JPH02168663A - キヤリア基板 - Google Patents

キヤリア基板

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JPH02168663A
JPH02168663A JP1235675A JP23567589A JPH02168663A JP H02168663 A JPH02168663 A JP H02168663A JP 1235675 A JP1235675 A JP 1235675A JP 23567589 A JP23567589 A JP 23567589A JP H02168663 A JPH02168663 A JP H02168663A
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dielectric
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荻原 覚
Keiichiro Nakanishi
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はキャリア基板及びそれを備えた半導体モジュー
ル等に係り、特に信号伝播速度の高速化が要求される電
子計算機の基板として適したキャリア基板及びそれを備
えた半導体モジュール等に関する。
〔従来の技術〕
近年、電子機器あるいは電子装置などにおいては、IC
及びLSIなどの利用で小型化の要求が強い。そこで基
板は、その内部に抵抗、コンデンサを形成した高密度な
実装が行われるようになってきた。
従来例のひとつとして、特開昭57−37818号公報
が挙げられる。これには、電気的に接続するよう、メタ
ライズされたガラスセラミックシートの積層材の1対の
間に複数個のコンデンサ素子のアレイを取り付け、各コ
ンデンサ素子が2枚の導電性物質の層の相互間に挾まれ
た誘電率の高い非常に小さい物質と、上記チップ及び上
記端子に外表面を介して外部接続するようバイアに上記
コンデンサ素子の電気的接続を与える手段とを含むとこ
ろのチップ用キャリアが開示されている。このコンデン
サ素子は印刷により形成されており、またコンデンサと
電極とを接続する構造であるため、電源の変動を生じた
り、より高い誘電体を得ることが難しい。
他の従来例として特開昭60−177696号公報が挙
げられる。これには誘電体セラミックと絶縁体セラミッ
クとが一体化した基板が示されている。この基板は、そ
の内部に抵抗体、コンデンサ、信号回路の少なくともひ
とつと電源回路とが形成され、かつ電子素子の実装パッ
ドが基板の両面に形成されている複合セラミックス基板
において、前記電源回路に接続する電極パターンと電源
の帰線となる接地側に接続する電極パターンとが前記誘
電体セラミックス層を介して対向して配置される複合セ
ラミックス基板である。誘電体セラミックス層の2層の
間に電源回路を設けたコンデンサを形成することによっ
て耐雑音性の高い複合セラミック基板を得ている。
更に別の従来例として、特開昭61−47691号公報
が挙げら九る。これにはコンデンサ素子と、前記コンデ
ンサ素子及び外部電極間を電気的に接続した導体配線と
を、絶縁性のセラミックスで一体成形封止したセラミッ
クス複合基板が開示さ九ている。これは、M電性グリー
ンシートが外部に露出しない程度に絶縁性グリーンシー
トの間に挾んだ構造のセラミックス複合基板で、該基板
のほぼ全面に誘電性シートが設けられており、密封する
ことにより湿気に対する特性の改善を計っている。
更に他の従来例として、特開昭62−211995号公
報が挙げられる。これには一対のセラミックグリーンシ
ートを積層したときにコンデンサを形成するように前記
一対のセラミックグリーンシートの対向する面上に電極
層及び誘電体層を印刷した後、セラミックグリーンシー
トを積層し、一体焼結することによりコンデンサを内蔵
した回路基板の製造方法が開示されている。コンデンサ
は印刷によって形成され、誘電体グリーンシートを適用
する方法は一般的でないとしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上に示した各従来例は、いずれも抵抗、コンデンサを
基板内に形成して機器の小型化を計っているが、演算速
度の高速化の点について配慮がされておらず、大型電子
計算機の場合には特に演算速度の高速化が問題となる。
この問題について更に詳しく説明する。電子機器、特に
大型電子計算機は高集積化、小型化はもちろんのこと、
演算速度の高速化が要求されている。電子計算機は高速
化に伴って、同時に切換える論理回路の数が多くなるた
め、現状のものは同時切換えに伴うノイズが発生し、高
速化が損われている。そこで同時切換のノイズを低減す
る工夫としてコンデンサを回路に入れる工夫がとられて
いる。しかし、従来例にもあるように主として、キャリ
ア基板表面にチップコンデンサを搭載したり、あるいは
基板内にコンデンサ素子や比誘電率の高いシートを積層
させてコンデンサを内蔵させている。しかし、従来例は
、コンデンサを形成するのに用いられる誘電体と電気信
号の伝わる信号用導体とが接する構造になっていたり、
コンデンサの配置が電源用や接地用導体と絶縁体を介し
て接続する構造になっていた。このような構造では。
誘電率の高い部分を電気信号が伝播する時に大きな遅延
を生じてしまい、コンデンサを入れることによる高速化
という効果を損ねる問題があった。
また、半導体チップの高密度化により、チップ1個あた
りの端子数はますます増加しており、近年では200個
を超えるチップも生産されはじめている。このため、電
源用及び接地用端子、信号用端子も各々100個を超え
る端子を有し、これを接続するためのキャリア基板も、
導体数が200個を超えるほどになってきている。従っ
て、その接続方法も複雑となる。
本発明の目的は、信号伝播速度の性能を損なうことのな
いコンデンサを内蔵したキャリア基板及びその製造方法
、それを備えた半導体装置、半導体モジュール、更にコ
ンピュータ実装装置を提供せんとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明に係るキャリア基板は
、セラミック絶縁材層と、この絶縁材層内に配設された
コンデンサと、このコンデンサの配設位置を外して前記
絶縁材層に貫設された1個以上の信号用導体と、前記コ
ンデンサの配設位置を通って前記絶縁材層に貫設され且
つその貫設部においてコンデンサの誘電体と直接接触さ
れた1個以上の電源用及び/または接地用導体と、を備
えたものである。特に、信号用端子が100個、電源用
及び接地用端子が100個を超えるチップでは、そのキ
ャリア基板において、信号用導体が誘電体と接触せず、
電源用及び接地用導体が誘電体と接触するように構成す
るために、信号用導体、電源用及び接地用導体をグルー
プにして、キャリア基板内に配置することが必要になる
本発明は、1個のチップを搭載した半導体チップキャリ
アであって、そのキャリアはコンデンサを備え、以下の
構成からなっている。
(a)第1と第2の主表面を有するセラミックス体であ
る。
(b)セラミックス体の1表面に搭載されたチップに接
続している電源用導体、接地用導体及び信号用導体から
なる多数の導体を備え、該導体の各々はセラミックス体
の一方の表面から他方の表面へ貫通している。
(C)セラミックス体に埋められた、誘電体からなるコ
ンデンサは、セラミックス体の主表面から離れている。
(d)セラミックス体に埋められた電極層は、誘電体に
接触し、コンデンサを形成する。
(8)電源用導体と接地用導体とは、セラミックス体の
中を貫通し、誘電体層と接触して、電源用導体と接地用
導体との間にコンデンサを形成するための電極に接続す
る。信号用導体は、誘電体層と接触せず、かつ誘電体層
の側端面から一定の距離を有している。
本発明に係るキャリア基板の製造方法は、セラミック絶
縁材料のグリーンシートに複数の穴を貫設する工程と、
誘電体のグリーンシートに同様の穴を貫設する工程と、
前記両グリーンシートの穴に導体ペーストを充填する工
程と、セラミック絶縁材料のグリーンシートに電極のパ
ターンを印刷する工程と、誘電体のグリーンシートを他
のグリーンシートで各穴位置を合わせて挾む工程と、熱
間プレスより各グリーンシートを圧着する工程と、を含
むものである。
また、本発明に係る半導体チップキャリア基板は、セラ
ミック絶縁材層と、この絶縁材層内に配設されたコンデ
ンサと、このコンデンサの配設位置を外して前記絶縁材
層に貫設された1個以上の信号用導体と、前記コンデン
サの配設位置を通って前記絶縁材層に貫設され且つその
貫設部においてコンデンサの誘電体と直接接触された1
個以上の電源用及び/または接地用導体と、を備えたキ
ャリア基板と、前記キャリア基板の一方の面に前記各導
体と導通されて配設された回路チップと、該回路チップ
を封止するハウジングと、を備えたものである。
また1本発明に係る半導体モジュールは、セラミック絶
縁材層と、この絶縁材層内に配設されたコンデンサと、
このコンデンサの配設位置を外して前記絶縁材層に貫設
された1個以上の信号用導体と、前記コンデンサの配設
位置を通って前記絶縁材層に貫設され且つその貫設部に
おいてコンデンサの誘電体と直接接触された1個以上の
電源用及び/または接地用導体と、を備えたキャリア基
板と、前記キャリア基板の一方の面に前記各導体と貫通
されて配設された回路チップと、前記キャリア基板の他
方の面に前記各導体と導通されて配設されたモジュール
基板と、を備えたものである。
また、本発明に係るコンピュータ実装装置は。
セラミック絶縁材層と、この絶縁材層内に配設されたコ
ンデンサと、このコンデンサの配設位置を外して前記絶
縁材層に貫設された1個以上の信号用導体と、前記コン
デンサの配設位置を通って前記絶縁材層に貫設され且つ
その貫設部においてコンデンサをつくる誘電体と直接接
触された1個以上の電源用及び/または接地用導体と、
を備えたキャリア基板と、前記キャリア基板の一方の面
に前記各導体と導通されて配設された回路チップと、該
回路チップを封止すると共に冷媒によって冷却されるハ
ウジングと、前記キャリア基板の他方の面に前記各導体
と導通されて配設されたモジュール基板と、このモジュ
ール基板が電気的に接続されるバックボードと、を備え
たものである。
上記チップキャリア基板において、信号用導体はコンデ
ンサを形成する誘電体の側端面から一定の距離を有して
いることが望ましい。信号用導体が高誘電率層に近づく
と、誘電体の影響を受けて信号伝播速度が遅くなるから
である。少なくとも、距離にして50μm以上、理想的
には100μm離れていることが望ましい。
上記半導体モジュールにおいて、コンデンサの静電容量
は0.01μF以上であるのがよい。あるいは、電源用
及び/または接地用導体が接触するコンデンサの誘電体
の比誘電率は500〜20000、信号用導体が接触す
るセラミック絶縁材料の比誘電率は3〜6であるのがよ
い。また、キャリア基板の平面でコンデンサの占める面
積が40〜60%であるのがよい。
上記半導体装置において、コンデンサはキャリア基板の
中央芯部に配設され、電源用及び/または接地用導体は
キャリア基板の中央部にグループで配設され、信号用導
体はキャリア基板の外周部にグループで配設されている
のがよい。すなわち、電源用、接地用導体は、信号用導
体のグループに囲まれてキャリアの中央部に配設されて
いるのがよい。または、その逆にコンデンサはキャリア
基板の外周の芯部に配設され、電源用及び/または接地
用導体はキャリア基板の外周部にグループで配設され、
信号用導体はキャリア基板の中央部にグループで配設さ
れているのがよい。すなわち、信号用導体のグループは
、電源用、接地用導体のグループに囲まれてキャリアの
中央部に配設されているのがよい。また、キャリア基板
1個に対して回路チップがLSIチップ1個である半導
体装置、あるいはキャリア基板1個に対して回路チップ
が2個以上である半導体装置のいずれでもよい。
また、キャリア基板内の信号用導体は、コンデンサの側
端面から50μm以上、理想的には100μm以上離れ
て配設されているのがよい。
また、本発明に係るキャリア基板は、比誘電率の比が1
00倍以上の差がある異なる部分を含有する絶縁材層と
、この絶縁材層のうち比誘電率の小さい部分のみに貫設
された1個以上、理想的には100個以上の信号用導体
と、絶縁材層のうち比誘電率の大きい部分を経由して貫
設された1個以上、理想的には100個以上の電源用及
び/または接地用導体と、を備えたものである。
〔作用〕
本発明は、キャリア基板内で信号用導体がコンデンサ部
分を経由せず、電源用及び/または接地用導体のみがコ
ンデンサ部分を経由するので、電気信号は誘電率の低い
部分だけを通過することになり、信号伝播速度の高速化
が繊維される。一方。
電源用及び/または接地用導体はコンデンサの誘電体と
直接接触することにより、該コンデンサの静電容量のロ
スを低減でき、電気信号の波形を改善し、ノイズ量を低
減する。
〔実施例〕
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。第1図は本発明に係るキャリア基板の製造方法を示す
工程図である。最終工程に示した基板が本発明に係るキ
ャリア基板1の断面図である。このキャリア基板1は、
セラミック絶縁材層2内にコンデンサ3が配設されてい
る。このコンデンサ3は誘電体4とその電極5とからな
る。このコンデンサ3の静電容量は0.01μF以上に
設定すればノイズ低減に有効である。その静電容量が0
.01μF未満ではノイズ低限が不充分となる。尚、そ
の静電容量は0.05μF以上であれば、ノイズ低減を
より一層図れるので望ましい。
コンデンサ3の誘電体4の材料としては、比誘電率が高
い程、コンデンサ部の静電容量を大きくすることができ
るので望ましい。比誘電率が500以下でもコンデンサ
を作製することができるが。
層数が少ないと、静電容量が0.01μF未満となり、
ノイズ低減に効果がない。積層数を増加して静電容量を
大きくすることも可能であるが、積層数が5層以上にも
なると、低誘電率材料との複合化が困難になる。従って
、誘電体材料は、比誘電率が500〜20000のもの
で高いほどよい。
尚、20000以上であってもよいことは勿論である。
一方、絶縁材層2の絶縁材料は、その比誘電率を3〜6
に設定するのが、信号伝播速度の高速化を繊維する上で
望ましい。
コンデンサ3の配設位置を通って絶縁材層2に複数(第
1図では4本)の電源用導体6(または接地用導体)が
貫設されている。この導体6はコンデンサ3の誘電体4
と直接接触すると共に電極5と接続されている。一方、
コンデンサ3の配設位置を外して信号用導体7が絶縁材
層2に配設されている。このため、電源用導体と接地用
導体、信号用導体は、それぞれグループ分けをしてセラ
ミックス体中に配置されている。
次に、第1図に示した製造工程の各工程を説明する。先
ずセラミック絶縁材料のグリーンシート8に複数の穴9
を貫設する。この複数の穴9のうちのいくつかは信号用
導体用のものであり、残りは電源用導体(または接地用
導体)用のものである6また誘電体のグリーンシート1
0にも同様の穴11を貫設する。そして、両グリーンシ
ート8゜10の穴に導体ペースト12.13を充填する
そして、グリーンシート8にコンデンサの電極14とな
るもののパターンを印刷する。同様のグリーンシート8
を多数積層できるように多数製造する。次に、誘電体の
グリーンシー)−10を他のグリーンシート8で挾むと
共に各穴位置を合わせて、導体ペースト12.13が同
軸上に並ぶようにする。そして、熱間プレスにより各グ
リーンシート8,10を圧着し、キャリア基板1を製造
する。
以下に、具体的に実施例を示す。尚、以下で、「部」は
重量部を示し、「%」は重量%を示す。
尖許■よ まず、グリーンシートを作るためのスラリーを作る。
原料粉末としては、酸化物に換算して、MgOを9〜1
5%、CaOを0〜5%HA Q 203を35〜45
%、B2O3を40〜55%とし、総量100%となる
ように選んだ組成である平均粒径5μmのガラス粉末と
平均粒径1μmの5iOz粉末を、ガラス粉末95〜4
0%、5iOz粉末5〜6o%の混合比で配合し、この
粉末にメタクリル酸系のバインダ20部、トリクロロエ
チレン124部、テトラクロロエチレン32部、n−ブ
チルアルコール44部を加え、ボールミルで24時時間
式混合してスラリーを作った。次に真空脱気処理により
適当な粘度に調整した。次に、このスラリーをドクター
ブレードを用いてシリコンコートしたポリエステルフィ
ルム上に0.5m厚さに塗布し、その後乾燥して絶縁材
料のグリーンシートを作製した。
次に同様にして、誘電体を原料とした厚さ50μmのグ
リーンシートを作製した。原料として使用した誘電体は
、主成分としてP b O,F azOs。
WOa 、TiO2、Nb20gからなる比誘電率が約
10000のセラミックであった。
第1図に示すように上記で作製したガラス粉とSiOx
粉からなるグリーンシート8に直径100μmの穴9を
あけた。次に誘電体のグリーンシート10に直径100
μmの穴11をあけた。
次に両グリーンシート8,10にあけた穴に適当に粘度
を調整したPdの含有量が15〜30%のAg−Pd導
体ペースト12.13を充填した。
更に第1図に示すように、Pdの含有量が15〜30%
のAg−Pd導体ペーストを用いて、コンデンサの電極
14となるべきパターンをグリーンシート8の中央部に
印刷した。そして、誘電体のグリーンシート10を絶縁
材料のグリーンシート8の中央部に挾み、更に、Ag−
Pd、導体ペーストを充填した絶縁材料の他のグリーン
シート8を複数枚積層した後、熱間プレスにより圧着し
た。
圧着条件は、温度が100℃で、圧力が10kgf/ 
an ”である。このようにして作製した積層板を、バ
インダ抜きのために、100℃/h以下の昇温速度で昇
温し、500″CX3hの脱脂を行った後。
200℃/hの昇温速度で昇温し、900〜1000℃
で焼成した。焼成の雰囲気は大気中であった。
作成したキャリア基板1の中央部に形成されたコンデン
サ3の静電容量は、約0.01μFで、誘電体4の厚さ
は40μmであった。内蔵したコンデンサ3の回りには
クラック及びはがれ等は認められなかった。本実施例に
よれば、キャリア基板1の内部のスルーホール部を伝播
する電気信号はコンデンサ3部分を通過しないため、コ
ンデンサをキャリア基板内の全面に配置し、信号配線の
スルーホールにコンデンサが接している時を基準にして
90%の信号伝播の高速化ができた。なお、本実施例の
キャリア基板の厚さはII[111、スルーホール径は
80μmである。
尖産叢主 実施例1で作成した絶縁材料のグリーンシート8を、実
施例1と同様にしてスルーホールにA、 g−Pd導体
ペーストを充填し、コンデンサ3の電極となるべきパタ
ーンにAg−Pd導体ペーストを印刷した。更に乾燥さ
せた後に実施例1の誘電体の粉末から作製した誘電体ペ
ーストを前記グリーンシート8に印刷し、実施例1と同
様にして、他のグリーンシート8で挾み、実施例1と同
様に複数枚のグリーンシートと共に積層し、圧着して9
00〜1000℃で焼成した。雰囲気は大気中であった
作製したキャリア基板の内部に形成されたコンデンサ3
の静電容量は、約0.02μFで、誘電体4の厚さは2
0μmである。内蔵したコンデンサの回りには、クラッ
ク及びはがれ等は認められなかった。またキャリア基板
に、そり、変形などは認められなかった。
また、本実施例では82%の信号伝播の高速化ができた
去]nt走 酸化物に換算して、5iOzを70〜80%、B2O3
を10〜20%、AQzOaを0〜0.2%K 20 
を0〜5%、ZnOを0〜0.2 %とし、総重量10
0%となるように選んだ組成である平均粒径5μmのガ
ラス粉末と、平抱粒径1μmのAQ20a粉末とを、前
記ガラス粉末90〜60%。
AQzOa粉末10〜40%の混合比で配合し、この粉
末にフタル酸系のバインダ20部、トリクロロエチレン
124部、テトラクロロエチレン32部、n−ブチルア
ルコール44部を加え、ボールミルで24時間混合して
スラリーを作る。更に実施例1と同様にしてグリーンシ
ートを作製した。
更に実施例1と同様にスルーホールにAg−Pd導体ペ
ーストを充填し、更に電極を印刷した。
更に実施例1で作製した誘電体のグリーンシートを実施
例1と同様に絶縁材料のグリーンシートで挾み、積層し
て、圧着した後、900〜950℃で焼成した。雰囲気
は大気中であった。
作製したキャリア基板の中央部に形成したコンデンサの
静電容量は約0.1μFで、誘電体の厚さは40μmで
あった。内蔵したコンデンサの回りには、クラック及び
はがれ等は認められなかった。また、本実施例では、9
0%の信号伝播の高速化ができた。
失立叢土 実施例1〜3で使用したAg−Pd導体ペーストの代わ
りに、金ペーストでスルーホール充填及び電極を形成し
た。内蔵したコンデンサの回りには、クラック及びはが
れ等は認められなかった。
金を使用することにより、マイグレーション等に対する
信頼性の高いコンデンサ内蔵セラミラグキャリア基板が
得られた。スルーホールに誘電体が接している時を基準
にすると、本実施例では遅延時間が10〜18%となっ
て、82〜90%の信号伝播の高速化ができた。
第2図は本発明に係る半導体装置の一実施例を示す断面
図である。第1図に示したキャリア基板1にLSIチッ
プ15が搭載され、ハウジング16によって気密封止さ
れている。LSIチップ15とハウジング16との間に
伝熱ブロック17が配設され、LSIチップ15の発熱
が放熱されるようになっている。尚、ハウジング16に
は図示しないが、冷媒の流路が設けられている。LSI
チップ15は、キャリア基板1の各導体6,7とはんだ
端子18とで接続され、その部分が樹脂19で被着固定
されている。キャリア基板1の他面にも、はんだ端子2
0が各導体6,7の端部に設けられ、他のモジュール基
板に接続できるようになっている。
本実施例は、キャリア基板1が1個に対して、LSIチ
ップ15が1個である。また、コンデンサ3はキャリア
基板1の中央芯部に配設され、電源用導体6はキャリア
基板1の中央部に配設され、一方、信号用導体7はキャ
リア基板1の外周部に配設されている。コンデンサ3を
キャリア基板1の芯部に設けたので、その誘電体4とL
SIチップ15との間隔を小さくでき、ノイズ低減を一
層図ることができる。
また、キャリア基板1内の信号用導体7と、コンデンサ
3の端面との距離D(第3図)は50μm、理想的には
100μm以上とするのが望ましい。第4図はその根拠
を示すものである。信号用導体と、コンデンサを形成す
るための電極の端部との間を、容量にして0.25 p
 F 以下、理想的には0.21 p F 以下にする
ことが、信号用導体への高誘電率層の影響をなくすため
に必要だからである。
第5図は本発明に係る半導体装置の他実施例を示す断面
図である。本実施例では、コンデンサ3はキャリア基板
1の外周の芯部に配設され、電源用導体6はキャリア基
板1の外周部に配設され、信号用導体7はキャリア基板
1の中央部に配設されている。その他の構造は第2図の
ものと同様であるので説明は省略する。
尚、上記半導体装置は、キャリア基板1が1個に対して
LSIチップが1個であるものについて示したが、キャ
リア基板1個に対してLSIチップが2個以上のもので
あってもよいことは勿論である。
第6図は本発明に係る半導体モジュールの要部断面図を
示す。複数のキャリア基板1が、個々に多層配線回路板
からなるモジュール基板21にはんだ端子20によって
接続されている。このモジュール基板も絶縁材層22を
積層して形成されている。23はモジュール基板21内
の信号用導体、24は電源用導体または接地用導体を示
し、25は入力ピンを示す。この半導体モジュールが多
層プリント板26に入力用ピン25によって一体化され
た状態を第7図に示す。ハウジング16には冷媒の流路
27が多数設けられている。28は冷媒の流入口を示す
。また、29は熱伝導ディスク、3oはスルーホールを
示す。
このような半導体モジュールのキャリア基板1にあって
は、(LSIを効率的に駆動させるために、)キャリア
基板の平面内でコンデンサ全体の占める面積を40〜6
0%の範囲とするのが望ましい。また、LSIを駆動さ
せるための電源には数種類あるが、それぞれの電源に対
して、単独に電源電圧及び接地電位を設けたコンデンサ
を設けることにより、よりノイズを低減することができ
る。
第8図は本発明に係るコンピュータ実装装置の斜視図を
示す。半導体モジュールのモジュール基板21が、コネ
クタ31によってバックボード32に一体化され、電気
的に接続されている。このような構造とすることにより
、同時切換ノイズを効果的に低減することができ、大型
計算機の演算速度を90%高速化することができた。
(発明の効果〕 本発明に係るキャリア基板、それを備えた半導体装置、
半導体モジュール等によれば、信号伝播速度を高速化す
ることができ、大型電子計算機などにそれを適用した場
合、キャリア基板内のコンデンサが電気雑音を低減し、
且つ演算速度を高速化することができ、以って計算機全
体の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1A〜ID図は本発明に係るキャリア基板の製造工程
を示す工程図、第2図は本発明に係る半導体装置の断面
図、第3図は第2図の要部拡大断面図、第4図は第3図
の距離と配線に及ぼす静電容量との関係図、第5図は半
導体装置の他実施例を示す断面図、第6図は本発明に係
る半導体モジュールの要部断面図、第7図は第6図に示
したモジュールの使用状態の斜視図、第8図は本発明に
係るコンピュータ実装装置の斜視図を示す。 1・・・キャリア基板、2・・・セラミック絶縁材層、
3・・・コンデンサ、4・・・誘電体、5・・・電極、
6・・・電源用導体(または接地用導体)、7・・・信
号用導体、8・・・絶縁材料のグリーンシート、1o・
・・誘電体のグリーンシート、12.13・・・導体ペ
ースト、15・・・LSIチップ、16・・・ハウジン
グ、21・・・第1図 第2図 15・・・LSIチップ 16・・・ハウジング 17・・・伝熱ブロック 18、20・・・はんだ端子 19・・・樹脂 1・・キャリア基板 2・・・セラミック絶縁材層 3・・コンデ/す 4・・・誘電体 5・・電極 6・・・電源用導体 7・・・信号用導体 第3図 第 図 距離D(μm) 第 図 第 図 ・・電源用導体

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、1個のチップを搭載した半導体チップキャリアにお
    いて、該キャリアが、コンデンサを備えていることと以
    下の構成からなることを特徴とするキャリア基板。 a)第1と第2の主表面をもつセラミックス体であるこ
    と b)セラミックス体の1表面に搭載されたチップに接続
    している電源用導体または/および接地用導体、および
    信号用導体からなる多数の導体を有し、該導体の各々が
    セラミックス体の一方の主表面から他方の主表面へ貫通
    していること c)セラミックス体に埋められた誘電体からなるコンデ
    ンサが、セラミックス体の主表面から離れていること d)セラミックス体に埋められた電極層が誘電体層に接
    触し、コンデンサを形成すること e)電源用導体と接地用導体とがセラミックス体を貫通
    し、誘電体層と接触し、さらに電源用導体と接地用導体
    との間にコンデンサを形成するための電極に接続してい
    ること f)信号用導体が誘電体層とは接触せず、しかも誘電体
    層の側端面から一定距離を有していること 2、信号用導体が、誘電体層の側端面から少なくとも5
    0μm離れていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のキャリア基板。 3、信号用導体が、誘電体層の側端面から少なくとも1
    00μm離れていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のキャリア基板。 4、電源用導体と接地用導体との間の容量が、少なくと
    も0.01μF以上であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のキャリア基板。 5、電源用導体と接地用導体との総数および信号用導体
    の総数は、少なくとも100であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のキヤリア基板。 6、コンデンサを形成する誘電体層の厚さが、100μ
    m以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のキャリア基板。 7、信号用導体と、コンデンサを形成するための電極の
    最も信号用導体に近い端部との間の容量が、0.25p
    F以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のキャリア基板。 8、ガラスセラミックスからなるセラミックス絶縁材層
    を有し、チップキャリアを焼成する際に誘電体層とガラ
    スセラミックスの成分とが互いに拡散することを防ぐた
    めにバリア層を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のキャリア基板。 9、電源用導体または/および接地用導体と、信号用導
    体とが、それぞれグループとして、以下の(a)および
    (b)の条件によつて、セラミックス体の主表面に配設
    されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のキ
    ャリア基板。 (a)電源用導体または/および接地用導体のグループ
    は、信号用導体に囲まれたキャリアの中央部に配設され
    ること (b)信号用導体のグループは、電源用導体または/お
    よび接地用導体に囲まれたキャリアの中央部に配設され
    ること 10、1個のチップを搭載する半導体チップキャリアに
    おいて、 前記キャリアが、セラミックス体を貫通してチップに接
    続している電源用導体または/および接地用導体、およ
    び信号用導体を有していること、 前記導体間にはコンデンサが設けられていること、 該コンデンサが、セラミックス体に埋め込まれた誘電体
    層と電極とで形成されていること、該電極が前記誘電体
    層と接触していること、前記電源用導体と前記接地用導
    体とが、前記信号用導体とは分離されたグループとして
    、電極のコンデンサ設置位置を貫通していること、該コ
    ンデンサが、前記電源用導体と前記接地用導体との間に
    形成されていること、 前記信号用導体が、誘電体層から一定の距離を有し、誘
    電体には接触しないようにグループ配置されていること を特徴とするキャリア基板。 11、各半導体チップが、特許請求の範囲第1項記載の
    キャリア基板上に配設され、さらにそれらの複数個が、
    多層配線回路板上に配置されることを特徴とする半導体
    装置。 12、特許請求の範囲第11項記載の半導体装置と、多
    層配線回路板上に配置されたチップを冷却するための冷
    媒を有するハウジングと、を備えたことを特徴とする半
    導体モジュール。 13、1個のチップを搭載し、キャパシタを内蔵する半
    導体チップキャリアの製造方法において、以下の(a)
    、(b)に記載したグリーンシートにあけられたスルー
    ホールに、導体配線を形成するための導体物質が埋めら
    れ、グリーンシートと導体物質が同時に焼成されること
    を特徴とする半導体チップキャリアの製造方法。 (a)焼成によつてキャパシタを形成するための誘電体
    物質からなる、少なくとも1層のグリーンシート。 (b)誘電体物質からなる、少なくとも1層のグリーン
    シートを埋め込んだ、少なくとも2層以上の絶縁物のグ
    リーンシート、なお、該絶縁物からなるグリーンシート
    は、誘電体物質のグリーンシートよりも面積が大きく、
    信号導体は誘電体層とは接触しない。 14、誘電体物質からなる少なくとも1層のグリーンシ
    ートを、絶縁物からなるグリーンシートの端部から離し
    て、グリーンシート内部に埋め込む工程を有しているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の半導体チ
    ップキャリアの製造方法。 15、絶縁物からなるグリーンシートと、誘電体物質か
    らなるグリーンシートとを、焼成工程において、ほぼ同
    じ温度で収縮の開始及び終了をさせ、かつほぼ同じ収縮
    量にさせることを特徴とする特許請求の範囲第12項記
    載の半導体チップキヤリアの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2011134941A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置及び実装構造
JP2017059778A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 株式会社デンソー 半導体モジュール

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5737818A (en) * 1980-08-11 1982-03-02 Ibm Carrier for chip

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5737818A (en) * 1980-08-11 1982-03-02 Ibm Carrier for chip

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007515809A (ja) * 2003-12-23 2007-06-14 インテル・コーポレーション 薄膜キャパシタ構造を備える集積回路パッケージ基板
JP2011134941A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置及び実装構造
JP2017059778A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 株式会社デンソー 半導体モジュール
WO2017047345A1 (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 株式会社デンソー 半導体モジュール

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