JPH03225946A - 半導体装置用パッケージ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は熱放散性が優れた半導体装置用パッケージに関
する。

［従来の技術］ 第５図は半導体チップが搭載された従来の高放熱型（低
熱抵抗）半導体装置用パッケージの１例を示す一部切欠
斜視図である。

セラミック基板１１の中央部にはその上面から下面に貫
通する穴（開口部）が設けられている。

この開口部は上面の開口幅に比して下面の開口幅が広く
なっており、開口部の側面に段差が設けられている。こ
の段差部におるセラミック基板１１の下面と平行な面に
は複数個の接続端子（図示せず）が配列されている。

セラミック基板１１の下面の４辺に沿う縁部には複数本
の電気接続用リード１４が下方に向けて導出されている
。この電気接続用リードエ４は所定の間隔で格子状に配
列されており、前記接続端子と電気的に接続されている
。

半導体チップ１２は中央部に下方に突出する凸部が設け
られた金属板１３の前記凸部の下面に固着されている。

そして、この金属板１３は半導体チップ１２を下方にし
て前記開口部に嵌合されており、これにより開口部の上
端を閉塞している。

従って、半導体チップ１２は電極形成面を下側にして開
口部内に配置されている。

半導体チップ１２の電極形成面に設けられた電極はボン
ディングワイヤ１６により前記接続端子に接続される。

これにより、半導体チップ１２の電極は夫々セラミック
基板１１の下面の対応する電気接続用リード１４に電気
的に接続される。

そして、半導体チップ１２の下方の開口部の下端はキャ
ップ１５により封止されている。

半導体チップ１２が固着された金属板１３の上面には放
熱用のヒートシンク１７が接合されている。このヒート
シンク１７はその上面に複数の凹凸が規則的に配列され
ており、このため熱放散効率が高くなっている。

この半導体装置用パッケージにおいては、半導体チップ
１２がその電極形成面をセラミック基板１１の電気接続
用リード１４の配設面側に向けて配置される。このよう
な構造をフェースダウン型パッケージという。このフェ
ースダウン型パッケージにおいては、半導体チップ１２
から発生した熱は、金属板１３を介して、上面に配設さ
れたヒートシンク１７に導かれ、このヒートシンク１７
から雰囲気中に放散される。即ち、フェースダウン型パ
ッケージにおいては、電気接続方向と放熱方向とが相反
する方向になっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したフェースダウン型パッケージに
おいては、半導体チップ１２が大型化するに伴ってチッ
プ固着部（金属板１３の凸部）を大型化しようとしても
、チップ固着部の周囲に設けられた電気接続用リード１
４のために、開口部の開口幅を大きくすることができず
、これにより半導体チップの大型化が困難であるという
欠点がある。

また、−殻内にフェースダウン型パッケージでは、前述
の如く、半導体チップ１２から発生した熱を外部に放出
するためにヒートシンク１７を設けることが多いが、こ
のヒートシンク１７のために半導体装置の実装高が高く
なって実装基板の収容間隔を狭くすることができないと
いう欠点もある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
熱放散効率が高く、大型の半導体チップを搭載すること
が可能であると共に、実装高を低くすることができる半
導体装置用パッケージを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る半導体装置用パッケージは、半導体チップ
が搭載されるセラミック基板と、このセラミック基板の
一方の面の前記半導体チップ搭載領域を除く縁部から導
出され所定の間隔で配列された複数本の電気接続用リー
ドと、前記一方の面の前記半導体チップ搭載領域部分か
ら導出され前記電気接続用リードの配列間隔よりも狭い
間隔で配列された複数本の放熱用リードとを有すること
を特徴とする。

［作用コ 本発明においては、電気接続用リードが設けられたセラ
ミック基板面と同一の面の半導体チップ搭載領域部分に
放熱用リードが設けられている。

この放熱用リードは半導体チップから発生した熱を外部
に放散するために設けるものであるため、５− 例えば相互に接触しても半導体チップに不都合が発生す
ることはない。従って、電気接続用リードの配列間隔よ
りも狭い間隔で配列することができる。これにより、高
い放熱効率を得ることができる。

また、本発明においては、半導体チップから発生した熱
を電気接続用リード配設面側から外部に放熱するため、
必然的に半導体チップはその電極形成面を電気接続用リ
ード配設面と逆方向に向けてセラミック基板に搭載され
ることになり、セラミック基板の電気接続用リード配設
面を開口する必要がなくなる。これにより、大型の半導
体チップを搭載することが可能になる。

更に、前記放熱用リードを設けたので、従来のようなヒ
ートシンクは不要になり、半導体装置の実装高を低くす
ることができる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す一部切欠６− 斜視図、第２図は同じくその下面図である。

セラミック基板１はその上面の中央に第１の凹所が設け
られており、この第１の凹所の底面の縁部には複数個の
接続端子（図示せず）が配列されて設けられている。ま
た、この第１の凹所の中央部は更に掘り下げられて第２
の凹所となっている。

セラミック基板１の下面の縁部には電気接続用リード４
が所定のピッチで格子状に配列されている。この電気接
続用リード４は前記接続端子と電気的に接続されている
。また、セラミック基板１の下面中央部は放熱領域７に
なっており、この放熱領域７には放熱用リード３が配列
されている。

この放熱用リード３は、その直径が電気接続用リード４
の直径の２／３と細くなっており、その配列ピッチも電
気接続用リード４の配列ピッチの１／２と狭くなってい
る。この放熱用リード３は、Ａｇ又はＣｕ等のろう材に
よりセラミック基板１に接着されている。

半導体チップ２はセラミック基板１の前記第２の凹所内
にその電極形成面を上方に向けて固着される。そして、
半導体チップ２の電極はボンディングワイヤ６により前
記接続端子と接続される。

これにより、半導体チップ２の電極は、ボンディングワ
イヤ６及び接続端子を介して、電気接続用リード４と電
気的に接続される。また、この半導体チップ２の上方は
キャップ５により閉塞される。

なお、前述の放熱領域７は半導体チップ２の搭載領域に
対応し、その周囲の電気接続用リード４の形成領域は半
導体チップ２の搭載領域を除く基板縁部に対応する。

本実施例においては、電気接続用リード４が設けられて
いる面の中央部が放熱領域７となっており、この放熱領
域７に複数本の放熱用リード３が設けられている。そし
て、この放熱用リード３は電気接続用リード４に比して
その直径が小さくなっている。このように放熱用リード
３の直径を小さくすることにより、放熱用リード３が電
気接続用リード４と同一径である場合に比して、パッケ
ージの製造が容易になる。また、ｃｕ等の高熱伝導材料
により放熱用リード３を成形する場合に、Ｃｕリード３
とセラミック基板１との間の熱膨張係数の差が大きいた
め、放熱用リード３の直径が小さいほうがセラミック基
板１と放熱用リード３との熱膨張係数の差に起因して発
生する不都合を抑制する効果もある。なお、この放熱用
リード３の直径は放熱性及び製造時の容易性を考慮する
と、実際上的０．１２乃至０．３　ｍｍが好ましい。

第３図は半導体チップが搭載された本実施例に係る半導
体装置用パッケージの実装方法を示す斜視図である。

半導体チップが搭載された本実施例の半導体装置用パッ
ケージを配線基板９に実装する場合は、この第３図に示
すように、放熱用リード３及び電気接続用リード４の先
端部のみを半田（Ｐｂ−８ｎ合金）８等により配線基板
９に接合することが好ましい。このように実装すること
により、セラミック基板１の下面と配線基板９の表面と
の間に間隙が形成され、この間隙に、例えば強制的に空
気を通流させることにより、放熱性を十分に発揮させる
ことができる。

９− 次に、実際に本実施例の半導体装置用パッケージを製造
しその性能を調べた結果を比較例と比較して説明する。

本実施例の半導体装置用パッケージ及び従来の半導体装
置用パッケージ（比較例）をその熱抵抗が同じになるよ
うに製造した。そして、これらの実施例及び比較例につ
いて、搭載可能な半導体チップサイズの最大値、実装高
及びセラミック基板サイズを調べた。その結果を下記第
１表にまとめて示す。

第１表 この第１表から明らかなように、本実施例に係る半導体
装置用パッケージは、比較例に対して、搭載可能な最大
半導体チップサイズが面積比で４倍、実装高が１／２で
あり、セラミック基板サイ１０− ズも著しく小型化される。

第４図は本発明の第２の実施例に係る半導体装置用パッ
ケージを示す下面図である。

本実施例が第１の実施例と異なる点は放熱用リード３ａ
の直径及び配列が異なることにあり、その他の構造は基
本的には第１の実施例と同様であるので、第４図におい
て第２図と同一物には同一符号を付してその詳しい説明
は省略する。

本実施例においては、放熱領域７に設けられた放熱用リ
ード８ａの直径が電気接続用リード４の直径と同一であ
り、この放熱用リード３ａは千鳥格子状に配列されてい
る。即ち、放熱用リード３ａは電気接続用リード４と同
一の配列ピッチで行列方向に設けられていると共に、こ
の行列の隣接する４格子点の中央部にも設けられている
。このため、放熱用リード３ａの千鳥格子間隔は電気接
続用リード４の配列ピッチの約６０％と短い。

本実施例においては、上述の如く放熱用リード３ａを千
鳥格子状に配列することにより隣接する放熱用リード３
ａの間隔が第１の実施例に比して大きくなるので、放熱
用リード３ａの直径を電気接続用リード４と同一にして
も、製造時に不都合が発生しないという効果を得ること
ができる。

本実施例においても、第１の実施例と同様に、放熱性が
優れており、大型半導体チップを搭載でき、実装高が低
い半導体装置用パッケージを得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電気接続用リード
が設けられたセラミック基板の面の半導体チップ搭載領
域部分に電気接続用リードの配列ピッチよりも狭いピッ
チで放熱用リードを設けたから、セラミック基板に大型
の半導体チップを搭載することが可能であり、この場合
も優れた放熱性が得られる。このため、半導体装置を小
型化することができる。また、従来のようなヒートシン
クが不要であり、半導体装置の実装高が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す一部切欠斜視図、
第２図は同じ”くその下面図、第３図は同しくその半導
体チップが搭載された半導体装置用パッケージの実装方
法を示す斜視図、第４図は本発明の第２の実施例に係る
半導体装置用パッケージを示す下面図、第５図は従来の
高放熱型半導体装置用パッケージの１例を示す一部切欠
斜視図である。 １．１１；セラミック基板、２．１２；半導体チップ、
３．３ａ；放熱用リード、４，１４；電気接続用リード
、５，１５；キャップ、６，１６；ボンディングワイヤ
、７；放熱領域、８；半田、９：配線基板、１３；金属
板、１７；ヒートシンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体チップが搭載されるセラミック基板と、こ
   のセラミック基板の一方の面の前記半導体チップ搭載領
   域を除く縁部から導出され所定の間隔で配列された複数
   本の電気接続用リードと、前記一方の面の前記半導体チ
   ップ搭載領域部分から導出され前記電気接続用リードの
   配列間隔よりも狭い間隔で配列された複数本の放熱用リ
   ードとを有することを特徴とする半導体装置用パッケー
   ジ。