FR2574991A3 - Conditionnement pour circuits integres, ayant des possibilites de dissipation de chaleur ameliorees, et procede pour augmenter la dissipation de la chaleur - Google Patents
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Abstract
CONDITIONNEMENT DE CIRCUIT INTEGRE AUGMENTANT LA DISSIPATION DE LA CHALEUR DEGAGEE DANS UNE PUCE DE CIRCUIT INTEGRE DISPOSEE A L'INTERIEUR DU CONDITIONNEMENT. CETTE AUGMENTATION DE LA DISSIPATION DE CHALEUR EST OBTENUE EN CONFIGURANT DES ZONES METALLIQUES AGRANDIES 25 DU CADRE DE CONDUCTEURS 23 DU CONDITIONNEMENT, QUI SONT DES PROLONGEMENTS DE LA ZONE D'IMPLANTATION 11.LA ZONE D'IMPLANTATION EST LA PORTION DU CADRE DE CONDUCTEURS SUR LAQUELLE EST MONTEE LA PUCE DE CIRCUIT INTEGRE LORS DE L'ASSEMBLAGE DU CONDITIONNEMENT DU SEMI-CONDUCTEUR. LA ZONE AGRANDIE DU CADRE DE CONDUCTEURS PROCURE UN CONTACT PLUS GRAND AVEC LE BOITIER DE CONDITIONNEMENT ET PROCURE UN TRAJET DE CONDUCTION THERMIQUE A PROXIMITE IMMEDIATE DE LA SURFACE EXTERIEURE DU BOITIER DE CONDITIONNEMENT. LA PUCE DE CIRCUIT INTEGRE A AINSI UN TRAJET THERMIQUE PLUS EFFICACE JUSQU'AU PUITS THERMIQUE CONSTITUE PAR L'AIR AMBIANT.
Description
Conditionnement pour circuits intégrés, ayant des possibilités de
dissipation de chaleur améliorées, et procédé pour
augmenter la dissipation de la chaleur.
La présente invention concerne un conditionnement pour des circuits intégrés, ayant des possibilités de dissipation de la chaleur améliorées, ainsi qu'un procédé pour augmenter
la dissipation de la chaleur.
Lorsque la densité des éléments formés sur un substrat d'un circuit intégré augmente, le problème de la dissipation
de la chaleur dégagée par ce composant devient plus impor-
tant. Si la chaleur n'est pas dissipée, l'élévation résul-
tante de la température du circuit intégré et de son condi-
tionnement peut avoir un effet nuisible sur les caractéris-
tiques fonctionnelles du circuit intégré. Des radiateurs peuvent être thermiquement couplés aux conditionnements des composants semiconducteurs pour faciliter l'élimination de la chaleur. Toutefois, le conditionnement des circuits intégrés est, de façon caractéristique, mauvais conducteur de la chaleur de sorte que cette technique n'a qu'une
valeur limitée.
D'autres techniques pour essayer de refroidir les puces par dissipation de la chaleur consistent à ajouter une
plaque de refroidissement en contact avec le circuit intégré.
- 2 Toutefois, la plaque de refroidissement, qui constitue effectivement une solution à la dissipation de la chaleur, soulève des problèmes impliquant l'utilisation de plaquettes
de circuits spéciales pour recevoir la plaque de refroi-
dissement.
Il existe donc un besoin pour une technique de refroidisse-
ment améliorée que l'on puisse mettre en oeuvre en utilisant les procédés de conditionnement actuels et qui améliorerait la dissipation de chaleur à travers le conditionnement des circuits intégrés sans dispositifs d'adaptation spéciaux
dans le circuit électronique.
C'est en conséquence un but de la présente invention de procurer un conditionnement amélioré pour dissiper la
chaleur dégagée dans une puce de circuit intégré.
C'est un autre but de la présente invention de procurer un conditionnement amélioré pour conduire la chaleur dégagée dans une puce de circuit intégré, qui puisse être réalisé
avec les techniques courantes de conditionnement.
Un autre but de la présente invention est de procurer un procédé pour améliorer les connexions de conduction
thermique entre une puce de circuit intégré et un condition-
nement dans lequel est montée la puce. -
Les buts précités ainsi que d'autres sont atteints selon la présente invention grâce à un cadre de conducteurs ayant une masse thermique additionnelle pour augmenter l'inertie thermique tout en procurant des trajets thermiques additionnels pour conduire la chaleur hors de la puce
du circuit intégré.
Selon la présente invention, un conditionnement de circuits semiconducteurs comporte une puce semiconductrice, un cadre de conducteurs ayant des régions pour le raccordement électrique à la puce semiconductrice, le cadre de conducteurs comprenant une région d'implantation et une surface associée plus grande mécaniquement couplée à la puce semiconductrice, et un conditionnement pour enfermer la puce de circuit intégré et au moins des portions présélectionnées du
cadre de conducteurs.
En outre, selon la présente invention, un procédé pour augmenter le refroidissement d'une puce de circuit intégré dans un conditionnement consiste à augmenter une zone du cadre de conducteurs raccordé à la puce de circuit intégré. La présente invention sera mieux comprise,-à la lecture
de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exem-
ple seulement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: la figure 1 est une vue de dessus d'un cadre de conducteurs caractéristique; les figures 2a, 2b et 2c sont des vues de dessus d'exemples de cadres de conducteurs pour améliorer la dissipation de chaleur d'une puce semiconductrice selon la présente invention; et la figure 3 est un schéma de l'écoulement de la chaieur
entre la puce de circuit intégré et le conditionnement.
Les figures 1, 2a, 2b et 2c montrent une multiplicité de configurations de cadres de conducteurs 10, 20, 22 et 23. Une section intérieure 11 de chaque configuration est en un métal approprié, habituellement plaqué argent, et est appelée zone d'implantation (flag area) du cadre de conducteurs. Une multiplicité de conducteurs 15 est isolée de cette région métallique ou zone d'implantation 11, mais l'entoure sur ses quatre côtés. Lors du montage,
une puce de circuit intégré est montée sur la zone d'implan-
tation 11, avec les conducteurs 15 électriquement raccordés
à la puce par soudage de fil (wire bonding) par exemple.
La ligne en tirets 12 indique la zone générale qu'occupe le boîtier de conditionnement. L'intérieur de la région délimitée par les lignes en tirets peut être rempli d'une matière plastique ou résineuse qui sert de support structurai
aux éléments du conditionnement, y compris les fils raccor-
dant la puce de circuit intégré et les conducteurs 15 du cadre de conducteurs. Un capuchon renferme le boîtier pour isoler le conditionnement de l'environnement. Sur le figures 2a, 2b et 2c, les Zones 25 indiquent des régions qui ne contiennent pas normalement une quantité notable
de la structure du cadre de conducteurs.
On se reporte maintenant à la figure 3, sur laquelle est représenté schématiquement l'écoulement de la chaleur de la puce de circuit intégré vers l'extérieur du boîtier de conditionnement. La puce de circuit intégré 30 est la source de la chaleur. Cette puce 30 est montée sur la zone d'implantation 11 et, par l'intermédiaire de cette zone (31.sur la figure 3) transfère de la chaleur au boîtier de conditionnement 35. En outre, la chaleur en provenance de la puce 30 est transférée directement au boîtier de conditionnement 35. La chaleur peut également être transférée par l'intermédiaire des fils 32 aux conducteurs 33 (qui
correspondent aux conducteurs 15) et au boîtier de condi-
tionnement 35.
La chaleur dégagée par la puce semiconductrice peut être
conduite sur la surface extérieure du boîtier de conditionne-
ment par une multiplicité de trajets. Les zones agrandies
du cadre de conducteurs raccordées à la zone d'implan-
tation 11 peuvent faciliter l'écoulement de chaleur sur cette surface extérieure. Tout d'abord, la masse ajoutée procure une inertie thermique. Ensuite, le cadre de conduc-' teurs, fabriqué dans un conducteur de chaleur relativement bon, procure une zone accrue pour le contact avec le boîtier de conditionnement, ce qui permet un transfert de chaleur plus uniforme. Enfin, les zones conductrices agrandies du cadre de conducteurs sont relativement proches de la surface du boîtier de conditionnement. Dans des circuits
électroniques caractéristiques employant des conditionne-
ments de circuits intégrés, le puits thermique caractéris-
tique est l'air entourant le conditionnement. Ce dernier, constitué dans un matériau relativement mauvais conducteur de la chaleur, peut procurer un meilleur refroidissement de la puce de circuit intégré qui se trouve à l'intérieur lorsque la chaleur peut être distribuée à proximité immédiate
de l'extérieur du conditionnement.
En se reportant une fois encore à la figure 3, la zone agrandie du cadre de conducteurs agrandit le trajet thermique de la puce 30 à la zone d'implantation 31 et de là au boîtier. Comme on le voit sur la figure 2a, le cadre de conducteurs comporte deux zones métalliques agrandies 25 qui se
raccordent à des coins opposés du cadre de conducteurs.
De même, le cadre de conducteurs 22 a quatre zones de coin métalliques agrandies 25 raccordées mécaniquement et thermiquement à la zone d'implantation 11. Ces zones métalliques de coin 25 augmentent les caractéristiques de dissipation de la chaleur de la zone d'implantation
11 sur laquelle est montée la puce de circuit intégré.
En se reportant à la figure 2c, on voit que la dissipation de chaleur accrue procurée par les zones conductrices de la chaleur agrandies 25 du cadre de conducteurs 23 est obtenue aux dépens d'un petit nombre de conducteurs sur la plaquette de circuit extérieur
La description précédente est relative à la réalisation
préférée et ne limite pas la portée de l'invention, laquelle-
n'est limitée que par les revendications jointes. De nom-
breuses variantes apparaîtront à l'homme de l'art, sans
s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention.
Claims (5)
1. Conditionnement pour des circuits semiconducteurs, comprenant une puce semiconductrice, un cadre de conducteurs ayant des régions métalliques électriquement raccordées à cette puce semiconductrice, ce cadre de conducteurs ayant une zone d'implantation mécaniquement raccordée
à cette puce semiconductrice, et un boîtier de-conditionne-
ment pour enfermer la puce semiconductrice et au moins
des portions sélectionnées du cadre de conducteurs, carac-
térisé en ce que des portions intérieures (25) de ce cadre de conducteurs (20, 22, 23) mécaniquement raccordées à la zone d'implantation (11) et à la puce semiconductrice
ont une surface accrue.
2. Conditionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces portions accrues (25) du cadre de conducteurs se trouvent dans les coins du boîtier de conditionnement (12).
3. Cadre de conducteurs pour procurer une dissipation accrue de la chaleur dégagée dans une puce semiconductrice montée sur le cadre de conducteurs, comportant une zone d'implantation métallique centrale et une multiplicité de conducteurs métalliques s'étendant vers l'extérieur de cette zone d'implantation, ces conducteurs entourant la zone d'implantation et en en étant isolés, caractérisé en ce que des zones métalliques agrandies (25) sont formées dans au moins deux coins du cadre de conducteurs (20, 22, 23), opposés l'un à l'autre entre des jeux adjacents de cette multiplicité de conducteurs (15) qui sont orientés transversalement les uns aux autres, ces zones métalliques agrandies étant mécaniquement et thermiquement raccordées
à la zone d'implantation (11).
4. Cadre de conducteurs selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux zones métalliques agrandies
supplémentaires (25) mécaniquement et thermiquement raccor-
dées à la zone d'implantation (11), ces zones métalliques additionnelles étant formées dans les coins opposés restants
du cadre de conducteurs (22, 23).
5. Procédé pour augmenter la dissipation de la chaleur dégagée dans une puce de circuit intégré à monter dans un conditionnement, caractérisé en ce qu'on agrandit la zone de coin de la zone d'implantation du cadre de conducteurs
du conditionnement montée sur la puce de circuit intégré.
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