JP2775809B2 - 半導体チップキャリア - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体搭載用に用いられるチップキャリ
アに関するものである。

（従来の技術） 従来の半導体チップキャリア特にプラスチック製のチ
ップキャリアでは半導体チップの放熱を大きくするため
に、第３図に示した構造が知られている。すなわち、半
導体搭載用の第１の凹部１と放熱の為の第２の凹部２を
互いに表裏の関係にある両表面にそれぞれ形成した絶縁
層３、この絶縁層３に埋入され前記２つの凹部の底面に
露出した金属板４、半導体チップ搭載用の第１の凹部１
が形成された絶縁層３の表面に配設された導電パターン
５を備え、この導電パターン５が絶縁層の端面まで展設
して外部端子となるリードレスチップキャリアＢであ
る。この場合、第２の凹部２の底面に露出した金属板４
の放熱面の面積に支配される放熱には限度がある。又、
第４図は他の従来例であり、絶縁層３において第１の凹
部１が形成された表面とは反対の表面に配設した熱伝導
層８と、この熱伝導層８と同一の表面に形成された第２
の凹部２の底面に露出して絶縁層３に埋入した金属板４
とを第２の凹部２の内壁に形成した熱伝導体９で接続
し、さらに上記第１の凹部１が形成された絶縁層３の表
面に配設された導電パターン５の外部端子をこの導電パ
ターン５に接続するスルホール導電路10に挿入接合され
た端子ピン11で形成したピングリッドアレイＣとして知
られている。この半導体チップキャリアにあっては、第
１の凹部によって露出した金属板４に搭載した半導体チ
ップの発生する熱は金属板４からこの熱伝導体９を経由
して外部に露出した熱伝導層８へと移動するので第３図
の場合に比べて外部に露出した熱伝導層８による放熱量
が加わり一層放熱効果が向上する。

しかし、上記従来例に係るプラスチック製のチップキ
ャリアにあっては、更に放熱効果を高めた半導体チップ
キャリアの造出が期待されている。又、絶縁層３の表面
で微細化した回路間隔の狭い導電パターン５が信号回路
として作動する時、特性インピーダンスが大きくなり信
号が遅延することや半導体チップのグランドを第１の凹
部１に設定した時、グランドの面積が埋入した金属板４
では小さくその結果半導体チップのグランド電位の安定
性に欠けることなどの問題もある。これらの問題に対し
て、「プリント配線板読本」（伊藤謹司著、日刊工業新
聞社）111〜113頁にあるようにプリント配線板と同じサ
イズあるいはそれ以上の大きさの導電性のよい金属板を
プリント配線板に対設してシールドすることが記載され
ているが、金属板はプリント配線板に含まれるものでは
なく依然として従来のプリント配線板が固有する特性イ
ンピーダンスの低減を図ることはできない。

（発明が解決しょうとする課題） 放熱が大きく導電パターンの特性インピーダンスが低
く半導体チップのグランド電位の安定する導電体シール
ド層を含んだ半導体チップキャリアを提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記課題を解決するために、半導体チップ搭
載用の第１の凹部を表面に形成した絶縁層、この絶縁層
に埋入され前記凹部の底面に露出した金属板、前記絶縁
層の表面に配設された導電パターンと前記金属板との間
の絶縁層内に形成された導電体シールド層とを備え、こ
の導電体シールド層と前記金属板とが前記凹部の内壁に
形成された半導体で接続されてなることを特徴とする半
導体チップキャリアを提供することにある。

（実施例） 以下図面に基づいて詳しく説明する。第１図は本発明
の実施例に係る半導体チップキャリアである。第１図の
半導体チップキャリアＡは絶縁層３に埋入された金属板
４が絶縁層３の表裏面に同じ中心を持つ四角柱に形成さ
れた半導体チップ搭載用の第１の凹部１と放熱のための
第２の凹部２の各底部に露出している。なお、凹部の形
状は四角柱状に制限する趣旨ではなく円柱などでもよく
又、凹部１と２の大きさは金属板４より小さくするのが
金属板４の脱落を阻止する上で好ましい。絶縁層３の第
１の凹部１の表面には半導体チップの回路と接続する導
電パターン５が配設され、同じ絶縁層３に形成された外
部端子として働く端子ピンを挿入するスルホール導電路
10に接続している。この導電パターン５は絶縁層３の端
部まで展設されて外部端子となっていてもよい。導電パ
ターン５と前記金属板４との間の絶縁層３内でスルホー
ル導電路10と絶縁層３の端面周縁部を除く全面に導電体
シールド層６が形成され、この導電体シールド層６は導
電パターン５に流れた電気の伝搬波を有限空間内に閉じ
込める作用をし特性インピーダンスを低下させる。なお
導電体シールド層６と絶縁層３の表面に導電パターン５
との間の絶縁層の厚みｄを約0.3mmより小さくすること
が特性インピーダンスの低下に特に効果がある。この導
電体シールド層６は第１の凹部１の内壁に形成された導
電体７を介して金属板４に接続して金属板４に搭載され
る半導体チップの発生する熱を放熱する作用もする。更
に前記凹部２の底面に露出する前記金属板４はこの凹部
２の内壁に形成した熱伝導体９を介してこの凹部２が形
成されたのと同じ側の表面に配設した熱伝導層８と接続
している。従って第１の凹部によって露出した金属板４
に搭載した半導体チップの発生する熱は金属板４からこ
の熱伝導体９を経由して外部に露出した熱伝導層８へも
移動するので放熱面積の拡大により一層放熱効果もま
す。

次に、使用材料について述べると、第１図の半導体チ
ップキャリアを構成する絶縁層３としては、基材に樹脂
を含浸乾燥して得られたプリプレグの樹脂を効果した絶
縁材料が用いられる。ここで絶縁層の樹脂としては耐熱
性、耐湿性に優れかつ樹脂純度、特にイオン性不純物の
少ないものが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂、フッソ樹脂、PPO樹脂などが適してい
る。なお絶縁層の基材としては、紙よりガラス繊維など
の無機材料の方が耐熱性、耐湿性などに優れ好ましい。

絶縁層３の半導体チップ搭載側の表面の導電パターン
５、この反対側の表面の熱伝導層８そして絶縁層３内に
形成された導電体シールド層６には、銅、真鍮、アルミ
ニウム、鉄、ニッケル、ステンレスなどから適宜選択し
て適用でき、中でも銅が導電性、熱伝導性に優れ特に好
ましい。絶縁層３の半導体チップ搭載側の表面の導電パ
ターン５及び、この反対側の表面の熱伝導層８を形成す
るにあたっては、アディティブ法、サブトラクティブ法
などの種々の方法が用いられる。導電体シールド層６の
形成にはマスラミネーション、ピンラミネーション等の
多層プリント配線板の製作方法が用いられる。スルホー
ル導電路10や凹部内壁の導電体７及び熱伝導体９は絶縁
層３の表面の導電パターン５の形成時にスルホールメッ
キ法などで形成される。

第２図は、本発明の他の実施例に係わる半導体チップ
キャリアの部分詳細図である。図において半導体チップ
搭載側の絶縁層の表面に配設した導電パターン５の一部
Ｇは第１の凹部１の内壁に形成された導電体７を介して
金属板４と接続している。なお図示されていないが前記
凹部１の内壁に形成された導電体７は絶縁層内に形成さ
れた導電体シールド層６とも接続している。従って、半
導体チップのグランドと導電パターン５の中の前記導電
パターンＧとをワイヤーボンドするとグランド面積が、
埋入した金属体４と絶縁層内の導電体シールド層６とへ
拡大するのでグランド電位が安定化できる。

（発明の効果） 本発明は叙述の如く半導体チップ搭載用の第１の凹部
を絶縁層の表面に形成し、この凹部の底面に絶縁層に埋
入した金属板を露出させ、この凹部の内壁に形成した導
電体が埋入した前記金属板とこの凹部が形成された絶縁
層の表面に配設された導電パターンとの間の絶縁層内の
導電体シールド層とに接合していることにより、第１の
凹部によって露出した金属板４に搭載した半導体チップ
の発生する熱を放熱するのにほぼ半導体チップキャリア
に等しい面積の導電体シールド層を熱伝導体として確保
できるので、かかる導電体シールド層がない従来例に比
べて放熱効果が高まる。更に、第２の凹部の底面に露出
する前記金属板はこの第２の凹部の内壁に形成した熱伝
導体を介してこの第２の凹部が形成されたのと同じ側の
表面に配設した熱伝導層８と接続しているので第１の凹
部によって露出した金属板４に搭載した半導体チップの
発生する熱は金属板４からこの熱伝導体９を経由して外
部に露出した熱伝導層８へと移動するので一層熱効果が
高まる。又、導電体シールド層を絶縁層の表面に配設さ
れた導電パターンの真下に構成することによって導電パ
ターンに流れる電気の伝搬波を有限空間内に閉じ込め、
特性インピーダンスを低下させることができる。特に導
電パターンが信号回路として作動した時、信号の遅延が
防止できる。

更に、半導体チップとワイヤーボンドされた導電パタ
ーンの中でグランドとなる導電パターンは第１の凹部の
内壁に形成された導電体に接続されるのでグランド面積
が、埋入した金属体と絶縁層内の導電体シールド層へと
拡大する。このためにグランド電位は安定化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例で第１の凹部の内壁の導電体と絶縁層の
表面の導電パターンの接合状態を示す斜視図、第３図は
一従来例を示す断面図、第４図は他の従来例を示す断面
図である。 Ａ……半導体チップキャリア Ｂ……リードレスチップキャリア Ｃ……ピングリッドアレイ １……第１の凹部、２……第２の凹部 ３……絶縁層、４……金属板 ５……導電パターン、６……導電体シールド層 ７……導電体、８……熱伝導体層 ９……熱伝導体、10……スルホール導電路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体チップ搭載用の第１の凹部を表面に
   形成した絶縁層、この絶縁層に埋入され前記凹部の底面
   に露出した金属板、前記絶縁層の表面に配設された導電
   パターンと前記金属板との間の絶縁層内に形成された導
   電体シールド層とを備え、この導電体シールド層と前記
   金属板とが前記凹部の内壁に形成された導電体で接続さ
   れてなることを特徴とする半導体チップキャリア。
2. 【請求項２】前記導電パターンを配設した絶縁層の表面
   と異なる表面に、熱伝導層と第２の凹部を備え、この第
   ２の凹部の底面に露出した前記金属板と前記熱伝導層と
   を第２の凹部の内壁に形成した熱伝導体で接続したこと
   を特徴とする請求項１記載の半導体チップキャリア。
3. 【請求項３】前記絶縁層の表面に配設した導電パターン
   の一部が第１の凹部の内壁に形成された導電体で導電体
   シールド層と金属板とに接続されていることを特徴とす
   る請求項１記載の半導体チップキャリア。