JPH0281459A - Icパッケージ - Google Patents
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- JPH0281459A JPH0281459A JP23204088A JP23204088A JPH0281459A JP H0281459 A JPH0281459 A JP H0281459A JP 23204088 A JP23204088 A JP 23204088A JP 23204088 A JP23204088 A JP 23204088A JP H0281459 A JPH0281459 A JP H0281459A
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- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(7)技術分野
この発明は、Siバイポーラゲートアレー 或はGaA
sICゲートアレーなどの、入出力端子数が多く、かつ
高速信号を取扱うIC用のパッケージに関する。
sICゲートアレーなどの、入出力端子数が多く、かつ
高速信号を取扱うIC用のパッケージに関する。
(イ)従来技術
Siバイポーラに代表される、高速信号を取り扱うIC
のゲートアレーは、多数の入出力端子を必要とする。
のゲートアレーは、多数の入出力端子を必要とする。
入出力端子数が多く、高速信号を扱うので、PGA (
ピングリッドアレー)というパッケージが主に使われて
いる。
ピングリッドアレー)というパッケージが主に使われて
いる。
これはパッケージの外部取り出し端子をビンの形状にし
て、パッケージ上面または下面から取り出す様式のもの
である。面からとり出すので、多数の端子を取り出せる
、という利点がある。
て、パッケージ上面または下面から取り出す様式のもの
である。面からとり出すので、多数の端子を取り出せる
、という利点がある。
PGAはセラミックパッケージのカテゴリーに入る。P
GAに於て、信号は、良質の誘電体であるセラミック中
を伝搬する。マイクロストリップラインの構造をとる事
により、かなり高速の信号を取扱う事ができる。
GAに於て、信号は、良質の誘電体であるセラミック中
を伝搬する。マイクロストリップラインの構造をとる事
により、かなり高速の信号を取扱う事ができる。
マイクロストリップラインというのは、一定厚みの誘電
体の上に、一定幅の信号伝達用のメタライズ配線を設け
、下面にグランド面を広く設けたものである。信号伝達
用メタライズ配線の幅W、誘電体の厚みd1誘電率εに
よって、信号配線のインピーダンスを決める事ができる
。これらの値を一定値とし、かつインピーダンスを所定
の特性インピーダンス4に等しくすれば、信号配線の中
を高速の信号が、減衰せずに伝わる事ができる。
体の上に、一定幅の信号伝達用のメタライズ配線を設け
、下面にグランド面を広く設けたものである。信号伝達
用メタライズ配線の幅W、誘電体の厚みd1誘電率εに
よって、信号配線のインピーダンスを決める事ができる
。これらの値を一定値とし、かつインピーダンスを所定
の特性インピーダンス4に等しくすれば、信号配線の中
を高速の信号が、減衰せずに伝わる事ができる。
さらに、信号メタライズ配線とグランド面の間にZoの
終端抵抗を入れると、信号の反射を抑える事ができる。
終端抵抗を入れると、信号の反射を抑える事ができる。
以上がマイクロストリップラインである。
セラミックパッケージというのは、薄いセラミックの上
に、信号用メタライズ配線や、電源、グライド用配線を
印刷、蒸着し、これらセラミック板を多数積層したもの
である。リードフレームはメタライズ配線にろう付けす
る。
に、信号用メタライズ配線や、電源、グライド用配線を
印刷、蒸着し、これらセラミック板を多数積層したもの
である。リードフレームはメタライズ配線にろう付けす
る。
気密性や放熱性に優れている。リードフレームがパッケ
ージを貫かず、配線はメタライズによって形成される。
ージを貫かず、配線はメタライズによって形成される。
このため、立体的な配線をとる事ができるし、気密性に
も優れるのである。
も優れるのである。
IC用のパッケージとして、いくつかのカテゴリーの異
なるものがある。
なるものがある。
前述のセラミックパッケージ以外のものとして、低融点
ガラス封止型のものがある。第4図にこれを示す。
ガラス封止型のものがある。第4図にこれを示す。
中央にキャビティ14を形成した七ラミック基板30と
、セラミック製のふた5と、よりなる。
、セラミック製のふた5と、よりなる。
リードフレーム6は、基板30とふた5の間に低融点ガ
ラス7によって固定されている。
ラス7によって固定されている。
ふた5と基板30がガラスによって固着し封止するので
、ガラス封止型というのである。セラミックを素材とす
るが、セラミックパッケージとはいわない。
、ガラス封止型というのである。セラミックを素材とす
るが、セラミックパッケージとはいわない。
リードフレーム6の先端部とICチップ8の電極の間は
、ワイヤ9によって接続する。
、ワイヤ9によって接続する。
ガラス封止型のパッケージにおいては、外部取り出し端
子であるリードフレームはエツチングによって作製し、
それを基板30に、低融点ガラス7で取り付ける。
子であるリードフレームはエツチングによって作製し、
それを基板30に、低融点ガラス7で取り付ける。
このため、かなり多くのビン数のもの、を容易にて作製
する事ができる、という利点を有する。
する事ができる、という利点を有する。
しかし、第4図に示すように、マイクロストリップライ
ンとはなっていない。このため、高速信号を取り扱う素
子のパッケージとしては適していない。
ンとはなっていない。このため、高速信号を取り扱う素
子のパッケージとしては適していない。
信号のインピーダンスと、リードフレームのインピーダ
ンスとが合致せず、リードフレームによって信号が反射
され、減衰する。
ンスとが合致せず、リードフレームによって信号が反射
され、減衰する。
(つ) 発明が解決しようとする問題点多数の入出力端
子を有し、高速信号を扱うICに対して、パッケージと
してPGAを用いた場合、特性的には問題がない。しか
し、コストがかかり、高価なパッケージになってしまう
という問題があった。
子を有し、高速信号を扱うICに対して、パッケージと
してPGAを用いた場合、特性的には問題がない。しか
し、コストがかかり、高価なパッケージになってしまう
という問題があった。
セラミックパッケージに於ては、多くの導体配線をセラ
ミック上に設ける。メタライズ配線という。これは通常
W(タングステン)の厚膜印刷回路である。
ミック上に設ける。メタライズ配線という。これは通常
W(タングステン)の厚膜印刷回路である。
ところが、Wはワイヤボンディングできない。そこで、
ワイヤポンディング可能とするため、Wの回路を金メツ
キする。金メツキ時の給電の際、すべての配線に給電し
なければならない。
ワイヤポンディング可能とするため、Wの回路を金メツ
キする。金メツキ時の給電の際、すべての配線に給電し
なければならない。
通常、PGAは、全ての配線を、パッケージの外側の部
分でつなげ、金メツキの場合、このつないだ部分に給電
するようにする。
分でつなげ、金メツキの場合、このつないだ部分に給電
するようにする。
メツキが終了した後、この部分を切り落とす。
このような方法で、メタライズ配線の上面には全て、金
のメツキ層ができる。
のメツキ層ができる。
薄いセラミック自体が高価であるし、上記のメツキ法が
さらにコストを押し上げる。
さらにコストを押し上げる。
さらに、上記のメツキ法のため、配線に余分な分岐が付
くことになる。この分岐で、特性インピーダンスからの
ずれが生じる。高速信号を通した時、この分岐で、信号
の一部分が反射されてしまう。
くことになる。この分岐で、特性インピーダンスからの
ずれが生じる。高速信号を通した時、この分岐で、信号
の一部分が反射されてしまう。
コストの点で、低融点ガラス封止型パッケージは有利で
ある。
ある。
ところが、安価な低融点ガラス封止型のものは、第4図
に示すように、マイクロストリップライン構造を持たな
いので、高速信号を扱う素子には向かない。
に示すように、マイクロストリップライン構造を持たな
いので、高速信号を扱う素子には向かない。
本発明は、このような問題を、安価な低融点ガラス封止
型パッケージに高速信号を取り扱える機能を付加する事
により、解決しようとするものである。
型パッケージに高速信号を取り扱える機能を付加する事
により、解決しようとするものである。
に)構 成
高速信号を良好に伝達するためには、信号線の特性イン
ピーダンスを一様にする必要がある。
ピーダンスを一様にする必要がある。
特性インピーダンスを規定するのは、信号線の幅、グラ
ンド面との距離などである。
ンド面との距離などである。
ところが、従来の低融点ガラス封止型パッケージでは信
号線に対するグランド面がない。グランド面がないので
、信号線のグランドに対する容量や誘導の値を一定にす
ることができない。もちろんグランド電位のリードフレ
ームが側方に存在する。しかし、信号線と、グランド電
位のリードフレームの間に生ずる容量は小さい。
号線に対するグランド面がない。グランド面がないので
、信号線のグランドに対する容量や誘導の値を一定にす
ることができない。もちろんグランド電位のリードフレ
ームが側方に存在する。しかし、信号線と、グランド電
位のリードフレームの間に生ずる容量は小さい。
従って、信号線のインピーダンスは、信号の特性インピ
ーダンスZoよりもずっと大きく、シかも一定しない。
ーダンスZoよりもずっと大きく、シかも一定しない。
本発明に於ては、リードフレームの上下の面に、メタラ
イズ或は金属板を設ける事によりこれをグランド電位と
して、信号線のインピーダンスを、一定のインピーダン
スにする。
イズ或は金属板を設ける事によりこれをグランド電位と
して、信号線のインピーダンスを、一定のインピーダン
スにする。
信号線はリードフレームであるので、幅と厚みは一定に
する事ができる。信号線の上下に広いグランド面があれ
ば、リードフレームのインピーダンスを一定の値にする
事ができる。さらに、リードフレームとグランド面との
距離およびセラミック板の誘電率を適当に選ぶことによ
って、リードフレームのインピーダンスを所定の特定イ
ンピーダンスZoに等しくなるようにする事ができる。
する事ができる。信号線の上下に広いグランド面があれ
ば、リードフレームのインピーダンスを一定の値にする
事ができる。さらに、リードフレームとグランド面との
距離およびセラミック板の誘電率を適当に選ぶことによ
って、リードフレームのインピーダンスを所定の特定イ
ンピーダンスZoに等しくなるようにする事ができる。
また、リードフレームの上のグランド面とする部分は、
一部を空白として、抵抗やコンデンサを設け、或はこれ
らのチップ素子をとりつけるための電極を設ける事にし
てもよい。
一部を空白として、抵抗やコンデンサを設け、或はこれ
らのチップ素子をとりつけるための電極を設ける事にし
てもよい。
以下、図面によって説明する。
第1図は本発明の実施例にかかるICパッケージの平面
図である。第2図は縦断面図である。
図である。第2図は縦断面図である。
底板1はセラミック板、或は金属板である。これは正方
形の盲板である。放熱性を特に要求される時には、Cu
Wなどの金属板とする。
形の盲板である。放熱性を特に要求される時には、Cu
Wなどの金属板とする。
底板1の上には、第1メタライズ面11がある。
これはグランド電位にする。
第1メタライズ面11の上には、中央に正方形の開口を
有する正方形状の基板2がある。基板2はAl2O3、
AINなどのセラミック板である。
有する正方形状の基板2がある。基板2はAl2O3、
AINなどのセラミック板である。
中央の開口と、底板1で囲まれる部分をキャビティ14
という。ここにICチップ8を搭載する。
という。ここにICチップ8を搭載する。
第1図に於て、メタライズ面を明示するために斜線を引
いている。これは断面である事を示すのではない。第2
図に於ける斜線は断面を示すためのハラチンである。
いている。これは断面である事を示すのではない。第2
図に於ける斜線は断面を示すためのハラチンである。
基板2の四辺には低融点ガラス7によって、多数のリー
ドフレーム6が固定されている。リードフレーム6の先
端が、キャビティ14の近くまで延びている。
ドフレーム6が固定されている。リードフレーム6の先
端が、キャビティ14の近くまで延びている。
リードフレーム6の上には、より広い中央開口を有する
第1セラミック枠3がある。これの底部が低融点ガラス
7によって、リードフレーム6及び基板2の上面に固着
されている。
第1セラミック枠3がある。これの底部が低融点ガラス
7によって、リードフレーム6及び基板2の上面に固着
されている。
リードフレーム6が、セラミック基板2とセラミック枠
3の間を貫通しており、これを低融点ガラス7で封止し
ている。このため、低融点ガラス封止型パッケージのカ
テゴリーに含まれる。
3の間を貫通しており、これを低融点ガラス7で封止し
ている。このため、低融点ガラス封止型パッケージのカ
テゴリーに含まれる。
第1セラミック枠3の開口はより広いので、リードフレ
ーム6の先端は、開口辺より内部に突き出ている。
ーム6の先端は、開口辺より内部に突き出ている。
リードフレーム6の先端と、ICチップ8の電極とは、
ワイヤ9によって接続される。
ワイヤ9によって接続される。
これらの図では、簡単のためリードフレーム6の数を各
辺4本ずつしか示していない。しかし実際には、数十率
から百本のリードフレームを設けることが多い。
辺4本ずつしか示していない。しかし実際には、数十率
から百本のリードフレームを設けることが多い。
第1セラミック枠3の上面には、第2メタライズ面12
を設ける。これは上面全体に設けてもよい。グランド電
位とするメタライズ面である。これは、Wの厚膜印刷、
Moの蒸着などにより作る。
を設ける。これは上面全体に設けてもよい。グランド電
位とするメタライズ面である。これは、Wの厚膜印刷、
Moの蒸着などにより作る。
この例では、第1セラミック枠3の上面の内方の一部を
空白にしている。
空白にしている。
この空白部20に抵抗、コンデンサなどの素子21、或
は素子を取付けるための電極を設ける事ができる。
は素子を取付けるための電極を設ける事ができる。
素子21として、抵抗を設ける場合、これは、特性イン
ピーダンスZOに等しい抵抗とし、信号線の終端のため
に使う事ができる。
ピーダンスZOに等しい抵抗とし、信号線の終端のため
に使う事ができる。
素子21が抵抗である場合、金属薄膜を蒸着する事によ
って作る事ができる。
って作る事ができる。
或は素子21としてコンデンサを設ける事ができる。チ
ップコンデンサを空白部20に作った電極に接着するよ
うにしてもよい。コンデンサは電源間に入れて、電源を
通じて入る雑音を遮断するために使うことができる。
ップコンデンサを空白部20に作った電極に接着するよ
うにしてもよい。コンデンサは電源間に入れて、電源を
通じて入る雑音を遮断するために使うことができる。
コンデンサも薄膜法により、空白部20に形成する事が
できる。
できる。
第1セラミック枠3の上には、さらに広い開口を持つ第
2セラミック枠4を固着する。
2セラミック枠4を固着する。
第2セラミック枠4の上にもメタライズ面13を形成し
、ここにふた5を積層する。
、ここにふた5を積層する。
リードフレーム6の直下の第1メタライズ面11がグラ
ンド電位となり、直上の第2メタライズ面12もグラン
ド電位となる。
ンド電位となり、直上の第2メタライズ面12もグラン
ド電位となる。
第1メタライズ面11と第2メタライズ面12とリード
フレームのグランド端子とを電気的に接続しなければな
らない。
フレームのグランド端子とを電気的に接続しなければな
らない。
このような接続は、たとえばワイヤ19などにより、パ
ッケージ内部でワイヤボンディングによって行なう事が
できる。
ッケージ内部でワイヤボンディングによって行なう事が
できる。
もうひとつの方法は、第3図に示すように、側面の一部
に上下方向のメタライズ面を作る事による。
に上下方向のメタライズ面を作る事による。
第1セラミック枠3の四隅に切欠き17を設け、ここに
側面メタライズ面16を形成する。
側面メタライズ面16を形成する。
基板2の隅部に小さい隅部メタライズ面18を設ける。
スルーホール15によって隅部メタライズ面18と第1
メタライズ面11とを接続する。
メタライズ面11とを接続する。
第1セラミック枠3を基板2に固着した後、側面メタラ
イズ面16と隅部メタライズ面18の間にハンダを盛り
上げて、両者を接続する。このようにして、上下のメタ
ライズ面11.12を互に接続する事ができる。
イズ面16と隅部メタライズ面18の間にハンダを盛り
上げて、両者を接続する。このようにして、上下のメタ
ライズ面11.12を互に接続する事ができる。
この場合、グランド用のリードフレームと、いずれかの
メタライズ面IL 12とをワイヤによって接続する
。
メタライズ面IL 12とをワイヤによって接続する
。
(6)作 用
リードフレームの上下に広いグランド電位の面が存在す
る。間に介在するのはAl2O3、AINなどのセラミ
ックである。従って、リードフレームの単位長さ当りの
インピーダンスが一定になる。これを特性インピーダン
スに等しくなるようにしておくと、高速信号が減衰し、
反射する、という事がない。
る。間に介在するのはAl2O3、AINなどのセラミ
ックである。従って、リードフレームの単位長さ当りの
インピーダンスが一定になる。これを特性インピーダン
スに等しくなるようにしておくと、高速信号が減衰し、
反射する、という事がない。
(2)実施例
本発明の効果を確認するために次のようなノクツケージ
を試作した。
を試作した。
外形は30mm口で、中央に10顛口の開口(キャビテ
ィ)を有する厚み1.5朋のAIN (窒化アルミニウ
ム)を基板2とした。この裏面にMo板を貼りつけてい
る。これが底板1に当る。
ィ)を有する厚み1.5朋のAIN (窒化アルミニウ
ム)を基板2とした。この裏面にMo板を貼りつけてい
る。これが底板1に当る。
基板2の四辺に、132ビンのリードフレームをガラス
によって取付け、さらに、中央に15龍口の開口を有し
、上面にメタライズのしてある厚み1.5+zのAIN
板(第1セラミック枠3に当る)をガラスによって取付
けな。
によって取付け、さらに、中央に15龍口の開口を有し
、上面にメタライズのしてある厚み1.5+zのAIN
板(第1セラミック枠3に当る)をガラスによって取付
けな。
AIN枠3、AIN基板2の厚みは、リードフレームの
幅とガラスの誘電率、AINの誘電率を考慮して、特性
インピーダンスZo中50Ωとなるように決めた。
幅とガラスの誘電率、AINの誘電率を考慮して、特性
インピーダンスZo中50Ωとなるように決めた。
各グランド面はハンダ付法により接続した。
立上り時間50 psのパルスを入力して出力波形を観
測した。
測した。
出力波形の立上り時間は100paであった。この結果
から、4 GHzまでは、この構造で、充分使用できる
事が確認される。
から、4 GHzまでは、この構造で、充分使用できる
事が確認される。
(ト)効 果
本発明のパッケージは、ガラス封止型のパッケージであ
りながら、高速信号を減衰、反射少なく通過させる事が
できる。
りながら、高速信号を減衰、反射少なく通過させる事が
できる。
ガラス封止型であるので多ピン型の素子に好適であり、
しかも比較的安価である。
しかも比較的安価である。
したがって、本発明のパッケージは、高速多ピンIC用
の、比較的安価なパッケージとして有用である。
の、比較的安価なパッケージとして有用である。
第1図は本発明の実施例に係るICパッケージの平面図
。 第2図は同じものの縦断面図。 第3図は隅部の組立前の斜視図。 第4図は従来例にかかるガラス封止型パッケージの縦断
面図。 1・・・・・・底 板 2・・・・・・基 板 3・・・・・・第1セラミック枠 4・・・・・・第2セラミック枠 5・・・・・・ふ た 6・・・・・・リードフレーム 7・・・・・・低融点ガラス 8・・・・・・ICチップ 9・・・・・・ワイヤ 11・・・・・・第1メタライズ而 12・・・・・・第2メタライズ面 13・・・・・・第3メタライズ面 14・・・・・・キャビティ 15・・・・・・スルーホール 16・・・・・・側面メタライズ面 17・・・・・・切欠き 18・・・・・・隅部メタライズ面 19・・・・・・ワイヤ 20・・・・・・空白部 21・・・・・・素 子 発 明 者 後 藤 安 原 大 塚
。 第2図は同じものの縦断面図。 第3図は隅部の組立前の斜視図。 第4図は従来例にかかるガラス封止型パッケージの縦断
面図。 1・・・・・・底 板 2・・・・・・基 板 3・・・・・・第1セラミック枠 4・・・・・・第2セラミック枠 5・・・・・・ふ た 6・・・・・・リードフレーム 7・・・・・・低融点ガラス 8・・・・・・ICチップ 9・・・・・・ワイヤ 11・・・・・・第1メタライズ而 12・・・・・・第2メタライズ面 13・・・・・・第3メタライズ面 14・・・・・・キャビティ 15・・・・・・スルーホール 16・・・・・・側面メタライズ面 17・・・・・・切欠き 18・・・・・・隅部メタライズ面 19・・・・・・ワイヤ 20・・・・・・空白部 21・・・・・・素 子 発 明 者 後 藤 安 原 大 塚
Claims (4)
- (1)金属であるか、又は上面にメタライズ面11を有
する金属或は絶縁体よりなる盲板である底板1と、底板
1の上に積層した中央に開口を有するセラミック製の基
板2と、中央により広い開口を有し上面の全体或は上面
の四周にメタライズ面12を有する第1セラミック枠3
と、基板2と第1セラミック枠3の間に低融点ガラス7
によつて封止される多数のリードフレーム6とよりなり
、基板2の下の金属或はメタライズ面11がグランド電
位面であり、第1セラミック枠3の上のメタライズ面1
2もグランド電位面であり、上下のグランド電位面によ
つてはさまれるリードフレームの単位長さ当りの特性イ
ンピーダンスが一定になるようにした事を特徴とするI
Cパッケージ。 - (2)第1セラミック枠3の上面の一部に空白部20が
あり、ここに抵抗、或はコンデンサが配置されている事
を特徴とする特許請求の範囲第(1)頂記載のICパッ
ケージ。 - (3)第1セラミック枠3の隅部に切欠き17があり、
この側面には上面のメタライズ面12に連続する側面メ
タライズ面16が形成され、基板2の下方のグランド面
とスルーホール15によつて接続される隅部メタライズ
面18を基板2の上面隅部に設け、前記側面メタライズ
面16と隅部メタライズ面18はハンダを盛り上げる事
によつて接続してある事を特徴とする特許請求の範囲第
(1)項又は第(2)項記載のICパッケージ。 - (4)基板2がAlN、SiC、BeOなど高放熱セラ
ミックで形成されている事を特徴とする特許請求の範囲
第(1)項から第(3)項のいずれかに記載のICパッ
ケージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23204088A JPH0281459A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Icパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23204088A JPH0281459A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Icパッケージ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0281459A true JPH0281459A (ja) | 1990-03-22 |
Family
ID=16933022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23204088A Pending JPH0281459A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Icパッケージ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0281459A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0855949A (ja) * | 1994-08-16 | 1996-02-27 | Nec Kyushu Ltd | フラットパッケージ |
JP2007012726A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体装置 |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP23204088A patent/JPH0281459A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0855949A (ja) * | 1994-08-16 | 1996-02-27 | Nec Kyushu Ltd | フラットパッケージ |
JP2007012726A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体装置 |
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