JPH06302650A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH06302650A
JPH06302650A JP5112204A JP11220493A JPH06302650A JP H06302650 A JPH06302650 A JP H06302650A JP 5112204 A JP5112204 A JP 5112204A JP 11220493 A JP11220493 A JP 11220493A JP H06302650 A JPH06302650 A JP H06302650A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置を交換する場合に、はんだ付けの
際のフラックスが半導体チップの回路パターンに影響を
与えないようにする。 【構成】 半導体チップ1の表面の回路パターンの出力
信号を導出するための電極4と、この電極4の位置に対
応する位置に設けられた中継基板3の表面の電極5とを
フリップチップ接続する。その接続の際に、リング10
を取付けて回路パターンを封止することにより半導体装
置を構成する。 【効果】 半導体チップ1の表面の回路パターンが封止
されているため、半導体装置を交換する回数が多くなっ
ても、はんだ付けの際のフラックスによる悪影響を防ぐ
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
フリップチップ実装によるチップキャリア構造の半導体
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のフリップチップ実装の方式として
サブ基板を用いたものがある(例えば、実開昭62―1
51742号公報)。これは、図2に示されているよう
に、プリント板16上にフリップチップの電極位置に対
応して複数ピン14が設けられ、このピン14によりサ
ブ基板15が支持され、そのサブ基板15の上にチップ
1がフリップチップ接続により搭載されている。なお、
4は電極、9ははんだバンプである。
【0003】次に、この従来のフリップチップ実装の作
用について説明する。サブ基板15はピン14を介して
プリント板16上に支持されているため、ピン14の柔
軟性によりチップ1とプリント板16間の歪量の差が吸
収され過大な熱応力がチップ1に加わらない。サブ基板
15は充分薄く形成できるため、チップ1との熱容量の
差は小さくパワーオン,オフ時の温度差は小さい。ま
た、サブ基板15はチップ1と同等以下の大きさにする
ことができるため、直接プリント板16にチップ1を実
装した場合と実装密度が変わらないのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置ではチップ1の回路パターン面が保護されていない
ため、チップ1をサブ基板15に搭載したままで交換す
る場合、交換回数が多いとはんだ付け時に使用されるフ
ラックスがチップ1の回路パターン面に付着し、絶縁性
を低下させる等の悪影響を及ぼし、チップの機能に障害
を起こすという欠点がある。また、サブ基板15をプリ
ント板16に取付けたままでチップ1のみを交換する場
合にも同様にフラックスがチップの回路パターン面に悪
影響を及ぼす。
【0005】一方、フラックスを使用しない、はんだ付
け方法もあるが、この場合、プリント板16全体をN2
ガス雰囲気で包囲しなければならないため、装置が大規
模になるという欠点があった。
【0006】本発明は上述した従来の欠点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、はんだ付け時に
おけるフラックスの影響を受けない構造を有する半導体
装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、回路パターンと、前記回路パターンの出力信号を導
出するための第1の電極とが一主面に設けられた半導体
チップと、前記第1の電極の位置に対応する位置に設け
られ前記第1の電極とフリップチップ接続された第2の
電極が一主面に設けられ、かつ前記第2の電極と電気的
に接続された第3の電極が他主面に設けられた中継基板
と、前記半導体チップの一主面と前記中継基板の一主面
との間に取付けられ前記回路パターンを封止するための
リング部材と、を有することを特徴とする。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0009】図1は本発明による半導体装置の一実施例
の構成を示す断面図である。図において、本実施例の半
導体装置は、半導体チップの回路パターン面(以下、回
路面と称する)が封止された構造になっている。
【0010】半導体チップ1の回路面の周辺部には、は
んだメッキによる接続部分2が形成されている。中継基
板3は半導体チップ1と同じ大きさで厚みは、半導体チ
ップ1と同程度で、その材質はAl N等である。この中
継基板3には半導体チップ1の電極4の位置に対応した
位置に、金属等の導電性の電極5が設けられている。こ
の電極5は中継基板3内に形成されたスルーホール6を
通して裏面に形成された金属等の導電性の電極7と電気
的に接続されている。中継基板3の表面の周辺部には、
半導体チップ1の回路面の周辺部と同様の半田メッキに
よる接続部分8が形成されている。
【0011】なお、中継基板3の電極5及び7は、いず
れも表面の一部に凸部が設けられている。
【0012】これらの半導体チップ1と中継基板3とは
通常のフリップチップ方式ではんだバンプ9により接合
される。本実施例では、この接合時に、半導体チップ1
と中継基板3との間に金属製のリング10を介在させて
はんだ付けを行って取付けているので、半導体チップ1
と中継基板3との間で封止構造が得られるのである。
【0013】このような半導体チップ1及び中継基板3
の封止構造を基板11に取付ける場合は、通常のフリッ
プチップ方式で、はんだバンプ12によって接合され
る。すなわち、予め、基板の電極13上にクリーム状は
んだをスクリーン印刷等の方法で供給しておく。そし
て、中継基板3の裏面の電極7と基板11上の電極13
とを位置合せした状態で基板11の上に、半導体チップ
1及び中継基板3の封止構造をマウントし、リフロ炉等
を使用してクリームはんだを溶融させるのである。この
ようにして、はんだバンプ12が形成され、半導体チッ
プ1及び中継基板3の封止構造が基板11に取付けられ
る。なお、このとき、はんだバンプ12の表面張力によ
り半導体装置が浮き上がり、電極7と電極13とは物理
的に離れた構造となる。
【0014】ここで、半導体チップ1と中継基板3との
接続に使用される、はんだバンプ9及びはんだメッキに
よる接続部分2,8におけるはんだの融点は、中継基板
3と基板11との接続に使用される、はんだバンプ12
のはんだの融点より高くなければならない。こうするこ
とにより、半導体チップ1及び中継基板3の封止構造を
基板11から取外す際は、はんだバンプ12の融点以上
で、かつはんだバンプ9と接続部分2,8の融点以下の
温度に加熱すれば、はんだバンプ12だけが溶融するた
め、半導体チップ1と中継基板3とが接続されたまま
で、基板11より取外すことができるのである。
【0015】ここで、電極5の表面の一部に凸部が設け
られているのは、リング10が設けられて半導体チップ
1と中継基板3との間隔が大きくなっているため、電極
同士の電気的接続状態を確保するためである。また、半
導体チップ1に冷却ブロックが設けられた場合に、チッ
プの中央部分が撓むことを防止するためでもある。
【0016】電極7の表面の一部に凸部が設けられてい
るのは、半導体装置の重量が大きい場合に基板11にフ
リップチップ接続するとはんだバンプが潰され、隣接し
たバンプとショートする可能性があるからである。な
お、電極5及び7の凸部は、はんだのヌレを考慮して円
柱形状又はそれに近い形状であることが望ましい。
【0017】半導体装置をフリップチップ接続しない場
合は、電極7の代わりに従来と同様のピンを設けても良
い。
【0018】以上説明したように本実施例では、半導体
チップ1を中継基板3にフリップチップ方式ではんだ付
けする際、それと同時に金属製のリング10により、周
辺部をはんだ付けする。これにより、チップ1の回路面
が封止されるので、下の基板への取付け又は取外しの際
に、半導体チップ1の回路面をフラックスの影響から保
護することができるのである。
【0019】また、中継基板3の表面及び裏面の電極
は、その表面の一部に凸部が設けられているので、半導
体チップ1の上部に冷却ブロックを取付けた場合でも、
その冷却ブロックの荷重により接合部のはんだバンプが
潰され、隣接したはんだバンプ間でショートすることを
防げるのである。
【0020】なお、リング10については金属製に限ら
ず、耐熱性を有する樹脂製でも良い。また、中継基板3
の電極5の表面の凸部の高さは、リング10の高さより
低いことを要する。リングの高さより高い場合は封止で
きないからである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体チ
ップの回路面を封止する構造にすることにより、半導体
装置を交換する回数が多くなっても、はんだ付けの際の
フラックスによる悪影響を防ぐことができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による半導体装置の構成を示す
断面図である。
【図2】従来の半導体装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ 2,8 接続部分 3 中継基板 4,5,7,13 電極 6 スルーホール 9,12 はんだバンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路パターンと、前記回路パターンの出
    力信号を導出するための第1の電極とが一主面に設けら
    れた半導体チップと、 前記第1の電極の位置に対応する位置に設けられ前記第
    1の電極とフリップチップ接続された第2の電極が一主
    面に設けられ、かつ前記第2の電極と電気的に接続され
    た第3の電極が他主面に設けられた中継基板と、 前記半導体チップの一主面と前記中継基板の一主面との
    間に取付けられ前記回路パターンを封止するためのリン
    グ部材と、 を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の電極は、前記リング部材の高
    さより小なる高さを有する凸部が該電極表面の一部に設
    けられていることを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 前記第3の電極は、該電極表面の一部に
    凸部が設けられたフリップチップ接続用の電極であるこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
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