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JPH04199663A - Pad grid array package - Google Patents

Pad grid array package

Info

Publication number
JPH04199663A
JPH04199663A JP33135690A JP33135690A JPH04199663A JP H04199663 A JPH04199663 A JP H04199663A JP 33135690 A JP33135690 A JP 33135690A JP 33135690 A JP33135690 A JP 33135690A JP H04199663 A JPH04199663 A JP H04199663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
package
conductor pattern
heat sink
pattern layer
pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33135690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Kobayashi
小林 政幸
Kazunari Imai
一成 今井
Takayuki Nagasaki
長崎 貴幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP33135690A priority Critical patent/JPH04199663A/en
Publication of JPH04199663A publication Critical patent/JPH04199663A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To protect a package against cracks at mounting by a method wherein an empty space nearly as large as a pattern surface is provided to the rear side of a conductor pattern layer connected to a semiconductor chip, and a recess is provided to the pressing surface of a package main body. CONSTITUTION:A heat sink 14 joined to a semiconductor chip 16 is provided to all the surface of a package main body 10, and a gap 30 is provided between the rear of a conductor pattern layer 24 and the heat sink 14. Therefore, a recess 32 is provided to the rear of the conductor pattern layer 24, the protrusion 14a of the heat sink 14 is housed in the recess 32, and the semiconductor chip 16 is joined to the protrusion 14a and supported. When the heat sink 14 is pressed down at the mounting of a package main body 10, a pressure acts on a pad 12 through the intermediary of the package main body 10, and the pad 12 is uniformly pressed down. By this setup, a package can be properly mounted as protected against cracks.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はパッドグリッドアレイパッケージに関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to pad grid array packages.

(従来の技術) パッドグリッドアレイパッケージはパッケージの外面に
設けたパッドを外部接続端子として実装する。
(Prior Art) A pad grid array package is mounted using pads provided on the outer surface of the package as external connection terminals.

第5図はパッドグリッドアレイパッケージを用いた半導
体装置を基板に実装した状態の従来例を示す0図示した
パッドグリッドアレイパッケージはセラミック製のパッ
ケージ本体10と、パッケージ本体10の外面に設けた
パッド12と、ヒートシンク14とを有する。半導体チ
ップ16はヒートシンク14に接合され、リッド18で
封止される。
FIG. 5 shows a conventional example in which a semiconductor device using a pad grid array package is mounted on a substrate. and a heat sink 14. The semiconductor chip 16 is bonded to the heat sink 14 and sealed with a lid 18.

第6図は上記パッドグリッドアレイパッケージの平面図
を示す、パッケージ本体10には半導体チップ16を収
容する収納凹部22をとり囲むように導体パターンが表
面に形成された導体バターン層24が設けられる。
FIG. 6 shows a plan view of the pad grid array package. The package body 10 is provided with a conductor pattern layer 24 having a conductor pattern formed on its surface so as to surround a storage recess 22 in which the semiconductor chip 16 is accommodated.

(発明が解決しようとする課題) 上記半導体装置はパッド12を介して実装基板20に接
続されるが、半導体装置の実装方法としては、パッド部
分ではんだ付けする方法、半導体装置を実装基板に位置
決めして挟持しパッド部分を押圧した状態で圧装する方
法がある。
(Problem to be Solved by the Invention) The semiconductor device described above is connected to the mounting board 20 via the pad 12, but the semiconductor device can be mounted by soldering at the pad portion, or by positioning the semiconductor device on the mounting board. There is a method of press-fitting with the holding pad portion pressed.

圧装によって半導体装置を実装する場合は確実に接続を
とるため1ビンあたり300g程度の押圧力を加えるが
、最近はパッケージが多ピン化していることから1個の
パッケージ全体でみると押圧力は数十kg程度にも達す
る。このように大きな押圧力がパッケージに加わる結果
、パッケージを実装した際にパッケージ本体にクラック
がはいるという問題が生じている。
When mounting semiconductor devices by pressure mounting, a pressing force of about 300 g is applied per bottle to ensure a secure connection, but recently, as packages are becoming more pin-multiple, the pressing force for one package as a whole is It can reach up to several tens of kilograms. As a result of such a large pressing force being applied to the package, a problem arises in that the package body cracks when the package is mounted.

これは、実装時の押圧力が薄厚に形成された導体パター
ン層24に加わり、押圧力により生ずる応力に耐えきれ
ずにクランクが発生するものである。第6図に示すよう
に導体パターン層24でも応力集中が生じやすいコーナ
一部でクラックが発生することが多い。
This is because a pressing force during mounting is applied to the thinly formed conductor pattern layer 24, and cranking occurs due to the inability to withstand the stress generated by the pressing force. As shown in FIG. 6, cracks often occur in the conductor pattern layer 24 at some corners where stress concentration tends to occur.

最近のパッドグリッドアレイパッケージは多ピン化にと
もなってパッケージサイズが大型化するとともにパッケ
ージが薄厚となっている。たとえば、パッケージの外形
サイズが45+nm、厚さ3mm程度のものが使用され
ている。このため、半導体チップを搭載する収納凹部2
2の面積が拡大し、導体パターン層にはよりクランクが
はいりやすい状況にある。
Recent pad grid array packages have become larger in size and thinner as the number of pins increases. For example, a package with an external size of 45+ nm and a thickness of about 3 mm is used. For this reason, the storage recess 2 in which the semiconductor chip is mounted is
2 has expanded, making it easier for the crank to fit into the conductor pattern layer.

なお、半導体装置をはんだ付けによって実装する場合も
、実装基板に半導体装置を押圧してはんだ付けするから
、パッケージにクラックがはいるという上記と同様な問
題点がある。
Note that when a semiconductor device is mounted by soldering, the semiconductor device is pressed and soldered to a mounting board, so there is a problem similar to that described above in that the package is cracked.

本発明は上記問題点を解消すべくなされたものであり、
その目的とするところは、実装した際にパッケージにク
ラックを生じさせることなく確実に実装することのでき
るパッドグリッドアレイパッケージを提供するにある。
The present invention has been made to solve the above problems,
The purpose is to provide a pad grid array package that can be reliably mounted without causing any cracks in the package when mounted.

(課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。(Means for solving problems) The present invention has the following configuration to achieve the above object.

すなわち、パッケージ本体を実装基板に対して押圧して
はんだ付けあるいは圧装することにより実装するパッド
グリッドアレイパッケージにおいて、前記パッケージ本
体に搭載する半導体チップと接続する導体パターンが形
成された導体パターン層の背面側に、導体パターンが形
成されたパターン面と略同範囲部分に空隙を形成すべく
、前記パッケージ本体の押圧面に凹部を形成したことを
特徴とする。
That is, in a pad grid array package that is mounted by pressing a package body against a mounting board and soldering or pressure-fitting, a conductor pattern layer on which a conductor pattern is formed to connect to a semiconductor chip mounted on the package body. The package body is characterized in that a recess is formed on the pressing surface of the package body so as to form a gap on the back side in approximately the same area as the pattern surface on which the conductor pattern is formed.

また、前記パッケージ本体の押圧面にヒートシンクが取
り付けられ、該ヒートシンクの半導体チップ取り付け面
と導体パターン層の背面との間に空隙が設けられたこと
を特徴とする。
Further, a heat sink is attached to the pressing surface of the package body, and a gap is provided between the semiconductor chip mounting surface of the heat sink and the back surface of the conductor pattern layer.

(作用) 実装する際にパッケージ本体を押圧する押圧面に凹部を
形成し、導体パターン層の背面側に空隙を形成すること
によって、実装時の押圧力がじかに導体パターン層に作
用しない、これによって導体パターン層への応力集中が
緩和され、押圧力によってクラックが生じることを防止
する。
(Function) By forming a recess on the pressing surface that presses the package body during mounting and forming a gap on the back side of the conductive pattern layer, the pressing force during mounting does not directly act on the conductive pattern layer. Stress concentration on the conductor pattern layer is alleviated, and cracks are prevented from occurring due to pressing force.

(実施例) 以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細
に説明する。
(Embodiments) Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

第1図は本発明に係るパッドグリッドアレイパッケージ
を用いた半導体装置を実装した状態を示す実施例である
FIG. 1 is an embodiment showing a state in which a semiconductor device using a pad grid array package according to the present invention is mounted.

本実施例のパッドグリッドアレイパッケージはパッケー
ジ本体10と、パッド12と、パッケージ本体10に接
合したヒートシンク14とを有する。パッケージ本体1
0には半導体チップと接続する導体パターンが露出面に
形成された導体パターン層24が設けられる。導体パタ
ーンと前記パッド12とは内部配線パターンによって接
続されている。
The pad grid array package of this embodiment includes a package body 10, a pad 12, and a heat sink 14 bonded to the package body 10. Package body 1
0 is provided with a conductor pattern layer 24 having a conductor pattern formed on an exposed surface to be connected to a semiconductor chip. The conductor pattern and the pad 12 are connected by an internal wiring pattern.

本実施例ではパッケージ本体10の全面に半導体チップ
16を接合するヒートシンク14を設けているが、導体
パターン層24の背面部分とヒートシンク14との間に
空隙30を設けることを特徴とする。導体パターン層2
4は図のように断面形状では半導体チップ16の側面に
対向して舌片状に突出する。上記空隙30はこの舌片状
に突出した導体パターン層24の背面部分でヒートシン
ク14と離間するように設けるものである。
In this embodiment, a heat sink 14 for bonding a semiconductor chip 16 is provided on the entire surface of the package body 10, and a feature is that a gap 30 is provided between the back surface of the conductive pattern layer 24 and the heat sink 14. Conductor pattern layer 2
4 protrudes like a tongue in cross section facing the side surface of the semiconductor chip 16 as shown in the figure. The gap 30 is provided at the rear surface of the tongue-like protruding conductor pattern layer 24 so as to be spaced apart from the heat sink 14.

第1図で示す実施例では導体パターン層24の背面に凹
部32を形成し、この凹部32内にヒートシンク14の
突部14aが収納されるよう構成した。
In the embodiment shown in FIG. 1, a recess 32 is formed on the back surface of the conductive pattern layer 24, and the protrusion 14a of the heat sink 14 is housed in the recess 32.

突部14aには半導体チップ16が接合されて支持され
、半導体チップ16と導体パターン層24の導体パター
ンとがワイヤポンディングによって接続された後、リッ
ド18によって封止される。
A semiconductor chip 16 is bonded and supported by the protrusion 14a, and after the semiconductor chip 16 and the conductor pattern of the conductor pattern layer 24 are connected by wire bonding, the lid 18 seals the semiconductor chip 16.

こうして得られた上記半導体装置を圧装して実装する際
にはヒートシンク14を押圧した際に、パッケージ本体
10を介してパッド12部分で押圧力が作用し、パッド
12部分に均等に押圧力が作用して好適な実装が可能と
なる。
When the semiconductor device obtained in this way is press-fitted and mounted, when the heat sink 14 is pressed, a pressing force acts on the pad 12 portion through the package body 10, and the pressing force is applied evenly to the pad 12 portion. This enables suitable implementation.

従来のパッケージで圧装時にクラックがはいりやすい導
体パターン層24については、導体パターン層24とヒ
ートシンク14との間に空隙30を設けたことで直接的
に導体パターン層24に押圧力が作用せず、クラックを
生じさせることがない。
Regarding the conductor pattern layer 24 that is prone to cracking during press-fitting in conventional packages, by providing a gap 30 between the conductor pattern layer 24 and the heat sink 14, pressing force does not directly act on the conductor pattern layer 24. , will not cause cracks.

第2図〜第4図はパッドグリッドアレイパッケージの他
の実施例を示す。
2-4 illustrate other embodiments of pad grid array packages.

第2図に示す実施例は第1図に示す実施例と同様にヒー
トシンク14と導体パターン層24との間に空隙30を
設けて実装時にパッケージを押圧する押圧力がじかに導
体パターン層24に作用しないようにしたものである。
In the embodiment shown in FIG. 2, like the embodiment shown in FIG. 1, a gap 30 is provided between the heat sink 14 and the conductor pattern layer 24, so that the pressing force that presses the package during mounting directly acts on the conductor pattern layer 24. I tried not to do that.

本実施例でも上記例と同様にヒートシンク14を設けて
ヒートシンク14で半導体チップ16を支持するが、こ
の実施例ではヒートシンク14とパッケージ本体10と
の熱膨張係数の相違等を考慮してヒートシンク14をパ
ッケージ本体10の全面に設けずにパッケージ本体10
の中央部に設置する。実装時にはヒートシンク14を押
圧するから、パッケージ本体10のパッド形成面の内周
位置よりもヒートシンク14の外周位置が広範囲を押圧
するようにし、パッド12にできるだけ均等に押圧力が
作用するようにする。
In this embodiment as well, a heat sink 14 is provided and the semiconductor chip 16 is supported by the heat sink 14, as in the above example, but in this embodiment, the heat sink 14 is The package body 10 is not provided on the entire surface of the package body 10.
installed in the center of the Since the heat sink 14 is pressed during mounting, the outer peripheral position of the heat sink 14 is pressed over a wider area than the inner peripheral position of the pad forming surface of the package body 10, so that the pressing force acts on the pad 12 as evenly as possible.

第3図はパッケージ本体10にヒートシンクを取り付け
ずにパッケージ本体10に半導体チップ16を支持する
支持層34を設けた例である。支持層34の背面側には
凹部32を設け、半導体装置を実装する際にパッケージ
本体10を押圧したとき、パッド12に均等に押圧力が
作用し、支持層34および導体パターン層24には押圧
力がじかに作用しないようにしている。
FIG. 3 shows an example in which a support layer 34 for supporting the semiconductor chip 16 is provided on the package body 10 without attaching a heat sink to the package body 10. A recess 32 is provided on the back side of the support layer 34, so that when the package body 10 is pressed when a semiconductor device is mounted, the pressing force acts evenly on the pads 12, and the support layer 34 and the conductor pattern layer 24 are pressed. Prevents pressure from acting directly.

第4図に示す実施例は、ヒートシンクのかわりにセラミ
ックの底抜36をパッケージ本体10と一体に形成し、
底板36に半導体チップ16を接合して支持した例であ
る。底板36と導体パターン層24との間には上記例と
同様に空隙30を設けている。この第3図、第4図の実
施例のパッドグリッドアレイパッケージによれば、底板
36付きのセラミックパッケージとして同時焼成で形成
できるという利点がある。
In the embodiment shown in FIG. 4, a ceramic bottom hole 36 is formed integrally with the package body 10 instead of the heat sink.
This is an example in which a semiconductor chip 16 is bonded to and supported by a bottom plate 36. A gap 30 is provided between the bottom plate 36 and the conductive pattern layer 24 as in the above example. The pad grid array package of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 has the advantage that it can be formed as a ceramic package with a bottom plate 36 by simultaneous firing.

上記各実施例に示したように、本発明に係るパッドグリ
ッドアレイパッケージは、実装時の抑圧力による応力が
もっとも集中して作用する導体パターン層の背面側に空
隙を設け、これによって押圧力が導体パターン層にじか
に作用しないようにするものである。したがって、空隙
の形成方法としては種々の方法が可能であり、空隙形成
範囲も適宜設定すればよい。また、製品によって導体パ
ターン層も単層、複数層等種々のものがあるから各製品
に応じて空隙形成範囲を設定する。
As shown in the above embodiments, the pad grid array package according to the present invention provides a gap on the back side of the conductor pattern layer where the stress due to the suppressing force during mounting acts most concentratedly, thereby reducing the pressing force. This prevents it from acting directly on the conductor pattern layer. Therefore, various methods can be used to form the voids, and the void forming range may be set appropriately. Furthermore, since there are various conductor pattern layers depending on the product, such as a single layer or multiple layers, the gap formation range is set depending on each product.

以上1本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。
Although the present invention has been variously explained above using preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments.
Of course, many modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

(発明の効果) 本発明に係るパッドグリッドアレイパッケージによれば
、上述したように、実装時の押圧力が均等にパッドに作
用して確実な実装ができると共に、クラックが生じやす
い導体パターン層にじかに押圧力を作用させずに実装で
き、パッケージにクラックを生じさせずに好適に実装で
きる。また、これによってパッケージの大型化にも効果
的に対処することができる等の著効を奏する。
(Effects of the Invention) According to the pad grid array package according to the present invention, as described above, the pressing force at the time of mounting acts evenly on the pads, making it possible to perform reliable mounting, and also to prevent crack-prone conductor pattern layers. It can be mounted without directly applying pressing force, and it can be mounted suitably without causing cracks in the package. Further, this provides remarkable effects such as being able to effectively cope with the increase in the size of the package.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るパッドグリッドアレイパッケージ
を用いた半導体装置を実装した一実施例の断面図、第2
図〜第4図は他の実施例の断面図、第5図および第6図
はパッドグリッドアレイパッケージを用いた半導体装置
の従来例の断面図および平面図である。 10・・・パッケージ本体、 12・・・パッド、  
14・・・ピーl−シンク、  16・・・半導体チッ
プ、  18・・・リッド、  20・・・実装基板、
 22・・・収納凹部、 24・・・導体パターン層、
 30・・・空隙、 32・・・凹部。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a semiconductor device using a pad grid array package according to the present invention;
4 to 4 are sectional views of other embodiments, and FIGS. 5 and 6 are sectional views and plan views of conventional examples of a semiconductor device using a pad grid array package. 10...Package body, 12...Pad,
14... Pl-sink, 16... Semiconductor chip, 18... Lid, 20... Mounting board,
22... Storage recess, 24... Conductor pattern layer,
30...Gap, 32...Recess.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、パッケージ本体を実装基板に対して押圧してはんだ
付けあるいは圧装することにより実装するパッドグリッ
ドアレイパッケージにおいて、 前記パッケージ本体に搭載する半導体チッ プと接続する導体パターンが形成された導体パターン層
の背面側に、導体パターンが形成されたパターン面と略
同範囲部分に空隙を形成すべく、前記パッケージ本体の
押圧面に凹部を形成したことを特徴とするパッドグリッ
ドアレイパッケージ。 2、パッケージ本体の押圧面にヒートシンクが取り付け
られ、該ヒートシンクの半導体チップ取り付け面と導体
パターン層の背面との間に空隙が設けられたことを特徴
とする請求項1記載のパッドグリッドアレイパッケージ
[Claims] 1. In a pad grid array package mounted by pressing a package body against a mounting board and soldering or press-fitting the package body, a conductor pattern is formed to connect to a semiconductor chip mounted on the package body. A pad grid array package characterized in that a concave portion is formed on the pressing surface of the package body to form a gap on the back side of the conductive pattern layer in approximately the same area as the pattern surface on which the conductive pattern is formed. . 2. The pad grid array package according to claim 1, wherein a heat sink is attached to the pressing surface of the package body, and a gap is provided between the semiconductor chip mounting surface of the heat sink and the back surface of the conductor pattern layer.
JP33135690A 1990-11-29 1990-11-29 Pad grid array package Pending JPH04199663A (en)

Priority Applications (1)

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JP33135690A JPH04199663A (en) 1990-11-29 1990-11-29 Pad grid array package

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Country Link
JP (1) JPH04199663A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0634793A1 (en) * 1993-06-17 1995-01-18 Sun Microsystems, Inc. A low cost, thermally efficient, and surface mountable semiconductor package for a high applied power VLSI die
JP2001110941A (en) * 1999-10-06 2001-04-20 Meito Chin Semiconductor device

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EP0634793A1 (en) * 1993-06-17 1995-01-18 Sun Microsystems, Inc. A low cost, thermally efficient, and surface mountable semiconductor package for a high applied power VLSI die
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