JPH07297332A - フラットトップヒートシンクを具備する集積回路パッケージ - Google Patents
フラットトップヒートシンクを具備する集積回路パッケージInfo
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Abstract
ップ装置により装着することの可能な集積回路パッケー
ジを提供する。 【構成】 表面へ取付けたピン−フィンヒートシンクを
有するタイプの集積回路パッケージが提供される。ヒー
トシンクのピンの端部に平坦なプレートが取付けられて
おり、真空ピックアップ装置がパッケージ化した集積回
路を採取し且つ配設させ且つマーキングを行なうことを
可能とする適宜の寸法の平坦な表面積を与えている。
Description
するものであって、更に詳細には、集積回路のパッケー
ジング技術に関するものである。
プロセサ型の集積回路では、非常に速い速度で高度の機
能性を提供するために、単一の半導体チップ内に数十万
個を超えるトランジスタを集積化している。例えば相補
的金属−酸化物−半導体(CMOS)技術等の低パワー
技術を使用したとしても、これらの超大規模集積(UL
SI)回路はかなりの電気的パワーを散逸し、例えば、
1ワットを超えるものを散逸する。
路において散逸される電気的パワーはしばしば半導体チ
ップにおける熱エネルギとして表われる。この熱エネル
ギは半導体チップの温度を上昇させる傾向がある。当該
技術分野において公知の如く、集積回路のスイッチング
速度及び信頼性の両方は温度が上昇すると共に減少す
る。その結果、集積回路のパッケージ設計は半導体チッ
プから熱エネルギを持ち去ることに高度の関心が払われ
ており、このようなパッケージを介しての熱の持ち去り
は、チップの高い動作温度に起因する性能及び信頼性の
劣化を最小とするために行なわれる。
ための従来の集積回路パッケージが示されている。この
例においては、半導体チップはピングリッドアレイパッ
ケージ2内に収納されている。当該技術において慣用さ
れている如く、ピングリッドアレイパッケージ2はセラ
ミックヘッダであり、その内部に半導体チップが装着さ
れており且つその導電性端子パッドは、ワイヤボンド等
によってピングリッドアレイパッケージ2の底部から延
在するピンへボンディングされており、セラミック又は
金属の蓋がガラスリフロー、ロー付け、又はその他の従
来の技術によってヘッダへボンドされる。図1に示した
例においては、「ピン−フィン」型のヒートシンク4が
ピングリッドアレイパッケージ2の上表面へ装着されて
いる。ヒートシンク4は従来押出し成形されたアルミニ
ウム又はその他の熱伝導性物質から形成されており、且
つ熱伝導性エポキシ又はその他の従来の手段によってピ
ングリッドアレイパッケージ2へ取付けられる平坦な下
部部分4fを有している。図1に示した如く、ヒートシ
ンク4の上部部分は、ピングリッドアレイパッケージ2
から離れる方向に延在する多数の指状の延長部乃至はピ
ン4eを有している。延長部4eはヒートシンク4の表
面積のほぼ全てに設けられている。そうであるから、延
長部4eはピングリッドアレイパッケージ2からその上
の大気に対して高い熱伝導性経路を与えており、その際
にパッケージ結合体の全体的な高さを著しく増加させる
ものではない。特に、低温空気の流れが延長部4e上方
及びそれらの間を介して流れる場合には、ピングリッド
アレイパッケージ2内にパッケージされた半導体チップ
から熱エネルギを取除くのに従来のヒートシンク4は極
めて有用なものである場合がある。
ヒートシンク4が通常ピングリッドアレイパッケージ2
へ取付けられるものであることを考えると、図1の構成
はある種の制限を有している。第一に、多くのコンピュ
ータ及びシステム製造業者は、パッケージ化した集積回
路を回路基板へ搬送し且つ据え付けるために真空ピック
アップ装置を使用し、このことは、特に、回路基板組立
てにおいて自動化したピック・アンド・プレイス型のロ
ボット装置を使用するシステム製造業者の場合に当ては
まる。然しながら、真空ピックアップは図1の構成のも
のと共に容易に使用することはできない。何故ならば、
真空ピックアップが信頼性をもってヒートシンク4へ取
付くことを可能とし、(従ってピングリッドアレイパッ
ケージ2を上昇させ且つ搬送するために)その上部に適
当なる平坦な表面区域が存在しないからである。このこ
とは図1のパッケージを手動的に据え付けることを必要
とする場合があり、そのためにコストが増大し且つ精度
が低下することがある。
パッケージした回路にコード、パーツ番号又は製造業者
のID等のマーク付けをすることを可能とするために図
1の集積回路パッケージの上表面上には充分な平坦な表
面区域が存在しない。特に、同様にパッケージされた複
数個の集積回路を同一の回路基板へ装着する場合には、
図1の構成では最終的なシステムにおいて製造上の欠陥
が発生する場合があり、即ち誤った回路基板の位置に誤
った集積回路が装着される場合がある。
き従来技術の欠点を解消し、ピン−フィン熱伝導を使用
し且つ真空ピックアップ装置によって装着させることの
可能な集積回路パッケージを提供することを目的とす
る。本発明の別の目的とするところは、上側に記号を付
けることを可能とし且つ製造後にマーキングを行なうこ
とを可能とする集積回路パッケージを提供することであ
る。
ケージの露出表面に取付けたピン−フィンヒートシンク
を有する集積回路パッケージに実施することが可能であ
る。好適には熱伝導性物質からなる平坦なプレートをヒ
ートシンクピンの上部へ取付け、ピンはプレートに対し
て実質的に直交している。平坦なプレートは平坦な表面
を提供し、それにより真空ピックアップが集積回路パッ
ケージをピック即ち採取し且つプレイス即ち配置させる
ことが可能であり、その上に従来の装置のマーキングを
行なうことが可能である。該プレートの露出した表面は
ヒートシンクピンの端部と同一面上となるか又はそれよ
り上側に延在させることが可能である。
一実施例が詳細に示されている。図2の分解斜視図に示
した如く、本発明のこの実施例は、図1に関して上述し
た従来のパッケージ装置と同様に、ピングリッドアレイ
パッケージ2を有している。勿論、パッケージ2はボー
ルグリッドアレイパッケージ、チップ担体、デュアルイ
ンラインパッケージ、又はパッケージ2が回路基板に装
着した場合に露出される平坦な表面を有するタイプのそ
の他の従来の集積回路パッケージとすることが可能であ
る。また、図1の従来の装置に関して説明したのと同様
に、ピン−フィンヒートシンク4も設けられており、そ
れは例えば熱伝導性エポキシ、ハンダ等によって熱伝導
態様でパッケージ2の表面へ装着するための平坦部分4
fを有している。図3aは組立てた後の図2のパッケー
ジ装置を示しており、パッケージ2の表面とヒートシン
ク4の平坦部分4fの底部との間にエポキシ層3が設け
られている。また、上述した如く、ヒートシンク4は複
数個の延長部4eを有しており、それはパッケージ2か
ら離れる方向に延在しており且つそれはヒートシンク4
に対して大きな表面積を提供しており、従ってパッケー
ジとパッケージを取囲む大気との間における熱伝導を改
善している。
ク4の延長部4eの端部に装着するためのプレート6が
設けられている。図3aは、延長部4eの端部にプレー
ト6を装着した後の状態を断面で示しており、このよう
な装着は、好適には、熱伝導性エポキシ5によって行な
われる。プレート6は、好適には、アルミニウム又はそ
の他の熱伝導性物質から形成されており、大気への付加
的な熱伝導を与え、一方、ヒートシンク4によって与え
られる熱伝導が適切なものである場合には、プレート6
はプラスチック又はその他の従来の物質から形成するこ
とが可能であり、プレート6と延長部4eとの間の接着
剤は適宜選択される。プレート6はヒートシンク4及び
パッケージ2の平坦な面積よりも幾分小さなものである
ことが望ましい。何故ならば、プレート6の寸法は従来
の真空ピック・アンド・プレイス(採取及び配置)装置
によって容易に真空によりピックアップさせ、且つ所望
のマーキング又は記号を付けること(このようなマーキ
ングは図2に示してある)を行なうのに必要な大きさで
あることが必要であるに過ぎないからである。ヒートシ
ンク4の平坦な区域をプレート6で完全に被覆する場合
には底を流れる冷却用の空気の流れを阻害する場合があ
るので、このような構成とすることが望ましい。例え
ば、プレート6は20mm平方の程度とすることが可能
である。
トシンク4と一体的に形成することが可能であり、この
場合には付加的な取付けステップは必要ではない。然し
ながら、別個に取付けることの可能なプレート6のほう
が好適である。何故ならば、このことは、ヒートシンク
4を押出し成形することが可能であり、又集積化したヒ
ートシンクとプレートの場合には一層複雑な製造プロセ
スが必要となる可能性があるからである。
ッケージ2と、ヒートシンク4と、プレート6との結合
体を主動的に動作されるか又はロボットにより動作され
るかに拘らず、従来の真空ピックアップ装置によって持
ち上げられ、搬送され且つ配置させることを可能とする
のに適切な平坦な表面積を与えている。更に、プレート
6は製造業者を識別する名称又はマーク、パーツ番号、
性能等級インジケータ等のマーキングを行なうのに適し
た露出された平坦な表面区域を与えている。図2は例え
ば製造業者の商標でマーク付けが行なわれたプレート6
を示している。その結果、本発明に基づくパッケージは
例えば図1に示したような従来のピン−フィンヒートシ
ンク集積回路パッケージの制限を解消しており、即ち従
来技術においては必然的に真空ピックアップ装置と適合
性がなく且つ製造業者のID、パーツ番号等を容易にマ
ーク付けすることができない等の欠点を解消している。
施例について説明する。本実施例のこの実施例によれ
ば、延長部4e′は、ヒートシンク4′の周辺部におけ
るものよりも内部におけるものの長さが短くなってお
り、従ってプレート6′の露出された上部表面はプレー
ト6′が装着されることのない延長部4e′の上表面と
同一面となっている。図3bの実施例は、製造プロセス
においてヒートシンク4の上部を横断して横方向の力が
与えられるような場合には、図3aのものよりも好適な
場合があり、図3bの実施例においては、このような横
方向の力が作用する場合においても、プレート6′がヒ
ートシンク4′から不本意に離脱する可能性は低い。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
ングリッドアレイ型の従来の集積回路パッケージを示し
た概略斜視図。
れた集積回路パッケージを示した概略分解斜視図。
した概略断面図。
集積回路パッケージの概略断面図。
Claims (13)
- 【請求項1】 パッケージした集積回路において、 集積回路チップを具備しており且つ平坦な表面を有する
集積回路パッケージが設けられており、 前記集積回路パッケージの前記平坦な表面へヒートシン
クが取付けられており、前記ヒートシンクは前記集積回
路パッケージから離れる方向に延在する複数個の延長部
を有しており、 前記延長部の端部に取付けられており且つ前記集積回路
パッケージの平坦な表面と実質的に平行な平坦な表面を
有するプレートが設けられている、ことを特徴とする集
積回路。 - 【請求項2】 請求項1において、前記プレートを前記
延長部の端部へ取付ける手段が設けられていることを特
徴とする集積回路。 - 【請求項3】 請求項2において、前記取付ける手段が
熱伝導性エポキシを有することを特徴とする集積回路。 - 【請求項4】 請求項1において、前記プレートが前記
ヒートシンクと一体的に形成されていることを特徴とす
る集積回路。 - 【請求項5】 請求項1において、前記集積回路パッケ
ージがピングリッドアレイ型であることを特徴とする集
積回路。 - 【請求項6】 請求項1において、前記集積回路パッケ
ージがボールグリッドアレイ型であることを特徴とする
集積回路。 - 【請求項7】 請求項1において、前記プレートの平坦
表面上にマーキングが設けられていることを特徴とする
集積回路。 - 【請求項8】 請求項1において、前記プレートが前記
複数個の延長部の少なくとも1つへ取付けられていない
ことを特徴とする集積回路。 - 【請求項9】 集積回路のパッケージング方法におい
て、 集積回路パッケージ内に集積回路チップを装着し、前記
集積回路パッケージは平坦な表面を有しており、 前記集積回路パッケージの前記平坦な表面へヒートシン
クを取付け、前記ヒートシンクは前記取付けステップの
後に前記集積回路パッケージから離れる方法に延在する
複数個の延長部を有しており、 前記ヒートシンクの前記延長部の端部へプレートを取付
ける、ことを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項9において、前記プレートを取
付けるステップが、熱伝導性エポキシで前記プレートを
前記ヒートシンクの延長部の端部へ接着させることを特
徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項9において、前記プレートを取
付けるステップが、前記プレートと前記ヒートシンクと
を一体的に形成することを特徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項9において、前記プレートを取
付けるステップの後に前記プレートの露出表面にマーキ
ングを行なうことを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項9において、前記プレートを取
付けるステップが、前記プレートを前記複数個の延長部
の全てではなくそのうちの幾つかへ取付けることを特徴
とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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