JPH0246755A - 電子パッケージ - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、モジュールと呼ばれている電子パッケージ（
実装体）に関する。

Ｂ、従来の技術 １９８４年６月のコンポーネント、ハイブリッド及びそ
の製造技術に関するＩＥＥＥ）ランザクジョン（ＩＥＥ
Ｅ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｏｍｐｏｎｅ
ｎｔ。

Ｈｙｂｒｉｄｓ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　）の第ＣＨＭＴ−７巻第２号
の１９３頁に記載されている電子パッケージ、または、
モジュールにおいて、集積回路を含む複数個のチップを
実装したシリコン基板が、より大きなセラミック板のほ
ぼ中心に装着されている。このセラミック板は、その境
界部分において、セラミック板の導電ラインを過つて、
シリコン基板の上のチップ接続点に接続されるコネクタ
を含んでいる。

このようなモジュールは、本来独立した複数個の部分品
を相互に接続して組立てられているので、コネクタ・ピ
ンを持つセラミック板とチップとを担持する基板は、独
立した製造ラインにおいて別々に作られねばならず、し
かも、セラミック板にコネクタ・ピンを挿入すること、
またはセラミック板を通してコネクタ・ピンに導電ライ
ンを接続する複雑な処理を必要とするので、このような
モジュールの製造は、従来から複雑で難しい処理を含ん
でいる。このような従来のモジュールを、製造する際に
遭遇する従来のモジュールの持つ他の弱点は、コネクタ
・ピンの配列及び間隔が相互に開運するので、チップが
必要とし、基板上に占めるチップのベース表面よりも、
モジュールのベース表面のほうが、遥かに大きいことで
ある。従って、挿入−引抜き式のカード上に装着される
チップの密度は、チップのベース面によって決められな
いで、約１０倍も大きなコネクタ・ピンの実装密度によ
って決められている。更に、チップで被われる基板面上
に導体ラインを設ける上述した問題のために、コネクタ
・ピンは、チップの真下に直接に設けることが出来ない
。

また、上述した特定のタイプのパッケージ、またはモジ
ュールは、１９８２年５月のＩＢＭテクニカル・ディス
クロージャ・ブレティン第２４巻第１２号の６３８８頁
に記載されている。このモジュールにおいて、チップは
、ビンを担持するプレートを下側に持つ機械的に固定さ
れたインターポーザ上に置かれたシリコン基板上に設け
られている。コネクタ・ピンをチップに電気的に接続す
るために、フラット・ケーブルのような多芯線のケーブ
ルが使用され、この多芯線のケーブルは、シリコン基板
の縁の部分に配列された並列導体から出発して、インタ
ーポーザの側面を迂回して延び、そして、インターポー
ザの下側とビン担持プレートとの間で、ビン担持プレー
トを通って突出するコネクタ・ピンの個々の端部に到達
している。

Ｃ３発明が解決しようとする問題点 チップ及びコネクタ・ピンの間の上述のような導体の配
列によって、チップ及びコネクタ・ピンを接続する導体
は、−コネクタ・ピンと同じようにデザインされたチッ
プの下面を、ビン担持プレート、または同様な素子を介
した複雑なデザインに配列されねばならないことは、最
早や必要はないが、チップに必要なベース表面と、コネ
クタ・ピンに必要なモジュール・ベースの表面との間に
矛盾がある。更に、必要な素子も別々に製造され、そし
て、次に、別々の製造ラインで組立てられねばならない
。

上述の２つの従来のパッケージにおいて、個々の素子が
組立てられた後にしか、それらのパッケージのテストは
行うことが出来ないという不利点を持っており、このこ
とは、組立て後に小さな故障が発見され、これを修理し
たい場合、パッケージを壊さないで再組立てをすること
が出来ないことを意味する。

従って、本発明の目的は、従来よりも製造が複雑でなく
、そして、従来よりも道かに小さな表面領域で、同じか
、または同等の性能を果たすことの出来る上述したタイ
プの電子パッケージ、またはモジュールを提供すること
にある。

Ｄ１問題点を解決するための手段 本発明の特徴は、モジュールの個々の部分が、連続体・
にされた複数の素子、即ち一体化された素子を、実質的
に１つのレベルで処理することが出来るので、モジュー
ルが実質的に１つの製造ラインで製造することが出来る
ことである。ビン・プレートが折り畳み式であると言う
本発明の特徴よって、チップを被っている表面の下に、
すべてのコネクタ・ピンを配列することが出来、これに
より、コネクタ・ピンのためのベース表面を、チップを
被う表面とほぼ等しくすることが出来るので、従来のモ
ジュールで同じ性能のものと比較した時、本発明のモジ
ュールは、遥かに小さなベース面を持っている、即ち遥
かに小型なモジュールであることを意味する。チップを
担持する基板の上か、または下に、ビン・プレートを畏
み込むことが出来、そして、製造の間で、別個に独立し
た素子を１つの面上に配列した特徴によって、例えば直
接に修理を要する軽微な電気的接続の故障がある場合、
モジュールが最終的な形状に形成される前に、折畳み式
のモジュールのテストを行うことにより、発見すること
が出来る。

本発明の実施例によって、基板によって予め決められて
いるベース面は、コネクタ・ピンに最適な状態で嵌め込
むことが出来ることが示されている。

本発明の実施例によると、導体埋込み型接続素子を介す
る最適化された接続によって上述と同様の効果を奏する
ことが示されている。

本発明の実施例によって、挿抜式のカードの現行の配列
に対して好適なモジュールが示されている。

本発明の他の実施例によって、チップの保護を与えるこ
とが出来るモジュールが示されでいる。

本発明の実施例によって、基板に対してビン・プレート
を接続し、固定する簡単で、信頼性ある手段が示されて
いる。また、本発明の実施例によって、パッケージの製
造前、または製造後、モジュールをその初期収態に戻す
ことができる物理的に安定性があり、複雑でない構成を
示しており、この構造によって、パッケージを破壊する
ことなく、モジュールに対して、必要な修理を施すこと
が出来る特徴が示されている。

本発明の実施例によって、ビン・プレート及び板体がパ
ッケージの高さを減少するために、相互に直接に隣接し
て位置付けられることが示されている０本発明の実施例
によって、パッケージを薄くする目的のために、挿抜式
（ブツシュ・ボタン式）接続用に設けられたビンが、コ
ネクタ・ピンとして同時に使用することが出来るように
、挿抜式の接続が備えられていることが示されている。

本発明の実施例によって、個々の素子に使用される材料
が示されている。

本発明の実施例によって、パッケージ、またはモジュー
ルに使用される冷却手段が示されている。

本発明の実施例によって、基板は、第１に合成材料中の
導体のシールドとして使用出来、第２にチップの電流を
配分するのに使用することが出来、第３に基板内のデカ
ップリング・コンデンサを介してデカップリングするた
めに使用することが出来ることが示されている。この条
件によって、製造及びコストに関して更に最適な設計を
することが出来る。

Ｅ、実施例 以下の説明でモジュールと言われる電子パッケージ１１
は、フリップ・チップ・モードに配列され、複数個の集
積回路を含むチップ１３を有する基板１２を含んでいる
。第１図に示した実施例において、チップ・キャリヤ、
即ちチップの担持体を表わす基板１２は、正方形のシリ
コン基板である。

チップ１３と対向して基板１２の表面上に対応して配分
され、そして、基板１２の周辺部分１６乃至１９の夫々
へ導かれている複数の導体、例えば、印刷回路導体が、
この基板上に設けられている。

チップ１３は、はんだボールによって、基板１２上の対
応する導体（図示せず）に、フリップ・チップ・モード
で電気的、機械的に接続されている。

図示の実施例では、３行×３列に配列されたチップ１３
が基板１２上に与えられている。

図示されていないが、基板１２は、導体がバーツナライ
ズされたチップの受容体、即ちチップと接続する導体に
関して個性化された基板であってもよい。

周辺部分１６乃至１９（第１図参照）と対向した位置に
、ビン・プレート２１乃至２４が、相互に離隔して設け
られ、ビン・プレートには、その全面にわたってほぼ平
均に配分された複数個のコネクタ・ピン２６が埋め込ま
れている。ピンプレート２１乃至２４は、例えば化学的
合成材料のような電気的な絶縁材料で作られており、物
理的に硬いものである。

ビン・プレート２１乃至２４の各々は、電気的導体２７
と、可撓性担持体２８とを含む連結素子２９を介して基
板１２の対向する周辺部分１６乃至１９に夫々接続され
ている。可撓性の担持体２８の中で相互に電気的に絶縁
されている導体２７は、例えば熱加圧式の接続法によっ
て、一方の端部１４において、基体１２の対応する導体
に電気的に接続され、そして、他端（図示せず）におい
て、夫々対応するコネクタ・ピン２６に接続されている
。このようにして、ビン・プレート２１乃至２４と、基
板１２上のチップ１３との間に電気的接続が与えられ、
この接続は、物理的な見地から可撓性を持つものである
。

本発明の他の実施例（図示せず）において、ビン・プレ
ート２１乃至２４と、連結素子２９と、可撓性の担持体
２８とを、絶縁された導体を含む基板１２の合成材料層
と共に１つのユニットとして設計することが可能であり
、このユニットによって、チップ１３の一方の側の領域
を他の側の領域に接続することが出来る。

図示された実施例において、ビン・プレート２１乃至２
４は、三角形にされた同一のデザインであり、その面積
の合計は、基板１２の面積にほぼ対応している。これを
換言すれば、三角形のピンプレートが組立てられると、
基板１２の面積に相当する正方形を形成すると言うこと
である。ビン・プレートと基板１２との間の機械的及び
電気的接続は、フラット・ケーブルによって図示の実施
例に示した通りである。勿論、このフラット・ケーブル
に代えて、電気的に導電性を持ち、機械的に可撓性を持
つ他の接続体を使用することが出来る。

第１図及び第２図の右側に示したような折り畳まれてい
ない初期状態において、モジュール１１は、その個々の
素子で構成されているか、またはモジュールの素子が夫
々装着されている。この初期状態において、ビン・プレ
ート２１乃至２４は、基板１２の面とほぼ同一平面にあ
る。

第１図を参照すると、引張り外力抵抗フレーム３０が与
えられていることが示されており、フレーム３０の各独
立した脚部３１乃至３４は、上部パー３６と、下部パー
３７とを含んでおり、上部パー３６と下部パー３７との
間には、コネクタ素子が挟み付けられいる。引張り外力
抵抗フレーム３０は、基板１２の周囲で僅かな間隔を明
けて配列されている。

第２図は、他の２つの素子３８及び３９を示しているが
、この第２図に示した実施例のモジュールを形成する動
作を説明すると第２図の右側に示されているような折り
畳まれていないモジュール１１の初期状態から、第２図
の左側に示されているようなモジュールの最終状態に、
モジュール１１が変化するように、ビン・プレート２１
乃至２４は、第１図の状態では基板１２の上側に、ある
いは、第２図の状態では基板１２の下側に（矢印Ａに示
されたように）折り畳まれる。

素子３８は、１つ以上の部分からなる四角形、または三
角形の板体４１で構成されている。その外側部分４２に
おいて、板体４１は、引張り外力抵抗フレーム３０の夫
々の脚部３１乃至３４の下部３７と嵌合する溝部４３を
持っている。更に、板体４１は、引張り外力抵抗フレー
ム３０が、板体４１に位置付けられた時、基板１２上に
配列されたチップ１３を受は入れる、放射方向で内側に
ある境界部分４２から延びる窪み部分４４を含んでおり
、組立完了時において、この窪み部は、基板１２によっ
て被われる。窪み部４４及び溝４３とは対向する板体の
他の面上に、ビン・プレート２１乃至２４の裏面から僅
かに突出しているコネクタ・ピン２６の端部４７を受は
入れる複数個の凹部４６が示されている。

ビン・プレート２１乃至２４から突出しており、コネク
タ・ピン２６の両端部４７及び４８の間に設けられた環
試のリム４９を持つコネクタ・ピン２６の端部４８は、
ビン・プレートを通って裏面に出る端部４７よりも遥か
に長い、これらのコネクタ・ピンの内の１本であって、
各ビン・プレート２１乃至２４の隅部に配列されるのが
望ましいコネクタ・ピン２６′は、ビン・プレートの裏
面側に長い端部４７′を有しており、この端部４７′は
、ビン・プレート２１乃至２４の折り畳まれた最終状態
において、板体４１の小さな直径の通し孔から突出され
る。ビンの端部４７′の直径と通し孔の直径との関係は
、挿抜可能な差込み型の装着が出来るような寸法関係に
されている。このようにして、各ビン・プレート２１乃
至２４は、板体４１と挿抜可能状態で固定することが出
来、ビン・プレート２１乃至２４の裏面は、板体４１の
下面に対して直接に装着することが出来る。

板体４１は、ビン・プレート２１乃至２４の位置付は手
段として使用され、すべてのビン２６が相互に関して正
しく直線的な間隔で配列され、これにより、モジュール
１１が次のパッケージ、例えばカードにより受は入れら
れることができるのを保証する。

第２図の左側に示したように、ビン・プレート２１乃至
２４と基板１２との間の連結素子２９の長さは、ビン・
プレート２１乃至２４が、板体３８の囲りで基板１２の
下側に折り曲げられて、板体３８の４つの周辺部分すべ
てを取り囲める長さなので、基板１２の下で、コネクタ
・ピン２６は、基板１２上のチップ１３の受は入れ表面
として使用される表面にほぼ対応する面に配列される。

素子３９は、冷却素子であり、その内部表面５１は、引
張り外力抵抗フレーム３０と、板体３８と、基板１２と
に当接し、そして、冷却素子３９を取り巻く保護壁５２
は、コネクタ素子２９を被っている０図示していないが
、冷却素子３９は、素子３８に固定されている。外側の
冷却フィン５３を持つ冷却素子３９は、一体的に作られ
ている。

この構造は、可撓性コネクタ素子２９が引張られるのを
防止し、そして、基板１２に機械的外力が加わるのを防
止する。上述の理由のために、冷却素子３９は、基板１
２に対向する面が基板１２の領域の形と一致するような
部品を含む幾つかの部分品で構成してもよい。

板体４１、またはコネクタ・ピン２６は、冷却素子とし
て使用することも出来る。

更に、ビン・プレート２１乃至２４は、モジュール１１
から外方に常に突出している長いビンの端部４８を第２
図に従って、上方に折り曲げることが出来る。

図示の実施例において、基板１２は四角形として説明さ
れているが、基板１２は、他の任意の多角形にすること
が出来るのは自明である。ビン・プレート２１乃至２４
を形成するために、多角形の基板の表面は、任意の数の
別々の多角形（角部の数がより少ない）に分割すること
が出来、これらの多角形は、組み合わされた時、即ち最
終的に折り畳まれた状態で、基板１２の所定の多角形を
形成するように相互に補充し合う、基板１２の周辺部分
は、直線で構成されていることが望ましいが、若し、異
なった寸法が必要ならば、基板１２は、矩形の関連ビン
・プレートを持ってもよい。

Ｆ０発明の効果 本発明は、半導体モジュールを実質的に１つのレベルで
製造することが出来、性能が同じ従来のモジュールと比
較して、遥かに小型のモジュールを与えることが出来、
加えて、モジュールを壊すことなく修理をすることが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って製造された直後の、折り畳まれ
ていない初期状態にあるモジュールの実施例の底面図、
第２図は、機械的に関連する２つの素子を示すと同時に
、第１図の線ＩＩ　−ＩＩに沿って切断されたモジュー
ルの断面図であって、右側は折り畳まれていない初期状
態を示し、左側は折り畳まれたモジュールの最終状態を
示すモジュールの断面図である。 １１・・・・モジュール、１２・・・・基板、１３・・
・・チップ、２１乃至２４・・・・ビン・プレート、２
６・・・・コネクタ・ピン、２７・・・・電気導体、２
８・・・・可撓性の担持体、２９・・・・連結素子、３
０・・・・引張り外力抵抗フレーム、４１・・・・板体
、３９・・・・冷却素子。 出　願　人　　インターナショナル・ビジネス・マシー
ンズ・コーポレーション 復代理人 弁理士　　篠　　１）　文　　雄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の回路チップ（１３）を載置する表面を有
   する多角形の基板（１２）と、 夫々複数個のコネクタ・ピン（２６）が設けられた複数
   枚のピンプレート（２１〜２４）と、上記多角形の基板
   の外周に配置した上記ピンプレートを、夫々基板の表面
   に対して実質的な同一平面となるように連結し且つ上記
   ピンプレートを上記基板の上側又は下側に折り畳みうる
   ようにするために、可撓性の材料で形成した連結素子（
   ２９）と、 上記可撓性の材料で形成した連結素子に担持されて、上
   記回路チップの端子を上記各コネクタ・ピンへ電気的に
   接続する複数本の導体（２７）と、を備えた電子パッケ
   ージ。
2. （２）上記複数枚のピンプレートを上記基板上に折り畳
   んだとき相互の位置関係を規制するため、上記基板と上
   記折り畳んだピンプレートとの間に挿入される素子であ
   つて、上記ピンプレートの特定部材（４７′）に嵌合し
   て挿抜式連結状態を与える部分（４６′）を有する板体
   （４１）を備えた、請求項第（１）項記載の電子パッケ
   ージ。