JPH06244322A - Ｌｇａパッケージ - Google Patents

Ｌｇａパッケージ

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JPH06244322A
JPH06244322A JP6023249A JP2324994A JPH06244322A JP H06244322 A JPH06244322 A JP H06244322A JP 6023249 A JP6023249 A JP 6023249A JP 2324994 A JP2324994 A JP 2324994A JP H06244322 A JPH06244322 A JP H06244322A
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JP
Japan
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frame
wafer
chip
pcb
lga package
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JP6023249A
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English (en)
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Keith L Volz
キース・エル・ボルツ
Robert M Renn
ロバート・モーリス・レン
Frederick R Deak
フレデリック・ロバート・ディーク
David C Johnson
デービッド・カー・ジョンソン
Warren A Bates
ウォーレン・アントン・ベイツ
Robert D Irlbeck
アイルベック ロバート・ダニエル
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Whitaker LLC
Original Assignee
Whitaker LLC
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    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4093—Snap-on arrangements, e.g. clips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造及び組立が簡単で低背構造でありＩＣチ
ップの発熱を効果的に放熱することのできる高信頼性の
ＬＧＡパッケージを提供すること。 【構成】 ＬＧＡパッケージ10はネスト（入れ子）され
たウェハ15、フレーム13及びＩＣチップ11を具える。ウ
ェハ15は放熱フィン45、47を有するヒートシンク18を構
成し、その溝48にフレキシブル電気コネクタ19を挿入す
る。フレーム13はウェハ15を基板（ＰＣＢ）14に固定す
る脚27を有する。フレーム13にはラッチ30が設けられ、
ネストされたＩＣチップ11を押圧保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気コネクタ、特に一体
のヒートシンク（放熱器）と回路インターフェースを有
するＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）パッケージに関す
る。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】ＬＧＡはコンピュータ、事
務機器、通信機器等の各種電子応用製品に広く使用され
ている集積回路（ＩＣ）を具えている。パッケージ全体
にはＩＣ用ハウジング又はフレーム、このフレームに固
定されるプリント基板（ＰＣＢ）、ＩＣ及びＰＣＢ間の
コネクタアレイ、及び全体を組立体として一体にフレー
ムに保持固定するキャップ又はラッチを含んでいる。Ｉ
Ｃは極めて多くの電子回路機能を果し、また典型的には
約１インチ（25.4mm) 平方のセラミックサブストレート
（基板）上に数100 個の回路素子又はパッドを有する。
これにより、超小型にして極めて高度の製品性能を発揮
する。
【０００３】斯る高密度且つ高性能の小型パッケージに
おいては、発生する熱をいかに放熱するかが問題とな
り、十分な放熱がなされないとＩＣの故障を生じ、これ
を使用する製品又は機器の高価な交換又は保守サービス
を必要とする。更に、相互に協働するＩＣとＰＣＢの回
路パッド間の機械的な接圧が大きくなり、閉じる為の力
が合計25乃至50ポンドにも達することとなる。これらＬ
ＧＡパッケージの製造には高精度を必要とし、製造コス
トも増加することとなる。
【０００４】従って、本発明の目的はＩＣとＰＣＢ間の
ヒートシンク及び回路インターフェースを一体化したＬ
ＧＡパッケージを提供し、放熱、高い閉鎖力、高い製造
精度の問題を一挙に解決することである。
【０００５】本発明の別の目的は極めて低背構造である
と共にＩＣから発生する熱を効果的に放熱し高信頼性の
電気的相互接続を行うことが可能なＬＧＡパッケージを
提供することである。
【０００６】本発明の更に他の目的はＩＣチップの上面
に別体のヒートシンクを配置する必要のない改良された
ＬＧＡパッケージを提供することである。
【０００７】
【課題解決の為の手段】上述した課題を解決すると共に
上述の目的を達成する為に、本発明のＬＧＡパッケージ
はＰＣＢ上に取付けられているフレームにＩＣを固定
し、ＰＣＢには回路パッドを有しＩＣの対応する回路パ
ッドと選択的に係合（接触）するよう改良している。
【０００８】本発明のＬＧＡパッケージによると、ＩＣ
とＰＣＢ間に金属性ウェハを配置している。このウェハ
はヒートシンクを有し、更にＩＣとＰＣＢの回路パッド
間に横方向へ離間する複数の可撓性電気コネクタを有
し、ＬＧＡパッケージの一体ヒートシンク及び回路イン
ターフェース（又はコンタクトウェハ）を提供する。
【０００９】好適一実施例においては、ウェハは実質的
に矩形であり、４辺を有し、各辺には一体にフィンガ
（指状部）が形成され、それから横方向に突出する。ヒ
ートシンクはウェハの各フィンガに固定されている矩形
放熱ケージを具えている。
【００１０】本発明の他の実施例では、ヒートシンクは
各フィンガと一体形成された上方に曲げられている複数
の相互に離間する放熱フィンを具える。いずれの場合
も、ＩＣを有するフレームは、このヒートシンク内にネ
スト（入れ子）されている。
【００１１】
【実施例】以下、本発明のＬＧＡパッケージの好適実施
例を添付図を参照して詳細に説明する。
【００１２】先ず図１乃至図３を参照すると、改良され
た本発明によるＬＧＡパッケージ10はセラミック基板12
上に形成されたＩＣ（チップ）11を含んでいる。ＩＣ11
とその基板12は適当なプラスチック材料でモールドされ
たハウジング又はフレーム13内に配置されている。後述
する如く、フレーム13はＰＣＢ14にスナップ止めされ、
且つ必要とあれば保守サービス又は性能向上（グレード
アップ）の為にＰＣＢ14から迅速に取外すことができ
る。
【００１３】本発明のＬＧＡパッケージによると、ウェ
ハ15がフレーム13とＰＣＢ14間に配置されている。ウェ
ハ15は好ましくは陽極酸化されたアルミニウム、パッシ
ベートされたステンレス鋼又はその他の適当な金属を可
とする金属製であって、実質的に正方形又は矩形であ
り、各々横方向に延びるフィンガ17を有する４辺を有す
る。
【００１４】ヒートシンク18は好ましくは正方形の放熱
用ケージを有し、溶接等によりフィンガ17に固定されて
いる。しかし、必要とあれば、ヒートシンク18はウェハ
15のフィンガ17と一体にダイキャストとしてもよい。フ
レーム13は（ＩＣ11及び基板12と共に）図３によく示す
如くヒートシンク18内にネストしてもよい。
【００１５】次に図４乃至図６を参照して説明する。複
数の可撓性電気コネクタ19がウェハ15に支持され、ＩＣ
11上の回路素子又はパッド20とＰＣＢ14上の回路素子又
はパッド21間の回路インターフェースを行う。各可撓性
電気コネクタ19は好ましくはエラストマ芯23上に取付け
られた複数の極めて高密度の回路素子又はトレース22よ
り成る。典型的には、これらトレース22は幅約0.076mm
且つ中心間隔約0.18mmであり、隣接するトレース間のス
ペースは約0.1mm である。これらトレース22はニッケル
をクラッドした銅層上に金めっきを施して薄いポリマー
フィルムに支持される。高級フレキシブル電気コネクタ
19の製品群は米国ペンシルバニア州ハリスバーグのＡＭ
ＰインコーポレーテッドからＡＭＰＬＩＦＬＥＸの商標
で市販されている。
【００１６】再度図１を参照すると共に、更に図７及び
図８を参照すると、フレーム13は１対の下向きアライメ
ントピン24を有し、ＰＣＢ14のアライメント穴25内に挿
入される。更に、フレーム13は好ましくは矩形（又は正
方形）であり、４個のコーナー26を有し、各コーナー26
にはＰＣＢ14の取付穴28内に挿入される伸張可能なラッ
チ用グロメット27を支持する。各グロメット27はピン又
はプランジャ29を支持し、プランジャ29が押込まれる
と、グロメット27は伸張して図８に最もよく示す如くＰ
ＣＢ14上にフレーム13（及びＬＧＡパッケージ全体）を
保持する。しかし、もし必要ならば、二股のラッチフィ
ンガ（図示せず）の如き他の型式の取付手段をグロメッ
ト27の代りに使用してもよい。
【００１７】次に図９乃至図11を参照すると、ラッチ30
をフレーム13にピボット状（旋回可能）に取付けられ
る。特に、ラッチ30は１対の離間した耳31を有し、ワイ
ヤリング33の上脚32を受ける。ワイヤリング33の下脚34
はフレーム13の横に突出するリブ35の下方へ押込み、ラ
ッチ30をフレーム13に旋回可能に取付ける。ラッチ30は
後方へ旋回して係合を解き、ワイヤリング33の下脚34を
リブ35から外して、ラッチ30を持上げ、フレーム13から
引き離してもよい（図11参照）。
【００１８】また図１及び図３と図12を参照すると、ラ
ッチ30は離間し下方へ延びる１対の脚36をラッチ30の旋
回軸と反対に有する。各脚36は内側に曲がったフランジ
37状のフックを有し、フランジ37はフレーム13の１対の
アンダーカット肩38内に入れられてラッチ30をフレーム
13に取外し可能に保持し、ＬＧＡパッケージ10全体を保
持する。ラッチ30の各脚36は横方向に延びるタブ39を内
方へ曲げられたフランジ37上に配置する。平ねじ用ドラ
イバー40（又は他の適当な工具或は指）をタブ39の下方
に入れてタブ39を外上方へ持ち上げてラッチ30を解除す
ることができる（図12参照) 。
【００１９】図13を参照すると、他の実施例のウェハ1
5' は１対の「ハード」陽極酸化したアルミニウム部材4
1、42を夫々相互に約90°回転する。これら部材41、42
を例えばスポット溶接又は他の適当な手段で固定し、相
互にＬ字状の切欠き44を有し、パッケージ全体の取付を
行う。各部材41、42は一体形成された複数の放熱フィン
45を有し、各フィン45は突出してヒートシンクを形成す
る。
【００２０】図14を参照すると、更に別の実施例の金属
性ウェハ15''は好ましくは「ハード」陽極酸化アルミニ
ウム製であり、ヒートシンクを形成する一体形成の機械
加工された複数の放熱フィン47を有する。
【００２１】ウェハ15' 、15''には溝（チャンネル）4
8、49が形成され、フレキシブル電気コネクタ19を溝4
8、49内に受入れ可能にする。
【００２２】従って、当業者には明らかな如く、本発明
のＬＧＡパッケージは種々の特徴を有する。即ち、金属
性ウェハはヒートシンクを構成すると共にその溝を介し
てＩＣとＰＣＢ間のインターフェースを行う。よって、
ＩＣが生じる発熱はこのウェハを介して効率よく放熱さ
れるので、製品の品質及び性能を維持することが可能で
ある。ウェハの回路インターフェースは複数のフレキシ
ブル電気コネクタを高密度に配置可能にするので、小型
化を可能にする。また、フレキシブル電気コネクタはエ
ラストマ芯を有するので、パッド間の高い接圧に対して
クッション効果を生じ、ＬＧＡパッケージ全体に必要と
する寸法公差（バラツキ）を効果的に吸収する。ＩＣは
ヒートシンクの放熱ケージ内のフレームにネストされて
いるので、ＬＧＡパッケージ全体の形状寸法（特に高
さ）を著しく小型化することが可能である。即ち低背構
造のＬＧＡパッケージを得ることができる。更に、フレ
ームはＰＣＢにスナップ止め可能であるので、組立及び
保守サービスが容易である。フレームにはラッチを旋回
可能に取付け、必要に応じてラッチをフレームから完全
に取外すことも可能である。
【００２３】以上、本発明のＬＧＡパッケージの好適実
施例を詳述したが、本発明は斯る実施例のみに限定され
るべきではなく、その要旨を逸脱することなく種々の変
形変更が可能であることが理解できよう。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
のＬＧＡパッケージによると、ヒートシンク、フレーム
及びＩＣチップをネスト構造とすることにより極めて低
背構造の改良されたＬＧＡパッケージ又はＩＣソケット
を得ることが可能である。即ち、ヒートシンク（ウェ
ハ）をフレームによりＰＣＢに直接固定し、このヒート
シンクの溝に複数のフレキシブル電気コネクタを挿入し
回路インターフェースを行う。その結果、相互接続され
たＩＣチップ上面に別体のヒートシンクを取付ける必要
がなく、低背構造とすると共に組立及び構成を著しく簡
単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＬＧＡパッケージの好適一実施例の分
解斜視図。
【図２】図１のＬＧＡパッケージの組立状態の斜視図。
【図３】図２の線３−３に沿う断面図。
【図４】図３の一部拡大図。
【図５】図４の線５−５に沿う組立前の状態における断
面図。
【図６】図５の組立状態における断面図。
【図７】図２の線７−７に沿うスナップ前の状態におけ
る拡大断面図。
【図８】図７のスナップ状態における断面図。
【図９】ラッチの構成及び動作説明用斜視図。
【図１０】図９の線10−10に沿う断面図。
【図１１】図９のラッチ解除動作説明図。
【図１２】ラッチ解除操作を説明する図３の一部拡大
図。
【図１３】ヒートシンクの他の例を示す斜視図。
【図１４】ヒートシンクの更に他の例を示す斜視図。
【符号の説明】
10 ＬＧＡパッケージ 11 ＩＣチップ 13 フレーム 14 基板（ＰＣＢ） 15、15' 、15'' ウェハ 18 ヒートシンク 19 フレキシブル電気コネクタ 20、21 パッド 27 固定脚 30 ラッチ 45、47 放熱フィン 48 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・モーリス・レン アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27040ファフタウン ターフウッド ドラ イブ 1901 (72)発明者 フレデリック・ロバート・ディーク アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27284カーナーズビル ポスト オーク ロード 285 (72)発明者 デービッド・カー・ジョンソン アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27106ウィンストンセーラム オールド プランク ロード 6005 (72)発明者 ウォーレン・アントン・ベイツ アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27104ウィンストンセーラム ノッチンガ ム ロード 3345 (72)発明者 ロバート・ダニエル アイルベック アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27410グリーンスボロ クロイック プレ ース 21ジー ストリート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アレイ状のフレキシブル電気コネクタを
    有するウェハ、フレーム及びＩＣチップを順次入れ子状
    に配置し、 前記フレームにより前記ウェハをパッドを有する基板に
    固定し、 前記フレームに取付けられたラッチを介して前記ＩＣチ
    ップを前記基板に押圧して前記基板と前記ＩＣチップの
    パッド間を前記フレキシブル電気コネクタにより相互接
    続することを特徴とするＬＧＡパッケージ。
  2. 【請求項２】 外周に放熱フィンを有し中央部に複数の
    溝が形成されているウェハと、 該ウェハの前記溝内に挿入されている複数のフレキシブ
    ル電気コネクタと、 前記ウェハの切欠き部を介して突出する複数の脚を有
    し、基板に前記ウェハと共に固定するフレームと、 該フレームに取付けられ、内部に挿入されたＩＣチップ
    を取外し可能に保持するラッチとを具え、 前記基板及び前記ＩＣチップの対向面に形成されたパッ
    ド間を前記フレキシブル電気コネクタで相互接続するこ
    とを特徴とするＬＧＡパッケージ。
JP6023249A 1993-01-25 1994-01-25 Ｌｇａパッケージ Pending JPH06244322A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/007,932 US5302853A (en) 1993-01-25 1993-01-25 Land grid array package
US08/007932 1993-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06244322A true JPH06244322A (ja) 1994-09-02

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6023249A Pending JPH06244322A (ja) 1993-01-25 1994-01-25 Ｌｇａパッケージ

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JP (1) JPH06244322A (ja)

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