36 H01L 23/40
Claims (4)
- 【請求項１】 低熱膨張合金板表面にＡｌをクラッドす
るかあるいは低熱膨張合金板表面にＣｕをクラッドしか
つ所要表面にＡｌ薄膜を設けたヒートスプレッダに直接
半導体チップを載置し、かつＡｌ上に低融点ガラスを介
してＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームを該ヒートスプレ
ッダに着設し、少なくとも半導体チップとヒートスプレ
ッダ上のリードフレームをインナーリードとして封止し
たことを特徴とする高放熱性集積回路パッケージ。 - 【請求項２】 樹脂にて封止したことを特徴とする請求
項１記載の高放熱性集積回路パッケージ。 - 【請求項３】 金属キャップにて封止したことを特徴と
する請求項１記載の高放熱性集積回路パッケージ。 - 【請求項４】 セラミックスキャップにて封止したこと
を特徴とする請求項１記載の高放熱性集積回路パッケー
ジ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072335A JP2761995B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 高放熱性集積回路パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072335A JP2761995B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 高放熱性集積回路パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235219A JPH05235219A (ja) | 1993-09-10 |
| JP2761995B2 true JP2761995B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=13486322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4072335A Expired - Fee Related JP2761995B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 高放熱性集積回路パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2761995B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114582733B (zh) * | 2022-05-07 | 2022-07-26 | 广东气派科技有限公司 | 一种具有电磁屏蔽功能的芯片封装结构及封装方法 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4072335A patent/JP2761995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05235219A (ja) | 1993-09-10 |
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