JPH0817965A - 電子コンポーネントおよびその製造方法 - Google Patents

電子コンポーネントおよびその製造方法

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JPH0817965A JP7128594A JP12859495A JPH0817965A JP H0817965 A JPH0817965 A JP H0817965A JP 7128594 A JP7128594 A JP 7128594A JP 12859495 A JP12859495 A JP 12859495A JP H0817965 A JPH0817965 A JP H0817965A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度I/Oフラットパッド電子コンポーネ
ントを提供する。 【構成】 コンポーネント16の周辺部のI/Oパッド
14を電子コンポーネント上のチップ12に電気的に接
続する内部導体19を有する多層セラミック基板からな
る。I/Oパッドの数は、多層セラミック基板の上面お
よび下面ならびにそれら両面共の上に、複数列のI/O
パッドを設けることで、容易に増大させることができ
る。複数列のI/Oパッドは、千鳥状に配列されること
が望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体電子コンポーネ
ントに関し、特にコンポーネント基板として多層セラミ
ック(MLC)を用いることによってコンポーネント上
の入力/出力コネクタの数を増加することに関する。
【0002】
【従来の技術】電子コンポーネントは、広く産業におい
て用いられており、多くの異なる種類のものが利用され
ている。ある重要な種類は、フラットパックと呼ばれる
ものであり、以下の説明は、便宜上この種類の製品に関
している。産業標準のフラットパックコンポーネント
は、通常40mm角または28mm角であり、一般にセ
ラミックまたは同等の基材および薄膜構造で構成されて
いる。フラットパックコンポーネントにチップが固定さ
れ、ファンアウト・パタンを用いて入力/出力(I/
O)パッドに電気的に接続される。この製品は、通常モ
ノリシック・パッケージと呼ばれている。I/Oパッド
の中央線間の距離によって定められる代表的なI/Oパ
ッド間隔は、0.5mmである。0.5mm間隔は、一
般に40mm角パック上に約304個の利用可能なI/
Oポイントまたはパッドを生じる。外部からフラットパ
ックへのコネクタ・リードは、通常、ビームリード、C
−クリップなどであり、パッドにのみ固定され、ハンダ
・リフロー処理の際の機械的取り付けのために下面にス
プリング・クリップが用いられ、または用いられない。
構造がモノリシックなので、下面へのいかなる電気的接
続も可能ではない。
【0003】技術の進歩に伴い、非常に多くのI/Oポ
イントを必要とするデバイスを用いることができるよう
に、フラットパック上のパッドの数を増やすことが強く
望まれている。I/Oパッドの数を増やす1つの技術
は、約376個のパッドを与えるために、リード間の幅
を例えば0.4mmに減らすことである。しかしなが
ら、モノリシックパック内に増大したI/Oパッドを収
容するために要求される機械的寸法および物理的制限
が、価格を高くすることが分かった。パッドの寸法、パ
ッド間およびパッド・エッジ間の累積許容誤差、基板の
直角度は厳しくなり、低価格の製造につながらない。し
たがって、フラットパックまたは他のファンアウト・パ
タン構造電子コンポーネントの電気的性能は、モノリシ
ック・ファンアウト・パタン技術の能力によって確定さ
れ、制限される。高性能デバイスを収容する必要性を鑑
みると、グランドまたは基準面を用いているが依然とし
てモノリシック・ファンアウト・パタン技術を用いてお
り、限られたI/O能力の問題を解決することも製造コ
ストの問題を扱うこともないMLCフラットパックが有
用である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、I/
O能力が増大した電子コンポーネントを提供することに
ある。
【0005】本発明の他の目的は、I/O能力が増大し
たフラットパック電子コンポーネントを提供することに
ある。
【0006】本発明のさらに他の目的は、I/O能力が
増大した電子コンポーネントを製造する方法を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】チップが取り付けられた
多層セラミック(MLC)基板と、前記基板の周辺での
基板の少なくとも一面上の複数のコンタクトポイントま
たはパッドとからなり、前記パッドが基板内の導体によ
って前記チップに電気的に接続されている電子コンポー
ネントを提供する。
【0008】本発明の一態様においては、電子コンポー
ネントは、MLC基板の上面および下面の両方にI/O
パッドを有しており、それによって、与えられたI/O
構造のパッド密度を著しく減少させる。パッド密度がそ
れほど関係しない本発明の他の態様においては、I/O
パッドの数は、MLC基板の上面および下面の両方にパ
ッドを用いることによってかなり増やすことができる。
さらに、上面および下面上の複数列のI/Oパッド構造
および両面上のI/Oパッドの複数列を用いることがで
きる。複数列構造は、好ましくは、千鳥状に隣接して配
置されたパッドを有している。
【0009】
【実施例】キャパシタのような多層セラミック(ML
C)電子コンポーネントは、技術的によく知られてい
る。一般に、セラミック層および金属層を積み重ねて、
セラミック層および金属層が交互している積層(互いに
組み合った)ブロックを形成する。
【0010】MLCは、MLC基板に設けられたチップ
のようなコンポーネントから、MLC基板の周囲に設け
られたパッドのようなI/Oコネクタへの電気的接続を
必要とする電子コンポーネントを形成するために利用で
きることが分かった。MLCは、通常ワイヤ、リード、
トレース、ライン、バイア等と呼ばれている、銅、モリ
ブデン、タングステンのような導体を、積層(MLC)
ブロック内に与えるために作製される。チップ上の一点
からブロック周辺の対応するパッドへの電気的接続は、
導体によって行われる。導体の厚さは、約0.01mm
から約0.05mm以上に、広く変えることができる。
MLC基板は、いかなる数の層を有してもよいが、本発
明の説明のために4層構造を例とする。
【0011】導体は、パッドから基板を通って、チップ
に電気的に接続されるが、ファンアウト技術について説
明されるような基板の表面上の導体を、特別の応用のた
め本発明の内部導体構造と共に用いることができること
は、本発明の特徴である。
【0012】図1(A)は、代表的なフラットパック電
子コンポーネント10を示している。このコンポーネン
トは、チップ12をマウントした基板11を有してい
る。導体13は、技術的によく知られているように、チ
ップを、コンポーネント10の周辺部に設けられた対応
するI/Oパッド14に電気的に接続する。図1(B)
は、コンポーネント10の側面図である。基板11は、
通常、約1.5mmの厚さを有するセラミックである。
チップ12は、一般にシリコン集積回路からなる半導体
チップである。導体13は、チップ12をI/Oパッド
14に電気的に接続し、C−クリップ15は、コンポー
ネント10を周辺ユニットに電気的に接続する。
【0013】基板11の周辺に示されるコンタクトパッ
ド14は、約0.25mm〜0.30mm×0.9mm
〜1.1mmの寸法で、約2μmの厚さがあり、一般
に、クロム−銅の多層からなる。
【0014】図2(A)は、図2(B)の側面図に示さ
れているMLC基板である基板17を備える本発明の電
子コンポーネント16を示している。基板17は、セラ
ミック層17a,17b,17c,17dを有し、4層
セラミック構造である。内部バイア18およびライン1
9は、チップ12をパッド14に電気的に接続する。バ
イア18およびライン19の数およびそれらのコンポー
ネント16内の可能な経路は非常に多く、ファンアウト
技術と異なり、電子コンポーネントに設けることのでき
るI/Oパッドの数にいかなる実際的な機械的制限の影
響を及ぼさないことは、当業者に理解されるであろう。
パッド間隔を、コンポーネントのI/O密度が付随して
増加するにつれて、0.25mm以下に減少できること
が予想される。一般に間隔は、0.3mm〜0.5mm
であり、例えば0.4mmが適切である。
【0015】図3(A)は、一方の面に千鳥状に配置さ
れたパッド構造を有する本発明の他の電子コンポーネン
ト20を示している。コンポーネント20は、図3
(B)の側面図に示されるように、4つの層21a,2
1b,21c,21dを有するMLCである基板21を
備えている。バイア18とライン19は、チップ12を
パッド14に電気的に接続する。
【0016】図2(A),(B)に示したコンポーネン
ト16および図3(A),(B)に示したコンポーネン
ト20は、多層セラミック技術を用いて作ることができ
る。例えば、図2(A),(B)の焼成されていないグ
リーンセラミック17a,17b,17c,17dの個
々の層(一般に0.25mmの厚さを有する)が用いら
れている。各層は孔を開けられて、上部から下部への電
気的相互接続通路(バイア)18が形成され、続いて、
導電性ペーストでバイアホールを充填するマスクを介す
るスクリーニング技術の使用によってメタライズされ
る。高温共焼成セラミック技術の場合には、ペースト
は、一般にタングステンまたはモリブデンの高融点金属
に制限される。各層上の相互接続プレーナ・サーキット
・ライン19は、同様な方法でスクリーニングされ、メ
タライズされる。
【0017】層の数は、所望するパッケージング密度
と、約0.1016mm(4ミル)の公称ライン幅およ
び約0.1524mm(6ミル)のバイア直径によって
与えられる、必要な電気相互接続を作る能力との関数で
ある。一般に、304個のI/Oポイントを必要とする
パッケージは、4層からなる。
【0018】個々の層は、適度な加熱および加圧の下で
積層されて、グリーンコンポーネントが形成される。次
に、パッケージは、高温共焼成セラミック技術により、
1600℃の温度で焼結処理により焼成される。ペース
トとセラミックの組成は、同じ温度で焼結し、それゆえ
焼成されたコンポーネントの機械的特性の制御を確保す
るように整合されている。
【0019】次に、焼成されたコンポーネント上のパッ
ドは、例えばニッケルおよび金で被覆され、耐食性、低
接触抵抗を確保し、技術的によく知られているように、
図4(A),(B)の22,23,24,25のような
I/Oコネクタの次の組み立ておよびろう付けに容易に
使用できる金属を与える。
【0020】外部デバイスを本発明の電子コンポーネン
トに電気的に接続するコネクタは、図1(A),(B)
に示すように、MLCの対向している面の1つにのみパ
ッドがあるときは、従来技術のスプリングC−クリップ
を用いて作ることができる。図2(A),(B)に示す
ように、両面にパッドのあるコンポーネントに対して
は、図4(A)に示すようなクリップ22,23および
リードフレーム26を用いることができる。同様に、図
4(B)は、図3(A),(B)に示す千鳥状パッド配
列に有用なクリップ24,25およびリードフレーム2
7を示している。クリップの長さは、増大したスプリン
グ動作を与えるためには、できるけ短くすべきである。
パッド密度が増大したので、固定作業の際、一時的なコ
ームまたはブレード位置決め装置を、支持のために用い
て、コネクタを正しく整列させておくことができる。
【0021】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。 (1)基板内に導体を有する多層セラミック基板と、前
記基板に固定されたチップと、前記基板の周辺における
前記基板の少なくとも一面上の複数の入力/出力パッド
とを備え、前記チップと前記入力/出力パッドとが前記
導体によって電気的に接続されていることを特徴とする
電子コンポーネント。 (2)前記基板の両面に前記入力/出力パッドを有する
ことを特徴とする上記(1)に記載の電子コンポーネン
ト。 (3)前記入力/出力パッドが千鳥状に配置されている
ことを特徴とする上記(1)に記載の電子コンポーネン
ト。 (4)前記基板の一面または両面上の前記導体が、前記
チップと幾つかの前記入力/出力パッドとを電気的に接
続するために用いられていることを特徴とする上記
(1)に記載の電子コンポーネント。 (5)フラットパックであることを特徴とする上記
(1)〜(4)のいずれか1つに記載の電子コンポーネ
ント。 (6)焼成されていないセラミックの層を複数形成し、
セラミック層内の上部から下部へのバイアをメタライズ
し、セラミックの表面に導体ラインを形成し、前記ライ
ンと前記バイアを、チップから入力/出力パッドへ電気
的接続を形成するために相互接続し、前記層を積層して
多層セラミック基板を形成することを特徴とする電子コ
ンポーネントを製造する方法。 (7)前記バイアおよびラインは導電性ペーストを用い
たスクリーニングによって形成されることを特徴とする
上記(6)に記載の方法。
【0022】
【発明の効果】本発明によって、電子コンポーネントの
I/O能力を容易に増大させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は、ファンアウト・パタン構造を有する
従来のフラットパック電子コンポーネントの分解模式図
であり、(B)は、(A)の1B−1B線断面図であ
る。
【図2】本発明のMLCフラットパックの模式図であ
る。
【図3】千鳥状I/Oパッドを有する本発明のMLCフ
ラットパックの模式図である。
【図4】本発明の電子コンポーネントに用いることがで
きるコネクタの模式図である。
【符号の説明】
10,16,20 電子コンポーネント 11 基板 12 チップ 13 導体 14 パッド 15 C−クリップ 17,21 基板 18 バイア 19 ライン 22,23,24,25 クリップ 26,27 リードフレーム

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板内に導体を有する多層セラミック基板
    と、 前記基板に固定されたチップと、 前記基板の周辺における前記基板の少なくとも一面上の
    複数の入力/出力パッドとを備え、 前記チップと前記入力/出力パッドとが前記導体によっ
    て電気的に接続されていることを特徴とする電子コンポ
    ーネント。
  2. 【請求項2】前記基板の両面に前記入力/出力パッドを
    有することを特徴とする請求項1記載の電子コンポーネ
    ント。
  3. 【請求項3】前記入力/出力パッドが千鳥状に配置され
    ていることを特徴とする請求項1記載の電子コンポーネ
    ント。
  4. 【請求項4】前記基板の一面または両面上の前記導体
    が、前記チップと幾つかの前記入力/出力パッドとを電
    気的に接続するために用いられていることを特徴とする
    請求項1記載の電子コンポーネント。
  5. 【請求項5】フラットパックであることを特徴とする請
    求項1ないし4のいずれか1つに記載の電子コンポーネ
    ント。
  6. 【請求項6】焼成されていないセラミックの層を複数形
    成し、 セラミック層内の上部から下部へのバイアをメタライズ
    し、 セラミックの表面に導体ラインを形成し、 前記ラインと前記バイアを、チップから入力/出力パッ
    ドへ電気的接続を形成するために相互接続し、 前記層を積層して多層セラミック基板を形成することを
    特徴とする電子コンポーネントを製造する方法。
  7. 【請求項7】前記バイアおよびラインは導電性ペースト
    を用いたスクリーニングによって形成されることを特徴
    とする請求項6記載の方法。
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