JPH05211257A - Mounting method of semiconductor integrated circuit - Google Patents

Mounting method of semiconductor integrated circuit

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JPH05211257A
JPH05211257A JP29690191A JP29690191A JPH05211257A JP H05211257 A JPH05211257 A JP H05211257A JP 29690191 A JP29690191 A JP 29690191A JP 29690191 A JP29690191 A JP 29690191A JP H05211257 A JPH05211257 A JP H05211257A
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silicon substrate
chip
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vlsi chip
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Abstract

PURPOSE:To mount a high-speed semiconductor integrated circuit with high density and at a low cost by using a silicon substrate as a circuit substrate and by directly mounting a VLSI chip on its main surface and radiating fins on the rear. CONSTITUTION:A VLSI chip 3 is adhered to the main surface of a silicon substrate 1 directly via an alloy layer 4. Bumps 5 and bumps 6 are formed on the VLSI chip 3 and a microwiring layer 2, respectively; and both are connected with TAB leads 7. A cap 8 is adhered and fixed by an adhesion 9, and the VLSI chip 3 and others are hermetically sealed. The periphery of the silicon substrate 1 is provided with bumps 10, and TAB leads 11 are connected as lead drawn outside. A TAB tape base material is provided as a lead reinforcing layer 12. Radiating fins 3 are adhered on the rear of the silicon substrate 1 with a thermal grease 14 of high thermal conductivity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路の実装方
法に関し、特にハイスピードな半導体集積回路を高密度
かつ低価格に実装する方法を提供することに係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for mounting a semiconductor integrated circuit, and more particularly to providing a method for mounting a high speed semiconductor integrated circuit at a high density and at a low price.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、本発明が対象とする実装方法とし
ては、1989年5月に開催の39回ECC(エレクト
ロニクス コンポーネンツ コンファレンス,Elec
tronics Components Confer
ence)に報告されたもの、すなわち、図7に示した
実装、および雑誌アイイーイーイー スペクトラム(I
EEE Spectrum)1990年3月号の表紙な
らびに論文「マルチチップ モジュール:次世代のパッ
ケージ(Multichip modules:nex
t−generation Packages.)」に
記載されているもの、すなわち図8に示した実装が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a mounting method to which the present invention is applied, a 39th ECC (Electronic Components Conference, Elec) held in May 1989 was used.
tronics Components Conference
ence), that is, the implementation shown in FIG. 7, and the IEE spectrum (I)
EEE Spectrum) March 1990 cover and paper "Multi-chip Modules: Next Generation Packages (next)
t-generation Packages. ) ”, That is, the implementation shown in FIG. 8 is known.

【0003】図7の実装では、セラミック多層基板27
の主表面に、ポリイミド/メタル多層配線による微細配
線層2を形成し、その表面に複数個のVLSIチップ3
を合金層4でダイボンディングしている。VLSIチッ
プ3と微細配線層2との電気的接続は、ワイヤーボンデ
ィング法によりワイヤー15で行っている。セラミック
多層基板27の主表面側にキャップ8およびグリッドア
レイ状のリードピン23を取り付ける。微細配線層2に
は、放熱用のメタル28が埋込まれている。反対面側に
放熱フィン13をサーマルグリース14で取付けてい
る。
In the mounting shown in FIG. 7, a ceramic multilayer substrate 27 is used.
A fine wiring layer 2 made of polyimide / metal multi-layer wiring is formed on the main surface of, and a plurality of VLSI chips 3 are formed on the surface.
Are die-bonded with the alloy layer 4. The electrical connection between the VLSI chip 3 and the fine wiring layer 2 is made by the wire 15 by the wire bonding method. The cap 8 and the grid array lead pins 23 are attached to the main surface side of the ceramic multilayer substrate 27. A metal 28 for heat radiation is embedded in the fine wiring layer 2. A radiation fin 13 is attached to the opposite surface side with a thermal grease 14.

【0004】図8の実装では、シリコン基板1を使用
し、その主表面に複数個のVLSIチップ3を合金層4
でダイボンディングしている。VLSIチップ3搭載部
以外の場所には、微細配線層2が形成されている。VL
SIチップ3と微細配線層2との間は、ワイヤボンディ
ング法によりワイヤー15で行っている。図8に示した
ように、シリコン基板1は大型パッケージ(材質は例え
ばコバール)29にマウント材30で固定される。シリ
コン基板1と引き出しリード31はワイヤーボンディン
グ法によりワイヤー32で接続される。大型パッケージ
29の表面側にはキャップ8が被せられ、シームウェル
ダ法他で封止される。大型パッケージ29の裏面側には
放熱フィン13がサーマルグリース14により取付けら
れている。
In the mounting shown in FIG. 8, a silicon substrate 1 is used, and a plurality of VLSI chips 3 are formed on the main surface of the silicon substrate 1 by means of an alloy layer 4.
It is die-bonding with. The fine wiring layer 2 is formed in a place other than the VLSI chip 3 mounting portion. VL
The wire 15 is provided between the SI chip 3 and the fine wiring layer 2 by a wire bonding method. As shown in FIG. 8, the silicon substrate 1 is fixed to a large package (made of, for example, Kovar) 29 with a mount material 30. The silicon substrate 1 and the extraction lead 31 are connected by a wire 32 by a wire bonding method. The surface of the large package 29 is covered with the cap 8 and sealed by the seam welder method or the like. The heat radiation fins 13 are attached to the back surface side of the large package 29 by thermal grease 14.

【0005】この他に、関連する実装方法としては、1
987年5月に開催された37回ECCに報告された実
装(C.J.Bartlett他「Multi−Chi
pPackaging Design for VLS
I−Based Systems」)が知られている。
それは、シリコン基板の主表面にポリイミド/メタル多
層による微細配線層を形成し、フリップチップをそこに
チップ接続するものである。高密度化,高速化(低イン
ダクタンス,デカップリング容量内蔵等)、その他の点
において、基本的に優れた内容を有し、将来型実装方法
として示唆に富んだものである。しかしながら、本発明
が対象とする分野においては放熱面で技術バリアを克明
できていない。
In addition to this, the related mounting method is as follows:
Implementation reported in the 37th ECC held in May 987 (CJ Bartlett et al., "Multi-Chi
pPackaging Design for VLS
I-Based Systems ") are known.
That is, a fine wiring layer made of a polyimide / metal multilayer is formed on the main surface of a silicon substrate, and a flip chip is chip-connected thereto. In terms of high density, high speed (low inductance, built-in decoupling capacitance, etc.) and other points, it has basically excellent contents and is a suggestive method for future type mounting. However, in the field targeted by the present invention, the technical barrier cannot be overcome in terms of heat dissipation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図7および図8に示し
た従来の実装方法は、マルチチップパッケージング(以
下 MCPという)と呼ばれるもので、シングルチップ
パッケージングで、プリント配線板上に実装する通常の
方法に比べると、それ自身,チップ間遅延時間,サイ
ズ,重量,使用資材量他、数々の優れた点を有する次世
代型の実装方法と云える。しかしながら、それらは、ま
だ、以下に述べるような技術的問題点について不足であ
った。
The conventional mounting method shown in FIGS. 7 and 8 is called multi-chip packaging (hereinafter referred to as MCP), and is mounted on a printed wiring board by single-chip packaging. It can be said that it is a next-generation type mounting method that has many advantages such as delay time between chips, size, weight, amount of materials used, etc., as compared with the usual method. However, they are still lacking in technical problems as described below.

【0007】まず、図7の実装方法は、ポリイミド/メ
タル多層配線技術により微細配線層2を形成し、VLS
Iチップ3の間を短かく接続すること、VLSIチップ
3の周辺のみを局部的にキャップ8で封止する点は優れ
ているが、放熱面が問題である。MCPでは、実装密度
が高密度化される分、例えば図9に示すようにプリント
配線板(PWB)によるシングルチップパッケージング
よりも発熱密度が高くなり、放熱面が重要である。
First, in the mounting method of FIG. 7, a fine wiring layer 2 is formed by a polyimide / metal multilayer wiring technique, and VLS is applied.
The short connection between the I chips 3 and the local sealing of only the periphery of the VLSI chip 3 with the cap 8 are excellent, but the heat dissipation surface is a problem. In the MCP, since the mounting density is increased, the heat generation density is higher than that in single chip packaging using a printed wiring board (PWB) as shown in FIG. 9, for example, and the heat dissipation surface is important.

【0008】図9から分かるように、年々,発熱密度が
急速に上昇しており、MCPにとって放熱面の技術的ブ
レークスルーは、基本的技術課題になっている。
As can be seen from FIG. 9, the heat generation density is rapidly increasing year by year, and the technical breakthrough of the heat radiation surface has become a basic technical problem for the MCP.

【0009】図7の実装方法の主たる放熱経路は、VL
SIチップ3→合金層4→メタル28→セラミック多層
基板27→サーマルグリース14→放熱フィン13であ
る。ここで、熱伝導率の悪いポリイミド層に対して、放
熱用のメタル28を形成しているがポリイミド層に埋込
む以上、チップの裏面面積比で50%を大きく越えるも
のではない。また、ここでのグリーンシート法で容易に
製造できるセラミックはいわゆるアルミナであり、その
熱伝導率は、〜20W/m・kと悪い。これらの点か
ら、図7の実装方法は、放熱能力が低い。
The main heat dissipation path of the mounting method shown in FIG. 7 is VL.
SI chip 3 → alloy layer 4 → metal 28 → ceramic multilayer substrate 27 → thermal grease 14 → radiating fin 13. Here, the metal 28 for heat dissipation is formed on the polyimide layer having a poor thermal conductivity, but since it is embedded in the polyimide layer, the back surface area ratio of the chip does not greatly exceed 50%. Further, the ceramic that can be easily manufactured by the green sheet method here is so-called alumina, and its thermal conductivity is poor at about 20 W / m · k. From these points, the mounting method of FIG. 7 has low heat dissipation capability.

【0010】次に図8の実装方法は、図7のセラミック
部分を熱伝導率が〜150w/m・kと高いシリコン基
板1にし、かつVLSIチップ3の裏面を合金層4でダ
イレクトにシリコン基板1へダイボンディングしている
点は放熱面を改善している。但し、シリコン基板1の機
械的強度が不足するために、大型パッケージ29にマウ
ント材30によりボンディングしている。シングルパッ
ケージング用のパッケージに比較して、この大型パッケ
ージ29は極めて大型であり、現在のパッケージ製造技
術では、コバール材に金メッキを施し、引き出しリード
をハーメチック化したものか、セラミックパッケージし
か製造し得ない。それらは、どちらも高価格であり、現
状ではVLSIチップ3を搭載したシリコン基板1の部
分よりも高価格である。
Next, in the mounting method of FIG. 8, the ceramic portion of FIG. 7 is made into a silicon substrate 1 having a high thermal conductivity of up to 150 w / m · k, and the back surface of the VLSI chip 3 is directly bonded to the silicon substrate by the alloy layer 4. The point of die-bonding to 1 improves the heat dissipation surface. However, since the mechanical strength of the silicon substrate 1 is insufficient, the mounting material 30 is bonded to the large package 29. Compared to the single packaging package, this large package 29 is extremely large, and the present package manufacturing technology can only manufacture a Kovar material with gold plating and hermetically extracting the lead or a ceramic package. Absent. Both of them are expensive, and are currently more expensive than the portion of the silicon substrate 1 on which the VLSI chip 3 is mounted.

【0011】シリコン基板1は平面サイズが40〜12
0mm□、厚さが約1mm程度である形状からして、断
面方向の応力に対して機械的補強すればよいのを高価格
な大型パッケージで行なっている点は解決されるべき課
題である。図8の実装方法ではVLSIチップ3とその
周辺のみを封止すればよいものを、全体を封止してい
る。そのために、密封が難しくなり、いたずらにパッケ
ージを高価なものにしている。この点も解決されるべき
課題である。
The silicon substrate 1 has a plane size of 40 to 12
It is a problem to be solved that a large-sized package of high price is required to mechanically reinforce against the stress in the cross-sectional direction with a shape of 0 mm □ and a thickness of about 1 mm. In the mounting method of FIG. 8, what is required to seal only the VLSI chip 3 and its periphery is sealed as a whole. This makes sealing difficult and unnecessarily makes the package expensive. This point is also a problem to be solved.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明による実装方法で
は、回路基板として熱伝導率,表面平坦性,熱膨張係数
マッチング,価格面に優れたシリコン基板を使用する。
シリコン基板を冷却フィンに直付けして機械的補強を図
かる。VLSIチップぱシリコン基板にダイレクトにダ
イボンディングされており、チップから冷却フィンまで
の放熱経路が低熱抵抗化されている。
In the mounting method according to the present invention, a silicon substrate having excellent thermal conductivity, surface flatness, thermal expansion coefficient matching, and price is used as a circuit substrate.
The silicon substrate is directly attached to the cooling fins for mechanical reinforcement. The VLSI chip is directly die-bonded to the silicon substrate, and the heat dissipation path from the chip to the cooling fin has a low thermal resistance.

【0013】VLSIチップとその周辺部分のみを密封
々止する。シリコン基板からの外部へのリードの引き出
しにはTAB(テープ・オーテメーティッド・ボンディ
ング)法を使用し、表面実装に適するものになってい
る。
Only the VLSI chip and its peripheral portion are hermetically sealed. A TAB (tape automated bonding) method is used for pulling out the leads from the silicon substrate to the outside, which is suitable for surface mounting.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明について、図面を参照して説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明の第1の実施例を示す断面
図である。図2および図3は、それぞれ図1の上面図お
よび下面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention. 2 and 3 are a top view and a bottom view of FIG. 1, respectively.

【0016】図1は、次の構成を示している。すなわ
ち、シリコン基板1の主表面には、ポリイミド/メタ
ル、あるいはSiO2 /メタルの多層配線技術で微細配
線層2が形成されている。VLSIチップ3に該当する
所定の部分にはそれは形成されてない。従って、VLS
Iチップ3は合金層4を介して、シリコン基板1にダイ
レクトに接着されている。ここで合金層4が選択された
理由は、接着部分の熱抵抗を低く抑えるためである。V
LSIチップ3および微細配線層2には、それぞれバン
プ5およびバンプ6が形成され、両者をTAB(テープ
・オートメーティッド・ボンディング:Tape Au
tomated Bonding)のリード7接続して
いる。VLSIチップ3,バンプ5,リード7,バンプ
6および微細配線層2をカバーするキャップ8が設けら
れている。それは接着材9により接着固定され、VLS
Iチップ3他を密封している。
FIG. 1 shows the following configuration. That is, the fine wiring layer 2 is formed on the main surface of the silicon substrate 1 by the multilayer wiring technique of polyimide / metal or SiO 2 / metal. It is not formed in a predetermined portion corresponding to the VLSI chip 3. Therefore, VLS
The I-chip 3 is directly bonded to the silicon substrate 1 via the alloy layer 4. The reason why the alloy layer 4 is selected here is to suppress the thermal resistance of the bonded portion to be low. V
Bumps 5 and bumps 6 are formed on the LSI chip 3 and the fine wiring layer 2, respectively, and both are formed on TAB (Tape Automated Bonding: Tape Au).
The lead 7 of the tomated bonding is connected. A cap 8 for covering the VLSI chip 3, the bumps 5, the leads 7, the bumps 6 and the fine wiring layer 2 is provided. It is glued and fixed by adhesive 9 and VLS
The I-chip 3 and others are sealed.

【0017】シリコン基板1の周辺部分には、バンプ1
0が設けられ、TABのリード11が外部への引き出し
リードとして、接続されている。TABのテープベース
材がリードの補強層12として設けられている。
Bumps 1 are formed on the periphery of the silicon substrate 1.
0 is provided, and the TAB lead 11 is connected as an external lead. A tape base material of TAB is provided as the reinforcing layer 12 of the lead.

【0018】シリコン基板1の裏面側には放熱フィン1
3が熱伝導率の高いサーマルグリース14によって接着
されている。
On the back side of the silicon substrate 1, the heat radiation fin 1 is provided.
3 is bonded by a thermal grease 14 having a high thermal conductivity.

【0019】図1,図2および図3に示した本発明の実
施例においては、具体的に次に記載しているようになっ
ている。シリコン基板1は、サイズが一辺か40mm〜
100mmの正方形で、厚さが0.5〜1.0mmであ
る。微細配線層は層間絶縁膜として、2〜15μm厚さ
のポリイミドを、導体層として厚さ、1〜3μm,幅5
〜20μm,ピッチ10〜50μmのCu配線を2〜5
層形成して使用した。VLSIチップ3としては当社が
製造しているマイコン,メモリ,ゲートアレイのチップ
を適当に選択して使用した。すなわち、そのサイズとし
ては、1辺が10〜20mmの正方形,I/O数(入出
力のリード端子数)が200〜700個,ボンディング
パッドピッチが80〜120μmのものであった。VL
SIチップ3の数量は4〜20個であった。
The embodiments of the present invention shown in FIGS. 1, 2 and 3 are as specifically described below. The size of the silicon substrate 1 is 40 mm on a side.
It is a 100 mm square and has a thickness of 0.5 to 1.0 mm. The fine wiring layer is made of polyimide having a thickness of 2 to 15 μm as an interlayer insulating film, and the conductor layer is 1 to 3 μm in thickness and 5 in width.
2 to 5 Cu wiring with a pitch of 10 to 50 μm
It was used after forming a layer. As the VLSI chip 3, a microcomputer, a memory, and a gate array chip manufactured by our company were appropriately selected and used. That is, the size was a square having one side of 10 to 20 mm, the number of I / O (the number of input / output lead terminals) of 200 to 700, and the bonding pad pitch of 80 to 120 μm. VL
The number of SI chips 3 was 4 to 20.

【0020】合金層4としてはAu−Si合金層を使用
した。シリコン基板1およびVLSIチップ3の裏面に
予め、Au層およびAu−Si層をメタライズしてお
き、合金化を行った。合金化にあたっては、ボイドが発
生しないように特別な配慮を施しながら実施した。
As the alloy layer 4, an Au-Si alloy layer was used. An Au layer and an Au-Si layer were previously metallized on the back surfaces of the silicon substrate 1 and the VLSI chip 3 and alloyed. The alloying was carried out with special consideration to prevent the formation of voids.

【0021】バンプ5,バンプ6,およびバンプ10
は、メッキ法で高さ5〜30μmに形成された金属バン
プで、それぞれAu,高融点Pb/Sn,共晶Pb/S
nのバンプである。またリード7およびリード11は厚
さが15〜35μmで幅が40〜80μmのCuにAu
もしくはSnをメッキした金属リードである。
Bump 5, bump 6, and bump 10
Are metal bumps formed to a height of 5 to 30 μm by a plating method, and Au, high melting point Pb / Sn, eutectic Pb / S, respectively.
n bumps. The leads 7 and 11 are made of Cu having a thickness of 15 to 35 μm and a width of 40 to 80 μm.
Alternatively, it is a metal lead plated with Sn.

【0022】キャップ8は、プラスチック製、もしくは
コバール等メタル製のキャップを使用した。接着材9に
は実施例においては、エポキシ系の接着材を使用した。
As the cap 8, a cap made of plastic or metal such as Kovar is used. As the adhesive material 9, an epoxy adhesive material was used in the examples.

【0023】放熱フィン13はAl製でフィンの厚さと
ピッチを実験と熱設計シミュレーションで高性能放熱を
可能にした特別製の放熱フィンを使用した。図にはスト
レートフィンタイプのものを示しているが実施例におい
ては、円板型,ピンアレイ型,特殊型も使用された。サ
ーマルグリース14としては、市販品について接着性,
熱抵抗,作業性,安定性等を評価/選別して使用した。
The radiating fin 13 is made of Al, and a special radiating fin is used which enables high-performance heat radiating by experiment and thermal design simulation of fin thickness and pitch. Although a straight fin type is shown in the drawing, a disc type, a pin array type, and a special type were also used in the embodiments. As the thermal grease 14, a commercially available product having adhesiveness,
Heat resistance, workability, stability, etc. were evaluated and selected before use.

【0024】以上、実施例について具体的に記載した
が、本発明の主旨に適うものであれば記載以外の実施が
可能なことは勿論である。
Although the embodiments have been specifically described above, it is needless to say that the embodiments other than those described can be carried out as long as they are suitable for the gist of the present invention.

【0025】図2は、図1の上面図である。図2は4個
のVLSIチップ3を実装したものを示している。同図
では、キャップ8の左半分部分を開いた状態を示してい
る。図中、バンプ5,バンプ6およびリード7をチップ
毎に4個記載しているが記載上の都合で、200〜70
0個を表示している。またバンプ10およびリード11
についても、同様に、記載上の都合で一部分しか記載し
ていないが、4辺から多数のリード11が引き出されて
いる。
FIG. 2 is a top view of FIG. FIG. 2 shows one in which four VLSI chips 3 are mounted. The figure shows a state in which the left half portion of the cap 8 is opened. In the figure, four bumps 5, bumps 6 and leads 7 are shown for each chip.
0 is displayed. In addition, the bump 10 and the lead 11
Similarly, although only a part is described for convenience of description, a large number of leads 11 are drawn from four sides.

【0026】図3は、図1の下面図である。図2の場合
と同様に、記載上の都合から、バンプ10およびリード
11の一部分しか記載していないが、リード11は4辺
から引き出されている。4個の破線で示された位置にV
LSIチップ3が搭載されている。図中は詳細を記載し
ていない。
FIG. 3 is a bottom view of FIG. As in the case of FIG. 2, for convenience of description, only a part of the bump 10 and the lead 11 is shown, but the lead 11 is drawn from four sides. V at the position indicated by the four broken lines
The LSI chip 3 is mounted. Details are not shown in the figure.

【0027】図4は本発明の第2の実施例を示す断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【0028】シリコン基板1(図中、微細配線層2は記
載していない)の主表面にVLSIチップ3を合金層4
により取り付けている。VLSIチップ3とシリコン基
板1との電気的な接続はワイヤーボンディング法により
AuもしくはAlのワイヤー15で接続している。図1
と同様にVLSIチップ3とその周辺部分を局部的に密
封するようにキャップ8を被せる。ここでキャップ8は
この実施例では天井部分が平らになっており、最終的に
は接着材16により、プリント配線板17もしくはセラ
ミック基板に接着固定される。シリコン基板1のバンプ
10とプリント配線板17のバンプ18とはリード11
により接続される。シリコン基板1の裏面側には、放熱
フィン13がサーマルグリースにより取り付けられてい
る。この実施例では接着材16としては、エポキシ系の
接着材を使用したがそれ以外の材料でも可能である。
The VLSI chip 3 and the alloy layer 4 are formed on the main surface of the silicon substrate 1 (the fine wiring layer 2 is not shown in the drawing).
It is attached by. The electrical connection between the VLSI chip 3 and the silicon substrate 1 is made by a wire bonding method using Au or Al wires 15. Figure 1
Similarly to the above, the cap 8 is placed so as to locally seal the VLSI chip 3 and its peripheral portion. In this embodiment, the cap 8 has a flat ceiling portion, and is finally fixed to the printed wiring board 17 or the ceramic substrate by the adhesive 16. The bumps 10 of the silicon substrate 1 and the bumps 18 of the printed wiring board 17 are leads 11
Connected by. A heat radiation fin 13 is attached to the back surface side of the silicon substrate 1 with a thermal grease. In this embodiment, an epoxy-based adhesive is used as the adhesive 16, but other materials can be used.

【0029】図5は本発明の第3の実施例を示す断面図
である。図1で説明した実装方法をベースにしているが
次の点で異っている。すなわち、放熱フィン13にガラ
スエポキシ製のピングリッドアレイ(PPGA)パッケ
ージのベース19が接着材20により取付けられてい
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention. Although it is based on the mounting method described in FIG. 1, it is different in the following points. That is, the base 19 of a pin grid array (PPGA) package made of glass epoxy is attached to the heat radiation fin 13 by the adhesive material 20.

【0030】ベース19は、図5に示したように、シリ
コン基板1が埋込めるように、穴が開けられている。シ
リコン基板1のバンプ10とベース19側のバンプ21
とはリード11で電気的に接続されている。ベース19
の放熱フィン13と反対側にはパッド22に半田付けさ
れたグリッドアレイ状のピン23が設けられている。
As shown in FIG. 5, the base 19 is perforated so that the silicon substrate 1 can be embedded therein. The bump 10 on the silicon substrate 1 and the bump 21 on the base 19 side
And are electrically connected by a lead 11. Base 19
On the side opposite to the heat radiation fins 13, there are provided grid array pins 23 soldered to the pads 22.

【0031】図6は本発明の第4の実施例を示す断面図
である。図6はVLSIチップ3を搭載したシリコン基
板1の部分を抜き出して記載している。VLSIチップ
3のバンプ5と微細配線層2のバンプ6とをリード7で
接続した後、各VLSIチップ3をポッティング法によ
り樹脂24でコートしている。ここで樹脂24はエポキ
シ系樹脂で市販品の中からチップ保護効果,作業性,安
定性,自動化容易さ等を考慮して選択した。キュアを行
った後、保護フィルム25を樹脂24の上に被覆し、接
着材9により周辺部分で接着固定する。保護フィルム2
5の内部は密封される。一部には小さいが中空領域26
(説明上の便利のため図6では誇張して記載している)
が存在し、温度変化により膨張あるいは収縮を繰り返す
が保護フィルム25は柔軟性をもっており、それを吸収
できるようになっている。
FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 6, the portion of the silicon substrate 1 on which the VLSI chip 3 is mounted is extracted and described. After connecting the bumps 5 of the VLSI chip 3 and the bumps 6 of the fine wiring layer 2 by the leads 7, each VLSI chip 3 is coated with the resin 24 by the potting method. Here, the resin 24 is an epoxy resin and is selected from commercial products in consideration of chip protection effect, workability, stability, easiness of automation and the like. After the curing, the protective film 25 is covered on the resin 24, and the peripheral portion is adhered and fixed by the adhesive 9. Protective film 2
The inside of 5 is sealed. A small but partially hollow area 26
(It is exaggerated in FIG. 6 for convenience of explanation)
Exist, and the protective film 25 is flexible and expands or contracts repeatedly due to a temperature change, and can absorb it.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では従来使
用されていたアルミナに比較して熱伝導率で7〜8倍大
きいシリコン基板を使用している。それにより熱膨張係
数がマッチングできるため、合金層で大型なVLSIチ
ップをダイボンディングできる。さらにシリコン基板に
ダイレクトに熱伝導率の高いサーマルグリースで放熱フ
ィンを取付けている。この構造のために従来4.5℃/
W程度だった内部熱抵抗を1.2℃/W以下に低減でき
る。
As described above, in the present invention, the silicon substrate having the thermal conductivity which is 7 to 8 times larger than that of the conventionally used alumina is used. As a result, the coefficients of thermal expansion can be matched, so that a large VLSI chip can be die-bonded with the alloy layer. Furthermore, the heat dissipation fins are attached directly to the silicon substrate with high thermal conductivity thermal grease. 4.5 ° C /
The internal thermal resistance, which was about W, can be reduced to 1.2 ° C./W or less.

【0033】また、本発明では極めて高価な大型セラミ
ックパッケージ,大型メタルパッケージの類を使用しな
いので製造コストが1/2〜1/3にドラスチックに低
減される。
Further, in the present invention, since extremely expensive large ceramic packages and large metal packages are not used, the manufacturing cost is drastically reduced to 1/2 to 1/3.

【0034】さらに本発明によれば、次の第1表の「本
発明」の欄に記載しているように、VLSIチップ間を
高性能に接続することが実現できる。
Further, according to the present invention, it is possible to realize high-performance connection between VLSI chips, as described in the section "Invention" of Table 1 below.

【0035】 [0035]

【0036】さらに本発明によれば密封領域が局部的な
ので封止が容易である。
Further, according to the present invention, since the sealing area is local, sealing is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の実装方法を示す断面
図。
FIG. 1 is a sectional view showing a mounting method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の上面図。FIG. 2 is a top view of FIG.

【図3】図1の下面図。FIG. 3 is a bottom view of FIG.

【図4】本発明の第2の実施例の実装方法を示す断面
図。
FIG. 4 is a sectional view showing a mounting method according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例の実装方法を示す断面
図。
FIG. 5 is a sectional view showing a mounting method according to the third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施例の実装方法を示す断面
図。
FIG. 6 is a sectional view showing a mounting method according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】従来技術を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional technique.

【図8】従来技術を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional technique.

【図9】本発明の技術的背景を示す発熱密度のトレンド
図である。
FIG. 9 is a trend diagram of heat generation density showing the technical background of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 微細配線層 3 VLSIチップ 4 合金層 5 バンプ 6 バンプ 7 リード 8 キャップ 9 接着材 10 バンプ 11 リード 12 補強層 13 放熱フィン 14 サーマルグリース 15 ワイヤー 16 接着材 17 プリント配線板 18 バンプ 19 ベース 20 接着材 21 バンプ 22 パッド 23 ピン 24 樹脂 25 保護フィルム 26 中空領域 27 セラミック多層基板 28 メタル 29 大型パッケージ 30 マウント材 31 引き出しリード 32 ワイヤー 1 Silicon Substrate 2 Fine Wiring Layer 3 VLSI Chip 4 Alloy Layer 5 Bump 6 Bump 7 Lead 8 Cap 9 Adhesive 10 Bump 11 Lead 12 Reinforcing Layer 13 Radiating Fin 14 Thermal Grease 15 Wire 16 Adhesive 17 Printed Wiring Board 18 Bump 19 Base 20 Adhesive Material 21 Bump 22 Pad 23 Pin 24 Resin 25 Protective Film 26 Hollow Area 27 Ceramic Multilayer Substrate 28 Metal 29 Large Package 30 Mounting Material 31 Drawer Lead 32 Wire

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回路基板上に、複数のVLSI(超大規
模集積回路)チップを搭載する半導体集積回路の実装方
法において、回路基板としてシリコン基板を使用し、そ
の主表面側には、VLSIチップが合金層により取り付
けられ、かつ、VLSIチップ相当部分以外に微細配線
層が形成され、かつ、VLSIチップと微細配線層と
は、低インダクタンス化して電気的に接続し、さらにV
LSIチップとその周辺部分を被覆するキャップにより
局部的に密封され、一方、シリコン基板の裏面側には熱
伝導率の高いサーマルグリースで放熱フィンが取付けら
れていることを特徴とする実装方法。
1. A method of mounting a semiconductor integrated circuit, comprising a plurality of VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit) chips mounted on a circuit board, wherein a silicon substrate is used as a circuit board, and a VLSI chip is provided on the main surface side. It is attached by an alloy layer, and a fine wiring layer is formed in a portion other than the portion corresponding to the VLSI chip, and the VLSI chip and the fine wiring layer are electrically connected with low inductance, and further, V
A mounting method characterized in that the LSI chip and a peripheral portion thereof are locally sealed by a cap, while a heat radiating fin is attached to the back side of the silicon substrate with thermal grease having high thermal conductivity.
【請求項2】 請求項1に記載の実装方法において、V
LSIチップとその周辺部分を被覆するキャップを、接
着材によりプリント配線板、もしくはセラミック基板に
接着固定し、かつ、シリコン基板側とプリント配線板も
しくはセラミック基板側をTAB(テープ・オートメー
ティッド・ボンディング)法で接続したことを特徴とす
る実装方法。
2. The mounting method according to claim 1, wherein V
The LSI chip and the cap that covers the peripheral area are adhesively fixed to the printed wiring board or ceramic substrate with an adhesive, and the silicon substrate side and the printed wiring board or ceramic substrate side are TAB (tape automated bonding). The mounting method characterized by connecting by the method.
【請求項3】 請求項1に記載の実装方法において、多
層プリント配線板にシリコン基板を埋め込む貫通穴を設
け、かつ、主表面側にシリコン基板側と電気的に接続す
るためのパッドおよびピンが取り付けられ、裏面側は接
着材により放熱フィン接着固定されていることを特徴と
する実装方法。
3. The mounting method according to claim 1, wherein the multilayer printed wiring board is provided with through holes for embedding a silicon substrate, and pads and pins for electrically connecting to the silicon substrate side are provided on the main surface side. The mounting method is characterized in that the heat radiation fins are attached and the back surface side is adhesively fixed with an adhesive.
【請求項4】 請求項1に記載の実装方法において、V
LSIチップとその周辺部分を密封するにあたり、VL
SIチップを予め樹脂でコートした後、フレキシブルな
フィルムを被覆して封止することを特徴とする実装方
法。
4. The mounting method according to claim 1, wherein V
When sealing the LSI chip and its peripheral parts, VL
A mounting method characterized in that an SI chip is coated with a resin in advance and then a flexible film is coated and sealed.
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