JPH03212961A - 半導体チップキャリア - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体チップの搭載に用いられる半導体チ
ップキャリアに関するものであり、特に放熱性に優れた
半導体チップキャリアに［辷するものである。

〔従来の技術〕

半導体チップキャリアを構成する絶縁層には、ガラス布
を基材としたエポキシ樹脂積層板などのプリント配線板
が、近年用いられるようになってきている。しかし、こ
のようなプリント配線板では熱の伝導性が悪く、良好に
放熱をすることができない。

先に本発明者らは、特開昭６２−５２９９２において、
絶縁層に金属板を挿入して配設し、この金属板の一部を
外部に露出させ、放熱性を良好にした樹脂積層板のプリ
ント配線板から構成される半導体チップキャリアを提供
した。このものに半導体チップを搭載し実装した使用例
を第４図に示す。

このものは、絶縁層１が金属板１４の周縁部から中央よ
りの部分まで被覆し、金属板１４の中央部分を中心に絶
縁層のない凹部が形成され、これらの凹部の底面および
、その近傍には前記金属板１４が露出してなり、一方の
第１の凹部１５は放熱用に、他方の第２の凹部１６は半
導体チップ７搭載用にそれぞれ設けられてなることを特
徴とする半導体チップキャリアで、金属板１４が凹部で
外部に露出しているために良好な放熱性と絶縁層ｌが金
ＪｉＦｉ１４の周縁部より中央よりの部分まで被覆して
いることによりプリント配線板の絶縁層１に配設された
端子ピン１０の領域より内側に挿入された金属板１４の
動きを阻止し、さらに絶縁層１と金属板１４に生ずる隙
間を密閉して耐湿性を高めた半導体チップキャリアとし
たところにその効果があった。

ところが、半導体チップの高速化、高集積化、高機能化
による半導体チップの発熱量の増大に伴って、熱放散性
の一層優れた半導体チップキャリアの造出かますます大
きく期待さる中で、前記の半導体チップキャリアにおい
ては、絶縁層に挿入された金属板の拡大化には、同し絶
縁層に配設された端子ピンとの接触と言う制限があった
。また、放熱効果を大きくするために、後から改めて外
部放熱体１７を前記半導体チップキャリアに取り付けね
ばならなかった。しかも、金属板１４が絶縁層ｌの表面
より窪んでいるために外部放熱体１７の取り付は部が放
熱用の凹部１５より小さな外部放熱体１７に制限され、
熱伝導のボトルネックを形成することになり円滑な熱の
移動が阻止される問題があった。

Ｃ発明が解決しようとする！ＩＮ） 熱放散性をさらに一層高めるために、放熱体となる金属
板や外部放熱体に加わった大きさの形状の制限を解除す
るとともに、外部放熱体を半導体チップキャリアに改め
て取り付ける必要のない構造の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、導体回導体回路
および貫通孔が形成された絶縁層と、この絶縁層の表面
に接着層を介して配設された放熱体とを存し、この放熱
体と前記ｔｉ＠縁層の貫通孔とによって形成される凹部
の反対面の放熱体の部分が略平板状であることを特徴と
する半導体チップキャリアを提供するものである。

〔実施例〕

以下に、本発明を図面に基づい説明する。

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
Ｘ−Ｙ断面図である。第２図の半導体チップキャリアは
絶縁層ｌに接Ｍ層５を介して配設された放熱体２．この
放熱体２で絶縁Ｎｌの貫通孔３を塞ぐことで形成された
半導体チップ７搭載用の凹部４を有する。この凹部４の
底面に露出する放熱体２に半導体チップ７を搭載すると
半導体チップ７から発生する熱は放熱体２に吸収され放
熱体２、および、放熱体２のフィン１１がら空気中に効
率よく放熱される。このことによって半導体チップ７の
高集積化、高ａ能化、高速化に対応可能となる。

なお、凹部４の形状は、四角柱状が一般的であるが、特
に制限するものではなく円柱など任意の形状を用いるこ
とができる。

放熱体２において、この四部４の反対面の放熱体２の部
分は放熱用のフィン１１が形成されてなく、略平板な面
６を有する必要がある。その理由は、前記凹部４に半導
体チップ７を搭載した後、半導体チップ７と絶縁層１の
表面に配設された導体回路８の一端とを、金属線１３で
接続するワイヤーボンデング時に、その接合のために、
第３図の使用例に示すように半導体チップ７の搭載面の
反対側からヒーターブロック９で１００〜２００°Ｃ程
度に加熱する必要があり、このために半導体チップ７が
搭載された放熱体２の搭載面と反対面に、ヒーターブロ
ック９を略平面同士で設定するのが加工上、熱の移動上
、適当であるからである。

凹部４の底面の放熱体２に搭載された半導体チップ７と
絶縁層１の表面定形酸された導体回路８とは金線１３を
介して接続され、さらに、この導体回路８は外部端子と
して働く端子ピン１０を挿入するための絶縁層１に形成
されたスルホール１２のスルホールメッート層に接続し
ている。

上記構成の半導体チップキャリアにおいて、半導体チッ
プキャリアの形態としては、絶縁層１に対して放熱体２
が配設される側と反対側に端子ピンが突出したものが、
放熱を高めるのには好ましい、その理由は、この半導体
チップキャリアをマザーボードに実装時したとき、放熱
体が外気に露出するから、また、放熱体が端子ピンの配
設領域による制限を受けないで大きいものが作り得るか
らである。

また、放熱体２の形状も角柱で側面フィンを有するもの
、あるいは円柱で上面フィンを有するもまた、これらの
組合せなど一般にヒートシンクとして用いられているも
のを用いることができる。

次に、使用材料について述べると、第２図の半導体チッ
プキャリアを構成する絶縁層１には、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硬化した絶縁材料
が用いられる。ここで絶縁材料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、フェノール樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ＰＰＯ樹脂などが適している。なお絶縁材
料の基材としては、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Ｉに接着される放熱体２としては、例えば窒化ア
ルミ、炭化硅素、アルミナなどのセラミックや銅板、銅
合金板、銅−インバー−銅合金板、鉄−ニッケル合金板
、その他綱板、鉄板、アルミニウム板などを使用するこ
とができる。なお、前記のヒータープロンク９での加熱
時の熱を良く伝え、かつ加熱、冷却による、寸法変化率
が半導体チップのシリコンウェハー材と近偵であれば、
半導体チップに作用する寸法変化の応力が小さく、半導
体チップの割れなども生じにくい。したがって、半導体
チップが搭載される放熱体の材料としては、セラミック
材料を好ましい材料としてあげることができる。

接着層５を形成する接着剤としてはエポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂、および、これらの変性樹脂を用いることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明に係る半導体チンプキャリアは叙述の如く、導体
回路および貫通孔が形成された絶縁層と、この絶縁層の
表面に接着層を介し、貫通孔を塞いで配設された放熱体
とを有し、この放熱体と前記絶縁層の貫通孔とによって
形成される凹部の反対面の放熱体の部分が略平板状であ
る半導体チップキャリアによって、放熱体となる金属板
や外部放熱体に加わった大きさの形状の制限を解除でき
るとともに、外部放熱体を半導体チップキャリアに改め
て取り付ける必要のない外部放熱体に直接半導体チップ
を搭載できる構造となり、熱放散性をさりに一層高める
ことができ、半導体チップの高集積化、高機能化、高速
化によって増大する半導体チップの発熱に対応が可能な
半導体チップキャリアとなるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図はその
ｘ−ｙ断面図、 第３図はその使用例の断面図、 第４図は一従来例の断面図をそれぞれ示す。 ■・・・絶縁層　　　　　　２・・・放熱体３・・・貫
通孔　　　　　　４・・・凹部５・・・接着層　　　　
　　６・・・面７・・・半導体チップ　　　８・・・導
体回路９・・・ヒ タブロック １０・・・端子ピン １１・・・フィン １２・・・スルホール ３・・・金線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体回路および貫通孔が形成された絶縁層と、こ
   の絶縁層の表面に接着層を介し、貫通孔を塞いで配設さ
   れた放熱体とを有し、この放熱体と前記絶縁層の貫通孔
   とによって形成される凹部の反対面の放熱体の部分が略
   平板状であることを特徴とする半導体チップキャリア。
2. （２）前記放熱体がセラミックで形成されたものである
   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
   。