JP3051914U

JP3051914U - Ｉｃチップ用放熱器

Info

Publication number: JP3051914U
Application number: JP1998001548U
Authority: JP
Inventors: 國明陳
Original assignee: ▲きん▼成科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1998-09-11
Anticipated expiration: 2004-03-02
Also published as: TW378791U

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＣチップ用放熱器の提供。【解決手段】被覆されるＩＣチップが実装される基板
と、該放熱片の辺縁の接合部分は緊密に貼り合わされ、
且つ該基板の表面の接地点と該放熱片が電気的に連接
し、該接合部分と該放熱片が支架で連結し、ＩＣチップ
の熱量を散逸させる目的を達成すると共に、ＩＣチップ
パッケージ中のリード線の電気誘導を低減するのに有効
であるものとされる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は一種のＩＣチップ用放熱器に関し、さらに詳しくは、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージに応用されるＩＣチップ用放熱器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ＩＣチップ内に含まれる素子密度は極めて高く、且つその中の回路機能の操作頻度が高くなり、回路が益々複雑化する傾向にある。このためその発生する熱量のためにＩＣチップが焼損したり回路の劣化が発生し、それにより信頼性の低下と寿命の短縮がもたらされ、使用者のコストが増すだけでなく、使用上、誤動作が発生して損害をもたらすことがある。ゆえに、ＩＣチップに放熱器を取り付けてＩＣチップの作業温度を抑制することが重要な課題となっている。

【０００３】しかし、ＩＣチップは非常に脆弱であり、放熱装置の取付けは非常に難しく、特にその取付け過程では製造工程との相容性と利便性に注意を払う必要があり、それにより過多のコストがかかることを防ぎ、またＩＣチップへの損傷による歩留りの低下を防がなければならない。

【０００４】このほか、ＩＣチップパッケージにはもう一つの問題が発生する。ＢＧＡパッケージ技術では、その基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上にＩＣチップが実装されて、下方がソルダーボールとされて、基板内においてリード線で上下表面の接点が連接され、それによりＩＣチップがソルダーボールと電気的に連接するようにしてある。このリード線のインダクション効果がもし抑制できれば、製品の電気特性はより向上すると思われる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は一種のＩＣチップの放熱を補助する放熱器を提供することを課題とし、それは、良好な導熱性を有する放熱片でＩＣチップを被覆し、該放熱片をＩＣチップを支持する装置に固着し、且つ該ＩＣチップと非常に接近するか或いはちょうど接触するようにし、ＩＣチップの放熱を補助すると共に、ＩＣチップを圧迫せずＩＣチップを損壊させないようにしてあるものとする。そして製造プロセスが簡単で、大量生産に適したものとする。

【０００６】本考案は一種のＩＣチップパッケージの電気特性を改善可能な構造を提供することを課題とし、それは、良好な導熱性を有する本考案とＩＣチップを支持する装置の間に緊密な接合関係を形成し、その中、放熱片の接合部を該支持装置に平らに密着させ、且つ該支持装置の接地点と電気的に連接させるようにしてあり、この構造により、十分にＩＣチップパッケージ中のリード線のインダクション効果を低減させて製品の電気性能を増加できるものとする。

【０００７】本考案はさらに一種のＩＣチップ用放熱器を提供することを課題とし、それは、放熱片の辺縁を接合部分となしてＩＣチップを支持する装置と連結させ、該放熱片を、その主放熱部分が該接合部分と同じ平面にないものとし、並びに支架を利用して該主放熱部分と該接合部分を連接させて、両者の間の区域のほとんどを中空とし、該接合部分の下方の導電エポキシが、ＩＣチップに延伸するのを阻止し、且つ容易に後続の化合物被覆の工程を進行させるようにしてあるものとする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案は、一つの支持装置とされて、その上にＩＣチップが置かれ、該支持装置の上表面に接地点が設けられているものと、一つの放熱片とされて、上述のＩＣチップを被覆し、良好な導熱性及び導電性を有して上部が主放熱部分とされ、辺縁が接合部分とされ、該主放熱部分が上記ＩＣチップに非常に接近するか或いは接触し、該接合部分が平坦な下表面を有して該下表面が上述の支持装置の上表面と緊密に接合され、且つ接合部分の上述の接地点と接合する部分に孔が設けられて該孔が導電エポキシで被覆され、該接地点と該放熱片が電気的に連接しているもの、以上を包括して構成された、ＩＣチップ用放熱器としている。

【０００９】請求項２の考案は、前記接合部分と前記支持装置が導電エポキシで接合されていることを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１０】請求項３の考案は、前記導電エポキシの一種銀エポキシでも使用可能なことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩＣチップ用放熱器。

【００１１】請求項４の考案は、前記主放熱部分に、被覆するＩＣチップに接近するように、プレスにより形成された凹部が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１２】請求項５の考案は、前記主放熱部分の下表面に被覆するＩＣチップに接近するよう突起が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１３】請求項６の考案は、前記放熱片がアルミ金属とされたことを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１４】請求項７の考案は、前記放熱片の表面に、プラス極酸化処理により酸化アルミニウムが形成され、さらにパンチングプレスによる孔が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１５】請求項８の考案は、前記接合部分と前記主放熱部分の間が複数の支架で連接されていることを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１６】請求項９の考案は、前記支架が、外向きに僅かに突出していることを特徴とする、請求項７に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１７】請求項１０の考案は、前記支持装置がボールグリッドアレイパッケージの基板とされたことを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１８】請求項１１の考案は、前記放熱片が化合物材料で完全に被覆されていることを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００１９】請求項１２の考案は、前記放熱片が化合物材料で一部被覆されていることを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００２０】請求項１３の考案は、前記化合物材料がエポキシ樹脂とされたことを特徴とする、請求項１１又は請求項１２に記載のＩＣチップ用放熱器としている。

【００２１】

【考案の実施の形態】

本考案は一種のＩＣチップ用放熱器を提供するものであり、それは、放熱片でＩＣチップを被覆して放熱効果を達成するようにしたものである。被覆されるＩＣチップが実装される基板と、該放熱片の辺縁の接合部分は緊密に貼り合わされている。且つ該基板の表面の接地点と該放熱片が電気的に連接し、該接合部分と該放熱片が支架で連結している。本考案の放熱器は、ＩＣチップの熱量を散逸させる目的を達成すると共に、ＩＣチップパッケージ中のリード線のインダクタンスを低減するのに有効である。

【００２２】

【実施例】

図１は本考案をＢＧＡパッケージに応用した一つの実施例が示されている。該ＢＧＡパッケージの基板１０上にＩＣチップ２０が支持され、一つの放熱片３０がＩＣチップ２０を被覆している。放熱片３０は三つの部分を包括してなり、それは即ち、接合部分３２、支架３４及び主放熱部分３６とされる。その中、接合部分３２と基板１０の間に接着剤が塗布され圧合工程により両者が固着されている。接合部分３２と主放熱部分３６の間は支架３４により連接され、且つ支架３４が僅かに外向きに突出している。

【００２３】放熱片３０はＩＣチップ２０に非常に接近するか或いはちょうど接触しており、それにより良好な放熱効果を提供し、並びにＩＣチップ２０を圧損しないものとされている。

【００２４】上述の構造のもう一つの特徴は、接合部分３２と基板１０が完全に貼合されており、間隙を発生せず、このためにパッケージ中のリード線のインダクタンスを下げることができ、製品の電気特性を向上できることであり、その理由は後述する。

【００２５】図１に示される放熱片３０の構造は図２に示されるとおりである。その中、接合部分３２は環状とされるのが望ましく、支架３４により主放熱部分３６と連接され、接合部分３２上に孔３８が形成されている。図１に示されるように、主放熱部分３６は接合部分３２よりも高く、両者は同じ平面になく、その間の支架３４が緩衝作用を有するものとされている。

【００２６】放熱片３０と基板１０の結合は、導電エポキシを接合部分３２の下方に対応する基板接触部分に塗布し、導電エポキシは望ましくは銀エポキシとされる。もし導電エポキシを節約したい場合には、孔３８の付近の基板表面だけに塗布する。

【００２７】上述の構造の特徴の一つは、接合部分３２と主放熱部分３６が支架３４により連接され、両者の間に閉口面が形成されず、下の開口部分に対して化合物材料による被覆工程が進行されることであり、これについての詳しい内容は、後述する。

【００２８】上述の構造のもう一つの特徴は、接合部分３２の内周辺縁に一つの円周状の界面が設けられて、主放熱部分３６に連続して延伸されていないことであり、その作用は放熱片３０を基板１０に圧着する時に、接合部分３２と基板１０の間で圧力が過多にかけられても、導電エポキシが周囲に沿って上向きに溢れ出るために、主放熱部分３６の下方に蔓延して電気回路を絶縁するのを防止をできることである。

【００２９】放熱片３０は望ましくは、アルミ金属で製造されるが、さらに良好な絶縁効果を獲得するためには、放熱片３０の表面に酸化アルミニウムが形成され、その形成方法としては一般にはプラス極酸化法が採用される。或いは絶縁物質が放熱片３０の表面に塗布される。

【００３０】放熱片３０の表面に酸化アルミニウムを形成するもう一つの理由は、放熱片３０と基板１０間の付着力を増強することで、これは基板１０表面とアルミ金属の結合力不良によるもので、導電エポキシによる接着だけでは脱落の可能性があるためで、一層の酸化アルミニウム界面を形成することで良好な接合効果を得られるためである。

【００３１】次に、放熱片３０を利用してパッケージ中のリード線のインダクタンスを低減できる理由を説明する。図３には放熱片３０と基板１０の結合状況が示される。基板１０内部には多くの引込み線が設けられて上表面のＩＣチップ２０と下表面のソルダーボールを連接している。基板１０の上表面には多くの孔が設けられて接地点１２を露出させており、並びに導電エポキシにより接地点１２と接地点１２が電気的に連接されており、接地点１２が基板１０表面に接合しているため、基板１０内部の引込み線と接近し、これによりこれら引込み線のセルフインダクタンスが低減されている。

【００３２】接地点１２と引込み線の間の距離はこのインダクタンス値に影響を与えるため、接合部分３２は基板１０表面に平らに密着するのが望ましく、それにより最良の効果を提供することができる。且つ接合部分３２と接合部分３２の連接部分には孔３８が設けられ、導電エポキシでその中が被覆されることで電気的連接の目的が達成される。導電エポキシは銀エポキシとされるのが望ましい。

【００３３】孔３８の形成方法として、望ましくは、酸化アルミニウム表層形成後に、さらにパンチングプレスで設けられるものとする。

【００３４】図４には本考案のもう一つの実施例が示され、その中、放熱片３０’と前述の放熱片３０の構造はほぼ同じであるが、ただし、主放熱部分３６’が凹所４０を有してさらにＩＣチップ２０に接近し、それにより、より良好な放熱効果を提供できるものとされている。凹所４０はプレスにより製造される。また凹所４０を設けるほかにも、当該技術に関連する者が容易に思いつく構造、例えば、主放熱部分３６’に下向きに多くの突起を形成し、その上表面を凹ませずに平坦面に保持し、下表面に設けられた該突起によりＩＣチップ２０に接近させる構造も可能である。

【００３５】前述したように、支架３４は僅かに外向きに突出しており、これは支架３４がＩＣチップ２０と基板１０間の金属線に接触するのを防止するためである。放熱片３０成形時に、支架３４部分の厚さはもともと比較的薄いため、放熱片３０を基板１０に圧着する時に、支架３４は自然に外向きに僅かに突出する。またもう一種の可能な構造が図５に示され、その中、放熱片３０”と放熱片３０の構造はほぼ同じであるが、ただし支架３４’に凸角が設けられて、該凸角が圧着過程で支架３４’を案内して外向きに僅かに突出させる作用を有するものとされている。

【００３６】図６及び図７はそれぞれ埋め込み型と露出型の２種類の異なるパッケージ方式を示し、その中、埋め込み型では化合物材料５０が放熱片３０を完全に被覆しており、露出型では化合物材料５０が放熱片３０の一部分を被覆し、主放熱部分３６が露出し、他の放熱装置に外接できるようにしてある。化合物材料５０は絶縁及び防水性を有する材料とされ、望ましくはエポキシ樹脂とされる。

【００３７】以上は本考案の望ましい実施例を説明するものであるが、それ以外にも、本考案に係る技術に習熟する者が、本考案に基いてなす各種改修及び修飾は、いずれも本考案の請求範囲に属するものとする。例えば、本考案の放熱片で被覆する物はただ単一ＩＣチップに限られるわけではなく、且つそれはＢＧＡパッケージにのみ応用されるのではない。ＩＣのほかにも、他のマイクロ素子、例えば光電半導体及びマイクロ波素子などにも本考案を適用可能である。

【００３８】

【考案の効果】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一つの実施例の断面図である。

【図２】図１の実施例の放熱片の平面図である。

【図３】図２に示される放熱片と、ＩＣチップを支持す
る基板の接地点との形成する電気的連接を示す構造表示
図である。

【図４】本考案のもう一つの実施例の断面図であり、そ
の中、放熱片の上部に凹所が設けられている。

【図５】本考案のさらにもう一つの実施例の断面図であ
り、その中、放熱片の支架に凸角が設けられている。

【図６】本考案の埋め込み式放熱器実施例の断面図であ
り、その中、放熱片は完全に化合物材料に被覆されてい
る。

【図７】本考案の露出式放熱器実施例の断面図であり、
その中、放熱片の主放熱部分は化合物材料に被覆されて
いない。

【符号の説明】

１０基板２０ＩＣチップ３０放熱片３２接合部分３４支架３６主放熱部分３８孔１２接地点３０’ 放熱片３６’ 主放熱部分４０凹所３０” 放熱片３４’ 支架５０化合物材料

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一つの支持装置とされて、その上にＩＣ
チップが置かれ、該支持装置の上表面に接地点が設けら
れているものと、一つの放熱片とされて、上述のＩＣチ
ップを被覆し、良好な導熱性及び導電性を有して上部が
主放熱部分とされ、辺縁が接合部分とされ、該主放熱部
分が上記ＩＣチップに非常に接近するか或いは接触し、
該接合部分が平坦な下表面を有して該下表面が上述の支
持装置の上表面と緊密に接合され、且つ接合部分の上述
の接地点と接合する部分に孔が設けられて該孔が導電エ
ポキシで被覆され、該接地点と該放熱片が電気的に連接
しているもの、以上を包括して構成された、ＩＣチップ
用放熱器。
【請求項２】前記接合部分と前記支持装置が導電エポ
キシで接合されていることを特徴とする、請求項１に記
載のＩＣチップ用放熱器。
【請求項３】前記導電エポキシの一種銀エポキシでも
使用可能なことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載のＩＣチップ用放熱器。
【請求項４】前記主放熱部分に、被覆するＩＣチップ
に接近するように、プレスにより形成された凹部が設け
られたことを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ
用放熱器。
【請求項５】前記主放熱部分の下表面に被覆するＩＣ
チップに接近するよう突起が設けられたことを特徴とす
る、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器。
【請求項６】前記放熱片がアルミ金属とされたことを
特徴とする、請求項１に記載のＩＣチップ用放熱器。
【請求項７】前記放熱片の表面に、プラス極酸化処理
により酸化アルミニウムが形成され、さらにパンチング
プレスによる孔が形成されていることを特徴とする、請
求項５に記載のＩＣチップ用放熱器。
【請求項８】前記接合部分と前記主放熱部分の間が複
数の支架で連接されていることを特徴とする、請求項１
に記載のＩＣチップ用放熱器。
【請求項９】前記支架が、外向きに僅かに突出してい
ることを特徴とする、請求項７に記載のＩＣチップ用放
熱器。
【請求項１０】前記支持装置がボールグリッドアレイ
パッケージの基板とされたことを特徴とする、請求項１
に記載のＩＣチップ用放熱器。
【請求項１１】前記放熱片が化合物材料で完全に被覆
されていることを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチ
ップ用放熱器。
【請求項１２】前記放熱片が化合物材料で一部被覆さ
れていることを特徴とする、請求項１に記載のＩＣチッ
プ用放熱器。
【請求項１３】前記化合物材料がエポキシ樹脂とされ
たことを特徴とする、請求項１１又は請求項１２に記載
のＩＣチップ用放熱器。