JPH06140538A - クォドフラットパッケージ型ic - Google Patents

クォドフラットパッケージ型ic

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JPH06140538A
JPH06140538A JP28971492A JP28971492A JPH06140538A JP H06140538 A JPH06140538 A JP H06140538A JP 28971492 A JP28971492 A JP 28971492A JP 28971492 A JP28971492 A JP 28971492A JP H06140538 A JPH06140538 A JP H06140538A
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JP
Japan
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package body
heat dissipation
chip
package
heat
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JP28971492A
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Tetsuo Tanda
哲夫 反田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】ICチップ101cを内蔵したパッケージ本体
101とその外周から導出した複数のリード102とパ
ッケージ本体101底面に接着された放熱シート103
で構成されている。放熱シート103は200〜250
℃で溶融する樹脂で形成されており、実装時に加熱され
るとパッケージ本体101とプリント基板104を連結
する。 【効果】熱伝導率のきわめて低い空気を樹脂に置き換え
ることにより、パッケージ本体底面の放熱効率を10倍
以上向上できるためより高速でハイパワーなクォドフラ
ットパッケージ型ICを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクォドフラットパッケー
ジ型ICに関し、特に低熱抵抗用クォドフラットパッケ
ージ型ICに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のクォドフラットパッケージ(Qu
ad Flat Package)(以下、QFPと記
す)型ICは、図2(a),(b)に示すように、IC
チップを封入したパッケージ本体201とICチップに
電気的に接続されパッケージ本体201の外周から導出
された複数のリード102を有する構造となっていた。
【0003】この従来のQFP型ICは、プリント基板
104に実装される実装方法としては、まず、配線パタ
ーンが設けられたプリント基板104上に半田クリーム
をスクリーン印刷する。次に、QFP型ICを配線パタ
ーンに位置決めし、プリント基板104上に配置する。
その後、赤外線リフロー炉などで全体を200〜250
℃に加熱して半田クリームを溶融し、リード102の先
端をプリント基板104の配線端子に半田付けして実装
を完了する。
【0004】次に、従来のQFP型ICの動作状態につ
いて説明する。
【0005】ICチップは動作時に発熱する。この熱は
パッケージ本体201内部を熱伝導により伝わりパッケ
ージ本体201表面から空気中へ熱放散の状態で放熱さ
れる。放熱経路は、図2(b)に示すように5通りあ
る。即ち、パッケージ本体201上面からの放熱経路2
05,パッケージ本体101側面からの放熱経路20
6,リード102表面からの放熱経路207,リード1
02からプリント基板104へ熱伝導してプリント基板
104表面から放熱する放熱経路208,パッケージ本
体201底面からの放熱経路209の5通りである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、ICの高速化、
ハイパワー化が進みICチップの発熱量が増加しつつあ
る。ICチップは温度が上昇すると動作不良を起こした
り動作スピードが低下したりする。そこで、パッケージ
本体からの放熱を十分行いICチップ温度を低温に保つ
必要がある。従来のQFP型ICでは、放熱性を向上す
るためにパッケージ本体上面にヒートシンクを付けた
り、パッケージ本体に風を当ててパッケージ本体表面を
空冷するなどの手段が取られていた。しかし、ヒートシ
ンクは重量増加,実装体積増加を伴い高密度実装化に障
害となる。また、空冷ではパッケージ本体表面,側面,
リード面,プリント基板面の放熱性は向上できるがパッ
ケージ本体底面の放熱性は向上できない。パッケージ本
体とプリント基板との間隔が狭く、四方が外部リードで
囲まれているために、風が通り抜けず空気が滞留するた
めである。パッケージ本体は他の部分より温度が高くな
るので、この面の放熱性を向上すればICチップの温度
を効率的に下げることが可能である。しかし、従来のQ
FP型ICではパッケージ本体底面の放熱性はパッケー
ジ本体上面の1/10以下ときわめて悪く、パッケージ
本体全体の放熱性向上を妨げていた。そのため、従来の
QFP型ICに搭載できるICチップは動作スピード,
パワーとも制限を受けQFP型ICの開発に支障をきた
していた。
【0007】本発明の目的は、動作スピード,パワーに
制限されずにICチップを搭載できるQFP型ICを提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ICチップ
と、該ICチップを封入したパッケージ本体と、前記I
Cチップと電気的に接続され前記パッケージ本体の外周
から導出された複数のリードとを有するクォドフラット
パッケージ型ICにおいて、前記パッケージ本体の底面
に放熱シートを取り付けており、前記放熱シートが20
0〜250℃で溶融する樹脂によって形成されている。
また、前記放熱シートを形成する樹脂がAu,Ag,C
u,Al,Al2 3 ,AlN,SiCのうちの少なく
とも1種類を粉末の形で含有している。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0010】図1(a),(b)は本発明の第1の実施
例の断面図及びその動作状態の放熱経路を説明する断面
図である。
【0011】第1の実施例は、図1(a)に示すよう
に、ICチップ101Cを封入したパッケージ本体10
1とパッケージ本体101外周から導出された複数のリ
ード102とパッケージ本体101の底面に接着された
放熱シート103とで構成されている。また、パッケー
ジ本体101はキャップ101a,ワイヤ101b,I
Cチップ101c,ろう材101d,封止ガラス101
e,ベース101fにより構成されている。
【0012】次に、第1の実施例の製造方法について述
べる。
【0013】まず、ICチップ101cをろう材101
dによってベース101fに固着させICチップ101
c上の電極とリード102とをワイヤ101bで電気的
に接続する。リード102は封止ガラス101eにより
あらかじめベース101fに圧着されている。
【0014】次に、封止ガラス101eを印刷したキャ
ップ101aをかぶせ400〜450℃に加熱し、10
〜20分間保持して封止ガラス101eを溶融し、キャ
ップ101a,リード102,ベース101fを封着し
てパッケージ本体101を完成させる。次に、リード1
02に半田めっきを施す。その後、放熱シート103を
パッケージ本体101底面に接着し、最後に、リード1
02を所望の形状に成形し第1の実施例のQFP型IC
を完成させる。
【0015】放熱シート103は液状エポキシ樹脂接着
剤を表面に塗布しパッケージ本体101底面に貼付けて
100〜150℃で5〜20分間加熱して接着する。放
熱シート103は200〜250℃で溶融,硬化するエ
ポキシ樹脂で形成する。
【0016】第1の実施例のQFP型ICの実装方法
は、図1(b)に示すように、まず、プリント基板10
4に半田クリームをスクリーン印刷し図1(a)のQF
P型ICを配線パターンに位置決めする。その後、赤外
線リフロー炉で200〜250℃に加熱し、リード10
2とプリント基板104の電極とを半田105で接続す
る。この時、放熱シート103のエポキシ樹脂が溶融
し、パッケージ本体101とプリント基板104とを連
結させる。
【0017】このように連結されたQFP型ICの放熱
経路は、パッケージ本体101上面からの放熱経路10
6,パッケージ本体101側面からの放熱経路107,
リード102からの放熱経路108,リード102から
プリント基板104へ熱伝導してプリント基板104表
面から放熱する放熱経路109,パッケージ本体101
底面から放熱シート103を経てプリント基板104へ
熱伝導してプリント基板104表面から放熱する放熱経
路110の5通りがある。このうちの前の4通りの経路
は従来のQFP型ICと同等の放熱効率であるが、5番
目の放熱経路110は放熱効率が大幅に改善されてい
る。これは、空気の熱伝導率が6.5×10-6〔cal
/sec・cm・K〕であるのに対し、エポキシ樹脂の
熱伝導率が15.0×10-4〔cal/sec・cm・
K〕と大きいため電熱効率が向上するためである。
【0018】エポキシ樹脂中のボイド,パッケージ本体
101底面と放熱シート103の接着不足,放熱シート
103とプリント基板104の接触部のぬれ不足などの
マイナス要因を考慮してもパッケージ本体101底面の
放熱効率は10倍以上向上し、パッケージ本体101全
体の放熱性は30%以上の改善効果が見られた。
【0019】第2の実施例は、図1(a),(b)に示
す第1の実施例と同一構造であるが、放熱シート103
のエポキシ樹脂にAl粉末を20体積%添加している。
第1の実施例の放熱シート103に用いたエポキシ樹脂
の熱伝導率は、15.0×10-4〔cal/sec・c
m・K〕であるが、熱伝導率の大きいAl粉末5700
×10-4〔cal/sec・cm・K〕を添加すること
により、約50%熱伝導率を向上でき、パッケージ本体
101底面の熱放散性をさらに高めることができる。
【0020】第2の実施例ではAl粉末を添加したが、
この他に、Au,Ag,Cu,Al2 3 ,AlN,S
iC等の粉末を添加してもよい。
【0021】なお、第1,第2の実施例では、ガラス封
止タイプのQFP型ICについて述べているが、本実施
例は、樹脂封止タイプのQFP型IC,積層セラミック
基盤タイプのQFP型IC,金属基板タイプのQFP型
ICにも同様に適用できることは明らかである。
【0022】また、放熱シート103をパッケージ本体
101底面に接着する液状エポキシ樹脂にAu,Ag,
Cu,Al,Al2 3 ,AlN,SiC等の粉末を添
加すると、さらに放熱効率を高めることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、パッケー
ジ本体底面に200〜250℃で溶融する樹脂製放熱シ
ートを取り付けているので、半田実装するとパッケージ
本体とプリント基板とが連結する。そのため、パッケー
ジ本体底面から放熱シートを通してプリント基板へ熱放
散ができるので、パッケージ本体の熱放散性が向上し、
従来のQFP型ICに搭載できなかったハイパワー,高
速型ICチップが搭載可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の断面図及びその動作状
態の放熱経路を説明する断面図である。
【図2】従来のQFP型ICの側面図及びその動作状態
の放熱経路を説明する断面図である。
【符号の説明】
101,201 パッケージ本体 101a キャップ 101b ワイヤ 101c ICチップ 101d ろう材 101e 封止ガラス 101f ベース 102 リード 103 放熱シート 104 プリント基板 105 半田 106,107,108,109,110,205,2
06,207,208,209 放熱経路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ICチップと、該ICチップを封入した
    パッケージ本体と、前記ICチップと電気的に接続され
    前記パッケージ本体の外周から導出された複数のリード
    とを有するクォドフラットパッケージ型ICにおいて、
    前記パッケージ本体の底面に放熱シートを取り付けたこ
    とを特徴とするクォドフラットパッケージ型IC。
  2. 【請求項2】 前記放熱シートが200〜250℃で溶
    融する樹脂によって形成されていることを特徴とする請
    求項1記載のクォドフラットパッケージ型IC。
  3. 【請求項3】 前記放熱シートを形成する樹脂がAu,
    Ag,Cu,Al,Al2 3 ,AlN,SiCのうち
    の少なくとも1種類を粉末の形で含有していることを特
    徴とする請求項1記載のクォドフラットパッケージ型I
    C。
JP28971492A 1992-10-28 1992-10-28 クォドフラットパッケージ型ic Pending JPH06140538A (ja)

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Effective date: 19981215