JP2907187B2 - ベアチップ実装方法および半導体集積回路装置 - Google Patents
ベアチップ実装方法および半導体集積回路装置Info
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- H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ベアチップを
フリップチップ実装するためのベアチップ実装方法とこ
のベアチップ実装方法を用いて製造する半導体集積回路
装置に関する。
フリップチップ実装するためのベアチップ実装方法とこ
のベアチップ実装方法を用いて製造する半導体集積回路
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のベアチップ実装方法を説
明するためのものである。半導体ベアチップ１１は、電
気絶縁性の樹脂１２によって誘電体基板１３へ実装され
る。半導体ベアチップのパッドに形成した微細なはんだ
端子としてのバンプ１４がこの状態で誘電体基板１３の
対応する箇所に接続されることになる。
明するためのものである。半導体ベアチップ１１は、電
気絶縁性の樹脂１２によって誘電体基板１３へ実装され
る。半導体ベアチップのパッドに形成した微細なはんだ
端子としてのバンプ１４がこの状態で誘電体基板１３の
対応する箇所に接続されることになる。
【０００３】半導体集積回路装置の回路動作の高速化や
回路機能の向上に伴って、回路装置の集積度が一段と高
まり、消費電力ならびに発熱がますます増大している。
図３に示したベアチップ実装方法では、半導体ベアチッ
プ１１上で発生した熱がバンプ１４のみを介して誘電体
基板１３へ伝達される。したがって、十分な放熱特性を
得ることができないという問題が生じてしまう。
回路機能の向上に伴って、回路装置の集積度が一段と高
まり、消費電力ならびに発熱がますます増大している。
図３に示したベアチップ実装方法では、半導体ベアチッ
プ１１上で発生した熱がバンプ１４のみを介して誘電体
基板１３へ伝達される。したがって、十分な放熱特性を
得ることができないという問題が生じてしまう。
【０００４】図４は、このような問題を解決するものと
して提案されたベアチップ実装方法を説明するためのも
のである。この方法では、配線基板２１に枠状の部材２
２を銀ろう付け等によって固着し、キャビティ状の空間
を形成するようにしている。放熱スタッド２３を接合部
材２４によって固着した集積回路チップ２５は、はんだ
バンプ２６を介して配線基板２１に接続されている。ま
た、枠状の部材２２と放熱スタッド２３の間には、集積
回路チップ２５、配線基板２１の表面を完全に覆うよう
にして、封止用の電気絶縁性樹脂２７が充填されてい
る。電気絶縁性樹脂２７の上部には、低融点金属２８の
被膜が形成されている。
して提案されたベアチップ実装方法を説明するためのも
のである。この方法では、配線基板２１に枠状の部材２
２を銀ろう付け等によって固着し、キャビティ状の空間
を形成するようにしている。放熱スタッド２３を接合部
材２４によって固着した集積回路チップ２５は、はんだ
バンプ２６を介して配線基板２１に接続されている。ま
た、枠状の部材２２と放熱スタッド２３の間には、集積
回路チップ２５、配線基板２１の表面を完全に覆うよう
にして、封止用の電気絶縁性樹脂２７が充填されてい
る。電気絶縁性樹脂２７の上部には、低融点金属２８の
被膜が形成されている。
【０００５】ここで、集積回路チップ２５の電気信号
は、はんだバンプ２６、配線基板２１内部のスルーホー
ル３１を介してキップキャリアの外部へ導かれ、はんだ
接合部３２により配線基板３３に接続されるようになっ
ている。また、集積回路チップ２５で生じる熱は、放熱
スタッド２３を介してこれに固着または圧接する図示し
ないヒートシンクで吸収されるようになっている。
は、はんだバンプ２６、配線基板２１内部のスルーホー
ル３１を介してキップキャリアの外部へ導かれ、はんだ
接合部３２により配線基板３３に接続されるようになっ
ている。また、集積回路チップ２５で生じる熱は、放熱
スタッド２３を介してこれに固着または圧接する図示し
ないヒートシンクで吸収されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３あるいは図４に示
したベアチップ実装方法あるいはこの方法により製造さ
れた半導体集積回路装置によれば、半導体ベアチップ、
すなわち集積回路チップ２５の実装のみでは良好な放熱
特性を得ることはできない。これは図３で説明したと同
様に半導体ベアチップだけでは放熱の経路がはんだバン
プ２６のみとなるからである。そこで図４に示したよう
に集積回路チップ２５の裏面に放熱スタッド２３を使用
してこれに放熱材を取り付けることが提案されている。
しかしながら、この方法では放熱スタッド２３ならびに
ヒートシンクのような放熱材が半導体ベアチップに重ね
るようにして取り付けられるので、モジュール全体とし
ての高さがかさばるといった問題があった。
したベアチップ実装方法あるいはこの方法により製造さ
れた半導体集積回路装置によれば、半導体ベアチップ、
すなわち集積回路チップ２５の実装のみでは良好な放熱
特性を得ることはできない。これは図３で説明したと同
様に半導体ベアチップだけでは放熱の経路がはんだバン
プ２６のみとなるからである。そこで図４に示したよう
に集積回路チップ２５の裏面に放熱スタッド２３を使用
してこれに放熱材を取り付けることが提案されている。
しかしながら、この方法では放熱スタッド２３ならびに
ヒートシンクのような放熱材が半導体ベアチップに重ね
るようにして取り付けられるので、モジュール全体とし
ての高さがかさばるといった問題があった。
【０００７】そこで本発明の目的は、半導体ベアチップ
の裏面に放熱材を取り付けることなく良好な放熱特性を
持つことのできるベアチップ実装方法およびこの方法を
使用した半導体集積回路装置を提供することにある。
の裏面に放熱材を取り付けることなく良好な放熱特性を
持つことのできるベアチップ実装方法およびこの方法を
使用した半導体集積回路装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）平板状の半導体ベアチップの側面のみを取り
囲むようにこの半導体ベアチップと同一の厚さで半導体
ベアチップの延長された位置に、良熱伝導性の接着剤を
介して良熱伝導性の枠状部材を取り付ける第１の工程
と、（ロ）枠状部材との間に良熱伝導性の材料を介在さ
せるようにして誘電体基板に半導体ベアチップをフリッ
プチップ実装する第２の工程とをベアチップ実装方法に
具備させる。
は、（イ）平板状の半導体ベアチップの側面のみを取り
囲むようにこの半導体ベアチップと同一の厚さで半導体
ベアチップの延長された位置に、良熱伝導性の接着剤を
介して良熱伝導性の枠状部材を取り付ける第１の工程
と、（ロ）枠状部材との間に良熱伝導性の材料を介在さ
せるようにして誘電体基板に半導体ベアチップをフリッ
プチップ実装する第２の工程とをベアチップ実装方法に
具備させる。
【０００９】すなわち請求項１記載の発明では、半導体
ベアチップの側面にのみ良熱伝導性の接着剤を介して、
第１の工程で良熱伝導性の枠状部材を取り付け、誘電体
基板と枠状部材の間に第２の工程で良熱伝導性の材料を
介在させることにより、誘電体基板側への放熱効果を高
め、半導体ベアチップの裏面に放熱材を取り付ける必要
を無くすことにしている。
ベアチップの側面にのみ良熱伝導性の接着剤を介して、
第１の工程で良熱伝導性の枠状部材を取り付け、誘電体
基板と枠状部材の間に第２の工程で良熱伝導性の材料を
介在させることにより、誘電体基板側への放熱効果を高
め、半導体ベアチップの裏面に放熱材を取り付ける必要
を無くすことにしている。
【００１０】請求項２記載の発明では、（イ）平板状の
半導体ベアチップと、（ロ）この平板状の半導体ベアチ
ップの側面のみを取り囲むようにこの半導体ベアチップ
と同一の厚さで半導体ベアチップの延長された位置に、
良熱伝導性の接着剤を介して取り付けられた良熱伝導性
の枠状部材と、（ハ）この枠状部材との間に良熱伝導性
の材料を介在させるようにして半導体ベアチップをフリ
ップチップ実装する誘電体基板とを半導体集積回路装置
に具備させる。
半導体ベアチップと、（ロ）この平板状の半導体ベアチ
ップの側面のみを取り囲むようにこの半導体ベアチップ
と同一の厚さで半導体ベアチップの延長された位置に、
良熱伝導性の接着剤を介して取り付けられた良熱伝導性
の枠状部材と、（ハ）この枠状部材との間に良熱伝導性
の材料を介在させるようにして半導体ベアチップをフリ
ップチップ実装する誘電体基板とを半導体集積回路装置
に具備させる。
【００１１】すなわち請求項２記載の発明では、半導体
ベアチップの側面にのみ良熱伝導性の接着剤を介して、
取り付けられた良熱伝導性の枠状部材から良熱伝導性の
材料を介して誘電体基板に放熱を行わせるようにして、
半導体ベアチップの裏面に放熱材を取り付ける必要を無
くすことにしている。
ベアチップの側面にのみ良熱伝導性の接着剤を介して、
取り付けられた良熱伝導性の枠状部材から良熱伝導性の
材料を介して誘電体基板に放熱を行わせるようにして、
半導体ベアチップの裏面に放熱材を取り付ける必要を無
くすことにしている。
【００１２】請求項３記載の発明では、半導体ベアチッ
プおよび枠状部材には誘電体基板と対向する面にそれぞ
れ熱伝導性に優れた金製のバンプが形成されていること
を特徴としている。バンプとしては、はんだバンプのよ
うに他の導電性の材料でもよいが、金を使用することで
放熱特性も良好となる。
プおよび枠状部材には誘電体基板と対向する面にそれぞ
れ熱伝導性に優れた金製のバンプが形成されていること
を特徴としている。バンプとしては、はんだバンプのよ
うに他の導電性の材料でもよいが、金を使用することで
放熱特性も良好となる。
【００１３】請求項４記載の発明では、半導体ベアチッ
プには誘電体基板と対向する面に金製のバンプが形成さ
れており、枠状部材と誘電体基板の間隙には銀ペースト
が充填されていることを特徴としている。枠状部材は、
このようにバンプを形成する代わりに熱の伝導性に優れ
た材料を充填することでも同様に放熱効果を高めること
ができる。
プには誘電体基板と対向する面に金製のバンプが形成さ
れており、枠状部材と誘電体基板の間隙には銀ペースト
が充填されていることを特徴としている。枠状部材は、
このようにバンプを形成する代わりに熱の伝導性に優れ
た材料を充填することでも同様に放熱効果を高めること
ができる。
【００１４】
【００１５】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００１６】第１の実施例
【００１７】図１は本発明の第１の実施例におけるベア
チップ実装方法を表わしたものである。第１の実施例の
半導体ベアチップ１０１の周囲には、良熱伝導性の接着
剤１０２を介して同じく良熱伝導性の枠状部材１０３が
取り付けられている。ここで接着剤１０２は、エポキシ
系の樹脂であり、枠状部材１０３はアルミニウム材であ
る。接着剤１０２は金属粒等をフィラーとして添加され
ているとなお良い。本実施例では半導体ベアチップ１０
１が６ｍｍ角のサイズであり、枠状部材１０３は内寸法
が６．５ｍｍ角で外寸法が９ｍｍ角の形状のものを使用
している。
チップ実装方法を表わしたものである。第１の実施例の
半導体ベアチップ１０１の周囲には、良熱伝導性の接着
剤１０２を介して同じく良熱伝導性の枠状部材１０３が
取り付けられている。ここで接着剤１０２は、エポキシ
系の樹脂であり、枠状部材１０３はアルミニウム材であ
る。接着剤１０２は金属粒等をフィラーとして添加され
ているとなお良い。本実施例では半導体ベアチップ１０
１が６ｍｍ角のサイズであり、枠状部材１０３は内寸法
が６．５ｍｍ角で外寸法が９ｍｍ角の形状のものを使用
している。
【００１８】半導体ベアチップ１０１の回路面上の電極
の上には高さが５０μｍの金からなる第１のバンプ１０
４1 が形成されており、枠状部材１０３の上には同じく
高さが５０μｍの金からなる第２のバンプ１０４2 が形
成されている。第１のバンプ１０４1 は、アルミナから
なる誘電体基板１０５のランドに接続されている。第２
のバンプ１０４2 は、この誘電体基板１０５の枠状部材
１０３接続用に配置された導電性のパターンに接続され
ている。また、半導体ベアチップ１０１、枠状部材１０
３および誘電体基板１０５の間を封止するようにして、
エポキシ系の電気絶縁性の樹脂１０６が充填されてい
る。誘電体基板１０５は、これ以外にも一般に使用され
ている回路基板の材料を使用することができる。例え
ば、ガラスエポキシ、ポリイミド、テフロン等の樹脂系
の材料や、ガラスセラミック等の一般に電子回路用基板
に使用されている材料の使用が可能である。
の上には高さが５０μｍの金からなる第１のバンプ１０
４1 が形成されており、枠状部材１０３の上には同じく
高さが５０μｍの金からなる第２のバンプ１０４2 が形
成されている。第１のバンプ１０４1 は、アルミナから
なる誘電体基板１０５のランドに接続されている。第２
のバンプ１０４2 は、この誘電体基板１０５の枠状部材
１０３接続用に配置された導電性のパターンに接続され
ている。また、半導体ベアチップ１０１、枠状部材１０
３および誘電体基板１０５の間を封止するようにして、
エポキシ系の電気絶縁性の樹脂１０６が充填されてい
る。誘電体基板１０５は、これ以外にも一般に使用され
ている回路基板の材料を使用することができる。例え
ば、ガラスエポキシ、ポリイミド、テフロン等の樹脂系
の材料や、ガラスセラミック等の一般に電子回路用基板
に使用されている材料の使用が可能である。
【００１９】このような実装方法で製作された半導体集
積回路装置で、半導体ベアチップ１０１へ電源が供給さ
れるとその回路面に発生した熱は第１のバンプ１０４1
を介して誘電体基板１０５へ放熱される他、側面の接着
剤１０２を介して枠状部材１０３に伝達する。そして、
枠状部材１０３から外部および第２のバンプ１０４2を
介して更に誘電体基板１０５へと放熱され、これら相互
の放熱経路によって放熱特性を向上させることができ
る。
積回路装置で、半導体ベアチップ１０１へ電源が供給さ
れるとその回路面に発生した熱は第１のバンプ１０４1
を介して誘電体基板１０５へ放熱される他、側面の接着
剤１０２を介して枠状部材１０３に伝達する。そして、
枠状部材１０３から外部および第２のバンプ１０４2を
介して更に誘電体基板１０５へと放熱され、これら相互
の放熱経路によって放熱特性を向上させることができ
る。
【００２０】このように半導体ベアチップ１０１に枠状
部材１０３が取り付けられ、この枠状部材１０３が第２
のバンプ１０４2 を介して誘電体基板１０５と接続され
たことにより、半導体ベアチップ１０１の放熱性が良好
となり、半導体集積回路を安定して動作させることがで
きる。しかも、図４で示したように半導体ベアチップ１
０１の裏面に放熱材を取り付ける必要がなくなるので、
モジュール全体を低背型にすることができる。なお、本
実施例では第１および第２のバンプ１０４1 、１０４2
を全く同一サイズのバンプとしたが、第２のバンプ１０
４2 を半導体ベアチップ１０１や誘電体基板１０５との
接触面積のより広いバンプとしてもよいことは当然であ
る。
部材１０３が取り付けられ、この枠状部材１０３が第２
のバンプ１０４2 を介して誘電体基板１０５と接続され
たことにより、半導体ベアチップ１０１の放熱性が良好
となり、半導体集積回路を安定して動作させることがで
きる。しかも、図４で示したように半導体ベアチップ１
０１の裏面に放熱材を取り付ける必要がなくなるので、
モジュール全体を低背型にすることができる。なお、本
実施例では第１および第２のバンプ１０４1 、１０４2
を全く同一サイズのバンプとしたが、第２のバンプ１０
４2 を半導体ベアチップ１０１や誘電体基板１０５との
接触面積のより広いバンプとしてもよいことは当然であ
る。
【００２１】第２の実施例
【００２２】図２は、本発明の第２の実施例におけるベ
アチップ実装方法を表わしたものである。図２で図１と
同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を
適宜省略する。この第２の実施例では、半導体ベアチッ
プ１０１の側面に接着剤１０２を介して取り付けられた
枠状部材１０３の下面と誘電体基板１０５の対応する部
位との間隙に、良熱伝導性のエポキシ系の接着剤１２１
を充填している。接着剤１２１は、必ずしも絶縁性の良
好なものである必要がない。したがって、エポキシ系の
接着剤１２１の代わりに、例えば銀ペースト等の導電性
接着剤を使用することも可能である。
アチップ実装方法を表わしたものである。図２で図１と
同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を
適宜省略する。この第２の実施例では、半導体ベアチッ
プ１０１の側面に接着剤１０２を介して取り付けられた
枠状部材１０３の下面と誘電体基板１０５の対応する部
位との間隙に、良熱伝導性のエポキシ系の接着剤１２１
を充填している。接着剤１２１は、必ずしも絶縁性の良
好なものである必要がない。したがって、エポキシ系の
接着剤１２１の代わりに、例えば銀ペースト等の導電性
接着剤を使用することも可能である。
【００２３】以上説明した第１の実施例における第１お
よび第２のパンプならびに第２の実施例における第１の
バンプに金を使用したが、放熱の状態によっては、これ
以外の金属あるいは合金のバンプ、例えばはんだバンプ
を使用することも可能である。枠状部材についても、第
１および第２の実施例でアルミニウムを使用したが、か
わりに銅、銅タングステン等の良熱伝導性の金属や窒化
アルミニウム等の良熱伝導性のセラミック型材料を使用
することも可能である。枠状部材は、半導体ベアチップ
にあわせて製作されるが、内寸法と外寸法の間隔は一定
ではなく、外寸法はできる限り大きくとれる方がよい。
よび第２のパンプならびに第２の実施例における第１の
バンプに金を使用したが、放熱の状態によっては、これ
以外の金属あるいは合金のバンプ、例えばはんだバンプ
を使用することも可能である。枠状部材についても、第
１および第２の実施例でアルミニウムを使用したが、か
わりに銅、銅タングステン等の良熱伝導性の金属や窒化
アルミニウム等の良熱伝導性のセラミック型材料を使用
することも可能である。枠状部材は、半導体ベアチップ
にあわせて製作されるが、内寸法と外寸法の間隔は一定
ではなく、外寸法はできる限り大きくとれる方がよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１および請求
項２記載の発明によれば、平板状の半導体ベアチップの
側面のみを取り囲むようにこの半導体ベアチップと同一
の厚さで半導体ベアチップの延長された位置に、良熱伝
導性の枠状部材を取り付けることにした。このように、
誘電体基板と反対側の半導体ベアチップ面には放熱用の
部材を取り付けないので、モジュール全体を低背型とす
ることができ、半導体集積回路装置の高密度化を達成す
ることができる。また、半導体ベアチップの側面と良熱
伝導性の枠状部材は良熱伝導性の接着剤によって取り付
けられているばかりでなく、枠状部材と誘電体基板の間
にも良熱伝導性の材料が介在しているので、良好な放熱
特性を得ることができるという効果がある。
項２記載の発明によれば、平板状の半導体ベアチップの
側面のみを取り囲むようにこの半導体ベアチップと同一
の厚さで半導体ベアチップの延長された位置に、良熱伝
導性の枠状部材を取り付けることにした。このように、
誘電体基板と反対側の半導体ベアチップ面には放熱用の
部材を取り付けないので、モジュール全体を低背型とす
ることができ、半導体集積回路装置の高密度化を達成す
ることができる。また、半導体ベアチップの側面と良熱
伝導性の枠状部材は良熱伝導性の接着剤によって取り付
けられているばかりでなく、枠状部材と誘電体基板の間
にも良熱伝導性の材料が介在しているので、良好な放熱
特性を得ることができるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例におけるベアチップ実装
状態を表わした断面図である。
状態を表わした断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例におけるベアチップ実装
状態を表わした断面図である。
状態を表わした断面図である。
【図３】従来のベアチップ実装状態を表わした断面図で
ある。
ある。
【図４】従来提案されたベアチップ実装状態を表わした
断面図である。
断面図である。
１０１ 半導体ベアチップ １０２ 接着剤 １０３ 枠状部材 １０４1 第１のバンプ １０４2 第２のバンプ １０５ 誘電体基板 １０６ 電気絶縁性の樹脂 １２１ エポキシ系の接着剤
Claims (4)
- 【請求項１】 平板状の半導体ベアチップの側面のみを
取り囲むようにこの半導体ベアチップと同一の厚さで半
導体ベアチップの延長された位置に、良熱伝導性の接着
剤を介して良熱伝導性の枠状部材を取り付ける第１の工
程と、 枠状部材との間に良熱伝導性の材料を介在させるように
して誘電体基板に半導体ベアチップをフリップチップ実
装する第２の工程とを具備することを特徴とするベアチ
ップ実装方法。 - 【請求項２】 平板状の半導体ベアチップと、 この平板状の半導体ベアチップの側面のみを取り囲むよ
うにこの半導体ベアチップと同一の厚さで半導体ベアチ
ップの延長された位置に、良熱伝導性の接着剤を介して
取り付けられた良熱伝導性の枠状部材と、この枠状部材との間に良熱伝導性の材料を介在させるよ
うにして半導体ベアチップをフリップチップ実装する 誘
電体基板とを具備することを特徴とする半導体集積回路
装置。 - 【請求項３】 前記半導体ベアチップおよび枠状部材に
は前記誘電体基板と対向する面にそれぞれ金製のバンプ
が形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導
体集積回路装置。 - 【請求項４】 前記半導体ベアチップには前記誘電体基
板と対向する面に金製のバンプが形成されており、枠状
部材と誘電体基板の間隙には銀ペーストが充填されてい
ることを特徴とする請求項２記載の半導体集積回路装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134851A JP2907187B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | ベアチップ実装方法および半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134851A JP2907187B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | ベアチップ実装方法および半導体集積回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326852A JPH10326852A (ja) | 1998-12-08 |
| JP2907187B2 true JP2907187B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=15137961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9134851A Expired - Lifetime JP2907187B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | ベアチップ実装方法および半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2907187B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012609A (ja) * | 1998-06-17 | 2000-01-14 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 回路基板への半導体チップの実装方法 |
| JP3813079B2 (ja) | 2001-10-11 | 2006-08-23 | 沖電気工業株式会社 | チップサイズパッケージ |
| JP2004327951A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-11-18 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP9134851A patent/JP2907187B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10326852A (ja) | 1998-12-08 |
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