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技術 プラスチックのパッケージングを有する電気構成部品または光電気構成部品、およびそのような構成部品の端末リード線のインピーダンスを変更するための方法

出願人 アルカテル−ルーセント
発明者 デイーター・フエルリンク
出願日 2001年6月22日 (18年1ヶ月経過) 出願番号 2001-189724
公開日 2002年2月22日 (17年5ヶ月経過) 公開番号 2002-057266
状態 未査定
技術分野 半導体又は固体装置の封緘,被覆構造と材料 IC用リードフレーム
主要キーワード プレートコンデンサ プリント導体 電気構成部品 電気集積回路 結合ワイヤ 結合接続 端末リード 誘電体プレート
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年2月22日)のものです。
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図面 (6)

課題

端末リード線のインピーダンスを、構成部品集積されている回路構成および回路のインピーダンスまで変更および低減することができる、電気構成部品または光電気構成部品を提供する。

解決手段

少なくとも1つの電気構成部品または光電気構成部品3、13が、パッケージング2、12中に構成され、端末リード線4、14は、回路または各回路3、13の接続ために、パッケージング2、12から突出している。できる限り最も簡単な方式で端末リード線4、14のインピーダンスZを低減するために、少なくとも1つの誘電体プレート6、16’、16”を端末リード線4、14の少なくとも1つに取り付けることが提案されている。誘電体プレート6、16は、パッケージング2、12の内側で構成されていることが好ましく、セラミック、特に酸化アルミニウムAl2O3からなることが好ましい。

概要

背景

初めに述べたタイプの電気構成部品または光電気構成部品は、従来の技術から知られている。そのような構成部品のパッケージング中に構成された集積回路は、記憶素子またはマイクロプロセッサなど広範な用途のために構成することができる。構成部品の端末リード線(いわゆるピン)の配置およびサイズは、概ね規格化されている。この種の構成部品は、特に、比較的遅くまたは比較的低周波数で動作する回路構成で使用される。処理速度が数Gb/sである高速応用例、および数GHzの高周波数応用例では、動作中にインピーダンスを制御しなければならない。すなわち、回路構成の構成部品のインピーダンス、回路構成のプリント導体のインピーダンス、端末リード線のインピーダンス、および回路のインピーダンスは、ほぼ同じ大きさでなければならない。インピーダンスが異なると、高速応用例および高周波数応用例では、回路板上の回路または回路構成において、弱め合う信号反射を生じることがあり得る。

回路板上のプリント導体、回路板上に構成されている他の構成部品、および回路のインピーダンスは、特に努力せずに、ほぼ同じ値に設定することができる。これらのインピーダンスは、通常、約25オームまたは50オームである。回路と構成部品の端末リード線との間の結合接続結合ワイヤなど)と、端末リード線自体のみが、この値とは異なるより大きなインピーダンスを有する。

概要

端末リード線のインピーダンスを、構成部品が集積されている回路構成および回路のインピーダンスまで変更および低減することができる、電気構成部品または光電気構成部品を提供する。

少なくとも1つの電気構成部品または光電気構成部品3、13が、パッケージング2、12中に構成され、端末リード線4、14は、回路または各回路3、13の接続ために、パッケージング2、12から突出している。できる限り最も簡単な方式で端末リード線4、14のインピーダンスZを低減するために、少なくとも1つの誘電体プレート6、16’、16”を端末リード線4、14の少なくとも1つに取り付けることが提案されている。誘電体プレート6、16は、パッケージング2、12の内側で構成されていることが好ましく、セラミック、特に酸化アルミニウムAl2O3からなることが好ましい。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

プラスチックパッケージング(2、12)を有する電気構成部品または光電気構成部品(1、11)であって、少なくとも1つの電気集積回路または光電気集積回路(3、13)が、パッケージング(2、12)中に構成され、回路または各回路(3、13)を接続するために、端末リード線(4、14)がパッケージング(2、12)から突出しており、少なくとも1つの誘電体プレート(6、16’、16”)が、端末リード線(4、14)の少なくとも1つに取り付けられていることを特徴とする、電気構成部品または光電気構成部品(1、11)。

請求項2

誘電体プレートまたは各誘電体プレート(6、16’、16”)が、パッケージング(2、12)中に構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の構成部品(1、11)。

請求項3

誘電体プレートまたは各誘電体プレート(6、16’、16”)が、パッケージング(2、12)のプラスチックより大きい誘電率(εr)を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の構成部品(1、11)。

請求項4

誘電体プレートまたは各誘電体プレート(6、16’、16”)が、セラミック、好ましくは酸化アルミニウム(Al2O3)からなることを特徴とする、請求項3に記載の構成部品(1、11)。

請求項5

パッケージング(2、12)が、端末リード線(4、14)を越えて横方向に引き出されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の構成部品(1、11)。

請求項6

端末リード線(4、14)とは反対の方向を向いている誘電体プレートまたは各誘電体プレート(6、16’、16”)の表面が、少なくとも部分的に金属層(7)で被覆されていることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の構成部品(1、11)。

請求項7

2つの誘電体プレート(16’、16”)が、端末リード線(14)に取り付けられていることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の構成部品(11)。

請求項8

プラスチックのパッケージング(2、12)と、パッケージング中に構成されている少なくとも1つの電気集積回路または光電気集積回路(3、13)と、回路または各回路(3、13)を接続するために、パッケージング(2、12)から突出しているいくつかの端末リード線(4、14)とを有する、電気構成部品または光電気構成部品(1、11)の端末リード線(4、14)のインピーダンス(Z)を変更するための、端末リード線(4、14)に取り付けられている誘電体プレート(6、16’、16”)の使用法

請求項9

電気構成部品または光電気構成部品(1、11)の端末リード線(4、14)のインピーダンス(Z)を変更するための方法であって、電気構成部品または光電気構成部品(1、11)が、プラスチックのパッケージング(2、12)と、パッケージング(2、12)中に構成されている少なくとも1つの電気集積回路または光電気集積回路(3、13)と、回路または各回路(3、13)を接続するために、パッケージング(2、12)から突出している端末リード線(4、14)とを有し、少なくとも1つの誘電体プレート(6、16’、16”)が、端末リード線(4、14)の少なくとも1つに取り付けられていることを特徴とする、電気構成部品または光電気構成部品の端末リード線のインピーダンスを変更するための方法。

技術分野

0001

本発明は、プラスチックパッケージングを有する電気構成部品または光電気構成部品に関する。少なくとも1つの電気集積回路または光電気集積回路が、パッケージング中に構成されている。回路または各回路を接続するための端末リード線は、パッケージから突出している。回路または各回路は、ベースによって、または、例えばはんだ付けした接続によって、端末リード線を利用して、プリント回路板に取り付けることができ、回路板上に形成されている回路構成統合することができる。また、本発明は、そのような電気構成部品または光電気構成部品の端末リード線のインピーダンスを変更するための方法に関する。

背景技術

0002

初めに述べたタイプの電気構成部品または光電気構成部品は、従来の技術から知られている。そのような構成部品のパッケージング中に構成された集積回路は、記憶素子またはマイクロプロセッサなど広範な用途のために構成することができる。構成部品の端末リード線(いわゆるピン)の配置およびサイズは、概ね規格化されている。この種の構成部品は、特に、比較的遅くまたは比較的低周波数で動作する回路構成で使用される。処理速度が数Gb/sである高速応用例、および数GHzの高周波数応用例では、動作中にインピーダンスを制御しなければならない。すなわち、回路構成の構成部品のインピーダンス、回路構成のプリント導体のインピーダンス、端末リード線のインピーダンス、および回路のインピーダンスは、ほぼ同じ大きさでなければならない。インピーダンスが異なると、高速応用例および高周波数応用例では、回路板上の回路または回路構成において、弱め合う信号反射を生じることがあり得る。

0003

回路板上のプリント導体、回路板上に構成されている他の構成部品、および回路のインピーダンスは、特に努力せずに、ほぼ同じ値に設定することができる。これらのインピーダンスは、通常、約25オームまたは50オームである。回路と構成部品の端末リード線との間の結合接続結合ワイヤなど)と、端末リード線自体のみが、この値とは異なるより大きなインピーダンスを有する。

発明が解決しようとする課題

0004

弱め合う信号反射を低減するために、端末リード線のインピーダンスを、構成部品が統合されている回路構成のインピーダンス、および回路のインピーダンスまで、低減する必要がある。しかし、プラスチックのパッケージングを有する知られている構成部品では、端末リード線の配置、サイズ、および間隔を互いに対して設定する際に、端末リード線のインピーダンスを簡単に変更または低減することができる。さらに、端末リード線の配置、サイズ、または間隔を変更することによって、知られている構成部品で、端末リード線のインピーダンスを約25オームまたは50オームまで低減することは、あったとしても、極めて強い生産技術要請がある場合のみに可能である。これらの強い生産技術の要請は、例えば、互いに隣接して構成されている2つの端末リード線間の距離は、インピーダンスが25オームまたは50オームまで低減されると、非常に小さいので、端末リード線は、従来のパンチングダイスを使用して製造することがほとんど不可能である、ということに由来する。

0005

電気構成部品または光電気構成部品は、セラミックまたは金属のパッケージングを有する従来の技術から知られている。これらの構成部品では、端末リード線のインピーダンスを、構成部品が集積されている回路構成および回路のインピーダンスまで、変更および低減することができる。しかし、セラミックまたは金属のパッケージングを有する構成部品の製造は、非常に時間がかかり、高価である。

課題を解決するための手段

0006

したがって、本発明の目的は、プラスチックのパッケージングを有する電気構成部品または光電気構成部品の端末リード線のインピーダンスを変更、特に低減するために、可能な限り簡単で安価である選択肢を提供することである。

0007

この目的を達成するために、本発明は、初めに述べたタイプの構成部品から開始して、少なくとも1つの誘電体プレートが、端末リード線の少なくとも1つに取り付けられていることを提案する。

0008

互いに直接隣接して構成されている構成部品の2つの端末リード線(いわゆるピン)に関する等価回路図検査する場合、これは、端末リード線の長手方向に延びるインダクタンスと、互いに隣接して構成されている端末リード線間のキャパシタンスを有する。端末リード線のインピーダンスは、インダクタンスとキャパシタンスの商の平方根に比例する。すなわち、端末リード線のインピーダンスは、2つの端末リード線間で作用しているキャパシタンスを増大することによって低減することができる。本発明によれば、少なくとも1つの誘電体プレートを端末リード線に取り付けることによって、端末リード線間のキャパシタンスを増大することが提案されている。キャパシタンスは、材料を選択し、したがって誘電体プレートの誘電率を選択し、誘電体プレートの寸法を変更することによって、変更することができる。端末リード線のインピーダンスは、材料と誘電体プレートの寸法を適切に選択することによって、所望の値に設定することができる。

0009

誘電体プレートをパッケージングの外部の端末リード線に取り付けることは、考えられることである。しかし、本発明の有利な展開によれば、誘電体プレートまたは各誘電体プレートを、パッケージングの端末リード線または各端末リード線に取り付けることが提案されている。これにより、誘電体プレートが端末リード線から不注意外れることが防止され、本発明による構成部品の取扱いは、より簡単になる。さらに、この展開による構成部品は、構成部品のプラスチックパッケージングを作成するための作成段階の状況において、端末リード線に結合されている回路が、プラスチック内の端末リード線上にはめ込まれている誘電体プレートと共に封入されているという点で、特に簡単で安価に製造することができる。

0010

本発明の実施形態の好ましい形態によれば、誘電体プレートまたは各誘電体プレートは、パッケージングのプラスチックより大きい誘電率を有することが提案されている。誘電体プレートまたは各誘電体プレートは、セラミック、好ましくは酸化アルミニウム(Al2O3)からなることが有利である。

0011

本発明の他の有利な展開によれば、パッケージングを端末リード線上で横方向に引き出すことが提案されている。したがって、端末リード線は、回路から離れた第1の例では、パッケージの内側で水平方向に延び、次いで、垂直方向に下方に曲がり、最終的に構成部品の下面でパッケージから出る。また、端末リード線が、もう一度垂直方向から水平方向に分かれ、その後でのみパッケージングから横方向に出るということが考えられる。この展開では、端末リード線が、パッケージの内側の最大限に可能な領域上で延び、プラスチックによって封入されていることが非常に重要である。ほぼ全長にわたって端末リード線を封入するプラスチックの誘電率は、従来の構成部品では端末リード線の大部分を取り囲んでいる空気の誘電率より大きい。したがって、構成部品の端末リードは、誘電体プレートが端末リード線に取り付けられていない場合でも、この展開により低減されたインピーダンスを有する。誘電体プレートは、端末リード線の任意の点で、好ましくはパッケージの内側で、端末リード線に取り付けることができる。

0012

端末リード線間のキャパシタンスをさらに増大するために、本発明の実施形態に関する他の好ましい形態によれば、端末リード線とは反対の方向を向いている誘電体プレートまたは各誘電体プレートの表面を、少なくとも部分的に金属層被覆することが提案されている。この展開によれば、端末リード線と金属層は、その間に配置されている誘電体プレートと共に、ある程度プレートコンデンサを形成する。

0013

2つの誘電体プレートが、端末リード線に取り付けられていることが有利である。一方の誘電体プレートを、パッケージングの内側で水平方向に延びる端末リード線の領域に取り付けることができ、他方の誘電体プレートを、垂直方向に下方に延びる端末リード線の領域に取り付けることができる。

0014

また、本発明によれば、電気構成部品または光電気構成部品の端末リード線のインピーダンスを変更するために、誘電体プレートを使用することが提案されている。構成部品は、プラスチックのパッケージングと、パッケージング中に構成されている少なくとも1つの電気集積回路または光電気集積回路と、回路または各回路を接続するためにパッケージングから突出しているいくつかの端末リード線とを有する。端末リード線のインピーダンスを変更するために、誘電体プレートが端末リード線に取り付けられている。

0015

本発明の目的を達成する他の方法として、少なくとも1つの誘電体プレートを端末リード線の少なくとも1つに取り付ける、初めに述べたタイプの方法から開始することが提案されている。

0016

本発明の他の特徴、応用例の選択肢、および利点は、図面に示されている、本発明の実際の例に関する以下の記述から得られる。この点については、記述または図示したすべての特徴は、請求項の概要または参照に関係なく、および記述または図面の説明または描写に関係なく、それ自体または任意の組合わせで本発明の目的を形成する。

発明を実施するための最良の形態

0017

図1および2では、本発明の実施形態の第1形態による電気構成部品または光電気構成部品の全体が、参照符号1によって記述されている。構成部品1は、プラスチックのパッケージング2と、パッケージング2中に構成されている電気集積回路または光電気集積回路3を有する。端末リード線4は、一方が回路3の端末に結合されており、パッケージング2から横方向に突出している。この実際の例では、結合は、いわゆる結合ワイヤ5によって行われている。他方、端末リード線4は、回路3の対応するコンタクトに結合されている。端末リード線4は、回路3を、回路板上などに形成され、構成部品1が統合されている回路構成に接続することに役立つ。構成部品1は、適切なベースまたははんだ付け接続などによって回路板に取り付けられ、回路構成に結合されている。

0018

また、構成部品1は、端末リード線4の少なくとも2つに取付けされている、2つの誘電体プレート6を有する。誘電体プレート6’は、2つの端末リード線4に取り付けられ、誘電体プレート6”は、4つの端末リード線4に取り付けられている。誘電体プレート6のために、誘電体プレート6が取り付けられている端末リード線4のインピーダンスは、低減することができる。この実際の例では、インピーダンスは、通常数100オームを超える値から、通常25オームまたは50オームの値である、構成部品1が統合されている残りの回路構成、および回路3のインピーダンスの値まで低減することができる。

0019

端末リード線4のインピーダンスを低減するのは、特に、ビットレート最高で数Gb/sである高速応用例と、最高で数GHzの高周波数応用例とで構成部品1を使用するときである。この種の応用例では、動作中にインピーダンスを制御するべきである。すなわち、端末リード線4のインピーダンスは、回路3と構成部品1が統合されている全体の回路構成とのインピーダンスに整合されるべきである。端末リード線4のインピーダンスは、図3および4を参照して以下でより詳細に説明するように、誘電体プレート6を利用することで低減することができる。

0020

図3は、透視図で、図1および2からの本発明による構成部品1のセクションを示す。プラスチックのパッケージング2といくつかの端末リード線4を、認識することができる。端末4のための等価回路図が、構成部品1のこのセクションの上に重ね合わされている。等価回路図は、互いに隣接して構成されている端末リード線4の間のキャパシタンスCと、端末リード線4に沿うインダクタンスLとを有する。端末リード線4のインピーダンスZは、インダクタンスLとキャパシタンスCの商の平方根に比例する。キャパシタンスCを増大することによって、端末リード線4のインピーダンスZを低減することができる。

0021

互いに隣接して延びる2つの端末リード線4間のキャパシタンスCは、2つの端末リード線4間に存在する媒体誘電率εrに比例する。空気は、約1の誘電率を有し、プラスチックは、約2.5から6の誘電率を有する。ガラスの誘電率は約4である。セラミック、好ましくは酸化アルミニウム(Al2O3)からなる誘電体プレート6では、誘電率εrは、約5から10である。特別なセラミック材料では、誘電率は、最高で1000の値に達することがある。したがって、誘電体プレート6を少なくとも1つの端末リード線4に取り付けることによって、2つの端末リード線4間で等価回路図により作られたキャパシタンスCを、著しく増大することができ、これにより端末リード線4のインピーダンスZを低減することになる。

0022

金属層7が、端末リード線4と反対側の誘電体プレート6の表面に取り付けられている場合、キャパシタンスCをもう一度著しく増大することができる。この場合、端末リード線4と金属層7は、ある程度プレートコンデンサとして作用する。プレートコンデンサのキャパシタンスC’を、破線によって図4に示す。

0023

当然、構成部品1のすべての端末リード線4は、すべての端末リード線4のインピーダンスZを低減するために、誘電体プレート6を備えることができる。しかし、誘電体プレート6を、信号が高いデータ送信レート(数Gb/s)または高周波数(数GHz)で送信されている構成部品1の端末リード線4にのみ取り付けることは、意味のあることである。信号を送信するためのこれらの端末リード線4の場合では、動作中にインピーダンスを制御することが特に重要である。すなわち、端末リード線4のインピーダンスZを、回路3、構成部品1が統合されている回路構成、および回路構成の残りの構成部品のインピーダンスに調和させることが特に重要である。

0024

図5は、実施形態の第2の好ましい形態により、本発明による構成部品11を示す。構成部品11では、端末リード線14が、構成部品11の下面上でパッケージング12から出るように、プラスチックパッケージング12が、端末リード線14を越えて横方向に引き出されている。端末リード線14が、パッケージング12のプラスチックによって、最初の実際の例(図2参照)の場合より長い距離にわたって封入されているということにより、等価回路図の著しくより大きいキャパシタンスCと、したがって、端末リード線14の著しくより小さいインピーダンスZがもたらされる。また、いくつかの誘電体プレートは、この実際の例では16’と16”の2つであるが、端末リード線14に沿って構成し、それに取り付けることができる。このため、端末リード線14のインピーダンスZは、端末リード線14に沿って、特に小さく均一な値まで低減することができる。

0025

誘電体プレート6、16は、構成部品1、11のパッケージング2、12の作成中に、単に端末リード線4、14の上に配置され、次いで、プラスチックに封じ込めることによってこの位置に固定される。本発明による構成部品1、11の全体としての製造が、既存の機械を使用して実施することができる。唯一追加されるステップは、端末リード線4、14上に誘電体プレート6、16を構成するために提供されなければならない。本発明による構成部品1、11の端末リード線4、14の構成とサイズは、プラスチックのパッケージングを有する従来の技術から知られている構成部品と同一である。このため、本発明による構成部品1、11は、これまで通例であった構成部品に対して考えられた回路構成に簡単に統合することができる。しかし、本発明による構成部品1、11で端末リード線4、14のインピーダンスが低減されているために、特に高速および高周波数の応用例で、構成部品1、11が統合されている回路板上の回路3、13または回路構成において、弱め合う信号反射の発生が著しく低減されることになる。

図面の簡単な説明

0026

図1部分的セクションであり、上部から見た、実施形態の第1の好ましい形態による、本発明による電気構成部品または光電気構成部品の図である。
図2線II−IIに沿った断面における、図1からの本発明による構成部品の図である。
図3図1からの構成部品の端末リード線のインピーダンスに関する等価回路図である。
図4線IV−IVに沿った断面における、図1からの本発明による構成部品の2つの端末リード線の図である。
図5断面における実施形態の第2の好ましい形態による、本発明による電気構成部品または光電気構成部品の図である。

--

0027

11構成部品
12パッケージング
13電気集積回路または光電気集積回路
14端末リード線
5結合ワイヤ
6、6’、16’、16”誘電体プレート
7 金属層

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