JPH04350959A - 半導体装置およびその実装体 - Google Patents
半導体装置およびその実装体Info
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- JPH04350959A JPH04350959A JP3152332A JP15233291A JPH04350959A JP H04350959 A JPH04350959 A JP H04350959A JP 3152332 A JP3152332 A JP 3152332A JP 15233291 A JP15233291 A JP 15233291A JP H04350959 A JPH04350959 A JP H04350959A
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
実装技術に関し、特に、半導体装置の放熱性能を向上さ
せる技術に係り、例えば、ピン・グリッド・アレー・パ
ッケージを備えている半導体集積回路装置(以下、PG
A・ICということがある。)およびその実装に利用し
て有効な技術に関する。
実装技術に関し、特に、半導体装置の放熱性能を向上さ
せる技術に係り、例えば、ピン・グリッド・アレー・パ
ッケージを備えている半導体集積回路装置(以下、PG
A・ICということがある。)およびその実装に利用し
て有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、PGA・ICは多ピンであるた
め、高い放熱性能が要求される。そこで、PGA・IC
において放熱性能を高める場合には、PGA・ICのパ
ッケージの一主面に放熱フィンや放熱板が付設されてい
る。
め、高い放熱性能が要求される。そこで、PGA・IC
において放熱性能を高める場合には、PGA・ICのパ
ッケージの一主面に放熱フィンや放熱板が付設されてい
る。
【0003】なお、PGA・ICを述べてある例として
は、日経マグロウヒル社発行「日経マイクロデバイセズ
NO.2」1984年6月11日発行 P160〜P
168、がある。
は、日経マグロウヒル社発行「日経マイクロデバイセズ
NO.2」1984年6月11日発行 P160〜P
168、がある。
【0004】また、放熱フィンや放熱板をICのパッケ
ージに付設する技術を述べてある例としては、特公昭6
3−3460号公報、がある。
ージに付設する技術を述べてある例としては、特公昭6
3−3460号公報、がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、PGA・IC
のパッケージの一主面に放熱フィンや放熱板を付設して
放熱性能を高める技術においては、次のような問題点が
ある。
のパッケージの一主面に放熱フィンや放熱板を付設して
放熱性能を高める技術においては、次のような問題点が
ある。
【0006】■ 占有面積や占有体積(パッケージの
高さが影響する。)が大きくなるため、最近の高密度実
装の要求に答えることができない。
高さが影響する。)が大きくなるため、最近の高密度実
装の要求に答えることができない。
【0007】■ 小形のPGA・ICのパッケージに
あっては、パッケージの一主面の表面積に対する熱抵抗
が大きいため、パッケージの一主面に放熱フィンや放熱
板を付設したのでは、放熱性能を充分に高めることがで
きない。
あっては、パッケージの一主面の表面積に対する熱抵抗
が大きいため、パッケージの一主面に放熱フィンや放熱
板を付設したのでは、放熱性能を充分に高めることがで
きない。
【0008】本発明の目的は、高密度実装の要求に答え
つつ、放熱性能を充分に高めることができる半導体装置
およびその実装技術を提供することにある。
つつ、放熱性能を充分に高めることができる半導体装置
およびその実装技術を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。
【0011】すなわち、電子回路が作り込まれている半
導体ペレットと、互いに絶縁されて半導体ペレットの外
方に放射状に配線されているとともに、半導体ペレット
の電極パッドにそれぞれ電気的に接続されている複数本
のリードと、前記半導体ペレットおよび前記各リードの
インナ部を封止するように成形されているパッケージと
を備えている半導体装置において、前記パッケージに放
熱部材が一主面から外部に略直角に突出されているとと
もに、放熱ピンはパッケージの内部において前記半導体
ペレットと熱伝導的に接続されていることを特徴とする
。
導体ペレットと、互いに絶縁されて半導体ペレットの外
方に放射状に配線されているとともに、半導体ペレット
の電極パッドにそれぞれ電気的に接続されている複数本
のリードと、前記半導体ペレットおよび前記各リードの
インナ部を封止するように成形されているパッケージと
を備えている半導体装置において、前記パッケージに放
熱部材が一主面から外部に略直角に突出されているとと
もに、放熱ピンはパッケージの内部において前記半導体
ペレットと熱伝導的に接続されていることを特徴とする
。
【0012】
【作用】前記した手段によれば、放熱部材が半導体ペレ
ットに熱伝導的に直接接続されているため、半導体ペレ
ットの発熱は放熱部材を通じてパッケージの外部にきわ
めて効果的に放出されることになる。したがって、小さ
な占有面積でも充分に放熱性能を高めることができる。 また、放熱部材はパッケージの一主面に直角に配設され
ているため、この半導体装置の実装時に放熱部材はパッ
ケージの占有面積内に収まることになる。
ットに熱伝導的に直接接続されているため、半導体ペレ
ットの発熱は放熱部材を通じてパッケージの外部にきわ
めて効果的に放出されることになる。したがって、小さ
な占有面積でも充分に放熱性能を高めることができる。 また、放熱部材はパッケージの一主面に直角に配設され
ているため、この半導体装置の実装時に放熱部材はパッ
ケージの占有面積内に収まることになる。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例であるPGA・IC
の実装状態を示す正面断面図である。図2以降はそのP
GA・ICの製造方法の各工程を示すものである。
の実装状態を示す正面断面図である。図2以降はそのP
GA・ICの製造方法の各工程を示すものである。
【0014】本実施例において、本発明に係る半導体装
置はPGA・ICとして構成されている。このPGA・
IC35は、絶縁基板としてのガラス強化プラスチック
(エポキシ樹脂系)が用いられて積層されて、略正方形
の板形状に形成されているベース11と、このベース1
1の一主面にボンディングされており、電子回路が作り
込まれている半導体ペレット26と、前記ベース11に
互いに絶縁されるように放射状に配線されている複数本
のリード16と、各リード16の内側先端部(以下、イ
ンナ部という。)17と半導体ペレット26の各電極パ
ッド27との間にそれぞれ橋絡されているワイヤ28群
と、ベース11の一主面に半導体ペレット26、前記各
リード16の一部およびワイヤ28群を樹脂封止するよ
うに成形されている気密封止パッケージ30とを備えて
いる。
置はPGA・ICとして構成されている。このPGA・
IC35は、絶縁基板としてのガラス強化プラスチック
(エポキシ樹脂系)が用いられて積層されて、略正方形
の板形状に形成されているベース11と、このベース1
1の一主面にボンディングされており、電子回路が作り
込まれている半導体ペレット26と、前記ベース11に
互いに絶縁されるように放射状に配線されている複数本
のリード16と、各リード16の内側先端部(以下、イ
ンナ部という。)17と半導体ペレット26の各電極パ
ッド27との間にそれぞれ橋絡されているワイヤ28群
と、ベース11の一主面に半導体ペレット26、前記各
リード16の一部およびワイヤ28群を樹脂封止するよ
うに成形されている気密封止パッケージ30とを備えて
いる。
【0015】前記ベース11には放熱部材としての放熱
ピン23が複数本、前記気密封止パッケージ30の内外
方向に貫通するようにそれぞれ植設されており、この放
熱ピン23は気密封止パッケージ30の内部において前
記半導体ペレット26がボンディングされたヒートシン
ク20に熱伝導的に接続されている。
ピン23が複数本、前記気密封止パッケージ30の内外
方向に貫通するようにそれぞれ植設されており、この放
熱ピン23は気密封止パッケージ30の内部において前
記半導体ペレット26がボンディングされたヒートシン
ク20に熱伝導的に接続されている。
【0016】このように構成されているPGA・IC4
7は、次のような製造方法により製造されている。この
製造方法の説明により、本発明の一実施例である前記P
GA・ICの構成についての詳細が共に明らかにされる
。
7は、次のような製造方法により製造されている。この
製造方法の説明により、本発明の一実施例である前記P
GA・ICの構成についての詳細が共に明らかにされる
。
【0017】本実施例に係るPGA・ICの製造方法に
は、ガラス強化プラスチック(エポキシ樹脂系)を用い
られて、図2および図3に示されているように製作され
たベース11が使用される。ベース11は枠部材12と
基板部材13とを備えており、枠部材12は正方形枠形
状の板体に形成され、基板部材13はこの枠部材12と
同一の外形を有する正方形の板体に形成されている。枠
部材12にはスルーホール14が多数個、周辺部に2列
の略正方形枠上にそれぞれ規則的に配されて、厚さ方向
(以下、上下方向とする。)に貫通するように開設され
ている。スルーホール14の内周面にはスルーホール導
体15が被着されている。
は、ガラス強化プラスチック(エポキシ樹脂系)を用い
られて、図2および図3に示されているように製作され
たベース11が使用される。ベース11は枠部材12と
基板部材13とを備えており、枠部材12は正方形枠形
状の板体に形成され、基板部材13はこの枠部材12と
同一の外形を有する正方形の板体に形成されている。枠
部材12にはスルーホール14が多数個、周辺部に2列
の略正方形枠上にそれぞれ規則的に配されて、厚さ方向
(以下、上下方向とする。)に貫通するように開設され
ている。スルーホール14の内周面にはスルーホール導
体15が被着されている。
【0018】枠部材12の一端面(以下、上面とする。
)には電気配線としてのリード16が複数本、枠部材1
2の内周辺縁から外周辺付近に向けて放射状にそれぞれ
配されて、かつ、互いに絶縁するように形成されており
、各リード16はその外側端部において各スルーホール
導体15にそれぞれ電気的に接続されている。リード1
6群の形成方法としては、スクリーン印刷法や、銅箔を
ホトエッチングする方法等が使用される。リード16の
内側先端部としてのインナ部17のそれぞれは、枠部材
12の内側周辺部において周方向に適当なエアギャップ
を置かれて放射状に配されることにより、後記するペレ
ット26の各電極パッド27にそれぞれ対向するように
なっている。
2の内周辺縁から外周辺付近に向けて放射状にそれぞれ
配されて、かつ、互いに絶縁するように形成されており
、各リード16はその外側端部において各スルーホール
導体15にそれぞれ電気的に接続されている。リード1
6群の形成方法としては、スクリーン印刷法や、銅箔を
ホトエッチングする方法等が使用される。リード16の
内側先端部としてのインナ部17のそれぞれは、枠部材
12の内側周辺部において周方向に適当なエアギャップ
を置かれて放射状に配されることにより、後記するペレ
ット26の各電極パッド27にそれぞれ対向するように
なっている。
【0019】この枠部材12と同一の外形を有する正方
形の板体に形成されている基板部材13には、リードピ
ン挿通用のスルーホール18が多数個、周辺部に2列の
略正方形枠上にそれぞれ規則的に、かつ、枠部材12に
おける各スルーホール14と対向するように配されて、
厚さ方向(以下、上下方向とする。)に貫通するように
開設されている。また、基板部材13には正方形の穴形
状に形成されたヒートシンク収納凹部19が中央部に同
心的に配されて、一体的に没設されており、このヒート
シンク収納凹部19には銅等のような熱伝導性の良好な
金属材料が用いられて、収納凹部19と同形の板体に形
成されたヒートシンク20が埋め込まれている。
形の板体に形成されている基板部材13には、リードピ
ン挿通用のスルーホール18が多数個、周辺部に2列の
略正方形枠上にそれぞれ規則的に、かつ、枠部材12に
おける各スルーホール14と対向するように配されて、
厚さ方向(以下、上下方向とする。)に貫通するように
開設されている。また、基板部材13には正方形の穴形
状に形成されたヒートシンク収納凹部19が中央部に同
心的に配されて、一体的に没設されており、このヒート
シンク収納凹部19には銅等のような熱伝導性の良好な
金属材料が用いられて、収納凹部19と同形の板体に形
成されたヒートシンク20が埋め込まれている。
【0020】基板部材13のヒートシンク収納凹部19
の底面には、放熱部材としての放熱ピン23が複数本、
内外方向に貫通するようにそれぞれ挿通されており、各
放熱ピン23の頭部24はヒートシンク20に密着され
ることにより熱伝導的に接続されている。各放熱ピン2
3は基板部材13の下面から直角に外部に突出されてい
る。そして、放熱ピン23群は後記する実装基板のスル
ーホールに対応するように規則的に配列されている。
の底面には、放熱部材としての放熱ピン23が複数本、
内外方向に貫通するようにそれぞれ挿通されており、各
放熱ピン23の頭部24はヒートシンク20に密着され
ることにより熱伝導的に接続されている。各放熱ピン2
3は基板部材13の下面から直角に外部に突出されてい
る。そして、放熱ピン23群は後記する実装基板のスル
ーホールに対応するように規則的に配列されている。
【0021】このように形成されている基板部材13の
上面には前記のように形成されている枠部材12が、同
心的に配されて接着材等(図示せず)を介して接合され
ている。基板部材13が枠部材12に同心的に配されて
接合されることにより、全体としてのベース11の上面
中央部には正方形平板形状の凹部21が上向きに形成さ
れた状態になっている。この凹部21の底部には基板部
材13に埋め込まれた前記ヒートシンク20の上面が露
出した状態になっている。
上面には前記のように形成されている枠部材12が、同
心的に配されて接着材等(図示せず)を介して接合され
ている。基板部材13が枠部材12に同心的に配されて
接合されることにより、全体としてのベース11の上面
中央部には正方形平板形状の凹部21が上向きに形成さ
れた状態になっている。この凹部21の底部には基板部
材13に埋め込まれた前記ヒートシンク20の上面が露
出した状態になっている。
【0022】この接合状態において、基板部材13に開
設された各スルーホール18と、枠部材12に開設され
た各スルーホール14とはそれぞれ一直線状に合致され
た状態になっている。互いに一直線状に合致した各スル
ーホール14およびスルーホール18のそれぞれには、
リードのアウタ部としてのリードピン22が嵌入されて
おり、各リードピン22はスルーホール導体15を介し
てリード16にそれぞれ電気的に接続された状態になっ
ている。
設された各スルーホール18と、枠部材12に開設され
た各スルーホール14とはそれぞれ一直線状に合致され
た状態になっている。互いに一直線状に合致した各スル
ーホール14およびスルーホール18のそれぞれには、
リードのアウタ部としてのリードピン22が嵌入されて
おり、各リードピン22はスルーホール導体15を介し
てリード16にそれぞれ電気的に接続された状態になっ
ている。
【0023】このように構成されているベース11には
ペレット・ボンディング工程およびワイヤ・ボンディン
グ工程において、図4および図5に示されているように
、ペレットおよびワイヤがそれぞれボンディングされる
。このペレットおよびワイヤ・ボンディング作業におい
て、ベース11はその凹部21が上向きになった状態に
配される。
ペレット・ボンディング工程およびワイヤ・ボンディン
グ工程において、図4および図5に示されているように
、ペレットおよびワイヤがそれぞれボンディングされる
。このペレットおよびワイヤ・ボンディング作業におい
て、ベース11はその凹部21が上向きになった状態に
配される。
【0024】まず、ペレットボンディング工程において
、ベース11の凹部21における底面に露出されたヒー
トシンク20上にボンディング層25を介して半導体ペ
レット26(以下、ペレットという。)がボンディング
される。ボンディング層25は銀ペーストや金−シリコ
ン共晶層等の熱伝導率の高い材料により形成される。 したがって、ペレット26は熱伝導的にはボンディング
層25およびヒートシンク20により放熱ピン23に直
接接続された状態になっている。
、ベース11の凹部21における底面に露出されたヒー
トシンク20上にボンディング層25を介して半導体ペ
レット26(以下、ペレットという。)がボンディング
される。ボンディング層25は銀ペーストや金−シリコ
ン共晶層等の熱伝導率の高い材料により形成される。 したがって、ペレット26は熱伝導的にはボンディング
層25およびヒートシンク20により放熱ピン23に直
接接続された状態になっている。
【0025】次いで、ワイヤ・ボンディング工程におい
て、ベース11にボンディングされたペレット26の各
電極パッド27と、ベース11に形成された各リード1
6のインナ部17との間にワイヤ28がその両端部をボ
ンディングされて、それぞれ橋絡される。また、ペレッ
ト26のグランド端子はヒートシンク20にワイヤボン
ディング等の適当な手段により電気的に接続される(図
示せず)。
て、ベース11にボンディングされたペレット26の各
電極パッド27と、ベース11に形成された各リード1
6のインナ部17との間にワイヤ28がその両端部をボ
ンディングされて、それぞれ橋絡される。また、ペレッ
ト26のグランド端子はヒートシンク20にワイヤボン
ディング等の適当な手段により電気的に接続される(図
示せず)。
【0026】このようにしてペレットおよびワイヤ・ボ
ンディングされた組立体29には気密封止パッケージ3
0が、図6に示されているように成形される。
ンディングされた組立体29には気密封止パッケージ3
0が、図6に示されているように成形される。
【0027】すなわち、複数本のリードピン22が固着
されたベース11の上面の周辺部には、ガラス強化プラ
スチックが用いられて略正方形枠形状の平板に形成され
たダム31がスルーホール14を被覆するように配され
て固着されている。これにより、ベース11上における
ダム31の内側にはキャビティー32が形成されること
になる。
されたベース11の上面の周辺部には、ガラス強化プラ
スチックが用いられて略正方形枠形状の平板に形成され
たダム31がスルーホール14を被覆するように配され
て固着されている。これにより、ベース11上における
ダム31の内側にはキャビティー32が形成されること
になる。
【0028】そして、ダム31上にはガラス強化プラス
チックが用いられて略正方形の平板形状に形成されたキ
ャップ33がキャビティー32を被覆するように配され
て、低融点ガラスやはんだ材料等から成る封止材層34
を介して固着される。これにより、キャビティー32内
部におけるペレット26、ボンディングワイヤ28およ
び各リード16のインナ部17が気密封止され、気密封
止パッケージ30が構成されることになる。
チックが用いられて略正方形の平板形状に形成されたキ
ャップ33がキャビティー32を被覆するように配され
て、低融点ガラスやはんだ材料等から成る封止材層34
を介して固着される。これにより、キャビティー32内
部におけるペレット26、ボンディングワイヤ28およ
び各リード16のインナ部17が気密封止され、気密封
止パッケージ30が構成されることになる。
【0029】以上のような工程を経ることにより、図6
に示されているように気密封止パッケージ30を備えて
いる前記構成に係るPGA・IC35が、製造されたこ
とになる。
に示されているように気密封止パッケージ30を備えて
いる前記構成に係るPGA・IC35が、製造されたこ
とになる。
【0030】一方、このPGA・IC35が実装される
実装基板40は、図1に示されているように構成されて
いる。図1に示されている実装基板40はガラス強化プ
ラスチック(エポキシ樹脂系)が用いられて製作された
ベース41を備えている。このベース41は一部が図示
されているが、所望の大きさおよび所望形状の板体に形
成されている。ベース41におけるPGA・IC実装位
置の周辺部にはスルーホール42が多数個、前記PGA
・IC35の各リードピン22にそれぞれ対応するよう
に配されて、厚さ方向(以下、上下方向とする。)に貫
通するように開設されている。これらスルーホール42
の内周面にはスルーホール導体43が被着されている。
実装基板40は、図1に示されているように構成されて
いる。図1に示されている実装基板40はガラス強化プ
ラスチック(エポキシ樹脂系)が用いられて製作された
ベース41を備えている。このベース41は一部が図示
されているが、所望の大きさおよび所望形状の板体に形
成されている。ベース41におけるPGA・IC実装位
置の周辺部にはスルーホール42が多数個、前記PGA
・IC35の各リードピン22にそれぞれ対応するよう
に配されて、厚さ方向(以下、上下方向とする。)に貫
通するように開設されている。これらスルーホール42
の内周面にはスルーホール導体43が被着されている。
【0031】ベース41の実装面と反対側の主面(以下
、下面とする。)には信号線等の電気配線44が複数本
、各スルーホール導体43からベース41の外周辺(図
示せず)に向けて放射状にそれぞれ配されて、かつ、互
いに絶縁するように形成されており、各電気配線44は
その内側端部において各スルーホール導体43にそれぞ
れ電気的に接続されている。電気配線44群の形成方法
としては、スクリーン印刷法や、銅箔をホトエッチング
する方法等が使用される。
、下面とする。)には信号線等の電気配線44が複数本
、各スルーホール導体43からベース41の外周辺(図
示せず)に向けて放射状にそれぞれ配されて、かつ、互
いに絶縁するように形成されており、各電気配線44は
その内側端部において各スルーホール導体43にそれぞ
れ電気的に接続されている。電気配線44群の形成方法
としては、スクリーン印刷法や、銅箔をホトエッチング
する方法等が使用される。
【0032】また、スルーホール42に被着されたスル
ーホール導体43の内径のそれぞれは、前記PGA・I
C35におけるリードピン22が嵌入し得る寸法に設定
されている。そして、各リードピン22はスルーホール
導体43にはんだ付け等によって機械的かつ電気的にそ
れぞれ接続されるようになっており、このスルーホール
導体43を介して信号線等の電気配線44にそれぞれ電
気的に接続されるようになっている。
ーホール導体43の内径のそれぞれは、前記PGA・I
C35におけるリードピン22が嵌入し得る寸法に設定
されている。そして、各リードピン22はスルーホール
導体43にはんだ付け等によって機械的かつ電気的にそ
れぞれ接続されるようになっており、このスルーホール
導体43を介して信号線等の電気配線44にそれぞれ電
気的に接続されるようになっている。
【0033】ベース41におけるPGA・IC実装位置
の中央部には、放熱ピン用のスルーホール45が複数個
、前記PGA・IC35の各放熱ピン23にそれぞれ対
応するように配されて、上下方向に貫通するように開設
されている。これらスルーホール45の内周面にはスル
ーホール導体46が被着されている。このスルーホール
導体46の内径のそれぞれは、前記PGA・IC35の
放熱ピン23が嵌入し得る寸法に設定されている。そし
て、各放熱ピン23はスルーホール導体46にはんだ付
け等によって機械的かつ電気的に接続されるようになっ
ており、このスルーホール導体46、放熱ピン23、ヒ
ートシンク20およびボンディング層25を介して、ペ
レット26は実装基板40に熱伝導的に直接接続される
ようになっている。
の中央部には、放熱ピン用のスルーホール45が複数個
、前記PGA・IC35の各放熱ピン23にそれぞれ対
応するように配されて、上下方向に貫通するように開設
されている。これらスルーホール45の内周面にはスル
ーホール導体46が被着されている。このスルーホール
導体46の内径のそれぞれは、前記PGA・IC35の
放熱ピン23が嵌入し得る寸法に設定されている。そし
て、各放熱ピン23はスルーホール導体46にはんだ付
け等によって機械的かつ電気的に接続されるようになっ
ており、このスルーホール導体46、放熱ピン23、ヒ
ートシンク20およびボンディング層25を介して、ペ
レット26は実装基板40に熱伝導的に直接接続される
ようになっている。
【0034】ベース41の下面における放熱ピン用スル
ーホール45の対応位置には、モーストネガティブ電位
配線としてのグランド配線47が、前記電気配線44と
同様に製作されて形成されており、このグランド配線4
7は放熱ピン用のスルーホール導体46に電気的に接続
されている。
ーホール45の対応位置には、モーストネガティブ電位
配線としてのグランド配線47が、前記電気配線44と
同様に製作されて形成されており、このグランド配線4
7は放熱ピン用のスルーホール導体46に電気的に接続
されている。
【0035】次に、前記構成に係るPGA・IC35の
前記構成に係る実装基板40への実装作業、および、そ
の作用を説明する。
前記構成に係る実装基板40への実装作業、および、そ
の作用を説明する。
【0036】前記PGA・IC35は実装基板40の上
面にそのリードピン22側が対向されるととともに、各
リードピン22および放熱ピン23が実装基板30のス
ルーホール42および45にそれぞれ上から挿入される
。
面にそのリードピン22側が対向されるととともに、各
リードピン22および放熱ピン23が実装基板30のス
ルーホール42および45にそれぞれ上から挿入される
。
【0037】続いて、PGA・IC35が実装基板40
上にセットされた状態で、リフローはんだ付け処理等が
実施されると、各リードピン22および放熱ピン23と
、実装基板30のスルーホール42および45における
スルーホール導体43、および46とがはんだ付けされ
るため、PGA・IC35は実装基板40に電気的かつ
機械的に接続された実装状態になる。
上にセットされた状態で、リフローはんだ付け処理等が
実施されると、各リードピン22および放熱ピン23と
、実装基板30のスルーホール42および45における
スルーホール導体43、および46とがはんだ付けされ
るため、PGA・IC35は実装基板40に電気的かつ
機械的に接続された実装状態になる。
【0038】この実装状態において、実装基板40のグ
ランド配線47を介してPGA・IC35に通電される
と、この実装基板40の放熱ピン用スルーホール導体4
5はグランド配線47に電気的に接続されているため、
ペレット26はヒートシンク20、放熱ピン23および
グランド配線47を通じてモーストネガティブ電位の状
態になる。したがって、ヒートシンク20は電磁気的に
安定した状態になる。その結果、ヒートシンク20は気
密封止パッケージ30の内部に気密封止されているペレ
ット26およびリード16群をきわめて効果的に磁気遮
蔽することになる。この磁気遮蔽効果により、外部磁気
ノイズ、内部磁気ノイズを相互に遮断することができる
ため、PGA・IC35の誤動作や、妨害電磁波による
障害の発生を防止することができる。
ランド配線47を介してPGA・IC35に通電される
と、この実装基板40の放熱ピン用スルーホール導体4
5はグランド配線47に電気的に接続されているため、
ペレット26はヒートシンク20、放熱ピン23および
グランド配線47を通じてモーストネガティブ電位の状
態になる。したがって、ヒートシンク20は電磁気的に
安定した状態になる。その結果、ヒートシンク20は気
密封止パッケージ30の内部に気密封止されているペレ
ット26およびリード16群をきわめて効果的に磁気遮
蔽することになる。この磁気遮蔽効果により、外部磁気
ノイズ、内部磁気ノイズを相互に遮断することができる
ため、PGA・IC35の誤動作や、妨害電磁波による
障害の発生を防止することができる。
【0039】また、ペレット26が実装基板40にヒー
トシンク20および放熱ピン23によって熱伝導的に直
接接続されているため、ペレット26の発熱等はヒート
シンク20および放熱ピン23を通じて実装基板40に
熱伝導によって効果的に放熱されることになる。したが
って、PGA・IC35の放熱性能を高めることにより
、PGA・IC35の電気的特性および信頼性を高める
ことができる。
トシンク20および放熱ピン23によって熱伝導的に直
接接続されているため、ペレット26の発熱等はヒート
シンク20および放熱ピン23を通じて実装基板40に
熱伝導によって効果的に放熱されることになる。したが
って、PGA・IC35の放熱性能を高めることにより
、PGA・IC35の電気的特性および信頼性を高める
ことができる。
【0040】前記実施例によれば次の効果が得られる。
■ パッケージに放熱ピンを一主面から外部に略直角
に突出し、この放熱ピンをパッケージの内部において半
導体ペレットと熱伝導的に接続することにより、半導体
ペレットを実装基板に放熱ピンによって熱伝導的に直接
接続させることができるため、半導体ペレット等の発熱
を放熱ピンを通じて実装基板に熱伝導により効果的に放
熱させることができる。
に突出し、この放熱ピンをパッケージの内部において半
導体ペレットと熱伝導的に接続することにより、半導体
ペレットを実装基板に放熱ピンによって熱伝導的に直接
接続させることができるため、半導体ペレット等の発熱
を放熱ピンを通じて実装基板に熱伝導により効果的に放
熱させることができる。
【0041】■ 前記■による放熱性能の向上効果に
より、半導体装置の電気的特性および信頼性を高めるこ
とができる。
より、半導体装置の電気的特性および信頼性を高めるこ
とができる。
【0042】■ 金属製のヒートシンクに半導体ペレ
ットをボンディングし、このヒートシンクを放熱ピンを
介して実装基板の電気配線に接続させることにより、ヒ
ートシンクをモーストネガティブ電位に設定することが
できるため、ヒートシンクを電磁気的に安定化させるこ
とができ、その結果、パッケージの内部に封止されてい
る半導体ペレットやリードをきわめて効果的に磁気遮蔽
することができる。
ットをボンディングし、このヒートシンクを放熱ピンを
介して実装基板の電気配線に接続させることにより、ヒ
ートシンクをモーストネガティブ電位に設定することが
できるため、ヒートシンクを電磁気的に安定化させるこ
とができ、その結果、パッケージの内部に封止されてい
る半導体ペレットやリードをきわめて効果的に磁気遮蔽
することができる。
【0043】■ 前記■の磁気遮蔽効果により、外部
磁気ノイズ、内部磁気ノイズを相互に遮断することがで
きるため、半導体装置の誤動作や、妨害電磁波による障
害の発生を防止することができる。
磁気ノイズ、内部磁気ノイズを相互に遮断することがで
きるため、半導体装置の誤動作や、妨害電磁波による障
害の発生を防止することができる。
【0044】■ 放熱ピンをパッケージの一主面から
直角に突出させることにより、半導体装置の実装時に、
放熱ピンをパッケージの占有面積内に収めることができ
るとともに、放熱ピンを実装基板に機械的かつ電気的に
接続することができるため、占有面積および占有体積の
増加を回避することができ、高密度実装を促進すること
ができる。
直角に突出させることにより、半導体装置の実装時に、
放熱ピンをパッケージの占有面積内に収めることができ
るとともに、放熱ピンを実装基板に機械的かつ電気的に
接続することができるため、占有面積および占有体積の
増加を回避することができ、高密度実装を促進すること
ができる。
【0045】図7は本発明の他の実施例であるPGA・
ICの実装体を示す正面断面図、図8は図7のVIII
−VIII線に沿う一部省略断面図である。
ICの実装体を示す正面断面図、図8は図7のVIII
−VIII線に沿う一部省略断面図である。
【0046】本実施例2が前記実施例1と異なる点は、
放熱ピン23がベース11の周辺部に配列されたリード
ピン22群における隣合うリードピン22、22間の間
に配設されている点にある。その作用および効果は前記
実施例1と同様である。
放熱ピン23がベース11の周辺部に配列されたリード
ピン22群における隣合うリードピン22、22間の間
に配設されている点にある。その作用および効果は前記
実施例1と同様である。
【0047】図9は本発明の他の実施例であるQFP・
ICの実装状態を示す一部切断正面図、図10はそのQ
FP・ICの樹脂封止パッケージを除いた状態を示す斜
視図である。
ICの実装状態を示す一部切断正面図、図10はそのQ
FP・ICの樹脂封止パッケージを除いた状態を示す斜
視図である。
【0048】本実施例3において、本発明に係る半導体
装置は、樹脂封止形クワッド・フラット・パッケージを
備えているIC(以下、QFP・ICという。)として
構成されている。
装置は、樹脂封止形クワッド・フラット・パッケージを
備えているIC(以下、QFP・ICという。)として
構成されている。
【0049】このQFP・IC50は、集積回路が作り
込まれた半導体ペレット(以下、ペレットという。)5
1と、ペレット51の四方に配線されており、インナ部
54とアウタ部55とを有する複数本のリード53と、
ペレット51の各電極パッド52とリード53のインナ
部54にその両端部をそれぞれボンディングされて橋絡
されているボンディングワイヤ56と、ペレット51が
ボンディングされているタブ57と、これらを樹脂封止
する樹脂封止パッケージ58とを備えている。タブ57
の外周辺部には放熱部材としての放熱リード59が複数
本、周方向に間隔を置かれて、かつ、各リード53のイ
ンナ部54と干渉しないように配されて径方向外向きに
突設されているとともに、下向きに略直角に屈曲されて
樹脂封止パッケージ58の下面から外部へ突出されてい
る。樹脂封止パッケージ58の外側において、各放熱リ
ード59は各リード53のアウタ部55と同様にガル・
ウィング形状にそれぞれ屈曲成形されており、その下面
が各リード53におけるアウタ部55の下面に揃えられ
ている。
込まれた半導体ペレット(以下、ペレットという。)5
1と、ペレット51の四方に配線されており、インナ部
54とアウタ部55とを有する複数本のリード53と、
ペレット51の各電極パッド52とリード53のインナ
部54にその両端部をそれぞれボンディングされて橋絡
されているボンディングワイヤ56と、ペレット51が
ボンディングされているタブ57と、これらを樹脂封止
する樹脂封止パッケージ58とを備えている。タブ57
の外周辺部には放熱部材としての放熱リード59が複数
本、周方向に間隔を置かれて、かつ、各リード53のイ
ンナ部54と干渉しないように配されて径方向外向きに
突設されているとともに、下向きに略直角に屈曲されて
樹脂封止パッケージ58の下面から外部へ突出されてい
る。樹脂封止パッケージ58の外側において、各放熱リ
ード59は各リード53のアウタ部55と同様にガル・
ウィング形状にそれぞれ屈曲成形されており、その下面
が各リード53におけるアウタ部55の下面に揃えられ
ている。
【0050】なお、図10中、60は製造工程において
タブ57をリードフレームに吊持しておくためのタブ吊
りリードであり、61はペレット51をタブ57にボン
ディングしているボンディング層である。
タブ57をリードフレームに吊持しておくためのタブ吊
りリードであり、61はペレット51をタブ57にボン
ディングしているボンディング層である。
【0051】一方、このQFP・IC50が実装される
実装基板70は、図9に示されているように構成されて
いる。図9に示されている実装基板はガラス強化プラス
チック(エポキシ樹脂系)が用いられて製作されたベー
ス71を備えている。ベース71の実装側の主面(以下
、上面とする。)におけるQFP・IC実装位置の周辺
部には、複数個の通電用ランド72が実装対象物になる
前記QFP・IC50における各リード53のアウタ部
55に対応するように略正方形枠形状にそれぞれ配され
て、はんだ材料が用いられて略長方形の小平板形状に形
成されている。そして、この通電用ランド72群は信号
配線等(図示せず)に電気的に適宜接続されている。
実装基板70は、図9に示されているように構成されて
いる。図9に示されている実装基板はガラス強化プラス
チック(エポキシ樹脂系)が用いられて製作されたベー
ス71を備えている。ベース71の実装側の主面(以下
、上面とする。)におけるQFP・IC実装位置の周辺
部には、複数個の通電用ランド72が実装対象物になる
前記QFP・IC50における各リード53のアウタ部
55に対応するように略正方形枠形状にそれぞれ配され
て、はんだ材料が用いられて略長方形の小平板形状に形
成されている。そして、この通電用ランド72群は信号
配線等(図示せず)に電気的に適宜接続されている。
【0052】また、ベース71の上面におけるQFP・
IC実装位置の中央部には、複数個の放熱リード用のラ
ンド63がQFP・IC50における各放熱リード59
に対応するように略正方形枠形状にそれぞれ配されて、
はんだ材料が用いられて略長方形の小平板形状に形成さ
れている。そして、この放熱リード用ランド73群はモ
ーストネガティブ端子であるグランド配線に電気的に接
続されている。
IC実装位置の中央部には、複数個の放熱リード用のラ
ンド63がQFP・IC50における各放熱リード59
に対応するように略正方形枠形状にそれぞれ配されて、
はんだ材料が用いられて略長方形の小平板形状に形成さ
れている。そして、この放熱リード用ランド73群はモ
ーストネガティブ端子であるグランド配線に電気的に接
続されている。
【0053】前記構成に係るQFP・IC50がこの実
装基板70に表面実装される際、このQFP・IC50
におけるリード53のアウタ部55群および放熱リード
59が実装基板70上のランド62および63に、クリ
ームはんだ材料(図示せず)を挟設されてそれぞれ当接
される。
装基板70に表面実装される際、このQFP・IC50
におけるリード53のアウタ部55群および放熱リード
59が実装基板70上のランド62および63に、クリ
ームはんだ材料(図示せず)を挟設されてそれぞれ当接
される。
【0054】続いて、リフローはんだ処理等の適当な手
段により、クリームはんだ材料が溶融された後に固化さ
れると、リードアウタ部55および放熱リード59と、
ランド62および63との間には、はんだ付け部(図示
せず)がそれぞれ形成されることになる。このはんだ付
け状態において、QFP・IC50は実装基板70に電
気的かつ機械的に接続され、表面実装された状態になる
。この実装状態において、放熱リード59群は樹脂封止
パッケージ58の占有面積の範囲内に収まった状態にな
っている。
段により、クリームはんだ材料が溶融された後に固化さ
れると、リードアウタ部55および放熱リード59と、
ランド62および63との間には、はんだ付け部(図示
せず)がそれぞれ形成されることになる。このはんだ付
け状態において、QFP・IC50は実装基板70に電
気的かつ機械的に接続され、表面実装された状態になる
。この実装状態において、放熱リード59群は樹脂封止
パッケージ58の占有面積の範囲内に収まった状態にな
っている。
【0055】この実装状態において、半導体装置50の
稼働中、ペレット51が発熱すると、ペレット51は放
熱リード59と一体となったタブ57にボンディング層
61により直接ボンディングされているため、その熱は
放熱リード59に直接、熱伝導により伝播され、その放
熱リード59がはんだ付けされているランド63から実
装基板70へ効果的に放熱されることになる。
稼働中、ペレット51が発熱すると、ペレット51は放
熱リード59と一体となったタブ57にボンディング層
61により直接ボンディングされているため、その熱は
放熱リード59に直接、熱伝導により伝播され、その放
熱リード59がはんだ付けされているランド63から実
装基板70へ効果的に放熱されることになる。
【0056】このようにして、本実施例3においても、
前記実施例1と同様な作用および効果が奏されることに
なる。
前記実施例1と同様な作用および効果が奏されることに
なる。
【0057】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
【0058】例えば、放熱部材の数や形状等は、半導体
装置の使用条件等に応じて適宜変更することが望ましい
。
装置の使用条件等に応じて適宜変更することが望ましい
。
【0059】また、放熱部材は、モーストネガティブ電
位に接続するに限らず、放熱板等に機械的に接続しても
よい。
位に接続するに限らず、放熱板等に機械的に接続しても
よい。
【0060】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるPGA
・ICおよびQFP・ICに適用した場合について説明
したが、それに限定されるものではなく、他の気密封止
形パッケージおよび樹脂封止パッケージを備えているI
C、さらには、パワートランジスタや、その他の電子装
置全般に適用することができる。特に、本発明は、高い
放熱性能が要求される半導体装置に利用して優れた効果
が得られる。
なされた発明をその背景となった利用分野であるPGA
・ICおよびQFP・ICに適用した場合について説明
したが、それに限定されるものではなく、他の気密封止
形パッケージおよび樹脂封止パッケージを備えているI
C、さらには、パワートランジスタや、その他の電子装
置全般に適用することができる。特に、本発明は、高い
放熱性能が要求される半導体装置に利用して優れた効果
が得られる。
【0061】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。
【0062】パッケージに放熱ピンを一主面から外部に
略直角に突出し、この放熱ピンをパッケージの内部にお
いて半導体ペレットと熱伝導的に接続することにより、
半導体ペレットを実装基板に放熱ピンによって熱伝導的
に直接接続させることができるため、半導体ペレット等
の発熱を放熱ピンを通じて実装基板に熱伝導により効果
的に放熱させることができる。
略直角に突出し、この放熱ピンをパッケージの内部にお
いて半導体ペレットと熱伝導的に接続することにより、
半導体ペレットを実装基板に放熱ピンによって熱伝導的
に直接接続させることができるため、半導体ペレット等
の発熱を放熱ピンを通じて実装基板に熱伝導により効果
的に放熱させることができる。
【図1】本発明の一実施例であるPGA・ICの実装状
態を示す正面断面図である。
態を示す正面断面図である。
【図2】そのPGA・ICの製造方法に使用されるベー
スを示す正面断面図である。
スを示す正面断面図である。
【図3】その一部省略平面図である。
【図4】ペレットおよびワイヤ・ボンディング工程後を
示す正面断面図である。
示す正面断面図である。
【図5】その一部省略平面図である。
【図6】パッケージの成形後を示す正面断面図である。
【図7】本発明の他の実施例であるPGA・ICについ
ての実装状態を示す正面断面図である。
ての実装状態を示す正面断面図である。
【図8】図7のVIII−VIII線に沿う断面図であ
る。
る。
【図9】本発明の他の実施例であるQFP・ICについ
ての実装状態を示す一部切断正面図である。
ての実装状態を示す一部切断正面図である。
【図10】そのQFP・ICの樹脂封止パッケージを除
いた状態を示す一部省略斜視図である。
いた状態を示す一部省略斜視図である。
11…ベース、12…枠部材、13…基板部材、14…
スルーホール、15…スルーホール導体、16…リード
、17…インナ部、18…スルーホール、19…ヒート
シンク収納凹部、20…ヒートシンク、21…凹部、2
2…リードピン(アウタ部)、23…放熱ピン(放熱部
材)、24…鍔部、25…ボンディング層、26…半導
体ペレット、27…電極パッド、28…ワイヤ、29…
組立体、30…気密封止パッケージ、31…ダム、32
…キャビティー、33…キャップ、34…封止材層、3
5…PGA・IC(半導体装置)、40…実装基板、4
1…ベース、42…スルーホール、43…スルーホール
導体、44…電気配線、45…スルーホール、46…ス
ルーホール導体、47…グランド配線(モーストネガテ
ィブ配線)、50…QFP・IC(半導体装置)、51
…ペレット、52…電極パッド、53…リード、54…
インナ部、55…アウタ部、56…ボンディングワイヤ
、57…タブ、58…樹脂封止パッケージ、59…放熱
リード(放熱部材)、60…タブ吊りリード、61…ボ
ンディング層。
スルーホール、15…スルーホール導体、16…リード
、17…インナ部、18…スルーホール、19…ヒート
シンク収納凹部、20…ヒートシンク、21…凹部、2
2…リードピン(アウタ部)、23…放熱ピン(放熱部
材)、24…鍔部、25…ボンディング層、26…半導
体ペレット、27…電極パッド、28…ワイヤ、29…
組立体、30…気密封止パッケージ、31…ダム、32
…キャビティー、33…キャップ、34…封止材層、3
5…PGA・IC(半導体装置)、40…実装基板、4
1…ベース、42…スルーホール、43…スルーホール
導体、44…電気配線、45…スルーホール、46…ス
ルーホール導体、47…グランド配線(モーストネガテ
ィブ配線)、50…QFP・IC(半導体装置)、51
…ペレット、52…電極パッド、53…リード、54…
インナ部、55…アウタ部、56…ボンディングワイヤ
、57…タブ、58…樹脂封止パッケージ、59…放熱
リード(放熱部材)、60…タブ吊りリード、61…ボ
ンディング層。
Claims (5)
- 【請求項1】 電子回路が作り込まれている半導体ペ
レットと、互いに絶縁されて半導体ペレットの外方に放
射状に配線されているとともに、半導体ペレットの電極
パッドにそれぞれ電気的に接続されている複数本のリー
ドと、前記半導体ペレットおよび前記各リードのインナ
部を封止するように成形されているパッケージとを備え
ている半導体装置において、前記パッケージに放熱部材
が一主面から外部に略直角に突出されているとともに、
放熱部材はパッケージの内部において前記半導体ペレッ
トと熱伝導的に接続されていることを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項2】 前記放熱部材が複数本配設されており
、そのうち少なくとも一部が前記半導体ペレットの一主
面に対向するように配設されていることを特徴とする請
求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記放熱部材が、隣合うリードのアウ
タ部の間に配設されていることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記放熱部材が、前記半導体ペレット
がボンディングされているタブに一体的に形成されてお
り、略直角に屈曲されていることを特徴とする請求項1
に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 電子回路が作り込まれている半導体ペ
レットと、互いに絶縁されて半導体ペレットの外方に放
射状に配線されているとともに、半導体ペレットの電極
パッドにそれぞれ電気的に接続されている複数本のリー
ドと、前記半導体ペレットおよび前記各リードのインナ
部を封止するように成形されているパッケージとを備え
ている半導体装置と、その半導体装置が実装され、モー
ストネガティブ電位になる電気配線が形成されている実
装基板とを備えており、前記半導体装置の放熱部材が前
記実装基板の前記電気配線に電気的かつ熱伝導的に接続
されていることを特徴とする実装体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3152332A JPH04350959A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体装置およびその実装体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3152332A JPH04350959A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体装置およびその実装体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04350959A true JPH04350959A (ja) | 1992-12-04 |
Family
ID=15538224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3152332A Pending JPH04350959A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体装置およびその実装体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04350959A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014187410A (ja) * | 1996-03-28 | 2014-10-02 | Intel Corp | 基板とこの基板の第1の面に搭載される集積回路ダイとの間の熱膨張差による応力を低減する方法 |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP3152332A patent/JPH04350959A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014187410A (ja) * | 1996-03-28 | 2014-10-02 | Intel Corp | 基板とこの基板の第1の面に搭載される集積回路ダイとの間の熱膨張差による応力を低減する方法 |
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