JPH0245357B2 - Kibannosetsuzokukozo - Google Patents
KibannosetsuzokukozoInfo
- Publication number
- JPH0245357B2 JPH0245357B2 JP57108478A JP10847882A JPH0245357B2 JP H0245357 B2 JPH0245357 B2 JP H0245357B2 JP 57108478 A JP57108478 A JP 57108478A JP 10847882 A JP10847882 A JP 10847882A JP H0245357 B2 JPH0245357 B2 JP H0245357B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- board
- chip
- solder
- thermal expansion
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 48
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 3
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 3
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000025599 Heat Stress disease Diseases 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
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
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
- Combinations Of Printed Boards (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
本発明は基板の接続構造に係り、特に高密度で
高信頼性に好適な基板の接続構造に関する。 従来の高密度マルチチツプ実装として、例えば
特公昭43−28735号に示される様なSiチツプに多
数個形成された電極とそれを支持する一方の回路
基板の端子部とをはんだで直接接合するCCB法
が知られている。この実装法の問題点はSiチツプ
と支持体との間に熱膨張係数の差に起因する熱歪
が生じ、この熱歪を接続部のはんだが緩和するた
め、はんだは次第に疲労して破断に至ることであ
る。このため、Siチツプと熱膨張係数が大きく異
なる回路基板ははんだが用意に熱疲労するため使
用できない。 第１図ａ，ｂは従来例を示し、１はSiチツプ、
２ははんだバンプ、３はAl2O3多層板、４は
Al2O3多層板の内層のWGペースト導体、５はＷ
ペース導体にNiめつきを２〜3μｍ施した表面配
線導体、１３はスルーホール導体、１８は多層プ
リント基板、６はCu箔リードを示す。第１図ａ
はSiチツプ１とAl2O3多層基板３とをCCB接合し
た一般的なCCB実装構造である。SiとAl2O3３と
の熱膨張係数の差から、10年以上の寿命を保証す
るには最外周のはんだバンプ間距離ｄは５mmまで
しか、許されていない。またAl2O3多層配線基板
３の内部配線導体４はAl2O3グリーンシートと同
時に高温で焼成しなげればならない関係上、Ｗも
しくはMoペースト導体しか使用できないため誘
電率が８〜10と高く、高速計算に支障をきたして
いる。他方、第１図ｂに示すごとく、第１図ａの
Al2O3多層基板の代わりに誘電率の低い多層プリ
ント１８板を用いると、Cu６導体と有機絶縁相
でできているため、誘電率は3.5〜4.5と低く、高
速計算は可能になり上記ａの欠点は改善される。
しかし、多層プリント板（ガラスエポキシ）の熱
膨張係数は10〜12×10-6／℃と高いため、Si（2.5
×10-6／℃）との熱膨張係数の差が大きくなり、
はんだバンプは容易に熱疲労し破壊する欠点があ
る。 本発明の目的は上記欠点を除去し、熱膨張係数
が異なる基板構造において、実装密度及び信頼性
は従来並みに維持し、熱歪を緩和する構造を提供
することにある。 上記目的を達成する本発明の特徴とするところ
は、一対の基板間に両者の中間の熱膨張係数を有
する中継基板を設け、中継基板のスルーホールを
介して一対の基板の電極端子間を接続することに
ある。 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。 実施例 １ 第２図は中継基板となるAl2O3基板の製造工程
を示す図である。焼結された中継基板の厚さは
0.5mm、スルーホール直径は150μｍ、ピツチは
250μｍである。 第３図ａ，ｂはそれぞれグリーンシート１２に
パンチングで穴明けした断面図と平面図を示す。
Siチツプのほぼ全面には250μｍピツチではんだバ
ンプが形成されている。従つて、中継基板のグリ
ーンシートの穴はスルーホールとするため、同様
に焼成された時点で250μｍピツチで形成される。 スルーホール電極１４は第４図ａに示す様にス
ルーホール１３の内壁にホトレジストと化学めつ
き法によりCu１９導体を形成し、はんだ電極４
１を設けることにより形成される。ここではんだ
電極４１はSiチツプ１のCCBはんだバンプ組成
と同じくPb−5wt％Snである。尚、スルーホー
ル導体１４は第４図ｂに示す様に既に焼結された
Al2O3基板にAg、Cuペースト２０を印刷法によ
つてスルーホール１３に充填した後、低温で焼結
して、浸漬はんだめつき４２を施したものであつ
てもよい。スルーホール導体の抵抗値は小さいた
め、Ag、Cuペーストでも実装した場合に計算速
度に影響を与えない。 第５図ａは各基板の接続前の状態、第５図ｂは
接続後の状態を示し、１はSiチツプ、２はPb−
5wt％Sn組成のはんだ、１５は中継基板である
Al2O3基板、１６はPb−60wt％Sn組成のはんだ、
１７ははんだレジスト膜、１８はガラスエポキシ
とCu箔より成る多層プリント基板である。ここ
でSiチツプ１の熱膨張係数αSiは約2.5×10-6／
℃、Al2O3基板１５の熱膨張係数αAl2O3は約7.5
×10-6／℃、多層プリント基板１８の熱膨張係数
は約12×10-6／℃である。 まずSiチツプ１上のPb−5wt％Snはんだバン
プとAl2O3基板１５をロジン系フラツクスを用い
て、最高33℃の温度で接続後、トリクレン、アセ
トンでフラツクスを洗浄する。一方、多層プリン
ト基板１８上の表面相には250μｍのピツチで形
成されたCu箔電極上にPb−5wt％Sn組成のはん
だめつき１６（もしくはペースト）を施し、ボン
デイングし易くするため平坦に保つた状態にして
おく、もしくは再溶融してはんだ中に含まれてい
るガスを放出させると同時に基板の電極上に半球
状のはんだ１６を形成する。先に接合したSiチツ
プ１とAl2O3基板１５は多層プリント基板１８に
位置決め後、220℃の雰囲気炉で接続する。この
時Siチツプ１とAl2O3基板１５とを接続したはん
だ（Pb−5wt％Sn）は融点が約300℃のため、溶
融しない。 第６図は本実施例に於ける耐熱疲労性を示すた
めに、動作中のSiチツプ１の最大温度75℃と室温
との温度履歴を１日１回のサイクルで受けたとき
10年間の寿命を保証する最外周のバンプ間距離ｄ
を示したものである。 はんだバンプの熱疲労寿命Nfは次式によつて
求られる。 Nf＝Ａ／Δγ2 ……(1) Δγ1＝ｄ（αAl2O3−dSi）ΔT／h1 ……(2) Δγ2＝ｄ（αPB−αAl2O3）ΔT／h2 ……(3) はんだバンプの熱疲労寿命Nfは式(1)に示す様
に、せん断歪γの２乗に反比例することが知られ
ている。せん断歪γは式(2)、(3)に示す様に最外周
のバンプ間距離ｄ、はんだ高さｈ、接続される基
板間の熱膨張係数の差Δα及び形状係数ｋ等で決
まる。せ断歪γはSiチツプ１と中継基板１５間に
おいては(2)、中継基板１５と多層プリント基板１
８PB間においては式(3)で与えられる。
高信頼性に好適な基板の接続構造に関する。 従来の高密度マルチチツプ実装として、例えば
特公昭43−28735号に示される様なSiチツプに多
数個形成された電極とそれを支持する一方の回路
基板の端子部とをはんだで直接接合するCCB法
が知られている。この実装法の問題点はSiチツプ
と支持体との間に熱膨張係数の差に起因する熱歪
が生じ、この熱歪を接続部のはんだが緩和するた
め、はんだは次第に疲労して破断に至ることであ
る。このため、Siチツプと熱膨張係数が大きく異
なる回路基板ははんだが用意に熱疲労するため使
用できない。 第１図ａ，ｂは従来例を示し、１はSiチツプ、
２ははんだバンプ、３はAl2O3多層板、４は
Al2O3多層板の内層のWGペースト導体、５はＷ
ペース導体にNiめつきを２〜3μｍ施した表面配
線導体、１３はスルーホール導体、１８は多層プ
リント基板、６はCu箔リードを示す。第１図ａ
はSiチツプ１とAl2O3多層基板３とをCCB接合し
た一般的なCCB実装構造である。SiとAl2O3３と
の熱膨張係数の差から、10年以上の寿命を保証す
るには最外周のはんだバンプ間距離ｄは５mmまで
しか、許されていない。またAl2O3多層配線基板
３の内部配線導体４はAl2O3グリーンシートと同
時に高温で焼成しなげればならない関係上、Ｗも
しくはMoペースト導体しか使用できないため誘
電率が８〜10と高く、高速計算に支障をきたして
いる。他方、第１図ｂに示すごとく、第１図ａの
Al2O3多層基板の代わりに誘電率の低い多層プリ
ント１８板を用いると、Cu６導体と有機絶縁相
でできているため、誘電率は3.5〜4.5と低く、高
速計算は可能になり上記ａの欠点は改善される。
しかし、多層プリント板（ガラスエポキシ）の熱
膨張係数は10〜12×10-6／℃と高いため、Si（2.5
×10-6／℃）との熱膨張係数の差が大きくなり、
はんだバンプは容易に熱疲労し破壊する欠点があ
る。 本発明の目的は上記欠点を除去し、熱膨張係数
が異なる基板構造において、実装密度及び信頼性
は従来並みに維持し、熱歪を緩和する構造を提供
することにある。 上記目的を達成する本発明の特徴とするところ
は、一対の基板間に両者の中間の熱膨張係数を有
する中継基板を設け、中継基板のスルーホールを
介して一対の基板の電極端子間を接続することに
ある。 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。 実施例 １ 第２図は中継基板となるAl2O3基板の製造工程
を示す図である。焼結された中継基板の厚さは
0.5mm、スルーホール直径は150μｍ、ピツチは
250μｍである。 第３図ａ，ｂはそれぞれグリーンシート１２に
パンチングで穴明けした断面図と平面図を示す。
Siチツプのほぼ全面には250μｍピツチではんだバ
ンプが形成されている。従つて、中継基板のグリ
ーンシートの穴はスルーホールとするため、同様
に焼成された時点で250μｍピツチで形成される。 スルーホール電極１４は第４図ａに示す様にス
ルーホール１３の内壁にホトレジストと化学めつ
き法によりCu１９導体を形成し、はんだ電極４
１を設けることにより形成される。ここではんだ
電極４１はSiチツプ１のCCBはんだバンプ組成
と同じくPb−5wt％Snである。尚、スルーホー
ル導体１４は第４図ｂに示す様に既に焼結された
Al2O3基板にAg、Cuペースト２０を印刷法によ
つてスルーホール１３に充填した後、低温で焼結
して、浸漬はんだめつき４２を施したものであつ
てもよい。スルーホール導体の抵抗値は小さいた
め、Ag、Cuペーストでも実装した場合に計算速
度に影響を与えない。 第５図ａは各基板の接続前の状態、第５図ｂは
接続後の状態を示し、１はSiチツプ、２はPb−
5wt％Sn組成のはんだ、１５は中継基板である
Al2O3基板、１６はPb−60wt％Sn組成のはんだ、
１７ははんだレジスト膜、１８はガラスエポキシ
とCu箔より成る多層プリント基板である。ここ
でSiチツプ１の熱膨張係数αSiは約2.5×10-6／
℃、Al2O3基板１５の熱膨張係数αAl2O3は約7.5
×10-6／℃、多層プリント基板１８の熱膨張係数
は約12×10-6／℃である。 まずSiチツプ１上のPb−5wt％Snはんだバン
プとAl2O3基板１５をロジン系フラツクスを用い
て、最高33℃の温度で接続後、トリクレン、アセ
トンでフラツクスを洗浄する。一方、多層プリン
ト基板１８上の表面相には250μｍのピツチで形
成されたCu箔電極上にPb−5wt％Sn組成のはん
だめつき１６（もしくはペースト）を施し、ボン
デイングし易くするため平坦に保つた状態にして
おく、もしくは再溶融してはんだ中に含まれてい
るガスを放出させると同時に基板の電極上に半球
状のはんだ１６を形成する。先に接合したSiチツ
プ１とAl2O3基板１５は多層プリント基板１８に
位置決め後、220℃の雰囲気炉で接続する。この
時Siチツプ１とAl2O3基板１５とを接続したはん
だ（Pb−5wt％Sn）は融点が約300℃のため、溶
融しない。 第６図は本実施例に於ける耐熱疲労性を示すた
めに、動作中のSiチツプ１の最大温度75℃と室温
との温度履歴を１日１回のサイクルで受けたとき
10年間の寿命を保証する最外周のバンプ間距離ｄ
を示したものである。 はんだバンプの熱疲労寿命Nfは次式によつて
求られる。 Nf＝Ａ／Δγ2 ……(1) Δγ1＝ｄ（αAl2O3−dSi）ΔT／h1 ……(2) Δγ2＝ｄ（αPB−αAl2O3）ΔT／h2 ……(3) はんだバンプの熱疲労寿命Nfは式(1)に示す様
に、せん断歪γの２乗に反比例することが知られ
ている。せん断歪γは式(2)、(3)に示す様に最外周
のバンプ間距離ｄ、はんだ高さｈ、接続される基
板間の熱膨張係数の差Δα及び形状係数ｋ等で決
まる。せ断歪γはSiチツプ１と中継基板１５間に
おいては(2)、中継基板１５と多層プリント基板１
８PB間においては式(3)で与えられる。
【表】
表１は多層プリント基板PBにAl2O3中継基板
を使用した場合のCCBはんだバンプの耐熱疲労
寿命10年を保証する最外周のバンプ間距離ｄを示
したものである。従来のSiチツプを多層プリント
基板PBに直接CCB接続した場合の10年の寿命を
保証する寸法ｄは2.5mmで、大型チツプには使え
ない構造である。 一方、本実施例に於いては、Siチツプ１と多層
プリント基板１８の間に、熱膨張係数が両者の間
であるAl2O3基板１５（αSi＜αAl2O3＜αPB）を
設けているので、はんだの熱疲労が少なく、熱歪
はAl2O3基板１５によつて緩和される。従つて、
Siチツプの最外周バンプ間距離ｄは表１に示すよ
うに５mmまで可能となり、Siチツプの大型化が実
現できる。 さらに、Siチツプ１と多層プリント基板１８と
はAl2O3基板１５のスルーホールを介してCCB接
続されているので、実装密度が低下することもな
い。 また、多層プリント基板１８はAl2O3基板と比
較して、高密化が容易で、かつ低コストであり、
さらに誘電率が低いため、計算スピードに優れて
いる。 また、本実施例の場合は多層プリント基板１８
はガラスエポキシ材であつたが、さらにシリカ等
のフイラーを入れて低膨張化することが可能であ
ることから、Al2O3基板１５と多層プリント基板
１８間のはんだ熱疲労寿命の安全率は高くなる。 一般に中継基板と多層プリント基板間の熱膨張
係数の差はSiチツプと中継基板間の熱膨張係数の
差よりも小さくなることにより、後者の寿命が大
になるように設計する。 第７図は本実施例により高密度実装した場合の
ヒートシンク構造を組合せたモジユール断面図で
ある。 第７図ａに於いて、６は取付枠、７は水冷取付
枠、８は冷却水、９はHeガス、１０ははんだ封
止部、１１は多層プリント基板１８の出力ピン、
２２は液体金属、２３はベローズ、２４はヒート
シンク、２５は取付ボルトであり、第５図と同一
符号は同一物及び相当物を示す。 Siチツプ１の発生した熱は大部分、液体金属２
２をつつんだベローズ２３を介して、水冷された
面と接したヒートシンク２４に伝えられる。一部
はCCBのはんだバンプ２を介してAl2O3基板１５
に伝えられ、熱放散される。多層プリント基板１
８はコネクターに差込むための出力ピン１１がは
んだ付されている。尚、第７図ｂに示す様にこの
ピン構造はピン固定枠２６を設けて多層プリント
基板の端子にはんだ２７付した構造も可能であ
る。 内部は不活性で熱伝導性の優れたHeガス９が
封止されている。ベローズ２３のばね強さははん
だが圧縮力でクリープしない力で変形できる程度
に設計されている。 第８図はAl2O3基板１５として、Siチツプ１と
同一寸法A′およびSiチツプ１より大きな寸法Ａ
を用いた場合の熱抵抗を比較するために、中心部
０−0′の温度を測定したもので、中継基板として
のAl2O3基板１５を大きくすることは中継基板の
表面積が大きくなり、熱放散性に優れた効果があ
ることがわかる。 即ち、Al2O3基板の表面積を、Siチツプの表面
積より大きくとることにより、熱歪がより緩和さ
れる。 実施例 ２ 本実施例に於いては、第９図に示す様に、Siチ
ツプ１（αSi2.5×10-6／℃）主表面に配置され
る複数の電極端子と、Al2O3基板１５０（αAl2O3
7.5×10-6／℃）主表面に配置される複数の電
極端子とをはんだによつて接続する場合に、Siチ
ツプ１とAl2O3基板１５０との間に、中継基板と
して熱膨張係数が両者の間にあるSiC基板２００
（αSiC４×10-6／℃）を設けている。 第１図に示す様な、Siチツプ１とAl2O3多層基
板を直接CCB接続する従来例に於いては、10年
間の寿命を保証するためには、Siチツプの最外周
はんだバンプ間距離最大５mmまでであつたが、本
実施例に於いては、SiC基板２００によつて、熱
歪が緩和されるので、表２に示す様にｄは７mmま
で可能となり、Siチツプの大型化が更に図れる。
を使用した場合のCCBはんだバンプの耐熱疲労
寿命10年を保証する最外周のバンプ間距離ｄを示
したものである。従来のSiチツプを多層プリント
基板PBに直接CCB接続した場合の10年の寿命を
保証する寸法ｄは2.5mmで、大型チツプには使え
ない構造である。 一方、本実施例に於いては、Siチツプ１と多層
プリント基板１８の間に、熱膨張係数が両者の間
であるAl2O3基板１５（αSi＜αAl2O3＜αPB）を
設けているので、はんだの熱疲労が少なく、熱歪
はAl2O3基板１５によつて緩和される。従つて、
Siチツプの最外周バンプ間距離ｄは表１に示すよ
うに５mmまで可能となり、Siチツプの大型化が実
現できる。 さらに、Siチツプ１と多層プリント基板１８と
はAl2O3基板１５のスルーホールを介してCCB接
続されているので、実装密度が低下することもな
い。 また、多層プリント基板１８はAl2O3基板と比
較して、高密化が容易で、かつ低コストであり、
さらに誘電率が低いため、計算スピードに優れて
いる。 また、本実施例の場合は多層プリント基板１８
はガラスエポキシ材であつたが、さらにシリカ等
のフイラーを入れて低膨張化することが可能であ
ることから、Al2O3基板１５と多層プリント基板
１８間のはんだ熱疲労寿命の安全率は高くなる。 一般に中継基板と多層プリント基板間の熱膨張
係数の差はSiチツプと中継基板間の熱膨張係数の
差よりも小さくなることにより、後者の寿命が大
になるように設計する。 第７図は本実施例により高密度実装した場合の
ヒートシンク構造を組合せたモジユール断面図で
ある。 第７図ａに於いて、６は取付枠、７は水冷取付
枠、８は冷却水、９はHeガス、１０ははんだ封
止部、１１は多層プリント基板１８の出力ピン、
２２は液体金属、２３はベローズ、２４はヒート
シンク、２５は取付ボルトであり、第５図と同一
符号は同一物及び相当物を示す。 Siチツプ１の発生した熱は大部分、液体金属２
２をつつんだベローズ２３を介して、水冷された
面と接したヒートシンク２４に伝えられる。一部
はCCBのはんだバンプ２を介してAl2O3基板１５
に伝えられ、熱放散される。多層プリント基板１
８はコネクターに差込むための出力ピン１１がは
んだ付されている。尚、第７図ｂに示す様にこの
ピン構造はピン固定枠２６を設けて多層プリント
基板の端子にはんだ２７付した構造も可能であ
る。 内部は不活性で熱伝導性の優れたHeガス９が
封止されている。ベローズ２３のばね強さははん
だが圧縮力でクリープしない力で変形できる程度
に設計されている。 第８図はAl2O3基板１５として、Siチツプ１と
同一寸法A′およびSiチツプ１より大きな寸法Ａ
を用いた場合の熱抵抗を比較するために、中心部
０−0′の温度を測定したもので、中継基板として
のAl2O3基板１５を大きくすることは中継基板の
表面積が大きくなり、熱放散性に優れた効果があ
ることがわかる。 即ち、Al2O3基板の表面積を、Siチツプの表面
積より大きくとることにより、熱歪がより緩和さ
れる。 実施例 ２ 本実施例に於いては、第９図に示す様に、Siチ
ツプ１（αSi2.5×10-6／℃）主表面に配置され
る複数の電極端子と、Al2O3基板１５０（αAl2O3
7.5×10-6／℃）主表面に配置される複数の電
極端子とをはんだによつて接続する場合に、Siチ
ツプ１とAl2O3基板１５０との間に、中継基板と
して熱膨張係数が両者の間にあるSiC基板２００
（αSiC４×10-6／℃）を設けている。 第１図に示す様な、Siチツプ１とAl2O3多層基
板を直接CCB接続する従来例に於いては、10年
間の寿命を保証するためには、Siチツプの最外周
はんだバンプ間距離最大５mmまでであつたが、本
実施例に於いては、SiC基板２００によつて、熱
歪が緩和されるので、表２に示す様にｄは７mmま
で可能となり、Siチツプの大型化が更に図れる。
【表】
SiC基板とほぼ等しい熱膨張係数を有する中継
基板として、ムライト（3Al2O3・2SiO2）にガラ
スを混入した基板（熱膨張係数5.0×10-6／℃）
を使用すればｄは10mmまで可能となる。 実施例 ３ 多層プリント基板の材質としてガラスエポキシ
が一般的であるが、この他に、さらに低膨張率を
有するケブラークロス、ケブラー・ガラスクロス
のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の各種の組合
せが可能である。ケブラー・ガラスクロスのエポ
キシ樹脂系多層プリント基板の熱膨張係数は８×
10-6／℃と低く、中継基板として、SIC（αSiC＝
４×10-6／℃）、もしくは、ムライト・ガラス基
板（αムライト＝５×10-6／℃）を使用すること
により、計算速度も大で、かつ、大型CCB実装
が可能となる。 以上述べた様に、本発明によれば、基板間の熱
歪が緩和できる基板の接続構造を得ることができ
る。
基板として、ムライト（3Al2O3・2SiO2）にガラ
スを混入した基板（熱膨張係数5.0×10-6／℃）
を使用すればｄは10mmまで可能となる。 実施例 ３ 多層プリント基板の材質としてガラスエポキシ
が一般的であるが、この他に、さらに低膨張率を
有するケブラークロス、ケブラー・ガラスクロス
のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の各種の組合
せが可能である。ケブラー・ガラスクロスのエポ
キシ樹脂系多層プリント基板の熱膨張係数は８×
10-6／℃と低く、中継基板として、SIC（αSiC＝
４×10-6／℃）、もしくは、ムライト・ガラス基
板（αムライト＝５×10-6／℃）を使用すること
により、計算速度も大で、かつ、大型CCB実装
が可能となる。 以上述べた様に、本発明によれば、基板間の熱
歪が緩和できる基板の接続構造を得ることができ
る。
第１図は従来の基板の接続構造を示す断面図、
第２図は本発明の第１の実施例に用いるAl2O3基
板の製造工程を示す図、第３図は本発明の第１の
実施例に用いるAl2O3基板のグリーンシートの断
面図及び平面図、第４図は本発明の第１の実施例
に用いるAl2O3基板のスルーホールの拡大断面
図、第５図は本発明の第１の実施例を示す断面
図、第６図は本発明の第１の実施例の効果を説明
する図、第７図は本発明の第１の実施例を用いた
モジユール断面図、第８図は本発明の第１の実施
例の効果を説明する図、第９図は本発明の第２の
実施例を示す図である。 １……Siチツプ、１５……Al2O3基板、１８…
…多層プリント基板。
第２図は本発明の第１の実施例に用いるAl2O3基
板の製造工程を示す図、第３図は本発明の第１の
実施例に用いるAl2O3基板のグリーンシートの断
面図及び平面図、第４図は本発明の第１の実施例
に用いるAl2O3基板のスルーホールの拡大断面
図、第５図は本発明の第１の実施例を示す断面
図、第６図は本発明の第１の実施例の効果を説明
する図、第７図は本発明の第１の実施例を用いた
モジユール断面図、第８図は本発明の第１の実施
例の効果を説明する図、第９図は本発明の第２の
実施例を示す図である。 １……Siチツプ、１５……Al2O3基板、１８…
…多層プリント基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一方の基板の主表面に配置される多数個の一
方の電極端子と、上記一方の基板より大きい熱膨
張係数を有する他方の基板の主表面に配置される
多数個の他方の電極端子とが、それぞれ対応する
ように金属材料によつて接続されるものに於い
て、上記一方の基板と上記他方の基板との間に、
上記一方の基板の熱膨張係数より大きくかつ上記
他方の基板の熱膨張係数より小さい熱膨張係数を
有する中継基板を設け、該中継基板に形成される
多数個のスルーホールを介して、上記一方の電極
端子と上記他方の電極端子とが接続されることを
特徴とする基板の接続構造。 ２ 特許請求の範囲第１項に於いて、上記中継基
板の表面積は、上記一方の基板の表面積より大き
いことを特徴とする基板の接続構造。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に於い
て、上記一方の基板はSiチツプであり、上記他方
の基板は多層プリント基板であり、上記中継基板
はAl2O3系基板であることを特徴とする基板の接
続構造。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項に於い
て、上記一方の基板はSiチツプであり、上記他方
の基板はAl2O3系基板であり、上記中継基板は
SiC基板であることを特徴とする基板の接続構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57108478A JPH0245357B2 (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Kibannosetsuzokukozo |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57108478A JPH0245357B2 (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Kibannosetsuzokukozo |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59996A JPS59996A (ja) | 1984-01-06 |
| JPH0245357B2 true JPH0245357B2 (ja) | 1990-10-09 |
Family
ID=14485768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57108478A Expired - Lifetime JPH0245357B2 (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Kibannosetsuzokukozo |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0245357B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011054875A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Fujitsu Ltd | 電子装置及びその製造方法 |
| WO2013030931A1 (ja) | 2011-08-29 | 2013-03-07 | 日本碍子株式会社 | 積層焼結セラミック配線基板、及び当該配線基板を含む半導体パッケージ |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60239047A (ja) * | 1984-01-30 | 1985-11-27 | アンプ インコーポレーテッド | 組立体 |
| JPS613497A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-09 | 富士通株式会社 | 異種複合プリント板の電気接続構造 |
| JPS61269396A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | 株式会社日立製作所 | 多層配線基板の製造方法 |
| WO1987000686A1 (en) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Connection terminals between substrates and method of producing the same |
| JPS62136865A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | Hitachi Ltd | モジユ−ル実装構造 |
| JPS6324696A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-02 | 日本電気株式会社 | 高多層配線基板 |
| US5299730A (en) * | 1989-08-28 | 1994-04-05 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for isolation of flux materials in flip-chip manufacturing |
| US5135606A (en) * | 1989-12-08 | 1992-08-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for preparing electrical connecting member |
| US5145552A (en) * | 1989-12-21 | 1992-09-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for preparing electrical connecting member |
| JP3116273B2 (ja) * | 1996-04-26 | 2000-12-11 | 日本特殊陶業株式会社 | 中継基板、その製造方法、基板と中継基板と取付基板とからなる構造体、基板と中継基板の接続体 |
| JP3038644B2 (ja) * | 1996-07-17 | 2000-05-08 | 日本特殊陶業株式会社 | 中継基板、その製造方法、中継基板付き基板、基板と中継基板と取付基板とからなる構造体、その製造方法およびその構造体の分解方法 |
| WO2001076332A1 (fr) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Fujitsu Limited | Carte de circuit |
| JP4771808B2 (ja) * | 2003-09-24 | 2011-09-14 | イビデン株式会社 | 半導体装置 |
| JP2005123548A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-05-12 | Ibiden Co Ltd | インターポーザ、多層プリント配線板 |
| EP1887846A4 (en) | 2005-06-30 | 2010-08-11 | Ibiden Co Ltd | CIRCUIT BOARD |
| CN101171894B (zh) | 2005-06-30 | 2010-05-19 | 揖斐电株式会社 | 印刷线路板 |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP57108478A patent/JPH0245357B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011054875A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Fujitsu Ltd | 電子装置及びその製造方法 |
| WO2013030931A1 (ja) | 2011-08-29 | 2013-03-07 | 日本碍子株式会社 | 積層焼結セラミック配線基板、及び当該配線基板を含む半導体パッケージ |
| US8421215B2 (en) | 2011-08-29 | 2013-04-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Laminated and sintered ceramic circuit board, and semiconductor package including the circuit board |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59996A (ja) | 1984-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6262489B1 (en) | Flip chip with backside electrical contact and assembly and method therefor | |
| JPH0245357B2 (ja) | Kibannosetsuzokukozo | |
| KR940001283B1 (ko) | 세라믹팩형 반도체 장치 및 그의 조립방법 | |
| JP2751912B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH10256315A (ja) | 半導体チップ付着パッドおよび形成方法 | |
| US20120162928A1 (en) | Electronic package and method of making same | |
| JP2004266074A (ja) | 配線基板 | |
| JPS622587A (ja) | ハイパワ−用混成集積回路 | |
| JP2007173862A (ja) | 中継基板、半導体素子付き中継基板、中継基板付き基板、半導体素子と中継基板と基板とからなる構造体 | |
| JP2002184942A (ja) | 実装基板 | |
| JP2000261110A (ja) | プリント配線基板およびこれを用いた半導体実装装置 | |
| JPH0773110B2 (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JP5246038B2 (ja) | 回路基板 | |
| JP2005191075A (ja) | 中継基板及びその製造方法、中継基板付き基板 | |
| JP3450838B2 (ja) | 電子部品の実装体の製造方法 | |
| JP3563170B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3872236B2 (ja) | 配線基板およびその実装構造 | |
| JP2699932B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH10256413A (ja) | 半導体パッケージ | |
| JPH10116927A (ja) | 接続端子及びその形成方法 | |
| JPH0637438A (ja) | 混成集積回路 | |
| JP2000252324A (ja) | 半導体パッケージおよび半導体パッケージ製造方法 | |
| JP3258564B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| RU1496565C (ru) | Способ монтажа кристаллов на облуженные платы микросборок | |
| JP2521624Y2 (ja) | 半導体装置 |