JPH05198708A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH05198708A
JPH05198708A JP980792A JP980792A JPH05198708A JP H05198708 A JPH05198708 A JP H05198708A JP 980792 A JP980792 A JP 980792A JP 980792 A JP980792 A JP 980792A JP H05198708 A JPH05198708 A JP H05198708A
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JP
Japan
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semiconductor chip
flexible wiring
package
wiring board
integrated circuit
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JP980792A
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English (en)
Inventor
Kunizo Sawara
邦造 佐原
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition 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
    • H01L2224/16221Disposition 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
    • H01L2224/16225Disposition 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

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチチップ実装に好適な高放熱、高信頼L
SIパッケージを提供する。 【構成】 リング状に成形したフレキシブル配線基板6
上にCCBバンプ7を介して半導体チップ4を実装する
と共に、半導体チップ4の背面を放熱板2に半田付け
し、フレキシブル配線基板6の配線5と電気的に接続さ
れた外部端子11を有するパッケージ基板1と放熱板2
とによって囲まれたキャビティ3の内部にフレキシブル
配線基板6と半導体チップ4とを気密封止したLSIパ
ッケージとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特にマルチチップ実装に好適なLSIパッケージ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開昭62−249429号、特開昭6
3−310139号公報には、パッケージ基板に実装し
た半導体チップをキャップで気密封止したチップキャリ
ヤが記載されている。
【0003】上記文献に記載されたチップキャリヤは、
ムライトなどのセラミック材料からなるパッケージ基板
上にCCBバンプを介して半導体チップをフェイスダウ
ンボンディングし、この半導体チップをキャップで気密
封止したパッケージ構造を備えている。上記キャップ
は、窒化アルミニウム(AlN)などの高熱伝導性セラ
ミックからなり、封止用半田によってパッケージ基板上
に接合されている。
【0004】上記パッケージ基板とキャップとによって
囲まれたキャビティの内部に封止された半導体チップの
背面は、伝熱用半田を介してキャップの下面に接合され
ている。これは、半導体チップから発生した熱を伝熱用
半田を通じてキャップに伝達するためである。
【0005】上記パッケージ基板の内層には、例えばW
(タングステン)からなる内部配線が形成されており、
この内部配線を通じてパッケージ基板の上面側の電極と
下面側の電極とが電気的に接続されている。パッケージ
基板の下面側の電極には、CCBバンプが接合されてお
り、チップキャリヤは、このCCBバンプを介して基板
に実装される構造になっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たチップキャリヤは、セラミック製のパッケージ基板上
にCCBバンプを介して実装した半導体チップをキャッ
プで気密封止すると共に、半導体チップの背面をキャッ
プの下面に半田付けした構造であるため、互いに材質の
異なる半導体チップ、パッケージ基板およびキャップの
熱膨張係数差に起因してCCBバンプに応力、歪が加わ
り易いという欠点がある。
【0007】そのため、前記チップキャリヤは、LSI
の高集積化、高速化に伴って半導体チップの発熱量が増
大すると共に、半導体チップとパッケージ基板との接続
信頼性の確保が困難になる。また、パッケージ基板上に
複数の半導体チップをマルチチップ実装しようとする
と、放熱性を確保するためにパッケージが大形化してし
まうという問題がある。
【0008】本発明の目的は、半導体チップとパッケー
ジ基板との接続信頼性が高いLSIパッケージを提供す
ることにある。
【0009】本発明の他の目的は、マルチチップ実装に
好適なLSIパッケージを提供することにある。
【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、以下の
とおりである。
【0012】本発明のLSIパッケージは、リング状に
成形されたフレキシブル配線基板上にCCBバンプを介
して半導体チップを実装すると共に、前記半導体チップ
の背面を放熱板に接合し、前記フレキシブル配線基板の
配線と電気的に接続された外部端子を有するパッケージ
基板と前記放熱板とによって囲まれたキャビティの内部
に、前記フレキシブル配線基板および前記半導体チップ
を気密封止したものである。
【0013】
【作用】上記した手段によれば、フレキシブル配線基板
上にCCBバンプを介して半導体チップを実装すること
により、半導体チップの発熱によってCCBバンプに加
わる応力、歪をフレキシブル配線基板が吸収、緩和する
ため、半導体チップとパッケージ基板との接続信頼性が
向上する。
【0014】また、リング状に成形されたフレキシブル
配線基板上に半導体チップを実装すると共に、半導体チ
ップの背面を放熱板に接合することにより、多数の半導
体チップを小形のパッケージに封止することができる。
【0015】
【実施例】図1は、本発明の一実施例であるLSIパッ
ケージの断面図、図2は、このLSIパッケージの斜視
図である。
【0016】本実施例のLSIパッケージは、窒化アル
ミニウム、ムライトなどの高熱伝導性セラミック材料か
らなる四角枠状のパッケージ基板1、および同じく窒化
アルミニウム、ムライトなどからなる上下一対の放熱板
2,2によって隔成されたキャビティ3を有し、その内
部には、例えばRAMなどのメモリLSIが形成された
複数個の半導体チップ4が気密封止されている。
【0017】このLSIパッケージのキャビティ3の内
部には、例えばポリイミド樹脂からなる薄いフィルムの
片面にCu配線5を形成したリング状のフレキシブル配
線基板6が封止されており、それぞれの半導体チップ4
は、その素子形成面に接合されたCCBバンプ7を介し
てこのフレキシブル配線基板6上にフェイスダウンボン
ディングされている。上記CCBバンプ4は、例えば3
〜4重量%程度のSnを含有するPb/Sn合金(溶融
温度=320〜330℃程度)からなる。
【0018】上記半導体チップ4の背面は、伝熱用半田
8を介して放熱板2の内面に半田付けされており、半導
体チップ4から発生する熱は、この伝熱用半田8を通じ
て放熱板2に伝達される。上記伝熱用半田8は、例えば
10重量%程度のSnを含有するPb/Sn合金(溶融
温度=275〜300℃程度)からなる。
【0019】上記パッケージ基板1の内面には、メタラ
イズ9が設けられており、このメタライズ9と前記フレ
キシブル配線基板6のCu配線5とは、Au、Cuなど
からなるワイヤ10を介して電気的に接続されている。
上記メタライズ9は、パッケージ基板1の内層に設けら
れた図示しない内部配線を介してパッケージ基板1の外
面に設けられた外部端子11と電気的に接続されてい
る。上記メタライズ9および外部端子11は、例えば
W、NiおよびAuの薄膜を積層した複合金属膜からな
る。
【0020】上記パッケージ基板1と上下一対の放熱板
2,2とは、封止用半田12を介して互いに接合され
る。この封止用半田12は、例えば前記伝熱用半田8と
同じ組成のPb/Sn合金からなる。
【0021】上記LSIパッケージの組立て方法の一例
を説明すると、まず、細長い帯状のフレキシブル配線基
板の上に所定数の半導体チップ4をフェイスダウンボン
ディングした後、このフレキシブル配線基板の両端を貼
り合わせてリング状のフレキシブル配線基板6とする。
【0022】次に、このフレキシブル配線基板6のCu
配線5とパッケージ基板1のメタライズ9とをワイヤ1
0で接続した後、封止用半田12を介してパッケージ基
板1と一対の放熱板2,2とを接合することにより、半
導体チップ4およびフレキシブル配線基板6を気密封止
する。また、このとき同時に半導体チップ4の背面と放
熱板2の内面とを伝熱用半田8によって接合する。
【0023】上記した組立て工程、特に半導体チップ4
と放熱板2とを伝熱用半田8で互いに接合する際、フレ
キシブル配線基板6の変形を防止し、半導体チップ4と
放熱板2との間隔を一定に保っておく目的で、フレキシ
ブル配線基板6の内側に支持部材13を挿入しておくと
よい。この支持部材13は、セラミック、耐熱性樹脂な
ど、フレキシブル配線基板6の形状を保持できるもので
あれば、任意のものを使用することができる。
【0024】なお、図示は省略するが、フレキシブル配
線基板6の所定のCu配線5,5同士をジャンパ線など
で接続することにより、半導体チップ4同士の間に高速
パスを形成することもできる。
【0025】図3は、上記の構成からなるLSIパッケ
ージの実装方法の一例を示す図である。
【0026】本実施例のLSIパッケージを基板に実装
するには、図のようなソケット14を用いる。このソケ
ット14は、その上部にV字形の溝15が設けてあり、
この溝15の内周面には、LSIパッケージの外部端子
11に対応する電極16が設けられている。
【0027】LSIパッケージをソケット14に装着す
るには、LSIパッケージを溝15に嵌め込み、外部端
子11と電極16とを半田などにより接合する。また、
電極16は、ソケット14の下面に設けたピン17と電
気的に接続されている。このピン17は、図示しない基
板のスルーホールに挿入される。
【0028】このように、本実施例のLSIパッケージ
は、フレキシブル配線基板6上にCCBバンプ7を介し
て半導体チップ4を実装したことにより、半導体チップ
4の発熱によってCCBバンプ7に加わる応力、歪が、
このフレキシブル配線基板6によって吸収、緩和される
ので、従来のチップキャリヤに比べて半導体チップ4と
パッケージ基板1との接続信頼性が向上する。
【0029】また、半導体チップ4を実装するフレキシ
ブル配線基板6をリング状に成形すると共に、半導体チ
ップ4の背面を放熱板2に接合したことにより、多数の
半導体チップ4を小形のパッケージに封止することがで
きるので、マルチチップ実装に好適なLSIパッケージ
が得られる。
【0030】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0031】前記実施例では、フレキシブル配線基板の
上下両側に半導体チップを実装したが、例えば図4に示
すように、フレキシブル配線基板6の片側にのみ半導体
チップ4を実装することもできる。このようなLSIパ
ッケージを基板に実装するには、従来のチップキャリヤ
と同様、パッケージ基板1の下面側に設けたCCBバン
プ18を介して行う。
【0032】なお、LSIパッケージのキャビティ内に
封止する半導体チップは、一個でもよい。また、放熱板
上に放熱フィンを接合し、LSIパッケージの熱抵抗を
さらに低減させることも可能である。
【0033】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0034】本発明によれば、半導体チップとパッケー
ジ基板との接続信頼性が向上し、多数の半導体チップを
小形のパッケージに封止することが可能となるので、マ
ルチチップ実装に好適なLSIパッケージが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるLSIパッケージの断
面図である。
【図2】このLSIパッケージの斜視図である。
【図3】このLSIパッケージの実装方法を説明する図
である。
【図4】本発明の他の実施例であるLSIパッケージの
断面図である。
【符号の説明】
1 パッケージ基板 2 放熱板 3 キャビティ 4 半導体チップ 5 Cu配線 6 フレキシブル配線基板 7 CCBバンプ 8 伝熱用半田 9 メタライズ 10 ワイヤ 11 外部端子 12 封止用半田 13 支持部材 14 ソケット 15 溝 16 電極 17 ピン 18 CCBバンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リング状に成形されたフレキシブル配線
    基板上にCCBバンプを介して半導体チップを実装する
    と共に、前記半導体チップの背面を放熱板に接合し、前
    記フレキシブル配線基板の配線と電気的に接続された外
    部端子を有するパッケージ基板と前記放熱板とによって
    囲まれたキャビティの内部に、前記フレキシブル配線基
    板および前記半導体チップを気密封止したパッケージを
    備えていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記リング状に成形されたフレキシブル
    配線基板の内側に、その形状を保持するための支持部材
    を挿入したことを特徴とする請求項1記載の半導体集積
    回路装置。
  3. 【請求項3】 前記リング状に成形されたフレキシブル
    配線基板上に、複数の半導体チップを実装したことを特
    徴とする請求項1または2記載の半導体集積回路装置。
JP980792A 1992-01-23 1992-01-23 半導体集積回路装置 Pending JPH05198708A (ja)

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JP980792A JPH05198708A (ja) 1992-01-23 1992-01-23 半導体集積回路装置

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JPH05198708A true JPH05198708A (ja) 1993-08-06

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6188127B1 (en) 1995-02-24 2001-02-13 Nec Corporation Semiconductor packing stack module and method of producing the same
JP2002503032A (ja) * 1998-02-06 2002-01-29 インテル・コーポレーション 電子カートリッジのための熱母線設計
KR20080076081A (ko) * 2007-02-14 2008-08-20 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그 제조 방법
JP2013191830A (ja) * 2012-02-15 2013-09-26 Panasonic Corp グラファイト構造体およびそれを用いた電子デバイス
JP2017011274A (ja) * 2015-06-25 2017-01-12 スリーディー プラス ボールグリッドアレイパッケージの積層を含む3次元電子モジュール

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