JP2779573B2 - 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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- lead frame
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- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/48151—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
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- H01L2224/48245—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 metallic
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- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- 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材またはＣｕ
材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材膜上に耐熱性絶縁
エポキシ樹脂を介して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材を介在させて熱的整合性を図り、かつワイヤ
ボンディング特性を著しく向上させ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材またはＣｕ
材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材膜上に耐熱性絶縁
エポキシ樹脂を介して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材を介在させて熱的整合性を図り、かつワイヤ
ボンディング特性を著しく向上させ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
ことが試みられている。しかし、大型チップ化したＬＳ
Ｉ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
ことが試みられている。しかし、大型チップ化したＬＳ
Ｉ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
プレッダにポリイミドフィルム絶縁層及びエポキシ接着
剤を介して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
グする複合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
プレッダにポリイミドフィルム絶縁層及びエポキシ接着
剤を介して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
グする複合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】さらに、従来の複合リードフレーム構造で
は、ボンダビリティーが通常のリードフレームに比べて
低く、生産性を下げる要因となっている。これは、従来
の複合リードフレームのインナーリードの下地がポリイ
ミドフィルムとエポキシ接着剤という柔軟な素材である
ために、ワイヤーボンダーのボンディング荷重と超音波
出力が下地側へ発散し、ワイヤーの接合強度や接合の均
一性が悪化するのが原因でボンディング不良を招来する
問題があった。
は、ボンダビリティーが通常のリードフレームに比べて
低く、生産性を下げる要因となっている。これは、従来
の複合リードフレームのインナーリードの下地がポリイ
ミドフィルムとエポキシ接着剤という柔軟な素材である
ために、ワイヤーボンダーのボンディング荷重と超音波
出力が下地側へ発散し、ワイヤーの接合強度や接合の均
一性が悪化するのが原因でボンディング不良を招来する
問題があった。
【０００８】
【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。
【０００９】複合リードフレーム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、該絶縁
フィルムやエポキシ接着剤が柔軟な素材であるために、
ボンダビリティー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、該絶縁
フィルムやエポキシ接着剤が柔軟な素材であるために、
ボンダビリティー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。
【００１０】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
速化に対応できるすぐれた高放熱性及びワイヤボンディ
ング特性を有し、かつ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
速化に対応できるすぐれた高放熱性及びワイヤボンディ
ング特性を有し、かつ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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、低熱膨張合
金板表面にＡｌ材をクラッドするかあるいは低熱膨張合
金板表面にＣｕ材をクラッドしかつ所要表面にＡｌ材薄
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、かつ前記ヒートスプレッダ表面のＡｌ材上に、ノボ
ラックエポキシ樹脂４０％〜５０％と、予めカップリン
グ処理を施した硫酸バリウムとシリカを混合したフィラ
ー４０％〜５０％と、顔料１％〜２％及び溶剤カルビト
ールアセテート８％〜９％とを含む主剤を１００部とし
て、イミダゾール系硬化剤を６部〜２０部を調合した耐
熱性絶縁エポキシ樹脂を介して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である。
金板表面にＡｌ材をクラッドするかあるいは低熱膨張合
金板表面にＣｕ材をクラッドしかつ所要表面にＡｌ材薄
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、かつ前記ヒートスプレッダ表面のＡｌ材上に、ノボ
ラックエポキシ樹脂４０％〜５０％と、予めカップリン
グ処理を施した硫酸バリウムとシリカを混合したフィラ
ー４０％〜５０％と、顔料１％〜２％及び溶剤カルビト
ールアセテート８％〜９％とを含む主剤を１００部とし
て、イミダゾール系硬化剤を６部〜２０部を調合した耐
熱性絶縁エポキシ樹脂を介して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である。
【００１２】また、この発明は、上記の構成において、
樹脂にて封止したこと、金属キャップにて封止したこ
と、セラミックスキャップに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を合わせて提案する。
樹脂にて封止したこと、金属キャップにて封止したこ
と、セラミックスキャップに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を合わせて提案する。
【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材薄膜は、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。上記の添加元素としては、Ｓ
ｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎ等が好ましく、０．１〜５．０ｗ
ｔ％程度の添加量が好ましい。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０．１５〜
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材薄膜は、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。上記の添加元素としては、Ｓ
ｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎ等が好ましく、０．１〜５．０ｗ
ｔ％程度の添加量が好ましい。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０．１５〜
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系及び
Ｃｕ−Ｃｒ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｂｅ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材薄膜
の被着方法は、材料の一面、全面あるいはストライプ
状、アイランド状など耐熱性絶縁エポキシ樹脂接着予定
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材薄膜の厚みは、１μｍ未
満であるとワイヤーボンディング特性が低下し、また１
０μｍを超える厚みは、ワイヤーボンディング特性の信
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３〜５μｍ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系及び
Ｃｕ−Ｃｒ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｂｅ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材薄膜
の被着方法は、材料の一面、全面あるいはストライプ
状、アイランド状など耐熱性絶縁エポキシ樹脂接着予定
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材薄膜の厚みは、１μｍ未
満であるとワイヤーボンディング特性が低下し、また１
０μｍを超える厚みは、ワイヤーボンディング特性の信
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３〜５μｍである。
【００１６】耐熱性絶縁エポキシ樹脂 この発明において、耐熱性絶縁エポキシ樹脂は、ヒート
スプレッダとリードフレームとの接着、絶縁用、リード
フレーム所要部のＡｌ材薄膜と半導体素子とのワイヤー
ボンディング時のボンディング荷重と超音波出力の下地
発散防止並びにボンディング時の高温に対する耐熱性用
に用いることから、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優れ、
さらにＮａ、Ｃｌの溶出性のない耐熱性絶縁エポキシ樹
脂が望ましい。
スプレッダとリードフレームとの接着、絶縁用、リード
フレーム所要部のＡｌ材薄膜と半導体素子とのワイヤー
ボンディング時のボンディング荷重と超音波出力の下地
発散防止並びにボンディング時の高温に対する耐熱性用
に用いることから、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優れ、
さらにＮａ、Ｃｌの溶出性のない耐熱性絶縁エポキシ樹
脂が望ましい。
【００１７】この発明による耐熱性絶縁エポキシ樹脂
は、芳香環や塩素環を主鎖に含み、一分子当たりのエポ
キシ基の数を増加させて（多官能化）、三次元網目構造
を密にし、架橋点距離を短くして、耐熱性を向上させる
ことを特徴とするもので、具体的な成分として、ノボラ
ックエポキシ樹脂（エポキシ当量１７３〜１８５、官能
基数２．４〜３．６）４０％〜５０％と、予めカップリ
ング剤でカップリング処理した沈降性硫酸バリウム及び
微細シリカ粉の混合物からなるフィラー４０％〜５０％
と、顔料１％〜２％及び溶剤カルビトールアセテート８
％〜９％とを含む主剤を１００部として、イミダゾール
系硬化剤を６部〜２０部を調合したものである。
は、芳香環や塩素環を主鎖に含み、一分子当たりのエポ
キシ基の数を増加させて（多官能化）、三次元網目構造
を密にし、架橋点距離を短くして、耐熱性を向上させる
ことを特徴とするもので、具体的な成分として、ノボラ
ックエポキシ樹脂（エポキシ当量１７３〜１８５、官能
基数２．４〜３．６）４０％〜５０％と、予めカップリ
ング剤でカップリング処理した沈降性硫酸バリウム及び
微細シリカ粉の混合物からなるフィラー４０％〜５０％
と、顔料１％〜２％及び溶剤カルビトールアセテート８
％〜９％とを含む主剤を１００部として、イミダゾール
系硬化剤を６部〜２０部を調合したものである。
【００１８】この発明の耐熱性絶縁エポキシ樹脂におい
て、ノボラックエポキシ樹脂は、上述の如く、耐熱性絶
縁エポキシ樹脂の耐熱性を向上させるために一分子当た
りのエポキシ基の数が多く、多官能なものが好ましい。
前記ノボラックエポキシ樹脂の主剤中に占める割合は、
４０％未満では接着力が低下し、５０％を超えると耐熱
性が低下するので４０％〜５０％が好ましい範囲であ
る。
て、ノボラックエポキシ樹脂は、上述の如く、耐熱性絶
縁エポキシ樹脂の耐熱性を向上させるために一分子当た
りのエポキシ基の数が多く、多官能なものが好ましい。
前記ノボラックエポキシ樹脂の主剤中に占める割合は、
４０％未満では接着力が低下し、５０％を超えると耐熱
性が低下するので４０％〜５０％が好ましい範囲であ
る。
【００１９】この発明による耐熱性絶縁エポキシ樹脂に
おいて、ノボラックエポキシ樹脂に、カップリング処理
した沈降性硫酸バリウム及び微細シリカ粉の混合物から
かるフィラーを添加するのは、ノボラックエポキシ樹脂
の熱膨張係数をヒートスプレッダ及びリードフレームに
整合させ、かつ耐熱性を向上させる効果がある。前記フ
ィラー中の沈降性硫酸バリウムは、無機充填剤として耐
熱性向上に効果があり、前記ノボラックエポキシ樹脂と
の接着力を向上させるために予めカップリング処理を施
すことが好ましい。カップリング処理を施す沈降性硫酸
バリウムの粒径は、０．１μｍ未満では印刷性が低下
し、５０μｍを超えると耐熱性が低下するため、０．１
μｍ〜５０μｍが好ましい。
おいて、ノボラックエポキシ樹脂に、カップリング処理
した沈降性硫酸バリウム及び微細シリカ粉の混合物から
かるフィラーを添加するのは、ノボラックエポキシ樹脂
の熱膨張係数をヒートスプレッダ及びリードフレームに
整合させ、かつ耐熱性を向上させる効果がある。前記フ
ィラー中の沈降性硫酸バリウムは、無機充填剤として耐
熱性向上に効果があり、前記ノボラックエポキシ樹脂と
の接着力を向上させるために予めカップリング処理を施
すことが好ましい。カップリング処理を施す沈降性硫酸
バリウムの粒径は、０．１μｍ未満では印刷性が低下
し、５０μｍを超えると耐熱性が低下するため、０．１
μｍ〜５０μｍが好ましい。
【００２０】この発明による耐熱性絶縁エポキシ樹脂に
おいて、硫酸バリウムをカップリング処理するためのカ
ップリング剤は、化学構造式がＹＲＳｉＸ3で表される
シランカップリング剤が適しており、構造式中のＸは珪
素原子に結合している加水分解基ＣL、ＯＲ、ＯＣＯＲ
等であり、Ｙは有機マトリックスと反応する有機官能基
ＣＨ2＝ＣＨ、ＣＨ2＝ＣＣＨ3ＣＯＯ、ＮＨ2、ＮＨ2Ｃ2
Ｈ4ＮＨ、ＮＨ2ＣＯＮＨ、ＨＳ、ＣL及び下記化学式に
示すもの等である。
おいて、硫酸バリウムをカップリング処理するためのカ
ップリング剤は、化学構造式がＹＲＳｉＸ3で表される
シランカップリング剤が適しており、構造式中のＸは珪
素原子に結合している加水分解基ＣL、ＯＲ、ＯＣＯＲ
等であり、Ｙは有機マトリックスと反応する有機官能基
ＣＨ2＝ＣＨ、ＣＨ2＝ＣＣＨ3ＣＯＯ、ＮＨ2、ＮＨ2Ｃ2
Ｈ4ＮＨ、ＮＨ2ＣＯＮＨ、ＨＳ、ＣL及び下記化学式に
示すもの等である。
【００２１】
【化１】
【００２２】シランカップリング剤としては、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン（分子量２３６．
１）、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、β−
（３．４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−ユレイドプロピルトリエトキシシラン等を用いるこ
とができる。これらのシランカップリング剤は分子内に
無機物に対して反応性をもつ部分Ｘと、有機物に対して
反応性に富む部分Ｙを併せ持つため、接着力は著しく向
上する。またカップリング剤としては、チタンカップリ
ング剤なども用いることができる。
シドキシプロピルトリメトキシシラン（分子量２３６．
１）、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、β−
（３．４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−ユレイドプロピルトリエトキシシラン等を用いるこ
とができる。これらのシランカップリング剤は分子内に
無機物に対して反応性をもつ部分Ｘと、有機物に対して
反応性に富む部分Ｙを併せ持つため、接着力は著しく向
上する。またカップリング剤としては、チタンカップリ
ング剤なども用いることができる。
【００２３】また、前記のカップリング処理した沈降性
硫酸バリウムと混合して用いるシリカは、耐熱性に効果
があるため添加する。また、粒径は５０ｎｍ以下の微細
粉末であることが好ましい。前記沈降性硫酸バリウムと
シリカの混合物の主剤中に占める割合は、４０％〜５０
％が好ましく、４０％未満では耐熱性が劣化するため好
ましくなく、また、５０％を超えると印刷性が劣化する
ので好ましくない。
硫酸バリウムと混合して用いるシリカは、耐熱性に効果
があるため添加する。また、粒径は５０ｎｍ以下の微細
粉末であることが好ましい。前記沈降性硫酸バリウムと
シリカの混合物の主剤中に占める割合は、４０％〜５０
％が好ましく、４０％未満では耐熱性が劣化するため好
ましくなく、また、５０％を超えると印刷性が劣化する
ので好ましくない。
【００２４】主剤に添加する有機顔料としては、粒径が
２μｍ程度のシアニングリーンのほか、フタロシアニン
ブルー、銅フタロシアニンなどが好ましく、その添加量
は、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性を考慮すると、１％〜
２％の添加が好ましい。
２μｍ程度のシアニングリーンのほか、フタロシアニン
ブルー、銅フタロシアニンなどが好ましく、その添加量
は、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性を考慮すると、１％〜
２％の添加が好ましい。
【００２５】また、溶剤カルビトールアセテートとして
は、溶剤メチールカルビトールのほか、セルフルブアセ
テート、ブチールセルソルブ、セルソルブなどが好まし
く、その添加量は、８％未満では粘度が高くなり印刷性
が低下し、９％を超えると粘度が低下して印刷性も低下
するので好ましくないので、よって８％〜９％の添加が
好ましい。さらに、上記の顔料や溶剤メチールカルビト
ール等ともに、少量の消泡剤を添加することも有効であ
る。
は、溶剤メチールカルビトールのほか、セルフルブアセ
テート、ブチールセルソルブ、セルソルブなどが好まし
く、その添加量は、８％未満では粘度が高くなり印刷性
が低下し、９％を超えると粘度が低下して印刷性も低下
するので好ましくないので、よって８％〜９％の添加が
好ましい。さらに、上記の顔料や溶剤メチールカルビト
ール等ともに、少量の消泡剤を添加することも有効であ
る。
【００２６】主剤に対して添加する硬化剤は、イミダゾ
ール系の硬化剤が好ましく、またその配合量は主剤を１
００部として、３部未満では耐熱性の効果が乏しく、２
０部を超えるとポットライフが短くなるので、３部〜２
０部が好ましく、さらに好ましくは６部〜２０部であ
る。
ール系の硬化剤が好ましく、またその配合量は主剤を１
００部として、３部未満では耐熱性の効果が乏しく、２
０部を超えるとポットライフが短くなるので、３部〜２
０部が好ましく、さらに好ましくは６部〜２０部であ
る。
【００２７】上記のイミダゾールとしては、イミダゾー
ル、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチル
イミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデ
シルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１
−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−
４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチ
ルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミ
ダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチル
イミダゾール、１−アミノエチル−２−メチルイミダゾ
ール、１−（シアノエチルアミノエチル）−２−メチル
イミダゾール、Ｎ−（２−メチルイミダゾリル−１−エ
チル）−尿素、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミ
ダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール
トリメリテート、１−シアノエチル−２−フェニルイミ
ダゾールトリメリテート、１−シアノエチル−２−エチ
ル−４−メチルイミダゾールトリメリテート、１−シア
ノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテー
ト、２．４−ジアミノ−６−（２’−メチルイミダゾリ
ル−（１’））−エチル−Ｓ−トリアジン、２．４−ジ
アミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル−
（１’））−エチル−Ｓ−トリアジン、２．４−ジアミ
ノ−６−（２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−
（１’））−エチル−Ｓ−トリアジン、１−ドテシル−
２−メチル−３−ベンジルイミダゾリウムクロライド、
Ｎ，Ｎ’−ビス−（２−メチルイミダゾリル−１−エチ
ル）−尿素、Ｎ，Ｎ’−（２−メチルイミダゾリル−
（１）−エチル）−アジポイルジアミド、２．４−ジア
ルキルイミダゾール−５−ジチオカルボン酸、１．３−
ジベンジル−２−メチルイミダゾリウムクロライド、２
−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダ
ゾール、２−フェニル−４．５−ジヒドロキシメチルイ
ミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニル−４．５
−ジ（シアノエトキシメチル）イミダゾール、２−メチ
ルイミダゾール・イソシアヌール酸付加物、２−フェニ
ルイミダゾール・イソシアヌール酸付加物、２．４−ジ
アミノ−６（２’−メチルイミダゾリル−（１）’）エ
チル−Ｓ−トリアジン・イソシアヌール酸付加物、２−
アルキル−４−フォルミルイミダゾール、２．４−ジア
ルキル−５−フォルミルイミダゾール等が好ましい。
ル、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチル
イミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデ
シルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１
−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−
４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチ
ルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミ
ダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチル
イミダゾール、１−アミノエチル−２−メチルイミダゾ
ール、１−（シアノエチルアミノエチル）−２−メチル
イミダゾール、Ｎ−（２−メチルイミダゾリル−１−エ
チル）−尿素、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミ
ダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール
トリメリテート、１−シアノエチル−２−フェニルイミ
ダゾールトリメリテート、１−シアノエチル−２−エチ
ル−４−メチルイミダゾールトリメリテート、１−シア
ノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテー
ト、２．４−ジアミノ−６−（２’−メチルイミダゾリ
ル−（１’））−エチル−Ｓ−トリアジン、２．４−ジ
アミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル−
（１’））−エチル−Ｓ−トリアジン、２．４−ジアミ
ノ−６−（２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−
（１’））−エチル−Ｓ−トリアジン、１−ドテシル−
２−メチル−３−ベンジルイミダゾリウムクロライド、
Ｎ，Ｎ’−ビス−（２−メチルイミダゾリル−１−エチ
ル）−尿素、Ｎ，Ｎ’−（２−メチルイミダゾリル−
（１）−エチル）−アジポイルジアミド、２．４−ジア
ルキルイミダゾール−５−ジチオカルボン酸、１．３−
ジベンジル−２−メチルイミダゾリウムクロライド、２
−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダ
ゾール、２−フェニル−４．５−ジヒドロキシメチルイ
ミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニル−４．５
−ジ（シアノエトキシメチル）イミダゾール、２−メチ
ルイミダゾール・イソシアヌール酸付加物、２−フェニ
ルイミダゾール・イソシアヌール酸付加物、２．４−ジ
アミノ−６（２’−メチルイミダゾリル−（１）’）エ
チル−Ｓ−トリアジン・イソシアヌール酸付加物、２−
アルキル−４−フォルミルイミダゾール、２．４−ジア
ルキル−５−フォルミルイミダゾール等が好ましい。
【００２８】上述した耐熱性絶縁エポキシ樹脂は、低熱
膨張合金板表面にＡｌ材をクラッドするかあるいは低熱
膨張合金板表面にＣｕ材をクラッドしかつ所要表面にＡ
ｌ材薄膜を設けたヒートスプレッダと、Ｎｉ−Ｆｅ系合
金リードフレームとの間に介在させるものであるが、耐
熱性にすぐれることから、パッケージ素材を金属キャッ
プやセラミックスキャップでパッケージする際の接着剤
として用いることも有効である。上記耐熱性絶縁エポキ
シ樹脂を、ヒートスプレッダとＮｉ−Ｆｅ系合金リード
フレームとの間に介在させる場合の厚みは、５０μｍ未
満では絶縁性が悪くなり、２００μｍを超えるとヒート
スプレッダからＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームへの熱
伝達が悪くなるため、５０μｍ〜２００μｍの厚みが好
ましく、より好ましくは１００μｍ程度である。
膨張合金板表面にＡｌ材をクラッドするかあるいは低熱
膨張合金板表面にＣｕ材をクラッドしかつ所要表面にＡ
ｌ材薄膜を設けたヒートスプレッダと、Ｎｉ−Ｆｅ系合
金リードフレームとの間に介在させるものであるが、耐
熱性にすぐれることから、パッケージ素材を金属キャッ
プやセラミックスキャップでパッケージする際の接着剤
として用いることも有効である。上記耐熱性絶縁エポキ
シ樹脂を、ヒートスプレッダとＮｉ−Ｆｅ系合金リード
フレームとの間に介在させる場合の厚みは、５０μｍ未
満では絶縁性が悪くなり、２００μｍを超えるとヒート
スプレッダからＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームへの熱
伝達が悪くなるため、５０μｍ〜２００μｍの厚みが好
ましく、より好ましくは１００μｍ程度である。
【００２９】製造方法 上述した耐熱性絶縁エポキシ樹脂を用いたこの発明の高
放熱性集積回路パッケージの製造方法の一例を以下に述
べる。 （１） 所要厚みの低熱膨張合金板及びＡｌ材を用い
て、Ａｌ材／低熱膨張合金板／Ａｌ材となるようにクラ
ッドしたのち、所要寸法に加工してヒートスプレッダを
得る。 （２） ノボラックエポキシ樹脂４０〜５０％と、予
めカップリング処理した沈降性硫酸バリウムとシリカの
混合物からなるフィラー４０〜５０％と、顔料１〜２
％、溶剤カルビトールアセテート８〜９％及び消泡剤
０．１％とを含む主剤となし、該主剤を１００部として
イミダゾール系硬化剤６〜２０部を調合して耐熱性絶縁
エポキシ樹脂を得る。 （３） 前記ヒートスプレッダの所要部分に、スクリ
ーン印刷で耐熱性絶縁エポキシ樹脂を所要厚み、所要パ
ターンに形成したのち、該耐熱性絶縁エポキシ樹脂を介
してＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームをヒートスプレッ
ダに着設し、温度８０°Ｃ〜９０°Ｃで少なくとも１時
間以上加熱した後、さらに温度１３０°Ｃ〜２００°Ｃ
で少なくとも３０分以上加熱する硬化処理を施して固定
する。 （４） ヒートスプレッダにチップを搭載した後、チ
ップとリードフレームをボンディングワイヤーでボンデ
ィングし、さらに、所要部分を樹脂、金属キャップ、セ
ラミックスキャップ等により封止してパッケージを得
る。 なお、上記の製造方法はこの発明による集積回路パッケ
ージを得る一例であり、上記製造方法の諸条件などは、
パッケージに要求される特性等を満足させる最良の方法
を適宜選定することが望ましい。
放熱性集積回路パッケージの製造方法の一例を以下に述
べる。 （１） 所要厚みの低熱膨張合金板及びＡｌ材を用い
て、Ａｌ材／低熱膨張合金板／Ａｌ材となるようにクラ
ッドしたのち、所要寸法に加工してヒートスプレッダを
得る。 （２） ノボラックエポキシ樹脂４０〜５０％と、予
めカップリング処理した沈降性硫酸バリウムとシリカの
混合物からなるフィラー４０〜５０％と、顔料１〜２
％、溶剤カルビトールアセテート８〜９％及び消泡剤
０．１％とを含む主剤となし、該主剤を１００部として
イミダゾール系硬化剤６〜２０部を調合して耐熱性絶縁
エポキシ樹脂を得る。 （３） 前記ヒートスプレッダの所要部分に、スクリ
ーン印刷で耐熱性絶縁エポキシ樹脂を所要厚み、所要パ
ターンに形成したのち、該耐熱性絶縁エポキシ樹脂を介
してＮｉ−Ｆｅ系合金リードフレームをヒートスプレッ
ダに着設し、温度８０°Ｃ〜９０°Ｃで少なくとも１時
間以上加熱した後、さらに温度１３０°Ｃ〜２００°Ｃ
で少なくとも３０分以上加熱する硬化処理を施して固定
する。 （４） ヒートスプレッダにチップを搭載した後、チ
ップとリードフレームをボンディングワイヤーでボンデ
ィングし、さらに、所要部分を樹脂、金属キャップ、セ
ラミックスキャップ等により封止してパッケージを得
る。 なお、上記の製造方法はこの発明による集積回路パッケ
ージを得る一例であり、上記製造方法の諸条件などは、
パッケージに要求される特性等を満足させる最良の方法
を適宜選定することが望ましい。
【００３０】
【作用】この発明は、集積回路パッケージの放熱性及び
ワイヤボンディング特性の向上を目的に、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、ワイヤボン
ディング性について種々検討した結果、以下の作用、効
果が得られる知見をもとにこの発明を完成した。ヒート
スプレッダにＮｉ−Ｆｅ系合金材表面にＡｌ材をクラッ
ドした材料あるいは低熱膨張合金板表面にＣｕ材をクラ
ッドしかつ所要表面にＡｌ材薄膜を設けた材料を用い
て、これに直接チップを載置し、かつ所要成分を含む耐
熱性絶縁エポキシ樹脂を用いて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、
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する。また、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
ームの熱膨張係数の整合性が良好であるとともにヒート
スプレッダとリードフレームとの接着力も向上し、さら
に、耐熱性絶縁エポキシ樹脂に予めシランカップリング
処理した沈降性硫酸バリウム及びシリカを分散したフィ
ラーを添加してあるので、ワイヤーボンディング時に、
ワイヤーボンダーのボンディング荷重と超音波出力が下
地側へ発散することなく、ワイヤーの接合強度や接合の
均一性が維持できるため、ボンディングエリアの細いリ
ードでも、ワイヤーボンダーのボンディング荷重と超音
波の出力をリードに集中させてワイヤーボンディングす
ることができ、ボンダビリティーの向上を図ることがで
きる。また、さらに、上記の構成により、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。
ワイヤボンディング特性の向上を目的に、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、ワイヤボン
ディング性について種々検討した結果、以下の作用、効
果が得られる知見をもとにこの発明を完成した。ヒート
スプレッダにＮｉ−Ｆｅ系合金材表面にＡｌ材をクラッ
ドした材料あるいは低熱膨張合金板表面にＣｕ材をクラ
ッドしかつ所要表面にＡｌ材薄膜を設けた材料を用い
て、これに直接チップを載置し、かつ所要成分を含む耐
熱性絶縁エポキシ樹脂を用いて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、
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する。また、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
ームの熱膨張係数の整合性が良好であるとともにヒート
スプレッダとリードフレームとの接着力も向上し、さら
に、耐熱性絶縁エポキシ樹脂に予めシランカップリング
処理した沈降性硫酸バリウム及びシリカを分散したフィ
ラーを添加してあるので、ワイヤーボンディング時に、
ワイヤーボンダーのボンディング荷重と超音波出力が下
地側へ発散することなく、ワイヤーの接合強度や接合の
均一性が維持できるため、ボンディングエリアの細いリ
ードでも、ワイヤーボンダーのボンディング荷重と超音
波の出力をリードに集中させてワイヤーボンディングす
ることができ、ボンダビリティーの向上を図ることがで
きる。また、さらに、上記の構成により、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。
【００３１】
実施例１ この発明の実施例を図１に基づき以下に説明する。４５
Ｎｉ−Ｆｅ系合金材と純Ａｌ材（ＪＩＳＡ４０００ Ａ
１０５０Ｐ）を用いて、Ｎｉ−Ｆｅ系合金板２の両面に
Ａｌ材層３をクラッドして、芯材厚み０．２５ｍｍ、Ａ
ｌ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、下記耐熱性絶
縁エポキシ樹脂をスクリーン印刷で所定パターンに形成
し、その後、所要パターンの４２Ｎｉ−Ｆｅ系合金製リ
ードフレーム７のシート材を載せて、温度８５°Ｃで１
時間保持の熱処理を行なった後、さらに温度１５０°Ｃ
で１時間保持の硬化処理を施し、ヒートスプレッダ１と
リードフレーム７を固定し、次いで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材層３上に耐熱性絶縁エポキシ樹脂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
ジ素材を得た。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。 耐熱性絶縁エポキシ樹脂 主 剤 樹脂 ：ノボラックエポキシ樹脂４５％ フィラー：カップリング処理済硫酸バリウム＋シリカ４
５％ 顔料 ：シアニングリーン２％ 溶剤 ：カルビトールアセテート８％ 硬化剤 硬化性２メチルイミダゾール１１部（主剤１０
０部に対して） なお、主剤は硬化剤を添加する前によく分散、混合させ
た。得られた耐熱性絶縁エポキシ樹脂はポットライフ８
時間、粘度４５０ポイズ／℃であった。
Ｎｉ−Ｆｅ系合金材と純Ａｌ材（ＪＩＳＡ４０００ Ａ
１０５０Ｐ）を用いて、Ｎｉ−Ｆｅ系合金板２の両面に
Ａｌ材層３をクラッドして、芯材厚み０．２５ｍｍ、Ａ
ｌ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、下記耐熱性絶
縁エポキシ樹脂をスクリーン印刷で所定パターンに形成
し、その後、所要パターンの４２Ｎｉ−Ｆｅ系合金製リ
ードフレーム７のシート材を載せて、温度８５°Ｃで１
時間保持の熱処理を行なった後、さらに温度１５０°Ｃ
で１時間保持の硬化処理を施し、ヒートスプレッダ１と
リードフレーム７を固定し、次いで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材層３上に耐熱性絶縁エポキシ樹脂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
ジ素材を得た。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。 耐熱性絶縁エポキシ樹脂 主 剤 樹脂 ：ノボラックエポキシ樹脂４５％ フィラー：カップリング処理済硫酸バリウム＋シリカ４
５％ 顔料 ：シアニングリーン２％ 溶剤 ：カルビトールアセテート８％ 硬化剤 硬化性２メチルイミダゾール１１部（主剤１０
０部に対して） なお、主剤は硬化剤を添加する前によく分散、混合させ
た。得られた耐熱性絶縁エポキシ樹脂はポットライフ８
時間、粘度４５０ポイズ／℃であった。
【００３２】上記のパッケージ素材にＬＳＩチップを搭
載し、ＬＳＩチップとリードフレームを下記の条件にて
ボンディングしたところ、ボンディングミスの割合は従
来の５／１０００から２／２００００へ減少し、生産性
が大幅に向上した。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を測定したところ、１５０Ｗ／ｍ
Ｋであった。 ボンディング条件 ワイヤー ： １％Ｓｉ−Ａｌ材、線径
（φ）３０μｍ ボンディング荷重 ： ４０ｇ〜１２０ｇ 超音波出力 ： ３０〜５０ ボンディング温度 ： ２００°Ｃ〜２６０°Ｃ 超音波時間 ： ０．５秒
載し、ＬＳＩチップとリードフレームを下記の条件にて
ボンディングしたところ、ボンディングミスの割合は従
来の５／１０００から２／２００００へ減少し、生産性
が大幅に向上した。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を測定したところ、１５０Ｗ／ｍ
Ｋであった。 ボンディング条件 ワイヤー ： １％Ｓｉ−Ａｌ材、線径
（φ）３０μｍ ボンディング荷重 ： ４０ｇ〜１２０ｇ 超音波出力 ： ３０〜５０ ボンディング温度 ： ２００°Ｃ〜２６０°Ｃ 超音波時間 ： ０．５秒
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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を耐熱性絶縁エポ
キシ樹脂１２にて接着して、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を耐熱性絶縁エポ
キシ樹脂１２にて接着して、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。
【００３６】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を耐熱性絶縁エポキシ樹脂１２にて接着して、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を耐熱性絶縁エポキシ樹脂１２にて接着して、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。
【００３７】実施例２ 以下にこの発明の実施例を図２に基づいて説明する。４
５Ｎｉ−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材層４をクラッドして、芯材厚み０．２５ｍｍ、
Ｃｕ厚み０．１２５ｍｍ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Ｃｕ材層４上に所要パターンでＡｌ材薄膜５を５μｍ
厚みに成膜し、さらにヒートスプレッダ１を治具に固定
して該スプレッダのＡｌ材薄膜５上に実施例１と同様の
耐熱性絶縁エポキシ樹脂６をスクリーン印刷により膜厚
が０．２ｍｍとなるように所定パターンで着設し、その
後、所要パターンの４２Ｎｉ−Ｆｅ系合金製リードフレ
ーム７のシート材を載せて、温度８５°Ｃで１時間保持
する熱処理を行なった後、さらに温度１５０°Ｃで１時
間保持の硬化処理を施し、ヒートスプレッダ１とリード
フレーム７を固定し、次いで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Ａ
ｌ材薄膜５上に耐熱性絶縁エポキシ樹脂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
材を得た。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。
５Ｎｉ−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材層４をクラッドして、芯材厚み０．２５ｍｍ、
Ｃｕ厚み０．１２５ｍｍ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Ｃｕ材層４上に所要パターンでＡｌ材薄膜５を５μｍ
厚みに成膜し、さらにヒートスプレッダ１を治具に固定
して該スプレッダのＡｌ材薄膜５上に実施例１と同様の
耐熱性絶縁エポキシ樹脂６をスクリーン印刷により膜厚
が０．２ｍｍとなるように所定パターンで着設し、その
後、所要パターンの４２Ｎｉ−Ｆｅ系合金製リードフレ
ーム７のシート材を載せて、温度８５°Ｃで１時間保持
する熱処理を行なった後、さらに温度１５０°Ｃで１時
間保持の硬化処理を施し、ヒートスプレッダ１とリード
フレーム７を固定し、次いで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Ａ
ｌ材薄膜５上に耐熱性絶縁エポキシ樹脂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
材を得た。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。
【００３８】上記のパッケージ素材にＬＳＩチップを搭
載し、ＬＳＩチップとリードフレームを実施例１と同条
件にてボンディングしたところ、ボンディングミスの割
合は従来の５／１０００から２／２００００へ減少し、
生産性が大幅に向上した。なお、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。
載し、ＬＳＩチップとリードフレームを実施例１と同条
件にてボンディングしたところ、ボンディングミスの割
合は従来の５／１０００から２／２００００へ減少し、
生産性が大幅に向上した。なお、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。
【００３９】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。
【００４０】
【発明の効果】この発明は、Ｎｉ−Ｆｅ系合金材表面に
Ａｌ材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
１５０Ｗ／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
材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ほか、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
着用に耐熱性絶縁エポキシ樹脂を用いているため、超音
波ワイヤーボンディングを施しても、ボンディングミス
は著しく減少し、高精度なボンディングが可能になると
ともに生産性が大幅に向上する。この発明によるパッケ
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、かつ耐熱性絶縁エポキシ樹脂によるリ
ードフレームの接着作業性にすぐれ、容易に大型パッケ
ージを実現できる。
Ａｌ材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
１５０Ｗ／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
材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ほか、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
着用に耐熱性絶縁エポキシ樹脂を用いているため、超音
波ワイヤーボンディングを施しても、ボンディングミス
は著しく減少し、高精度なボンディングが可能になると
ともに生産性が大幅に向上する。この発明によるパッケ
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、かつ耐熱性絶縁エポキシ樹脂によるリ
ードフレームの接着作業性にすぐれ、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材層 ４ Ｃｕ材層 ５ Ａｌ材薄膜 ６ 耐熱性絶縁エポキシ樹脂 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 耐熱性絶縁エポキシ樹脂 １３ セラミックスキャップ
Claims (4)
- 【請求項１】 低熱膨張合金板表面にＡｌ材をクラッド
するかあるいは低熱膨張合金板表面にＣｕ材をクラッド
し、かつ所要表面にＡｌ材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、かつ前記ヒートスプレ
ッダ表面のＡｌ材上に、ノボラックエポキシ樹脂４０％
〜５０％と、予めカップリング処理を施した硫酸バリウ
ムとシリカを混合したフィラー４０％〜５０％と、顔料
１％〜２％及び溶剤カルビトールアセテート８％〜９％
とを含む主剤を１００部として、イミダゾール系硬化剤
を６部〜２０部を調合した耐熱性絶縁エポキシ樹脂を介
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 |
|---|---|---|---|
| JP4322362A JP2779573B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 高放熱性集積回路パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4322362A JP2779573B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 高放熱性集積回路パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151662A JPH06151662A (ja) | 1994-05-31 |
| JP2779573B2 true JP2779573B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=18142798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4322362A Expired - Fee Related JP2779573B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 高放熱性集積回路パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779573B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5650663A (en) * | 1995-07-03 | 1997-07-22 | Olin Corporation | Electronic package with improved thermal properties |
| US5691567A (en) | 1995-09-19 | 1997-11-25 | National Semiconductor Corporation | Structure for attaching a lead frame to a heat spreader/heat slug structure |
| JP2806328B2 (ja) * | 1995-10-31 | 1998-09-30 | 日本電気株式会社 | 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
| JP2000012723A (ja) | 1998-06-23 | 2000-01-14 | Nitto Denko Corp | 回路基板の実装構造体およびそれに用いる多層回路基板 |
| US6936763B2 (en) * | 2002-06-28 | 2005-08-30 | Freescale Semiconductor, Inc. | Magnetic shielding for electronic circuits which include magnetic materials |
| JP5836777B2 (ja) * | 2011-11-29 | 2015-12-24 | 京セラ株式会社 | 配線基板 |
-
1992
- 1992-11-05 JP JP4322362A patent/JP2779573B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06151662A (ja) | 1994-05-31 |
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