JP2001044243A

JP2001044243A - フリップチップ実装構造

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Publication number: JP2001044243A
Application number: JP11215383A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kato; 一加藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱特性が優秀でありかつ小型化が可能なフ
リップチップ実装構造を提供する。【解決手段】基板に設けられたキャビティ内に配置さ
れておりフリップチップ実装された半導体チップと、キ
ャビティ内に配置されており半導体チップの実装面とは
反対側の面に当接して設けられた放熱部材とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放熱特性を向上さ
せたフリップチップ実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】携帯電
話等の電子機器においては、小型化及び軽量化が進めら
れており、また、半導体チップを実装したモジュールが
数多く使用されている。

【０００３】モジュール等への半導体チップの初期の実
装構造は、半導体チップを基板にダイボンドしておき、
この半導体チップと基板の電極とをワイヤボンドを用い
て電気的に接続するものであった。しかしながら、電子
機器の小型化及び高周波特性改善のため、このようなワ
イヤボンド実装構造はあまり使用されなくなり、代わり
に、フリップチップ実装構造を用いることが主流となっ
た。

【０００４】図１は、モジュール基板ヘのフリップチッ
プ実装構造の一般的な構成を示す断面図である。

【０００５】同図に示すように、半導体チップ１０は、
熱伝導率が大きなアルミナ等で作成されたモジュール基
板１１上にバンプ１２を介して実装される。このモジュ
ール基板１１は、マザーボード１３等のプリント基板上
に、ハンダ等を用いて実装される。半導体チップ１０
は、機械的衝撃及び湿気等による化学変化から保護する
ためにモールド樹脂１４により密閉されている。

【０００６】半導体チップ１０において発生した熱は、
バンプ１２及びモジュール基板１１を介してマザーボー
ド１３に放熱される。しかしながら、このような構成に
よると、半導体チップ１０とモジュール基板１１とがバ
ンプ１２のみで接しているので接触面積が小さく、良好
な熱伝導特性を得ることができない。このため、パワー
アンプ、電源等の発熱の大きなモジュールにおいては、
十分な放熱効果を得ることができず、発熱による半導体
チップの温度上昇により、電気的特性の劣化及び誤動作
を招く原因となっていた。

【０００７】また、このようなフリップチップ実装構造
によると、半導体チップ１０の裏面を例えば接地電位の
ような一定電位の電極と電気的接続を行うことが困難で
あり、この部分が電気的に浮動していた。そのため、半
導体基板の電位を一定にすることができず、電気的動作
が不安定となり誤作動を招く原因ともなっていた。

【０００８】図２は、放熱特性を改善した公知のフリッ
プチップ実装構造を示す断面図である。この構造は、特
開平１１−６７９５８号公報に記載されている。

【０００９】同図に示すように、モジュール基板２１上
にバンプ２２を介して実装される半導体チップ２０の直
下に、金属２５が充填された放熱用の貫通穴２４を設け
ることにより、この金属層２５を通してマザーボード２
３へ放熱するように構成している。

【００１０】しかしながら、この公知の実装構造による
と、半導体チップ２０の直下の大部分が貫通穴２４によ
って占有されるため、たとえ多層構造とした場合でもこ
の部分に内装回路等を形成することができない。さら
に、モジュール基板２１の上に半導体チップ２０が載置
されるため、このモジュール基板２１上に表面実装部品
等を設けるための実装面積が減少してしまう。その結
果、モジュール全体の小型化を図ることが難しかった。

【００１１】また、このようなフリップチップ実装構造
によっても、半導体チップ２０の裏面を例えば接地電位
のような一定電位の電極と電気的接続を行うことが困難
であり、この部分が電気的に浮動していた。そのため、
半導体基板の電位を一定にすることができず、電気的動
作が不安定となり誤作動を招く原因ともなっていた。

【００１２】従って本発明の目的は、放熱特性が優秀で
ありかつ小型化が可能なフリップチップ実装構造を提供
することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、半導体チップの電位
を所望の一定電位に保つことができるフリップチップ実
装構造を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板に
設けられたキャビティ内に配置されておりフリップチッ
プ実装された半導体チップと、キャビティ内に配置され
ており半導体チップの実装面とは反対側の面に当接して
設けられた放熱部材とを備えたフリップチップ実装構造
が提供される。

【００１５】半導体チップは、モジュール基板内に形成
されたキャビティ内にフリップチップ実装されており、
その実装される面とは反対側の面に放熱部材が当接して
いる。このように放熱部材が反対側面の多くの部分に当
接しているため、半導体チップで発生した熱が放熱部材
を介して外部へ導かれることとなり、フリップチップ実
装の放熱特性の向上を図ることができ、半導体素子の誤
作動を防ぐことが出来る。

【００１６】しかも、放熱部材が半導体チップの実装面
側に設けられていないため、半導体チップ実装面の下の
モジュール基板内に内装電極を作成することができる。
また、キャビティ内に実装されるので、モジュール基板
表面上に電子部品を自由に実装することができる。

【００１７】キャビティが基板の底部に設けられてお
り、放熱部材の当接面とは反対側の面が基板の実装され
るマザーボードの金属層に接合されていることが好まし
い。

【００１８】この場合、半導体チップと放熱部材とが導
電性材料を介して接合されており、さらに放熱部材とマ
ザーボードの金属層とが導電性材料を介して接合されて
いることがより好ましい。

【００１９】キャビティの開口部を閉鎖する金属蓋部材
がさらに設けられており、放熱部材の当接面とは反対側
の面が金属蓋部材に当接していることも好ましい。

【００２０】キャビティが基板の底部に設けられてお
り、金属蓋部材の当接面とは反対側の面が基板の実装さ
れるマザーボードの金属層に接合されていることも好ま
しい。

【００２１】この場合、半導体チップと放熱部材とが導
電性材料を介して接合されており、放熱部材と金属蓋部
材とが導電性材料を介して接合されており、さらに金属
蓋部材とマザーボードの金属層とが導電性材料を介して
接合されていることがより好ましい。

【００２２】放熱部材及び金属蓋部材が一体構造である
ことも好ましい。

【００２３】マザーボードの金属層が、例えば接地電位
のような所望の一定電位に保たれていることがより好ま
しい。これにより、半導体チップの裏面をその一定電位
に保つことができ、その電気的動作が安定化させること
ができる。

【００２４】放熱部材が、熱伝導率の高い金属板部材か
らなることも好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】図３は、本発明の一実施形態にお
けるモジュール基板の構成を概略的に示す斜視図であ
り、図４は、この実施形態におけるフリップチップ実装
構造を示すＡ−Ａ断面図である。

【００２６】これらの図において、３０は半導体チッ
プ、３１はこの半導体チップ３０が内部に実装される多
層のモジュール基板、３２は半導体チップ実装用のバン
プ、３３はモジュール基板３１が実装されるプリント基
板であるマザーボード、３４はモジュール基板３１上に
表面実装された部品をそれぞれ示している。

【００２７】モジュール基板３１は、本実施形態におい
ては、厚さ１５０μｍ程度の誘電体を５層重ねて８００
℃程度で焼成した多層セラミック基板を用いている。使
用する基板は、必ずしもセラミック基板である必要はな
く、樹脂基板を用いてもよい。また、小型化のために基
板の多層化を行っているが、回路規模及び用途に応じて
適宜単層基板を用いてもよい。

【００２８】モジュール基板３１の層間には、焼結銀に
より伝送線路３５が形成され、インダクタ、キャパシタ
及び分布定数回路等が構成されている。また、基板表面
には、層間と同様に焼結銀により回路パターン３６が形
成されて表面実装部品３４が実装され、さらに分布定数
回路等が形成されている。これら回路パターン３６は焼
結銀を用いて形成してもよいし、他の金属を用いて形成
してもよい。

【００２９】モジュール基板３１の底部には、半導体チ
ップ３０が実装可能な程度の大きさのキャビティ３７が
形成されている。本実施形態においては、半導体チップ
３０の平面寸法が１．５ｍｍ×１．５ｍｍであるとする
と、キャビティ３７は、モジュール基板３１の底面に開
口する寸法が例えば２ｍｍ×２ｍｍの矩形の盲穴であ
る。ただし、セラミック基板のように焼成基板を使用す
る場合、焼成後の収縮率を考慮して穴の大きさを設計す
る必要がある。

【００３０】このキャビティ３７内の実装面３７ａには
電極が形成されており、この電極には、半導体チップ３
０がバンプ３２を介して電気的に接続されている。この
バンプ３２は、ハンダボールを使用してもよいし、金ボ
ールを使用してもよい。金ボールを用いる場合は、熱圧
着接合が行われる。

【００３１】半導体チップ３０の実装面とは反対側の面
には、熱伝導率の良好な金属板、例えば銅板であること
が望ましい放熱部材３８が密着的に面接合されている。

【００３２】放熱部材３８と半導体チップ３０との接合
は、望ましくはハンダ又はロウ付け（例えば銀ロウ付
け）によって行われる。ハンダ又はロウ付けの代わりに
導電性接着剤を用いて接合を行ってもよい。ハンダ及び
ロウ付けに比較して熱伝導率の悪い導電性接着剤を用い
て接合を行う場合は、接着剤の厚みを十分に薄くして熱
抵抗が大きくならないように配慮することが望ましい。

【００３３】放熱部材３８と半導体チップ３０とが当接
する面積が半導体チップ３０の表面積の７０％以上であ
れば、十分な放熱効果を得ることができる。放熱部材３
８の表面積が半導体チップ３０の表面積よりも大きくな
ってもよい。

【００３４】半導体チップ３０外面の電気回路は、バン
プ３２と同一の実装面側に形成されているため、放熱部
材３８をその反対側面に接合してもこれら電気回路を傷
つけることはない。

【００３５】モジュール基板３１は、マザーボード３３
に設けられた種々の電極と電気的に接続される。同時
に、放熱部材３８の上述の接合面とは反対側の面もマザ
ーボード３３に設けられた所望電位（一般的には接地電
位であるがこれに限定されるものではない）の電極に互
いの面が接するように接合される。放熱部材３８とマザ
ーボード３３との接合は、望ましくは熱伝導性の良好な
ハンダ又はロウ付け（例えば銀ロウ付け）によって行わ
れる。ハンダ又はロウ付けの代わりに導電性接着剤を用
いて接合を行ってもよい。ハンダ及びロウ付けに比較し
て熱伝導率の悪い導電性接着剤を用いて接合を行う場合
は、接着剤の厚みを十分に薄くして熱抵抗が大きくなら
ないように配慮することが望ましい。

【００３６】マザーボード３３に設けられた所望電位の
電極は、放熱効率をあげるために、表面積が大きいこと
が望ましい。

【００３７】キャビティ３７の深さは、半導体チップ３
０及び放熱部材３８をバンプ３２を用いて実装した際の
厚さに等しいか、望ましくはこの厚さよりも若干大きい
値とする。換言すれば、半導体チップ３０及び放熱部材
３８は、キャビティ３７内に実装したときに、モジュー
ル基板３１とマザーボード３３との実装面よりも数十μ
ｍ程度（最大で１００μｍ）だけキャビティ３７の内側
に入っていることが望ましい。これによって、放熱部材
３８とマザーボード３３とがハンダ又はロウ付けによっ
て互いに容易に接合することができる。即ち、この部分
のハンダ盛り又はロウ盛りを他の部分よりも若干多くす
ることにより、問題なく接合をとることができる。

【００３８】具体的な数値として、厚さ１００μｍの半
導体チップ３０と厚さ２００μｍの放熱部材３８と直径
５０μｍのハンダバンプ３２とを用いて接合した場合、
キャビティ３７を３５０〜４５０μｍの深さになるよう
に作成することが望ましい。

【００３９】キャビティ３７の残りのスペースは、機械
的衝撃及び湿気等を原因とする化学変化から半導体チッ
プ３０を保護するため、モールド樹脂で充填することが
望ましい。

【００４０】本実施形態の以上の構成により、半導体チ
ップ３０で発生した熱はこれに面接合している放熱部材
３８を介して、これも放熱部材３８に面接合しているマ
ザーボード３３に効率良く伝導し放熱される。従って、
放熱特性に優れたフリップチップ実装構造が提供され
る。また、放熱部材３８及び接合剤が導電体であるた
め、半導体チップ３０の実装面とは反対側の面をマザー
ボード３３の電位に保つことができる。さらに、半導体
チップ３０の実装面の下のモジュール基板３１の層間及
び基板表面に回路を構成することができ、モジュールの
小型化が可能となる。

【００４１】図５は、本発明の他の実施形態におけるフ
リップチップ実装構造を示す断面図である。この図も図
４と同様に図３のＡ−Ａ断面に相当している。

【００４２】図５において、５０は半導体チップ、５１
はこの半導体チップ５０が内部に実装される多層のモジ
ュール基板、５２は半導体チップ実装用のバンプ、５３
はモジュール基板５１が実装されるプリント基板である
マザーボード、５４はモジュール基板５１上に表面実装
された部品をそれぞれ示している。

【００４３】モジュール基板５１は、本実施形態におい
ては、厚さ１５０μｍ程度の誘電体を５層重ねて８００
℃程度で焼成した多層セラミック基板を用いている。使
用する基板は、必ずしもセラミック基板である必要はな
く、樹脂基板を用いてもよい。また、小型化のために基
板の多層化を行っているが、回路規模及び用途に応じて
適宜単層基板を用いてもよい。

【００４４】モジュール基板５１の層間には、焼結銀に
より伝送線路５５が形成され、インダクタ、キャパシタ
及び分布定数回路等が構成されている。また、基板表面
には、層間と同様に焼結銀により回路パターンが形成さ
れて表面実装部品５４が実装され、さらに分布定数回路
等が形成されている。これら回路パターンは焼結銀を用
いて形成してもよいし、他の金属を用いて形成してもよ
い。

【００４５】モジュール基板５１の底部には、半導体チ
ップ５０が実装可能な程度の大きさのキャビティ５７が
形成されている。本実施形態においては、半導体チップ
５０の平面寸法が１．５ｍｍ×１．５ｍｍであるとする
と、キャビティ５７は、モジュール基板５１の底面に開
口する寸法が例えば２ｍｍ×２ｍｍの矩形の盲穴であ
る。ただし、セラミック基板のように焼成基板を使用す
る場合、焼成後の収縮率を考慮して穴の大きさを設計す
る必要がある。

【００４６】このキャビティ５７内の実装面５７ａには
電極が形成されており、この電極には、半導体チップ５
０がバンプ５２を介して電気的に接続されている。この
バンプ５２は、ハンダボールを使用してもよいし、金ボ
ールを使用してもよい。金ボールを用いる場合は、熱圧
着接合が行われる。

【００４７】半導体チップ５０の実装面とは反対側の面
には、熱伝導率の良好な金属板、例えば銅板であること
が望ましい放熱部材５８が密着的に面接合されている。

【００４８】放熱部材５８と半導体チップ５０との接合
は、望ましくはハンダ又はロウ付け（例えば銀ロウ付
け）によって行われる。ハンダ又はロウ付けの代わりに
導電性接着剤を用いて接合を行ってもよい。ハンダ及び
ロウ付けに比較して熱伝導率の悪い導電性接着剤を用い
て接合を行う場合は、接着剤の厚みを十分に薄くして熱
抵抗が大きくならないように配慮することが望ましい。

【００４９】放熱部材５８と半導体チップ５０とが当接
する面積が半導体チップ５０の表面積の７０％以上であ
れば、十分な放熱効果を得ることができる。放熱部材５
８の表面積が半導体チップ５０の表面積よりも大きくな
ってもよい。

【００５０】半導体チップ５０外面の電気回路は、バン
プ５２と同一の実装面側に形成されているため、放熱部
材５８をその反対側面に接合してもこれら電気回路を傷
つけることはない。

【００５１】放熱部材５８の上述の接合面とは反対側の
面は、金属蓋部材５９に面接合されている。この金属蓋
部材５９は、熱伝導率の良好な金属板、例えば銅板であ
ることが望ましく、キャビティ５７の開口部を閉鎖する
ように取り付けられている。従って、キャビティ５７の
開口寸法より大きな寸法、例えば２．５ｍｍ×２．５ｍ
ｍの寸法を有する矩形形状となっている。また、キャビ
ティ５７の周囲に段差を設け、金属蓋部材５９をはめ込
んでもよい。

【００５２】放熱部材５８と金属蓋部材５９との接合
は、望ましくは熱伝導性の良好なハンダ又はロウ付け
（例えば銀ロウ付け）によって行われる。ハンダ又はロ
ウ付けの代わりに導電性接着剤を用いて接合を行っても
よい。ハンダ及びロウ付けに比較して熱伝導率の悪い導
電性接着剤を用いて接合を行う場合は、接着剤の厚みを
十分に薄くして熱抵抗が大きくならないように配慮する
ことが望ましい。

【００５３】モジュール基板５１は、マザーボード５３
に設けられた種々の電極と電気的に接続される。同時
に、金属蓋部材５９もマザーボード５３に設けられた所
望電位（一般的には接地電位であるがこれに限定される
ものではない）の電極に互いの面が接するように接合さ
れる。金属蓋部材５９とマザーボード５３との接合も、
望ましくは熱伝導性の良好なハンダ又はロウ付け（例え
ば銀ロウ付け）によって行われる。ハンダ又はロウ付け
の代わりに導電性接着剤を用いて接合を行ってもよい。
ハンダ及びロウ付けに比較して熱伝導率の悪い導電性接
着剤を用いて接合を行う場合は、接着剤の厚みを十分に
薄くして熱抵抗が大きくならないように配慮することが
望ましい。

【００５４】マザーボード５３に設けられた所望電位の
電極は、放熱効率をあげるために、表面積が大きいこと
が望ましい。

【００５５】キャビティ５７の深さは、半導体チップ５
０及び放熱部材５８をバンプ５２を用いて実装した際の
厚さに等しいか、望ましくはこの厚さよりも若干大きい
値とする。換言すれば、半導体チップ５０及び放熱部材
５８は、キャビティ５７内に実装したときに、金属蓋部
材５９の面よりも数十μｍ程度（最大で１００μｍ）だ
けキャビティ５７の内側に入っていることが望ましい。
これによって、放熱部材５８と金属蓋部材５９とがハン
ダ又はロウ付けによって互いに容易に接合することがで
きる。

【００５６】具体的な数値として、厚さ１００μｍの半
導体チップ５０と厚さ２００μｍの放熱部材５８と直径
５０μｍのハンダバンプ５２とを用いて接合した場合、
キャビティ５７を３５０〜４５０μｍの深さになるよう
に作成することが望ましい。

【００５７】キャビティ５７の残りのスペースは、機械
的衝撃及び湿気等を原因とする化学変化から半導体チッ
プ５０を保護するため、モールド樹脂で充填することが
望ましい。

【００５８】本実施形態の以上の構成により、半導体チ
ップ５０で発生した熱はこれに面接合している放熱部材
５８を介して、これも放熱部材５８に面接合している金
属蓋部材５９を介して、さらにこれも金属蓋部材５９に
面接合しているマザーボード５３に効率良く伝導し放熱
される。従って、放熱特性に優れたフリップチップ実装
構造が提供される。また、放熱部材５８及び金属蓋部材
５９並びに接合剤が導電体であるため、半導体チップ５
０の実装面とは反対側の面をマザーボード５３の電位に
保つことができる。さらに、半導体チップ５０の実装面
の下のモジュール基板５１の層間及び基板表面に回路を
構成することができ、モジュールの小型化が可能とな
る。

【００５９】図６は、本発明のさらに他の実施形態にお
けるフリップチップ実装構造を示す断面図である。この
図も図４と同様に図３のＡ−Ａ断面に相当している。

【００６０】図６において、６０は半導体チップ、６１
はこの半導体チップ６０が内部に実装される多層のモジ
ュール基板、６２は半導体チップ実装用のバンプ、６３
はモジュール基板６１が実装されるプリント基板である
マザーボード、６４はモジュール基板６１上に表面実装
された部品をそれぞれ示している。

【００６１】モジュール基板６１は、本実施形態におい
ては、厚さ１５０μｍ程度の誘電体を５層重ねて８００
℃程度で焼成した多層セラミック基板を用いている。使
用する基板は、必ずしもセラミック基板である必要はな
く、樹脂基板を用いてもよい。また、小型化のために基
板の多層化を行っているが、回路規模及び用途に応じて
適宜単層基板を用いてもよい。

【００６２】モジュール基板６１の層間には、焼結銀に
より伝送線路６５が形成され、インダクタ、キャパシタ
及び分布定数回路等が構成されている。また、基板表面
には、層間と同様に焼結銀により回路パターンが形成さ
れて表面実装部品６４が実装され、さらに分布定数回路
等が形成されている。これら回路パターンは焼結銀を用
いて形成してもよいし、他の金属を用いて形成してもよ
い。

【００６３】モジュール基板６１の底部には、半導体チ
ップ６０が実装可能な程度の大きさのキャビティ６７が
形成されている。本実施形態においては、半導体チップ
６０の平面寸法が１．５ｍｍ×１．５ｍｍであるとする
と、キャビティ６７は、モジュール基板６１の底面に開
口する寸法が例えば２ｍｍ×２ｍｍの矩形の盲穴であ
る。ただし、セラミック基板のように焼成基板を使用す
る場合、焼成後の収縮率を考慮して穴の大きさを設計す
る必要がある。

【００６４】このキャビティ６７内の実装面６７ａには
電極が形成されており、この電極には、半導体チップ６
０がバンプ６２を介して電気的に接続されている。この
バンプ６２は、ハンダボールを使用してもよいし、金ボ
ールを使用してもよい。金ボールを用いる場合は、熱圧
着接合が行われる。

【００６５】半導体チップ６０の実装面とは反対側の面
には、熱伝導率の良好な金属ブロック、例えば銅ブロッ
クであることが望ましい放熱部材６８が密着的に面接合
されている。

【００６６】放熱部材６８と半導体チップ６０との接合
は、望ましくはハンダ又はロウ付け（例えば銀ロウ付
け）によって行われる。ハンダ又はロウ付けの代わりに
導電性接着剤を用いて接合を行ってもよい。ハンダ及び
ロウ付けに比較して熱伝導率の悪い導電性接着剤を用い
て接合を行う場合は、接着剤の厚みを十分に薄くして熱
抵抗が大きくならないように配慮することが望ましい。

【００６７】放熱部材６８と半導体チップ６０とが当接
する面積が半導体チップ６０の表面積の７０％以上であ
れば、十分な放熱効果を得ることができる。放熱部材６
８の表面積が半導体チップ６０の表面積よりも大きくな
ってもよい。

【００６８】半導体チップ６０外面の電気回路は、バン
プ６２と同一の実装面側に形成されているため、放熱部
材６８をその反対側面に接合してもこれら電気回路を傷
つけることはない。

【００６９】放熱部材６８の上述の接合面とは反対側の
部分は、金属蓋を構成している。即ち、本実施形態の放
熱部材６８は、図５の実施形態における放熱部材と金属
蓋部材とが一体となったブロックで構成されている。こ
の放熱部材６８の金属蓋の部分は、キャビティ６７の開
口部を閉鎖するように取り付けられている。従って、キ
ャビティ６７の開口寸法より大きな寸法、例えば２．５
ｍｍ×２．５ｍｍの寸法を有する矩形形状となってい
る。また、キャビティ６７の周囲に段差を設け、放熱部
材６８をはめ込んでもよい。

【００７０】モジュール基板６１は、マザーボード６３
に設けられた種々の電極と電気的に接続される。同時
に、放熱部材６８もマザーボード６３に設けられた所望
電位（一般的には接地電位であるがこれに限定されるも
のではない）の電極に互いの面が接するように接合され
る。放熱部材６８とマザーボード６３との接合は、望ま
しくは熱伝導性の良好なハンダ又はロウ付け（例えば銀
ロウ付け）によって行われる。ハンダ又はロウ付けの代
わりに導電性接着剤を用いて接合を行ってもよい。ハン
ダ及びロウ付けに比較して熱伝導率の悪い導電性接着剤
を用いて接合を行う場合は、接着剤の厚みを十分に薄く
して熱抵抗が大きくならないように配慮することが望ま
しい。

【００７１】マザーボード６３に設けられた所望電位の
電極は、放熱効率をあげるために、表面積が大きいこと
が望ましい。

【００７２】キャビティ６７の深さは、半導体チップ６
０及び放熱部材６８をバンプ６２を用いて実装した際の
金属蓋部分の手前までの厚さにほぼ等しい値とする。

【００７３】キャビティ６７の残りのスペースは、機械
的衝撃及び湿気等を原因とする化学変化から半導体チッ
プ６０を保護するため、モールド樹脂で充填することが
望ましい。

【００７４】本実施形態の以上の構成により、半導体チ
ップ６０で発生した熱はこれに面接合している放熱部材
６８を介して、この放熱部材６８に面接合しているマザ
ーボード６３に効率良く伝導し放熱される。従って、放
熱特性に優れたフリップチップ実装構造が提供される。
また、放熱部材６８及び接合剤が導電体であるため、半
導体チップ６０の実装面とは反対側の面をマザーボード
６３の電位に保つことができる。さらに、半導体チップ
６０の実装面の下のモジュール基板６１の層間及び基板
表面に回路を構成することができ、モジュールの小型化
が可能となる。

【００７５】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。

【００７６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、半導体チップは、モジュール基板内に形成されたキ
ャビティ内にフリップチップ実装されており、その実装
される面とは反対側の面に放熱部材が当接している。こ
のように放熱部材が反対側面の多くの部分に当接してい
るため、半導体チップで発生した熱が放熱部材を介して
外部へ導かれることとなり、フリップチップ実装の放熱
特性の向上を図ることができ、半導体素子の誤作動を防
ぐことが出来る。

【００７７】しかも、放熱部材が半導体チップの実装面
側に設けられていないため、半導体チップ実装面の下の
モジュール基板内に内装電極を作成することができる。
また、キャビティ内に実装されるので、モジュール基板
表面上に電子部品を自由に実装することができる。

【００７８】放熱部材が導電性材料で構成されこれが導
電性材料でマザーボードの金属層に接合され、かつこの
金属層が、例えば接地電位のような所望の一定電位に保
たれていれば、半導体チップの裏面をその一定電位に保
つことができ、その電気的動作が安定化させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】モジュール基板ヘのフリップチップ実装構造の
一般的な構成を示す断面図である。

【図２】放熱特性を改善した公知のフリップチップ実装
構造を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態におけるモジュール基板の
構成を概略的に示す斜視図である。

【図４】図３の実施形態におけるフリップチップ実装構
造を示すＡ−Ａ断面図である。

【図５】本発明の他の実施形態におけるフリップチップ
実装構造を示す断面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施形態におけるフリップ
チップ実装構造を示す断面図である。

【符号の説明】

３０、５０、６０半導体チップ３１、５１、６１モジュール基板３２、５２、６２バンプ３３、５３、６３マザーボード３４、５４、６４表面実装部品３５、５５、６５伝送線路３６回路パターン３７、５７、６７キャビティ３７ａ、５７ａ、６７ａ実装面３８、５８、６８放熱部材５９金属蓋部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に設けられたキャビティ内に配置さ
れておりフリップチップ実装された半導体チップと、前
記キャビティ内に配置されており前記半導体チップの実
装面とは反対側の面に当接して設けられた放熱部材とを
備えたことを特徴とするフリップチップ実装構造。
【請求項２】前記キャビティが前記基板の底部に設け
られており、前記放熱部材の前記当接面とは反対側の面
が前記基板の実装されるマザーボードの金属層に接合さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の構造。
【請求項３】前記半導体チップと前記放熱部材とが導
電性材料を介して接合されており、さらに前記放熱部材
と前記マザーボードの金属層とが導電性材料を介して接
合されていることを特徴とする請求項２に記載の構造。
【請求項４】前記キャビティの開口部を閉鎖する金属
蓋部材がさらに設けられており、前記放熱部材の前記当
接面とは反対側の面が前記金属蓋部材に当接しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の構造。
【請求項５】前記キャビティが前記基板の底部に設け
られており、前記金属蓋部材の前記当接面とは反対側の
面が前記基板の実装されるマザーボードの金属層に接合
されていることを特徴とする請求項４に記載の構造。
【請求項６】前記半導体チップと前記放熱部材とが導
電性材料を介して接合されており、前記放熱部材と前記
金属蓋部材とが導電性材料を介して接合されており、さ
らに前記金属蓋部材と前記マザーボードの金属層とが導
電性材料を介して接合されていることを特徴とする請求
項５に記載の構造。
【請求項７】前記放熱部材及び前記金属蓋部材が一体
構造であることを特徴とする請求項４から６のいずれか
１項に記載の構造。
【請求項８】前記マザーボードの金属層が、所望の一
定電位に保たれていることを特徴とする請求項３又は６
に記載の構造。
【請求項９】前記放熱部材が、熱伝導率の高い金属板
部材からなることを特徴とする請求項１から８のいずれ
か１項に記載の構造。