JPH0969592A - プリント配線基板及びその実装方法 - Google Patents
プリント配線基板及びその実装方法Info
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- JPH0969592A JPH0969592A JP7222388A JP22238895A JPH0969592A JP H0969592 A JPH0969592 A JP H0969592A JP 7222388 A JP7222388 A JP 7222388A JP 22238895 A JP22238895 A JP 22238895A JP H0969592 A JPH0969592 A JP H0969592A
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- Japan
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- heat dissipation
- printed wiring
- wiring board
- heat
- semiconductor device
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3421—Leaded components
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体装置２１に搭載される半導体チップ１の
通電により発生する当該半導体チップ１のジャンクショ
ン温度アップによる電気特性の悪化を防止すること。 【解決手段】半導体チップ１は、半導体装置２１内の放
熱板２に搭載され、更に当該放熱板２は放熱ボス５を介
してプリント配線基板４内のＰＷＢ放熱層６に接続され
ている。これにより半導体チップ１の通電による発熱
を、効率良く半導体装置２１内に放熱する。
通電により発生する当該半導体チップ１のジャンクショ
ン温度アップによる電気特性の悪化を防止すること。 【解決手段】半導体チップ１は、半導体装置２１内の放
熱板２に搭載され、更に当該放熱板２は放熱ボス５を介
してプリント配線基板４内のＰＷＢ放熱層６に接続され
ている。これにより半導体チップ１の通電による発熱
を、効率良く半導体装置２１内に放熱する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線基板及
びその実装方法に関し、特に放熱構造とその組立方法に
関する。
びその実装方法に関し、特に放熱構造とその組立方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置のプリント配線基板の
断面図を示す図５を参照すると、このプリント配線基板
２０は、絶縁性樹脂基体の主表面に、所定の配線導体が
形成され、その一部は露出させてランド１０となし、半
導体装置２１の外部リード３に対向した位置に、このラ
ンド１０を配置している。
断面図を示す図５を参照すると、このプリント配線基板
２０は、絶縁性樹脂基体の主表面に、所定の配線導体が
形成され、その一部は露出させてランド１０となし、半
導体装置２１の外部リード３に対向した位置に、このラ
ンド１０を配置している。
【０００３】この半導体装置２１は、この装置２１の取
り付け側の基板２０の一主表面に半田付けされるいわゆ
る表面実装型のパッケージ構造をなし、この種のパッケ
ージとして、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐｃｋａｇ
ｅ）やＳＯＰ（ＳｍａｌｌＩｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇ
ｅ）等がある。
り付け側の基板２０の一主表面に半田付けされるいわゆ
る表面実装型のパッケージ構造をなし、この種のパッケ
ージとして、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐｃｋａｇ
ｅ）やＳＯＰ（ＳｍａｌｌＩｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇ
ｅ）等がある。
【０００４】外部リード３は、モールド樹脂１９の両側
方に各々導出されており、一対のリード３のみ図示され
ているが、実際には紙面と垂直方向に数十本配列され、
中には百本を越えるものもある。
方に各々導出されており、一対のリード３のみ図示され
ているが、実際には紙面と垂直方向に数十本配列され、
中には百本を越えるものもある。
【０００５】単数又は複数の半導体チップ１の裏面に
は、このチップ１で発生する熱を放散させるための放熱
板２が固着される。チップ１の主表面のパッドと外部リ
ード３の内端とは、ボンディング・ワイヤ７で接続され
る。
は、このチップ１で発生する熱を放散させるための放熱
板２が固着される。チップ１の主表面のパッドと外部リ
ード３の内端とは、ボンディング・ワイヤ７で接続され
る。
【０００６】外部リード３の内端は、放熱板２の主表面
上に、絶縁層を介して、固定されている。
上に、絶縁層を介して、固定されている。
【０００７】モールド樹脂１９は、放熱板２の裏面及び
外部リード３を露出させた状態で、この装置２１の表面
を覆っている。
外部リード３を露出させた状態で、この装置２１の表面
を覆っている。
【０００８】この半導体装置２１は、３Ｗ乃至５Ｗ程度
の比較的大きな消費電力を持っている。従って、放熱構
造には特に配慮する必要があり、熱伝導性の良好な金属
性の放熱板２を備えている。
の比較的大きな消費電力を持っている。従って、放熱構
造には特に配慮する必要があり、熱伝導性の良好な金属
性の放熱板２を備えている。
【０００９】しかしながら、放熱板２とプリント配線基
板２０との間が離間しており、この部分の空気層の自然
換気による放熱効果は極めて小さなもので、この放熱板
２からのさらなる放熱手段がない。半導体装置自体で、
放熱効果を高めるには限界がある。
板２０との間が離間しており、この部分の空気層の自然
換気による放熱効果は極めて小さなもので、この放熱板
２からのさらなる放熱手段がない。半導体装置自体で、
放熱効果を高めるには限界がある。
【００１０】ちなみに、パッケージ構造は異なるが、半
導体装置自体で通電時の放熱効果を高めた特開平２−２
９１１５６号公報に記載された図６の断面図を参照する
と、この半導体装置３０は、ＩＣチップ２５の裏面に熱
伝導体２６が固着され、この熱伝導体２６には中央部に
ネジ孔２９が形成され、一方ヒートシンク２７にもネジ
孔２９が形成され、留めネジ２８を使用して、複数のヒ
ートシンク２７を熱伝導体６に固定している。
導体装置自体で通電時の放熱効果を高めた特開平２−２
９１１５６号公報に記載された図６の断面図を参照する
と、この半導体装置３０は、ＩＣチップ２５の裏面に熱
伝導体２６が固着され、この熱伝導体２６には中央部に
ネジ孔２９が形成され、一方ヒートシンク２７にもネジ
孔２９が形成され、留めネジ２８を使用して、複数のヒ
ートシンク２７を熱伝導体６に固定している。
【００１１】しかしながら、このような構造では、半導
体装置３０の厚み寸法が大となり、既製の筐体に収納で
きなくなる心配があるだけでなく、機械的な振動が加わ
ると、熱伝導体２６と絶縁基板３１との境界面に、亀裂
等が入る心配がある。従って、ヒートシンク２７を多数
取り付けて、熱抵抗を低めようとしても、自らその限界
がある。
体装置３０の厚み寸法が大となり、既製の筐体に収納で
きなくなる心配があるだけでなく、機械的な振動が加わ
ると、熱伝導体２６と絶縁基板３１との境界面に、亀裂
等が入る心配がある。従って、ヒートシンク２７を多数
取り付けて、熱抵抗を低めようとしても、自らその限界
がある。
【００１２】このように、半導体装置自体により、放熱
効果を実質的に高めようとしても限界があり、半導体チ
ップ内のジャンクション部分の発熱を効果的に放散でき
ないという欠点がある。
効果を実質的に高めようとしても限界があり、半導体チ
ップ内のジャンクション部分の発熱を効果的に放散でき
ないという欠点がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上のような諸問題点
に鑑み、本発明では、次の課題を掲げる。 （１）実装される半導体装置の放熱板の熱抵抗を低く抑
えるようにすること。 （２）プリント配線基板の実質寸法を大きくしないよう
にすること。 （３）実装される半導体装置の発熱を低く抑えて、半導
体装置の動作上の信頼を高めること。
に鑑み、本発明では、次の課題を掲げる。 （１）実装される半導体装置の放熱板の熱抵抗を低く抑
えるようにすること。 （２）プリント配線基板の実質寸法を大きくしないよう
にすること。 （３）実装される半導体装置の発熱を低く抑えて、半導
体装置の動作上の信頼を高めること。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決手段は、放
熱板を備えた半導体装置が実施されるプリント配線基板
において、所定形状の放熱層を備えることと、前記放熱
板から前記放熱層まで熱を伝導する放熱ボスを備えるこ
とを特徴とする。
熱板を備えた半導体装置が実施されるプリント配線基板
において、所定形状の放熱層を備えることと、前記放熱
板から前記放熱層まで熱を伝導する放熱ボスを備えるこ
とを特徴とする。
【００１５】特に、前記放熱層は、多数の溝を一主表面
に有し、プリント配線の一主表面から露出していること
を特徴とする。
に有し、プリント配線の一主表面から露出していること
を特徴とする。
【００１６】また特に、前記放熱層は、プリント配線基
板の一主表面を形成していることを特徴とする。
板の一主表面を形成していることを特徴とする。
【００１７】さらに、特に前記放熱ボスは、前記放熱層
と一体に形成されているか、または熱伝導性の良好な接
着剤を介して前記放熱層に接着されていることも特徴と
する。
と一体に形成されているか、または熱伝導性の良好な接
着剤を介して前記放熱層に接着されていることも特徴と
する。
【００１８】上述した本発明のプリント配線基板の実装
方法において、前記半導体装置を前記プリント配線基板
に実装後に、前記放熱ボスを前記放熱板と前記プリント
配線基板との隙間に介装することを特徴とする。
方法において、前記半導体装置を前記プリント配線基板
に実装後に、前記放熱ボスを前記放熱板と前記プリント
配線基板との隙間に介装することを特徴とする。
【００１９】特に、介装する際に、熱伝導性良好な接着
剤を用いることも特徴とする。
剤を用いることも特徴とする。
【００２０】本発明によれば、放熱ボスを介して、半導
体装置で発生した熱が、熱伝導により効率よく、放熱層
に達するため、冷却能力が大きくなり、半導体チップ内
のジャンクション温度を低く抑えることができる。
体装置で発生した熱が、熱伝導により効率よく、放熱層
に達するため、冷却能力が大きくなり、半導体チップ内
のジャンクション温度を低く抑えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を示す
図１の断面図を参照すると、半導体装置２１が実装され
たプリント配線基板４が示されているが、実装される半
導体装置２１は図５に示した従来技術と共通するので、
このように共通した部分は以下共通に算用数字で示すに
留める。
図１の断面図を参照すると、半導体装置２１が実装され
たプリント配線基板４が示されているが、実装される半
導体装置２１は図５に示した従来技術と共通するので、
このように共通した部分は以下共通に算用数字で示すに
留める。
【００２２】プリント配線基板４は、熱伝導性の良好な
所定厚の放熱層６の両主表面に、絶縁層８と、ランド１
０や配線導体層が形成された絶縁層９とが固着されてい
る。放熱板２と対向した位置には、絶縁層９を貫通する
放熱層６′が形成され、さらにこの放熱層６′と放熱板
２との隙間に嵌入させる放熱ボス５がある。放熱ボス５
は、熱伝導性の良好な接着剤で固定されることが好まし
い。放熱層６の厚さ寸法は、０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍ
程度が好ましい。
所定厚の放熱層６の両主表面に、絶縁層８と、ランド１
０や配線導体層が形成された絶縁層９とが固着されてい
る。放熱板２と対向した位置には、絶縁層９を貫通する
放熱層６′が形成され、さらにこの放熱層６′と放熱板
２との隙間に嵌入させる放熱ボス５がある。放熱ボス５
は、熱伝導性の良好な接着剤で固定されることが好まし
い。放熱層６の厚さ寸法は、０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍ
程度が好ましい。
【００２３】上記隙間には、寸法上のばらつきがあるた
め、０．１ｍｍ程度乃至０．０５ｍｍ程度の寸法差のあ
る多数の放熱ボス５を用意し、この中から適宜選択して
使用する。
め、０．１ｍｍ程度乃至０．０５ｍｍ程度の寸法差のあ
る多数の放熱ボス５を用意し、この中から適宜選択して
使用する。
【００２４】放熱ボス５下の放熱層６′は、放熱層６よ
りも厚くなっているが、放熱層６，６′が一体構造とな
っていなくともよく、放熱層６の一様な厚さのものと、
放熱ボス５とこの放熱層６との間に充填する熱伝導性良
好な接着剤とで、形成されていてもよい。
りも厚くなっているが、放熱層６，６′が一体構造とな
っていなくともよく、放熱層６の一様な厚さのものと、
放熱ボス５とこの放熱層６との間に充填する熱伝導性良
好な接着剤とで、形成されていてもよい。
【００２５】この実施の形態によれば、半導体チップ１
の発熱は、放熱板２から、放熱ボス５を経て、放熱板
６′，放熱板６まで達するため、冷却効果は極めて高い
ものとなるばかりでなく、デッドスペースとなってい
る。放熱板２下の隙間に放熱ボス５を設けているため、
実装構造上の寸法が大きくなることがなく、従来の筐体
がそのまま使用できるという利点がある。また、放熱ボ
ス５が、放熱板２をプリント配線基板４に固着している
から、実装後の機械的振動に対してより強い構造となっ
ている。
の発熱は、放熱板２から、放熱ボス５を経て、放熱板
６′，放熱板６まで達するため、冷却効果は極めて高い
ものとなるばかりでなく、デッドスペースとなってい
る。放熱板２下の隙間に放熱ボス５を設けているため、
実装構造上の寸法が大きくなることがなく、従来の筐体
がそのまま使用できるという利点がある。また、放熱ボ
ス５が、放熱板２をプリント配線基板４に固着している
から、実装後の機械的振動に対してより強い構造となっ
ている。
【００２６】本発明の第２の実施の形態を示す図２の断
面図を参照すると、この実施の形態のプリント配線基板
１３は、放熱ボス１２の平面寸法が放熱板２の平面寸法
とで共通している点が、図１と相違しており、その他の
構造は第１の実施の形態と共通するため、説明を省く。
面図を参照すると、この実施の形態のプリント配線基板
１３は、放熱ボス１２の平面寸法が放熱板２の平面寸法
とで共通している点が、図１と相違しており、その他の
構造は第１の実施の形態と共通するため、説明を省く。
【００２７】この実施の形態によれば、放熱ボス１２の
熱抵抗が小さくなっており、その他の効果は図１の場合
と共通する。尚、放熱層６と放熱ボス１２とは、熱伝導
性の良好な接着剤からなる接続体１１で固着されてい
る。
熱抵抗が小さくなっており、その他の効果は図１の場合
と共通する。尚、放熱層６と放熱ボス１２とは、熱伝導
性の良好な接着剤からなる接続体１１で固着されてい
る。
【００２８】本発明の第３の実施の形態を示す図３の断
面図を参照すると、このプリント配線板１５は、下面に
所定間隔で溝が形成された放熱層１４と、第１の実施の
形態と共通する絶縁層９、放熱ボス５とを備える。
面図を参照すると、このプリント配線板１５は、下面に
所定間隔で溝が形成された放熱層１４と、第１の実施の
形態と共通する絶縁層９、放熱ボス５とを備える。
【００２９】本発明の第４の実施の形態を示す図４の断
面図を参照すると、このプリント配線基板１７は、一様
な厚さの放熱層１６と、半導体装置２１の放熱板２に対
向した位置に設けた放熱ボス１８と、上面にランド１０
等が形成された絶縁層９とを備える。放熱ボス１８は、
放熱層１６と一体で形成されていてもよいが、互いに別
々に造られ、半田付け又は熱伝導性の良好な接着剤付け
で接続されていてもよい。絶縁層９は、放熱ボス１８の
位置をさけるように、寸法的余裕を持ってあらかじめ開
口しており、放熱層１６の上面に接着剤で固着される。
その他の構成等は図１の場合と共通する。
面図を参照すると、このプリント配線基板１７は、一様
な厚さの放熱層１６と、半導体装置２１の放熱板２に対
向した位置に設けた放熱ボス１８と、上面にランド１０
等が形成された絶縁層９とを備える。放熱ボス１８は、
放熱層１６と一体で形成されていてもよいが、互いに別
々に造られ、半田付け又は熱伝導性の良好な接着剤付け
で接続されていてもよい。絶縁層９は、放熱ボス１８の
位置をさけるように、寸法的余裕を持ってあらかじめ開
口しており、放熱層１６の上面に接着剤で固着される。
その他の構成等は図１の場合と共通する。
【００３０】第１乃至第４の実施の形態において、放熱
層６，１４，１６や放熱ボス５，１２，１８等は、銅の
金属材料に金メッキが施されているものが好ましい。ま
た、いずれの実施の形態も自然冷却によって放熱する
が、放熱効果をより高めたい場合には、ファン等による
強制冷却手段を備えてもよく、特に第３，第４の実施の
形態では放熱層１４，１６の主表面に、主に送風するこ
とが好ましい。
層６，１４，１６や放熱ボス５，１２，１８等は、銅の
金属材料に金メッキが施されているものが好ましい。ま
た、いずれの実施の形態も自然冷却によって放熱する
が、放熱効果をより高めたい場合には、ファン等による
強制冷却手段を備えてもよく、特に第３，第４の実施の
形態では放熱層１４，１６の主表面に、主に送風するこ
とが好ましい。
【００３１】放熱板２とプリント配線基板との間の絶縁
性を確保したい場合には、第１の実施の形態では、放熱
層６′に、電気的絶縁性の良好な高熱伝導率の接着剤を
使用する。図２では接続体１１に、図３では放熱層６′
に、図４では放熱ボス１８に、各々同接着剤を用いる。
性を確保したい場合には、第１の実施の形態では、放熱
層６′に、電気的絶縁性の良好な高熱伝導率の接着剤を
使用する。図２では接続体１１に、図３では放熱層６′
に、図４では放熱ボス１８に、各々同接着剤を用いる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、実
施される半導体装置から発生する熱を、プリント配線基
板自体に効率良く導入することができるため、発熱源と
なるジャンクション温度の上昇を低く抑えることがで
き、このため、回路動作上の信頼性が向上するだけでな
く、従来よりも消費電力の大きい半導体装置が実装でき
るという効果が得られ、上述した各課題がことごとく達
成された。
施される半導体装置から発生する熱を、プリント配線基
板自体に効率良く導入することができるため、発熱源と
なるジャンクション温度の上昇を低く抑えることがで
き、このため、回路動作上の信頼性が向上するだけでな
く、従来よりも消費電力の大きい半導体装置が実装でき
るという効果が得られ、上述した各課題がことごとく達
成された。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図５】従来の実装されたプリント配線基板の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】従来の半導体装置を示す断面図である。
１ 半導体チップ ２ 放熱板 ３ リード ４，１３，１５，１７，２０ プリント配線基板 ５，１２，１８ 放熱ボス ６，６′，１４，１６ 放熱層 ７ ボンディングワイヤ ８，９ 絶縁層 １０ ランド １１ 接続体 １９ モールド樹脂 ２１，３０ 半導体装置 ２６ 熱伝導体 ２７ ヒートシンク ２８ 止めネジ ２９ ネジ孔 ３１ 絶縁基板
Claims (6)
- 【請求項１】 放熱板を備えた半導体装置が実装される
プリント配線基板において、所定形状の放熱層を備える
ことと、前記放熱板から前記放熱層まで熱を伝導する放
熱ボスを備えることを特徴とするプリント配線基板。 - 【請求項２】 前記放熱層は、多数の溝を一面に有し、
プリント配線基板の一主表面から露出している請求項１
記載のプリント配線基板。 - 【請求項３】 前記放熱層は、プリント配線基板の一主
表面を形成している請求項１記載のプリント配線基板。 - 【請求項４】 前記放熱ボスは、前記放熱層と一体に形
成されているか、または熱伝導性の良好な接着剤を介し
て前記放熱層に接着されている請求項１記載のプリント
配線基板。 - 【請求項５】 請求項１記載のプリント配線基板の実装
方法において、前記半導体装置を前記プリント配線基板
に実装後に、前記放熱ボスを前記放熱板と前記プリント
配線基板との隙間に介装することを特徴とするプリント
配線基板の実装方法。 - 【請求項６】 介装する際に、熱伝導性良好な接着剤を
用いる請求項５記載のプリント配線基板の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7222388A JP2919313B2 (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | プリント配線基板及びその実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7222388A JP2919313B2 (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | プリント配線基板及びその実装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969592A true JPH0969592A (ja) | 1997-03-11 |
| JP2919313B2 JP2919313B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=16781587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7222388A Expired - Fee Related JP2919313B2 (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | プリント配線基板及びその実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2919313B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006339588A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Nitto Denko Corp | 配線回路基板 |
| JP2007073654A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | U-Ai Electronics Corp | プリント基板 |
-
1995
- 1995-08-30 JP JP7222388A patent/JP2919313B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006339588A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Nitto Denko Corp | 配線回路基板 |
| JP2007073654A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | U-Ai Electronics Corp | プリント基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2919313B2 (ja) | 1999-07-12 |
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