JP2000223627A - フリップチップパッケージ - Google Patents
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- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
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- Wire Bonding (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来は、配線基板と半導体チップの熱膨張係
数が大きく異なる場合、半導体チップそのものが破壊す
ることがあり、また、効果的な構造設計による信頼性設
計ができない。 【解決手段】 リッド３には、半導体チップ１の上面の
大半が露出するように中央部に開口部９を設けてあり、
配線基板２と同一か熱膨張係数、弾性率が同等の特性を
有する材料により形成されている。リッド３と半導体チ
ップ１との間にはペースト材８が介装された構成とされ
ている。リッド３の開口部９には、熱伝導性が良好な金
属ブロック１０が嵌合されている。金属ブロック１０は
半導体チップ１とペースト材８で接着されている。ペー
スト材８は金属ブロック１０と半導体チップ１とを熱的
にかつ機械的に接続させる機能を有する。金属ブロック
１０により、リッド３による放熱性を十分に確保でき
る。
数が大きく異なる場合、半導体チップそのものが破壊す
ることがあり、また、効果的な構造設計による信頼性設
計ができない。 【解決手段】 リッド３には、半導体チップ１の上面の
大半が露出するように中央部に開口部９を設けてあり、
配線基板２と同一か熱膨張係数、弾性率が同等の特性を
有する材料により形成されている。リッド３と半導体チ
ップ１との間にはペースト材８が介装された構成とされ
ている。リッド３の開口部９には、熱伝導性が良好な金
属ブロック１０が嵌合されている。金属ブロック１０は
半導体チップ１とペースト材８で接着されている。ペー
スト材８は金属ブロック１０と半導体チップ１とを熱的
にかつ機械的に接続させる機能を有する。金属ブロック
１０により、リッド３による放熱性を十分に確保でき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフリップチップパッ
ケージに係り、特に半導体チップの素子形成面にロウ材
からなる突起電極（バンプ）を形成し、そのバンプを溶
融接着することで配線基板と接続する構造のフリップチ
ップパッケージに関する。
ケージに係り、特に半導体チップの素子形成面にロウ材
からなる突起電極（バンプ）を形成し、そのバンプを溶
融接着することで配線基板と接続する構造のフリップチ
ップパッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のフリップチップパッケージ
の一例の断面図を示す。同図において、このフリップチ
ップパッケージ２０は、特開平９−１７８２７号公報記
載のいわゆるＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプの半導
体装置であり、半導体チップ２１、配線基板２２、リッ
ド２３、及び充填樹脂（アンダーフィル）２４等により
大略構成されている。半導体チップ２１は、その底面に
複数の半田バンプ２５が形成されており、この半田バン
プ２５を配線基板２２の上面に形成された接続パターン
（図示せず）に半田溶融し、フリップチップ接続される
ことにより、半導体チップ２１は配線基板２２に搭載さ
れる。
の一例の断面図を示す。同図において、このフリップチ
ップパッケージ２０は、特開平９−１７８２７号公報記
載のいわゆるＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプの半導
体装置であり、半導体チップ２１、配線基板２２、リッ
ド２３、及び充填樹脂（アンダーフィル）２４等により
大略構成されている。半導体チップ２１は、その底面に
複数の半田バンプ２５が形成されており、この半田バン
プ２５を配線基板２２の上面に形成された接続パターン
（図示せず）に半田溶融し、フリップチップ接続される
ことにより、半導体チップ２１は配線基板２２に搭載さ
れる。
【０００３】配線基板２２は例えばガラス繊維入りエポ
キシ樹脂製であり、半導体装置全体の製品コストの低減
を図ることができる。なお、配線基板２２の材料はガラ
ス繊維入りエポキシ樹脂以外にも他の材質よりなる樹脂
製基板を用いることは可能であり、またフレキシブル・
プリント基板の適用も考えられる。この配線基板２２の
下面には外部接続端子となるボール（半田ボール）２６
が配設されている。
キシ樹脂製であり、半導体装置全体の製品コストの低減
を図ることができる。なお、配線基板２２の材料はガラ
ス繊維入りエポキシ樹脂以外にも他の材質よりなる樹脂
製基板を用いることは可能であり、またフレキシブル・
プリント基板の適用も考えられる。この配線基板２２の
下面には外部接続端子となるボール（半田ボール）２６
が配設されている。
【０００４】また、配線基板２２の上面に形成された接
続パターンと配線基板２２の下面に形成された半田ボー
ル２６の接合部とは、配線基板２２を上下に貫通するよ
うに形成されたスルーホール（図示せず）により電気的
に接続された構成となっている。また、半田バンプ２５
の対向面に接着される蓋であるリッド２３は平板形状を
有しており、例えばアルミニウム等の熱伝導性の高い金
属材料により形成されている。このリッド２３は、半導
体チップ２１で発生する熱を放熱する放熱板としても機
能するため、ペースト材２７は、金属フィラー（例えば
シリコン）入り樹脂ペースト、またはロウ材（例えば半
田）等の比較的熱伝導性が良く強い接着力を有する材料
を用いる。
続パターンと配線基板２２の下面に形成された半田ボー
ル２６の接合部とは、配線基板２２を上下に貫通するよ
うに形成されたスルーホール（図示せず）により電気的
に接続された構成となっている。また、半田バンプ２５
の対向面に接着される蓋であるリッド２３は平板形状を
有しており、例えばアルミニウム等の熱伝導性の高い金
属材料により形成されている。このリッド２３は、半導
体チップ２１で発生する熱を放熱する放熱板としても機
能するため、ペースト材２７は、金属フィラー（例えば
シリコン）入り樹脂ペースト、またはロウ材（例えば半
田）等の比較的熱伝導性が良く強い接着力を有する材料
を用いる。
【０００５】スティフナ２８は配線基板２２とリッド２
３の間に装着されて、配線基板２２とリッド２３と接着
固定されることで、リッド２３の機械的安定性を高める
役割を有している。このスティフナ２８は、配線基板２
２及びリッド２３のいずれかと予め一体化させておいて
もよい。また、充填樹脂（アンダーフィル）２４は、例
えば熱硬化性のプラスチックであるエポキシ樹脂であ
り、このアンダーフィル２４により半導体チップ２１は
封止され、半田バンプ２５に加わる応力をより広い面積
で受けることが可能となり、半田バンプ２５に加わる応
力の緩和が可能となる。
３の間に装着されて、配線基板２２とリッド２３と接着
固定されることで、リッド２３の機械的安定性を高める
役割を有している。このスティフナ２８は、配線基板２
２及びリッド２３のいずれかと予め一体化させておいて
もよい。また、充填樹脂（アンダーフィル）２４は、例
えば熱硬化性のプラスチックであるエポキシ樹脂であ
り、このアンダーフィル２４により半導体チップ２１は
封止され、半田バンプ２５に加わる応力をより広い面積
で受けることが可能となり、半田バンプ２５に加わる応
力の緩和が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
のフリップチップパッケージでは、配線基板２２と半導
体チップ２１の熱膨張係数が大きく異なる（５倍程度）
場合、半導体チップ２１と配線基板２２間にアンダーフ
ィル２４を施しているため、配線基板２２と半導体チッ
プ２１間に設けた半田バンプ２５に加わる応力が増加
し、半導体チップ２１の面積が大きくなると過度の応力
が半導体チップ２１に加わり半導体チップ２１そのもの
が破壊することもある。
のフリップチップパッケージでは、配線基板２２と半導
体チップ２１の熱膨張係数が大きく異なる（５倍程度）
場合、半導体チップ２１と配線基板２２間にアンダーフ
ィル２４を施しているため、配線基板２２と半導体チッ
プ２１間に設けた半田バンプ２５に加わる応力が増加
し、半導体チップ２１の面積が大きくなると過度の応力
が半導体チップ２１に加わり半導体チップ２１そのもの
が破壊することもある。
【０００７】その理由は、半導体チップ２１の剛性（弾
性）が他の材料と比較し非常に大きく半導体チップ２１
は変形しづらいため、配線基板２２が熱応力により変形
（たわみ）した際に、半導体チップ２１はたわみによる
応力緩和ができないためである。また、配線基板２２と
半導体チップ２１に加わる応力は極めて複雑となり、効
果的な構造設計による信頼性設計ができないという問題
点がある。
性）が他の材料と比較し非常に大きく半導体チップ２１
は変形しづらいため、配線基板２２が熱応力により変形
（たわみ）した際に、半導体チップ２１はたわみによる
応力緩和ができないためである。また、配線基板２２と
半導体チップ２１に加わる応力は極めて複雑となり、効
果的な構造設計による信頼性設計ができないという問題
点がある。
【０００８】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
半導体チップと配線基板を接続するバンプに加わる応力
と半導体チップそのものに加わる応力を低減すると共
に、放熱効果も確保した構造のフリップチップパッケー
ジを提供することを目的とする。
半導体チップと配線基板を接続するバンプに加わる応力
と半導体チップそのものに加わる応力を低減すると共
に、放熱効果も確保した構造のフリップチップパッケー
ジを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、半導体チップの素子形成面にロウ材からな
るバンプを形成し、バンプを溶融接着することで配線基
板と接続するフリップチップパッケージにおいて、半導
体チップのバンプ側表面の対向面に接着されるリッド
を、配線基板と同一または同等の熱膨張係数と弾性率を
有する材質で、かつ、中央に半導体チップの一部が露出
するような開口部を設けた構成とし、開口部に金属ブロ
ックを嵌合し半導体チップと接着したことを特徴とす
る。
成するため、半導体チップの素子形成面にロウ材からな
るバンプを形成し、バンプを溶融接着することで配線基
板と接続するフリップチップパッケージにおいて、半導
体チップのバンプ側表面の対向面に接着されるリッド
を、配線基板と同一または同等の熱膨張係数と弾性率を
有する材質で、かつ、中央に半導体チップの一部が露出
するような開口部を設けた構成とし、開口部に金属ブロ
ックを嵌合し半導体チップと接着したことを特徴とす
る。
【００１０】この発明では、半導体チップに形成するバ
ンプの対向面に接着されるリッドが、半導体チップを搭
載する配線基板と同一もしくは同等の熱膨張係数、弾性
率を有する材料で構成するようにしたため、半導体チッ
プと配線基板の熱膨張係数の差により生じる応力を半導
体チップが対向する２面に分散することができ、また、
金属ブロックにより半導体チップを熱的に、かつ、機械
的に接着できる。
ンプの対向面に接着されるリッドが、半導体チップを搭
載する配線基板と同一もしくは同等の熱膨張係数、弾性
率を有する材料で構成するようにしたため、半導体チッ
プと配線基板の熱膨張係数の差により生じる応力を半導
体チップが対向する２面に分散することができ、また、
金属ブロックにより半導体チップを熱的に、かつ、機械
的に接着できる。
【００１１】また、本発明は上記の目的を達成するた
め、半導体チップの素子形成面にロウ材からなるバンプ
を形成し、バンプを溶融接着することで配線基板と接続
するフリップチップパッケージにおいて、半導体チップ
のバンプ側表面の対向面に接着されるリッドを、配線基
板と同一または同等の熱膨張係数と弾性率を有する材質
で、かつ、半導体チップを接着した部位に貫通孔を複数
個設け、複数個の貫通孔には良導電性の複数個の金属柱
をそれぞれ１つずつ埋設した構成としたことを特徴とす
る。
め、半導体チップの素子形成面にロウ材からなるバンプ
を形成し、バンプを溶融接着することで配線基板と接続
するフリップチップパッケージにおいて、半導体チップ
のバンプ側表面の対向面に接着されるリッドを、配線基
板と同一または同等の熱膨張係数と弾性率を有する材質
で、かつ、半導体チップを接着した部位に貫通孔を複数
個設け、複数個の貫通孔には良導電性の複数個の金属柱
をそれぞれ１つずつ埋設した構成としたことを特徴とす
る。
【００１２】この発明では、半導体チップに形成するバ
ンプの対向面に接着されるリッドが、半導体チップを搭
載する配線基板と同一もしくは同等の熱膨張係数、弾性
率を有する材料で構成するようにしたため、半導体チッ
プと配線基板の熱膨張係数の差により生じる応力を半導
体チップが対向する２面に分散することができ、また、
金属柱により放熱効果も確保できる。
ンプの対向面に接着されるリッドが、半導体チップを搭
載する配線基板と同一もしくは同等の熱膨張係数、弾性
率を有する材料で構成するようにしたため、半導体チッ
プと配線基板の熱膨張係数の差により生じる応力を半導
体チップが対向する２面に分散することができ、また、
金属柱により放熱効果も確保できる。
【００１３】なお、従来よりキャップを基板と同じセラ
ミック材料とすることにより、キャップと基板の封止部
におけるズレを少なくしたパッケージ（特公平１−１２
０９８号公報）や、相互の熱的不整合を無くすために、
半導体基板とパッケージ用のキャップをすべて同じ半導
体の物質で形成したパッケージ（特開平４−６４２５３
号公報）が知られているが、これらはリッドをすべて半
導体基板と同一の材質で構成しているため、十分な放熱
性が得られないものである。
ミック材料とすることにより、キャップと基板の封止部
におけるズレを少なくしたパッケージ（特公平１−１２
０９８号公報）や、相互の熱的不整合を無くすために、
半導体基板とパッケージ用のキャップをすべて同じ半導
体の物質で形成したパッケージ（特開平４−６４２５３
号公報）が知られているが、これらはリッドをすべて半
導体基板と同一の材質で構成しているため、十分な放熱
性が得られないものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１は、本発明の第１の実施の
形態の断面図を示す。同図に示す実施の形態は、いわゆ
るＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのフリップチップ
パッケージであり、半導体チップ１、配線基板２、リッ
ド３、スティフナ４及び充填樹脂（アンダーフィル）
５、半田バンプ６、金属ブロック１０等により大略構成
されている。
て図面と共に説明する。図１は、本発明の第１の実施の
形態の断面図を示す。同図に示す実施の形態は、いわゆ
るＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのフリップチップ
パッケージであり、半導体チップ１、配線基板２、リッ
ド３、スティフナ４及び充填樹脂（アンダーフィル）
５、半田バンプ６、金属ブロック１０等により大略構成
されている。
【００１５】半導体チップ１は、その底面（表面）の素
子形成面にロウ材からなる突起電極である複数の半田バ
ンプ６が形成されており、この半田バンプ６を配線基板
２の上面に形成された接続パターンに溶融接着すること
により、半導体チップ１が配線基板２に搭載されたフリ
ップチップパッケージとされている。このとき半田バン
プ６は比較的高融点の材質とすることで、実装基板へ搭
載する際の加熱などでの再溶融を防止できる。また、配
線基板２の上面の半田バンプ５の接続パターンと対向面
の半田ボール７を配設する接続パッドとは、配線基板２
を上下に貫通するよう形成されたスルーホール（図示せ
ず）により、電気的に接続された構成となっている。
子形成面にロウ材からなる突起電極である複数の半田バ
ンプ６が形成されており、この半田バンプ６を配線基板
２の上面に形成された接続パターンに溶融接着すること
により、半導体チップ１が配線基板２に搭載されたフリ
ップチップパッケージとされている。このとき半田バン
プ６は比較的高融点の材質とすることで、実装基板へ搭
載する際の加熱などでの再溶融を防止できる。また、配
線基板２の上面の半田バンプ５の接続パターンと対向面
の半田ボール７を配設する接続パッドとは、配線基板２
を上下に貫通するよう形成されたスルーホール（図示せ
ず）により、電気的に接続された構成となっている。
【００１６】また、リッド３の全体は平板形状を有して
おり、半導体チップ１の上面（裏面）の大半が露出する
ように中央部に開口部９を設けてある。このリッド３
は、配線基板２と同一か熱膨張係数、弾性率が同等の特
性を有する材料により形成されている。リッド３は、半
導体チップ１の上部に位置しており、リッド３と半導体
チップ１との間にはペースト材８が介装された構成とさ
れている。また、このリッド３の開口部９には、図２の
リッド３の平面図にも示すように、熱伝導性が良好な金
属ブロック１０が嵌合されている。
おり、半導体チップ１の上面（裏面）の大半が露出する
ように中央部に開口部９を設けてある。このリッド３
は、配線基板２と同一か熱膨張係数、弾性率が同等の特
性を有する材料により形成されている。リッド３は、半
導体チップ１の上部に位置しており、リッド３と半導体
チップ１との間にはペースト材８が介装された構成とさ
れている。また、このリッド３の開口部９には、図２の
リッド３の平面図にも示すように、熱伝導性が良好な金
属ブロック１０が嵌合されている。
【００１７】金属ブロック１０は半導体チップ１とペー
スト材８で接着されている。このペースト材８は金属ブ
ロック１０と半導体チップ１とを熱的にかつ機械的に接
続させる機能を有するものであり、金属フィラー入り樹
脂ペースト、非金属フィラー入り樹脂ペースト、または
ロウ材等を用いることで熱伝導性と機械保持性の両立が
可能である。また、スティフナ４は配線基板２とリッド
３の間に装着されて、配線基板２とリッド３とそれぞれ
接着固定することで、リッド３の機械的安定性を高める
役割を有している。このスティフナ４は、配線基板２及
びリッド３のいずれかと予め一体化させておいてもよ
い。
スト材８で接着されている。このペースト材８は金属ブ
ロック１０と半導体チップ１とを熱的にかつ機械的に接
続させる機能を有するものであり、金属フィラー入り樹
脂ペースト、非金属フィラー入り樹脂ペースト、または
ロウ材等を用いることで熱伝導性と機械保持性の両立が
可能である。また、スティフナ４は配線基板２とリッド
３の間に装着されて、配線基板２とリッド３とそれぞれ
接着固定することで、リッド３の機械的安定性を高める
役割を有している。このスティフナ４は、配線基板２及
びリッド３のいずれかと予め一体化させておいてもよ
い。
【００１８】また、アンダーフィル５は例えば熱硬化性
樹脂であり、このアンダーフィル５により半導体チップ
１は封止され、半田バンプ６に加わる応力をより広い面
積で受けることが可能となり、半田バンプ６に加わる応
力の緩和が可能となる。
樹脂であり、このアンダーフィル５により半導体チップ
１は封止され、半田バンプ６に加わる応力をより広い面
積で受けることが可能となり、半田バンプ６に加わる応
力の緩和が可能となる。
【００１９】この第１の実施の形態のフリップチップパ
ッケージでは、搭載する半導体チップ１の対向する２面
を同質の材料の配線基板２とリッド３で挟みこむこと
で、半導体チップ１と配線基板２の熱膨張係数差などか
ら生じる応力を対向する２面で支持する構造とすること
により、半導体チップ１の半田バンプ６配置側に加わる
応力を低減し、かつ、金属ブロック１０により所要の放
熱効果及び機械保持性を確保している。
ッケージでは、搭載する半導体チップ１の対向する２面
を同質の材料の配線基板２とリッド３で挟みこむこと
で、半導体チップ１と配線基板２の熱膨張係数差などか
ら生じる応力を対向する２面で支持する構造とすること
により、半導体チップ１の半田バンプ６配置側に加わる
応力を低減し、かつ、金属ブロック１０により所要の放
熱効果及び機械保持性を確保している。
【００２０】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を用いて説明する。図３は本発明の第２の実施の形
態のフリップチップパッケージの断面図、図４は図３中
のリッドの平面図である。図３及び図４中、図１と同一
構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図
３において、平板形状のリッド１１は、半導体チップ１
の半田バンプ２５側と反対側の裏面に接着され、かつ、
配線基板２と同一の材料で構成されている点は第１の実
施の形態のリッド３と同様であるが、図３および図４に
示すようにリッド１１には金属柱１３が半導体チップ１
４を接着する部分に埋設されている点が第１の実施の形
態のリッド３と異なる。
図面を用いて説明する。図３は本発明の第２の実施の形
態のフリップチップパッケージの断面図、図４は図３中
のリッドの平面図である。図３及び図４中、図１と同一
構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図
３において、平板形状のリッド１１は、半導体チップ１
の半田バンプ２５側と反対側の裏面に接着され、かつ、
配線基板２と同一の材料で構成されている点は第１の実
施の形態のリッド３と同様であるが、図３および図４に
示すようにリッド１１には金属柱１３が半導体チップ１
４を接着する部分に埋設されている点が第１の実施の形
態のリッド３と異なる。
【００２１】上記の金属柱１３は図４に示すように、半
導体チップ１の裏面全領域にわたって等間隔で二次元マ
トリクス状に複数個リッド１１に埋設されている。この
金属柱１３の材料は、熱伝導性が良好で、かつ、リッド
１１と熱膨張係数が比較的近い材料が好適である。例え
ば、リッド１１の材料がガラス繊維入りエポキシ基板の
場合、金属柱１３の材料は銅が良好である。
導体チップ１の裏面全領域にわたって等間隔で二次元マ
トリクス状に複数個リッド１１に埋設されている。この
金属柱１３の材料は、熱伝導性が良好で、かつ、リッド
１１と熱膨張係数が比較的近い材料が好適である。例え
ば、リッド１１の材料がガラス繊維入りエポキシ基板の
場合、金属柱１３の材料は銅が良好である。
【００２２】この第２の実施の形態では第１の実施の形
態と比較すると、半導体チップ１の放熱性で劣るが、応
力低減に関しては、半導体チップ１の対向する２面全体
をほぼ同等の材料で挟みこむことができるため、より大
きな効果が期待できるものである。
態と比較すると、半導体チップ１の放熱性で劣るが、応
力低減に関しては、半導体チップ１の対向する２面全体
をほぼ同等の材料で挟みこむことができるため、より大
きな効果が期待できるものである。
【００２３】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１の第１の実施の形態の実施例について
説明するに、半導体チップ１の底面に形成されている複
数の半田バンプ６は、比較的高融点の材質、例えば９５
％鉛、５％錫の合金組成とすることで、配線基板２へ半
導体チップ１を搭載する際の加熱などでの再溶融を防止
できる。配線基板２は、主に安価なガラス繊維入りエポ
キシ樹脂製のものが用いられるが、他の配線形成が可能
な絶縁性の物質、例えばセラミックやポリイミドなどで
もよい。
て説明する。図１の第１の実施の形態の実施例について
説明するに、半導体チップ１の底面に形成されている複
数の半田バンプ６は、比較的高融点の材質、例えば９５
％鉛、５％錫の合金組成とすることで、配線基板２へ半
導体チップ１を搭載する際の加熱などでの再溶融を防止
できる。配線基板２は、主に安価なガラス繊維入りエポ
キシ樹脂製のものが用いられるが、他の配線形成が可能
な絶縁性の物質、例えばセラミックやポリイミドなどで
もよい。
【００２４】この配線基板２の底面に配設されている外
部接続端子となる半田ボール７は、半田バンプ６より低
融点のロウ材、例えば錫鉛共晶合金などが好適である。
また、金属ブロック１０と半導体チップ１とを熱的にか
つ機械的に接続させる機能をペースト材８には、金属フ
ィラー（例えば銀）入り樹脂ペースト、非金属系フィラ
ー（例えばシリコン）入り樹脂ペースト、又はロウ材
（例えば共晶半田）等を用い得る。また、ステフィナ４
は、配線基板２及びリッド３のいずれかと予め一体化さ
せておいてもよく、材質もリッド３を支持可能な弾性率
を有するものであれば広い範囲で選択が可能である。
部接続端子となる半田ボール７は、半田バンプ６より低
融点のロウ材、例えば錫鉛共晶合金などが好適である。
また、金属ブロック１０と半導体チップ１とを熱的にか
つ機械的に接続させる機能をペースト材８には、金属フ
ィラー（例えば銀）入り樹脂ペースト、非金属系フィラ
ー（例えばシリコン）入り樹脂ペースト、又はロウ材
（例えば共晶半田）等を用い得る。また、ステフィナ４
は、配線基板２及びリッド３のいずれかと予め一体化さ
せておいてもよく、材質もリッド３を支持可能な弾性率
を有するものであれば広い範囲で選択が可能である。
【００２５】理論的には、配線基板２とリッド３が全く
同一の材質の場合、半導体チップ１や半田バンプ６に加
わる応力は１／２に低減できるが、半田バンプ６による
接続やリッド３の開口加工などがあるため、上記の実施
例の場合は約７０％の応力低減ができる。ただし、この
応力低減により温度サイクル耐性は約２倍に向上する。
また、第２の実施の形態の場合、応力低減効果は約６５
％と、より大きな効果が得られる。第２の実施の形態の
場合の温度サイクル耐性向上は約２．５倍程度である。
同一の材質の場合、半導体チップ１や半田バンプ６に加
わる応力は１／２に低減できるが、半田バンプ６による
接続やリッド３の開口加工などがあるため、上記の実施
例の場合は約７０％の応力低減ができる。ただし、この
応力低減により温度サイクル耐性は約２倍に向上する。
また、第２の実施の形態の場合、応力低減効果は約６５
％と、より大きな効果が得られる。第２の実施の形態の
場合の温度サイクル耐性向上は約２．５倍程度である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体チップに形成するバンプの対向面に接着されるリ
ッドが、半導体チップを搭載する配線基板と同一もしく
は同等の熱膨張係数、弾性率を有する材料で構成するこ
とで、半導体チップと配線基板の熱膨張係数の差により
生じる応力を半導体チップが対向する２面に分散するこ
とができるため、配線基板が熱応力により変形しても半
導体チップそのものの破壊を防止でき、効果的な構造設
計による信頼性設計ができる。
半導体チップに形成するバンプの対向面に接着されるリ
ッドが、半導体チップを搭載する配線基板と同一もしく
は同等の熱膨張係数、弾性率を有する材料で構成するこ
とで、半導体チップと配線基板の熱膨張係数の差により
生じる応力を半導体チップが対向する２面に分散するこ
とができるため、配線基板が熱応力により変形しても半
導体チップそのものの破壊を防止でき、効果的な構造設
計による信頼性設計ができる。
【００２７】また、本発明によれば、リッドの半導体チ
ップと対応する領域には金属ブロックを嵌合するか又は
金属柱を埋め込むようにしたため、リッドによる放熱性
を十分に確保できる。
ップと対応する領域には金属ブロックを嵌合するか又は
金属柱を埋め込むようにしたため、リッドによる放熱性
を十分に確保できる。
【図１】本発明のフリップチップパッケージの第１の実
施の形態の断面構造図である。
施の形態の断面構造図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明のフリップチップパッケージの第２の実
施の形態の断面構造図である。
施の形態の断面構造図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】従来のフリップチップパッケージの一例の断面
構造図である。
構造図である。
１ 半導体チップ ２ 配線基板 ３、１１ リッド ４ スティフナ ５ アンダーフィル ６ 半田バンプ ７ 半田ボール ８ ペースト材 ９ 開口部 １０ 金属ブロック １３ 金属柱
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体チップの素子形成面にロウ材から
なるバンプを形成し、該バンプを溶融接着することで配
線基板と接続するフリップチップパッケージにおいて、 前記半導体チップの前記バンプ側表面の対向面に接着さ
れるリッドを、前記配線基板と同一または同等の熱膨張
係数と弾性率を有する材質で、かつ、中央に前記半導体
チップの一部が露出するような開口部を設けた構成と
し、該開口部に金属ブロックを嵌合し該半導体チップと
接着したことを特徴とするフリップチップパッケージ。 - 【請求項２】 前記リッドの主構成材は、ガラス繊維入
りエポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１記載
のフリップチップパッケージ。 - 【請求項３】 前記金属ブロックは、金属フィラー入り
樹脂ペースト、非金属系フィラー入り樹脂ペースト又は
ロウ材からなるペースト材により、前記半導体チップに
熱的に、かつ、機械的に接着されていることを特徴とす
る請求項１記載のフリップチップパッケージ。 - 【請求項４】 半導体チップの素子形成面にロウ材から
なるバンプを形成し、該バンプを溶融接着することで配
線基板と接続するフリップチップパッケージにおいて、 前記半導体チップの前記バンプ側表面の対向面に接着さ
れるリッドを、前記配線基板と同一または同等の熱膨張
係数と弾性率を有する材質で、かつ、該半導体チップを
接着した部位に貫通孔を複数個設け、該複数個の貫通孔
には良導電性の複数個の金属柱をそれぞれ１つずつ埋設
した構成としたことを特徴とするフリップチップパッケ
ージ。 - 【請求項５】 前記複数個の金属柱は、熱伝導性が良好
で、かつ、前記リッドと熱膨張係数が比較的近い材料で
構成されていることを特徴とする請求項４記載のフリッ
プチップパッケージ。 - 【請求項６】 前記配線基板とリッドの間に配設されて
前記配線基板とリッドをそれぞれ固定するスティフナ
が、前記配線基板及びリッドのいずれかと一体化されて
いることを特徴とする請求項１又は４記載のフリップチ
ップパッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11021795A JP2000223627A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | フリップチップパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11021795A JP2000223627A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | フリップチップパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223627A true JP2000223627A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12064998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11021795A Pending JP2000223627A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | フリップチップパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000223627A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006196885A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体モジュールにおける熱放散のための方法および装置 |
| US8994168B2 (en) | 2012-05-28 | 2015-03-31 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Semiconductor package including radiation plate |
| CN114823552A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-07-29 | 北京升宇科技有限公司 | 一种适于批量生产的高可靠芯片封装结构及封装方法 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP11021795A patent/JP2000223627A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006196885A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体モジュールにおける熱放散のための方法および装置 |
| US8994168B2 (en) | 2012-05-28 | 2015-03-31 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Semiconductor package including radiation plate |
| CN114823552A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-07-29 | 北京升宇科技有限公司 | 一种适于批量生产的高可靠芯片封装结构及封装方法 |
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