JP2001345351A - 半導体装置組立体 - Google Patents
半導体装置組立体Info
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Abstract
り、それに伴い多端子化の要求も強まる一方である。そ
して、多端子化に応じ、実装基板の配線もますます微細
化、高密度化が求められ、これに対処するLSIチップ
の微細化、多層配線化、実装基板の多層配線化と、これ
らLSIチップと実装基板の高集積実装技術の開発を早
急に行う必要がある。 【解決手段】 本発明では、ペアチップ上に形成され
た多層配線層の配線が、介在する絶縁層と対をなして、
ベアチップの側面部位に階段状に露出している複数のチ
ップパッドと、多層配線基板上に形成された多層配線膜
の配線が、介在する絶縁膜と対をなして多層配線基板の
上面部位に階段上に露出している複数の基板パッドとを
有し、そのチップパッドと基板パッドとが相互に衝合し
て電気的に接合され、その衝合部位が樹脂によって封止
固定されている半導体装置組立体が形成される。
Description
ール(MCM)におけるベアチップの半導体装置組立体
の構造に関し、特に、多端子LSIチップの実装密度を
従来よりも飛躍的に向上させた組立体に関する。
ップモジュールにおけるベアチップ1を実装する多層配
線基板7への縦型実装組立体構造の一例である。
線基板、26はワイヤ結線、27ははんだバンプ、28は端子
である。
チップのような半導体素子を多数、一枚の基板に高密度
に実装したものや、或いはこの基板を更にケースに入れ
たり、樹脂外装を被せたりしたものの総称で、システム
全体の高速化並びに高性能化を図るために開発されたも
のである。
ッドとの電気的接続方法としては、ワイヤボンディング
方式、TAB方式、或いはフリップチップ方式等がある
が、高密度化には、ボンディングのための接続スペース
を必要としないフリップチップ方式が採用されている。
極上にバンプを形成し、そのバンプと基板の電極パッド
とを接続する方式である。
示されキャシュメモリチップを半導体基板に縦型に搭載
したMCM構造の一例である。MCM用のベアチップ1
を、図8(b)に示すように単にはんだバンプ27を介し
てベアチップ1の電極を多層配線基板7の電極にベアチ
ップ1を縦型にして載置して、この半導体基板を図8
(a)に示すようにパッケージとなる多層配線基板7に
ワイヤ結線26で接続してから、モールド樹脂で封止する
構造であり、面積に対する端子数の割合に限りがある。
増大に伴い、電極がチップの周辺にのみ形成されている
周辺型のフリップチップから、基板面全体に電極が形成
されているエリアアレイ型フリップチップに移行してい
る。
集積化が進んでおり、それに伴い多端子化の要求も強ま
る一方である。そして、多端子化に応じ、実装基板の配
線もますます微細化、高密度化が求められ、いつの日
か、コスト・技術、いずれの要求にも対応できなくなる
恐れがあり、これに対処するLSIチップの微細化、多
層配線化、実装基板の多層配線化と、これらLSIチッ
プと実装基板の高集積実装技術の開発を早急に行う必要
がある。
原理説明図であり、MCMに用いるベアチップの半導体
装置組立体の断面構造図、斜視図、ならびにMCM用実
装基板へのベアチップ実装工程図と完成図を示す。
基板、3は電極、4は多層絶縁層、5は配線、6はチッ
プパッド、7は多層配線基板、8は基板、9は多層絶縁
膜、10は配線、11は基板パッド、12は樹脂である。
に、MCM用のベアチップの配線が形成されている面に
多層絶縁層を被覆し、各層の配線から各層の層間絶縁膜
のスルーホールを通して配線を多層絶縁膜上に引き出
し、ベアチップの側面部まで配線を延伸して、多層配線
基板と垂直に接する端面の辺に形成されたチップパッド
と接続する構造とする。そして、LSIチップに要求さ
れる端子数に応じて、多層絶縁膜、信号引出し用の配
線、及び入出力端子となるチップパッドの多層化を増大
し、端子数を増加させて行き、上記構造のベアチップを
入出力端子用のチップパッドが形成されたチップの側面
部にて、多層配線基板上の基板パッドに垂直に衝合し、
電気的に接続した後、エポキシ等の樹脂で封止固定す
る。
チップ面が垂直に接続する方法は、半導体基板に複数の
チップを立設した構造が、特開平8−288454号公
報や特開平10−335374号公報に開示されている
が、いずれも多端子化には対応できないものである。
ベアチップ上の多層絶縁層の各層から該チップの側面部
に段階的に順次露出した入出力端子用のチップパッド
は、多層配線基板の多層配線膜の各層から段階的に順次
表面に露出した基板パッドに、多層配線基板に対してベ
アチップが垂直になるように、ベアチップと多層配線基
板とを衝合するとともに、ベアチップ上の入出力端子用
のチップパッドと、多層配線基板上の基板パッドをそれ
ぞれ電気的に接合し、衝合部位を樹脂で封止固定するベ
アチップ半導体装置を形成することで、従来のものより
実装密度を飛躍的に向上させるた半導体装置を得ること
が出来る。
面に回路を形成することもできるため、一層の高集積化
を実現することが出来る。
CMベアチップ実装のLSIのベアチップ製造の工程順
模式断面図、図4は本発明の第1の実施例の実装基板製
造の工程順模式断面図、図5は本発明の第1の実施例の
MCMベアチップ実装の工程順模式断面図と完成俯瞰
図、図6は本発明の第2の実施例のベアチップの両面実
装の完成俯瞰図、図7は本発明の第3の実施例のベアチ
ップのヒートシンク取り付けの完成俯瞰図である。
線基板、13はSi基板、14はCu電極、15はエポキシ樹
脂膜、16はめっきシード、17はCuチップパッド、18は
ビアホール、19はCu配線、20はセラミック基板、21は
ポリイミド絶縁膜、22はCu配線、23はCu基板パッ
ド、24はエポキシ樹脂封止材、25はヒートシンクであ
る。
図である。
式断面図に従って、ベアチップの製造方法を説明する。
性領域形成面上にシリコン酸化膜等の多層絶縁層と多層
配線層が形成されたベアチップ1の表面に、Cu(銅)
電極14を形成する。
電極形成面に多層絶縁膜としてエポキシ樹脂膜15をチッ
プサイズにもよるが、5〜20μmの厚さに形成する。
この多層絶縁膜は、感光性、或いは非感光性樹脂を用い
ることが出来るが、後のレーザエッチングが可能であれ
ば、材料は問わない。
の端子電極形成のためのシードとなるめっきシード16を
銅で1〜5μm程度の厚さにスパッタにより形成する。
めっきシード16の形成方法としてはスパッタの他、蒸
着、無電解めっきで行っても良い。導電性ペーストによ
る場合は、このプロセスは省略出来る。
樹脂膜15からなる層間絶縁膜を5〜20μmの厚さに被
覆する。
きシード16上のCuチップパッド17の形成部分の層間絶
縁膜をエッチングし、銅のめっきにより3〜20μmと
所定の厚さのCuチップパッド17を形成する。
電極14とCuチップパッド17を接続するために、Cu電
極14上にレーザ等によりビアホール18を開口する。
りCu配線19を1〜5μm程度の厚さに形成する。
する多層薄膜配線技術と同じくすることが多いため、現
行のプロセスをそのまま適用可能である。
図3(g)のプロセスを繰り返し、多層配線の各層のす
べてのCu電極14をCuチップパッド17に接続する。
17上のエポキシ樹脂膜15は工程上二層となるが、便宜
上、Cu配線19でCu電極14とCuチップパッド17を結
線した後は、エポキシ樹脂膜15を各々一層で表示する。
ド17が多層絶縁膜より全て露出するように、レーザを用
いて階段上にエッチングする。
層配線基板7の製造についてはベアチップ1のCu配線
19からCuチップパッド17の作成と略同じ工程で作成さ
れる。
さ1mm程度のセラミック基板20上にエポキシ樹脂、或
いはポリイミド絶縁膜21を形成する。
大図で示すように、ポリイミド絶縁膜21の中には多層の
Cu配線22が形成され、それぞれのCu配線22の端末に
は、Cu基板パッド23を形成する。
u基板パッド23上の部分のポリイミド絶縁膜21をレーザ
により階段状にエッチングして、各々のCu配線22のC
u基板パッドを23を順次露出する。
におけるベアチップの実装を図5により説明する。
基板7のポリイミド絶縁膜21のビアホールエッチング部
分に、多層配線基板7上に露出したCu基板パッド23の
対応する位置に合わせて、多層配線基板7にそれぞれの
ベアチップ1をほぼ垂直に立て、衝合して挿入し、図5
(b)に示すように、複数のベアチップ1と多層配線基
板7の衝合部位をエポキシ樹脂封止材24でそれぞれ封止
固定する。
線基板7に実装した半導体装置組立体の完成品の俯瞰図
を示す。
る。
施例では、ベアチップ1の一端だけでなく、ベアチップ
1の両端にチップパッドを形成する。
配線基板7を片方ずつ実装し、つまり、ベアチップ1を
多層配線基板7で挟み込む様にして封止固定し、一枚の
ベアチップ1の信号を振り分けて伝送し、伝送の効率
化、高速化を図る。
る。
施例では、全てのベアチップ1をベアチップ1の裏面が
アルミニウム等のヒートシンク25の冷却部品に接するよ
うにして実装し、一連のベアチップ1からの発熱を効率
良く放散させるように実装する。
半導体装置組立体は多端子多層配線のベアチップを多層
配線基板に差し込む様に衝合して実装出来るので、従来
の単層ベアチップよりも実装密度を飛躍的に向上出来る
上に、ベアチップを衝合により確実に固定出来るため、
信頼性も高くなる。また、この組立体構造によれば、ベ
アチップの両面に回路を形成できるため、一層の高集積
化を図ることも出来る。
製造)
実装基板への実装)
アチップの製造)
装基板の製造)
アチップの実装)
の両面実装)
のヒートシンク)
Claims (2)
- 【請求項1】 ベアチップ上に形成された多層配線層の
配線が、介在する絶縁層と対をなして該ベアチップの側
面部位に階段状に露出している複数のチップパッドと、 多層配線基板上に形成された多層配線膜の配線が、介在
する絶縁膜と対をなして該多層配線基板の上面部位に階
段上に露出している複数の基板パッドとを有し、 該チップパッドと該基板パッドとが相互に衝合して電気
的に接合されており、該衝合部位が樹脂によって封止固
定されていることを特徴とする半導体装置組立体。 - 【請求項2】 前記ベアチップが裏面に冷却部品を有す
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置組立体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000165623A JP4356196B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 半導体装置組立体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000165623A JP4356196B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 半導体装置組立体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001345351A true JP2001345351A (ja) | 2001-12-14 |
JP4356196B2 JP4356196B2 (ja) | 2009-11-04 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000165623A Expired - Fee Related JP4356196B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 半導体装置組立体 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4356196B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004235647A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Endicott Interconnect Technologies Inc | 積層キャリアを有するマルチチップ電子パッケージ及び該パッケージの組立体 |
JP2005175471A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-30 | Samsung Electronics Co Ltd | 内部コネクタコンタクトを備えるウェーハレベル電子モジュール及びこの製造方法 |
-
2000
- 2000-06-02 JP JP2000165623A patent/JP4356196B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004235647A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Endicott Interconnect Technologies Inc | 積層キャリアを有するマルチチップ電子パッケージ及び該パッケージの組立体 |
JP2005175471A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-30 | Samsung Electronics Co Ltd | 内部コネクタコンタクトを備えるウェーハレベル電子モジュール及びこの製造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP4356196B2 (ja) | 2009-11-04 |
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