JPH09246466A - Ic package device - Google Patents
- ️Fri Sep 19 1997
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板など
の実装基板の上にその平面とほぼ垂直な方向に複数のＩ
Ｃパッケージが積み上げられて成るＩＣパッケージ装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plurality of I on a mounting board such as a printed board in a direction substantially perpendicular to the plane.
The present invention relates to an IC package device formed by stacking C packages.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、複数のＩＣパッケージをプリ
ント基板（ＰＣボード）に搭載するときは、プリント基
板上のＩＣパッケージの占める割合が大きくなり、プリ
ント基板の配線などが複雑になってしまう。そのため、
プリント基板上で、ＩＣパッケージを横方向に並べるの
でなく三次元的に縦方向に積み上げることにより、プリ
ント基板上でのＩＣパッケージが占める割合を少なくす
ることが提案されている（例えば特開平７−５８２３７
号公報）。2. Description of the Related Art Conventionally, when a plurality of IC packages are mounted on a printed circuit board (PC board), the ratio of the IC packages on the printed circuit board becomes large and the wiring of the printed circuit board becomes complicated. for that reason,
It has been proposed to reduce the proportion of the IC packages on the printed circuit board by stacking the IC packages on the printed circuit board in a three-dimensionally vertical direction instead of arranging them horizontally (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7- 58237
Issue).
【０００３】図５はこのような三次元的に実装構成され
たＩＣパッケージ装置の従来例を示す断面図である。図
５において、１はプリント基板（実装基板）、２はこの
プリント基板１の上にピン３により実装される１段目の
ＩＣパッケージ、４はこの１段目のＩＣパッケージ２の
上面に対してピン５により実装される２段目のＩＣパッ
ケージ、７はＩＣパッケージ２及び４に搭載されたＩＣ
チップである。また図示していないが、この２段目のＩ
Ｃパッケージ４の上にさらに３段目、４段目のＩＣパッ
ケージを実装することが可能である。またこの従来例で
は、前記１段目のＩＣパッケージ２と２段目のＩＣパッ
ケージ４の図示上面には、キャップ６が取り付けられて
いる。このように、ＩＣパッケージを三次元的に実装し
ていくと、プリント基板上の少ない面積でより多くのＩ
Ｃパッケージを搭載できるというメリットがある。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional example of such an IC package device which is three-dimensionally mounted and configured. In FIG. 5, 1 is a printed circuit board (mounting substrate), 2 is a first-stage IC package mounted on the printed circuit board 1 by pins 3, and 4 is an upper surface of the first-stage IC package 2. The second-stage IC package mounted by the pin 5, 7 is the IC mounted on the IC packages 2 and 4
It's a chip. Although not shown, this second stage I
It is possible to further mount the third and fourth stage IC packages on the C package 4. Further, in this conventional example, a cap 6 is attached to the upper surfaces of the first-stage IC package 2 and the second-stage IC package 4 in the figure. As described above, when the IC packages are three-dimensionally mounted, more I
There is an advantage that a C package can be installed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＣパ
ッケージを上記のようにタワー化する場合、従来の構成
のままでは、図５に示すように、ＩＣパッケージ２と４
が互いに極めて近接して対向させられるので、各パッケ
ージに搭載されたＩＣチップがそれぞれ発熱すると、互
いのＩＣパッケージが近接しているため、それらの間に
空気の流通もなく放熱性が極めて悪いという問題があ
る。However, when the IC package is formed into a tower as described above, the IC package 2 and the IC package 2 and the IC package 4 as shown in FIG.
Since the IC chips mounted in the respective packages generate heat, since the IC packages mounted in the respective packages are in close proximity to each other, there is no air flow between them and the heat dissipation is extremely poor. There's a problem.
【０００５】本発明はこのような従来技術の問題点に着
目してなされたもので、ＩＣパッケージが三次元的に積
み上げられたＩＣパッケージ装置において、従来に比べ
てその放熱性を大幅に向上させることができるＩＣパッ
ケージ装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art. In an IC package device in which IC packages are three-dimensionally stacked, the heat radiation performance thereof is significantly improved as compared with the conventional one. It is an object of the present invention to provide an IC package device that can be used.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明によるＩＣパッケージ装置は、実装基板
の上に縦方向に三次元的に積み上げられた複数のＩＣパ
ッケージを有し、前記複数のＩＣパッケージの互いに対
向する一方の面には長さ寸法５ｍｍ〜１２ｍｍのロング
タイプピンが複数設けられていると共に、他方の面には
このロングタイプピンが接合されるランドが複数形成さ
れている、ことを特徴としている。An IC package device according to the present invention for solving such a problem has a plurality of IC packages vertically three-dimensionally stacked on a mounting substrate. A plurality of long type pins having a length dimension of 5 mm to 12 mm are provided on one surface of each of the IC packages facing each other, and a plurality of lands to which the long type pins are joined are formed on the other surface. It is characterized by
【０００７】また、本発明によるＩＣパッケージ装置で
は、前記複数のＩＣパッケージの中の少なくとも互いに
対向する一方の面には、放熱板又は放熱フィンなどの放
熱装置が取り付けられている、ことが望ましい。Further, in the IC package device according to the present invention, it is desirable that a heat dissipation device such as a heat dissipation plate or a heat dissipation fin is attached to at least one surface of the plurality of IC packages facing each other.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明によるＩＣパッケージ装置
では、縦方向に三次元的に積み上げられた複数のＩＣパ
ッケージの中の少なくとも互いに対向する一方の面に、
長さ寸法５ｍｍ〜１２ｍｍのロングタイプピンが複数設
けられているので、前記の複数積み上げられた各ＩＣパ
ッケージの間には、少なくとも前記５ｍｍ〜１２ｍｍの
間隔の空間が形成され、この空間を空気が自由に流通で
きるようになる。よって、各ＩＣパッケージが発熱した
場合でも、前記の空間から放熱することが可能になるの
で、ＩＣパッケージ装置全体の放熱性は大幅に向上する
ようになる。ここで、ピンの長さが５ｍｍ以下になる
と、放熱効果が低くなり、１２ｍｍを越えるとピンにた
わみが発生して装置としての安定性が問題となる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the IC package apparatus according to the present invention, at least one of the plurality of IC packages vertically stacked in a three-dimensional manner, which faces each other,
Since a plurality of long type pins each having a length dimension of 5 mm to 12 mm are provided, a space having a space of at least 5 mm to 12 mm is formed between the plurality of stacked IC packages, and the space is filled with air. It can be freely distributed. Therefore, even when each IC package generates heat, it is possible to dissipate heat from the space, so that the heat dissipation of the entire IC package device is significantly improved. Here, if the length of the pin is 5 mm or less, the heat dissipation effect is reduced, and if it exceeds 12 mm, the pin is bent and the stability of the device becomes a problem.
【０００９】また、本発明によるＩＣパッケージ装置で
は、前述のように、各ＩＣパッケージの間に、少なくと
も前記５ｍｍ〜１２ｍｍの間隔のスペースが確保される
ようになるので、各ＩＣパッケージの少なくとも互いに
対向する一方の面に放熱板や放熱フィンなどの放熱装置
を取り付けるためのスペースが確保できるようになる。Further, in the IC package device according to the present invention, as described above, at least the space of 5 mm to 12 mm is secured between the IC packages, so that at least the IC packages face each other. It becomes possible to secure a space for mounting a heat dissipation device such as a heat dissipation plate or a heat dissipation fin on one surface.
【００１０】また、本発明において、前述のように、互
いに対向する各ＩＣパッケージの間の空間に放熱板や放
熱フィンなどの放熱装置を取り付けるようにすれば、各
ＩＣパッケージからの熱はこの放熱装置を介して放出さ
れるので、ＩＣパッケージ装置全体の放熱性はさらに一
層向上するようになる。Further, in the present invention, as described above, if a heat dissipation device such as a heat dissipation plate or a heat dissipation fin is attached to the space between the IC packages facing each other, the heat from each IC package is dissipated. Since it is released through the device, the heat dissipation of the entire IC package device is further improved.
【００１１】[0011]
【実施例】 実施例１．本発明の実施例１を図１に基づいて説明す
る。図１の中で、図５と共通する部分には同一の符号を
付している。図１において、１２は、その図示下面に多
数のピン１３がロー付けにより設けられると共に、その
図示上面に多数のランド１４が形成されたピングリッド
アレイタイプのＩＣパッケージである。また１５は、そ
の図示下面に多数のロングタイプピン１６がロー付けさ
れたＩＣパッケージである。ここで、前記ロングタイプ
ピン１６は、少なくとも５ｍｍ以上１２ｍｍ以下のもの
を使用している。これらの各ＩＣパッケージは、図１に
示すように、プリント基板１の上に、まずＩＣパッケー
ジ１２が１段目のＩＣパッケージとして、ピン１３の半
田付けにより、実装される。次に、この１段目のＩＣパ
ッケージ１２の図示上面の各ランド１４に前記ロングタ
イプピン１６が半田又は導電性樹脂などの導電性接合材
により接合される。これにより、前記ＩＣパッケージ１
５が、前記１段目のＩＣパッケージ１２の図示上面に２
段目のＩＣパッケージとして実装される。なお、１段目
のＩＣパッケージ、２段目のＩＣパッケージ及びピリン
ト基板への接合は一度に同時に行ってもよい。また図１
において、１７は各ＩＣパッケージ１２，１５の図示下
面側のキャビティ１８の開口部に取り付けられたキャッ
プである。Embodiment 1 First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, reference numeral 12 is a pin grid array type IC package in which a large number of pins 13 are provided by brazing on the lower surface of the figure and a large number of lands 14 are formed on the upper surface of the figure. Reference numeral 15 is an IC package in which a large number of long type pins 16 are brazed to the lower surface of the figure. Here, the long type pin 16 has at least 5 mm or more and 12 mm or less. As shown in FIG. 1, each of these IC packages is first mounted on the printed circuit board 1 by soldering the pins 13 as the first-stage IC package 12 as the first-stage IC package. Next, the long type pins 16 are joined to the respective lands 14 on the upper surface of the first-stage IC package 12 in the drawing by a conductive bonding material such as solder or a conductive resin. Thereby, the IC package 1
5 on the upper surface of the IC package 12 in the first stage in the figure.
It is mounted as an IC package on the tier. It should be noted that the first-stage IC package, the second-stage IC package, and the plint substrate may be bonded simultaneously at the same time. FIG.
In the figure, 17 is a cap attached to the opening of the cavity 18 on the lower surface side of the IC packages 12 and 15 in the figure.
【００１２】図１に示すように、実施例１によれば、１
段目のＩＣパッケージ１２と２段目のＩＣパッケージ１
５との間に前記ロングタイプピン１６を介在させること
により、各ＩＣパッケージ１２及び１５の間に少なくと
も５ｍｍ以上の間隔を有する空間を確保するようにして
いる。よって、この５ｍｍ以上に確保された空間内を空
気が自由に流通することにより、各ＩＣパッケージ１
２，１５の各チップ７からの発熱が効率的に放熱され
る。According to the first embodiment, as shown in FIG.
Second-stage IC package 12 and second-stage IC package 1
The long type pin 16 is interposed between the IC packages 12 and 5, and a space having a space of at least 5 mm or more is secured between the IC packages 12 and 15. Therefore, by allowing air to freely flow in the space secured to 5 mm or more, each IC package 1
The heat generated from each of the chips 2 and 15 is efficiently dissipated.
【００１３】なお、この実施例１では、キャビティ１８
の開口部がプリント基板１に対向しているキャビティダ
ウン型のＩＣパッケージを三次元的に積み上げた例を示
しているが、本発明はこれに限られるものではなく、キ
ャビティアップ型のＩＣパッケージを三次元的に積み上
げる場合をも含むものである。またこの実施例１では、
前記ロングタイプピン１６の長さ寸法を５ｍｍ以上１２
ｍｍ以下としているが、本発明では、例えば６ｍｍ以上
１２ｍｍ以下のもの、あるいは７ｍｍ以上１２ｍｍ以下
のものを使用してもよい。In the first embodiment, the cavity 18
An example in which the cavity-down type IC packages whose opening portions face the printed circuit board 1 are three-dimensionally stacked is shown. However, the present invention is not limited to this, and a cavity-up type IC package can be used. It also includes the case of three-dimensional stacking. In addition, in this Example 1,
The length of the long type pin 16 is 5 mm or more 12
However, in the present invention, for example, 6 mm or more and 12 mm or less, or 7 mm or more and 12 mm or less may be used.
【００１４】実施例２．次に図２を参照して本発明の実
施例２を説明する。この実施例２においては、実施例１
の構成に加えて、１段目のＩＣパッケージ１２の図示上
面（キャビティ１８の開口部の反対側）に放熱フィン１
９が取り付けられていると共に、２段目のＩＣパッケー
ジ１５の図示上面に放熱フィン２０が取り付けられてい
る。Embodiment 2 FIG. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the first embodiment
In addition to the configuration of FIG.
9 is attached, and a radiation fin 20 is attached to the upper surface of the second-stage IC package 15 in the figure.
【００１５】したがって、この実施例２によれば、前記
各チップ７からの発熱は、この各放熱フィン１９，２０
により効率的に放出されるようになる。なお、この実施
例２のように、１段目のＩＣパッケージ１２と２段目の
ＩＣパッケージ１５との間に放熱フィン１９を取り付け
られるのは、前記ロングタイプピン１６により互いに対
向する各ＩＣパッケージ１２及び１５の間に少なくとも
５ｍｍ以上の間隔の空間を確保できるようにして初めて
可能になるものである。なお、この実施例２では、各Ｉ
Ｃパッケージ１２，１５の図示上面に放熱フィン１９，
２０を取り付けるようにしているが、本発明はこれに限
られるものではなく、放熱板その他の様々な放熱装置を
取り付けることができる。Therefore, according to the second embodiment, the heat generated from the chips 7 is generated by the heat radiation fins 19 and 20.
Will be released more efficiently. As in the second embodiment, the heat radiation fins 19 can be attached between the first-stage IC package 12 and the second-stage IC package 15 by the long type pins 16 facing each other. It is possible only when a space having a space of at least 5 mm or more can be secured between 12 and 15. In the second embodiment, each I
The heat radiation fins 19,
However, the present invention is not limited to this, and various heat dissipation devices such as a heat dissipation plate can be installed.
【００１６】実施例３．次に図３を参照して本発明の実
施例３を説明する。この実施例３では、１段目のＩＣパ
ッケージ２２として、パッケージの上下両面にピンが設
けられたピングリッドアレイ・パッケージが使用されて
いる。特に、この実施例３では、この１段目のＩＣパッ
ケージ２２の図示上面には、ロングタイプピン２４がロ
ー付けにより設けられている。またこの実施例３では、
２段目のＩＣパッケージ２５として、その図示下面に多
数のランド２６が形成されたランドグリッドアレイ・パ
ッケージが使用されている。１段目のＩＣパッケージ２
２の上に２段目のＩＣパッケージ２５を積み上げるとき
は、前記各ロングタイプピン２４を２段目のＩＣパッケ
ージ２５下面の各ランド２６に半田などの導電性接合材
で接合することにより行われる。Embodiment 3 FIG. Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, as the first-stage IC package 22, a pin grid array package in which pins are provided on the upper and lower surfaces of the package is used. Particularly, in the third embodiment, the long type pins 24 are provided by brazing on the upper surface of the IC package 22 in the first stage in the drawing. In addition, in this Example 3,
As the second-stage IC package 25, a land grid array package having a large number of lands 26 formed on the lower surface of the figure is used. First-stage IC package 2
When the second-stage IC package 25 is stacked on the second stage 2, the long-type pins 24 are joined to the lands 26 on the lower surface of the second-stage IC package 25 with a conductive joining material such as solder. .
【００１７】以上のように、この実施例３によれば、特
に２段目のＩＣパッケージ２５としてピンのロー付けが
不要なランドグリッドアレイタイプのものを使用してい
る（他方、１段目のＩＣパッケージ２２はその両面にピ
ンをロー付けする必要があるが、この両面へのロー付け
は一回の工程で同時にできるので、ピンのロー付けが片
面でも両面でも製造コストはほとんど変わらない）の
で、ＩＣパッケージ装置全体の製造コストは大幅に低減
できるようになる。As described above, according to the third embodiment, as the second-stage IC package 25, the land grid array type that does not require brazing of pins is used (on the other hand, the first-stage IC package 25). The IC package 22 needs to be brazed with pins on both sides, but brazing on both sides can be done at the same time in a single process, so that the brazing of pins is almost the same for both one side and both sides). Thus, the manufacturing cost of the entire IC package device can be significantly reduced.
【００１８】実施例４．次に図４を参照して本発明の実
施例４を説明する。この実施例４においては、１段目の
ＩＣパッケージ３２は、その図示下面に多数の半田ボー
ル３３から成るボールグリッドアレイが形成されると共
に、その図示上面に多数のランド３４から成るボールグ
リッドアレイパッケージで形成されている。これによ
り、１段目のＩＣパッケージ３２は、多数の半田ボール
３３によりプリント基板１に接合される。また、この１
段目のＩＣパッケージ３２の図示上面には、そこに形成
された各ランド３４に、２段目のＩＣパッケージ１５の
ロングタイプピン１６が半田付けされることにより、積
み上げられる。Embodiment 4 FIG. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the first-stage IC package 32 has a ball grid array consisting of a large number of solder balls 33 formed on the lower surface of the figure and a ball grid array package formed of a large number of lands 34 on the upper surface of the figure. Is formed by. As a result, the first-stage IC package 32 is joined to the printed circuit board 1 by the numerous solder balls 33. In addition, this 1
The long type pins 16 of the second-stage IC package 15 are soldered to the lands 34 formed on the upper surface of the second-stage IC package 32 in the drawing to be stacked.
【００１９】なお、以上の各実施例においては、２つの
ＩＣパッケージを使用してプリント基板の上でＩＣパッ
ケージを２段に積み上げた例を示しているが、本発明は
これに限られるものではなく、さらに多数のＩＣパッケ
ージを使用して、３段目、４段目とタワー化するものを
も含むものである。In each of the above embodiments, an example in which two IC packages are used and the IC packages are stacked in two stages on the printed circuit board is shown, but the present invention is not limited to this. However, it also includes a case in which a large number of IC packages are used to form a tower in the third and fourth stages.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上のように、本発明によるＩＣパッケ
ージ装置では、縦方向に三次元的に積み上げられた複数
のＩＣパッケージの中の少なくとも互いに対向する一方
の面に、長さ寸法５ｍｍ〜１２ｍｍのロングタイプピン
が複数設けられているので、前記の複数積み上げられた
各ＩＣパッケージの間には、少なくとも前記５ｍｍ〜１
２ｍｍの間隔の空間が形成され、この空間を空気が自由
に流通できるようになる。よって、各ＩＣパッケージが
発熱した場合でも、前記の空間から放熱することが可能
になるので、ＩＣパッケージ装置全体の放熱性は大幅に
向上するようになる。As described above, in the IC package device according to the present invention, a length dimension of 5 mm to 12 mm is provided on at least one surface of a plurality of IC packages vertically stacked in a three-dimensional manner that face each other. Since a plurality of long type pins are provided, at least 5 mm to 1 is provided between each of the stacked IC packages.
A space with a space of 2 mm is formed, and air can freely flow in this space. Therefore, even when each IC package generates heat, it is possible to dissipate heat from the space, so that the heat dissipation of the entire IC package device is significantly improved.
【００２１】また、本発明によるＩＣパッケージ装置で
は、前述のように、各ＩＣパッケージの間に、少なくと
も前記５ｍｍ〜１２ｍｍの間隔のスペースが確保される
ようになるので、各ＩＣパッケージの少なくとも互いに
対向する一方の面に放熱板や放熱フィンなどの放熱装置
を取り付けるためのスペースが確保できるようになる。Further, in the IC package device according to the present invention, as described above, at least the space of 5 mm to 12 mm is secured between the IC packages, so that at least the IC packages face each other. It becomes possible to secure a space for mounting a heat dissipation device such as a heat dissipation plate or a heat dissipation fin on one surface.
【００２２】また、本発明において、前述のように、互
いに対向する各ＩＣパッケージの間の空間に放熱板や放
熱フィンなどの放熱装置を取り付けるようにすれば、各
ＩＣパッケージからの熱はこの放熱装置を介して放出さ
れるので、ＩＣパッケージ装置全体の放熱性はさらに一
層向上するようになる。Further, in the present invention, as described above, if a heat dissipation device such as a heat dissipation plate or a heat dissipation fin is attached to the space between the IC packages facing each other, the heat from each IC package is radiated. Since it is released through the device, the heat dissipation of the entire IC package device is further improved.
【図１】 本発明の実施例１を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施例２を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の実施例３を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の実施例４を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing Embodiment 4 of the present invention.
【図５】 従来のＩＣパッケージが三次元的に実装され
た例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing an example in which a conventional IC package is three-dimensionally mounted.
７ ＩＣチップ． １２，１５，２２，２５，３２ Ｉ
Ｃパッケージ．１３，２３ ピン． １４，２６，３４
ランド．１６，２４ ロングタイプピン． １７ キ
ャップ．１８ キャビティ． １９，２０ 放熱フィ
ン． ３３ 半田ボール．7 IC chip. 12, 15, 22, 25, 32 I
C package. 13, 23 pin. 14, 26, 34
land. 16, 24 Long type pin. 17 Cap. 18 cavities. 19, 20 Heat dissipation fin. 33 Solder balls.