JPH06163731A - 半導体パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高放熱性等を維持した上で、パッケージの小
形化および製造コストの低減を図った半導体パッケージ
を提供する。 【構成】 半導体チップ２が搭載された窒化アルミニウ
ム基体１と、窒化アルミニウム基体１の半導体チップ２
の搭載面側に絶縁性材料４を介して接合され、かつ半導
体チップ２に電気的に接続されたリードフレーム５と、
半導体チップ２を覆うように、窒化アルミニウム基体１
に絶縁性材料８を介して接合された窒化アルミニウム封
止部材７とを具備する半導体パッケージ９である。半導
体パッケージ９は、300MHz以下のシステムクロック周波
数で使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体パッケージに関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップは、外部環境からの保護や
ハンドリング性の向上等を目的として、通常、プラスチ
ック材料やセラミックス材料等によってパッケージング
して使用されている。ところで、近年、半導体製造技術
の進歩により、半導体チップの高集積化等が急速に進ん
でいる。

【０００３】上記した半導体チップの高集積化に伴っ
て、 1素子当りの入出力信号数は増加する傾向にあると
共に、半導体チップからの発熱量も増大する傾向にあ
る。このようなことから、半導体パッケージに対して
は、入出力信号数の増加への対応を図ると共に、放熱性
を高めることが強く望まれている。

【０００４】一方、各種電子機器に対する小形化要請が
強まるにつれて、半導体パッケージ等においても高密度
実装を可能とすることが求められていることから、半導
体パッケージ自体に対する小形化の要望が強まってい
る。また、パッケージ内の配線長を低減することによっ
て、信号遅延を抑制する点からも、半導体パッケージの
小形化が求められている。

【０００５】また一方で、汎用性が高く、比較的安価な
半導体チップをパッケージングする場合においては、半
導体パッケージ自体の製造コストを低減することが強く
求められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
体チップの高集積化や使用用途の多様化等に伴って、半
導体パッケージに対する要求特性は、入出力信号数の増
加への対応、高放熱性化、信号遅延の抑制、製造コスト
の低減等、年々厳しくなってきている。例えば、信号遅
延の抑制は、パッケージ形状を小形化し、パッケージ内
の配線長を低減することにより対応可能であるものの、
単にパッケージを小形化したのでは、放熱性や入出力信
号数の増加への対応が犠牲になるおそれが大きい。

【０００７】本発明は、このような課題に対処してなさ
れたもので、高放熱性等を維持した上で、パッケージの
小形化および製造コストの低減を図った半導体パッケー
ジを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体パッケー
ジは、半導体チップが搭載された窒化アルミニウム基体
と、前記窒化アルミニウム基体の前記半導体チップの搭
載面側に絶縁性材料を介して接合され、かつ前記半導体
チップに電気的に接続されたリードフレームと、前記半
導体チップを覆うように、前記窒化アルミニウム基体に
絶縁性材料を介して接合されたセラミックス封止部材と
を具備し、300MHz以下のシステムクロック周波数で使用
されることを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明の半導体パッケージにおいては、リード
フレームを適用した簡易なパッケージ構造のセラミック
ス基体として、高熱伝導性の窒化アルミニウム焼結体を
用いているため、パッケージとしての高放熱性を維持
し、かつ小形化を図った上で、製造コストを低減するこ
とができる。また、半導体パッケージのシステムクロッ
ク周波数を300MHz以下と規定しているため、上記したよ
うな簡易構造のパッケージであっても、安定した動作が
期待できる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１１】図１は、本発明を適用した一実施例による
ＱＦＰ構造の半導体パッケージの構成を示す断面図であ
る。同図において、１は半導体チップ２の収容部となる
キャビティ１ａを有する窒化アルミニウム基体である。
この窒化アルミニウム基体１は、窒化アルミニウムを主
成分とする焼結体からなるものである。窒化アルミニウ
ム焼結体は、本質的に高熱伝導性を有するものである
が、その原料材質や作製条件によって種々の熱伝導率を
有するものが得られるため、より高熱伝導率を有するも
のを使用することが好ましい。なお、後述する窒化アル
ミニウム封止部材も同様である。

【００１２】上記窒化アルミニウム基体１のキャビティ
１ａ内には、チップ搭載部３が設けられており、このチ
ップ搭載部３上に Ag-ポリイミド、 Ag-ガラス等のペー
ストを用いて半導体チップ２が接合搭載されている。使
用する半導体チップ２は、300MHz以下のシステムクロッ
ク周波数で動作するものとする。

【００１３】また、上記窒化アルミニウム基体１の半導
体チップ２の搭載面側、すなわち窒化アルミニウム基体
１の外縁側凸状端面上には、絶縁性材料からなる固着用
ガラス４等によって、リードフレーム５が接合されてい
る。リードフレーム５と半導体チップ２の各電極とは、
ボンディングワイヤ６によって電気的に接続されてい
る。

【００１４】半導体チップ２が接合、搭載された窒化ア
ルミニウム基体１の上面側には、リードフレーム５を介
して、ムライトあるいは窒化アルミニウム封止部材（キ
ャップ）７が、絶縁性材料からなる封着ガラス８、例え
ば低融点ガラスによって接合されている。半導体チップ
２は、上記窒化アルミニウム封止部材７により気密封止
されている。また、封止部材をムライトのようなセラミ
ックスで構成する場合、窒化アルミニウムには劣るもの
の、基板側からの放熱性を上げることで、これを補い用
いることができる。

【００１５】このようにして、半導体パッケージ９が構
成されている。この実施例の半導体パッケージ９は、リ
ードフレーム５による入出力数が 100以上で、かつ300M
Hz以下のシステムクロック周波数で使用される場合に好
適である。

【００１６】上述した実施例の半導体パッケージ９にお
いては、半導体チップ２の搭載基体および封止部材とし
て、高熱伝導性の窒化アルミニウム焼結体を用いている
ため、パッケージとしての高放熱性を維持しつつ、小形
化を図ることができる。

【００１７】また、パッケージ構造は、リードフレーム
を適用した簡易なＱＦＰ構造としているため、 100以上
というような入出力信号数に対応することができ、かつ
上記したように小形で高放熱性の半導体パッケージを、
安価に構成することが可能となる。例えば、上記実施例
の半導体パッケージ９の形状は、24mm×24mmである。こ
のように、パッケージの小形化が可能となることから、
信号遅延を抑制することも可能となる。

【００１８】そして、半導体パッケージのシステムクロ
ック周波数を300MHz以下と規定していると共に、小形化
による信号遅延の抑制とパッケージの高放熱性を実現し
たことによって、安価で簡易構造の半導体パッケージで
あっても、安定した動作が期待できる。

【００１９】このように、上記実施例の半導体パッケー
ジ１２は、安価で、小形化および多入出力数化が可能で
ある上に、高放熱性を満足したものであると言える。よ
って、 100以上の入出力数を有し、かつ300MHz以下のシ
ステムクロック周波数で使用される場合に好適である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
放熱性等を維持した上で、パッケージの小形化および製
造コストの低減を図った半導体パッケージを提供するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の半導体パッケージの構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１……窒化アルミニウム基体 ２……半導体チップ ４……固着用ガラス ５……リードフレーム ６……ボンディングワイヤ ７……窒化アルミニウム封止部材 ８……封着ガラス ９……半導体パッケージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 孔俊 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップが搭載された窒化アルミニ
   ウム基体と、前記窒化アルミニウム基体の前記半導体チ
   ップの搭載面側に絶縁性材料を介して接合され、かつ前
   記半導体チップに電気的に接続されたリードフレーム
   と、前記半導体チップを覆うように、前記窒化アルミニ
   ウム基体に絶縁性材料を介して接合されたセラミックス
   封止部材とを具備し、300MHz以下のシステムクロック周
   波数で使用されることを特徴とする半導体パッケージ。