JP2870251B2 - マルチチップモジュールの製造方法 - Google Patents

マルチチップモジュールの製造方法

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博昭 藤本
賢造 畑田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means 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
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はワークステーションやコ
ンピュータなどに用いるマルチチップモジュールの実装
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ワークステーションやコンピュー
タに対する小型化の要求はますます強くなっている。こ
れらの要求に答えるためLSIの実装においてはLSI
を直接実装するマルチチップモジュールの開発が盛んに
行われている。
【0003】以下図面を参照しながら、上記した従来の
マルチチップモジュールの製造方法の一例について説明
する。
【0004】(図3)は従来のマルチチップモジュール
の断面図を示すものである。(図3)において、1はシ
リコン多層基板、2はLSIチップ、3ははんだバン
プ、4はLSIチップ接続用電極、5は外部電極、6は
ボンディングワイヤ、7は支持基板の内部電極、8は外
部リード、9は支持基板、10は支持基板の外部電極、
11はキャップ、12は支持基板のスルーホールであ
る。
【0005】以上のように構成された製造方法について
説明する。まず、シリコン多層基板1に半田バンプ3を
有したLSIチップ2を半田付けにより接続する。シリ
コン多層基板1は、4から6層の多層構造であり導体に
Cu,Al等、絶縁層にポリイミド、SiO2等を用い
る。LSIチップ2の接続は、絶縁性樹脂を介して半田
バンプ3とLSIチップ接続用電極4を位置合わせし、
LSIチップ2をシリコン多層基板1に設置した後、リ
フローにより行なう。次にLSIチップ2が搭載された
シリコン多層基板1をセラミック等よりなる支持基板9
に接着剤等を用いて固定する。その後、シリコン多層基
板1の外部電極5と支持基板9の内部電極7をボンディ
ングワイヤ6にて接続する。支持基板9には、スルーホ
ール12にて内部電極と接続された外部電極10にあら
かじめろう付け等により外部リード8が接続されてい
る。最後に、キャップ11が、支持基板9に接着剤もし
くは半田等により固定されたものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、多層基板を固定するための支持基板を必
要とするため下記に示す課題を有している。
【0007】 (1)モジュールの厚みが厚く薄型化が図れない。 (2)工程が長く材料費が高いためコスト高である。
【0008】(3)多層基板の外部電極から支持基板の
外部リードに至るまでの接続点が多く信頼性が低い。
【0009】(4)多層基板の周囲に支持基板の内部電
極領域、キャップ取り付け領域を必要としモジュールの
寸法が非常に大きくなってしまう 本発明は上記問題点に鑑み、高密度、高信頼性、低コス
トなマルチチップモジュールを提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のマルチチップモジュールの製造方法は、外
側に複数の外部電極、内側に複数のLSIチップ接続用
電極を有する多層基板の前記LSIチップ接続用電極と
LSIチップの電極とを電気的に接続して前記多層基板
複数のLSIチップを搭載する工程と、前記多層基板
上の前記複数の外部電極上に絶縁性樹脂を形成し、可と
う性フィルムで支持された複数の外部リードの先端部を
前記絶縁性樹脂が形成された前記複数の外部電極に位置
合わせして設置する工程と、周囲に突起部を有したキャ
ップの前記突起部を前記複数の外部リード上に設置し、
前記キャップを加圧することにより前記絶縁性樹脂を前
複数の外部電極の周囲に押し出し、前記複数の外部リ
ードと前記複数の外部電極とを電気的に接続するととも
に、前記キャップと前記多層基板とを前記絶縁性樹脂に
より固定する工程と、前記絶縁性樹脂を硬化する工程と
を備えたものである。
【0011】
【作用】本発明は上記した構成によって、回路基板から
直接外部リードを取り出し、外部リードの接続とキャッ
プの固定を同一の領域で同時に行ないまた回路基板を支
持をキャップにて行なうため高密度、高信頼性、低コス
トなマルチチップモジュールを得る事が出来る。
【0012】
【実施例】以下本発明の一実施例のマルチチップモジュ
ールの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0013】(図1)は本発明の実施例におけるマルチ
チップモジュールの工程別断面図を示すものである。図
1において、21は回路基板である多層基板、22はL
SIチップ(半導体素子)接続用電極、23はLSIチ
ップ接続用絶縁性樹脂、24は外部電極、25はLSI
チップ、26はバンプ、27は外部リード接続用絶縁性
樹脂、28は外部リード、29は絶縁性フィルム、30
はキャップ、31は加圧ツール、32は紫外線を示すも
のである。
【0014】以下本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。まず図1aに示すように多層基板21
のLSIチップ接続用電極22上に絶縁性樹脂23を塗
布する。多層基板21は特に高速伝送用のものでありシ
リコン、ガラス等をベースとし、導体は、Cu,Al
等、絶縁層はポリイミド、SiO2等を用いたものであ
る。特にシリコンをベースに用いた場合は、半導体のプ
ロセス及び設備を用いることができ、容易に高速伝送用
基板を得ることができる。また多層基板21のLSIチ
ップ接続用電極22の表面は、高信頼性を得るためAu
等の耐食性金属を形成しておくことが望ましい。多層基
板21のサイズは10mm〜150mm□程度であり、厚
みは0.3mm〜1.0mm程度である。また絶縁樹脂2
3は、アクリル、エポキシ、ポリイミド等である。 次
に図1bに示すようにLSIチップ25のAu、Cu等
よりなるバンプ26とLSIチップ接続用電極22を一
致させLSIチップ25を多層基板21上に設置した後
加圧ツール33にてLSIチップ25を加圧する。この
時絶縁性樹脂23は、バンプ26とLSIチップ接続用
電極22の間から押し出され、両者は電気的に接触す
る。この状態で絶縁性樹脂23を硬化する。絶縁性樹脂
23の硬化は、光硬化、熱硬化、常温硬化等を用いる。
次に加圧ツール33を解除し、LSIチップ25を多層
基板21に固定するとともに、電気的に接続する。以下
同様の方法で、複数のLSIチップ25を多層基板21
に接続する。また本実施例では、多層基板21へのLS
Iチップ25の接続に、前述した方法を示したが例えば
ワイヤボンディング法、TAB法、半田バンプによるフ
リップチップ法等のいずれの方法用いてもよい。
【0015】次に図1cに示すように多層基板21の外
部電極24上に外部リード接続用絶縁性樹脂27を塗布
する。絶縁性樹脂27は、アクリル、エポキシ、ポリイ
ミド等であり、硬化のタイプは光硬化、熱硬化、常温硬
化等である。塗布の方法はディスペンス法、スタンピン
グ法等を用いる。次に図1dに示すように、絶縁性基板
であるポリイミド等の可とう性フィルム29に支持され
た外部リード28と多層基板21の外部電極24を位置
合わせし、外部リード28を外部電極24上に設置す
る。外部リード28は、Cu、コバール等よりなるもの
で、いわゆるフィルムキャリヤテープ等を用いる。外部
リード28の厚みは、10μm〜200μm、巾は50
μmから500μm、長さは0.1mm〜2.0mm程度で
ある。次にセラミック、エポキシ、あるいは表面に絶縁
層を有する金属等よりなり周囲に突起部を有するキャッ
プ30の突起部を外部リード28上に設置し、加圧ツー
ル31にて加圧する。この時、外部電極24上にあった
絶縁性樹脂27は周囲に押し出され、外部リード28と
外部電極24は、電気的に接触する。加圧力は5グラム
/リード〜500グラム/リード程度である。この状態
での図1dの外部電極24部分の側面方向の断面を図2
に示す。次にキャップ39を加圧した状態で絶縁性樹脂
27を硬化する。硬化の方法は、光硬化の場合は図1d
に示すようにキャップ30の側面より光照射32を行
う。また加熱硬化の場合は、加圧ツール31にヒータ等
の加熱源を設置しておき、キャップ30を通して加熱す
る硬化の時間はいずれの場合も数秒から数分である。ま
たキャップ30の加圧の手段としてはクリップを用いる
こともできこの場合絶縁性樹脂27の硬化はオーブンや
コンベア炉による加熱硬化を行う。なお、キャップ30
の突起部すなわち凸部に絶縁性樹脂を塗布してもよい。
【0016】次に図1eに示すように加圧ツール31を
解除し、キャップ30を多層基板21に固定するととも
に外部リード28を多層基板21の外部電極24に電気
的に接続したものである。この時、多層基板21は、キ
ャップ30に支持される。また外部リード28の反対側
の先端は、後にマザーボード等に接続される。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明はキャップの固定と
外部リード接続を同時にかつ同一の領域で行うため、多
層基板にシリコンやガラス等のように機械的に弱い材料
を用いても、従来のように専用の支持基板を必要とせず
キャップに支持される構造となるため非常に安価であ
る。また外部リード接続及びキャップの固定を同じ場所
で行うため小型・高密度のマルチチップモジュールを得
ることができる。加えて外部リードと多層基板の外部電
極が直接接続されるため接続点が少なく高信頼性であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における工程別断面図
【図2】図1dにおける外部電極部分の断面図
【図3】従来のマルチチップモジュールの断面図
【符号の説明】
21 多層基板 22 LSIチップ接続用電極 23 LSIチップ接続用絶縁性樹脂 24 外部電極 25 LSIチップ 26 バンプ 27 外部リード接続用絶縁性樹脂 28 外部リード 29 可とう性フィルム 30 キャップ 31 加圧ツール 32 光照射
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−4257(JP,A) 特開 平2−51259(JP,A) 特開 平3−116950(JP,A) 特開 昭59−117250(JP,A) 実開 平1−146538(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 25/04 H01L 23/02 H01L 23/04 H01L 25/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外側に複数の外部電極、内側に複数の
    SIチップ接続用電極を有する多層基板の前記LSIチ
    ップ接続用電極とLSIチップの電極とを電気的に接続
    して前記多層基板に複数のLSIチップを搭載する工程
    と、前記多層基板上の前記複数の外部電極上に絶縁性樹
    脂を形成し、可とう性フィルムで支持された複数の外部
    リードの先端部を前記絶縁性樹脂が形成された前記複数
    外部電極に位置合わせして設置する工程と、周囲に突
    起部を有したキャップの前記突起部を前記複数の外部リ
    ード上に設置し、前記キャップを加圧することにより前
    記絶縁性樹脂を前記複数の外部電極の周囲に押し出し、
    前記複数の外部リードと前記複数の外部電極とを電気的
    に接続するとともに、前記キャップと前記多層基板とを
    前記絶縁性樹脂により固定する工程と、前記絶縁性樹脂
    を硬化する工程とを備えたことを特徴とするマルチチッ
    プモジュールの製造方法。
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