KR101072420B1 - 프린트 기판 유닛 및 반도체 패키지 - Google Patents

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Abstract

프린트 기판 유닛(13)에서는, 반도체 소자(26)의 동작시에 반도체 소자(26)는 발열한다. 반도체 소자(26)의 열은 패키지 기판(16)이나 마더보드(14)에 전달된다. 패키지 기판(16)의 열팽창률과 마더보드(14)의 열팽창률은 상이하다. 패키지 기판(16)에서는 응력이 생성된다. 패키지 기판(16) 위에서는 보강 부재(18)는 제 2 각기둥 공간(33)보다 내측에 수용된다. 이와 같이 하여 보강 부재(18)는 외측 가장자리로부터 내측을 향해 확장되는 접합 영역에서 패키지 기판(16)의 표면에 접합된다. 그 결과, 제 2 각기둥 공간(33)보다 외측으로 보강 부재(18)가 패키지 기판(16)에 접합되는 경우에 비해 패키지 기판(16)의 강성의 상승은 억제된다. 패키지 기판(16)의 모서리에서 응력의 집중은 회피된다. 가장 바깥 둘레의 범프 열에서 단자 범프(17)의 파손은 회피된다.
Figure R1020097014542
프린트 기판, 반도체 소자, 열팽창률, 마더보드, 패키지 기판, 범프

Description

프린트 기판 유닛 및 반도체 패키지{PRINTED BOARD UNIT AND SEMICONDUCTOR PACKAGE}
본 발명은 예를 들면 반도체 패키지를 구비하는 프린트 기판 유닛에 관한 것이다.
마더보드 위에는 예를 들면 LSI 패키지가 실장(實裝)된다. 실장에 있어서 마더보드 위에 매트릭스 형상으로 배치되는 단자 범프(bump)가 사용된다. LSI 패키지에서는 패키지 기판 위에 LSI 칩이 실장된다. LSI 칩은 패키지 기판의 표면에서 스티프너(stiffener)로 둘러싸인다. 스티프너는 패키지 기판의 강성을 높인다. LSI 칩의 표면에는 히트 스프레더가 고착된다. 스티프너는 패키지 기판 및 히트 스프레더 사이에 배치된다.
단자 범프에서는, 패키지 기판의 표면에 직교하는 각(角)기둥 공간에 내접(內接)하는 가장 바깥 둘레의 범프 열이 규정된다. 스티프너의 윤곽은 히트 스프레더의 윤곽에 맞춰진다. 스티프너의 외측 가장자리는 각기둥 공간에 내접한다. 스티프너 및 패키지 기판 사이, 스티프너 및 히트 스프레더 사이에는 접합재가 끼워진다. 이러한 접합재에 의거하여 스티프너는 패키지 기판 및 히트 스프레더에 접합된다.
특허문헌 1 : 일본국 특개2005-64118호 공보
특허문헌 2 : 일본국 특개2002-33424호 공보
특허문헌 3 : 일본국 특개2002-190560호 공보
LSI 칩 및 패키지 기판에는 예를 들면 세라믹과 같은 저유전(低誘電) 재료가 사용된다. 그 한편, 마더보드에는 수지 재료가 사용된다. 패키지 기판의 열팽창률은 마더보드의 열팽창률과 크게 상이하다. 본 발명자들의 검증에 의하면, 열팽창률의 차에 의거하여 패키지 기판의 모서리에 응력이 집중한다. 모서리의 단자 범프에는 응력이 집중하게 된다. 패키지 기판의 강성은 스티프너에 의해 높아지기 때문에, 응력의 집중에 의거하여 단자 범프는 파손하게 된다.
본 발명은 상기 실상을 감안하여 이루어진 것으로서, 응력의 집중을 회피할 수 있는 프린트 기판 유닛 및 반도체 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 제 1 발명에 의하면, 패키지 기판과, 패키지 기판의 표면에 실장(實裝)되는 반도체 소자와, 패키지 기판의 이면(裏面)에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각(角)기둥 공간에 내접(內接)하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과, 반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와, 반도체 소자의 주위에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지고, 제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 내측에 수용되고, 외측 가장자리로부터 내측을 향해 확장되는 접합 영역에서 패키지 기판의 표면에 접합되는 보강 부재와, 표면에서 단자 범프 그룹을 받치는 마더보드를 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 유닛이 제공된다.
이러한 프린트 기판 유닛에서는, 반도체 소자의 동작시에 반도체 소자는 발열한다. 반도체 소자의 열은 패키지 기판이나 마더보드에 전달된다. 패키지 기판의 열팽창률과 마더보드의 열팽창률은 상이하다. 패키지 기판에서는 응력이 생성된다. 패키지 기판 상에서는 보강 부재는 제 2 각기둥 공간보다 내측에 수용된다. 이와 같이 하여 보강 부재는 외측 가장자리로부터 내측을 향해 확장되는 접합 영역에서 패키지 기판의 표면에 접합된다. 그 결과, 제 2 각기둥 공간보다 외측으로 보강 부재가 패키지 기판에 접합되는 경우에 비해 패키지 기판의 강성의 상승은 억제된다. 패키지 기판의 모서리에서 응력의 집중은 회피된다. 가장 바깥 둘레의 범프 열에서 단자 범프의 파손은 회피된다. 이러한 프린트 기판 유닛은 전자 기기에 조립된다.
보강 부재의 주위에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에는, 제 2 각기둥 공간의 외측에서 제 1 각기둥 공간 내에 보조 보강 부재가 끼워지면 된다. 이러한 인쇄 기판 유닛에서는, 예를 들면 열전도 부재로부터 패키지 기판을 향해 큰 가압력이 작용해도, 가압력의 부하는 보강 부재뿐만 아니라 보조 보강 부재에서도 지지된다. 반도체 소자에 작용하는 부하는 경감된다. 반도체 소자나 패키지 기판의 파손은 저지된다.
이 보조 보강 부재는 패키지 기판 및 열전도 부재에 접합되지 않는다. 그 결과, 전술한 것과 마찬가지로, 패키지 기판의 강성의 상승은 억제된다. 패키지 기판의 모서리에서 응력의 집중은 회피된다. 가장 바깥 둘레의 범프 열에서 단자 범프의 파손은 회피된다. 이 때, 프린트 기판 유닛은 열전도 부재의 표면에 접촉하는 방열 부재와, 마더보드를 향해 열전도 부재를 꽉 누르는 가압력를 발휘하는 가압 기구를 더 구비하면 된다. 이러한 가압 기구의 가압력의 작용으로 패키지 기판 및 열전도 부재 사이에서 보조 보강 부재의 탈락은 회피된다.
이상과 같은 프린트 기판 유닛의 실현에 있어서 반도체 패키지가 제공된다. 반도체 패키지는 패키지 기판과, 패키지 기판의 표면에 실장되는 반도체 소자와, 패키지 기판의 이면에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과, 반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와, 반도체 소자의 주위에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지고, 제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 내측에 수용되고, 외측 가장자리로부터 내측을 향해 확장되는 접합 영역에서 패키지 기판의 표면에 접합되는 보강 부재를 구비하면 된다.
제 2 발명에 의하면, 패키지 기판과, 패키지 기판의 표면에 실장되는 반도체 소자와, 패키지 기판의 이면에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과, 반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와, 반도체 소자의 주위에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지는 보강 부재와, 제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 윤곽으로부터 내측을 향해 확장되고 패키지 기판의 표면에 보강 부재를 접합하는 접합재와, 표면에서 단자 범프 그룹을 받치는 마더보드를 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 유닛이 제공된다.
이러한 프린트 기판 유닛에서는, 전술한 것과 마찬가지로, 반도체 소자의 동작시에 반도체 소자는 발열한다. 반도체 소자의 열은 패키지 기판이나 마더보드에 전달된다. 패키지 기판의 열팽창률과 마더보드의 열팽창률은 상이하다. 패키지 기판에서는 응력이 생성된다. 패키지 기판 상에서 보강 부재는 제 2 각기둥 공간의 윤곽으로부터 내측을 향해 확장되는 접합재에 의해 패키지 기판에 접합된다. 그 결과, 제 2 각기둥 공간보다 외측으로 보강 부재가 패키지 기판에 접합되는 경우에 비해 패키지 기판의 강성의 상승은 억제된다. 패키지 기판의 모서리에서 응력의 집중은 회피된다. 가장 바깥 둘레의 범프 열에서 단자 범프의 파손은 회피된다. 이러한 프린트 기판 유닛은 전자 기기에 조립된다.
이러한 프린트 기판 유닛에서는, 보강 부재는 제 2 각기둥 공간의 외측에서 패키지 기판의 표면에 접촉하는 접촉면을 규정한다. 이러한 보강 부재는 제 2 각기둥 공간의 윤곽의 내측뿐만 아니라 제 2 각기둥 공간의 윤곽보다 외측에서도 가압력을 받아낼 수 있다. 반도체 소자에 작용하는 부하는 경감된다. 반도체 소자나 패키지 기판의 파손은 저지된다. 이러한 접촉면은 패키지 기판에 접합되지 않는다. 전술한 것과 마찬가지로, 제 2 각기둥 공간의 외측에서 보강 부재가 패키지 기판에 접합되는 경우에 비해 패키지 기판의 강성의 상승은 억제된다. 패키지 기판의 모서리에서 응력의 집중은 회피된다. 가장 바깥 둘레의 범프 열에서 단자 범프의 파손은 회피된다.
이상과 같은 프린트 기판 유닛의 실현에 있어서 반도체 패키지가 제공된다. 반도체 패키지는 패키지 기판과, 패키지 기판의 표면에 실장되는 반도체 소자와, 패키지 기판의 이면에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과, 반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와, 반도체 소자의 주위에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지는 보강 부재와, 제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 윤곽으로부터 내측을 향해 확장되고 패키지 기판의 표면에 보강 부재를 접합하는 접합재를 구비하면 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 기기의 일구체예 즉 서버 컴퓨터 장치의 외관을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린트 기판 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 측면도.
도 3은 마더보드 및 반도체 패키지 및 히트 싱크의 수직 단면도.
도 4는 도 3의 4-4선에 따른 수평 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린트 기판 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도.
도 6은 일구체예에 따른 보조 보강 부재의 구조를 개략적으로 나타낸 수평 단면도.
도 7은 다른 구체예에 따른 보조 보강 부재의 구조를 개략적으로 나타낸 수평 단면도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프린트 기판 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도.
도 9는 다른 구체예에 따른 프린트 기판 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 기기의 일구체예 즉 서버 컴퓨터 장치(11)의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이다. 서버 컴퓨터 장치(11)는 하우징(12)을 구비한다. 하우징(12) 내에는 수용 공간이 구획된다. 수용 공간에는 마더보드가 배치된다. 마더보드에는, 후술되는 반도체 패키지나 메인 메모리가 실장(實裝)된다. 반도체 패키지는, 예를 들면 일시적으로 메인 메모리에 유지되는 소프트웨어 프로그램이나 데이터에 의거하여 다양한 연산 처리를 실행한다. 소프트웨어 프로그램이나 데이터는, 마찬가지로 수용 공간에 배치되는 하드디스크 구동장치(HDD)와 같은 대용량 기억 장치에 저장되면 된다. 이러한 서버 컴퓨터 장치(11)는 예를 들면 랙에 탑재된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린트 기판 유닛(13)은 마더보드(14)를 구비한다. 마더보드(14)에는 수지 기판이 사용된다. 마 더보드(14)의 평탄한 표면에는 반도체 패키지 즉 LSI(대규모 집적 회로) 패키지(15)가 실장된다. LSI 패키지(15)는 패키지 기판(16)을 구비한다. 패키지 기판(16)에는 예를 들면 세라믹 기판이 사용된다. 마더보드(14)의 표면에는 매트릭스 형태로 복수의 단자 범프(17)가 배치된다. 단자 범프(17) 위에 패키지 기판(16)이 받쳐진다. 이와 같이 하여 패키지 기판(16)은 단자 범프(17)에 의해 마더보드(14)의 표면에 접합된다. 단자 범프(17)는 예를 들면 땜납재로 구성되면 된다. 땜납재에는 예를 들면 주석, 은 및 구리의 합금이 사용된다. 땜납재에는 납은 포함되지 않는다. 이러한 단자 범프(17)는 단자 범프 그룹을 구성한다.
패키지 기판(16)의 평탄한 표면에는 보강 부재 즉 스티프너(stiffener; 18)가 받쳐진다. 스티프너(18)는 예를 들면 구리와 같은 금속 재료로 구성된다. 스티프너(18) 위에는 열전도 부재 즉 히트 스프레더(19)가 받쳐진다. 히트 스프레더(19)는 예를 들면 구리와 같은 금속 재료로 구성된다. 히트 스프레더(19) 위에는 방열 부재 즉 히트 싱크(21)가 받쳐진다. 히트 싱크(21)에는 평판 형상의 베이스판(21a)과, 이 베이스판(21a)으로부터 수직 방향으로 솟아오른 복수매의 핀(21b)이 형성된다. 베이스판(21a)은 평탄한 하향면으로 히트 스프레더(19)의 상향 평탄면에 중첩된다. 인접하는 핀(21b) 상호간의 사이에는 동일 방향으로 연장되는 통풍로가 구획된다. 히트 싱크(21)는 예를 들면 알루미늄이나 구리와 같은 금속 재료로 성형되면 된다.
히트 싱크(21)는 마더보드(14)와의 사이에서 LSI 패키지(15)를 끼운다. 히트 싱크(21)의 연결에 있어서 예를 들면 4개의 볼트(22)가 사용된다. 볼트(22)의 선단은 마더보드(14)에 나사결합된다. 볼트(22)는 마더보드(14)의 표면에 직교하는 자세를 확보한다. 개개의 볼트(22)는 히트 싱크(21)의 베이스판(21a)을 관통한다. 개개의 볼트(22)에서는 볼트 머리(22a)와 베이스판(21a) 사이에 탄성 부재(23)가 끼워진다. 이 탄성 부재(23)는, 예를 들면 볼트 머리(22a)와 베이스판(21a) 사이에서 신장 방향으로 탄성력을 발휘하는 스프링으로 구성되면 된다. 그 결과, 베이스판(21a)은 마더보드(14)를 향해 가압력을 발휘한다. 볼트(22), 탄성 부재(23) 및 베이스판(21a)은 본 발명의 가압 기구를 구성한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 패키지 기판(16)의 표면에는 특정 영역에서 매트릭스 형상으로 단자 범프(25)가 배열된다. 단자 범프(25) 위에 반도체 소자 즉 LSI 칩(26)이 받쳐진다. 이와 같이 하여 LSI 칩(26)은 패키지 기판(16)에 실장된다. 단자 범프(25)는 패키지 기판(16) 위에서 밀봉된다. 밀봉에 있어서 LSI 칩(26)과 패키지 기판(16) 사이는 수지재(27)로 채워진다. LSI 칩(26)의 표면에는 히트 스프레더(19)가 접촉한다. 히트 스프레더(19)는 LSI 칩(26)의 윤곽보다 외측으로 확장된다. LSI 칩(26) 및 히트 스프레더(19) 사이에는 열전도성의 접합재(28)가 끼워진다. 접합재(28)는 균일한 두께로 LSI 칩(26)의 표면으로 확장된다. 접합재(28)에는 예를 들면 저온 땜납재가 사용된다.
히트 스프레더(19) 및 히트 싱크(21)의 베이스판(21a) 사이에는 열전도성의 유동체 즉 서멀 그리스(도시되지 않음)가 끼워지면 된다. LSI 칩(26)의 동작 중에 LSI 칩(26)은 발열한다. LSI 칩(26)의 열은 접합재(28)로부터 히트 스프레더(19)로 전달된다. 히트 스프레더(19)는 넓은 범위로 LSI 칩(26)의 열을 확산한다. 확 산한 열은 히트 싱크(21)에 전달된다. 히트 싱크(21)는 큰 표면적의 표면으로부터 대기 중에 열을 방산한다. 이와 같이 하여 LSI 칩(26)의 온도 상승은 효과적으로 억제된다.
전술한 스티프너(18)는 LSI 칩(26)의 주위에 배치된다. 스티프너(18) 및 패키지 기판(16) 사이, 스티프너(18) 및 히트 스프레더(19) 사이에는 접합재(29)가 끼워진다. 접합재(29)에는 예를 들면 열경화성 접착제가 사용되면 된다. 이와 같이 하여 스티프너(18)는 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19)에 접합된다. 그 결과, 히트 싱크(21)의 중량은 스티프너(18)에 의해 지지된다. LSI 칩(26)에 히트 싱크(21)로부터 작용하는 부하는 경감된다. LSI 칩(26)의 파손은 저지된다. 동시에, 스티프너(18)는 패키지 기판(16)의 강성을 높인다. 그 외, 접합재(29)에는 땜납재가 사용되어도 된다.
도 4를 아울러 참조하여, 스티프너(18)는 패키지 기판(16) 위에서 LSI 칩(26)의 외주(外周)를 둘러싼다. 스티프너(18)는 그 전체 둘레에 걸쳐 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19) 사이에 끼워진다. 그 한편, 단자 범프 그룹에서는, 패키지 기판(16)의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간(31)에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열(32)이 규정된다. 제 1 각기둥 공간(31)의 내측에는 패키지 기판(16)의 표면에 직교하는 제 2 각기둥 공간(33)이 규정된다. 제 2 각기둥 공간(33)은 가장 바깥 둘레의 범프 열(32)에 내접한다. 스티프너(18)는 제 2 각기둥 공간(33)의 내측에 수용된다. 접합재(29)는 제 2 각기둥 공간(33)의 윤곽으로부터 내측을 향해 확장되는 접합 영역에서 스티프너(18)를 패키지 기판(16) 및 히트 스 프레더(19)에 접합한다.
이상과 같은 프린트 기판 유닛(13)에서는, 전술되는 바와 같이, LSI 칩(26)의 동작시에 LSI 칩(26)은 발열한다. LSI 칩(26)의 열은 패키지 기판(16)이나 마더보드(14)에 전달된다. 패키지 기판(16)에는 세미 랙 기판이 사용되는 한편, 마더보드(14)에는 수지 기판이 사용된다. 패키지 기판(16)의 열팽창률은 마더보드(14)의 열팽창률과 크게 상이하다. 패키지 기판(16)에서는 응력이 생성된다. 그러나, 패키지 기판(16) 위에서는 스티프너(18)는 제 2 각기둥 공간(33)보다 내측에 수용된다. 그 결과, 제 2 각기둥 공간(33)의 외측에서 스티프너(18)가 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19)에 접합되는 경우에 비해 패키지 기판(16)의 강성의 상승은 억제된다. 패키지 기판(16)의 모서리에서 응력의 집중은 회피된다. 가장 바깥 둘레의 범프 열(32)에서 단자 범프(17)의 파손은 회피된다.
본 발명자들은 본 발명의 프린트 기판 유닛(13)의 효과를 검증하였다. 검증에 있어서 시뮬레이션이 실시되었다. 본 발명에 따른 구체예에서는 스티프너(18)는 제 2 각기둥 공간(33)보다 내측에 수용되었다. 종래예에 따른 비교예에서는 스티프너(18)는 제 2 각기둥 공간(33)보다 외측에서도 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19)에 접합재(29)에 의해 접합되었다.
마더보드(14)의 1변의 크기는 250mm로 설정되었다. 마더보드(14)의 열팽창률은 16[ppm/K]로 설정되었다. 그 한편, 패키지 기판(16)의 1변의 크기는 42.5mm로 설정되었다. 패키지 기판(16)의 열팽창률은 11[ppm/K]로 설정되었다. 패키지 기판(16)의 영률(Young率)은 75[GPa]로 설정되었다.
이 때, 단자 범프 그룹에서 LSI 칩(26)의 발열시의 최대 미제스 응력 및 상당 소성 변형이 측정되었다. 그 결과, 최대 미제스 응력은 40.15[MPa]로부터 36.78[MPa]로 감소하였다. 8.4%의 개선이 보여졌다. 게다가, 상당 소성 변형은 0.015920으로부터 0.006565로 감소하였다. 58.8%의 개선이 보여졌다. 패키지 기판(16)의 모서리에서 응력의 집중이 회피되는 것이 확인되었다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린트 기판 유닛(13a)에서는, 스티프너(18)의 주위에서 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19) 사이에 보조 보강 부재(35)가 끼워진다. 보조 보강 부재(35)는 제 2 각기둥 공간(33)의 외측에서 제 1 각기둥 공간(31) 내에 배치된다. 보조 보강 부재(35)는 예를 들면 금속 재료로 구성되면 된다. 보조 보강 부재(35)와 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19) 사이에는 접합재는 끼워지지 않는다. 즉, 보조 보강 부재(35)는 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19)에는 접합되지 않는다.
도 6을 아울러 참조하여, 보조 보강 부재(35)는 스티프너(18)의 외주를 둘러싼다. 보조 보강 부재(35)는 예를 들면 L자형의 제 1 부재(35a)와, 마찬가지로 예를 들면 L자형의 제 2 부재(35b)로 구성되면 된다. 그 외, 전술한 프린트 기판 유닛(13)과 균등한 구성이나 구조에는 동일한 참조 부호가 붙여진다. 전술되는 바와 같이 히트 싱크(21)의 베이스판(21a)에는 볼트(22) 및 탄성 부재(23)가 연결된다. 그 결과, 베이스판(21a)의 가압력에 의거하여 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19) 사이로부터 보조 보강 부재(35)의 탈락은 회피된다.
이러한 프린트 기판 유닛(13a)에서는, 예를 들면 히트 스프레더(19)로부터 패키지 기판(16)을 향해 큰 가압력이 작용해도, 가압력의 부하는 스티프너(18)뿐만 아니라 보조 보강 부재(35)에서도 지지된다. LSI 칩(26)에 히트 싱크(21)로부터 작용하는 부하는 경감된다. LSI 칩(26)이나 패키지 기판(16)의 파손은 저지된다. 게다가, 보조 보강 부재(35)는 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19)에 접합되지 않는다. 전술한 것과 마찬가지로, 제 2 각기둥 공간(33)의 외측에서 스티프너(18)가 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19)에 접합되는 경우에 비해 패키지 기판(16)의 강성의 상승은 억제된다. 패키지 기판(16)의 모서리에서 응력의 집중은 회피된다. 가장 바깥 둘레의 범프 열(32)에서 단자 범프(17)의 파손은 회피된다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19) 사이에는 전술한 제 1 부재(35a) 및 제 2 부재(35b) 대신에, 패키지 기판(16)의 모서리에 보조 보강 부재(35c 내지 35f)가 배치되어도 된다. 보조 보강 부재(35c 내지 35f)는 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19)에 접합되지 않는다. 보조 보강 부재(35c 내지 35f)는 전술한 것과 마찬가지로 금속 재료로 구성된다. 이러한 보조 보강 부재(35c 내지 35f)는 패키지 기판(16)의 네 모퉁이에서 가압력을 받아낸다. 전술한 것과 마찬가지로, LSI 칩(26)에 히트 싱크(21)로부터 작용하는 부하는 경감된다. LSI 칩(26)이나 패키지 기판(16)의 파손은 저지된다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프린트 기판 유닛(13b)에서는, 스티프너(18)는 제 2 각기둥 공간(33)의 윤곽으로부터 외측으로 돌출된다. 제 2 각기둥 공간(33)의 외측에서 스티프너(18)는 접촉면(18a)에서 패키지 기판(16)의 표면에 접촉한다. 접촉면(18a) 및 패키지 기판(16) 사이에는 접합 재는 배치되지 않는다. 즉, 접촉면(18a) 및 패키지 기판(16)은 접합되지 않는다. 스티프너(18)의 하향면은 접합재(29)에 의거하여 제 2 각기둥 공간(33)의 내측에서 패키지 기판(16)에 접합된다. 스티프너(18)의 상향면은 접합재(29)에 의거하여 전체 면에서 히트 스프레더(19)에 접합된다. 그 외, 전술한 프린트 기판 유닛(13)과 균등한 구성이나 구조에는 동일한 참조 부호가 붙여진다.
이러한 프린트 기판 유닛(13b)에서는, 전술한 것과 마찬가지로, 스티프너(18)는 제 2 각기둥 공간(33)의 윤곽의 내측뿐만 아니라 제 2 각기둥 공간(33)의 윤곽보다 외측에서도 가압력을 받아낼 수 있다. LSI 칩(26)에 히트 싱크(21)로부터 작용하는 부하는 경감된다. LSI 칩(26)이나 패키지 기판(16)의 파손은 저지된다. 그 한편, 접촉면(18a)은 패키지 기판(16)에 접합되지 않는다. 전술한 것과 마찬가지로, 제 2 각기둥 공간(33)의 외측에서 스티프너(18)가 패키지 기판(16) 및 히트 스프레더(19)에 접합되는 경우에 비해 패키지 기판(16)의 강성의 상승은 억제된다. 패키지 기판(16)의 모서리에서 응력의 집중은 회피된다. 가장 바깥 둘레의 범프 열(32)에서 단자 범프(17)의 파손은 회피된다.
그 외, 전술한 프린트 기판 유닛(13, 13a, 13b)에서는, 스티프너(18) 및 히트 스프레더(19)는 일체화되어도 된다. 예를 들면 프린트 기판 유닛(13)에서는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 스티프너(18)는 히트 스프레더(19)의 하향면에 일체화된다. 스티프너(18)의 하향면은 접합재(29)에서 패키지 기판(16)의 표면에 접합된다. 그 외, 전술한 것과 균등한 구성이나 구조에는 동일한 참조 부호가 붙여진다. 프린트 기판 유닛(13a, 13b)에서도 마찬가지로 스티프너(18)는 히트 스프레더(19) 의 하향면에 일체화되면 된다.

Claims (11)

  1. 패키지 기판과,
    패키지 기판의 표면에 실장(實裝)되는 반도체 소자와,
    패키지 기판의 이면(裏面)에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각(角)기둥 공간에 내접(內接)하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과,
    반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와,
    반도체 소자의 주위에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지고, 제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 내측에 수용되고, 외측 가장자리로부터 내측을 향해 확장되는 접합 영역에서 패키지 기판의 표면에 접합되는 보강 부재와,
    표면에서 단자 범프 그룹을 받치는 마더보드
    를 구비하며,
    상기 보강 부재의 주위에서 상기 열전도 부재 및 상기 패키지 기판 사이에는, 상기 제 2 각기둥 공간의 외측에서 상기 제 1 각기둥 공간 내에 보조 보강 부재가 끼워지는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도 부재의 표면에 접촉하는 방열 부재와,
    상기 마더보드를 향해 상기 열전도 부재를 꽉 누르는 가압력을 발휘하는 가압 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 유닛.
  4. 패키지 기판과,
    패키지 기판의 표면에 실장되는 반도체 소자와,
    패키지 기판의 이면에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과,
    반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와,
    반도체 소자의 주위에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지고, 제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 내측에 수용되고, 외측 가장자리로부터 내측을 향해 확장되는 접합 영역에서 패키지 기판의 표면에 접합되는 보강 부재와,
    표면에서 단자 범프 그룹을 받치는 마더보드
    를 구비하며,
    상기 보강 부재의 주위에서 상기 열전도 부재 및 상기 패키지 기판 사이에는, 상기 제 2 각기둥 공간의 외측에서 상기 제 1 각기둥 공간 내에 보조 보강 부재가 끼워지는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  5. 패키지 기판과,
    패키지 기판의 표면에 실장되는 반도체 소자와,
    패키지 기판의 이면에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과,
    반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와,
    반도체 소자의 주위에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지고, 제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 내측에 수용되고, 외측 가장자리로부터 내측을 향해 확장되는 접합 영역에서 패키지 기판의 표면에 접합되는 보강 부재
    를 구비하며,
    상기 보강 부재의 주위에서 상기 열전도 부재 및 상기 패키지 기판 사이에는, 상기 제 2 각기둥 공간의 외측에서 상기 제 1 각기둥 공간 내에 보조 보강 부재가 끼워지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  6. 삭제
  7. 패키지 기판과,
    패키지 기판의 표면에 실장되는 반도체 소자와,
    패키지 기판의 이면에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과,
    반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와,
    제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 내측 및 외측에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지는 보강 부재와,
    제 2 각기둥 공간의 윤곽으로부터 내측을 향해 확장되어 패키지 기판의 표면에 보강 부재를 접합하는 접합재와,
    표면에서 단자 범프 그룹을 받치는 마더보드를 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보강 부재는, 상기 제 2 각기둥 공간의 외측에서 상기 패키지 기판의 표면에 접촉하는 접촉면을 규정하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 유닛.
  9. 패키지 기판과,
    패키지 기판의 표면에 실장되는 반도체 소자와,
    패키지 기판의 이면에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과,
    반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와,
    제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 내측 및 외측에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지는 보강 부재와,
    제 2 각기둥 공간의 윤곽으로부터 내측을 향해 확장되어 패키지 기판의 표면에 보강 부재를 접합하는 접합재와,
    표면에서 단자 범프 그룹을 받치는 마더보드를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  10. 패키지 기판과,
    패키지 기판의 표면에 실장되는 반도체 소자와,
    패키지 기판의 이면에 배치되고, 패키지 기판의 표면에 직교하는 제 1 각기둥 공간에 내접하는 가장 바깥 둘레의 범프 열을 포함하는 단자 범프 그룹과,
    반도체 소자의 표면에 접촉하고, 반도체 소자의 윤곽보다 외측으로 확장되는 열전도 부재와,
    제 1 각기둥 공간의 내측에서 패키지 기판에 직교하면서 가장 바깥 둘레의 범프 열에 내접하는 제 2 각기둥 공간의 내측 및 외측에서 열전도 부재 및 패키지 기판 사이에 끼워지는 보강 부재와,
    제 2 각기둥 공간의 윤곽으로부터 내측을 향해 확장되어 패키지 기판의 표면에 보강 부재를 접합하는 접합재를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  11. 삭제
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