KR19990026510A - Vertical mount semiconductor package module with external heat sink - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수개의 수직실장형 반도체 패키지들이 모듈 기판에 수직으로 실장되고 패키지들의 상부로 히트 싱크가 결합되는 수직실장형 반도체 패키지 모듈에 관한 것이다. 종래의 수직실장형 패키지 모듈은 히트 싱크와 패키지들 간의 부착 공정시 위치 정렬 및 동시 부착의 필요성 때문에 부착 공정이 용이하지 않다. 또한, 패키지들 간의 높이 차이에 의하여 히트 싱크와의 부착력이 저하될 우려가 있으며, 패키지를 교체할 경우 패키지의 분리가 쉽지 않다는 단점이 있다. 본 발명은 이를 해결하기 위하여, 히트 싱크의 하부면에 두 개 이상의 홈이 형성되고 그 홈으로 패키지가 수직으로 삽입되어 결합됨으로써 패키지로부터 히트 싱크로의 열방출이 이루어지도록 하는 모듈을 제공한다. 따라서, 히트 싱크의 부착시 위치 정렬이 용이하고 부착 공정이 간단해지며 패키지의 분리도 가능하다는 장점이 있다.The present invention relates to a vertically mounted semiconductor package module in which a plurality of vertically mounted semiconductor packages are mounted vertically on a module substrate and a heat sink is coupled to the tops of the packages. Conventional vertically mounted package modules are not easy to attach because of the need for alignment and simultaneous attachment in the heat sink and package attachment process. In addition, there is a concern that the adhesion force with the heat sink is reduced by the height difference between the packages, there is a disadvantage that the separation of the package is not easy when replacing the package. In order to solve this problem, two or more grooves are formed in the bottom surface of the heat sink, and the package is vertically inserted into the grooves, thereby providing a module for dissipating heat from the package to the heat sink. Accordingly, there is an advantage in that the alignment of the heat sink is easy, the attachment process is simplified, and the package may be separated.
Description
본 발명은 외장형 히트 싱크를 구비하는 수직실장형 반도체 패키지 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 패키지들의 상부에 부착되는 히트 싱크의 하부면에 두 개 이상의 홈을 형성하고 그 홈으로 패키지를 삽입하여 결합함으로써 히트 싱크의 부착시 위치 정렬이 용이하고 부착 공정이 간단해지며 패키지의 분리도 가능한 수직실장형 반도체 패키지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a vertically mounted semiconductor package module having an external heat sink, and more particularly, to forming two or more grooves in a lower surface of a heat sink attached to upper portions of packages and inserting the package into the grooves. Accordingly, the present invention relates to a vertically mounted semiconductor package module that is easy to align position when attaching a heat sink, to simplify an attaching process, and to detach a package.
전자기기에 있어서 데이터의 전송 속도 및 처리 속도의 증가로 인하여 전력 소비가 점점 더 커짐에 따라, 패키지(package)의 열방출량이 증가하여 전자기기의 신뢰성이 저하되거나 수명 시간이 줄어들게 된다. 알려진 바에 의하면, 예를 들어 접합 온도가 10℃ 상승할 경우 소자의 동작 수명 시간은 반으로 줄어든다. 따라서, 고전력 패키지에 있어서의 열방출 문제는 점점 더 중요한 문제가 되고 있다. 특히, 논리 칩(logic chip), 파워 트랜지스터(power transistor) 등의 비메모리 분야 뿐만 아니라, 데이터의 빠른 전송 속도를 필요로 하는 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 등의 메모리 분야에서도 열적인 문제가 대두되고 있는 추세이다.As the power consumption is increased due to the increase in the transmission speed and the processing speed of data in the electronic device, the heat dissipation amount of the package is increased, thereby reducing the reliability of the electronic device or reducing the life time. It is known that, for example, when the junction temperature rises by 10 ° C, the operating life time of the device is cut in half. Therefore, the problem of heat dissipation in high power packages becomes an increasingly important problem. In particular, not only non-memory fields such as logic chips and power transistors, but also thermal areas such as DRAMs and SRAMs that require fast data transfer rates. Is on the rise.
특히, 일반 디램(DRAM)의 경우, 메모리 칩의 정보처리 속도가 중앙처리장치(CPU)의 정보처리 속도를 따라가지 못해 데이터 병목 현상이 발생한다. 중앙처리장치가 연산하는 동안 명령어와 데이터를 일시 저장하는 디램(DRAM)에 있어서, 저장용량 자체는 현재 64M급의 제품이 생산되는 등 엄청나게 커졌지만, 데이터를 주고 받는 속도는 고성능화 추세에 있는 중앙처리장치에 비해 크게 뒤떨어진다.In particular, in the case of general DRAM, a data bottleneck occurs because the information processing speed of the memory chip does not match the information processing speed of the CPU. In the DRAM that temporarily stores instructions and data during the operation of the central processing unit, the storage capacity itself has grown enormously, including the production of 64M-class products, but the speed of sending and receiving data is increasing. Significantly behind the device.
그런데 최근에 기존 디램(DRAM)의 데이터 병목 현상을 제거하여 데이터 전송 속도의 향상을 꾀한 새로운 메모리 소자인 램버스 디램(Rambus DRAM)이 개발되어 소개되고 있다. 이 소자는 미국의 반도체 회사인 램버스사(Rambus Inc.)가 처음 개발한 소자로서, 초고속 정보처리로 시스템의 고성능화, 고속화를 실현할 수 있으며, 동영상 및 3차원 그래픽 처리가 가능한 차세대 메모리이다.Recently, a new memory device, Rambus DRAM, has been developed to remove data bottlenecks of existing DRAMs and improve data transfer speeds. The device was first developed by Rambus Inc., a US semiconductor company, and is a next-generation memory that can realize high performance and high speed of the system with ultra-high speed information processing, and can process video and 3D graphics.
16M 또는 18M 램버스 디램의 경우, 리드 프레임을 사용하여 표면 수직실장형 패키지(SVP; surface vertical package) 또는 표면 수평실장형 패키지(SHP; surface horizontal package)의 형태로 실장되는 반면에, 64M급 이상의 램버스 디램의 경우, 다층의 회로 배선층을 갖는 인쇄회로기판을 사용하여 모 기판에 수직으로 실장된다.In the case of 16M or 18M Rambus DRAMs, the lead frame is mounted in the form of a surface vertical package (SVP) or surface horizontal package (SHP), while a Rambus of 64M or higher In the case of DRAM, it is mounted perpendicular to the parent substrate using a printed circuit board having multiple circuit wiring layers.
복잡한 신호 전송망을 병렬로 배치하여 단순화하는 이른바 '버스(bus)' 방식을 채택한 것으로 알려지는 램버스 디램은, 그 특성상 칩의 입/출력 패드(I/O pad)가 한쪽으로 치우쳐 배치됨에 따라 외부와 한쪽 방향으로만 전기적으로 연결되기 때문에, 두 방향 또는 네 방향의 리드(lead)를 갖는 통상적인 패키지에 비하여 열방출 특성이 열악하다. 따라서, 수직실장형 패키지는 8개 내지 32개의 단위로 모듈(module)을 구성하여, 외장형 히트 싱크(heat sink)를 부착하게 된다.Rambus DRAM, which is known to adopt a so-called 'bus' system that simplifies the complex signal transmission network in parallel, is characterized by the fact that the I / O pads of the chip are biased to one side. Because of the electrical connection in only one direction, the heat dissipation characteristics are poor compared to conventional packages having leads in two or four directions. Accordingly, the vertically mounted package is configured by 8 to 32 modules to attach an external heat sink.
도 1과 도 2에 외장형 히트 싱크(36)를 구비하는 종래의 수직실장형 패키지 모듈(40)을 도시하고 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 각각의 수직실장형 반도체 패키지(10)는 회로 배선(22)이 형성되어 있는 인쇄회로기판(16) 표면에 반도체 칩(12)이 열전도성/전기절연성 접착제(24)로 부착되어 있다. 반도체 칩(12) 상면의 칩 패드(14)는 인쇄회로기판(16)의 기판 패드(18)와 금속 세선(26)으로 연결되며, 기판 패드(18)는 다시 회로 배선(22)을 통하여 접속 패드(20)와 연결되어 있다. 인쇄회로기판(16)의 접속 패드(20)는 모듈 기판(34)에 형성된 소켓(32)에 삽입된다. 따라서 반도체 칩(12)은 칩 패드(14), 금속 세선(26), 기판 패드(18), 회로 배선(22), 접속 패드(20), 소켓(32)을 통하여 모듈 기판(34)과 전기적으로 접속된다. 칩(12)과 금속 세선(26) 등은 에폭시 화합물(epoxy compound)과 같은 봉지수지(28)로 밀봉된다.1 and 2 show a conventional vertically mounted package module 40 having an external heat sink 36. 1 and 2, each of the vertically mounted semiconductor packages 10 includes a semiconductor chip 12 having a thermally conductive / electrically insulating adhesive on a surface of a printed circuit board 16 on which circuit wirings 22 are formed. 24) is attached. The chip pad 14 on the upper surface of the semiconductor chip 12 is connected to the substrate pad 18 of the printed circuit board 16 by a thin metal wire 26, and the substrate pad 18 is connected through the circuit wiring 22 again. It is connected to the pad 20. The connection pad 20 of the printed circuit board 16 is inserted into a socket 32 formed on the module substrate 34. Therefore, the semiconductor chip 12 is electrically connected to the module substrate 34 through the chip pad 14, the metal thin wire 26, the substrate pad 18, the circuit wiring 22, the connection pad 20, and the socket 32. Is connected. The chip 12, the fine metal wire 26, and the like are sealed with an encapsulation resin 28 such as an epoxy compound.
이상 설명한 바와 같은 패키지(10)들이 모듈 기판(34)의 소켓(32)에 각각 수직으로 삽입되어 하나의 모듈(40)을 구성하게 된다. 이 때, 열방출을 고려하여 각각의 인쇄회로기판(16)에는 방열판(30)이 부착되며, 방열판(30)들에는 외장형 히트 싱크(36)가 열전도성 접착제(38)에 의하여 부착된다.The packages 10 as described above are vertically inserted into the sockets 32 of the module substrate 34 to form one module 40. In this case, in consideration of heat dissipation, each heat sink 30 is attached to each printed circuit board 16, and an external heat sink 36 is attached to the heat sinks 30 by the heat conductive adhesive 38.
이와 같은 종래의 모듈(40)은 히트 싱크(36)를 부착하기 위한 면적을 확보하기 위하여 'ㄱ'자 형태로 구부러진 방열판(30)들을 필요로 한다. 그런데, 히트 싱크(36)를 방열판(30)에 부착할 때, 히트 싱크(36)의 부착 위치를 맞추어야 할 뿐만 아니라, 모든 방열판(30)에 동시에 히트 싱크(36)를 부착해야 하기 때문에, 부착 공정이 용이하지 않다. 더욱이, 패키지(10)들 간의 높이 차이가 존재할 경우, 히트 싱크(36)와 각 방열판(30)과의 부착력이 나빠질 우려가 있으며, 필요에 따라 모듈(40)을 구성하는 패키지(10)를 교체할 경우 히트 싱크(36)와 패키지(10)를 쉽게 분리할 수 없는 단점이 있다.Such a conventional module 40 requires heat sinks bent in a '-' shape to secure an area for attaching the heat sink 36. By the way, when attaching the heat sink 36 to the heat sink 30, not only the attachment position of the heat sink 36 should be adjusted, but also the heat sink 36 must be attached to all the heat sinks 30 at the same time. The process is not easy. Furthermore, if there is a difference in height between the packages 10, there is a fear that the adhesive force between the heat sink 36 and each heat sink 30 is bad, and if necessary, replace the package 10 constituting the module 40. In this case, there is a disadvantage in that the heat sink 36 and the package 10 cannot be easily separated.
따라서, 본 발명의 목적은 히트 싱크의 부착이 용이할 뿐만 아니라 안정적인 부착이 가능한 수직실장형 반도체 패키지 모듈을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vertically mounted semiconductor package module that is not only easy to attach the heat sink but also stable to attach.
본 발명의 다른 목적은 모듈을 구성하는 개별 패키지의 분리가 용이한 수직실장형 반도체 패키지 모듈을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a vertically mounted semiconductor package module that can easily separate the individual packages constituting the module.
본 발명의 또 다른 목적은 열방출 특성과 전기적 특성이 우수한 수직실장형 반도체 패키지 모듈을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a vertically mounted semiconductor package module having excellent heat dissipation characteristics and electrical characteristics.
도 1은 외장형 히트 싱크를 구비하는 종래의 수직실장형 패키지 모듈의 한 예를 나타내는 정면도,1 is a front view showing an example of a conventional vertically mounted package module having an external heat sink;
도 2는 도 1의 종단면도로서, 모듈을 구성하는 개별 패키지의 구성요소들을 보여주는 단면도,FIG. 2 is a longitudinal sectional view of FIG. 1 showing a cross-sectional view of components of an individual package constituting a module; FIG.
도 3은 본 발명에 따른 외장형 히트 싱크를 구비하는 수직실장형 패키지 모듈의 실시예를 나타내는 정면도,3 is a front view showing an embodiment of a vertically mounted package module having an external heat sink according to the present invention;
도 4는 도 3의 종단면도로서, 모듈을 구성하는 개별 패키지의 구성요소들을 보여주는 단면도,FIG. 4 is a longitudinal sectional view of FIG. 3, showing a cross-sectional view of the components of the individual packages constituting the module;
도 5는 도 3에 도시된 히트 싱크와 패키지 간의 부착 관계를 보여주는 상세도이다.FIG. 5 is a detailed view illustrating an attachment relationship between a heat sink and a package illustrated in FIG. 3.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 50 : 수직실장형 반도체 패키지 12, 52 : 반도체 칩10, 50: vertically mounted semiconductor package 12, 52: semiconductor chip
14, 54 : 칩 패드 16, 56 : 인쇄회로기판14, 54: chip pad 16, 56: printed circuit board
18, 58 : 기판 패드 20, 60 : 접속 패드18, 58: substrate pad 20, 60: connection pad
22, 62 : 회로 배선 24, 64 : 접착층22, 62: circuit wiring 24, 64: adhesive layer
26, 66 : 금속 세선 28, 68 : 봉지수지26, 66: fine metal wire 28, 68: bag resin
30 : 방열판 32, 72 : 소켓30: heat sink 32, 72: socket
34, 74 : 모듈 기판 36, 80 : 히트 싱크34, 74: module substrate 36, 80: heat sink
38 : 접착제 40, 90 : 모듈38: adhesive 40, 90: module
70 : 방열층 76, 78 : 열전도성 매개물70: heat dissipation layer 76, 78: heat conductive medium
82 : 삽입홈82: insertion groove
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수개의 수직실장형 반도체 패키지들이 모듈 기판에 수직으로 실장되고 패키지들의 상부로 히트 싱크가 결합된 수직실장형 반도체 패키지 모듈에 있어서, 히트 싱크가 적어도 두 개 이상의 홈을 포함하고, 그 홈으로 패키지가 수직으로 삽입되어 기계적으로 결합됨으로써 패키지로부터 히트 싱크로의 열방출이 이루어질 수 있는 모듈을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a vertically mounted semiconductor package module in which a plurality of vertically mounted semiconductor packages are mounted vertically on a module substrate and the heat sink is coupled to the top of the packages, the heat sink is at least two or more It includes a groove, the package is inserted into the groove vertically and mechanically coupled to provide a module that can be heat released from the package to the heat sink.
각각의 패키지는 복수개의 칩 패드들이 한쪽 가장자리에 형성된 제1면을 포함하는 반도체 칩을 구비한다. 반도체 칩의 제2면은 인쇄회로기판의 제1면에 접착되며, 인쇄회로기판의 제1면에는 복수개의 기판 패드들이 반도체 칩의 외곽에 인접하여 형성되며, 모듈 기판에 접속되기 위한 접속 패드들이 형성된다. 상기 기판 패드들과 접속 패드들은 회로 배선들에 의하여 연결된다. 한편, 인쇄회로기판의 제2면에는 방열층이 형성된다. 칩 패드들과 기판 패드들은 금속 세선에 의하여 전기적으로 연결되며, 반도체 칩과 금속 세선들과 기판 패드들은 봉지수지에 의하여 봉지된다.Each package includes a semiconductor chip including a first surface having a plurality of chip pads formed at one edge thereof. The second surface of the semiconductor chip is bonded to the first surface of the printed circuit board, and a plurality of substrate pads are formed adjacent to the outside of the semiconductor chip on the first surface of the printed circuit board, and connection pads for connecting to the module substrate are provided. Is formed. The substrate pads and the connection pads are connected by circuit wires. Meanwhile, a heat dissipation layer is formed on the second surface of the printed circuit board. The chip pads and the substrate pads are electrically connected by thin metal wires, and the semiconductor chip, the metal thin wires and the substrate pads are encapsulated by an encapsulating resin.
본 발명의 수직실장형 반도체 패키지 모듈에 있어서 반도체 칩은 램버스 디램을 포함할 수 있으며, 특히 64M급 이상의 램버스 디램 칩을 적용할 경우에도 우수한 열방출 특성을 나타낼 수 있다. 홈은 히트 싱크의 양쪽 최외곽부에만 형성될 수 있고, 이 때 홈이 형성되지 않은 히트 싱크의 중앙부는 편평한 면으로 형성되며 패키지들과 히트 싱크의 편평한 면 사이에 열전도성의 테이프 또는 필름이 개재된다. 그리고 편평한 면을 가지는 히트 싱크의 중앙부는 홈이 형성된 최외곽부보다 두께가 얇은 것이 바람직하다. 한편, 홈은 모듈을 구성하는 모든 패키지들에 대응하여 히트 싱크에 형성될 수도 있다. 홈에는 열전도성 물질이 충전되어 홈과 패키지 사이의 공간을 메우는 것이 바람직하다.In the vertically mounted semiconductor package module of the present invention, the semiconductor chip may include a Rambus DRAM. In particular, even when a Rambus DRAM chip of 64M or more is applied, the semiconductor chip may exhibit excellent heat dissipation characteristics. Grooves may be formed only at both outermost portions of the heat sink, in which the center portion of the heat sink without grooves is formed with a flat surface and a thermally conductive tape or film is interposed between the packages and the flat surface of the heat sink. . The center portion of the heat sink having a flat surface is preferably thinner than the outermost portion where the groove is formed. On the other hand, the groove may be formed in the heat sink corresponding to all the packages constituting the module. The grooves are preferably filled with a thermally conductive material to fill the space between the grooves and the package.
본 발명의 모듈에 있어서, 모듈 기판은 각각의 패키지가 소켓에 삽입되어 실장되는 복수개의 소켓들을 더 포함할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판의 제2면에 형성된 방열판은 구리층인 것이 바람직하며, 인쇄회로기판은 그 내부에 열방출 특성을 향상시키기 위한 적어도 2개 이상의 금속층과 상기 금속층을 연결해 주는 열방출 구멍을 더 포함할 수도 있다.In the module of the present invention, the module substrate may further include a plurality of sockets in which each package is inserted and mounted in the socket. In addition, the heat dissipation plate formed on the second surface of the printed circuit board is preferably a copper layer, the printed circuit board further has a heat dissipation hole for connecting the metal layer and at least two or more metal layers therein to improve heat dissipation characteristics. It may also include.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 전반을 통틀어 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. Like numbers refer to like elements throughout.
도 3은 본 발명에 따른 외장형 히트 싱크(80)를 구비하는 수직실장형 패키지 모듈(90)의 실시예를 나타내는 정면도이고, 도 4는 도 3의 종단면도로서, 모듈(90)을 구성하는 개별 패키지(50)의 구성요소들을 보여주는 단면도이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 복수개의 수직실장형 반도체 패키지(50)들이 모듈 기판(74)에 수직으로 실장되고, 패키지(50)들의 상부로 히트 싱크(80)가 결합되어 수직실장형 반도체 패키지 모듈(90)을 구성한다.3 is a front view showing an embodiment of a vertically mounted package module 90 having an external heat sink 80 according to the present invention, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view of FIG. A cross-sectional view showing the components of the package 50. 3 and 4, a plurality of vertically mounted semiconductor packages 50 are mounted vertically on the module substrate 74, and the heat sink 80 is coupled to the upper portions of the packages 50 to vertically mount the semiconductors. Configure the package module 90.
우선 모듈(90)을 구성하는 각각의 패키지(50)에 대하여 설명하자면, 각각의 패키지(50)는 반도체 칩(52), 예를 들어 램버스 디램, 특히 64M급 이상의 램버스 디램을 포함하며, 칩(52)의 상부면 한쪽 가장자리에는 복수개의 칩 패드들(54)이 형성된다. 칩(52)의 하부면은 얇은 접착층(64)을 통하여 인쇄회로기판(56)과 접착되며, 칩(52)이 접착된 면에 복수개의 기판 패드(58)들이 칩(52)의 외곽에 인접하여 형성된다.First, each package 50 constituting the module 90 will be described. Each package 50 includes a semiconductor chip 52, for example, a Rambus DRAM, in particular, a Rambus DRAM of 64M class or more. A plurality of chip pads 54 are formed at one edge of the upper surface of 52. The lower surface of the chip 52 is bonded to the printed circuit board 56 through the thin adhesive layer 64, and a plurality of substrate pads 58 are adjacent to the outside of the chip 52 on the surface where the chip 52 is bonded. Is formed.
기판 패드(58)는 칩 패드(54)와 금속 세선(66)에 의하여 전기적으로 연결되므로 최대한 칩(52)의 외곽에 근접하게 형성된다. 반면에, 접속 패드(60)는 패키지(50)가 모듈 기판(74)에 수직으로 실장될 때 전기적 접속 단자의 역할을 하기 위한 것이기 때문에, 인쇄회로기판(56)의 한쪽 가장자리에 배열되어 형성된다. 한편, 기판 패드(58)들과 접속 패드(60)들은 회로 배선(62)들에 의하여 연결된다. 도 4에 도시된 금속 세선(66)과 회로 배선(62)은 복잡함을 피하기 위하여 그 일부만 도시되었다.Since the substrate pad 58 is electrically connected by the chip pad 54 and the metal thin wire 66, the substrate pad 58 is formed as close to the outside of the chip 52 as possible. On the other hand, since the connection pad 60 is to serve as an electrical connection terminal when the package 50 is mounted vertically on the module substrate 74, the connection pad 60 is formed at one edge of the printed circuit board 56. . Meanwhile, the substrate pads 58 and the connection pads 60 are connected by the circuit lines 62. Only a part of the metal fine wire 66 and the circuit wiring 62 shown in FIG. 4 are shown to avoid complexity.
인쇄회로기판(56)은 BT 수지, FR4, FR5 등의 재질로 이루어지며, 기판 패드(58), 접속 패드(60), 회로 배선(62)은 구리(Cu)와 같이 전기전도성과 열전도성이 우수한 금속으로 형성된다. 특히, 인쇄회로기판(56)의 반대면에 형성되는 방열층(70)은 칩(52)에서 발생되는 열을 방출하는 것이 주 역할이기 때문에, 구리와 같이 열전도성이 우수한 금속을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 효율적인 열방출을 위하여 인쇄회로기판(56)의 내부에는 적어도 2개 이상의 금속층(도시되지 않음)과, 금속층들을 서로 연결해 주기 위한 열방출 구멍(도시되지 않음)들이 형성될 수 있다. 한편, 금속 세선(66)은 금(Au) 세선이 주로 사용되며, 금속 세선(66) 및 칩(52), 기판 패드(58), 회로 배선(62)의 일부는 에폭시 화합물(epoxy compound)과 같은 봉지수지(68)에 의하여 봉지된다.The printed circuit board 56 is made of a material such as BT resin, FR4, FR5, and the like. The substrate pad 58, the connection pad 60, and the circuit wiring 62 have electrical conductivity and thermal conductivity like copper (Cu). It is formed of an excellent metal. In particular, since the main role of the heat dissipation layer 70 formed on the opposite side of the printed circuit board 56 is to dissipate heat generated from the chip 52, the heat dissipation layer 70 may be formed using a metal having excellent thermal conductivity such as copper. It is preferable. For efficient heat dissipation, at least two or more metal layers (not shown) and heat dissipation holes (not shown) may be formed in the printed circuit board 56 to connect the metal layers to each other. On the other hand, the fine metal wire (66) is mainly used gold (Au) fine wire, the metal fine wire 66 and the chip 52, the substrate pad 58, a part of the circuit wiring 62 is an epoxy compound (epoxy compound) and It is sealed by the same sealing resin (68).
이와 같은 패키지(50)들은 각각의 인쇄회로기판(56)을 통하여 모듈 기판(74)에 수직으로 실장된다. 모듈 기판(74)에 형성되는 복수개의 소켓(72; socket)들이 패키지(50)들과 모듈 기판(74)의 결합을 용이하게 해 줄 수 있다.Such packages 50 are mounted perpendicular to the module substrate 74 through each printed circuit board 56. A plurality of sockets 72 formed on the module substrate 74 may facilitate coupling of the packages 50 and the module substrate 74.
한편, 패키지(50)들의 상부로 결합되는 히트 싱크(80)는 적어도 두 개 이상의 홈(도 5의 82)을 포함한다. 도 3, 도 4 및 히트 싱크(80)와 패키지(50) 간의 부착 관계를 상세히 보여주는 도 5를 참조하면, 패키지(50)는 히트 싱크(80)의 홈(82)에 수직으로 삽입되어 기계적으로 결합되며, 칩(52)으로부터 발생되는 열이 인쇄회로기판(56), 특히 방열층(70)을 통하여 히트 싱크(80)로 방출된다.Meanwhile, the heat sink 80 coupled to the top of the packages 50 includes at least two grooves (82 of FIG. 5). Referring to FIGS. 3, 4 and 5, which show the attachment relationship between the heat sink 80 and the package 50 in detail, the package 50 is inserted vertically into the groove 82 of the heat sink 80 and mechanically Combined, heat generated from the chip 52 is released to the heat sink 80 through the printed circuit board 56, in particular the heat dissipation layer 70.
홈(82)은 적어도 두 개 이상 형성될 수 있다. 즉, 히트 싱크(80)의 양쪽 최외곽부에만 형성될 수도 있고, 모듈(90)을 구성하는 모든 패키지(50)들에 대응하여 형성될 수도 있다. 본 실시예는 전자의 경우로서, 히트 싱크(90)의 양쪽 최외곽부의 하부에 각각 한 개씩의 홈(82)이 형성된다. 어느 경우든 패키지(50)의 위치에 대응하여 홈(82)이 형성되기 때문에 히트 싱크(80)를 부착할 때 위치 정렬이 용이하며, 홈 삽입 결합형이기 때문에 히트 싱크(80)의 부착 뿐만 아니라 분리도 용이하다. 그러므로 홈(82)의 입구는 모따기 가공하여 입구 쪽이 넓도록 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 패키지(50)를 히트 싱크(80)의 홈(82)에 삽입하기 전에 열전도성 물질(76)을 홈(82) 내부에 충전하여 홈(82)과 패키지(50) 사이의 빈 공간을 메워 줌으로써 열방출 효과를 더욱 향상시킬 수도 있다.At least two grooves 82 may be formed. That is, the heat sink 80 may be formed only at the outermost sides of the heat sink 80, or may be formed corresponding to all the packages 50 constituting the module 90. In the present embodiment, in the former case, one groove 82 is formed in each of lower portions of both outermost portions of the heat sink 90. In any case, since the groove 82 is formed corresponding to the position of the package 50, the alignment of the heat sink 80 is easy when the heat sink 80 is attached. Easy to separate Therefore, the inlet of the groove 82 is preferably chamfered to form a wider inlet side. Meanwhile, before inserting the package 50 into the groove 82 of the heat sink 80, the thermal conductive material 76 is filled into the groove 82 to fill an empty space between the groove 82 and the package 50. By filling it up, the heat dissipation effect can be further improved.
본 실시예에서 홈(82)이 형성되지 않은 히트 싱크(80)의 중앙부는 편평한 면으로 형성된다. 그리고 패키지(50)들과 히트 싱크(80)의 편평한 면 사이에는 테이프 또는 필름과 같이 유연성을 갖는 열전도성의 물질(78)이 개재된다. 이 열전도성 테이프 또는 필름(78)은 히트 싱크(80)와 패키지(50) 간의 빈틈을 메워 줌으로써 열방출에 도움을 주며, 각 패키지(50)들 간의 높이가 일정하지 않을 경우 그 차이를 보상해 줄 수 있다. 또한 이 매개물(78)이 소정의 접착력을 동시에 가질 경우, 히트 싱크(80)와 각 패키지(50) 간의 부착력에도 도움을 준다. 히트 싱크(80)의 최외곽부에는 홈(82)이 형성되기 때문에 최외곽부의 두께가 홈(82)이 형성되지 않은 중앙부의 두께보다 더 두껍다. 즉, 홈(82) 내부의 바닥면과 히트 싱크(80) 중앙부의 편평한 면이 동일한 높이에 형성됨으로써, 히트 싱크(80)의 하부면이 각 패키지들(50)과 동시에 접촉할 수 있다.In this embodiment, the center portion of the heat sink 80 in which the grooves 82 are not formed is formed in a flat surface. A flexible thermally conductive material 78, such as a tape or film, is interposed between the packages 50 and the flat surface of the heat sink 80. The thermally conductive tape or film 78 assists in heat dissipation by filling the gap between the heat sink 80 and the package 50, and compensates for the difference if the height between the packages 50 is not constant. Can give In addition, when the medium 78 has a predetermined adhesive force at the same time, it also helps the adhesion between the heat sink 80 and each package 50. Since the grooves 82 are formed in the outermost portion of the heat sink 80, the thickness of the outermost portion is thicker than the thickness of the center portion in which the grooves 82 are not formed. That is, since the bottom surface of the groove 82 and the flat surface of the center portion of the heat sink 80 are formed at the same height, the bottom surface of the heat sink 80 may contact the packages 50 at the same time.
한편 앞서 언급한 바와 같이, 홈은 본 실시예와 달리 패키지들의 개수만큼 히트 싱크에 형성되어 각각의 패키지들이 홈에 삽입되도록 할 수도 있다.Meanwhile, as mentioned above, the grooves may be formed in the heat sink as many as the number of packages, unlike the present embodiment, so that each of the packages may be inserted into the grooves.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 구조에 따르면, 패키지들의 상부에 부착되는 히트 싱크의 하부면에 두 개 이상의 홈이 형성되고 그 홈으로 패키지가 삽입되어 결합되기 때문에, 히트 싱크의 부착시 위치 정렬이 용이하고, 히트 싱크의 부착 공정이 간단해진다는 이점이 있다. 또한, 모듈로부터 개별 패키지를 분리하고자 할 경우에도 쉽게 분리가 가능하다.As described above, according to the structure of the present invention, since two or more grooves are formed on the lower surface of the heat sink attached to the upper portions of the packages, and the packages are inserted into and coupled to the grooves, the alignment of the heat sinks during mounting There is an advantage that it is easy and the attaching process of the heat sink is simplified. In addition, even if you want to separate the individual packages from the module can be easily removed.
한편, 패키지들 간의 높이가 일정하지 않더라도 패키지들과 히트 싱크의 하부면 사이에 열전도성 물질이 개재되어 그 차이가 보상되기 때문에, 히트 싱크의 부착력이 향상되며 또한 열방출에도 도움을 준다.On the other hand, even if the height between the packages is not constant, since the thermal conductive material is interposed between the packages and the lower surface of the heat sink is compensated for the difference, the adhesion of the heat sink is improved and also helps heat dissipation.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970048664A KR19990026510A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Vertical mount semiconductor package module with external heat sink |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019970048664A KR19990026510A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Vertical mount semiconductor package module with external heat sink |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR19990026510A true KR19990026510A (en) | 1999-04-15 |
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ID=66044754
Family Applications (1)
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| KR1019970048664A KR19990026510A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Vertical mount semiconductor package module with external heat sink |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19990026510A (en) |
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1997
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