JPS61108152A - Ｉｃチツプ用パツケ−ジ - Google Patents

Ｉｃチツプ用パツケ−ジ

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JPS61108152A
JPS61108152A JP59229507A JP22950784A JPS61108152A JP S61108152 A JPS61108152 A JP S61108152A JP 59229507 A JP59229507 A JP 59229507A JP 22950784 A JP22950784 A JP 22950784A JP S61108152 A JPS61108152 A JP S61108152A
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JP
Japan
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package
conductor pattern
thickness
constant
dielectric substrate
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JP59229507A
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English (en)
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Isamu Takano
高野　勇
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Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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〕 本発明は、ＩＣチップを内合し、受動素子を搭載もしく
は形成した回路基板上の導体パターン上に直接平面イが
１けするフラットパックタイプＩＣチップ用パッケージ
、特に高速、高周波領域への適用を実現するＩＣチップ
用パッケージに関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
半導体パッケージの構造は大きく分けると、セラミック
、メタル、ガラス、プラスチックの構造による４種類に
分類される。しかし、能動素子がトランジスタからＩＣ
，ＬＳＩ、　さらには超ＬＳＩへと進展していく中で、
パッケージ構造の変化も激しくその構造も串なる上述の
４構造では分類できず、各種の材料や構造が入り組んだ
複雑なものになりつつある。しかし、形状から分類する
とトランジスタ外形型パッケージ（Ｔｏ型）　、　Ｓｉ
ｎｇｌｅ−Ｉｎ−１，ｉｎｓパッケージ（Ｓ　Ｔ　Ｐ型
）　、　ｒｌｕａｌ−Ｉｎ−Ｌｉｎｅパッケージ（ＤＩ
Ｐ型）、フラソトパックタイブパ、２ゲージ、テープキ
ャリアタイプパソケージに大別される。
ＴＯ型パッケージは、トランジスタと同一のメタル型ハ
ーメチックパッケージに多数のリードを゛付けたもので
あり、メタルキャンプ溶接強度が強い、封入雰囲気の制
御も簡単に行える等の特徴を持っている。しかし現在で
は、パッケージが高価にダる。多数リードが出たパッケ
ージでは基板上　′への搭載が複雑である等の点から使
用されなくなる傾向にある。
ＳＩＰ型パッケージはパッケージの片側にリードが配列
されたものであり、ＤＩＰ型パッケージはパッケージの
両側にリードが配列されたものである。Ｓ”Ｉ’Ｐ型及
びＤＩＰ型は、チップのマウン　　□ト、ボンディング
の連続自動化や多しバソチ処理等が可能になるため、早
産に適しており、材ネｌ　ｒｌｉｉを含め安価なパッケ
ージを得る事ができる。最近では、民生用ばかりではな
く通信工業用ＩＣ，ｌ。
Ｓｌの分野でもかなり使用されている。ただし、ＳＩＰ
型及びｌ１ｒＰ型パツケージは、リードフレームを使用
しているために内部リードの長さが長くなり、製作や取
り扱いが困難、電気的高周波特性を劣化させる等の欠点
があった。
、　　テープキャリアタイプパッケージは、チップをポ
リイミドテープに連続的に組み込み、樹脂でコートした
」−で個々に切りはなしたものであり、回路基板の導体
面に平面付けされる。
フラットパンクタイプパッケージは、両側または四方向
に端子を出した小形パッケージであり、回路基板の孔に
挿入せず導体パターン上に直接平面付けするタイプであ
る。ＳＩＰやＩ）　Ｉ　Ｐタイプと異なり、実装面積が
従来の同ピン数のＤＩＰに比べて１／２以下である。ま
た、四方向にリードが出ている場合には内部リードの長
ざが短くなるため、インダクタンスやキャパシタンス等
の寄生素子効果を軽減する事ができる等の特徴をもち、
帯域数百ＭＨｚ程度の各種高周波回路に適用されている
。
一方、電気回路の動作領域は年々高速化、広帯域化する
傾向にあり、例えば数ＧＨｚの帯域をもった増幅器、数
Ｇ　ｂ　／　ｓの高速で動作するディジタル回路等が必
要となっている。、これに応じてＩＣ化技術も年々と進
み、例えばガリウムヒ素電界効果トランジスタを用いた
ガリウムヒ素ＩＣでの高速ディジタルＩＣ，高周波アナ
ログＩＣが実現されつつある。したがって、このような
高速ＩＣに適合したＩＣチップ用パッケージの必要性が
高まっているが、従来のＩＣチップ用パッケージではこ
のような高速ＩＣの能力を十分に発揮させるのはきわめ
て困難であった。
第４図は、比較的高速動作に適した従来のフラットパッ
クタイプパッケージの平面図、第５図は、第４図のフラ
ットパックタイプパッケージのＸ−Ｘ１間ｐ断面図であ
り、ここでｔまごのようなパン、ケージに高速１．Ｃを
搭載し高速回路に用いる場合を例にとり、従来技術の限
昇を説明する（参考文献として例えば“場所ＩＣ技術入
門゛誠文堂新光社を参照されたい）。なお、第４図はパ
ッケージキャンプを取り除いた状態での平面図であり、
ＩＣチップ及びボンディングワイヤは図示していない。
これらの図において、１はリードであり通常はリードに
金メッキが施されている。２はパッケージ本体であり、
セラミックの構造のものが一般に使われている。３はパ
ッケージ本体セの表面上に設けられた信号導体パターン
であり、リード１とは電気的に導通している。この信号
導体パターン３の幅は一例とし約４０゛０μｍのものが
あり、印刷配線技術を用いて形成されており、表面は金
メッキが施されている。信号導体パターン３の長さは、
可能な限り短い構造となっている。４はパッケージ本体
セの中心部に設けられたＩＣチップの搭載用命ラン１′
部であり、信号導体パターン３と同線に印刷配線バター
・ンで形成されており、表面は金メッキが施され才い゛
る。５はパッケージ本体２の裏面に設けられた放熱用ス
タッドであり、ＩＣチップ搭載用金ラうド部４と導通し
ている。この放熱用スタッド５により、例えばＧ　ａＡ
’ｓ−Ｔ　Ｃチ゛ツブであるＩＣチップ６で発生する熱
は、実装される回路基板を通じて放散される。７はＩＣ
チップ６と信号導体パターン３とを接続するボンディン
グワイヤである。８はパッケージキャップであり、パッ
ケージ本体２には金属ハンダあるいはガラスハンダを用
いて封着される。このような構造のＩＣチップ用パッケ
ージは、信号導体パターン３を極力短くして、寄生素子
効果を軽減するようにしているが、動作速度（周波数）
が高くなるに従ってこの寄生素子の影響が無視できなく
なり、信号導体パターン３が分布定数線路構造でないた
めに特性インピーダンスが周波数と共に変動するため、
高周波・高速ＩＣチップ用パッケージとして用いた時、
入出力端において他の回路とインピーダンス整合をとっ
て信号伝送を行うことが不可能であった。そのため、Ｉ
Ｃの動作速度に制限を与え、例えば動作速度ＩＧｂ／５
ｌｕ−Ｉ−といった高速ＩＣのＩＣチップ用パッケージ
として用いようとしても、良好な動作は得られないとい
う欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は、」二連した寄生素子の悪影響を著しく軽減せ
しめると共に、製造容易かつ安価であり、特に回路機能
が高機能化されたＩＣ例えばＭＳルベル以上のＩＣを高
速動作させるのに有効なフラットパンクタイプのＩＣチ
ップ用パッケージを堤供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は、フラットバックタイプのＩＣチップ用パッケ
ージにおいて、中心部から外周方向に向って厚さが連続
的に増加する第１部分と中心部から外周方向に向って厚
さが一定の第２部分とからなる誘電体基板と、前記第１
部分の誘電体基板の表面に設けられ、前記中心部から前
記外周方向に向って幅が前記第１部分の誘電体基板の厚
さに比例して増加する信号導体パターンと、前記第２部
分の誘電体基板の表面に設けられ、前記中心部から前記
外周方向に向って幅が一定の電源供給用導体パターンと
、前記誘電体基板の裏面のほぼ全体に設けられた接地導
体パターンと、この接地導体パターンに電気的に導通す
るように設けられた放熱用スタソｌ′とを備えることを
特徴としている。
”　　　〔発明の概要〕 本発明においては、以下に述べる原理に基づき、本発明
の目的を達成している。すなわち、（１）ＩＣチップ用
パッケージ内に設けた導体パターンにおいて、線路幅を
変えて形成したパターンを信号導体パターン、一定線路
幅のパターンを電源供給用導体パターンとして用いる事
により、信号導体パターンをＩＣチップ近端まで設は寄
生素子の影響を軽減せしめ、電源供給用導体パターンの
許容電流を一定容量に維持せしめる。
（２）１．Ｃチップ用パッケージを、誘電体基板の表面
に配置された信号導体パターンと誘電体基板の裏面全体
に配置された接地導体パターンとによるマイクロストリ
ップ線路構造とする。
（３）ＩＣチップ用パッケージの裏側に、誘電体基板の
裏面全体に設けた接地導体パターンと電気的に導通した
放熱用スタッドを設けて、回路基板への搭載及び回路基
板上の接地導体との接続にこの放熱用スタッドを用い、
これにより高周波での接地を完全に行わしめる。
（４）ＩＣチップ用パッケージを実装する回路基板上の
信号線路とＩＣチップ用パッケージ内の信月線路とをリ
ードなしに直接接続できる構造にすることにより、寄生
素子効果を著しく軽減せしめる。
〔実施例〕
以下に図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。
第１図は、本発明の一実施例であるフラットパックタイ
プのＩＣチップ用パッケージの平面図、第２図は、第１
図のＹ−Ｙ　’間の断面図、第３図シｌ、第１図のｚ−
ｚ　’間の断面図である。なお、第１図はパッケージキ
ャップを取り除いた状態での平面図であり、ＴＣチップ
及びボンディングワイヤは図示していない。
これらの図において、９は例えばセラミック材の角形誘
電体基板よりなるパッケージ本体、１０はこのパッケー
ジ本体９の一方の対向する１対の辺の表面にパッケージ
本体９の中心部から外周方向へ延在するように設けられ
た複数本の信号導体パターン、１１はパッケージ本体９
の他方の対向する１対の辺の表面にパッケージ本体９の
中心部から外周方向へ延在するように設けられた複数本
の電源供給用導体パターン、１２はパッケージ本体９の
裏面のほぼ全体に設けられた接地導体パターン、１３は
この接地導体パターン１２に電気的に導通ずるように設
けられた放熱用スタンド、１４ばこの放熱用スタッド１
３上に搭載されたＩＣチップ、１５はＩＣチップ１４と
信号導体パターン１０とを接続するボンディングワイヤ
、１６はパッケージごトヤッブである。放熱用スタッド
１３は、熱伝導性の優れた金属材料、例えば無酸素銅等
を用いて形成される。この放熱用スタンＦ１３は、ＩＣ
チップ用パッケージ表面にその端面が露出するような構
造となっており、この露出端面にＩＣチップ１４が搭載
される。
また、バ・２ケージキヤンプ１６は、例えばセラミック
材を用いて形成し、パッケージ本体９への封着はガラス
ハンダ等の非導電材料を用いて行う。
信号導体パターンＩＯは、パッケージ本体９の誘電体基
板の裏面全体に接地導体パターン１２を配置する事によ
りマイクロストリップ形分布定数線路を構成する。信号
導体パターン１０において、第１図に示すように基部Ａ
からＩＣチ・、・プ１４に最も近い先端部Ｂに至るＡ−
８間の信号導体パターンは、基部への線路幅Ｗｏから連
続的に細くなるように形成されている。いま、Ａ−８間
の信号導体パターンのある点における線路幅Ｗに対して
線路長Δρを考えると、その線路の特性インピーダンス
はＺ−■丁ア〒−で表される。線路インピーダンスＺが
一定であるためには、中位長当りのキャパシタンスＣ，
単位り当りのインダクタンスＬが一定という条件が成り
立つことが必要である。すなわち、Ｃ−ε・Ｗ・Δβ／
ＴＩ（ε：誘電体基板の誘電率、１１：誘電体基板の厚
さ）の関係式において、キャパシタンスＣを一定とする
ためには、誘電率ε、線路しΔｌが一定であるため線路
幅Ｗ、基板厚Ｈを変える事になる。パッケージ本体９に
は、通常のセラミック基板を用いるが、本発明のＩＣチ
ップ用パッケージでは、マイクロストリップ形の分布定
数線路を形成するので、このセラミック基板の厚さが線
路の特性インピーダンスの値に影響を与える。したがっ
て、この厚さは線路の所要特性インピーダンス値、機械
的強度を考慮して適切な値に定める必要がある。
前述したように、Ａ−８間の信号導体パターンの線路幅
Ｗは連続的に細くしているが、この区間ではパッケージ
本体９の誘電体基板の厚さＩｆ　（第２図参照）を線路
幅Ｗに比例して薄くしていくため、線路の特性インピー
ダンスは一定値Ｚｏに保たれる。このような構造にする
ことにより、一定の特性インピーダンスを保ったままで
線路幅を可能な限り細くすることができ、小さな形状の
ＩＣチップ１４のごく近端まで、良好な信号伝送特性を
持った信号導体パターン１０を形成することができる。
さらに、このような構成によれば、ＩＣチップ１４のご
く近端まで信号導体パターン１０を形成できるため、ボ
ンディングワイヤ１５の長さが短縮される一方、外部回
路との信号接続部においては、信号導体パターン１０の
基部の幅Ｗｏを充分広く形成できるため、例えばハンダ
付は等による外部回路との接続が容易かつ強固に行える
。さらには従来のフラントパンクタイプのＩＣパッケー
ジに競べ小形化も容易となる。
一方、電源供給用導体パターン１１は、第１図に示すよ
うに、パッケージ本体９の外周における基部ＣからＩＣ
チップ１４に最も近い先端部りに至るＣ−Ｄ間に延在し
ており、（、−Ｄ間の導体パターンは一定線路幅ｔとな
るように形成されている。
これに従い、電源供給用導体パターン１１を形成してい
る部分のパッケージ本体９は、第３図に示すように一定
の厚さｈをもって形成されている。したがって電源供給
用導体パターン１１も信号導体パターン１０と同様スト
リップ線路となるが、電源供給用導体パターン１１の線
路幅ｔを、電源供給用導体パターンを形成している部分
のパッケージ本体９の厚さｈよりも充分大きい線路幅で
形成する事により、低インピーダンス線路となる。更に
はＣ−Ｄ間の電源供給用導体パターン１１の線路幅ｔが
充分に広ＬＪれば、導体膜厚と導体幅で決定される電源
供給用導体パターン１１の許容電流容量も大きくとる事
ができ、ＩＣチップの電流容量が大きくても、ＩＣパッ
ケージ本体において電気的故障の発生率は低くなるため
、Ｉｃチップ用パッケージの信頼性も向上される。
以−ヒの構造のＩＣチップ用パッケージを回路基板に搭
載するときには、回路基板−１−の信号導体パターンと
パッケージ内の信号導体パターン１０とをハンダ付けあ
るいはボンディングワイヤによって直接接続すればよい
。なおこのとき、回路基板−１−の特性インピーダンス
が、パッケージ内の信号導体パターン１０の特性インピ
ーダンスＺｏと同じに　−なるように、回路基板上のパ
ターンを設計し−ζあるものとする。
ＩＣチップ用パッケージの接地導体パターン１２と回路
基板の接地パターンとの接続は、放ｐす１１スタンド１
３を回路基板上の接地パターンにパンダイ・１けする事
で行われ、これにより高周波的に充分な接地が行われる
。これらによって、インダクタンスやキャパシタンス等
の寄生素子効果がほとんど無いように、ｌＣチップ１４
と回路基板−ヒのパターンとを接続する事ができる。
〔発明の効果〕
以１−述べた如く本発明によれば、従来の１０チツプ用
パツケージで！Ｉ゛じていたようなインピーダンスの不
整合が実質的になくなり、寄生素子の効果が著しく減少
し、ｉｔｆ＋周波的接地が充分に行えるようになるので
、例えば動作速度Ｉ　Ｇ　ｂ　／　ｓ辺土のｌ　Ｃチッ
プを容易に搭載して動作させることがＩＩＴ能となる。
さらにシ：］電源供給用導体パターンを信号導体パター
ンとは別に形成するためＩＣチップ用パッケージの許容
電流客用が増大し、パッケージ自体の信頼性が向１−す
る。また、本発明の１０チツプ用パツケージは比較的簡
単な構造で構成できるため、製造が容易であり比較的安
価となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例であるＩ　Ｃナツプ川パッ
ケージの平面図、 第２図、第３図は、第１図に示したＩＣチップ用パッケ
ージのｌｌｉ面図、 第４図は、従来のＩ　Ｃチップ川パッケージのｒＩｉ面
図、 第５図は、第４図に示した従来のＩＣチップ用パッケー
ジの断面図である。 ９・・・・・パッケージ本体 １０・・・・・信号導体パターン １１・・・・・電源供給用導体パターン１２・・・・・
接地連体パターン １３・・・・・放熱用スタッド １４・・・・・ＩＣチップ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）フラットパックタイプのＩＣチップ用パッケージ
    において、中心部から外周方向に向って厚さが連続的に
    増加する第１部分と中心部から外周方向に向って厚さが
    一定の第２部分とからなる誘電体基板と、前記第１部分
    の誘電体基板の表面に設けられ、前記中心部から前記外
    周方向に向って幅が前記第１部分の誘電体基板の厚さに
    比例して増加する信号導体パターンと、前記第２部分の
    誘電体基板の表面に設けられ、前記中心部から前記外周
    方向に向って幅が一定の電源供給用導体パターンと、前
    記誘電体基板の裏面のほぼ全体に設けられた接地導体パ
    ターンと、この接地導体パターンに電気的に導通するよ
    うに設けられた放熱用スタッドとを備えることを特徴と
    するＩＣチップ用パッケージ。
JP59229507A 1984-10-31 1984-10-31 Ｉｃチツプ用パツケ−ジ Pending JPS61108152A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1081762A2 (en) * 1999-08-30 2001-03-07 Texas Instruments Incorporated Constant impedance routing for high performance integrated circuit packaging

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1081762A2 (en) * 1999-08-30 2001-03-07 Texas Instruments Incorporated Constant impedance routing for high performance integrated circuit packaging
EP1081762A3 (en) * 1999-08-30 2006-07-26 Texas Instruments Incorporated Constant impedance routing for high performance integrated circuit packaging

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