KR100200289B1 - 자체 배치형 반도체 집적회로장치 및 배선회로기판의 조합체 - Google Patents

Abstract

반도체 집적회로장치에 있어서, IC 칩이 표면에 부착되어 있는 다이 스테이지(10)는 평면 패키지(16)의 한쪽의 주요 표면에 노출되어 있고, 다수의 외부단자(14)는 공통면 상에서 상기 평면 패키지(16)의 측면으로부터 외부 방향으로 연장되어 있으며, 상기 패키지(16)의 코너에는 배치핀(10A 내지 10B)이 배치되어 있다. 배선 회로기판(20)상에는 상기 패키지(16)를 수용하는 사각 형상의 오목부(22)가 형성되어 있으며, 방열판(24)은 상기 오목부(22)의 저면에 설치되어 있다. 상기 오목부(22)의 코너 인접부에는 배치핀(10A 내지 10D)을 가이드하는 가이드 수단이 형성되어 있다. 조립시에는, 상기 배치핀(10A 내지 10D)을 상기 가이드 수단(23 및 25)에 매치되도록 하여 상기 패키지(10)를 상기 오목부에 배치하고, 상기 패키지의 하부면에 노출되어 있는 다이 스테이지(10)를 상기 방열판(24) 상에 고정시키며, 상기 단자를 상기 회로 기판 상의 납땜 랜드(S1)에 접속시킨다.

Description

자체 배치형 반도체 집적회로장치 및 배선회로기판의 조합체

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치를 도시한 평면도.

제2a도 및 제2b도는 제1도의 A-A'를 따라서 절결한 두 가지 형태의 반도체 장치의 단면을 도시한 단면도.

제2c도는 제2a도 및 제2b도의 변형을 도시한 단면도.

제3a도는 제1도 및 제2a도에 도시한 반도체 장치를 배선 회로기판에 장착한 상태를 도시한 평면도.

제3b도는 제3a도의 B-B'를 따라 절결한 단면도.

제4도는 제1도 및 제2b도에 도시한 반도체 장치를 배선 회로기판 상에 장착한 상태를 도시한 부분 평면도.

제5도는 종래의 반도체 장치를 도시한 측면도.

제6도는 종래의 다른 반도체 장치를 도시한 측면도.

제7도는 제6도에 도시한 반도체 장치를 배선 회로기판 상에 장착한 상태를 도시한 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 평면 패키지 2 : 외부단자

3 : 납땜 랜드 4 : 회로 기판

10 : 다이 스테이지 10A 내지 10D : 배치핀

12 : IC 칩 14 : 외부 단자

16 : 패키지 20 : 배선회로기판

22 : 오목부 24 : 방열판

25 : 돌출 가이드

본 발명은 반도체 집적회로(IC) 및 이를 장착하는 배선 회로 기판의 조합체에 관한 것이다.

표면 장착식의 종래 IC 장치로서는 제5도에 도시한 바와 같이 J자 형상으로 절곡되어 있으면서 평면 패키지(1)로부터 도출되어 있는 외부단자(2)를 구비한 장치가 공지되어 있으며, 또는 제6도에 도시한 바와 같이 계단형상으로 절곡되어 있으면서 평면 패키지(1)로부터 도출되어 있는 외부단자(2)를 구비한 장치가 공지되어 있다.

이와 같은 형상의 IC 장치를 장착하는 종래의 배선 회로 기판으로는 제7도에 도시한 바와 같이 단자의 피치에 대응하는 위치에 납땜 랜드(3)를 설치 인쇄 회로 기판이 공지되어 있다.

제6도에 도시한 IC 장치를 제7도의 인쇄 회로 기판에 장착하는 경우, 상기 회로 기판(4)상의 납땜 랜드(3)에 부속되어 있는 칩 마운터(chip mounter)에 의해 상기 IC 장치를 위치 조정한 후에, 이를 접착제(5)로써 가부착시킨 상태에서 리플로(reflow) 납땜 처리를 행한다. 상기한 종래 기술에 있어서는 단자를 J자 형상 또는 계단 형상으로 가공하는 공정이 필요하다. 단자의 피치가 0.3㎜미만의 IC 장치에서는, 단자 가공이후의 검사 공정동안에 단자가 변형되는 것을 방지하기 위하여 단자를 보호하는 프레임이 필요하다.

단자 피치가 작은 IC 장치에 있어서는 단자의 각 종단에 가해진 납땜 도금이 단자를 처리하는 동안에 깎이므로, 단자 상에 충분한 땜납을 공급할 수 없는 경우가 발생한다. 상기 문제점을 보완하기 위해, 단자를 가공한 후에 두꺼운 납땜을 단자의 종단부에 도금하는 방법이 있으나, 도금 처리 시에 단자가 변형되는 경우가 생길 수 있다.

IC 장치를 배선 회로기판에 장착하는 데에 있어서는 정밀도가 높은 칩마운터가 필요하다. 또한, 리플로 처리를 행하는 동안에 단자가 납땜랜드로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해, 접착제에 의한 가접착 공정이 필요하다.

IC 칩이 장착되는 다이 스테이지는 상기 패키지(1) 내부에 밀봉되어 있다. 이후에 상기 패키지(1)는 회로 기판으로부터 분리되어 있는 상태로 회로 기판 상에 장착된다. 따라서, IC 패키지에서 발생된 열이 효과적으로 외부로 방출되지 못하며, 이는 불충분한 방열을 의미한다.

본 발명의 목적은 회로기판 상에 장착시킬 때에 있어서 배치를 용이하고 정확하게 행할 수 있는 IC 패키지와 이 패키지를 장착하는 배선회로기판의 조합체를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 방열을 개선시킬 수 있는 IC 패키지를 제공하는데에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 집적회로장치는, 집적회로 칩을 포함하는 평면 패키지와, 상기 집적회로 칩에 접속됨과 동시에, 상기 평면 패키지의 측면으로부터 외부 방향으로 직선적으로 도출된 다수의 외부단자와, 상기 평면 패키지의 다수 코너에 고정되며 상기 평면패키지의 대각선 방향을 따라 수평면 위에서 외부를 향하여 연장되는 직선형 배치핀으로 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 배선회로기판은 평면 패캐지의 다수의 코너에 고정된 배치핀을 구비한 반도체 집적회로장치를 장착하도록 제공되며, 이는 도선을 지지하는 절연판과, 상기 평면 패키지를 수용하기 위하여 절연판 내부에 형성된 오목부와, 배치핀을 수용하기 위하여 상기 오목부의 다수의 코너에 근접되게 배치된 가이드 홈으로 구성된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 반도체 집적회로 장치와 상기 배선 회로기판은 조합체를 구성한다.

상기 배선 회로기판 상에 상기 반도체 IC 장치를 장착할 때에는 배치핀을 가이드 수단에 맞추면서 패키지를 오목부내로 배치하면 되고, 따라서 배치 과정은 간단하고 정확하게 된다.

또한, 상기 오목부의 깊이를 적절히 설정함으로써, 단자를 직선 상태로 유지하면서 배선 회로기판상의 배선에 접속시킬 수 있다. 결과적으로, 단자를 절곡시키는 공정이 필요하지 않게 되므로, 단자의 종단부 상에 두꺼운 납도금을 가하는 것이 용이해진다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 제공되는 반도체 집적회로 장치는 집적회로 칩과, 상기 집적 회로 칩이 한쪽의 주요 표면에 고정되어 있는 다이 스테이지와, 상기 다이 스테이지를 상기 집적 회로 칩과 함께 수납하는 평면 패키지와, 상기 집적회로 칩에 접속되며 상기 평면 패키지의 측면으로부터 외부 방향으로 직선적으로 연장되어 있는 다수의 외부 단자로 구성되며, 상기 다이 스테이지의 다른 쪽 주요 표면은 평면 패키지의 주요 표면에 노출되도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 제공되는 배선회로 기판은 평면 패키지의 하부면에 노출되어 있는 다이 스테이지를 구비한 반도체 집적 회로 장치가 장착되며, 도선을 지지하는 절연판과, 상기 평면 패키지를 수용하기 위해 절연판 내에 형성되어 있는 오목부와, 상기 다이 스테이지로부터의 방열성을 높이기 위해 오목부의 저면부에 설치되어 있는 방열판으로 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서의 상기 반도체 집적회로장치와 상기 배선 회로기판은 조합체를 구성한다.

평면 패키지의 하부면에 노출되어 있는 다이 스테이지 상에 배치된 반도체IC 장치를 배선 회로기판 상에 장착하기 위하여, 상기 다이 스테이지의 노출부를 상기 방열판에 맞추면서 상기 패키지를 상기 오목부상에 배치한다. 이와 같은 형상에서, 상기 방열판은 다이 스테이지로부터 방열이 잘 되게 하는 작용을 한다. 상기 오목부의 깊이를 적절한 값으로 설정함으로써, 상기 단자를 직선형인 상태로 유지하면서 상기 배선 회로기판상의 전선에 접속시킬 수 있다. 단자를 절곡시키는 공정은 필요하지 않으며, 이로 인해 상기 단자의 종단부에 두꺼운 납 도금을 형성하는 것이 용이하게 된다.

상기한 바와 같이 반도체 장치를 배선 회로기판 상에 장착하는 데에 있어서, 배치핀을 가이드 수단 상에 위치시킴으로써 간단하고도 정확한 배치가 가능하게 되며, 장착의 효율성도 개선된다.

상기한 바와 같이 다이 스테이지의 주요 표면중 한 면을 패키지의 표면 상에 노출시키고, 또한 상기 패키지를 수용하는 배선 회로기판의 오목부의 저면에 방열판을 구비함으로써 방열성을 높일 수 있다. 따라서, 소형이고 전력 성능이 높은 방열 IC장치를 제공할 수 있다.

이하, 도면을 참고하여 바람직한 실시예를 설명한다.

제1도 및 제2a도는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치를 도시한 도면이다.

제1도 및 제2a도에 있어서, IC 칩 또는 반도체 칩(12)은 사각 형상의 다이 스테이지(10)의 한쪽의 주요표면에 장착되어 있고, 다수의 외부단자(14)는 IC 칩(12)의 네 측면 상에 배치되어 있다. 각각의 단자는 결합선 W에 의해 IC 칩(12)상의 전극층에 접속되어 있다. 배치 핀(10A 내지 10D)은 상기 다이 스테이지의 네 코너로부터 대각선 방향으로 연장되어 있으며, 상기 외부 단자(14)의 평면과 동일한 평면상에서 패키지(16)로부터 외부로 돌출되어 있다. 상기 핀은 하향 절곡되어 있으며, 상기 다이 스테이지(10)의 하부면과 동일한 평면상에서 적절히 종결되어 있다.

에폭시 수지 등의 합성 수지로 된 절연 물질로 이루어진 사각 형상의 평면 패키지(16)는 다이 스테이지(10)와, 이에 장착되는 IC 칩(12)과, 접속선(W)과, 외부 단자(14)의 접속부 등을 내장한다.

단자(14)는 패키지(16)의 측면으로부터 외부방향으로 공통면상에서 직선형으로 연장되어 있고, 또한, 배치핀(10A 내지 10D)도 동일 레벨에서 패키지(16)의 네 코너로부터 도출되어 있다. 상기 배치핀(10A 내지 10B)을 외부 단자(14)가 없는 코너에 배치했으므로, 검사 또는 장착시에 단자(14)에 가하는 처리 과정에 있어서 방해가 되지 않는다.

배치핀(10A 내지 10D)을 구비한 다이 스테이지(10)와 단자(14)는 단자 프레임을 펀치 가공한 것이며, 동일 재료로 형성되어 있다. 제2도에 도시한 바와 같이 각각의 단자는 직선형이고 절곡 공정이 필요가 없으므로 처리 과정의 초반부터 납땜 층을 두껍게 도금할 수 있다.

제2b도는 상기 반도체의 다른 형태를 도시한 도면이다. 이 형태에서 배치핀(10)은 외부 단자(14)의 경우와 마찬가지로 직선형으로 되어 있다. 상기 배치핀(10)은 외부 단자 뒤에 가려져 있으므로 도면에 도시되지 않는다.

제2c도는 세라믹 패키지의 경우를 도시한 도면이다. 외부 단자(14)는 공통면상에서 세라믹 패키지(16a 및 16b)를 통해 직선형으로 연장되어 있다. 단자(14)와 분리 형성되어 있는 배치핀(10A)은 상기 패키지(16)의 저면상에 장착되어 있는 프레임으로부터 연장되어 있다. 덥개(16C)는 상기 패키지의 상부 개방부를 봉합하기 위한 것이다. 패키지의 기능은 제2a도의 패키지의 기능과 유사하다. 상기 배치핀(10A)은 제2b도의 경우에서와 같이 외부 단자(14)의 평면과 동일한 평면상에 배치될 수도 있다.

제3a도 및 제3b도는 제1a도 및 제2a도에 도시한 바와 같은 반도체 장치를 배선 회로기판 상에 장착한 상태를 도시한 도면이다. 유사한 기능의 부품을 지시할 때에는 동일한 참고 부호를 사용하였다.

상기 배선 회로기판(20)은 인쇄 금속선 및 절연판으로 형성된 마이크로모듈 회로 기판 또는 인쇄 회로 기판이다. 상기한 바와 같이 상기 회로 기판에는 상기 반도체 장치의 평면 패키지(16)를 수용하는 사각 형상의 오목부(22)가 형성되어 있고, 상기 패키지(16)로부터 돌출되어 있는 배치핀(10A 내지 10D)을 오목부(22)의 네 코너에서 수용하는 배치 홈이 형성되어 있다.

방열성을 높이기 위하여 상기 오목부(22)의 저면에는 구리로 된 방열판(24)이 설치되어 있다.

상기 반도체 장치를 상기 배선 기판에 장착할 때에는 배치핀(10A 내지 10D)을 배치홈(23A 내지 23D)에 맞추면서 패키지(16)를 오목부에 배치한다. 상기 배치핀이 상기 홈 내에 완전히 수용될 때에만 상기 IC 패키지를 정확히 위치시킬 수 있다. 상기 각각의 단자(14)를 회로 기판의 결합 납땜랜드(S1)에 접속시킴과 동시에, 배치핀의 보조를 받으면서 다이 스테이지(10)의 노출면을 납땜층(S2)에 의해 방열판(24)의 상부면에 고착시킨다.

상기 실시예에 있어서 IC 장치를 배치하는 과정은 배치홈에 배치핀을 맞추는 방법으로 이루어지므로, 고정밀도의 칩 마운터를 사용하지 않고도 간단하고 정확하게 배치할 수 있는 이점이 있으며, 단자가 납땜 랜드로부터 이탈되는 것도 방지할 수 있다. 또한, 다이 스테이지(10)는 패키지(16)로부터 노출되어 있고, 장착 시에 방열판(24)과 열적 접촉 상태에 놓이게 되므로, 방열의 효율성도 현저히 개선된다. 또한, 상기 다이 스테이지(10)는 패키지로부터 노출되어 있기 때문에, 패키지 내에 열이 축적되는 것이 어렵고, 리플로 납땜 공정에서 발생될 수 있는 패키지의 파열도 방지할 수 있다.

제4도는 제1도 및 제2b도에 도시한 바와 같은 반도체 장치를 회로 기판상에 장착한 상태를 도시한 도면이다. 오목부는 사각 형상으로 되어 있으며, 그 코너로부터 어떠한 홈도 형성되어 있지 않다. 대신에, 납땜 랜드로 만들어진 한 쌍의 돌출 가이드(25) 또는 임의의 기타 돌출부가 상기 회로기판 상에 형성되어 있어 상기 배치핀을 가이드한다. 이 경우, 단자 또는 배치핀을 절곡시키는 공정이 불필요하며, 조립이 용이해지고 단자 변형도 방지할 수 있다.

지금까지 본 발명은 바람직한 실시예에 관해서만 설명되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 청구범위 및 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 당 분야의 전문인에 의해 여러 가지로 변형될 수 있다. 예를 들면, 납땜층(S2)을 생략하고 다이 스테이지(10)를 직접 방열판(24)에 열적 접촉시켜도 된다. 또한, 배치핀 또는 배치홈의 개수도 네 개로 제한되지 않는다. 특히, 세라믹 패키지의 경우 등에 있어서 다이 스테이지, 외부 단자, 배치핀을 동일 재료로 형성할 필요는 없으며, 각각 다른 재료나 부재로 형성해도 된다.

Claims (5)

1. 집적회로 칩을 포함하는 평면 패키지와, 상기 집적회로 칩에 접속되며 상기 평면 패키지의 각 측면으로부터 외부를 향해 직선형으로 연장되어 있는 다수의 외부 단자와, 상기 평면 패키지의 대각선 방향을 따라 수평면 위에서 외부를 향해 연장되도록 상기 평면 패키지의 코너에 고정되는 직선형의 배치핀을 포함하는 반도체 집적 회로 장치와; 도선을 지지하는 절연판과, 상기 평면 패키지를 수용하기 위하여 상기 절연판 내에 형성된 오목부와, 상기 배치핀을 수용하기 위하여 상기 배치핀의 방향을 따라 평행하게 연장되며 상기 오목부의 코너에 근접되게 배치된 가이드 홈을 포함하는 배선회로기판으로 구성된 조합체.
2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 집적회로 장치는 상기 평면 패키지의 하부면에 노출된 다이 스테이지를 포함하고, 상기 집적 회로 칩은 상기 다이 스테이지 상에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 조합체.
3. 제2항에 있어서, 상기 배선 회로기판은 상기 오목부의 저면상에 고정된 방열판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조합체.
4. 제1항에 있어서, 상기 배치핀은 상기 외부 단자와 동일한 평면에서 상기 패키지로부터 외부 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 조합체.
5. 제1항에 있어서, 상기 배치핀은 하부 방향으로 1차 절곡되어 있으며, 그 종단부는 상기 가이드 홈에 안착되도록 상기 가이드 홈과 수평하게 외부 방향을 2차 절곡된 것을 특징으로 하는 조합체.