JP2012109316A - 集積回路搭載基板モジュール - Google Patents
集積回路搭載基板モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012109316A JP2012109316A JP2010255200A JP2010255200A JP2012109316A JP 2012109316 A JP2012109316 A JP 2012109316A JP 2010255200 A JP2010255200 A JP 2010255200A JP 2010255200 A JP2010255200 A JP 2010255200A JP 2012109316 A JP2012109316 A JP 2012109316A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- integrated circuit
- module according
- heat
- semiconductor integrated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【課題】半導体集積回路の特性を良好に維持しつつ、全体を小型で安価に製造可能な集積回路搭載基板モジュールを提供する。
【解決手段】MMIC1は、第一接続バンプ3及び第一バンプパッド4を介して、第一基板2にフリップチップ実装されている。MMIC1が実装された第一基板2は、第二接続バンプ7及び第二バンプパッド8a,8bを介して、第二基板6にフリップチップ実装されている。第一基板2においては、MMIC1が実装される部分において、凹部を備えている。当該凹部は、実装されるMMIC1の外周よりも一回り小さい外周を有している。その深さは、MMIC1を第一接続バンプ3を介して実装した場合に、そのMMIC1の外周面が丁度、第一基板2に当接するような深さである。つまり、MMIC1を第一基板2に実装したときに、それらの間に封止空隙5が形成される。
【選択図】図1
【解決手段】MMIC1は、第一接続バンプ3及び第一バンプパッド4を介して、第一基板2にフリップチップ実装されている。MMIC1が実装された第一基板2は、第二接続バンプ7及び第二バンプパッド8a,8bを介して、第二基板6にフリップチップ実装されている。第一基板2においては、MMIC1が実装される部分において、凹部を備えている。当該凹部は、実装されるMMIC1の外周よりも一回り小さい外周を有している。その深さは、MMIC1を第一接続バンプ3を介して実装した場合に、そのMMIC1の外周面が丁度、第一基板2に当接するような深さである。つまり、MMIC1を第一基板2に実装したときに、それらの間に封止空隙5が形成される。
【選択図】図1
Description
本発明は、集積回路搭載基板モジュールに関し、特に、ミリ波帯で動作する集積回路が搭載された集積回路基板モジュールに関する。
無線通信機器の小型化、低コスト化の要求から、無線送受信に必要な回路をワンチップに搭載した集積回路(以下、ICと称す)の開発が進んでいる。
一方、各種周波数帯域の中でも、ミリ波帯を利用した無線通信は、広い帯域幅を使えるため高速大容量通信が可能である。しかしながら、従来においては、ミリ波帯の通信では、化合物半導体が用いられ、モジュールの価格が高価だったことから、ミリ波を利用した民生用製品は広く普及することはなかった。ところが、近年、コスト性に優れた相補型金属酸化膜半導体(以下、CMOSと称す)がミリ波帯で利用できるようになり、モジュールの大幅なコストダウンが見込まれ、ミリ波を用いた民生用製品の大きな市場が形成されることが期待されている。
上述のミリ波帯を利用した無線通信用の集積回路、すなわちモノリシックマイクロ波集積回路(以下、MMICと称す)が搭載された積層基板を備えたICパッケージが、例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1に開示されたICパッケージにおいては、上層、中間層、下層の三層からなる基板の下層に対して、MMICがフェースダウンでフリップチップ実装されており、上層にミリ波アンテナアレイが埋め込まれている。また、基板の下層に搭載されたボールグリッドアレイ(BGA)ボールを介して、その基板が、プリント回路基板(PCB)に搭載されている。
ここで、特許文献1においては、MMICは、フリップチップバンプを介して基板に実装されており、更に、フリップチップバンプを含む、MMICと基板の間の空間はアンダーフィルにより充填されている(段落0021、Fig.1)。
ところで、実装前に行われるMMICの検証は、MMICの回路面が空間に開放された状態で行われる。そのため、検証されたMMICの特性が実装後においても良好に維持されるためには、実装後もその回路面が空間に開放されている必要がある。例えば樹脂などが面する状況となると、空間に開放されている場合と比較して電磁界が変化するからである。
しかしながら、特許文献1に開示されたICパッケージにおいては、前述のようにMMICの回路面はアンダーフィルにより封着されているため、MMICの特性が良好に維持されない可能性があるという課題がある。
一方、MMIC内の無線送受信回路においては、電力増幅器のように大きな電流を消費する回路では熱が発生し、MMIC全体の特性が不安定になるため、デバイスの信頼性を確保するためには、MMICから発生する熱を放熱する必要がある。
本発明は上述のような事情から為されたものであり、本発明の目的は、半導体集積回路の特性を良好に維持しつつ、全体を小型で安価に製造可能な集積回路搭載基板モジュールを提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の集積回路搭載基板モジュールは、一方の面に、半導体集積回路の回路面が対向するように実装された第一基板と、一方の面に、前記半導体集積回路が対向する向きで前記第一基板が実装された第二基板と、を備えた集積回路搭載基板モジュールであって、前記第一基板の一方の面の前記回路面に対応する部分に、凹部が形成され、前記半導体集積回路の外周部分が、前記凹部の境界外側の、前記一方の面の部分と当接することにより、前記回路面が一面を画定する封止空隙が形成されることを要旨とする。
請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項1に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記第一基板の一方の面と、前記第二基板の一方の面の間に、前記半導体集積回路を覆うように注入された熱伝導性樹脂を更に備えることを要旨とする。
請求項3に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記第二基板の他方の面に形成された放熱体と、前記第二基板を貫通し、前記放熱体と前記熱伝導性樹脂を連通するように形成され、前記熱伝導性樹脂が充填される孔と、を更に備えることを要旨とする。
請求項4に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項3に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記熱伝導性樹脂は、熱伝導性絶縁樹脂であることを要旨とする。
請求項5に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項3に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記熱伝導性樹脂は、熱伝導性導電樹脂であることを要旨とする。
請求項4に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項3に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記熱伝導性樹脂は、熱伝導性絶縁樹脂であることを要旨とする。
請求項5に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項3に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記熱伝導性樹脂は、熱伝導性導電樹脂であることを要旨とする。
請求項6に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記第二基板の他方の面に形成された第一放熱体と、前記第二基板の一方の面に面一で埋め込まれた第二放熱体と、前記第二基板を貫通し、前記第一放熱体と前記第二放熱体を連通するように形成され、金属が充填される孔と、を更に備え、前記半導体集積回路の回路面と反対の面が、前記第二放熱体の面一の面と接していることを要旨とする。
請求項7に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記第二基板の前記半導体集積回路に対応する部分はくり貫かれ、前記第二基板の一方の面と面一に構成された放熱体を備え、前記半導体集積回路の回路面と反対の面が、前記放熱体の面一の面と接していることを要旨とする。
請求項8に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項1乃至7のいずれかに記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記第一基板は、前記第二基板に対して、接続バンプを介してフリップチップ実装されていることを要旨とする。
請求項9に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項5に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記第一基板は、前記第二基板に対して、接続バンプを介してフリップチップ実装され、前記熱伝導性導電樹脂を前記接続バンプから隔絶する隔壁を更に備えることを要旨とする。
請求項10に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項5に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記半導体集積回路は、ミリ波帯で動作する集積回路であることを要旨とする。
請求項11に記載の集積回路搭載基板モジュールは、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の集積回路搭載基板モジュールにおいて、前記第一基板の他方の面にアンテナを備えることを要旨とする。
請求項1に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、半導体集積回路は、封止空隙に面しているため、その周辺電磁界が乱されることはなく、その特性が良好に維持される。
請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、請求項1に記載の集積回路搭載基板モジュールの効果に加えて、半導体集積回路で発生した熱を効率的に放熱すると共に、半導体集積回路を外気から遮断し、湿度などの影響によるデバイスの信頼性低下を防止できる。かつ安価でかかる効果を実現できる。
請求項3乃至5に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュールの効果に加えて、半導体集積回路で発生した熱を更に効率よく放出できる。
請求項6に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュールの効果に加えて、更に効率よく、半導体集積回路で発生した熱を放出できる。
請求項7に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュールの効果に加えて、半導体集積回路に直接的に接触した放熱体から、半導体集積回路で発生した熱を、直接的に放出できる。
請求項8に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、請求項1乃至7のいずれかに記載の集積回路搭載基板モジュールの効果に加えて、フリップチップ実装に適用できる。
請求項9に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、請求項5に記載の集積回路搭載基板モジュールの効果に加えて、熱伝導性導電樹脂を接続バンプから隔絶して、誤動作を防止することができる。
請求項10に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、請求項1乃至9のいずれかに記載の集積回路搭載基板モジュールの効果に加えて、ミリ波帯で動作する集積回路に適用できる。
請求項11に記載の集積回路搭載基板モジュールによれば、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の集積回路搭載基板モジュールの効果に加えて、アンテナによる外部回路との無線信号の送受信を行うことができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<第一実施形態>
図1は、本発明の第一実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。
図1に示された集積回路搭載基板モジュールは、MMIC1と、第一基板2と、第一接続バンプ3と、第一バンプパッド4と、封止空隙5と、第二基板6と、第二接続バンプ7と、第二バンプパッド8a,8bとで構成されている。ここで、第一基板2としては、例えば、多層配線基板が好適に用いられる。
<第一実施形態>
図1は、本発明の第一実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。
図1に示された集積回路搭載基板モジュールは、MMIC1と、第一基板2と、第一接続バンプ3と、第一バンプパッド4と、封止空隙5と、第二基板6と、第二接続バンプ7と、第二バンプパッド8a,8bとで構成されている。ここで、第一基板2としては、例えば、多層配線基板が好適に用いられる。
次に、上記各構成について、接続及び機能を詳述する。
MMIC1は、CMOSプロセスによりシリコン基板上にミリ波帯での送受信回路が形成されたICであり、第一接続バンプ3及び第一バンプパッド4を介して、第一基板2にフリップチップ実装されている。第一接続バンプ3及び第一バンプパッド4は、電気的にも、MMIC1と第一基板2との間を導通させる役割をしており、MMIC1の配線と第一基板2の配線の間で電気信号のやり取りが可能となっている。
MMIC1は、CMOSプロセスによりシリコン基板上にミリ波帯での送受信回路が形成されたICであり、第一接続バンプ3及び第一バンプパッド4を介して、第一基板2にフリップチップ実装されている。第一接続バンプ3及び第一バンプパッド4は、電気的にも、MMIC1と第一基板2との間を導通させる役割をしており、MMIC1の配線と第一基板2の配線の間で電気信号のやり取りが可能となっている。
なお、第一基板2は、例えば、低温同時焼成セラミックス(LTCC)を用いた多層セラミック基板や、ウェハーレベルパッケージ(WLP)により第一層を形成したシリコン基板などである。また、第一接続バンプ3は、例えば金(Au)めっきバンプ、金スタッドバンプ、はんだバンプなどにより形成される。更に、第一バンプパッド4は、例えばめっきによる銅(Cu)、金などから形成される。
また、上述のようにMMIC1が実装された第一基板2は、第二接続バンプ7及び第二バンプパッド8a,8bを介して、第二基板6にフリップチップ実装されている。第二接続バンプ7及び第二バンプパッド8a,8bは、電気的にも、第一基板2と第二基板6との間を導通させる役割をしており、第一基板2の配線と第二基板6の配線の間で電気信号のやり取りが可能となっている。
なお、第二基板6は、例えば、回路が形成されたプリント基板やフレキシブルプリント基板(FPC)、インターポーザー基板などである。第二基板6は、MMIC1に対して制御信号などを供給する回路を有している一方で、この集積回路搭載基板モジュールと他の外部モジュールなどとの間で電気信号のやり取りを行う回路を有している。また、第二接続バンプ7は、例えばはんだバンプにより形成される。更に、第二バンプパッド8aは、例えばめっきによる銅(Cu)、金(Au)などから形成され、第二バンプパッド8bは、例えばめっきによる銅(Cu)から形成される。
そこで、第一基板2においては、MMIC1が実装される部分において、凹部を備えている。詳細には、当該凹部は、実装されるMMIC1の外周よりも一回り小さい外周を有している。また、その深さは、MMIC1を第一接続バンプ3を介して実装した場合に、図に示すように、そのMMIC1の外周面が丁度、第一基板2に当接するような深さである。言い換えれば、MMIC1を第一基板2に実装したときに、それらの間に封止空隙5が形成するようになっている。
従って、MMIC1の回路面は封止空隙5に面しており、外部から異物などが混入する可能性もなく、その封止空隙5の部分の電磁界が外乱により変化することもないことから、MMIC1の実装後も、その特性は良好に維持される。
<第二実施形態>
図2は、本発明の第二実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。なお、第一実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図2に示すように、第一実施形態と異なる点は、第一基板2を第二基板6に実装した後、それらの間に側方から注入される熱伝導性絶縁樹脂9を更に備える点である。熱伝導性絶縁樹脂9は、MMIC1で発生した熱を効率的に放熱すると共に、MMIC1を外気から遮断し、湿度などの影響によるデバイスの信頼性低下を防止する役割を果たす。なお、この熱伝導性絶縁樹脂9の熱伝導率は、好適には、3.0W/(m・k)程度である。
図2は、本発明の第二実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。なお、第一実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図2に示すように、第一実施形態と異なる点は、第一基板2を第二基板6に実装した後、それらの間に側方から注入される熱伝導性絶縁樹脂9を更に備える点である。熱伝導性絶縁樹脂9は、MMIC1で発生した熱を効率的に放熱すると共に、MMIC1を外気から遮断し、湿度などの影響によるデバイスの信頼性低下を防止する役割を果たす。なお、この熱伝導性絶縁樹脂9の熱伝導率は、好適には、3.0W/(m・k)程度である。
ここで、この第二実施形態においても、第一実施形態と同様、封止空隙5は、外部に対して封止されているので、MMIC1の回路面以外の部分は熱伝導性絶縁樹脂9により覆われるものの、熱伝導性絶縁樹脂9が封止空隙5に入り込むことはなく、よって、熱伝導性絶縁樹脂9によっても電磁界が乱されることはなく、MMIC1の実装後も、その特性は良好に維持される。
以上から、第二実施形態においては、第一実施形態の効果に加えて、MMIC1で発生した熱を効率的に放熱すると共に、MMIC1を外気から遮断し、湿度などの影響によるデバイスの信頼性低下を防止できるという効果がある。しかも、安価でかかる効果を実現化できる。
<第三実施形態>
図3は、本発明の第三実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。なお、第二実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図3に示すように、第二実施形態と異なる点は、例えばレーザーなどにより第二基板6に貫通孔として形成されたスルーホールビア10と、効率的に放熱するためのヒートシンク11とを更に備えた点にある。ここで、ヒートシンク11は、第二基板6の裏面(第一基板2と対向する面の反対面)に例えば銅、金などのめっきにより形成されるか、又は銅、金などの板状の金属を第二基板6の裏側に貼り付けることにより形成される。
図3は、本発明の第三実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。なお、第二実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図3に示すように、第二実施形態と異なる点は、例えばレーザーなどにより第二基板6に貫通孔として形成されたスルーホールビア10と、効率的に放熱するためのヒートシンク11とを更に備えた点にある。ここで、ヒートシンク11は、第二基板6の裏面(第一基板2と対向する面の反対面)に例えば銅、金などのめっきにより形成されるか、又は銅、金などの板状の金属を第二基板6の裏側に貼り付けることにより形成される。
第二基板6に貫通孔として形成されたスルーホールビア10には、熱を効果的にヒートシンク11に伝導させるために熱伝導物質からなる熱伝導路が形成されている。熱伝導路は、スルーホールビア10内に導電性物質を完全に充填した熱伝導路とすることで、効果的に熱伝導を行うことができる。あるいは、スルーホールビア10の内壁面に沿って形成された熱伝導路とすることで、第二基板6の曲げ変形に対して強固な熱伝導路とすることができる。熱伝導性物質としては、例えば金属を利用することができる。第二基板6に、レーザー照射やプラズマエッチングなどによりスルーホールビア10を形成した後、前記スルーホールビア10内にスパッタリング法やめっき法などの技術を用いて金属を導入することができる。金属を用いることによって、スルーホールビア10を放熱経路としてだけでなく、電気配線路としても利用することができる。
また、熱伝導性物質として、熱伝導性樹脂を利用してもよい。第一基板2と第二基板6との間に形成する熱伝導性絶縁樹脂9を同時に形成してもよい。この場合、熱伝導性絶縁樹脂9は、第二実施形態と同様、側方から注入して形成すると共に、ヒートシンク11を形成する前に、スルーホールビア10に注入することによって形成できる。あるいは、第一基板2と第二基板6との間に側方から注入する前に、第二基板6の裏面側から注入してもよい。事前にスルーホールビア10に注入した第二基板6を用いてもよい。このように、熱伝導性物質として熱伝導性樹脂を用いた場合、容易に形成が可能である。
この第三実施形態においては、MMIC1で発生した熱は、第二実施形態と同様に熱伝導性絶縁樹脂9の側方から放出され、更に、スルーホールビア10内の熱伝導性絶縁樹脂9を介してヒートシンク11まで伝導し、ヒートシンク11からも放出される。
従って、第三実施形態においては、第二実施形態の効果に加えて、MMIC1で発生した熱を更に効率よく放出できるという効果がある。
なお、この実施形態においては、スルーホールビア10は2本ずつ設けた構成例により詳述したが、スルーホールビア10の本数はこれに限られることはない。
従って、第三実施形態においては、第二実施形態の効果に加えて、MMIC1で発生した熱を更に効率よく放出できるという効果がある。
なお、この実施形態においては、スルーホールビア10は2本ずつ設けた構成例により詳述したが、スルーホールビア10の本数はこれに限られることはない。
<第四実施形態>
図4は、本発明の第四実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。なお、第三実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図4に示すように、第三実施形態と異なる点は、第二基板6の表面(第一基板2に対向する面)に銅で成るダイレクトヒートシンク12を面一に埋め込み、そのダイレクトヒートシンク12の裏面を、銅などの金属を充填したスルーホールビア10aを介してヒートシンク11に接続し、一方、第一基板2には、MMIC1の外形に対応したバンク部2aを設け、そのバンク部2aに外周部が当接するようにMMIC1を第一基板2に実装することにより、MMIC1の裏面が、熱伝導性絶縁樹脂9の下面と面一となると共にダイレクトヒートシンク12と上面と直接接するようにした点である。
図4は、本発明の第四実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。なお、第三実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図4に示すように、第三実施形態と異なる点は、第二基板6の表面(第一基板2に対向する面)に銅で成るダイレクトヒートシンク12を面一に埋め込み、そのダイレクトヒートシンク12の裏面を、銅などの金属を充填したスルーホールビア10aを介してヒートシンク11に接続し、一方、第一基板2には、MMIC1の外形に対応したバンク部2aを設け、そのバンク部2aに外周部が当接するようにMMIC1を第一基板2に実装することにより、MMIC1の裏面が、熱伝導性絶縁樹脂9の下面と面一となると共にダイレクトヒートシンク12と上面と直接接するようにした点である。
かかる構成により、MMIC1で発生した熱は、直接、ダイレクトヒートシンク12に伝わり、更にその熱は金属や熱伝導性樹脂が充填されたスルーホールビア10aを介してヒートシンク11に伝わってそこから放熱される。無論、この場合も、熱は、熱伝導性絶縁樹脂9を介して側方へも放出される。
また、第三実施形態に比較してMMIC1を下方へずらした分だけバンク部2aを設けて封止空隙5も下方にずらしたので、この実施形態の場合も、図4に示すように、封止空隙5は密閉領域となり、熱伝導性絶縁樹脂9が入り込むことはない。
従って、第四実施形態においては、第三実施形態の効果に加えて、更に効率よく、MMIC1で発生した熱を放出できるという利点がある。
なお、スルーホールビア10aの本数は任意である。
従って、第四実施形態においては、第三実施形態の効果に加えて、更に効率よく、MMIC1で発生した熱を放出できるという利点がある。
なお、スルーホールビア10aの本数は任意である。
<第五実施形態>
図5は、本発明の第五実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。なお、第三実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図5に示すように、第三実施形態と異なる点は、スルーホールビア10を充填する熱伝導性物質として、熱伝導性導電樹脂9aを採用した点にある。また、導電性を有するが故に、樹脂9aは、第二接続バンプ7に接触することが許されず、従って、樹脂9aを第二接続バンプ7から隔絶するための隔壁13が設けられている。隔壁13は、例えば銅めっきにより形成できる。なお、この実施形態では、スルーホールビア10bは、その熱伝導性導電樹脂9aで満たされることになる。
導電性の樹脂を採用することにより、絶縁性のものより熱伝導率が向上するので、第三実施形態の場合と比較して、効率よく放熱が行える。
図5は、本発明の第五実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。なお、第三実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図5に示すように、第三実施形態と異なる点は、スルーホールビア10を充填する熱伝導性物質として、熱伝導性導電樹脂9aを採用した点にある。また、導電性を有するが故に、樹脂9aは、第二接続バンプ7に接触することが許されず、従って、樹脂9aを第二接続バンプ7から隔絶するための隔壁13が設けられている。隔壁13は、例えば銅めっきにより形成できる。なお、この実施形態では、スルーホールビア10bは、その熱伝導性導電樹脂9aで満たされることになる。
導電性の樹脂を採用することにより、絶縁性のものより熱伝導率が向上するので、第三実施形態の場合と比較して、効率よく放熱が行える。
<第六実施形態>
図6は、本発明の第五実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。この実施形態は、第四実施形態と類似の形態であり、第四実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図6に示すように、第四実施形態と異なる点は、ヒートシンク11を除くと共に、更に、スルーホールビア10aを含むその領域の第二基板6をくり貫いた点にある。これによりダイレクトヒートシンク12が外部に露呈する構成となっている。
かかる構成により、MMIC1に直接的に接触したダイレクトヒートシンク12から、MMIC1で発生した熱を、直接的に放出できるという利点がある。
図6は、本発明の第五実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。この実施形態は、第四実施形態と類似の形態であり、第四実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図6に示すように、第四実施形態と異なる点は、ヒートシンク11を除くと共に、更に、スルーホールビア10aを含むその領域の第二基板6をくり貫いた点にある。これによりダイレクトヒートシンク12が外部に露呈する構成となっている。
かかる構成により、MMIC1に直接的に接触したダイレクトヒートシンク12から、MMIC1で発生した熱を、直接的に放出できるという利点がある。
図7は、本発明の第七実施形態における集積回路搭載基板モジュールの断面図である。この実施形態は、第一実施形態と類似の形態であり、第一実施形態と同一構成部に対しては、同一符号を付し、その説明は省略する。
図7に示すように、第一実施形態と異なる点は、第一基板2のMMIC1を実装する面の他方の面上にアンテナ14を備える点にある。このアンテナ14は、第一基板2に形成した貫通配線(不図示)を介してMMIC1と電気的に接続されている。このアンテナ14は、MMIC1と外部回路との間に無線信号を送受信するためのものである。かかる構成により、別途、第二基板上にアンテナを用意する必要が無く、第二基板の小型化に寄与することができる。
アンテナ14は、例えば、銅や金などの金属で構成されており、めっき技術やスパッタリング技術を用いて形成することができる。アンテナ14の個数、サイズ、形状は、無線周波数や通信方式により適宜選択される。例えば、アンテナ14の平面形状としては、矩形状、円形状など、任意の形状とすることができる。
図7に示すように、第一実施形態と異なる点は、第一基板2のMMIC1を実装する面の他方の面上にアンテナ14を備える点にある。このアンテナ14は、第一基板2に形成した貫通配線(不図示)を介してMMIC1と電気的に接続されている。このアンテナ14は、MMIC1と外部回路との間に無線信号を送受信するためのものである。かかる構成により、別途、第二基板上にアンテナを用意する必要が無く、第二基板の小型化に寄与することができる。
アンテナ14は、例えば、銅や金などの金属で構成されており、めっき技術やスパッタリング技術を用いて形成することができる。アンテナ14の個数、サイズ、形状は、無線周波数や通信方式により適宜選択される。例えば、アンテナ14の平面形状としては、矩形状、円形状など、任意の形状とすることができる。
以上のように、本発明を第一乃至第六実施形態として説明したが、これらに限られることはなく、当業者であれば、各種の形態が考えられるであろう。その1つとしては、第四実施形態から熱伝導性導電樹脂9だけが除かれた形態も考えられる。この場合、MMIC1で発生した熱は、空気を介して側方から放出されると共に、スルーホールビア10内の空気及びヒートシンク11を介して外部へ放出される。
本発明は、ミリ波帯を利用した無線通信に必要な回路をワンチップに搭載した集積回路を採用した無線通信機器に適用できる。
1 モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)、2 第一基板、3 第一接続バンプ、4 第一バンプパッド、5 封止空隙、6 第二基板、7 第二接続バンプ、8 第二バンプパッド、9 熱伝導性絶縁樹脂、10 スルーホールビア、11 ヒートシンク、12 ダイレクトヒートシンク、13 隔壁、アンテナ。
Claims (11)
- 一方の面に、半導体集積回路の回路面が対向するように実装された第一基板と、
一方の面に、前記半導体集積回路が対向する向きで前記第一基板が実装された第二基板と、
を備えた集積回路搭載基板モジュールであって、
前記第一基板の一方の面の前記回路面に対応する部分に、凹部が形成され、前記半導体集積回路の外周部分が、前記凹部の境界外側の、前記一方の面の部分と当接することにより、前記回路面が一面を画定する封止空隙が形成されることを特徴とする集積回路搭載基板モジュール。 - 前記第一基板の一方の面と、前記第二基板の一方の面の間に、前記半導体集積回路を覆うように注入された熱伝導性樹脂を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の集積回路搭載基板モジュール。
- 前記第二基板の他方の面に形成された放熱体と、
前記第二基板を貫通し、前記放熱体と前記熱伝導性樹脂を連通するように形成され、前記熱伝導性樹脂が充填される孔と、
を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュール。 - 前記熱伝導性樹脂は、熱伝導性絶縁樹脂であることを特徴とする請求項3に記載の集積回路搭載基板モジュール。
- 前記熱伝導性樹脂は、熱伝導性導電樹脂であることを特徴とする請求項3に記載の集積回路搭載基板モジュール。
- 前記第二基板の他方の面に形成された第一放熱体と、
前記第二基板の一方の面に面一で埋め込まれた第二放熱体と、
前記第二基板を貫通し、前記第一放熱体と前記第二放熱体を連通するように形成され、金属が充填される孔と、
を更に備え、
前記半導体集積回路の回路面と反対の面が、前記第二放熱体の面一の面と接していることを特徴とする請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュール。 - 前記第二基板の前記半導体集積回路に対応する部分はくり貫かれ、前記第二基板の一方の面と面一に構成された放熱体を備え、前記半導体集積回路の回路面と反対の面が、前記放熱体の面一の面と接していることを特徴とする請求項2に記載の集積回路搭載基板モジュール。
- 前記第一基板は、前記第二基板に対して、接続バンプを介してフリップチップ実装されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の集積回路搭載基板モジュール。
- 前記第一基板は、前記第二基板に対して、接続バンプを介してフリップチップ実装され、前記熱伝導性導電樹脂を前記接続バンプから隔絶する隔壁を更に備えることを特徴とする請求項5に記載の集積回路搭載基板モジュール。
- 前記半導体集積回路は、ミリ波帯で動作する集積回路であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の集積回路搭載基板モジュール。
- 前記第一基板の他方の面にアンテナを備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の集積回路搭載基板モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010255200A JP2012109316A (ja) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | 集積回路搭載基板モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010255200A JP2012109316A (ja) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | 集積回路搭載基板モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012109316A true JP2012109316A (ja) | 2012-06-07 |
Family
ID=46494642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010255200A Pending JP2012109316A (ja) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | 集積回路搭載基板モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012109316A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11791535B2 (en) | 2020-09-28 | 2023-10-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-galvanic interconnect for planar RF devices |
-
2010
- 2010-11-15 JP JP2010255200A patent/JP2012109316A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11791535B2 (en) | 2020-09-28 | 2023-10-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-galvanic interconnect for planar RF devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9728481B2 (en) | System with a high power chip and a low power chip having low interconnect parasitics | |
US8648454B2 (en) | Wafer-scale package structures with integrated antennas | |
US9583430B2 (en) | Package-on-package device | |
US8411444B2 (en) | Thermal interface material application for integrated circuit cooling | |
US7675465B2 (en) | Surface mountable integrated circuit packaging scheme | |
US7372408B2 (en) | Apparatus and methods for packaging integrated circuit chips with antenna modules providing closed electromagnetic environment for integrated antennas | |
US9941226B2 (en) | Integrated millimeter-wave chip package | |
JP2011114192A (ja) | 半導体装置 | |
KR20080057190A (ko) | 향상된 접지 성능과 매립된 안테나를 갖는 3d 전자 패키징구조체 | |
KR20040034457A (ko) | 개선된 히트싱크 구조를 갖는 반도체 장치 | |
TWI557854B (zh) | 整合式毫米波晶片封裝結構 | |
TWI723885B (zh) | 半導體封裝 | |
KR101581225B1 (ko) | 표면 장착가능한 집적회로 패키징 수단 | |
CN109411451A (zh) | 扇出型半导体封装件 | |
US11631625B2 (en) | Topside heatsinking antenna launcher for an integrated circuit package | |
JP2004128288A (ja) | 半導体装置および電子装置 | |
JP2010098274A (ja) | 表面実装可能な集積回路のパッケージ化機構 | |
EP2178119B1 (en) | Surface mountable integrated circuit package | |
EP2469592A1 (en) | Integrated circuit chip package device | |
JP2012109316A (ja) | 集積回路搭載基板モジュール | |
JP2015026873A (ja) | 表面実装可能な集積回路のパッケージ化機構 | |
US11749624B2 (en) | Semiconductor device and method | |
JP2015201538A (ja) | 高周波モジュール | |
KR20150076816A (ko) | 전자 부품 모듈 | |
JP5762452B2 (ja) | 表面実装可能な集積回路のパッケージ化機構 |