JPH09102565A

JPH09102565A - 半導体パッケージ

Info

Publication number: JPH09102565A
Application number: JP7258846A
Authority: JP
Inventors: Kota Noda; 宏太野田
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】多層配線板を脱落させることなくヒートシン
クを取り付けることができ、かつヒートシンクの汎用化
が可能であり、しかも高い放熱性を確保することができ
る半導体パッケージを提供すること。【解決手段】半導体パッケージ１１は、多層配線板１
２とベースユニット２５とからなる。多層配線板１２
は、高熱伝導性基板１３の片面にビルドアップ多層配線
層Ｂ1 を設け、その上に電子部品搭載部１７及び第１の
接続端子２２群を設けてなる。ベースユニット２５は、
入出力ピン２９群が存在するプリント配線板２５ａのほ
ぼ中央部に窓部２６を設けてなる。プリント配線板２５
ａのピン非突出側面Ｓ2 には、両面が平坦な高熱伝導性
板材３７が接合される。窓部２６から露出する部分に対
しては、多層配線板１２が高熱伝導性接合材３９を介し
て接合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の半導体チ
ップが搭載される多層配線板を配線板装着用のベースユ
ニットに装着してなる半導体パッケージ〔ＭＣＭ (Mul
ti Chip Module)：マルチチップモジュール〕に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複数個のベアチップを高密度に実
装した半導体パッケージとして、いわゆるＭＣＭと呼ば
れる電子部品搭載装置がいくつか提案されている。ここ
で、図７にその一例を示す。

【０００３】この半導体パッケージ６１は、大まかにい
って、矩形状の多層配線板６２及びそれを装着するため
のベースユニット６３という２つの部分から成り立って
いる。多層配線板６２を構成する銅基板６４の片面に
は、絶縁層と導体層とが交互に積層されたビルドアップ
多層配線層Ｂ1 が設けられている。そのビルドアップ多
層配線層Ｂ1 上の中央部には、ベアチップ６５を搭載す
るための複数の電子部品搭載部が設けられている。ま
た、多層配線層Ｂ1 上の外縁部には、第１のボンディン
グパッド６６群が配設されている。

【０００４】一方、ベースユニット６３を構成するプリ
ント配線板６７の片面における外縁部には、マザーボー
ドＭ1 側との導通を図るための入出力ピン６８が多数突
設されている。同面の中央部には、多層配線板６２の外
形寸法に相当する窓部６９が貫設されている。窓部６９
の内周面には接着面を有する段部７０が形成されてお
り、その段部７０の上面には多層配線板６２の底面が支
持されている。この窓部６９とそれを包囲する入出力ピ
ン６８群との間の領域には、第２のボンディングパッド
７１群が設けられている。そして、両ボンディングパッ
ド６６，７１群同士は、ボンディングワイヤ７２を介し
て互いに電気的に接続されている。

【０００５】このように構成された半導体パッケージ６
１は、前記入出力ピン６８によりマザーボードＭ1 に対
してフェースダウン式に実装される。そのとき、マザー
ボードＭ1 側とならない面、即ちピン非突出側面におい
ては、多層配線板６２の銅基板６４の底面が窓部６９か
ら露出する。そして、この露出した面から、ベアチップ
６５の熱が放散されるようになっている。

【０００６】また、この種の半導体パッケージ６１で
は、例えばベースユニット６３のピン非突出側面に、フ
ィン構造やタワー構造等を持つヒートシンク７３をねじ
７４等によって取り付けるという構成を採る場合があ
る。即ち、表面積の大きなヒートシンク７３を設けるこ
とによって、熱放散効率のさらなる向上が期待できるか
らである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の半導
体パッケージ６１には、以下のような問題があった。 i)ピン非突出側面の中央が凹部になっているため、銅基
板６４の底面との接触を図るためには、ヒートシンク７
３側の接合面７３ａをそれに合致した凸形状に形成する
必要があった。従って、この半導体パッケージ６１にお
いては、通常よく用いられる単純な形状のヒートシンク
を使用することができなかった。また、凹部の外形・大
きさ・深さは半導体パッケージ６１の仕様によって変わ
るものであるため、ヒートシンク７３の汎用化を図るこ
とができなかった。

【０００８】ii) 銅のような材料は軟質で切削しにくい
ため、ヒートシンク７３の接合面７３ａを所望の凸形状
に加工することは難しい。また、このような加工におけ
る困難性があることで、コスト的にも不利益が多かっ
た。

【０００９】iii)ねじ７４を用いてヒートシンク７３を
取り付けようとすると、ヒートシンク７３によって多層
配線板６２がピン突出側面に押圧されることにより、多
層配線板６２と段部７０との接合面に応力が加わる。そ
して、この応力によって当該部分の接合強度が低下す
る。このため、ベースユニット６３から多層配線板６２
が脱落しやすくなり、このことが信頼性の低下を引き起
こす一原因となっていた。よって、ねじ止めによる取り
付けに充分耐えうる構造が要求されていた。

【００１０】iv) 窓部６９に段部７０を設けた場合に
は、その分だけベースユニット６３の外形寸法を大きく
しなければならない。よって、半導体パッケージ６１の
ダウンサイジングを図るうえでも、段部７０を必要とし
ないパッケージ構造が望まれていた。

【００１１】v)窓部６９から露出している銅基板６４の
底面の表面積には限りがあるため、そこに取り付けうる
ヒートシンク７３の大きさにはおのずと制約があった。
よって、さらなる放熱効率の向上を図るうえでも、大き
なヒートシンク７３を取り付けることが可能なパッケー
ジ構造が望まれていた。

【００１２】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、多層配線板を脱落させるこ
となくヒートシンクを取り付けることができ、かつヒー
トシンクの汎用化・大型化が可能であり、しかも高い放
熱性を確保することができる半導体パッケージを提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、高熱伝導性基板の片
面に絶縁層と導体層とが交互に積層されたビルドアップ
多層配線層が設けられ、その多層配線層上に電子部品搭
載部及び第１の接続端子群が設けられてなる多層配線板
と、片面に入出力端子群が存在するプリント配線板に前
記多層配線板の外形寸法に相当する貫通孔が設けられ、
前記入出力端子群と前記貫通孔との間の領域に前記第１
の接続端子と電気的に接続される第２の接続端子群が設
けられてなる配線板装着用のベースユニットとからなる
半導体パッケージであって、前記プリント配線板の入出
力端子側面の反対側面に、少なくとも片面が平坦な高熱
伝導性板材が接合され、かつその板材における前記貫通
孔から露出する部分に対し、前記多層配線板が高熱伝導
性接合材を介して接合されてなる半導体パッケージをそ
の要旨とする。

【００１４】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記高熱伝導性板材の外形寸法は前記プリント配
線板の外形寸法と同程度であるとしている。請求項３に
記載の発明では、請求項１または２において、前記高熱
伝導性板材は両面が平坦な銅板であるとしている。

【００１５】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれか１項において、前記高熱伝導性基板は銅板
でありかつ前記接合材ははんだであるとしている。請求
項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項
において、前記高熱伝導性板材は前記プリント配線板に
対して絶縁性接着剤を介して接着されてなるとしてい
る。

【００１６】次に本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によると、プリント配線板に接合
された高熱伝導性板材の少なくとも片面が平坦になって
いる。このため、通常よく使用される単純な形状の、即
ち接合面が平坦なヒートシンクであっても、ベースユニ
ットの片面に対して取り付けることができる。即ち、こ
の構成であるとヒートシンクの汎用化を図ることができ
る。

【００１７】また、ヒートシンクの接合面を凹形状に切
削する必要がなくなることにより、ヒートシンクの加工
コストが低減され、ひいては半導体パッケージの低コス
ト化が達成される。

【００１８】さらに、多層配線板とヒートシンクとの間
に高熱伝導性板材が介在するこの構成であると、例えば
ベースユニットに対してヒートシンクをねじ止めしたと
しても、多層配線板の接合部分にじかに応力が付加する
ことはない。よって、多層配線板がベースユニットから
脱落する心配もない。そして、このようにヒートシンク
のねじ止めが可能になることにより、リペア作業等が容
易になる。

【００１９】また、高熱伝導性板材は、多層配線板のと
きほど面積上の制約を受けることがないため、ヒートシ
ンクが接合されるべき平坦な面を比較的容易に拡大する
ことができる。このため、従来よりも大きなヒートシン
クをベースユニットに取り付けることが可能となる。そ
の結果、さらなる放熱効率の向上を図ることができる。

【００２０】さらに、前記プリント配線板の入出力端子
側面の反対側面に接合される板材は高い熱伝導性を有す
るものであるため、多層配線板とヒートシンクとの間に
介在させたとしても、そこに好適な放熱経路が確保され
る。つまり、ビルドアップ多層配線層上に実装された電
子部品の熱は、高熱伝導性基板、高熱伝導性板材及びヒ
ートシンクへと確実に伝導し、同ヒートシンクから外部
へと放散される。

【００２１】また、前記発明では、高熱伝導性板材にお
ける貫通孔から露出する部分に対し、多層配線板が高熱
伝導性接合材を介して接合されている。即ち、多層配線
板は、高熱伝導性板材に支持された状態でベースユニッ
トに固定される。よって、従来の構成とは異なり、多層
配線板を支持するために貫通孔内に段部を形成すること
は必ずしも不要になる。そして、例えば段部を省略した
構成を採った場合には、そのためのざぐり加工が不要に
なることによって、工程の簡略化が図られる。また、プ
リント配線板を薄くすることができる等、ベースユニッ
トの厚さの自由度が大きくなる。さらに、段部がなくな
る分だけ外形寸法を小さくすることができ、半導体パッ
ケージのダウンサイジングを達成することができる。

【００２２】請求項２に記載の発明によると、高熱伝導
性板材の外形寸法がプリント配線板の外形寸法と同程度
になることにより、ベースユニットの片面全体がヒート
シンクを取り付けるための平坦な面となる。このため、
かなり大きなヒートスラグを取り付けることができ、し
かもその取付安定性も増す。

【００２３】また、ベースユニットの片面全体が金属製
の板材によってカバーされることになるため、好適なノ
イズ対策にもなる。即ち、周辺機器へ与える電磁波妨害
及び周辺機器から受ける電磁波防止が、ともに軽減され
る。従って、半導体パッケージの信頼性の向上等が図ら
れ、高性能のＭＣＭを実現することができる。

【００２４】さらに、前記板材を例えばグランド層とし
て利用すれば、電気的特性に優れたＭＣＭを実現するこ
とができる。加えて、入出力端子側面の反対側面にこの
ような広い面積の高熱伝導性板材を設けると、同面にお
ける封止距離が長くなることによって、多層配線板の封
止性が向上する。そして、このことは半導体パッケージ
の信頼性向上につながる。

【００２５】なお、高熱伝導性板材の外形寸法はプリン
ト配線板の外形寸法と同程度であるため、特に半導体パ
ッケージのダウンサイジングを妨げるということもな
い。請求項３に記載の発明によると、高熱伝導性板材は
両面が平坦な銅板であるため、高熱伝導性基板の底面が
接合されるべき領域、即ち貫通孔から部分的に露出して
いるダイアタッチ部も同様に平坦になっている。このた
め、前記銅板に対して、多層配線板を容易にかつ確実に
接合することができる。また、上記のような銅板の作製
には、凹凸の形成のための加工を伴わないため、低コス
ト化に好都合である。また、銅は廉価であるということ
も低コスト化に好都合である。さらに、銅は熱伝導性が
高く、はんだ濡れ性もよいという性質を有している。

【００２６】請求項４に記載の発明によると、高熱伝導
性基板は銅板でありかつ前記接合材ははんだである。こ
のため、はんだを高熱伝導性基板と高熱伝導性板材との
間に介在させた状態で熱をかければ、両者を確実に接合
することができる。また、はんだは接合材のなかでも熱
伝導率が高いものに属し、しかも比較的廉価であるとい
う好ましい性質を持つ。よって、はんだの選択は、半導
体パッケージのさらなる放熱性の向上及び低コスト化に
貢献しうる。また、高熱伝導性基板が銅板であること
も、同様に放熱性の向上及び低コスト化に貢献しうる。

【００２７】請求項５に記載の発明によると、高熱伝導
性板材はプリント配線板に対して絶縁性接着剤を介して
接着されている。よって、例えば導電性を有するものを
前記板材として選択した場合であっても、プリント配線
板側との間に絶縁を確保することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態の半導体パッケージを図１〜図５に基づき詳細に説
明する。

【００２９】本実施例の半導体パッケージ１１は、図５
に示されるように、大まかにいって多層配線板１２と、
それを装着するためのＰＧＡタイプのベースユニット２
５とによって構成されている。

【００３０】多層配線板１２は、図３に示されるよう
に、高熱伝導性基板としてのタフピッチ銅基板１３を主
材料として形成されている。このタフピッチ銅基板１３
の片側面全体は放熱領域となっており、かつその反対側
面全体は電子部品搭載領域となっている。電子部品搭載
領域の全体には、ビルドアップ多層配線層Ｂ1 が形成さ
れている。本実施形態では、前記ビルドアップ多層配線
層Ｂ1 は、絶縁層１４と、導体層としての極めてファイ
ンな配線パターン１５とを交互に積層した構成を有して
いる。各層の配線パターン１５どうしは、絶縁層１４に
形成されたバイアホール１６によって互いに接続されて
いる。

【００３１】図３に示されるように、ビルドアップ多層
配線層Ｂ1 上には、電子部品搭載部としてのダイパッド
１７が複数個設けられている。ダイパッド１７上には、
電子部品としてのＬＳＩチップ１８，１９が搭載されて
いる。ＬＳＩチップ１８，１９とそれを取り巻くビルド
アップ多層配線層Ｂ1 上のボンディングパッド２０と
は、ボンディングワイヤ２１を介して電気的に接続され
ている。ビルドアップ多層配線層Ｂ1 の外縁部には、第
１の接続端子としての多数のボンディングパッド２２が
規則的に配設されている。そして、ＬＳＩチップ１８，
１９側と前記ボンディングパッド２２とは、ビルドアッ
プ多層配線層Ｂ1 の内層または外層の配線パターン１５
を介して電気的に接続されている。

【００３２】ベースユニット２５は、プラスティック製
の板材（本実施形態ではガラスエポキシ製の銅張積層
板）を主形成材料とするプリント配線板２５ａを用いて
作製される。この種の板材には、基本的に加工し易いと
いう利点があるからである。図１，図２に示されるよう
に、ベースユニット２５を構成するプリント配線板２５
ａのほぼ中央部には、貫通孔としての矩形状の窓部２６
が形成されている。なお、この窓部２６は、被収容物で
ある多層配線板１２の外形寸法にほぼ等しくなってい
る。窓部２６よりも外側の領域には、表裏を貫通するス
ルーホール２８が多数形成されている。各スルーホール
２８には、入出力端子としての金属製の入出力ピン２９
が挿入されている。なお、前記入出力ピン２９群は窓部
２６を包囲している。

【００３３】図１に示されるように、ピン突出面側Ｓ1
において窓部２６の周囲には、その窓部２６を取り囲む
ように矩形状のボンディングパッド３０が配設されてい
る。前記ボンディングパッド３０とスルーホール２８の
ランド３１とは、配線パターン３２を介して電気的に接
続されている。また、ベースユニット２５側のボンディ
ングパッド３０と、多層配線板１２のボンディングパッ
ド２２とは、ボンディングワイヤ３３を介して電気的に
接続されている。また、ベースユニット２５において配
線パターン３２が形成されている面は、配線パターン３
２を湿気等から保護するためのソルダーレジスト３４に
よって被覆されている。そして、ベースユニット２５に
おいてボンディングパッド３０群と入出力ピン２９群と
の間の領域には、封止樹脂３５の流動を防止するダム３
６が接着されている。

【００３４】図２，図３に示されるように、プリント配
線板２５ａのピン突出面側Ｓ1 の反対側面（ピン非突出
側面Ｓ2 ）には、高熱伝導性板材３７が接合されてい
る。この板材３７は、矩形状であって両面が平坦になっ
ており、プリント配線板２５ａと同程度の外形寸法を有
している。前記板材３７は、ベースユニット２５のピン
非突出側面Ｓ2 に対して絶縁性接着剤３８を介して接着
されている。窓部２６から露出するダイアタッチ部に対
しては、高熱伝導性接合材３９を介して多層配線板１２
が接合されている。つまり、多層配線板１２は高熱伝導
性板材３７によって支持されている。

【００３５】ここで「高熱伝導性」の板材３７とは、１
００Ｗ／ｍＫ以上、好ましくは１５０Ｗ／ｍＫ以上の熱
伝導率を有する材料からなる板材３７をいう。このよう
な材料としては、例えば無酸素銅（３９０Ｗ／ｍＫ）、
タフピッチ銅（３６０Ｗ／ｍＫ）、各種の銅合金（１０
０〜３５０Ｗ／ｍＫ）、アルミニウム（２２９Ｗ／ｍ
Ｋ）、金（３１８Ｗ／ｍＫ）、モリブデン（１３０Ｗ／
ｍＫ）、Ｃｕ−Ｗ（２１０Ｗ／ｍＫ）等の金属が挙げら
れる。また、これら金属以外にも、窒化アルミニウム
（１００〜２００Ｗ／ｍＫ）、窒化珪素（２６０Ｗ／ｍ
Ｋ）、ベリリア（２１０Ｗ／ｍＫ）等のセラミック焼結
体が挙げられる。

【００３６】本実施形態では、高熱伝導性板材３７とし
てタフピッチ銅板３７が選択されている。なお、上述し
た高熱伝導性基板１３のための材料とは、少なくともプ
ラスティック材料に比べて熱伝導性の高い材料をいい、
特には先に列挙した金属またはセラミックから選択され
ることがよい。

【００３７】また「高熱伝導性」の接合材３９とは、１
０Ｗ／ｍＫ以上、好ましくは３０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導
率を有する接合材３９をいう。このような材料として
は、例えばＰｂ−Ｓｎ系のはんだ、Ａｕ系のはんだ、Ｉ
ｎ系のはんだ、Ｂｉ系のはんだ等がある。特に、Ｐｂ−
Ｓｎ系のはんだの代表例としては、Ｐｂ：Ｓｎ＝３７：
６３という組成のもの（いわゆる共晶はんだ，４９Ｗ／
ｍＫ）、Ｐｂ：Ｓｎ＝９０：１０という組成のもの（３
７Ｗ／ｍＫ）、Ｐｂ：Ｓｎ＝９５：５という組成のもの
（２３Ｗ／ｍＫ）などがある。また、はんだ以外にも、
Ａｕ／Ｓｎなどの各種のろう材や、金属粒子を分散させ
た熱伝導性接着剤が使用可能である。

【００３８】本実施形態では、高熱伝導性接合材３９と
して、共晶はんだ３９が選択されている。図２，図４に
示されるように、高熱伝導性板材としてのタフピッチ銅
板３７の外周部の複数箇所には、その厚さ方向に沿って
延びるねじ孔４０が形成されている。そして、ヒートシ
ンク４１のベースユニット２５への取り付けは、これら
のねじ孔４０にねじ４２を螺合することによってなされ
るようになっている。

【００３９】図２，図３に示されるように、ＬＳＩチッ
プ１８，１９側と多層配線板１２側との電気的接続部分
や、多層配線板１２側とベースユニット２５側との電気
的接続部分は、封止樹脂３５によって封止されている。
このような封止部分には、金属製のキャップ４３が装着
されている。そして、この半導体パッケージ１１は、入
出力ピン２９によってマザーボードＭ1 にフェースダウ
ン式に実装されるようになっている。

【００４０】次に、この半導体パッケージ１１を作製す
る手順の一例を紹介する。半導体パッケージ１１を構成
する多層配線板１２は、次のようにして作製される。ま
ず出発材料であるタフピッチ銅基板１３の片面を黒化処
理し、その上に感光性エポキシ樹脂を塗布する。次に露
光・現像を行うことにより、内径４０μｍのバイアホー
ル形成用穴を有する厚さ１５μｍの絶縁層１４を形成す
る。次に、スパッタリングすることによって絶縁層１４
上に厚さ０．１μｍのＣｒ薄層を形成し、さらにその上
にスパッタリングすることによって厚さ０．２μｍのＣ
ｕ薄層を形成する。次に、Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍ
の配線パターン１５を形成するためのめっきレジストを
Ｃｕ薄層上に配置する。この状態で電解Ｃｕめっき及び
電解Ｎｉめっきを順次行うことにより、厚さ６μｍのＣ
ｕめっき層及び厚さ１μｍのＮｉめっき層をそれぞれ形
成する。めっきレジストを剥離した後、塩化第二銅溶液
と２０％塩酸水溶液とを用いて非めっき部分のＣｕ薄層
及びＣｒ薄層をエッチングする。そして、以上の工程を
必要に応じて繰り返すことにより、絶縁層１４と複数種
の金属からなる配線パターン１５とを交互に形成する。
その結果、配線パターン１５を５層備えた多層配線板
（３５mm角，１．０mm厚）１２が完成する。そして、こ
の後にオープン・ショートテストを行う。

【００４１】一方、ベースユニット２５は次のようにし
て作製される。まず、従来公知のサブトラクティブプロ
セスによりベース基板を作製し、その両面にプリプレグ
及び銅箔を貼り付ける。この後、スルーホールの孔あけ
及び窓部２６の形成のための貫通ざぐり加工（３６mm
角）を実施する。この後、常法に従ってパネルめっき及
びパターンめっきを行うことにより、スルーホール２
８、ボンディングパッド３０及び配線パターン３２等を
形成する。この後、スルーホール２８のランド３１及び
ボンディングパッド３０以外の部分を被覆するようにソ
ルダーレジスト３４を形成する。このようにして得られ
た４層板に対し、さらにダム３６の接着及びスルーホー
ル２８内への入出力ピン２９の挿入を行い、ベースユニ
ット（６０mm角，１．０mm厚）２５を完成させる。そし
て、この後にオープン・ショートテストを行う。

【００４２】次に、オープン・ショートテストをパスし
たベースユニット２５に対し、絶縁性接着剤（本実施形
態では、エイブルスティック社製のエポキシ系接着剤，
商品名「５０２０ｋ」）３８を介して、タフピッチ銅板
３７を接合する。次に、その接合されたタフピッチ銅板
３７のダイアタッチ部に、共晶はんだからなるはんだシ
ート（３５mm角，５０μｍ厚）を載置する。そして、さ
らにその上にオープン・ショートテストをパスした多層
配線板１２を載置する。この状態でリフローソルダリン
グを行うことにより、共晶はんだ３９を介してタフピッ
チ銅板３７と多層配線板１２とを接合する。

【００４３】次いで、ダイボンダを使用して、ダイパッ
ド１７上にテスト済のＣＰＵ用ＬＳＩチップ１８を１
個、メモリ用ＬＳＩチップ１９を６個搭載する。ここ
で、ワイヤボンディング装置（九州松下製，商品名：Ｈ
Ｗ−２２００）を用いて、ＬＳＩチップ１８，１９をワ
イヤボンディングする。このとき、同じ装置を用いてボ
ンディングパッド２２，３０間もワイヤボンディングす
る。

【００４４】そして、最後にポッティング法による樹脂
封止を行って電気的接続部分を封止した後、キャップ４
３を接合する。半導体パッケージ１１は、以上のような
手順を経て完成する。

【００４５】次に、本実施形態において特徴的な作用効
果を以下に列挙する。（イ）本実施形態によると、プリント配線板２５ａに接
合された高熱伝導性板材３７の外側の面が平坦になって
いる。このため、通常よく使用される単純な形状の、即
ち接合面４１ａが平坦なヒートシンク４１であっても、
ベースユニット２５のピン非突出側面Ｓ2 に対して取り
付けることができる。即ち、この構成であるとヒートシ
ンク４１の汎用化を図ることができる。

【００４６】また、ヒートシンク４１の接合面４１ａを
凹形状に切削する必要がなくなることにより、ヒートシ
ンク４１の加工コストが低減され、ひいては半導体パッ
ケージ１１の低コスト化が達成される。

【００４７】さらに、多層配線板１２とヒートシンク４
１との間に高熱伝導性板材３７が介在させているため、
ベースユニット２５に対してヒートシンク４１をねじ止
めしたとしても、多層配線板１２の接合部分にじかに応
力が付加することはない。よって、多層配線板１２がベ
ースユニット２５から脱落する心配もない。そして、こ
のようにヒートシンク４１のねじ止めが可能になること
により、リペア作業等が容易になる。

【００４８】また、高熱伝導性板材３７は、多層配線板
１２のときほど面積上の制約を受けることがないため、
ヒートシンク４１が接合されるべき平坦な面を比較的容
易に拡大することができる。このため、従来よりも大き
なヒートシンク４１をベースユニット２５に取り付ける
ことが可能となる。その結果、さらなる放熱効率の向上
を図ることができる。

【００４９】さらに、ピン非突出側面Ｓ2 に接合される
板材３７は高い熱伝導性を有するものであるため、それ
を多層配線板１２とヒートシンク４１との間に介在させ
たとしても、そこには好適な放熱経路が確保される。つ
まり、ビルドアップ多層配線層Ｂ1 上に実装されたＬＳ
Ｉチップ１８，１９の熱は、タフピッチ銅基板１３、、
高熱伝導性接合材３９、高熱伝導性板材としてのタフピ
ッチ銅板３７及びヒートシンク４１へと確実に伝導す
る。そして、その熱は同ヒートシンク４１のタワー部４
１ｂから外部へと効率よく放散される。

【００５０】（ロ）本実施形態では、窓部２６から露出
する高熱伝導性板材３７のダイアタッチ部に対し、多層
配線板１２が高熱伝導性接合材３９を介して接合されて
いる。即ち、多層配線板１２は、高熱伝導性板材３７に
支持された状態でベースユニット２５に固定される。よ
って、従来の構成とは異なり、多層配線板１２を支持す
るための段部を窓部２６内に形成することは必ずしも不
要になる。その結果、ざぐり加工が不要になり、工程の
簡略化が図られる。また、プリント配線板２５ａを薄く
することができる等、ベースユニット２５の厚さの自由
度が大きくなる。さらに、段部がなくなる分だけ外形寸
法を小さくすることができ、半導体パッケージ１１のダ
ウンサイジングを達成することができる。

【００５１】（ハ）本実施形態によると、高熱伝導性板
材３７の外形寸法がプリント配線板２５ａの外形寸法と
同程度になることにより、ピン非突出側面Ｓ2 全体がヒ
ートシンク４１を取り付けるための平坦な面となる。こ
のため、図４に示されるように、かなり大きなヒートス
ラグ４１を取り付けることができ、しかもその取付安定
性も増す。

【００５２】また、ピン非突出側面Ｓ2 全体が金属製の
板材３７によってカバーされることになるため、好適な
ノイズ対策にもなる。即ち、周辺機器へ与える電磁波妨
害及び周辺機器から受ける電磁波防止が、ともに軽減さ
れる。従って、半導体パッケージ１１の信頼性の向上等
が図られ、高性能のＭＣＭを実現することができる。さ
らに、前記板材３７を例えばグランド層として利用すれ
ば、電気的特性に優れたＭＣＭを実現することができ
る。

【００５３】加えて、ピン非突出側面Ｓ2 にこのような
広い面積の高熱伝導性板材３７を設けると、同面におけ
る封止距離が長くなることによって、多層配線板１２の
封止性が向上する。そして、このことは半導体パッケー
ジ１１の信頼性向上につながる。

【００５４】なお、高熱伝導性板材３７の外形寸法はプ
リント配線板２５ａの外形寸法と同程度に止められてい
るため、特に半導体パッケージ１１のダウンサイジング
を妨げるということもない。

【００５５】（ニ）本実施形態によると、高熱伝導性板
材３７として両面が平坦なタフピッチ銅板３７が選択さ
れているため、ダイアタッチ部も同様に平坦になってい
る。このため、タフピッチ銅板３７に対して、多層配線
板１２を容易にかつ確実に接合することができる。ま
た、上記のようなタフピッチ銅板３７の作製には、凹凸
の形成のための加工を伴わないため、低コスト化に好都
合である。また、銅は廉価であるということも低コスト
化に好都合である。さらに、銅は熱伝導性が高く、はん
だ濡れ性もよいという性質を有している。

【００５６】（ホ）本実施形態によると、高熱伝導性基
板１３としてタフピッチ銅基板１３が選択され、かつ高
熱伝導性接合材３９として共晶はんだ３９が選択されて
いる。このため、はんだシートを多層配線板１２とタフ
ピッチ銅板３７との間に介在させた状態で熱をかけれ
ば、両者１２，３７を共晶はんだ３９を介して確実に接
合することができる。また、共晶はんだ３９は上述した
接合材のなかでもとりわけ熱伝導率が高く、しかも比較
的廉価であるという好ましい性質を持つ。よって、共晶
はんだ３９の選択は、半導体パッケージ１１のさらなる
放熱性の向上及び低コスト化に貢献しうる。また、高熱
伝導性基板１３がタフピッチ銅基板１３であることも、
同様に放熱性の向上及び低コスト化に貢献しうる。

【００５７】また、本実施形態では、共晶はんだ３９で
銅と銅とを、即ち金属同士を接合しているため、例えば
金属とセラミックスとを接合する場合に比べ、工程簡略
化が図られる。後者の場合にははんだ濡れ性の悪いセラ
ミックス面をメタライズしておく必要があるのに対し
て、前者の場合にはその必要がないからである。

【００５８】（ヘ）本実施形態によると、高熱伝導性板
材３７はプリント配線板２５ａに対して絶縁性接着剤３
８を介して接着されているため、プリント配線板２５ａ
側との間に絶縁を確保することができる。よって、プリ
ント配線板２５ａの最表層にある導体層とのショートを
心配する必要がなくなる。

【００５９】（ト）本実施形態では、高熱伝導性板材で
あるタフピッチ銅板３７の複数箇所に、ヒートシンク４
１を取り付けるためのねじ孔４０が設けられている。よ
って、ねじ４２によるヒートシンク４１の取り付けを容
易に行うことができる。

【００６０】なお、本発明は例えば次のように変更する
ことが可能である。（１）図５に示される別例１では、ベースユニット５１
を構成するプリント配線板２５ａの窓部２６に従来通り
段部２６ａを設け、そこに多層配線板１２を支持させて
いる。さらに、ここでは多層配線板１２を構成するタフ
ピッチ銅基板１３の底面が、タフピッチ銅板３７のダイ
アタッチ部に対し、いくぶん厚めの共晶はんだ層５２を
介して接合されている。このような構成であると、段部
２６を省略することによる利益は得られないものの、そ
れ以外の点については前記実施形態と同様の作用効果を
奏する。

【００６１】（２）図６に示される別例２においても、
ベースユニット５１を構成するプリント配線板２５ａの
窓部２６に従来通り段部２６ａを設け、そこに多層配線
板１２を支持させている。さらに、ここではタフピッチ
銅基板１３の底面とタフピッチ銅板３７のダイアタッチ
部とがなす空間内に、高熱伝導性の小片５６（例えばタ
フピッチ銅製の小片など）を介在させ、その隙間に熱伝
導性接着剤５７を充填している。このような構成であっ
ても、別例１と同様の作用効果（即ち、前記実施形態に
準ずる作用効果）を奏する。この構成であると、ダイア
タッチ部上にある空間が大きいときに、その空間を確実
に埋設できるという利点がある。

【００６２】（３）高熱伝導性板材３７はプリント配線
板２５ａに対して接着されるばかりでなく、ねじ止めさ
れていたり、爪のような構造で係止されていてもよい。（４）ピン非突出側面Ｓ2 上にある導体層がグランド層
であるとき、そのグランド層に対して高熱伝導性板材３
７を導電性接着剤で接合してもよい。この場合、高熱伝
導性板材３７もグランド層の一部として機能することに
なるため、電気的特性に優れたＭＣＭを実現することが
できる。

【００６３】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。（１）請求項１〜５において、前記高熱伝導性板材の
複数箇所にヒートシンク取り付け用のねじ孔を設けた半
導体パッケージ。この構成であると、ねじによってヒー
トシンクを容易に取り付けることができる。

【００６４】（２）請求項１〜３において、前記高伝
導性板材における前記貫通孔から露出する部分と前記多
層配線板とがなす空間に高熱伝導性の小片を収容すると
ともに、その隙間を前記高熱伝導性接合材で封止してな
る半導体パッケージ。

【００６５】（３）片面に入出力端子群が存在するプ
リント配線板のほぼ中央部に多層配線板の外形寸法に相
当する貫通孔が設けられ、前記入出力端子群と前記貫通
孔との間の領域に前記多層配線板における接続端子群と
電気的に接続される接続端子群が設けられてなる配線板
装着用のベースユニットであって、前記プリント配線板
の入出力端子側面の反対側面に、少なくとも片面が平坦
な高熱伝導性板材が接合されてなる配線板装着用のベー
スユニット。

【００６６】この構成であると、その上にビルドアップ
多層配線層を有する多層配線板を搭載すれば、本発明の
優れた半導体パッケージを確実に得ることができる。な
お、本明細書中において使用した技術用語を次のように
定義する。

【００６７】「はんだ：金属合金からなる接合材であ
って、例えばＡｕ系のはんだ、Ｉｎ系のはんだ、Ｂｉ系
のはんだ、共晶はんだ等に代表されるＰｂ−Ｓｎ系のは
んだなどがある。」

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、多層配線板を脱落させることなくヒ
ートシンクを取り付けることができ、かつヒートシンク
の汎用化・大型化が可能であり、しかも高い放熱性を確
保することができる半導体パッケージを提供することが
できる。

【００６９】請求項２に記載の発明によれば、前記効果
に加え、より大きなヒートスラグを取り付けることがで
き、しかもその取付安定性も増大ことができる。また、
好適なノイズ対策が図られかつ封止性もよくなることに
より、半導体パッケージの信頼性の向上を図ることがで
きる。請求項３に記載の発明によれば、前記効果に加
え、銅板に対して多層配線板を容易にかつ確実に接合す
ることができるとともに、低コスト化を図ることができ
る。請求項４に記載の発明によれば、前記効果に加え
て、さらなる放熱性の向上及び低コスト化を図ることが
できる。請求項５に記載の発明によれば、前記効果に加
えて、ベースユニット側との間に絶縁を確保することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は一実施形態における半導体パッケージ
のベースユニットを示す平面図、（ｂ）はその部分破断
底面図。

【図２】同じくその半導体パッケージの部分破断概略断
面図。

【図３】同じくその半導体パッケージの要部拡大概略断
面図。

【図４】半導体パッケージ及びヒートシンクを示す斜視
図。

【図５】別例１の半導体パッケージを示す概略断面図。

【図６】別例２の半導体パッケージを示す概略断面図。

【図７】従来の半導体パッケージを示す部分破断概略断
面図。

【符号の説明】

１１…半導体パッケージ、１２…多層配線板、１３…高
熱伝導性基板としてのタフピッチ銅基板、１４…絶縁
層、１５…導体層としての配線パターン、１７…電子部
品搭載部としてのダイパッド、２２…第１の接続端子と
しての第１のボンディングパッド、２５…配線板装着用
のベースユニット、２５ａ…プリント配線板、２６…貫
通孔としての窓部、２９…入出力端子としての入出力ピ
ン、３０…第２の接続端子としての第２のボンディング
パッド、３７…高熱伝導性板材としてのタフピッチ銅
板、３８…絶縁性接着剤、３９…高熱伝導性接合材とし
ての共晶はんだ、Ｂ1 …ビルドアップ多層配線層、Ｓ2
…入出力端子側面の反対側面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高熱伝導性基板の片面に絶縁層と導体層と
が交互に積層されたビルドアップ多層配線層が設けら
れ、その多層配線層上に電子部品搭載部及び第１の接続
端子群が設けられてなる多層配線板と、片面に入出力端子群が存在するプリント配線板に前記多
層配線板の外形寸法に相当する貫通孔が設けられ、前記
入出力端子群と前記貫通孔との間の領域に前記第１の接
続端子と電気的に接続される第２の接続端子群が設けら
れてなる配線板装着用のベースユニットとからなる半導
体パッケージであって、前記プリント配線板の入出力端子側面の反対側面に、少
なくとも片面が平坦な高熱伝導性板材が接合され、かつ
その板材における前記貫通孔から露出する部分に対し、
前記多層配線板が高熱伝導性接合材を介して接合されて
なる半導体パッケージ。
【請求項２】前記高熱伝導性板材の外形寸法は前記プリ
ント配線板の外形寸法と同程度である請求項１に記載の
半導体パッケージ。
【請求項３】前記高熱伝導性板材は両面が平坦な銅板で
ある請求項１または２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】前記高熱伝導性基板は銅板でありかつ前記
接合材ははんだである請求項１乃至３のいずれか１項に
記載の半導体パッケージ。
【請求項５】前記高熱伝導性板材は前記プリント配線板
に対して絶縁性接着剤を介して接着されてなる請求項１
乃至４のいずれか１項に記載の半導体パッケージ。