JPH0964236A - チップ サイズ パッケージとその製造方法及びセカンド レヴェル パッケージング - Google Patents

チップ サイズ パッケージとその製造方法及びセカンド レヴェル パッケージング

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JPH0964236A
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Masahide Tokuda
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Masayoshi Yagyu
正義 柳生
Fumio Yuki
文夫 結城
Keiichiro Nakanishi
敬一郎 中西
Hiroyuki Itou
博之 以頭
Tadahiko Nishimukai
忠彦 西向井
Yuji Fujita
祐治 藤田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はチップ サイズ パッケージに関
し、特に高密度且つ高信頼な接続と低コスト生産に好適
なパッケージング技術を提供する。 【構成】 チップ（１０）を同じサイズのラミネート配
線基板（２０）へダイレクト スルー ホール（３０）
によりフリップ チップ接続し、両者のギャップをアン
ダーフィル（４０）で埋め、配線（２１〜２４）とヴァ
イア ホール（３１）を介して外部端子（５０）へ接続
し、開口（６１）を除いてエンカプラント（６０）によ
り被覆する。 【効果】 チップ接続と端子の高密度エリア アレイ接
続が可能になり、低誘電率化と内部配線長の短縮により
ディレイとノイズが削減され、アンダーフィルとエンカ
プスラントにより耐応力、耐湿信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路チップと同等サ
イズの小型パッケージに係り、特に高密度且つ高信頼な
接続と低コスト生産に好適なチップ サイズ パッケー
ジング技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のチップ サイズ パッケージ（Ｃ
ｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ：略称ＣＳＰ）は、
例えば日経エレクトロニクス、１９９５年１月１６日
号、第６２６号、第７９頁から第８６頁、または日経マ
イクロデバイス、１９９４年５月号、第９８頁から第１
０２頁に記載のように、大別して四種類のものが知られ
ている。
【０００３】第１番目のＣＳＰは、ＬＳＩチップと外部
端子間のインタポーザとしてセラミック配線基板（Ｃｅ
ｒａｍｉｃｓ）を用いており、ＣＣＳＰとして分類され
る。
【０００４】図９（Ａ）に示すように、ＣＣＳＰ９１０
では、チップ９１１をバンプ９１３によりセラミック基
板９１２にフリップ チップ接続する。バンプ９１３は
金めっき、または金ボール ボンディングと導電性ペー
ストから成る。チップ９１１とセラミック基板９１２の
透き間は樹脂９１７により封止する。セラミック基板９
１２は単層から数層の構成であり、下面に外部端子とし
てランド９１５を備える。バンプ９１３側のパッド９１
４とランド９１５は、セラミック基板９１２を上下に貫
通するヴァイア ホール（Ｖｉａ Ｈｏｌｅ：ＶＨ）９
１６により接続する。ランド９１５のエリア アレイ
ピッチは１.０ｍｍである。
【０００５】第２番目のＣＳＰは、インタポーザとして
ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎ
ｇ）やＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａ
ｇｅ）と同様のフレキシブル配線基板を用いており、Ｔ
ＣＳＰとして分類される。
【０００６】図９（Ｂ）に示すように、ＴＣＳＰ９２０
では、チップ９２１の表面にフレキシブル配線基板すな
わちテープ９２３を弾性接着剤９２８（厚さ５０〜１０
０μｍ）により貼り付け、封止する。チップ９２１四辺
の周辺パッド９２２にテープ９２３のリード９２５をＴ
ＡＢにより接続する。テープ９２３は銅配線層９２４と
ポリイミド フィルムの誘電層９２３から成る２層構造
である。リード９２５は金めっき、または銅配線自体か
ら成る。外部端子のバンプ９２７はテープ９２３のＶＨ
９２６に形成され、金／ニッケルめっきまたは半田から
成る。バンプ９２７のアレイ ピッチは０.５ｍｍまた
は１.０ｍｍである。なお、オプションの保護枠９２９
は樹脂９３０により取り付ける。
【０００７】第３番目のＣＳＰは、インターポーザを用
いない代わりにＬＳＩチップ上に金属配線（Ｍｅｔａｌ
ｓ）を形成しており、ＭＣＳＰとして分類される。
【０００８】図１０（Ａ）に示すように、ＭＣＳＰ９４
０では、ウエハ プロセスによりチップ９４１のパッド
９４２とパッシベーション９４３の上にニッケル金属配
線９４４を形成し、さらにポリイミド フィルム９４５
をコーティングする。外部端子の形成は、先ず配線９４
４上に半田９４６を蒸着し、銅インナー バンプ９４７
を転写し、チップ９４１の表面に封止樹脂９４９をモー
ルドし、最後にインナー バンプ９４７に外部端子の半
田バンプ９４８を供給する。バンプ９４８のアレイ ピ
ッチは０.８ｍｍまたは１.０ｍｍである。
【０００９】第４番目のＣＳＰは、インタポーザとして
ＬＯＣ（Ｌｅａｄ−ｏｎ−ｃｈｉｐ）構造のリード フ
レームを用いており、ＬＯＣ−ＣＳＰとして分類され
る。端子数の少ないメモリに特化したパッケージであ
る。
【００１０】図１０（Ｂ）に示すように、ＬＯＣ−ＣＳ
Ｐ９５０ではチップ９５１の上に保護フィルム９５２を
介してリード フレーム９５３を接着する。チップ９５
１の中央のパッドとリード９５３はワイヤ９５４により
ボンディングする。チップ９５１の表面とリード９５３
の一部は樹脂９５５により封止する。二辺に配列される
リード９５３のピッチは１.０ｍｍである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ハイエンド プロセッ
サから民生用機器まで半導体装置の高性能化に伴って、
ＬＳＩパッケージの多ピン化と小型化の両立が強く求め
られている。多ピン化はデータ転送能力の向上、小型化
はディレイの短縮、装置の軽量化に寄与する。
【００１２】従来主流であったＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌ
ａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）に代わり、現在はＢＧＡ（Ｂａ
ｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージが脚光を浴び
ている。パッケージの周辺からリード端子を取り出すＱ
ＦＰに比べて、底面全体に二次元アレイ状に半田ボール
端子を配置するＢＧＡは高密度接続にとって有利であ
る。ＢＧＡのピッチは１.０、１.２７、または１.５ｍ
ｍである。多ピン対応の０.３ｍｍピッチＱＦＰより半
田付けの歩留まりが高い。パッケージのサイズは３〜４
ｃｍ角、端子数は６００〜７００ピンが実用的な限界と
目されている。
【００１３】上記従来技術の三種類のＣＣＳＰ、ＴＣＳ
Ｐ、ＭＣＳＰはＢＧＡと同様にエリア アレイ端子を備
えており、μＢＧＡ（Ｍｉｃｒｏ ＢＧＡ）とも呼ばれ
る。ＣＳＰはＢＧＡより端子ピッチをさらに０.５〜１.
０ｍｍへ狭めることにより、究極のチップ サイズにま
で多ピン パッケージの小型化を図る。次世代のＬＳＩ
パッケージとして実用化に向け盛んに開発されており、
現時点で１〜２ｃｍ角のサイズで１００〜３５０ピンの
ＣＳＰが報告されている。今後の重要課題は、さらに多
ピン、狭ピッチ化した際の接続信頼性の確保、高速化へ
の対応、そして低コスト化である。
【００１４】ＣＣＳＰでは、金バンプによりフリップ
チップ接続を行なっている。バンプの形成方法による
が、接続ピッチ約１００μｍ、面積当たりの接続密度１
００００パッド／ｃｍ2が可能である。シリコン チッ
プ（約３ｐｐｍ／Ｋ）とセラミック基板（４〜７ｐｐｍ
／Ｋ）の熱膨張係数差に起因する熱応力は、チップ−基
板間の封止樹脂により緩和される。ＣＣＳＰの外部端子
数はバンプによっては制限されない。
【００１５】ランド端子は、例えばクリーム半田のスク
リーン印刷と一括リフローによりプリント配線基板（Ｐ
ｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ：ＰＷＢ）に
接続される。ＰＷＢ（１３〜１８ｐｐｍ／Ｋ）と剛性の
高いセラミック基板の熱膨張差を考慮すると、半田ジョ
イントの信頼性を確保するためにはランドのピッチとし
て約１ｍｍ必要である。これ以下のピッチではセラミッ
ク基板とＰＷＢの間に樹脂を充填し、半田ジョイントを
補強する手間が生じる。端子密度は約１００ピン／ｃｍ
2以下となり、例えば２ｃｍ角のパッケージ サイズで
は最大４００ピンが上限である（実用的なチップ サイ
ズは一般的に２ｃｍ以下である）。
【００１６】外部端子としてランドの部分に半田バンプ
を後付けすれば、その高さによる応力分散効果が期待で
きる。しかし、接続歩留まり向上のため半田バンプの高
さを揃える必要があり、コスト高になる。セラミック基
板が一般的にコストがかかることを考え合わせると、低
コスト化にとって不利である。
【００１７】セラミック基板は、半田ジョイントの低応
力化のため０.４ｍｍ程度まで薄くなる。セラミック１
層当たりの標準的な厚さは０.２ｍｍ以上であるから、
層数は２層となる。標準的なライン ピッチは０.４ｍ
ｍ以上である。２層基板から取り出せる最大端子数は、
２ｃｍ角を仮定すると３００ピン強となる。コスト増加
を招くが、カスタム基板を用いてライン ピッチを０.
２ｍｍにするか、層数を４層にすれば、最大端子数を倍
増できる。しかし、上記ランド ピッチの制限により実
際の端子数は増やせない。多層化は、端子数の増加より
も、高速化への対策、例えば電源／グランドの強化、終
端抵抗やデカップリング キャパシタ（バイパス コン
デンサ）の形成に費やされる。
【００１８】セラミックの誘電率は、アルミナやガラス
セラミック等の材料によって５〜１０の範囲にある。
ＴＡＢテープやＰＷＢに用いられる有機材料に比べて高
い。低誘電率セラミック材料はコストがかかる。導体金
属には銅より抵抗率が高いタングステンやモリブデンが
多用される。
【００１９】ＴＣＳＰでは、テープ リードをチップの
周辺にＴＡＢ接続する。ＴＡＢピッチは通常約１００μ
ｍまで可能であり、２ｃｍ角の四辺から８００パッド取
り出せる。但し、ファイン ピッチではギャング ボン
ディングを行なえず、シングル ポイント ボンディン
グになる上、ボンダー設備が高価である。パッド数が増
えると、製造スループットが低下する。
【００２０】外部端子のバンプは、ＣＣＳＰと同様の半
田スクリーン印刷か、または半田バンプ自体によりＰＷ
Ｂに接続される。チップ−ＰＷＢ間の熱膨張差は、チッ
プ−テープ間の弾性接着剤で吸収される。半田付けの歩
留まりも考慮に入れて、バンプの狭ピッチ化は０.３ｍ
ｍ程度まで、端子密度は約１０００ピン／ｃｍ2までが
可能である。
【００２１】弾性接着剤は応力緩和の他、検査性を向上
する。接着剤の弾性とテープのフレキシビリティによ
り、バンプが高さ方向に伸縮できる。このコンプライア
ンスが検査ソケットとの接触抵抗のばらつきを抑える。
テープと弾性接着剤はチップを封止する役目も果たす。
ＣＣＳＰのセラミック基板に比べて吸水性が有るもの
の、実用的な耐湿性は確保される。
【００２２】ＴＡＢテープは、通常、配線層／誘電層か
ら成る２層型、配線層／接着層／誘電層から成る３層
型、配線層／接着層／誘電層／グランド層から成る２メ
タル層型がある。２ｃｍ角サイズでバンプ用のＶＨの間
をぬって配線層１層から０.１ｍｍライン ピッチで引
き出せる端子数は約５００ピン、０.０５ｍｍなら約９
００ピンである。但し、ＴＣＳＰの端子数は、上記ＴＡ
Ｂピッチによっても制限されるから高々８００ピンとな
る。
【００２３】テープ材のポリイミドの誘電率は約３であ
り、ＣＣＳＰより低い。配線材は低抵抗の銅である。上
記２メタル層型であれば、特性インピーダンスを整合で
きる。しかし、パッケージ内部の配線長は、フリップ
チップ接続するＣＣＳＰ（チップ中央のパッドから下方
にバンプとＶＨを経てランド端子に達する）に比べて、
ＴＡＢ接続するＴＣＳＰ（チップ外周のパッドから横方
向にテープ配線を経てバンプ端子に達する）の方がかな
り長くなる。２ｃｍ角での伝播ディレイを誘電率と配線
長から単純に試算すると、ＴＣＳＰはＣＣＳＰの数倍遅
い。配線長と共にインダクタンスも大きくなり、高周波
ノイズに弱い。テープへの終端抵抗やキャパシタの作り
込みが難しく、低ノイズ化のフィージビリティの点でＴ
ＣＳＰはＣＣＳＰに劣る。
【００２４】ＭＣＳＰでは、チップのパッドからインナ
ー バンプまでの金属配線、ポリイミド被覆、半田蒸着
までをウエハ プロセスで行ない、インナー バンプ転
写、モールド、半田バンプ付けのプロセスを経る。蒸着
／フォトリソグラフィ プロセスは、ＣＣＳＰとＴＣＳ
Ｐに比べてチップ コストをかなり押し上げる。パッド
や配線パターンはフォトリソグラフィにより微細化する
ことが可能であるが、端子サイズはインナー バンプ転
写、半田バンプ付けの機械的作業のために０.３〜０.４
ｍｍ前後が下限である。
【００２５】バンプをＰＷＢに接続する場合、チップ−
ＰＷＢ間の大きな熱膨張差が問題となる。バンプがリジ
ッドにチップに固定されるから、応力がバンプに集中す
る。ＴＣＳＰのような応力緩和は行なわれない。特に大
型チップでは、ＭＣＳＰのバンプ ピッチは１ｍｍ以上
必要である（ＣＣＳＰのセラミック基板−ＰＷＢ間を接
続するランド ピッチが１.０ｍｍであるから、これよ
り大きく設定する方が信頼性から見て安全である）。端
子密度は１００ピン／ｃｍ2を切り、２ｃｍ角から数１
００ピンが限界である。ＰＷＢ実装では、ＭＣＳＰはＣ
ＣＳＰやＴＣＳＰに対して劣位にある。
【００２６】狭ピッチ化するためには、ＭＣＳＰの実装
先をチップに熱膨張係数が近いセラミック基板に限る
か、またはＭＣＳＰとＰＷＢの間に樹脂を充填してバン
プを補強する。前者の方法では約１／４、後者の方法で
約１／２〜１／３にピッチを狭めることが可能になる。
但し、実際の端子ピッチは、上記端子サイズにより制限
を受け、せいぜい０.６〜０.８ｍｍである。すなわち、
実装条件の制約付きならば、２ｃｍ角サイズから約８０
０ピンを取り出せる。
【００２７】パッケージ内部の配線長は、パッドとバン
プの配置にもよるが、ＭＣＳＰが最も短くなる可能性が
ある。伝播ディレイはＣＣＳＰのさらに数分の一に短縮
される。インナー バンプとバンプの抵抗は無視でき
る。但し、電源／グランド層の増設、終端抵抗とキャパ
シタの形成には過大なウエハ製作コストがかかる。
【００２８】ＬＯＣ−ＣＳＰでは、パッドからリード
フレームへワイヤ ボンディング（Ｗｉｒｅ Ｂｏｎｄ
ｉｎｇ：ＷＢ）を行なう。ＷＢのピッチは最小約１００
μｍが可能であるものの、外部端子のピッチと数はワイ
ヤに依存せず、リードによって決まる。
【００２９】リード端子はチップ上から二辺方向に取り
出され、ＰＷＢへ半田接続される。チップに接着される
ため、材料には熱膨張係数を低く抑えたＦｅ／Ｎｉ／Ｃ
ｏ合金（６ｐｐｍ／Ｋ）やＦｅ／Ｎｉ合金（８ｐｐｍ／
Ｋ）が用いられる。チップ−ＰＷＢ間の熱膨張差はリー
ドと封止樹脂により分散される。リード長は数ｍｍあ
り、半田ジョイントの長さも１ｍｍ以上あるので、リー
ド ピッチを１.０ｍｍとしてもＭＣＳＰのバンプのよ
うな応力集中による破断は生じない。端子密度はパッケ
ージの長手方向に２０ピン／ｃｍ（二辺分）となる。２
ｃｍ長なら４０ピンである。
【００３０】ＬＯＣ−ＣＳＰの端子数は、他のＣＣＳ
Ｐ、ＴＣＳＰに比べて１／１０以下であり、非常に少な
い。内部配線長はワイヤとリードの長さを合計すると４
〜５ｍｍあり、ＣＣＳＰやＭＣＳＰより長い。封止樹脂
の誘電率はＣＣＳＰのセラミック基板より小さいが、伝
播ディレイはＣＣＳＰを上回る。ＬＯＣ−ＣＳＰの適用
先は、多ピン化より小型化が最も重要なメモリ チップ
に限られる。
【００３１】上記従来技術のＣＣＳＰ、ＴＣＳＰ、ＭＣ
ＳＰ、ＬＯＣ−ＣＳＰに関する我々の考察結果を表１に
まとめた。四種類のＣＳＰの一長一短を全体的に眺める
ことができる。上述した内容と合わせて各ＣＳＰの長所
を表１から拾いあげてゆくと、下記に示すような、将来
に向けた課題と進むべき方向が浮かび上がってくる。
【００３２】
【表１】
【００３３】 狙 い 課 題 方 向 １．チップ接続数向上（１）エリア アレイ化 ・フリップ チップ接続 （２）低熱応力化 ・樹脂補強 ２．外部端子数向上 （１）エリア アレイ化 ・バンプ、ランド等 （２）配線能力向上 ・多層配線基板 ・狭ピッチ配線、ＶＨ／ＴＨ （３）低熱応力化 ・応力緩和構造（弾性材料） ・熱膨張係数整合 ３．ディレイ短縮 （１）内部配線長短縮 ・フリップ チップ接続 ・小径ＶＨ／ＴＨ （２）低誘電率化 ・有機材料配線基板 （３）低抵抗化 ・銅配線 ４．低ノイズ化対応 （１）反射低減 ・終端抵抗 ・特性インピーダンス整合 （２）電源揺れ低減 ・非結合キャパシタ ５．封止、耐環境 （１）耐湿性向上 ・低吸水率樹脂 ・浸入防止構造 ６．検査性向上 （１）均等接触 ・追従構造（弾性材料） （２）端子等高化 ・めっき、ボール付け等 ７．低コスト化 （１）チップ一括接続 ・フリップ チップ接続 （２）端子一括形成 ・めっき、蒸着法等 （３）ＰＷＢ一括接続 ・半田一括リフロー （４）非セラミック基板 ・有機材料配線基板 （５）非蒸着配線 ・インタポーザ配線基板 上記の課題と方向を踏まえて、本発明の当面の目標は、
表１の最右欄に示したように、フリップ チップ接続、
接続ピッチ１００〜３００μｍ（エリア アレイ接続に
より、ピッチを極端に狭めずとも十分な接続密度が得ら
れる）、エリアアレイ外部端子、端子ピッチ０.７ｍｍ
以下、端子密度２００ピン／ｃｍ2以上、２ｃｍ角サイ
ズの端子数８００ピン以上、伝播ディレイ１以下（ＣＣ
ＳＰ基準）とする。熱応力に対する信頼性と耐湿性は当
然確保する必要がある。加えて、電源／グランドの強
化、抵抗／キャパシタの形成、コンプライアンスの付与
等が可能であることが望ましい。
【００３４】これらを勘案すると、インタポーザに用い
る配線基板は、信号配線層数１〜２、誘電率３〜４、ラ
イン ピッチ０.１〜０.２ｍｍ、ＶＨ／ＴＨ直径０.１
〜０.３ｍｍ、ＰＷＢの熱膨張係数以下という仕様を満
たす必要がある。ＣＣＳＰに用いたセラミック基板とＴ
ＣＳＰに用いたテープ（フレキシブル基板）を除くと、
配線基板としては有機ラミネート基板（ＰＷＢ）、有機
デポジット基板、無機デポジット基板等が知られてい
る。このうち前二者は有機材料から成り、材料設計や製
造プロセスの選択肢が広い。但し、有機デポジット基板
は堆積先となるベースを必要とする。したがって、比較
的低コストで目標に到達する可能性を有するのはラミネ
ート基板である。ここで言うラミネート基板には、有機
デポジット基板のベースとして用いる場合や、フィルム
積層型やビルドアップ型等のアドヴァンスト型も含め
る。
【００３５】ここで、我々は、インタポーザとしてラミ
ネート ベースの配線基板（Ｌａｍｉｎａｔｅ−ｂａｓ
ｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ）を用いるＣＳＰを新規に
ＬＣＳＰとして提案する。これは上記従来技術にないコ
ンセプトである。但し、ただ単純に標準的なラミネート
基板を適用しただけのＬＣＳＰでは、幾つかの重大な欠
陥を生じる。
【００３６】図１１に何らの工夫もしない従来のＬＣＳ
Ｐの一例を示す。ＬＣＳＰ９７０では、チップ９７１を
バンプ９７４によりラミネート基板９７２にフリップ
チップ接続する（ここではフリップ チップ接続手段と
してバンプを用いたが、これに限るものではない。他の
手段は本発明として後述する）。チップ９７１とラミネ
ート基板９７２の透き間は樹脂９８０により封止する。
この図では、ラミネート基板９７２が内部信号配線層２
層の構成であり、下面に外部端子としてバンプ９８１を
備える。チップ９７１のパッド９７３は、バンプ９７４
と、基板９７２のパッド９７５とを経て、さらに基板９
７２の配線９７６、各層を貫通するヴァイア ホール
（Ｖｉａ Ｈｏｌｅ：ＶＨ）９７８、または全層を上下
に貫通するスルー ホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌ
ｅ：ＴＨ）９７９を介して、パッド９７７のバンプ９８
１に接続される。
【００３７】標準的な銅クラッド ラミネート基板９７
２の熱膨張係数は、ＬＣＳＰ９７０を実装するＰＷＢの
熱膨張係数に等しい。このため、バンプ９８１に加わる
応力は減殺される。しかし、チップ９７１と基板９７２
間の熱膨張係数の差が開く。微細なバンプ９７４のみに
熱応力が偏ることになり、ＬＣＳＰ９７０全体の信頼性
のバランスを欠く。このような応力集中は、樹脂９８０
と基板９７２間やバンプ９７４とパッド９７３間等の接
合界面に歪みを生じさせる。これは接続不良の引き金と
なる上、水分の浸入経路となり易い。
【００３８】基板９７２では、通常、配線９７６のピッ
チが０.１５〜０.２５ｍｍ、ドリル加工によるＶＨ９７
８やＴＨ９７９の直径が０.３ｍｍ以上ある。ＴＨ９７
９は中空である。ＶＨ／ＴＨ９７８、９７９は、フリッ
プ チップ バンプ９７４（直径〜５０μｍ）に直接接
続できず、０.７ｍｍピッチ以下で並んだ端子バンプ９
８１（直径０.３〜０.４ｍｍ）の間にしか配置できない
ため、チップ接続エリアと外部端子エリアは大きい制約
を受ける。内層配線層のキャパシティは８００ピン以上
の目標端子数に対して十分であっても、実際取り出せる
端子数はかなり少なくなる。
【００３９】この制約を緩和するため、仮にＶＨ９７８
やＴＨ９７９を小径にすると、穴の内部へアスペクト比
が小さいサブトラクティブめっきを行なうために基板９
７２がかなり薄くなる。バンプ９７４とＴＨ９７９とバ
ンプ９８１を直列に接続すると、応力が直列部分全体に
伝わり、バンプ９７４とパッド９７３間やＴＨ９７９と
基板９７２間にクラックや剥がれが誘起される恐れがあ
る。また、中空のＴＨ９７９や、基板９７２の側面に露
出した配線９７６の界面からは水分が浸入し易い。耐湿
性が劣化する。仮に穴の内部を何らかの方法で埋めたと
しても、薄い基板９７２の中をＴＨ９７９の導体の界面
が外気からチップ９７１の近傍まで直線的に伸びてお
り、まだ信頼性に不安がある。同種の問題は、基板９７
２や樹脂９８０にコンプライアンスを持たせた場合にさ
らに顕著になる。
【００４０】以上述べたように、通常のＬＣＳＰでは実
用に耐えられない。ＬＣＳＰの潜在能力を真に引き出す
ためには工夫を必要とする。本発明の目的は、チップ接
続密度と外部端子密度を向上し、信頼性を確保し、且つ
低コスト化を可能とするＬＣＳＰを提供することにあ
る。
【００４１】さらに具体的には、以下の通りである。
【００４２】本発明の第１の目的は、チップと同等のサ
イズを獲得し、ファイン ピッチエリア アレイによる
高密度チップ接続と高密度外部端子を実現し、低誘電率
／高密度／多層／多機能ラミネート配線基板による高性
能インタポーザを具備し、さらに、応力と吸湿に対する
封止信頼性と放熱性能を確保し、低コスト材料と製造プ
ロセスによる高歩留まり生産と高確度検査を可能ならし
めるＬＣＳＰの基本パッケージ構造を提供することにあ
る。
【００４３】本発明の第２の目的は、外部端子から配線
基板を介してチップ接続に加わる応力を分散し、且つ、
水分の浸入経路を抑止することにある。
【００４４】本発明の第３の目的は、インターコネクシ
ョン（配線及び接続）のルーティングを迂回させ、応力
分散と吸湿防止を両立することにある。
【００４５】本発明の第４の目的は、ヴァイア／スルー
ホール（ＶＨ／ＴＨ）の応力に対する強度を高め、Ｖ
Ｈ／ＴＨ中空部からの水分の浸入を妨げ、さらに配線キ
ャパシティを高めることにある。
【００４６】本発明の第５の目的は、チップ接続または
端子により応力を吸収させ、付加的に検査性も改善する
ことにある。
【００４７】本発明の第６の目的は、チップと基板間の
熱膨張差に起因する応力に対してチップ接続の疲労寿命
を延ばすことにある。
【００４８】本発明の第７の目的は、チップ接続と端子
の熱疲労寿命をバランスさせ、パッケージ全体の信頼性
を向上することにある。
【００４９】本発明の第８の目的は、端子周囲からＶＨ
／ＴＨへ抜ける吸湿経路を無くし、ＶＨ／ＴＨによるチ
ップ接続エリアと端子エリアの制限を緩和することにあ
る。
【００５０】本発明の第９の目的は、ＴＨの界面及び中
空部からの水分の浸入を遮断することにある。
【００５１】本発明の第１０の目的は、ＴＨからの吸湿
を防ぐと共に、基板の配線キャパシティの向上により取
り出せる端子数を増加することにある。
【００５２】本発明の第１１の目的は、基板の配線と誘
電層の界面からの吸湿を防止し、使用時のショート等を
防ぐことにある。
【００５３】本発明の第１２の目的は、チップとチップ
表面の封止樹脂との間、封止樹脂と基板間の界面から来
る吸湿を止め、さらに安全を図ることにある。
【００５４】本発明の第１３の目的は、吸湿防止手段に
要するプロセスを省略し、且つ、端子許容エリアを拡大
することにある。
【００５５】本発明の第１４の目的は、基板から封止樹
脂を経てチップに到る水分の浸入を抑え、且つ、チップ
接続エリアの制限を廃することにある。
【００５６】本発明の第１５の目的は、端子に加わる応
力を吸収し、且つ、検査ソケットに対する接触を均等且
つ安定化することにある。
【００５７】本発明の第１６の目的は、パッケージ内部
配線の信号伝播ディレイを短縮し、且つ、電源ノイズを
抑制することにある。
【００５８】本発明の第１７の目的は、端子から入出力
する信号の反射ノイズを低減することにある。
【００５９】本発明の第１８の目的は、チップ内部同士
の配線、特に長距離配線のディレイを低減することにあ
る。
【００６０】本発明の第１９の目的は、チップ接続のキ
ャパシティを活かすとともに、端子への負担を軽減する
ことにある。
【００６１】本発明の第２０の目的は、チップの機能ユ
ニットへ直接にチップ接続を行ない、チップ内部の配線
長を短縮し、機能ユニットと端子間のディレイを削減す
ることにある。
【００６２】本発明の第２１の目的は、狭ピッチ、高密
度の入出力ピンとして実際的なエリア アレイ端子を供
することにある。
【００６３】本発明の第２２の目的は、本発明の対象と
して標準的な端子ピッチの規格を提示することにある。
【００６４】本発明の第２３の目的は、本発明の適用範
疇に含まれるチップ サイズ、すなわちパッケージ サ
イズを示すことにある。
【００６５】本発明の第２４の目的は、熱伝導または空
冷によりチップを効率的に冷却することにある。
【００６６】本発明の第２５の目的は、チップのパッド
と配線を直結する、簡便且つ高密度のエリア アレイ
チップ接続を具現することにある。
【００６７】本発明の第２６の目的は、エリア アレイ
状に配列されたボンディング体を用いて、高密度のチッ
プ接続を行なうことにある。
【００６８】本発明の第２７の目的は、より簡易な構造
により特に薄型化と低コスト化を図ったＬＣＳＰを提供
することにある。
【００６９】本発明の第２８の目的は、複数のチップを
搭載するパッケージを、それらと等価なサイズにまで小
型化することにある。
【００７０】本発明の第２９の目的は、実際的な仕様の
ラミネート基板により従来のＣＳＰに比べて多ピン化を
可能にすることにすることにある。
【００７１】本発明の第３０の目的は、アドヴァンスト
型ラミネート基板により比較的低コストで高密度、多層
化を実現することにある。
【００７２】本発明の第３１の目的は、基板誘電層と封
止樹脂等の、パッケージ絶縁材料の物性（誘電率、誘電
正接、抵抗率、熱膨張係数、熱伝導率、弾性率、吸湿
率、ガラス転移温度、粘度、接着性、加工性等）を用途
に応じて調合することにある。
【００７３】本発明の第３２の目的は、配線とＶＨ／Ｔ
Ｈを構成する導体の性質と構成（抵抗率、熱膨張係数、
熱伝導率、弾性率、接合強度、半田付け性等）を用途に
適合させることにある。
【００７４】本発明の第３３の目的は、チップ接続と端
子の材質の適正化により信頼性寿命や検査時の耐久性を
向上することにある。
【００７５】本発明の第３４の目的は、端子の半田付け
を良好に行なうと共に、仮付け検査や検査後のリペアに
耐えさせることにある。
【００７６】本発明の第３５の目的は、パッドと配線を
直結するチップ接続の製造プロセスコストを削減するこ
とにある。
【００７７】本発明の第３６の目的は、ボンディング体
を用いるチップ接続における封止樹脂と吸湿防止手段の
プロセス コストを省くことにある。
【００７８】本発明の第３７の目的は、吸湿防止手段と
端子形成のためのプロセスを兼ねて簡略化することにあ
る。
【００７９】本発明の第３８の目的は、別の手段により
吸湿防止と端子形成のプロセス コストを下げることに
ある。
【００８０】本発明の第３９の目的は、チップ接続、配
線、ＶＨ／ＴＨ、端子を微細、高密度化し、且つ、高ア
スペクト比によりチップ接続と端子の疲労寿命を改善す
ることにある。
【００８１】本発明の第４０の目的は、本発明によるＬ
ＣＳＰパッケージを高密度且つ低コストに実装し得る二
次配線基板を具備し、高速信号伝送を可能ならしめ、実
用上十分なる耐応力信頼性、放熱、検査性を備え、ＬＣ
ＳＰ本来の性能を引き出すセカンド レヴェル パッケ
ージング構造を提供することにある。
【００８２】本発明の第４１の目的は、多ピンのＬＣＳ
Ｐと二次基板を高密度に配線し、且つ、コスト アップ
を低く抑えることにある。
【００８３】本発明の第４２の目的は、ＬＣＳＰと別個
のパッケージ間を伝播する信号のディレイを短縮するこ
とにある。
【００８４】本発明の第４３の目的は、ＬＣＳＰへ印加
される電源のノイズを低減することにある。
【００８５】本発明の第４４の目的は、チップ−基板間
のチップ接続と、基板−二次基板間の端子の熱疲労寿命
のレベルを揃え、ＬＣＳＰのパッケージングの総合的な
信頼性を保証することにある。
【００８６】本発明の第４５の目的は、チップ接続寿命
の保証が十分である場合に、端子ピッチを大幅に狭め、
より多くの端子を取り出すことにある。
【００８７】本発明の第４６の目的は、ＬＣＳＰの端子
数や性能に応じて二次基板を高密度、多層化することに
ある。
【００８８】本発明の第４７の目的は、スクリーン印刷
と一括リフローによる端子の半田付けを容易にし、リペ
ア作業のコストを低減することにある。
【００８９】本発明の第４８の目的は、二次基板を検査
用として用い、ソケットとの接触抵抗を低く抑えること
にある。
【００９０】本発明の第４９の目的は、ＬＣＳＰと別個
のパッケージを冷却するための設置スペースと部品点数
を削減することにある。
【００９１】本発明の第５０の目的は、プロセッサ チ
ップを積んだＬＣＳＰとメモリ パッケージにより、高
性能マルチチップ モジュールを構成することにある。
【００９２】本発明の第５１の目的は、メモリを載せた
ＬＣＳＰにより大容量のメモリ モジュールを提供する
ことにある。
【００９３】
【課題を解決するための手段】上記第１〜第５１の目的
を達成するため、本発明によるＬＣＳＰは、以下の手段
（１）〜（５１）を用いる。
【００９４】（１）集積回路チップをこれと同等サイズ
のラミネート配線基板の上面へフリップ チップ コネ
クション（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏ
ｎ：ＦＣＣ）により接続し、これを基板の配線またはヴ
ァイア／スルー ホール（ＶＨｏｒ ＴＨ）を介して外
部端子に接続し、ＦＣＣの周囲と共にチップと基板の間
隙をアンダーフィルにより埋設し、端子を除いた基板の
下面にエンカプスラントを被覆する。
【００９５】（２）配線やＶＨ／ＴＨに接続される端子
を、ＶＨ／ＴＨまたはＦＣＣに対して互いに中心軸と垂
直方向にずらして配置する。
【００９６】（３）チップの接続パッドから端子までの
配線接続経路を、アンダーフィルと基板の厚さの合計寸
法より長くする。
【００９７】（４）ＶＨ／ＴＨの穴の中を導体により、
または穴の壁に導体を形成した残りの部分を誘電体によ
り、透き間なく埋め込む。
【００９８】（５）ＦＣＣまたは端子として、弾性体の
表面を導体でカバーした構造を採用する。
【００９９】（６）アンダーフィル材料の熱膨張係数を
ＦＣＣにマッチングさせる。
【０１００】（７）ＦＣＣと端子の寿命をＮｃ、Ｎｔ、
サイズをＤｃ、Ｄｔ、その比率をγ＝Ｄｔ／Ｄｃ、チッ
プと基板とＰＷＢの熱膨張係数をα0、α1（＝α）、α
2とおく。熱疲労寿命はＮｃ∝｛Ｄｃ／(α1−α0)｝2、
Ｎｔ∝｛Ｄｔ／(α2−α1)｝2のようにサイズと熱膨
張係数に関連付けられる。ＮｃとＮｔをバランスさせる
ためＮｃ＝ｋ・Ｎｔとすると、基板の熱膨張係数はα1
＝(γα0＋√ｋα2)／(γ＋√ｋ)となる。比例定数ｋ＝
ｋｕ・ｋｓは、アンダーフィルによるＦＣＣの延命効果
が通常ｋｕ＝５〜１０倍、ＦＣＣと端子の構造や材料に
よる差異が凡そｋｓ＝１／５〜５倍であるから、１≦ｋ
≦５０となる。ここで、通常α0は〜３ｐｐｍ／Ｋ、α2
は〜１５ｐｐｍ／Ｋである。したがって、３(γ＋５)／
(γ＋１)≦α≦３(γ＋３５)／(γ＋７)を満たす基板を
用いる。
【０１０１】（８）基板の厚さを端子直径の１０倍以下
に制限する。
【０１０２】（９）エンカプスラントによりＴＨの表面
を塞ぎ、外気から遮断する。
【０１０３】（10）ＶＨをスタックし、カラム接続した
ＴＨを用いる。
【０１０４】（11）配線が基板側面に露出しないよう
に、ルーティングを行なう。
【０１０５】（12）基板下面に加えてチップとアンダー
フィルと基板の側面も、エンカプスラントにより被覆す
る。
【０１０６】（13）端子をインタースティシャル ヴァ
イア ホール（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈ
ｏｌｅ：ＩＶＨ）すなわち非貫通穴により配線に接続
し、基板下面の誘電層をエンカプスラントまたはその一
部として代用する。
【０１０７】（14）ＩＶＨにより配線とＦＣＣを接続す
る。
【０１０８】（15）低弾性になるように調合した有機材
料のラミネート基板を用い、同様に低弾性に調節した接
着剤をアンダーフィルとエンカプスラントとして用い
る。
【０１０９】（16）基板に低誘電層と高誘電層を設け、
前者において信号配線を行ない、後者によりデカップリ
ング キャパシタを構成する。
【０１１０】（17）基板内部の所定の層に高抵抗の導体
を形成し、信号配線の終端抵抗を作り込む。
【０１１１】（18）チップ配線より抵抗や容量が小さい
基板配線によってパッド同士を相互接続し、イントラチ
ップ ハイウェイすなわちチップ内部ための高速長距離
配線を基板側に設ける。
【０１１２】（19）幾つかのチップ パッドを同じ基板
配線へ接続し、端子のサイズとピッチをパッドより大き
くする。
【０１１３】（20）チップ表面に幾つかの群れを成して
偏在するパッドから、基板配線を介して規則正しいエリ
ア アレイ状の端子へ配線する。
【０１１４】（21）端子として、ボール グリッド ア
レイ（ＢＧＡ）、カラム グリッドアレイ（ＣＧＡ）、
マイクロピン グリッド アレイ（ＭＰＧＡ）、または
ランド グリッド アレイ（ＬＧＡ）を用いる。
【０１１５】（22）端子ピッチを０.３〜１.０ｍｍ
（０.１ｍｍ刻み）または１０〜４０ｍｉｌ（１０ｍｉ
ｌ刻み）、配列形状を正方格子または面心格子のグリッ
ド アレイと定める。
【０１１６】（23）パッケージ形状を３〜２５ｍｍ角
（１ｍｍ刻み）の正方形、または３、４、５、６、７、
８、９、１０、１１×７、９、１２、１４、１６、１
８、２１、２３、２５ｍｍ2（記述順の組合せで±１ｍ
ｍの範囲）の長方形と定める。
【０１１７】（24）エンカプスラントで覆われていない
チップの背面に、チップを冷却するためのヒート スプ
レッダ、ヒート シンク、またはフィンを取り付ける。
【０１１８】（25）アンダーフィル接着剤によりチップ
を基板へフリップ チップ ダイアタッチ（Ｆｌｉｐ
Ｃｈｉｐ Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ：ＦＣＤＡ）で貼り付
け、チップ パッドから直下にアンダーフィルを貫通す
るダイレクト スルー ホール（Ｄｉｒｅｃｔ Ｔｈｒ
ｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ：ＤＴＨ）から成るＦＣＣによりパ
ッドと配線を接続する。
【０１１９】（26）チップ パッド、または基板の配線
やＶＨ／ＴＨにバンプを形成してＦＣＣを行ない、アン
ダーフィル接着剤によりバンプを補強する。
【０１２０】（27）誘電体と導体層から成る配線基板に
チップをＦＣＤＡによって取付け、チップ パッドと導
体層と端子をダイレクト ヴァイア ホール（Ｄｉｒｅ
ｃｔＶｉａ Ｈｏｌｅ：ＤＶＨ）により接続し、エンカ
プスラントにより被覆する。
【０１２１】（28）複数のチップの合計サイズに相当す
る基板を用い、マルチチップのＬＣＳＰを構成したもの
である。
【０１２２】（29）ラミネート基板の仕様を、信号層数
２以上、信号層の誘電率４以下、ライン ピッチ０.２
ｍｍ以下、ヴァイア／スルー ホール径０.３ｍｍ以
下、熱膨張係数１５以下とする。
【０１２３】（30）配線基板として、フィルム積層型ラ
ミネート基板、ビルドアップ型ラミネート基板、または
転写型ラミネート基板を用いる。
【０１２４】（31）基板の誘電層、アンダーフィル、エ
ンカプスラントの材料として、エポキシ系樹脂、ポリイ
ミド系樹脂、マレイミド系樹脂、ビスマレイミド系樹
脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹
脂、フェノール系樹脂、ビフェニール系樹脂、またはこ
れらのブレンド、またはこれらにガラス／シリカ／アラ
ミドの繊維やシリカ／セラミック／エラストマ／ポリマ
のフィラ等を添加した複合材を用いる。
【０１２５】（32）配線やＶＨ／ＴＨ、または基板のベ
ースの材料として、銅、金、アルミ、インバ、モリブデ
ン、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、または
これらの金属との合金や複合金属材を用いる。
【０１２６】（33）ＦＣＣや端子の材料として、金、
銀、銅、アルミ、ニッケル、半田、またはこれらの金属
との合金や複合金属材、またはこれらをコアや外殻やフ
ィラとするポリマとの複合材を用いる。
【０１２７】（34）端子自体か、または開口位置にある
配線やＶＨ／ＴＨに、半田に対するバリア メタル層を
形成する。
【０１２８】（35）先ず配線とＶＨ／ＴＨが予め形成さ
れた基板を用意し、これに接着フィルム（アンダーフィ
ル）を貼り付け、次にフィルム付き基板に穴（ＤＴＨ）
を加工し、チップのＦＣＤＡを行ない、最後に穴へ導体
を形成し、ＤＴＨすなわちＦＣＣによりチップ パッド
と配線を接続する。
【０１２９】（36）先ずバンプ（ＦＣＣ）をパッド、ま
たは基板に予め形成された配線またはＶＨ／ＴＨに形成
し、次にチップを基板に裏返して搭載し、配線またはＶ
Ｈ／ＴＨにバンプすなわちＦＣＣを接続し、最後にチッ
プと基板の間隙と基板表面とに接着剤（アンダーフィ
ル、エンカプスラント）を供給する。
【０１３０】（37）先ず保護フィルム（エンカプスラン
ト）に開口を加工し、次に基板にフィルムを接着し、最
後に開口部の配線またはＶＨ／ＴＨに端子を形成する。
【０１３１】（38）先ず基板下面に接着剤（エンカプス
ラント）を供給し、同時にまたはその後に開口を加工
し、開口部の配線またはＶＨ／ＴＨに端子を形成する。
或いは、先ず配線またはＶＨ／ＴＨに端子を形成し、そ
の後基板下面にエンカプスラントを供給する。
【０１３２】（39）配線、ＶＨ／ＴＨ、ＦＣＣ、または
端子をアディティヴ法に基づく選択めっきにより形成す
る。
【０１３３】（40）ＬＣＳＰよりサイズが大きく、ＬＣ
ＳＰの端子ピッチより配線ピッチが狭いインターコネク
ション（配線やＶＨ／ＴＨ）が形成された二次配線基板
を用意し、これにＬＣＳＰを接続する。
【０１３４】（41）二次基板に基板ベースとアドヴァン
スト配線層を設け、前者にＬＣＳＰを接続し、後者は前
者より広い配線ピッチでルーティングを行なう。
【０１３５】（42）二次基板にＬＣＳＰと別個のパッケ
ージを近接して実装した上、低誘電率層のインターコネ
クションにより相互接続する。
【０１３６】（43）ＬＣＳＰ基板と二次基板の両方に高
誘電層から成るデカップリング キャパシタを設ける。
【０１３７】（44）上記第７の手段と同様に、ＦＣＣに
対する端子直径の比率をγ、チップの熱膨張係数を
α0、ＬＣＳＰ基板をα1、二次基板をα2として、(γα
0＋α2)／(γ＋１)≦α1≦(γα0＋７α2)／(γ＋７)を
満たすＬＣＳＰ基板材料を使用する。
【０１３８】（45）ＬＣＳＰ基板と二次基板に同じ素材
を用いる。
【０１３９】（46）二次基板として、ラミネート基板、
デポジット／ラミネート基板、セラミック基板、ラミネ
ート／セラミック基板、デポジット／セラミック基板、
ラミネート／シリコン基板、またはデポジット／シリコ
ン基板を用いる。
【０１４０】（47）ＬＣＳＰ端子の構成材料よりも低融
点の半田ジョイントにより、ＬＣＳＰを二次基板に接続
する。
【０１４１】（48）二次基板にスプリング コンタクト
または導電性エラストマから成るエリア アレイ ソケ
ットを設け、このソケットにＬＣＳＰを差し込んで検査
する。
【０１４２】（49）ＬＣＳＰと別個のパッケージとを冷
却するため、これらの背面に共通のヒート スプレッ
ダ、ヒート シンク、またはフィンを搭載する。
【０１４３】（50）プロセッサ チップを搭載したＬＣ
ＳＰとメモリ パッケージを二次基板に密に実装し、相
互接続する。
【０１４４】（51）メモリ チップを実装した複数のＬ
ＣＳＰを二次基板に互いに密に実装する。
【０１４５】
【作用】上記手段（１）によれば、小型のラミネート配
線基板によりチップ サイズとほぼ同等のＬＣＳＰのサ
イズが得られる。インタポーザとして配線基板を用いる
ことにより、配線をチップに直接蒸着するＭＣＳＰのよ
うにチップ コストが過大になることはない。
【０１４６】ラミネート基板は、その有機材料と製造方
法により、ＣＣＳＰのセラミック基板のように誘電率や
配線抵抗が高くならず、ライン ピッチが広くならず、
しかも基板コストがかからない。ＴＣＳＰのテープのよ
うに信号層数が単層に限られておらず、ＴＣＳＰやＭＣ
ＳＰのように終端抵抗やデカップリング キャパシタの
作り込みが困難を極めることはない。
【０１４７】チップ接続は、ＦＣＣにより一括して十分
な密度を以て実施できる。ＴＣＳＰのＴＡＢテープのよ
うにシングル ポイント ボンディングにより製造スル
ープットが下がることがない。ＦＣＣのレイアウトは、
ＴＣＳＰのようにチップ上の周辺に限られておらず、外
部端子までのパッケージ内部配線長が長くなって伝播デ
ィレイが増大し、高周波ノイズの影響を受けることがな
い。
【０１４８】アンダーフィルは、チップと基板間の熱膨
張差によりＦＣＣに加わる応力を分散し、チップ表面を
封止する。ＦＣＣを微細化しても熱応力が過大になるこ
とはない。配線やＶＨ／ＴＨは適切に配置されることに
より、端子からＦＣＣやＶＨ／ＴＨ等へ直列に印加する
応力を緩和し、吸湿の進行を阻む。無配慮に配置した場
合のようにクラックや剥離を生じ、不良要因になること
がない。
【０１４９】外部端子のサイズやピッチは、ラミネート
基板材料の熱膨張係数や弾性を他の物性も勘案しつつ調
節することにより、ＣＣＳＰやＭＣＳＰのようにＰＷＢ
との間の熱膨張差によって制約されることがない。無配
慮なラミネート材料を用いる場合のようにＦＣＣと端子
の熱疲労寿命のバランスが崩れることがなく、歪みが断
線や吸湿を誘起することがない。
【０１５０】エンカプスラントは基板表面を損傷や湿度
から防護する。無配慮に基板を素のまま用いる場合のよ
うに、ＶＨ／ＴＨや配線等の接合界面から水分が浸入す
ることがなく、耐湿性を損なうことがない。
【０１５１】上記手段（２）によれば、端子の中心位置
をＶＨ／ＴＨまたはＦＣＣの中心位置に一致させないこ
とにより、端子近傍からチップ表面の方向へ直通する応
力伝達経路や水分浸入経路がなくなる。
【０１５２】上記手段（３）によれば、インターコネク
ションを最短距離より長くすることにより、ＦＣＣ、Ｖ
Ｈ／ＴＨ、端子等をつなぐ経路が迂回する。
【０１５３】上記手段（４）によれば、ＶＨ／ＴＨを導
体や誘電体で充満することにより、中空のＶＨ／ＴＨに
比べて強度が増し、内部が外気に晒されることがなくな
り、ＶＨ／ＴＨの直上または直下で配線が行なわれる。
【０１５４】上記手段（５）によれば、ＦＣＣまたは端
子に導電性とともにコンプライアンスを付与することに
より、応力や外力は弾性変形により吸収され、検査時の
接触が安定する。
【０１５５】上記手段（６）によれば、ＦＣＣとアンダ
ーフィルを熱膨張的に同質にすることにより、チップと
基板の表面全体に熱応力が分散し、ＦＣＣに集中するこ
とがない。
【０１５６】上記手段（７）によれば、基板の熱膨張係
数を所定の値に設定することにより、アンダーフィルで
補強されたＦＣＣと端子の両者の熱疲労寿命がほぼ均衡
する。
【０１５７】上記手段（８）によれば、基板厚さを薄く
することにより、導体めっきされるＶＨ／ＴＨのサイズ
が端子の直径より小さくなる。
【０１５８】上記手段（９）によれば、ＴＨを被覆する
ことにより、ＴＨと基板の接合界面やＴＨの内部がＬＣ
ＳＰの表面から隠される。
【０１５９】上記手段（10）によれば、ＶＨをスタック
することにより、ＴＨの内部が導体で埋まり、スタッガ
ード、スパイラル、または階段状に配列したＶＨのよう
に配線密度が下がらない。
【０１６０】上記手段（11）によれば、配線を基板に内
在することにより、配線と誘電層の接合界面が基板側面
に現れない。
【０１６１】上記手段（12）によれば、ＬＣＳＰ側面を
エンカプスラントで覆うことにより、チップとアンダー
フィル間やアンダーフィルと基板間の接合界面が外気に
露出しない。
【０１６２】上記手段（13）によれば、ＴＨより小径の
ＩＶＨによって端子と配線が接続され、基板表面はＩＶ
Ｈを形成した誘電層により被覆される。
【０１６３】上記手段（14）によれば、ＩＶＨによりＦ
ＣＣと配線がファイン ピッチで接続され、アンダーフ
ィルと基板の間にはＩＶＨの誘電層が横たわる。
【０１６４】上記手段（15）によれば、基板、アンダー
フィル、またはエンカプスラントの弾性変形により、チ
ップと基板間や基板とＰＷＢ間の熱膨張差が吸収され、
端子に加わる外力が殺がれる。
【０１６５】上記手段（16）によれば、信号は低誘電層
を伝送され、パワー／グランド プレーンに挟まれた高
誘電層が蓄える電荷により電源電圧の揺動が抑制され
る。
【０１６６】上記手段（17）によれば、高抵抗配線層に
設ける終端抵抗により、チップが入出力する信号が送端
または受端において整合される。
【０１６７】上記手段（18）によれば、端子には接続さ
れない低負荷のイントラチップ ハイウェイにより、チ
ップ内部の回路同士が相互接続される。
【０１６８】上記手段（19）によれば、パワー／グラン
ド等に用いる複数のＦＣＣを共通の端子に接続すること
によって、端子よりもＦＣＣの数を増やせる。
【０１６９】上記手段（20）によれば、配置自由度の大
きいＦＣＣにより、チップの機能ユニット毎の極めて近
傍に偏在したパッドへ信号や電源を接続できる。
【０１７０】上記手段（21）によれば、二次元に配列さ
れたＢＧＡ、ＣＧＡ、ＭＰＧＡ、またはＬＧＡにより外
部端子が取り出される。
【０１７１】上記手段（22）によれば、正方格子や面心
格子状に所定のピッチで規則正しく並んだ端子により、
ＬＣＳＰがＰＷＢに実装される。
【０１７２】上記手段（23）によれば、所定のサイズの
正方形や長方形を以て規格化されたＬＣＳＰが取り扱わ
れる。
【０１７３】上記手段（24）によれば、ヒート スプレ
ッダ、ヒート シンク、またはフィンにより、チップの
回路面から背面の方向へ放熱される。
【０１７４】上記手段（25）によれば、チップ パッド
から直にアンダーフィルを貫通し、基板の一部でもある
ＤＴＨにより、チップと基板配線が短い距離で接続さ
れ、基板にはＦＣＣ用のバンプやパッドを設ける必要が
ない。
【０１７５】上記手段（26）によれば、アンダーフィル
で補強されたバンプにより、チップと基板のＦＣＣが行
なわれる。
【０１７６】上記手段（27）によれば、誘電体層がアン
ダーフィルを兼ね、ＤＶＨがＦＣＣを兼ねるので、部品
点数が減り、パッケージ構造がさらに簡略化される。
【０１７７】上記手段（28）によれば、複数のチップを
基板に敷き詰めて実装することにより、マルチチップＬ
ＣＳＰが構成される。
【０１７８】上記手段（29）によれば、所定の仕様の基
板を用いることにより、多ピン化に必要な配線キャパシ
ティが得られ、低熱応力化が実施される。
【０１７９】上記手段（30）によれば、アドヴァンスト
基板に狭ピッチの配線と小径のＶＨ／ＴＨを形成するこ
とによって、ＦＣＣや端子の数への制約が緩和される。
【０１８０】上記手段（31）によれば、合成樹脂や混合
材、他材料との複合材を用いることにより、所望の誘電
率や熱膨張係数等をもつ基板、アンダーフィル、または
エンカプスラントの材料が調合される。
【０１８１】上記手段（32）によれば、配線やＶＨ／Ｔ
Ｈ、または基板のベースとして、信号配線に多用する銅
だけではなく他の金属により、接合材、熱伝導材、低熱
膨張材、終端抵抗材として種々の機能が得られる。
【０１８２】上記手段（33）によれば、半田や金等の金
属、ポリマとの複合材により、電気的接続だけに限ら
ず、耐酸化性、耐熱性、リフロー性、コンプライアンス
等がＦＣＣや端子に付与される。
【０１８３】上記手段（34）によれば、バリア メタル
層によって半田による食われが防止され、脆い金属間化
合物の生成が抑えられる。
【０１８４】上記手段（35）によれば、基板またはその
一部とＤＴＨの加工をＦＣＤＡの前に予め行ない、ＦＣ
ＤＡと同時にアンダーフィルを形成することにより、順
次行なうプロセスに比べて工程数が削減される。
【０１８５】上記手段（36）によれば、バンプを補強す
るアンダーフィルと、基板を保護するエンカプスラント
とを同時に形成することにより、二度手間を省ける。
【０１８６】上記手段（37）によれば、予め端子の開口
を形成した保護フィルムを用いることによって、エンカ
プスラントが接着プロセスにより形成される。
【０１８７】上記手段（38）によれば、エンカプスラン
トの供給と一連するプロセスにより、開口が設けられ
る。或いは、端子を先に形成することにより、基板表面
と共に端子の一部の表面も密封される。
【０１８８】上記手段（39）によれば、アディティヴ法
により必要な個所にだけ導体が形成され、ＶＨ／ＴＨの
内部は導体で埋められる。
【０１８９】上記手段（40）によれば、所定の配線キャ
パシティをもつ二次基板のインターコネクションによ
り、多ピン、狭ピッチのＬＣＳＰから別個のパッケージ
や素子、さらに二次基板の外部への相互接続が行なわれ
る。
【０１９０】上記手段（41）によれば、アドヴァンスト
配線層によりＬＣＳＰと別個のパッケージとが広いバン
ド幅で高速に信号接続され、基板ベースにより給電やさ
らに外部との信号接続が行なわれる。
【０１９１】上記手段（42）によれば、短距離且つ低誘
電率のインターコネクションにより、ＬＣＳＰと別個の
パッケージとの間の信号が伝送される。
【０１９２】上記手段（43）によれば、二次基板とＬＣ
ＳＰのデカップリング キャパシタにより、二次基板か
らＬＣＳＰへ、さらにＬＣＳＰからチップへの電源供給
が安定する。
【０１９３】上記手段（44）によれば、ＬＣＳＰ基板の
熱膨張係数をチップと二次基板の間の所定の範囲に収め
ることにより、ＦＣＣと端子の疲労寿命が概ね同じレベ
ルに並ぶ。
【０１９４】上記手段（45）によれば、ＬＣＳＰ基板と
二次基板の熱膨張係数と配線キャパシティが等しいこと
により、端子のサイズとピッチがさらに微細化される。
【０１９５】上記手段（46）によれば、低誘電率化と狭
ピッチ配線が可能な二次基板を用いることにより、ＬＣ
ＳＰと他者との信号転送スループットが高まる。
【０１９６】上記手段（47）によれば、二次基板へスク
リーン印刷した半田を一括リフローすることにより、端
子と二次基板を接続する半田ジョイントが形成される。
【０１９７】上記手段（48）によれば、スプリングまた
はエラストマのコンプライアンスにより、端子の高さバ
ラツキが許容され、安定に接触される。
【０１９８】上記手段（49）によれば、ＬＣＳＰと別個
のパッケージを共通して背面から冷却することにより、
それぞれに放熱部品を取り付ける必要がない。
【０１９９】上記手段（50）によれば、配線長が短く本
数が多い二次基板のインターコネクションにより、ＬＣ
ＳＰのプロセッサとメモリ間のアクセスが行なわれる。
【０２００】上記手段（51）によれば、二次基板によ
り、複数のＬＣＳＰのメモリを結ぶアドレス／データ
バスが敷設される。
【０２０１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１及び図２は第１実施例のチップ サイズ パッ
ケージ（ＣＳＰ）の斜視図と縦断面構造図である。
【０２０２】図１及び図２において、ラミネート−ベー
スド チップ サイズ パッケージ（ＬＣＳＰ）１は、
集積回路チップ１０、インタポーザのラミネート配線基
板２０、アンダーフィル４０、外部端子５０、エンカプ
スラント６０から構成されている。チップ１０は、同じ
サイズを有する基板２０へアンダーフィル４０によりフ
リップ チップ ダイ アタッチ（ＦＣＤＡ）されてい
る。チップ１０の接続パッド１２は、ダイレクト スル
ー ホール（ＤＴＨ）３０から成るフリップチップ コ
ネクション（ＦＣＣ）により基板２０の導体層２１〜２
３へ接続され、これらの層の配線２１〜２３からインタ
ースティシャル ヴァイア ホール（ＩＶＨ）３１と端
子パッド３２を介して端子５０へ相互接続されている。
エンカプスラント６０は、端子５０の位置の開口６１と
チップ１０の背面の開口６２を除き、基板２０の表面
と、基板２０とアンダーフィル４０及びチップ１０の側
面を保護している。
【０２０３】チップ１０はシリコン半導体素子から成
り、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａ
ｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）または
バイポーラ トランジスタ等の大規模集積回路１１と、
アルミニウムの接続パッド１２が形成されている。接続
パッド１２部分以外の回路１１の表面は、ポリイミドか
ら成るパッシベーション膜で覆われている。本第１実施
例では、チップ１０のサイズは１９.４ｍｍ角、厚さ０.
３ｍｍである。
【０２０４】基板２０は、導体層２１〜２４と誘電層２
５〜２７から成り、ＤＴＨ３０、ＩＶＨ３１、端子パッ
ド３２を備えている。サイズはチップ１０と実効的に等
しい１９.６ｍｍ角であり、厚さは０.１５ｍｍである。
【０２０５】導体層２１〜２４は銅から成り、標準的な
厚さは１８μｍである。層２１、２２はパワー／グラン
ド プレーンであり、層２３、２４には最密部でライン
幅５０μｍ、ライン ピッチ１００μｍの信号配線が形
成されている。信号線の特性インピーダンスは５０Ω近
辺にある。
【０２０６】誘電層２５〜２７は各々厚さ５０μｍのエ
ポキシ樹脂のラミネートから成り、所望の物性を得るた
めセラミックまたはシリカ等のフィラーが混入されてい
る。層２５、２６は低熱膨張の複合材料（誘電率４.
４、熱膨張係数７ｐｐｍ／Ｋ）、層２７は低誘電率の接
着フィルム（誘電率３.７、熱膨張係数２６ｐｐｍ／
Ｋ）から成る。層２７は、接着時に配線２３を埋め込
み、且つＩＶＨ３１の加工穴へしみ出さぬように、適正
な流動性を有している。なお、層２５〜２７は、後述す
る端子５０とエンカプスラント６０の形成のためガラス
転移温度を高めたエポキシ樹脂から成り（１８５℃）、
これに伴って吸湿率が低い（０.３％）。
【０２０７】ＤＴＨ３０とＩＶＨ３１は、ドリルまたは
レーザにより加工した穴へ銅めっきを施すことにより形
成されている。これらの穴の側壁と底面に銅が析出す
る。内部はインナーフィル樹脂により埋め込まれてい
る。なお、接続パッド１２との密着とバリアのため、銅
めっきの前にＤＴＨ３０或いはパッド１２側へ予めクロ
ム、ニッケル、タングステン、銅、または金等をメタラ
イズする。
【０２０８】本第１実施例ではＤＴＨ３０がチップ１０
のＦＣＣの役目を果たしており、接続パッド１２から直
にアンダーフィル４０と誘電層２５、２６を貫通し、配
線２１〜２３へ達している。直径は１００μｍ、最密部
ではピッチ２５０μｍの面心格子状に配列されている。
ＩＶＨ３１は、層２７の表裏にある配線２３と配線２４
を接続する非貫通穴であり、直径は５０μｍである。な
お、ＤＴＨ３０とＩＶＨ３１、ＤＴＨ３０と端子５０は
互いに中心軸をずらして位置しており、直列に配される
ことはない。
【０２０９】アンダーフィル４０は、誘電層２７と同様
の厚さ５０μｍのエポキシ接着フィルムから成る。チッ
プ１０と基板２０を接着してＦＣＤＡを行なうととも
に、接着後は両者のギャップを埋めている。流動性の調
節により、接着時にアンダーフィル４０がＤＴＨ３０の
加工穴を潰すことはない。本第１実施例では、アンダー
フィル４０は基板２０の一部と見做すこともできる。
【０２１０】端子５０は二次元的に配列されたボール
グリッド アレイ（ＢＧＡ）である。ピッチ０.６ｍ
ｍ、マトリクス３０×３０を以て合計９００ピンを取り
出せる。ボールは直径０.３８ｍｍ、高さ０.３ｍｍの鉛
／錫共晶半田（融点１８３℃）から成る。端子５０は、
エンカプスラント６０の開口６１で端子パッド３２へ接
続されている。端子パッド３２は配線２４の一部から成
り、直径は０.３６ｍｍである。
【０２１１】エンカプスラント６０は黒色のフィラー入
りビフェニール硬化型エポキシ樹脂から成る。チップ１
０と基板２０をモールドするため、低熱膨張、低弾性で
耐湿性が高く、アルファ線量が少ない材料（ガラス転移
温度１３５℃以下での熱膨張係数１４ｐｐｍ／Ｋ、曲げ
弾性率１７ＧＰａ、吸湿率０.１％、線量０.００１Ｃ／
ｈｒ／ｃｍ2以下）が用いられている。基板２０の下面
でのモールド厚さは０.１ｍｍ、基板２０の側面では０.
２ｍｍ、チップ１０の側面では０.４ｍｍである。チッ
プ１０の背面の開口６２は、放熱のためモールドされて
いない。ＬＣＳＰ１のサイズは２０ｍｍ角、モールド部
分の高さは０.７ｍｍとなる。
【０２１２】図３(Ａ)〜図３(Ｅ)は第１実施例のＬＣＳ
Ｐ１の製造プロセス フロー図である。
【０２１３】図３(Ａ)のプロセスでは、プローブ検査が
終了したウエハをチップ１０にダイシングする。
【０２１４】図３(Ｂ)のプロセスでは、先ず、導体層２
１〜２３と誘電層２５、２６から成る大面積のシート基
板７０（５０ｃｍ角〜１ｍ角、基板２０が多数取得でき
るサイズ）を用意する。導体層２１〜２３には、予め所
定の配線パターンをチップ１０が搭載されるべき位置へ
繰り返し形成しておく。
【０２１５】次に、接着シート７１（アンダーフィル４
０と成る）を基板７０の導体層２１の側へ仮接着する。
この後、基板７０とシート７１を貫通する穴８０（ＤＴ
Ｈ３０と成る）を所定の位置へドリルまたはレーザによ
り加工する。
【０２１６】この次に、検査良品のチップ１０のＦＣＤ
Ａを行なう。穴８０と接続パッド１２の位置を合わせて
チップ１０をシート７１の上へ搭載し、加熱と加圧を行
なって基板７０と本接着する。このとき、チップ１０と
シート７１と基板７０は互いに密着するが、穴８０は残
る。この作業を繰り返して、複数のチップ１０を基板７
０へ順次接着してゆく。
【０２１７】最後に、ＤＴＨ３０を形成する。予め導体
層２３の配線パターンへめっきレジストを被せておき、
穴８０の側壁と底面へ選択的に銅めっきを行なう。穴８
０のアスペクト比は約１.５であり、支障なくめっきを
行なえる。こうして、接続パッド１２と導体層２１〜２
３の配線とを接続する。ＤＴＨ３０の内部は樹脂によっ
て埋め込む。
【０２１８】図３(Ｃ)のプロセスでは、先ず、導体層２
４と誘電層２７（接着シート）とから成るシート基板７
２を用意する（サイズは基板７０と同じ）。導体層２４
には所定の配線パターンや端子パッド３２が形成されて
いる。この基板７２の所定の位置へ穴８１（ＩＶＨ３１
と成る）をレーザ加工する。
【０２１９】次に、図３(Ｂ)のプロセスで既にＤＴＨ３
０を加工した基板７０に対して、基板７２を位置合わせ
して積み重ねる。そして、基板７０と基板７２を加熱と
加圧により誘電層２７を介して接着する。こうして、こ
れらは穴８１を残して互いに密着する。
【０２２０】最後に、ＩＶＨ３１を形成する。予め導体
層２４の配線へめっきレジストを施してから、アスペク
ト比が約１の上記の穴に選択的に銅めっきを行なう。こ
うして、導体層２３と２４の配線同士を接続する。
【０２２１】図３(Ｄ)のプロセスでは、先ず、既に複数
のチップ１０が搭載された基板７０と７２を、チップ１
０毎にチップと同じサイズで、ダイシングまたは打ち抜
きによって切り出す。こうして、チップ１０と基板２０
の合体品が出来上がる。
【０２２２】次に、トランスファ モールドによりエン
カプスラント６０を形成する。上記の合体品を治具等に
より位置決めして、モールド金型のキャビティへ設置す
る。エンカプスラント６０の材料を金型に注入し、加圧
硬化させた後、離型させる。上金型と下金型には突起を
設けてあり、成形と同時にチップ１０の背面と端子パッ
ド３２の位置に開口６１、６２を加工する。
【０２２３】図３(Ｅ)のプロセスでは、エンカプスラン
ト６０の開口６１へ、マスク（ふるい）または吸着搬送
等の方法により半田ボール９０を供給する。この後、半
田ボール９０をリフロー加熱し、端子パッド３２へ接合
することにより、端子５０を形成する。こうして、第１
実施例のＬＣＳＰ１が完成する。
【０２２４】本第１実施例のＬＣＳＰ１によれば、表１
に掲げた目標を達成することができる。
【０２２５】ＬＣＳＰ１は、チップ サイズと実効的に
等しいサイズにまでパッケージを小型化できる効果があ
る。パッケージ面積に占めるチップ１０の面積比率、す
なわち実装効率として９４％という非常に高い値が得ら
れる。
【０２２６】ＬＣＳＰ１では、端子５０のピッチを０.
６ｍｍへ狭めることができ、端子数９００ピン、端子密
度２２５ピン／ｃｍ2という多ピン化を達成できる効果
がある。基板２０、アンダーフィル４０、及びエンカプ
スラント６０の熱膨張係数と弾性率を適切に設定するこ
とにより、端子５０やＤＴＨ３０に加わる熱応力を軽減
し、微細化を実現できる。両者が同等レベルの熱疲労寿
命を十分確保するように、一方に偏らせずにバランス良
く配分する。熱サイクル試験において、５００サイクル
以上でも問題が生じていない。
【０２２７】ＬＣＳＰ１の実効的な熱膨張係数は約９ｐ
ｐｍ／Ｋである。従来技術のＣＣＳＰ（４〜７ｐｐｍ／
Ｋ）やＭＣＳＰ（３ｐｐｍ／Ｋ）に比べて実装先のプリ
ント配線基板（ＰＷＢ、１３〜１８ｐｐｍ／Ｋ）との熱
膨張差が少ないので、端子５０のサイズとピッチを微細
化しても疲労や破断の問題が生じない。
【０２２８】チップ１０と基板２０間の熱膨張差により
ＤＴＨ３０に加わる応力は、基板２０の層２５、２６に
低熱膨張材を用いることによって低減できる。その上、
チップ１０と基板２０間を埋めたアンダーフィル４０
と、ＤＴＨ３０の内部を埋めたインナーフィル樹脂によ
って分散できる。
【０２２９】端子５０やＤＴＨ３０に加わる熱応力、さ
らにパッケージ検査時の外力の低減には、端子５０とＤ
ＴＨ３０やＩＶＨ３１をオフアクシスで配置したことの
寄与も大きい。端子５０から接続パッド１２へ到る応力
の直列伝達を避けることができるので、クラックや剥が
れが誘起されず、熱的及び機械的な信頼性が向上する効
果がある。その上、検査を安全に実施できる。
【０２３０】ラミネート基板２０は、端子５０の狭ピッ
チ、多ピン化に対応した十分な配線キャパシティを具備
できる。基板２０の仕様は、先に課題の章で述べた目標
を達成している。ＬＣＳＰ１はライン ピッチ０.１ｍ
ｍの信号層２３、２４を備えており、直径０.１ｍｍの
ＤＴＨ３０と直径０.０５ｍｍのＩＶＨ３１を介して９
００ピンの端子５０と接続パッド１２の間を相互接続す
る。
【０２３１】ラミネート基板２０は、ＣＣＳＰのセラミ
ック基板（ライン ピッチ０.２〜０.４ｍｍ）に比べて
配線パターンを難なく微細化できる。従来のＴＣＳＰの
ＴＡＢテープ（ライン ピッチ０.０５〜０.１ｍｍ）の
ように接続パッドのレイアウトがチップ周辺に限定され
ていないので、ルーティングが容易であり、極端にピッ
チを狭める必要はない。簡易なプロセスにより配線形成
を行なえる。
【０２３２】基板２０の多層化、及びＤＴＨ３０とＩＶ
Ｈ３１の形成は、ＰＷＢの製造で一般的に行なわれてい
る簡便なプロセスと同様にして実施できる。チップ１０
とは別途に予め配線パターンと穴を形成した基板７０、
７１を積み重ねて接着し、めっきすれば良く、低コスト
である。基板２０の厚さを考慮して、ＤＴＨ３０やＩＶ
Ｈ３１のアスペクト比は２倍以下に抑えてあり、ファイ
ン パターンのめっきが良好に行なえる。このプロセス
は、蒸着やフォトリソグラフィをウエハ プロセスで行
なうＭＣＳＰに比べて、チップ コストを削減できる効
果がある。エポキシ樹脂から成る基板７０、７１は、Ｃ
ＣＳＰのセラミック基板やＴＣＳＰのポリイミドに比べ
て元来材料費が安い。しかも、セラミック基板よりシー
トの大型化が可能であり、生産性が向上する。
【０２３３】ＤＴＨ３０から成るＦＣＣは、チップ１０
に対して十分なチップ接続を行なえる効果がある。チッ
プ１０の全面から０.２５ｍｍ面心ピッチでＤＴＨ３０
を取り出すことができ、接続密度に換算すると３２００
パッド／ｃｍ2が可能である。信号層２３、２４への接
続の他、パワー／グランド プレーン２１、２２へ多数
の接続を行なうことができる。チップ周辺で接続するＴ
ＣＳＰのようにチップ接続数によって端子数が制限され
ず、パッケージの内部配線長が長くならない。ＬＣＳＰ
１の内部配線長は従来のＣＣＳＰと同程度に短くでき
る。その上、ＣＣＳＰ基板（誘電率５〜１０、タングス
テン／モリブデン）より基板２０（誘電率〜４、銅）の
方が誘電率と抵抗が低いので、伝播ディレイがさらに短
縮される効果がある。また、内部配線長が短いことによ
り同時切替ノイズや干渉ノイズの影響を受け難い。これ
に加えて、ＬＣＳＰ１は層２１、２２にパワー／グラン
ドプレーンを備えているので、インダクタンスが低減さ
れ、ノイズを抑制できる効果がある。
【０２３４】ＤＴＨ３０と接続パッド１２の接続は、め
っきプロセスにより一括して行なえる。ＴＣＳＰのよう
なシングル ポイント ボンディングに比べて製造スル
ープットが高く、生産装置が安いので、低コスト化でき
る効果がある。
【０２３５】アンダーフィル４０は、ＤＴＨ３０を補強
すると同時に、チップ１０と基板２０のギャップを充填
して封止する。さらに、エンカプスラント６０には特に
吸湿率の少ない材料を用いてチップ１０と基板２０を封
止するので、耐湿信頼性が向上する効果がある。パッケ
ージ評価において慣用的なプレッシャ クッカー試験及
び高温高湿試験を実施しても不良は発生していない。モ
ールド パッケージにおいてしばしば問題となるリフロ
ー クラックは、パッケージ サイズが小さいことによ
り問題にならない。
【０２３６】外気からの吸湿は、チップ１０とアンダー
フィル６０と基板２０相互の接合界面を封止し、基板２
０の側面に配線２１〜２３を露出させず、ＤＴＨ３０を
層２７で塞ぎ、配線２４及びＩＶＨ３１の表面をエンカ
プスラント６０で覆うことによって阻止できる。また、
ＤＴＨ３０とＩＶＨ３１のサイズは端子パッド３２より
小さくしてあり、吸湿が生じ難い。さらに、上述したよ
うに端子５０とＤＴＨ３０とＩＶＨ３１の配置を互いに
シフトすることにより、端子パッド３２から接続パッド
１２までの相互接続経路が、基板２０とアンダーフィル
４０の厚さよりも冗長になる。すなわち、水分が端子パ
ッド３２の周囲からＩＶＨ３１とＤＴＨ３０の導体界面
を経て浸入する経路を迂回させることができる。
【０２３７】なお、エンカプスラント６０は、封止と共
にチップ１０と基板２０を損傷から防護するので、製品
出荷やＰＷＢ実装における取り扱いを安全且つ容易にす
る効果がある。
【０２３８】放熱に関して、第１実施例では、チップ１
０の背面の開口６２から非常に低い熱抵抗で冷却できる
効果がある。チップ１０の回路面１１から背面までの熱
抵抗は０.００５℃／Ｗであり、殆ど無視できる。背面
には熱伝導グリース、熱伝導接着剤等により、ヒート
スプレッダ、ヒート シンク、フィン、ペルチェ素子等
を取り付ける。例えばフィンとグリースを用いて強制空
冷を行なう場合の熱抵抗は、フィンが５℃／Ｗ以下、グ
リースが０.５℃／Ｗ以下に低減できる。したがって、
チップ１０の発熱量が１０Ｗ以上であっても放熱が可能
である。
【０２３９】以上説明してきたように、第１実施例のＬ
ＣＳＰ１は、多ピン、小型、且つ高速であることから、
特にマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、デジタル シグナ
ルプロセッサ（ＤＳＰ）、ゲート アレイ、ＡＳＩＣ
（Ａｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅ
ｇｒａｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のパッケージとし
て好適である。次に、本発明に基づく派生的な幾つかの
構成について述べる。
【０２４０】第１実施例のパッケージ サイズは２０ｍ
ｍ角であったが、これはチップのサイズに応じて変更で
きる。但し、ＰＷＢ設計の自動化や、運搬、実装時の取
り扱いを考慮すると、或る程度は標準化されるべきであ
る。ここでは、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ゲート アレイ、ＡＳ
ＩＣ等のチップを想定した３〜２５ｍｍ角（１ｍｍ刻
み）の正方形と、ダイナミック ランダム アクセス
メモリ（ＤＲＡＭ）やスタティック ランダム アクセ
ス メモリ（ＳＲＡＭ）等のチップを想定した（３±
１）×（７±１）〜（１１±１）×（２５±１）ｍｍ2
（１ｍｍ刻み）の長方形とを、ＬＣＳＰに適したサイズ
として認める。但し、本発明の適用がこのサイズにのみ
限定されるわけではない。
【０２４１】第１実施例の端子ピッチは０.６ｍｍであ
るが、チップのサイズと端子数に応じて選択できる。例
えば、チップ サイズが小さいか、ＬＣＳＰの実装先が
ＰＷＢより低熱膨張のセラミック基板等である場合は、
端子ピッチを狭めることが容易である。但し、パッケー
ジ サイズと同様の理由により取り扱い易いピッチとし
て、０.３〜１.０ｍｍ（０.１ｍｍ刻み）と１０〜４０
ｍｉｌ（１０ｍｉｌ刻み）の正方格子または面心格子を
ＬＣＳＰの端子ピッチとして設定する。
【０２４２】端子の種類は、第１実施例に用いたＢＧＡ
に限らず、カラム グリッド アレイ（ＣＧＡ）や、マ
イクロピン グリッド アレイ（ＭＰＧＡ）、ランド
グリッド アレイ（ＬＧＡ）等を適用できる。但し、Ｐ
ＷＢへの自動マウント、一括リフロー半田付け、検査ソ
ケット等を配慮して決める必要がある。特に、ＣＧＡや
ＭＰＧＡでは基板との接合が高融点の半田やろう材に成
るので、ラミネート基板のガラス転移温度や耐熱性に十
分配慮して用いる必要がある。
【０２４３】端子の構造は、第１実施例では共晶半田の
ボールであるが、他の構造のボールやバンプも採用でき
る。例えば、半田めっきバンプ、錫／銀半田ボール、金
／ニッケルめっきバンプ、金スタッド バンプ、銅めっ
きバンプ等が候補である。プロセスとの整合性やコス
ト、高さのばらつき、検査ソケットとの接触抵抗、ＰＷ
Ｂからのリペア等に配慮して最適な方法を選択する。
【０２４４】端子をかなり狭ピッチ化する必要がある
か、使用環境が厳しい場合、またはバーンイン試験など
での検査性を向上する必要がある場合等には、端子や基
板にコンプライアンスを持たせることが可能である。例
えば、低弾性樹脂のバンプをコアとして、この表面に金
等のオーヴァーコートを被覆することにより、応力を吸
収する端子が得られる。また、ＬＣＳＰの基板、アンダ
ーフィル、及びエンカプスラントに低弾性材料を用いる
ことにより、これらの部分が弾性変形するので、端子に
加わる応力が減殺される。但し、適切な低応力化には弾
性率と共に熱膨張係数も重要であり、誘電率、吸湿率、
ガラス転移温度等との兼ね合いにも配慮すべきである。
【０２４５】基板の種類として、第１実施例では予め配
線を形成したフィルム（シート）を接着積層するフィル
ム積層基板を用いている。配線キャパシティを必要とす
る場合、この基板に限るわけではなく、他のアドヴァン
スト型基板も採用可能である。例えば、感光性エポキシ
樹脂等の塗布と銅めっきにより形成するビルドアップ型
基板、別途金属板に形成した配線層をコア基板に転写す
る転写型基板等がある。何れもライン幅５０μｍ程度の
パターニングが可能であるので、プロセス上の取り扱い
やコストを考慮して選択する。
【０２４６】基板の誘電材料は、第１実施例では典型的
なエポキシ樹脂を用いている。理由は、廉価であり入手
し易く、比較的種々の特性のバランスが良いからであ
る。しかし、より高い性能を求める場合には他の材料を
用いることができる。例えば、誘電率や誘電正接の低減
やガラス転移温度の向上のため、ビスマレイミド−トリ
アジン樹脂、マレイミド−スチリル樹脂、ポリイミド樹
脂、フッ化ポリマ等を用いる。低熱膨張化のためには、
基材へガラス、シリカ、アラミド等の繊維や、シリカ、
セラミック、エラストマ、ポリマ等のフィラーを混入す
る方法を行なう。この他にセラミックや、銅／インバ／
銅または銅／モリブデン／銅等のリジッドベースを用い
る方法もある。低ノイズ化のためデカップリング キャ
パシタが必要な場合には、パワー／グランド プレーン
の間に高誘電層を設ける。例えば、誘電率１０程度のセ
ラミック フィラー入りエポキシ樹脂や、チタン酸バリ
ウムを焼結または窒化シリコンを堆積したリジッド ベ
ース等を利用する。
【０２４７】基板の配線やヴァイア／スルー ホール
（ＶＨ／ＴＨ）の導体材料には、通常、銅を多用する
が、所望の機能によって異なる材料を用いる。例えば、
信号線の反射ノイズを低減するために終端抵抗を設ける
場合には、高抵抗のニッケル合金フィルムを他の誘電層
と共に積み重ねるか、抵抗ペーストをスクリーン印刷す
る等の方法を実施できる。配線やＶＨ／ＴＨにつながる
端子やチップのパッドには、ＦＣＣや端子に対するバリ
ア メタルとして、または半田付け性や接合強度を高め
たり、パッケージのリペアを可能にするため、クロム、
チタン、ニッケル、タングステン、銅、金等をメタライ
ズする場合がある。
【０２４８】配線は、第１実施例では予め基板の銅箔を
エッチングすることにより形成しているが、プロセスに
応じてめっきによって形成する場合もある。ＶＨ／ＴＨ
は、第１実施例ではアディティヴ法によって穴の側面と
底面に選択的に銅めっきを行なっている。めっき方法と
して、凹パターンや穴を導体で充填する方法（例えばカ
ラムＶＨ、スタックトＶＨ）や、パネルめっきを行なっ
た後にパターニングを行なうサブトラクティヴ法を採り
得る。一般的にアディティヴ法の方がサブトラクティヴ
法よりアスペクト比の高い加工が行なえるので、配線キ
ャパシティを稼げるが、めっき液のコントロールはやや
難しくなる。
【０２４９】配線の構成としては、第１実施例のような
信号層とパワー／グランド プレーンの配置の他、マイ
クロストリップ、ストリップライン、オフセット スト
リップライン等を取り得る。ＶＨ／ＴＨの構成として、
第１実施例では、ＤＴＨ３０とＩＶＨ３１を用いてい
る。層間接続は、基板の仕様に応じてブラインド ヴァ
イア、埋め込むヴァイア、スルー ヴァイア、通例のめ
っきスルー ホール等を使い分けることができる。
【０２５０】ＦＣＣは、第１実施例では銅めっきされた
ＤＴＨ３０から成るが、バンプ構造とすることも勿論可
能である。端子に用いるボールやバンプと同様に、共晶
半田、高融点半田、金、銅、導電性接着剤等の材料から
選定できる。形成方法にも、めっき、蒸着、ワイア バ
ンピング、転写等の様々な選択肢がある。上述したコン
プライアント構造のバンプも適用し得る。但し、当然の
ことながら、チップや基板との相性、導通抵抗、耐熱
性、コスト等を考慮せねばならない。
【０２５１】アンダーフィルは、第１実施例ではＦＣＣ
（ＤＴＨ３０）を接続する前に供給している。基板２０
と同じ材料のエポキシ接着フィルムから成り、基板２０
の一部と見做して良い。しかし、ＦＣＣがバンプの場合
には、ＦＣＣを接続した後でアンダーフィルをチップと
基板の間に充填する必要があり、特に低粘度（＜２０Ｋ
ｃｐｓ）であることが重要になる。充填は毛細管現象を
利用して行なわれるため、粘度が高いと作業時間がかか
る。粘度の他は、低熱膨張係数（＜４０ｐｐｍ／Ｋ）、
接着性、耐湿性、低アルファ線量（＜０.００５Ｃ／ｈ
ｒ／ｃｍ2）、低塩素イオン（＜１０ｐｐｍ）、高ガラ
ス転移温度（＞１３０℃）等の特性が求められる。
【０２５２】アンダーフィルの基材としては、フェノー
ル硬化型やビフェニール硬化型等のエポキシ系樹脂が代
表的であり、この基材へセラミックやシリカ等の低熱膨
張材のフィラーを混入した複合材を用いる。この他、良
く知られている封止材料としては、シリコーン系樹脂、
ウレタン系樹脂等や、エポキシ樹脂ベースの中に可撓化
剤のシリコーン粒子等を分散させた海島構造の樹脂があ
り、これらの中から適切な材料を選ぶ。
【０２５３】エンカプスラントは、第１実施例ではフィ
ラー入りビフェニール硬化型エポキシ樹脂から成り、ト
ランスファー モールドを行なったが、他の材料や形成
方法を用いることが可能である。エンカプスラントの材
料はアンダーフィルとほぼ類似しているが、特に低熱膨
張係数且つ低弾性率で耐湿性が高いことが望ましい。
【０２５４】エンカプスラントの形成は、必要な信頼性
や所有する装置に応じて、トランスファー モールドに
加え、塗布、印刷、ポッティング、接着等、種々の方法
により実施することができる。例えば、従来技術のＭＣ
ＳＰのようなインナー バンプまたはＬＧＡを形成した
後にトランスファ モールドを行なう方法、予め開口を
加工した保護フィルムを基板２０の上に融着する方法、
エンカプスラントを被せた後にレーザ加工や露光により
開口を加工する方法、開口と成る部分を除けてスクリー
ン印刷する方法、端子を形成した後に端子以外の部分を
樹脂槽に浸漬する方法、アンダーフィルと同時にオーバ
ーコートする方法等を取り得る。また、耐湿性に対する
要求があまり厳しくない場合には、ＩＶＨを形成した誘
電層をエンカプスラントとして代用することができる。
【０２５５】エンカプスラントとして、第１実施例では
チップ１０の背面まで覆っている。これは、耐湿性の向
上に加えて、モールド部分の剥離を抑える効果もある。
基板表面と共にどこまで被覆するかは、エンカプスラン
トの形成方法と耐湿性の仕様に対応して配慮すべきであ
る。
【０２５６】この他、製造プロセスに関して、第１実施
例ではウエハからチップ１０を切りだした後、検査良品
のチップ１０を大面積のシート基板７０に並べてゆく。
チップの歩留まりが比較的高いか、チップ サイズが小
さいような場合には、ウエハに配線フィルム（ウエハ面
積と同程度）を接着してＶＨ／ＴＨ等を形成し、その後
にフィルム付きチップを切り出すプロセスの方が簡便で
ある。
【０２５７】ここまで述べたように、本発明は、パッケ
ージの狙いに応じて様々な構成を取り得る故、広範な適
用が可能である。その中から幾つかの実施例について、
次に説明する。
【０２５８】図４は、本発明の第２実施例のＣＳＰの縦
断面構造図である。図４において、ＬＣＳＰ１００は、
集積回路チップ１１０、ラミネート配線基板１２０、外
部端子１６０、アンダーフィル１７０、エンカプスラン
ト１８０から構成されている。チップ１１０は、同じエ
リア サイズの基板１２０へバンプ（ＦＣＣ）１５０に
よりフリップ チップ接続されている。チップ１１０の
接続パッド１１１は、バンプ１５０により基板１２０の
接続パッド１４０へ接続され、パッド１４０から導体層
１２１〜１２６の配線とインタースティシャル ヴァイ
ア ホール（ＩＶＨ）１４１、１４２、バリィド ヴァ
イア ホール（ＢＶＨ）１４３、１４４、またはスルー
ヴァイア ホール（ＴＶＨ）１４５を介して、端子１
６０へ相互接続されている。アンダーフィル１７０はチ
ップ１１０と基板１２０の間に充填されている。エンカ
プスラント１８０は、端子１６０における開口部を除
き、基板１２０の表面と側面、アンダーフィル１７０と
チップ１１０の側面を保護している。
【０２５９】チップ１１０は、シリコン大規模集積回路
素子から成る。エリア サイズは１８.４ｍｍ角、厚さ
は０.３ｍｍである。バンプ１５０との接続パッド１１
１は直径５０μｍである。ベース メタル層として金／
ニッケル／タングステンがメタライズされている。
【０２６０】基板１２０は、導体層１２１〜１２６、誘
電層１３１〜１３５から成るビルドアップ型ラミネート
配線基板から成る。内側の導体層１２２〜１２５と誘電
層１３２〜１３４がラミネート ベース、外側の残りの
層が追加積層部分である。ベースはＢＶＨ１４３、１４
４とＴＶＨ１４５、追加積層部分はバンプ１５０の接続
パッド１４０とＩＶＨ１４１と１４２を備えている。基
板１２０全体のサイズはチップと同じであり、厚さは
０.３５ｍｍである。
【０２６１】基板１２０のベース部分は銅クラッド ラ
ミネートから成る。ベース導体層１２２と１２５は主に
信号配線を担っている。厚さは１８μｍ、幅８０μｍ、
ピッチ１６０μｍである。ベース導体層１２３と１２４
は、厚さ１８μｍのパワー／グランド プレーンであ
る。ベース誘電層１３２〜１３４は低熱膨張フィラー入
りマレイミド−スチリル樹脂（誘電率３.７、熱膨張係
数８ｐｐｍ／Ｋ、ガラス転移温度＞３００℃）から成
り、各層の厚さは１００μｍである。
【０２６２】ベース部分に形成されたＢＶＨ１４３、１
４４は導体層１２２と１２３、または層１２４と１２５
を接続し、ＴＶＨ１４５は誘電層１３２〜１３４を貫通
して導体層１２２と１２５を接続している。両者の直径
は１００μｍであり、めっき銅の側壁の内部はインナー
フィル樹脂により充填されている。
【０２６３】追加積層部分の導体層１２１と１２６は、
バンプ１５０や端子１６０との接続及び信号配線を担っ
ている。信号配線は厚さ５μｍのめっき銅から成り、最
密部のライン幅は２０μｍ、ライン ピッチは４０μｍ
である。層１２１の接続パッド１４０は、接続パッド１
１１に対応した位置に形成されており、直径５０μｍで
ある。周囲には半田レジストがコーティングされてい
る。追加誘電層１３１と１３５はポリイミド接着フィル
ム（誘電率３.５、熱膨張係数１３ｐｐｍ／Ｋ、ガラス
転移温度＞３００℃）から成り、導体層１２１または１
２６を含めたそれぞれの厚さは２５μｍである。
【０２６４】追加積層部分に形成されたＩＶＨ１４１、
１４２は、それぞれ、導体層１２１と１２２、層１２５
と１２６を接続している。直径は３０μｍであり、内部
はめっき銅により埋まっている。接続パッド１４１をＩ
ＶＨ１４１の上に、端子１６０をＩＶＨ１４２の上に配
することが可能である（パッド オン ホール）。ＩＶ
Ｈ１４１、１４２とＢＶＨ１４３、１４４、ＴＶＨ１４
５との配置は互いにシフトしており、直列には並んでい
ない。
【０２６５】ＦＣＣバンプ１５０は、蒸着またはめっき
による錫／銀共晶半田（融点２２１℃、熱膨張係数約３
０ｐｐｍ／Ｋ）から成る。チップ１１０のパッド１１１
と基板１２０のパッド１４０を接続している。樽形状の
最大直径は約６０μｍであり、最密部ではピッチ１００
μｍで配列されている。
【０２６６】端子１６０は導体層１２６上の銅めっきイ
ンナー バンプから成り、側面はエンカプスラント１８
０により封止されている。直径は０.３ｍｍ、高さは０.
２ｍｍである。二次元マトリクス３４×３４、ピッチ
０.５ｍｍのランド グリッドアレイ（ＬＧＡ）を構成
しており、総端子数は１１５６ピンである。
【０２６７】アンダーフィル１７０とエンカプスラント
１８０は同じフィラー入りエポキシ樹脂材料（黒色、粘
度１９Ｋｃｐｓ、熱膨張係数２４ｐｐｍ／Ｋ、曲げ弾性
率８ＧＰａ、ガラス転移温度１４０℃、吸湿率＜０.１
％）から成る。アンダーフィル１７０はチップ１１０と
基板１２０の間のギャップを充填し、エンカプスラント
１８０は基板１２０の表面と側面及びチップ１１０の側
面を封止している。チップ１１０の背面は第１実施例と
同様に放熱部品を取り付けるために被覆されていない。
アンダーフィル１７０の厚さは５０μｍ、エンカプスラ
ント１８０の基板１２０の表面での厚さは０.２ｍｍ
（端子１６０と同じ）、側面での最大厚さは片側０.３
ｍｍである。これによりＬＣＳＰ１００のサイズは１９
ｍｍ角、高さ０.９ｍｍとなる。
【０２６８】第２実施例のＬＣＳＰ１００の製造は、以
下に述べるプロセスにより行なう。
【０２６９】先ず、ウエハの状態でチップ１１０に接続
パッド１１１を予め形成し、この上にバンプ１５０を蒸
着またはめっきによって形成する。それから、ウエハの
プローブ検査を行ない、ダイシングした後、良品を選別
する。
【０２７０】基板１２０は、先ずベース部分を作成す
る。通常のプリント配線基板（ＰＷＢ）と同様のプロセ
スに従って、ＢＶＨ１４３を形成した銅箔層１２２と内
層配線層１２３及び誘電層１３２と、同じくＢＶＨ１４
４を形成した内層配線層１２４と銅箔層１２５及び誘電
層１３４とを、プリプレグである誘電層１２３によって
接着し、これらを貫通するＴＶＨ１４５をドリル加工し
てパネル銅めっきを行ない、銅箔層１２２と１２５に外
層配線をパターニングし、ＴＶＨ１４５とＢＶＨ１４
３、１４４を樹脂により穴埋めする。
【０２７１】基板１２０の追加積層部分は、ポリイミド
接着フィルムである誘電層１３１と１３５へそれぞれＩ
ＶＨ１４１、１４２をレーザ加工し、誘電層１３１と１
３５をベース部分の両面に加熱と加圧により接着し、Ｉ
ＶＨ１４１、１４２の内部を銅めっきによって埋め込
み、誘電層１３１と１３５の表面にパネル銅めっきを行
ない、銅めっき面に配線層１２１と１２６をパターニン
グし、配線層１２６の上に銅めっきにより端子１６０を
形成し、接続パッド１４０を除いて配線層１２１の表面
に半田レジストを形成する。こうして完成した大型基板
（５０ｃｍ〜１ｍ角）をチップ１１０と同じサイズに切
り出し、基板１２０が完成する。
【０２７２】次に、良品のチップ１１０を個片基板１２
０にフリップ チップ接続する。加熱してバンプ１５０
を一括リフローすることにより、パッド１１１と１４０
が接続される。
【０２７３】最後に、アンダーフィル１７０とエンカプ
スラント１８０を形成する。チップ１１０の背面を治具
に取付け、アンダーフィル１７０とエンカプスラント１
８０の材料から成る樹脂槽にポッティングする。チップ
１１０と基板１２０の透き間には毛細管現象によって樹
脂が充填される。チップ１１０の側面と、基板１２０の
側面及び表面、端子１６０の表面は所定の厚さの樹脂で
覆われる。樹脂が硬化した後、基板１２０の表面側を端
子１６０が露出するまで研磨する。これにより、端子１
６０とエンカプスラント１８０の高さが揃う。こうし
て、ＬＣＳＰ１００が完成する。
【０２７４】本第２実施例のＬＣＳＰ１００によれば、
第１実施例と同様に目標仕様を達成できる。
【０２７５】ＬＣＳＰ１００は、チップを高密度にパッ
ケージングできる効果がある。第１実施例と同じく９４
％という高い実装効率が得られている。しかも、ＬＣＳ
Ｐ１００では、端子ピッチを第１実施例の０.６ｍｍか
らさらに０.５ｍｍへ狭めることができる。端子数は、
第１実施例に比べてパッケージ サイズが一回り小さい
にも関わらず、さらに１０００ピンを超える多ピン化を
実現できる効果がある。
【０２７６】端子１６０の狭ピッチ化は特に基板１２０
の熱応力を低減した効果による処が大きい。手段の章で
既に述べたように、基板１２０の熱膨張係数α〜９が、
バンプ１５０に対する端子１６０のサイズの比率をγ＝
６として、３(γ＋５)／(γ＋１)＝４.７≦α≦３(γ＋
３５)／(γ＋７)＝９.５を満たしている。これにより、
ＬＣＳＰ１００をＰＷＢへリフロー半田付けした場合
に、アンダーフィル１７０で補強されたバンプ１５０と
端子１６０の半田付け部とは両方共に十分な熱疲労寿命
を保証できる。ＬＣＳＰ１００全体の実効的な熱膨張係
数は〜１１であり、第１実施例よりさらにＰＷＢに近付
いているので、端子１６０を微細化しても許容される。
また、ＬＣＳＰ１００の底面を研磨したことにより端子
１６０の高さばらつきが無くなるので、端子１６０が微
細であってもリフローする際に接続不良が生じない。
【０２７７】第２実施例の基板１２０は、第１実施例よ
りさらに配線キャパシティを増しており、端子１６０の
多ピン化を助けている。ライン ピッチ４０μｍの信号
層１２１、１２６と、ライン ピッチ１６０μｍの信号
層１２２、１２５と、パワー／グランド プレーン１２
３、１２４を備えており、１０００ピン強の端子数に対
応し得る。
【０２７８】ＩＶＨ１４１、１４２、ＢＶＨ１４３、１
４４、ＴＶＨ１４５では、誘電層１３１〜１３５が薄い
ことによりアスペクト比が小さい。銅めっきに支障を来
すことなく、小径化することができる。その上、ＩＶＨ
１４１と１４２にはパッドオン ホール配置が可能であ
り、配線密度の向上に寄与している。なお、さらに配線
密度を向上する必要がある場合には、ＩＶＨ１４１と１
４２と同様に、ＢＶＨ１４３、１４４、ＴＶＨ１４５の
内部を導体で埋め込む。これにより、導体カラムから成
るスタックトＶＨを構成でき、配線自由度が数倍以上向
上する。
【０２７９】基板１２０の誘電率（〜３.６）は、第１
実施例に比べてさらに低減している。これに加えて、高
密度のバンプ１５０及び配線層１２１、１２２、１２
５、１２６によってパッケージ内部配線長を短縮でき
る。したがって、信号伝播ディレイは従来技術のＣＳＰ
に比べると大幅に改善される。また、当然ながら、配線
長短縮とパワー／グランド プレーン１２３、１２４の
効果により、低ノイズ化を実現でき、安定した給電を行
なえる効果がある。
【０２８０】基板１２０の製作は、チップ１１０とは別
途に大型基板で一括して行なうので、多層且つファイン
ピッチであっても懸念されるほどのコスト上昇は無
い。材料及び設備の状況によるので一概には言えない
が、比較的多くの層数と微細な配線を必要とするような
場合には、完工基板にチップを後付けする第２実施例
（６配線層）のバンプ接続の方が、第１実施例（４配線
層）のダイレクト スルーホール接続に比べて、低コス
ト化されることがある。
【０２８１】バンプ１５０の接続では、基板１２０のガ
ラス転移温度（＞３００℃）がバンプ１５０の融点（２
２１℃）より十分高いので、一括リフローする際に特に
問題は無い。バンプ１５０のピッチは、アンダーフィル
１７０の充填効果によって０.１ｍｍという極めて微細
化を実現できる。アンダーフィル１７０の熱膨張係数は
バンプ１５０の値に実効的に整合しているので、熱膨張
の点でアンダーフィル１７０とバンプ１５０は均質な材
料に見える。熱応力は両者から成るプレート全体に分散
されるので、バンプ１５０の十分な信頼性を確保でき
る。熱サイクルによる加速寿命試験の結果は良好であ
る。
【０２８２】アンダーフィル１７０とエンカプスラント
１８０は、同時形成することによりプロセスを簡略化で
きる効果がある。低粘度樹脂材料へポッティングするこ
とにより、アンダーフィル１７０の注入時間が短くて済
み、プロセス スループットが向上する。エンカプスラ
ント１８０の厚さは、ポッティング条件を適正化するこ
とにより、所望の値で安定する。また、この樹脂材料は
低弾性であることから、チップ１１０や基板１２０に加
わる内部応力を抑制でき、信頼性も向上する。
【０２８３】ＬＣＳＰ１００の吸湿は、アンダーフィル
１７０とエンカプスラント１８０両者によって、基板１
２０の表面からチップ１１０の側面までを全面的に覆う
ことにより防止している。ＩＶＨ１４１、１４２、ＢＶ
Ｈ１４３、１４４、ＴＶＨ１４５の内部は埋め込み構造
とし、これらを互いにシフト配置し、さらに誘電層１３
１や１３５によりＢＶＨ１４３、１４４、ＴＶＨ１４５
をカバーしているので、外気からの水の浸入が極めて起
こり難い。このような配慮により、耐湿試験を十分満足
する結果が得られている。
【０２８４】以上述べたように、本第２実施例のＬＣＳ
Ｐ１００は、第１実施例のＬＣＳＰ１よりさらにＦＣＣ
と端子の多ピン化と、配線キャパシティの向上が可能と
なる。言うまでもないが、従来技術のＣＣＳＰ、ＴＣＳ
Ｐ、ＭＣＳＰに比べると、その効果は絶大である。ハイ
−エンド チップへの適用を推奨する。第２実施例には
高性能インタポーザ基板を用いているため、第１実施例
よりパッケージ全体のコストは若干上がるものの、チッ
プ接続密度や端子密度当たりのコストは第１実施例とコ
ンパラブルであり、差額に十分見合う効果を獲得するこ
とができる。
【０２８５】例えば、その十分な配線キャパシティを活
かして、チップ１１０の接続パッド１１１からバンプ１
５０と信号層１２１、１２２と再びバンプ１５０を経て
他の接続パッド１１１に達するインターコネクションを
設けることができる。基板１２０の銅配線は、チップ１
１０上のアルミ配線に比べて抵抗率が低く、断面積が大
きく、且つ誘電率が低いことから、高速なチップ内部配
線すなわちイントラチップ ハイウェイが実現できる。
特にチップ内部の長距離配線、例えばデータバス等にこ
のインターコネクションを適用することにより、チップ
１１０の高速動作に貢献できる効果がある。
【０２８６】また、第２実施例では、フリップ チップ
接続を行なう前にチップ１１０と基板１２０を全く個別
に製作するため、マルチチップ構成のＬＣＳＰを容易に
実現できる。例えば、１０ｍｍ角前後のチップ４個を２
０ｍｍ角の基板に実装し、十分な配線キャパシティを擁
する基板の内部に、各チップから端子までの配線と、チ
ップ間の相互接続とを設ける。こうして、４チップ１パ
ッケージとしてのまとまった機能と取り扱いが実現可能
になり、性能の向上とＰＷＢ実装コストの削減が図れ
る。但し、マルチチップＬＣＳＰは、チップ数のべき乗
で歩留まりが落ちるので、バーンイン試験等に対する良
品率が非常に高いチップへ適用することが望ましい。
【０２８７】なお、本発明はＦＣＣとラミネート基板に
よるＬＣＳＰであることが要件であり、第２実施例に示
した構成やプロセスによって徒に限定されない。例え
ば、基板の材料や層数等は、チップのパッド数や配置、
端子ピッチや数、動作周波数、許容ノイズ量、使用環
境、目標コスト等々に応じて変えらるべきである。バン
プの材料や形成方法等は、チップのパッド数やピッチ、
チップ コストへの負荷、基板の耐熱性、リフロー設
備、接合強度、疲労寿命等を総合的に勘案して決める。
端子の形状やピッチ等の選択は、疲労寿命、検査性、出
荷形態、パッケージとＰＷＢの反り、ＰＷＢの設計／実
装コスト、一括リフロー時の歩留まり等に依存する。ア
ンダーフィルやエンカプスラントの材料や供給方法等
は、誘起応力、接着性、耐湿性、ポット ライフ、目標
作業時間、外観等に呼応して、本発明をモディファイす
る。
【０２８８】さて、ここまで述べた第１実施例や第２実
施例は多ピン、小型、且つ高速化を主目的としてきた
が、以下ではさらに低コスト化を主眼とした実施例につ
いて説明する。
【０２８９】図５は、本発明の第３実施例のＣＳＰの縦
断面構造図である。図５において、ＬＣＳＰ２００は、
集積回路チップ２１０、ラミネート配線基板２２０、外
部端子２３０、エンカプスラント２４０から構成されて
いる。チップ２１０は同等サイズの基板２２０へフリッ
プ チップ ダイ アタッチ（ＦＣＤＡ）されている。
チップ２１０の接続パッド２１１は、ダイレクト ヴァ
イア ホール（ＤＶＨ、ＦＣＣ）２２３により基板２２
０の導体層２２２へ接続され、導体層２２２の配線を介
して端子２３０へ相互接続されている。基板２２０の誘
電層２２１はアンダーフィルを兼ねており、チップ２１
０と導体層２２２の間を埋めている。エンカプスラント
２４０は、端子２３０の位置の開口部を除いて、基板２
２０の表面を保護している。
【０２９０】チップ２１０は大規模集積回路から成り、
チップ形状は２１×９ｍｍ2の長方形、厚さは０.１５ｍ
ｍである。パッケージ サイズはチップ サイズと全く
同じであり、端子２３０を含めた高さは０.４ｍｍであ
る。チップ２１０の接続パッド２１１はニッケル／アル
ミニウムから成り、８０μｍ角、最近接部のピッチは１
２０μｍである。
【０２９１】基板２２０は誘電層２２１と導体層２２２
から成り、ＤＶＨ２２３を備えている。誘電層兼アンダ
ーフィル２２１は、エラストマ微粒子を分散させた海島
構造のエポキシ接着フィルム（誘電率４、熱膨張係数１
６ｐｐｍ／Ｋ、曲げ弾性率１１ＧＰａ、ガラス転移温度
１７０℃、吸湿率＜０.１％）から成る。その厚さは７
５μｍである。チップ２１０の表面はアンダーフィル２
２１により封止されている。
【０２９２】導体層２２２には、ライン幅６０μｍ、最
小ライン ピッチ１２０μｍの信号配線と、この配線を
取り囲むようにパワー プレーンが形成されている。導
体の厚さは１８μｍと成っている。ＤＶＨ２２３は接続
パッド２１１から直に誘電層２２１を貫通し、導体層２
２２の信号配線またはパワー／グランド プレーンへ接
続されている。直径は６０μｍのレーザ加工穴へのめっ
き銅から成り、内部は樹脂により充填されている。
【０２９３】端子２３０は、スタッド バンプのグリッ
ド アレイから成り、マトリクス２６×９、ピッチ０.
７ｍｍで配列されている。合計端子数は２３４ピンであ
る。スタッド バンプは金または半田／銅またはニッケ
ルのめっきから成り、導体層２２２の上に形成されてい
る。傘部の直径は０.４ｍｍ、底部は直径０.３４ｍｍ、
高さは０.１７５ｍｍである。
【０２９４】エンカプスラント２４０は誘電層２２１と
同じエポキシ樹脂材料から成り、厚さ０.１ｍｍを以て
基板２２０の導体層２２２とＤＶＨ２２３の表面を封止
している。
【０２９５】第３実施例のＬＣＳＰ２００の製作は、次
に述べる簡略なプロセスによる。
【０２９６】先ず、集積回路と接続パッド２１１が形成
されたウエハを用意する。このウエハへ、所定の位置に
レーザにより穴（ＤＶＨ２２３）を加工したエポキシ接
着フィルム（誘電層２１１）を加熱と加圧により密に接
着する。これにより、ウエハ（チップ２１０）のＦＣＤ
Ａとアンダーフィル２２１の封止を行なう。
【０２９７】次に、誘電層２１１を銅めっき浴に浸し、
パネルめっきを行なう。誘電層２１１とＤＶＨ２２３の
表面全体に導体が形成され、ＤＶＨ２２３が接続パッド
２１１へ接続される。その後、銅めっき面へ信号配線と
パワー／グランド プレーンをパターニングし、導体層
２２２を形成する。ＤＶＨ２２３の中を穴埋めする。
【０２９８】この導体層２２２の表面へ、予め穴（端子
２３０と成る）をドリル加工したエンカプスラント２４
０を加熱と加圧により接着する。エンカプスラント２４
０の上へさらにめっきレジストを厚塗りし、先程の穴と
同じ位置へ開口をパターニングする。銅またはニッケル
のめっきを行ない、穴と開口を銅で埋め込み、レジスト
の上へ盛り上がるまで続ける。めっきの表面へさらに金
または半田をめっきしてから、厚いレジストを除去す
る。こうして、エンカプスラント２４０によりチップ２
１０を封止し、めっきスタッド バンプから成る端子２
３０を形成する。
【０２９９】最後に、ウエハをダイシングし、ＬＣＳＰ
２００を切り出す。各種の検査を行なう。
【０３００】本第３実施例のＬＣＳＰ２００によれば、
第１実施例や第２実施例に比べてパッケージ構造を簡略
化したことにより、さらに低コスト化できる効果があ
る。基板２２０の誘電層２２１がアンダーフィルの封止
機能を兼ねることにより、部材数を削減できる。唯２枚
のフィルム（誘電層２２１とエンカプスラント２４０）
をチップ２１０へ接着し、銅めっきを施すことにより、
パッケージを製作できる。しかも、エンカプスラント２
４０がチップ２１０や基板２２０の側面を被覆しないた
め、パッケージの製作を全てウエハ状態で一括して処理
できる。ウエハプロセスは、真空蒸着や化学気相成長等
ではなく、簡易な接着とめっきであるから、作業と設備
のコストがかさむことはない。したがって、材料コスト
と共にプロセスを極めて単純化できるので、トータル
コストを低減できる効果がある。
【０３０１】ＬＣＳＰ２００では、チップ２１０、基板
２２０、及びエンカプスラント２４０を同時に切り出す
ので、パッケージ実装効率は１００％である。すなわ
ち、ベア チップと完全に同等のパッケージ サイズを
実現でき、極限の小型化を達成できる効果がある。さら
に、パッケージの高さは０.４ｍｍしかなく、薄型化が
可能である。
【０３０２】ＬＣＳＰ２００の端子密度（１２４ピン／
ｃｍ2）は、第１実施例（２２５ピン／ｃｍ2）や第２実
施例（３２０ピン／ｃｍ2）には及ばないが、従来技術
のＣＣＳＰやＭＣＳＰと比べると高密度である。第３実
施例では、基板２２０とエンカプスラント２４０の熱膨
張係数がチップ２１０に整合しておらず、第１実施例や
第２実施例のように熱膨張係数の合わせ込み機能を備え
ていない。しかし、誘電層２２１とエンカプスラント２
４０が低弾性材料から成り、熱応力や外力を吸収するこ
とができる。その上、ＤＶＨ２２３と端子２３０の位置
がシフトしており、両者を結ぶ導体構造がコンプライア
ントな湾曲形状であることにより、弾性変形が可能であ
る。導体層２２２の断線や、接続パッド２１１や端子２
３０の接続界面の剥離が生じない。したがって、構造を
簡略化したにもかかわらず、端子２３０を０.７ｍｍピ
ッチに微細化しても問題ない。
【０３０３】端子２３０は、めっきにより形成するの
で、ボール供給法に比べて高さばらつきを抑制すること
が可能である。これは、ＬＣＳＰ２００をプリント配線
基板（ＰＷＢ）へリフロー半田付けする際の接続歩留ま
りを向上する効果がある。また、バーンイン試験では検
査ソケットとの接触抵抗のばらつきが減少するので、安
定且つ信頼のおける検査を行なうことができる。
【０３０４】基板２２０（１層）の配線キャパシティ
は、多層基板を擁する第１実施例（４層）や第２実施例
（６層）に及ぶべくもない。これは、本発明を適用する
に際しての狙いが異なるからであって、第３実施例の欠
点ということにはならない。配線層数が同じである従来
技術のＴＣＳＰと比べると、接続パッド２１１の配置が
チップ周辺に限定されないため、配線自由度が向上す
る。
【０３０５】ＬＣＳＰ２００のパッケージ内部配線長
は、ＤＶＨ２２３の二次元アレイ接続によりＴＣＳＰよ
り短縮できる。接続パッド２１１をチップ２１０の中央
から取り出せるので、余分なルーティングを必要としな
い（実際に現状のＬＯＣ構造のパッケージでは中央に接
続パッドがある）。導体層２２２の信号配線の両側はパ
ワー／グランド プレーンに囲まれているので、配線長
が短いことと合わせてノイズの影響を受け難い利点があ
る。
【０３０６】ＬＣＳＰ２００の耐湿性は、アンダーフィ
ル２２２とエンカプスラント２４０が担っている。両者
の合計厚さは１７５μｍである。ＴＣＳＰにおける封止
部の厚さ５０〜１００μｍに比べて厚いので、吸湿を抑
止する効果が高い。第３実施例としての耐湿性は十分で
ある。但し、第３実施例はチップ２１０や基板２２０の
側面が覆われていないので、第１実施例や第２実施例に
対して耐湿性が勝るということはない。第１実施例や第
２実施例とは信頼性要求仕様のグレードが異なってお
り、予め承知しておくべきである。
【０３０７】上述したように、第３実施例のＬＣＳＰ２
００は、特に低コスト化と小型、薄型化できる長所を有
している。端子数は比較的少ない場合に適用し得る（従
来技術に比べては十分多いが）。このことから、第３実
施例は、メモリ チップのパッケージとして好適である
と言える。メモリ チップの中でも多ピン化を必要とす
るシンクロナスＤＲＡＭやＳＲＡＭに向いている。
【０３０８】例えば、第３実施例を応用してＳＩＭＭ
（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎ−ｌｉｎｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｍｏ
ｄｕｌｅ）のようなメモリ モジュールやメモリ カー
ド等を構成できる。検査に合格した複数のＬＣＳＰ２０
０をＰＷＢの両面へ半田付けする。ＬＣＳＰ２００のパ
ッケージ実装効率は１００％であり、ＰＷＢへ密接に配
置することによりモジュール／カードとして非常に高い
実装密度を得る。大容量且つ小型、薄型化が実現でき
る。特に薄型化はカードや携帯機器において寄与が大き
い。
【０３０９】但し、端子数が従来のメモリ パッケージ
より多いＬＣＳＰ２００を使用するためには、配線キャ
パシティが十分なＰＷＢを用意する必要がある。モジュ
ールを製品出荷形態として信頼性をさらに保証する場合
には、ＬＣＳＰ２００の表面やこれとＰＷＢ間のギャッ
プへ、塗布、注入、ポッティング、または印刷等の方法
によりエンカプスラントを供給できる。
【０３１０】このように、第３実施例はメモリ チップ
に対して優れた効果を発揮するが、これに適用が限られ
るわけではない。低コスト、薄型である利点を活かせ
ば、例えば携帯電話やパーソナル コンピュータ等の携
帯型情報機器、カメラ一体型ビデオ テープ レコーダ
に代表される民生機器、等々に使用できる。したがっ
て、チップはシリコン半導体大規模集積回路素子のみな
らず、ガリウム砒素半導体素子や比較的小規模の回路素
子を含む。
【０３１１】なお、第１実施例や第２実施例の説明の後
半において述べたように、本発明は目標仕様に応じて構
造や製作プロセスを変え得るのであり、第３実施例もそ
の一例に過ぎない。第１、第２、または第３実施例から
さらに高性能化を目指した発展型、低コスト化を追求す
る縮退型、各実施例相互の折衷型、従来技術のパッケー
ジとの合成型等、枚挙し切れぬほど本発明の適用は広
い。
【０３１２】ところで、上記実施例ではＬＣＳＰ全体の
構成手段について述べてきたのであるが、下記では見方
を変えてフリップ チップ コネクション（ＦＣＣ）と
外部端子に焦点を当てる。
【０３１３】図６は、本発明の第４実施例のＣＳＰの横
断面構造透視図である。図５において、ＬＣＳＰ３００
は、集積回路チップ３１０（図中の点線の四角形）、ラ
ミネート配線基板（図示せず）、外部端子３３０、アン
ダーフィル（図示せず）、エンカプスラント３４０から
構成されている。チップ３１０は同サイズの基板へＦＣ
Ｃ３２０〜３２６によりフリップ チップ接続されてい
る。ＦＣＣ３２０〜３２６（点線の円）は、基板の配線
またはヴァイア／スルー ホール（ＶＨ／ＴＨ）を介し
て端子３３０（実線の円）へ相互接続されている。エン
カプスラント３４０は基板の表面と側面を保護してい
る。
【０３１４】チップ３１０は、例えばＭＰＵを構成する
大規模集積回路素子から成る。チップ サイズは１５〜
２５ｍｍ角の正方形、またはその前後の長方形である。
チップ３１０の接続パッドの配列ピッチ、すなわちＦＣ
Ｃ３２０〜３２６の接続ピッチは最密部において約５０
μｍから約３００μｍである。
【０３１５】ＦＣＣ３２０〜３２４はチップ３１０の表
面の一部に局在し、群を成している。これらの群では、
信号接続とパワー／グランド接続が交互または幾つか置
きに配されている。ＦＣＣ３２５、３２６は表面の縦横
に格子縞状に並行し、格子縞は概略均等なインターヴァ
ルで配列されている。主としてパワー／グランドへの接
続を担っている。
【０３１６】端子３３０はＬＣＳＰ３００の表面に二次
元アレイ状に離散し、均等なピッチ０.３〜１.０ｍｍで
配列されている。端子３３０とＦＣＣ３２０〜３２６の
相互接続には配線またはＶＨ／ＴＨが介在しており、応
力乃至耐湿性等に対する配慮に怠りはない。配線及びＶ
Ｈ／ＴＨは、相互接続を行なうに十分なピッチを以てル
ーティングされている。
【０３１７】本第４実施例のＬＣＳＰ３００によれば、
チップ３１０上の所望の箇所から接続パッドすなわちＦ
ＣＣ３２０〜３２４を取り出せる効果がある。例えばチ
ップがＭＰＵである場合には、バス／キャッシュ イン
タフェース ユニット、ロード／ストア ユニット、メ
モリ マネージメント ユニット、オンチップ キャッ
シュ等から直接信号を入出力できる。チップの中央の回
路ユニットから周辺の接続パッドまでの迂回配線が不要
となり、チップ上の配線層を減らせることにより、チッ
プ コストを低減できる。さらに、チップ上の迂回配線
による信号伝播ディレイを削減できるので、例えば外部
キャッシュ メモリとのアクセス時間が短縮できる。既
に第２実施例の説明で述べたようにイントラチップ ハ
イウェイによりチップ上の重負荷バスを代行することに
より、チップ内部動作周波数の向上に効果がある。チッ
プ配線は〜１ｎｓ／ｃｍであり、基板配線は〜０.１ｎ
ｓ／ｃｍであるから、キャッシュ アクセスやオンチッ
プ バスにおけるディレイ短縮効果は、特に数１００Ｍ
Ｈｚ以上のクロック周波数で動作するチップにおいて非
常に有り難い。
【０３１８】ＦＣＣ３２５、３２６及びＦＣＣ３２０〜
３２４の一部は、ＬＣＳＰ３００の基板のパワー／グラ
ンド プレーンへ接続され、チップ３１０の内部へ均一
且つ十分な給電を行なう。電源インピーダンスが低いこ
とにより、同時切替ノイズによる電源電圧の揺動が低減
される。ＦＣＣ３２０〜３２４が接続されるプレーン
は、回路ユニット毎に分割されており、電源ノイズの伝
播を防ぐ。なお、ＦＣＣ３２０〜３２６はプレーンから
多数取り出せることから、これらと端子３３０は多対１
対応である。端子３３０のサイズはＦＣＣ３２０〜３２
６より大きい故、前者の数を後者より減じても支障はな
い。
【０３１９】ＬＣＳＰ３００の端子３３０は、回路ユニ
ットのレイアウトに対応して局在するＦＣＣ３２０〜３
２４の群を、所定の標準的な配列ピッチに変換し、分散
する機能を有する。これにより、チップ３１０の仕様に
応じたＦＣＣ３２０〜３２４の偏在と密集が許容される
と共に、ＰＷＢへのＬＣＳＰ３００の実装設計及び設備
の負担を軽減できる。
【０３２０】このように、本発明によるＬＣＳＰは、単
にパッケージとしての性能に留まらず、チップの高性能
化と低コスト化を具現する効果を奏する。
【０３２１】ここからは、本発明によるＬＣＳＰのプリ
ント配線基板（ＰＷＢ）等への実装について説明する。
ＬＣＳＰ自体のパッケージングと区別するため、セカン
ドレヴェル パッケージング（Ｓｅｃｏｎｄ Ｌｅｖｅ
ｌ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ：ＳＬＰ）と呼ぶ。
【０３２２】図７は第５実施例のセカンド レヴェル
パッケージング（ＳＬＰ）の縦断面構造図である。ここ
では、ＬＣＳＰと他のパッケージとを共にセカンド レ
ヴェルの配線基板へ実装した場合の一例として、プロセ
ッサ システム ボードの代表的な構成を示す。
【０３２３】図７において、ＳＬＰ４００は、ラミネ−
ト−ベ−スド チップ サイズ パッケージ（ＬＣＳ
Ｐ）４１０、４２０、プラスチック ボール グリッド
アレイ パッケージ（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｂａｌｌ Ｇ
ｒｉｄ Ａｒｒａｙ Ｐａｃｋａｇｅ：ＰＢＧＡ）４３
０、スィン スモール アウトライン パッケージ（Ｔ
ｈｉｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔ−ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇ
ｅ：ＴＳＯＰ）４４０、二次配線基板５００から構成さ
れている。
【０３２４】ＬＣＳＰ４１０はマイクロプロセッサ（Ｍ
ＰＵ）から成る。パッケージ サイズは２０ｍｍ角、実
装時の高さは１ｍｍである。外部端子４１１は、ピッチ
０.６ｍｍ、マトリクス３０×３０、９００ピンの半田
ボール グリッド アレイから成る。ＬＣＳＰ４１０の
背面には、空冷フィン５５０が熱伝導グリースにより取
り付けられている。
【０３２５】複数のＬＣＳＰ４２０は外部キャッシュ
（ＳＲＡＭ）から成る。ＬＣＳＰ４１０に対して密接し
て配置されている。サイズは１６×８ｍｍ2、高さは０.
５ｍｍである。端子は、ピッチ０.６ｍｍ、マトリクス
２３×１０、２３０ピンの金／ニッケル バンプのラン
ド グリッド アレイ（ＬＧＡ）から成る。ＬＣＳＰ４
２０の背面には、厚さ０.５ｍｍの窒化アルミ製ヒート
スプレッダ５６０を介して、ＬＣＳＰ４１０と共通の
フィン５５０が取り付けられている。
【０３２６】ＰＢＧＡ４３０はシステム コントロール
ユニット（ＳＣＵ、ＣＭＯＳゲート アレイ）から成
る。ＭＰＵ（ＬＣＳＰ４１０）とメイン ストレージ
（ＴＳＯＰ４４０)間のデータ転送を制御する。サイズ
は３６ｍｍ角、高さは２ｍｍである。端子４３１は、ピ
ッチ１.２７ｍｍ、マトリクス２７×２７、７２９ピン
の半田ボールのＢＧＡから成る。ＰＢＧＡ４３０にはチ
ップがフェース ダウンで実装されており、背面に空冷
フィン５７０が熱伝導グリースにより取り付けられてい
る。
【０３２７】複数のＴＳＯＰ４４０はメイン ストレー
ジ（ＭＳ、ＤＲＡＭ）から成る。サイズは１６×１０ｍ
ｍ2、高さは１ｍｍである。端子４４１は、ピッチ０.５
ｍｍ、３２×２辺、６４ピンのリード フレームから成
る。チップはリード−オン−チップ構造により実装され
ている。
【０３２８】端子４１１、４３１、４４１は、クリーム
半田印刷と一括リフローにより二次基板５００へ接続さ
れている。ＬＣＳＰ４２０のＬＧＡは、クリーム半田を
リフフローした半田ジョイント４２１により二次基板５
００へ接続されている。
【０３２９】二次基板５００は、追加積層したアドヴァ
ンスト部分５１０とベース部分５２０から成るラミネー
ト基板である。全体の厚さは約１.５ｍｍである。
【０３３０】アドヴァンスト部分５１０は、ＬＣＳＰ４
１０、４２０、ＰＢＧＡ４３０、及びＴＳＯＰ４４０か
らの配線引き出しと、これら相互の高速、多チャネルの
信号配線を担う。アドヴァンスト部分５１０では、ベー
ス部分５２０の上にパワー／グランド プレーン２層、
内層信号配線４層、外層配線１層、合計７層を積み重ね
ている。導体の厚さは１８μｍ、ライン幅５０μｍ、ラ
イン ピッチ１００μｍで配線が形成されている。誘電
層は、誘電率３.７、厚さ７５μｍのエポキシ接着フィ
ルムから成る。誘電層を貫通し導体層間を接続するヴァ
イア ホール（ＶＨ）の直径は１００μｍである。
【０３３１】ベース部分５２０は、アドヴァンスト部分
５１０より低速な信号配線と電源供給を担う。ベース部
分５２０は一般的なエポキシ−ガラス布銅張り積層基板
である。導体層６層と誘電層５層から成る。標準導体厚
さは１８μｍ、ライン幅は８０μｍ、ライン ピッチは
１６０μｍであり、１００ｍｉｌ基本格子ではピン間５
チャネルが可能である。誘電層は、誘電率４.８、厚さ
０.２ｍｍのエポキシ−ガラス布基材から成る。直径０.
３ｍｍのヴァイア／スルー ホール（ＶＨ／ＴＨ）が形
成できる。
【０３３２】ところで、第５実施例では、ＬＣＳＰ４１
０、４２０、ＰＢＧＡ４３０、ＴＳＯＰ４４０のバーン
イン試験を行なった後、プロセッサ システム ボー
ドを組む。特に、ＬＣＳＰ４１０と４２０の試験では、
微細な半田ボールやランドから成るエリア アレイ端子
に対して安定な接触を得るため、スプリング コンタク
トや導電性エラストマから成る検査ソケットを用いる
か、または検査基板に端子を仮半田付けする。このソケ
ットを取り付ける基板や仮付け基板には、耐熱性が高
く、端子ピッチより十分狭いライン幅を有する基板（す
なわち二次基板２００の一部を切り出したような基板）
を用いる。
【０３３３】本第５実施例のＳＬＰ４００によれば、二
次基板５００へアドヴァンスト部分５１０を設けること
によって、ＭＰＵ（ＬＣＳＰ４１０）、キャッシュ（Ｌ
ＣＳＰ４２０）、ＳＣＵ（ＰＢＧＡ４３０）、及びＭＳ
（ＴＳＯＰ４４０）相互間のインターコネクションを高
密度化且つ高速化できる効果がある。しかも、二次基板
全層にファイン パターンを形成するより、追加積層す
るアドヴァンスト型基板の方がコスト上昇を抑えられ
る。
【０３３４】アドヴァンスト部分５１０では、狭ピッチ
配線によりＬＣＳＰ４１０及び４２０の端子間で２チャ
ネルの配線を引くことができ、微細なＶＨにより配線領
域への制限を減じて外層配線から内層配線へ接続でき
る。したがって、多ピンを擁するＬＣＳＰ４１０及び４
２０の接続に足る十分な配線キャパシティが得られる。
【０３３５】ＬＣＳＰ４１０と４２０はパッケージ内部
配線長が短い上、両者は近接して配置されている。二次
基板５００の十分な配線キャパシティによって、余分な
迂回配線を行なう必要はない。アドヴァンスト部分５１
０の誘電率はベース部分５２０より低減している。した
がって、パッケージ相互間の伝播ディレイを大幅に短縮
できる。特に、ＭＰＵ（ＬＣＳＰ４１０）とキャッシュ
（ＬＣＳＰ４２０）のアクセス時間や、ＭＰＵとＳＣＵ
（ＢＧＡ４３０）間のレイテンシを縮めることができ、
プロセッサのシステム性能が向上する。
【０３３６】端子４１１及び半田ジョイント４２１に加
わる熱応力は、ＬＣＳＰ４１０と４２０のラミネート基
板の熱膨張係数を適切に設定することによって低減でき
る。微細なピッチ０.６ｍｍでも信頼性は十分である。
この理由は、「発明の解決手段」の欄で既に詳しく説明
した通りである。ＬＣＳＰ４１０やＬＣＳＰ４２０のフ
リップ チップ コネクション（ＦＣＣ、直径〜０.１
ｍｍ）に対する端子直径（直径〜０.３ｍｍ）の比率を
γ〜３、チップと二次基板５００の熱膨張係数をそれぞ
れα0〜３ｐｐｍ／Ｋ、α2〜１５ｐｐｍ／Ｋとして、Ｌ
ＣＳＰ基板の熱膨張係数α1が(γα0＋α2)／(γ＋１)
＝６≦α1≦(γα0＋７α2)／(γ＋７)＝１１を満た
す。これにより、ＦＣＣと端子４１１やジョイント４２
１の熱疲労寿命がバランス良く向上する。
【０３３７】ついでに述べておくと、端子４１１及び半
田ジョイント４２１の信頼性を極度に必要とする場合に
は、ＬＣＳＰ４１０、４２０と二次基板５００の間に樹
脂を充填する。コスト アップは止むを得ない。また、
ＦＣＣの寿命が十分保証されている場合には、ＬＣＳＰ
基板及び二次基板として同じ熱膨張係数の部材を用いる
ことにより、端子をさらに微細化し、延命することが可
能になる。
【０３３８】ＬＣＳＰ４１０と４２０の放熱は、フィン
５５０とヒート スプレッダ５６０により効率良く行な
える。ヒート スプレッダ５６０は、ＬＣＳＰ４１０と
４２０の高さの差異を埋める。ＬＣＳＰ４１０と４２０
がフィン５５０を共有することにより、両者の実装間隔
を広げずに済む。熱伝導グリースの厚さを０.１ｍｍ程
度に調整することにより、ＬＣＳＰ４１０からフィン５
５０までの熱抵抗を０.２℃／Ｗ、からフィン５５０ま
での熱抵抗を０.８℃／Ｗに抑制できる。強制空冷によ
りフィン５５０の熱抵抗を２℃／Ｗ以下に容易に低減で
きるので、ＭＰＵ（ＬＣＳＰ４１０）とキャッシュ（Ｌ
ＣＳＰ４２０）の総発熱量として３０〜４０Ｗを許容で
きる効果がある。逆に言えば、チップの温度上昇を抑制
でき、誤動作を防止できる。
【０３３９】以上説明したように、第５実施例のＳＬＰ
４００により、ＬＣＳＰ４１０と４２０の多ピン、小
型、高速という特長を活かして、高密度、高速、高信頼
のプロセッサ システム ボードを実現することができ
る。
【０３４０】二次基板の種類として、第５実施例に用い
たアドヴァンスト型ラミネート基板５００の他、ベース
部分としてラミネート基板、厚膜セラミック基板または
シリコン基板を用い、追加積層部分にラミネートまたは
薄膜デポジションを行なう基板を用いることが可能であ
る。追加積層部分を設けない場合もある。これらの中か
ら要求仕様に応じて選択する。
【０３４１】セラミック基板の材料は、アルミナ、窒化
アルミ、ムライト、ガラス−セラミック等が用いられ
る。前三者の導体はタングステンやモリブデン、後者に
は銅やが金、銀から成る。誘電率はラミネート基板に比
べて高く、５〜１０の範囲にある。通常では層厚０.２
ｍｍ、ライン ピッチ０.４ｍｍ、ＶＨ径０.２ｍｍ、特
別なら層厚０.１ｍｍ、ピッチ０.２ｍｍ、ＶＨ径０.１
ｍｍ程度の形成が可能である。
【０３４２】セラミック基板の熱膨張係数（４〜７ｐｐ
ｍ／Ｋ）はチップ（３ｐｐｍ／Ｋ）に近いので、ＬＣＳ
Ｐ端子の微細化に有効である。但し、ライン幅が広いこ
とにより層数が多くなるので、ラミネート基板に比べて
数倍程度コスト高になる。このほか、二次基板としてセ
ラミック基板の長所は、他の基板に比べて熱伝導率、耐
熱性、及び機械強度が高いこと、完全な気密封止を行な
えること、高抵抗体や高誘電率体を形成し易いこと等で
ある。二次基板に終端抵抗や大容量のデカップリング
キャパシタを作り込むことにより、ＬＣＳＰ基板の効果
と合わせて低ノイズ化できる。
【０３４３】薄膜多層配線は、セラミック基板、シリコ
ン基板、またはメタル基板の表面上に形成される。単独
では存しない。導体は銅、金、アルミ、誘電体はポリイ
ミド、酸化珪素等から成る。薄膜配線（蒸着やスパッタ
とエッチング加工）は、ラミネート基板（めっきとドリ
ル加工）やセラミック基板（印刷とパンチ加工）に比べ
て最も微細化が可能であるが、４〜１０層以上の多層化
は困難である。ライン幅やＶＨ径として１０〜２５μ
ｍ、ピッチ５０〜１００μｍの形成を行なえる。
【０３４４】配線やＶＨの微細化に関して、上述したＬ
ＣＳＰ基板や二次基板に用いられているアドヴァンスト
型ラミネート基板では、薄膜配線との差がなくなりつつ
ある。これは、接着フィルム、感光性樹脂のビルドアッ
プ、または転写等による積層技術と、フォトヴァイア
ホールやレーザによる微細穴加工技術の発達による。し
かも、アドヴァンスト型ラミネート基板は、薄膜配線の
ような真空処理を行なわず、大面積一括加工を行なえる
ので、コストを数分の一に抑えられる。その上、ＬＣＳ
Ｐ基板と同じ設備によって製作できるので、薄膜配線や
セラミック基板に比べて余分な設備投資を必要としな
い。
【０３４５】多ピン且つ狭ピッチのＬＣＳＰを使いこな
すために、二次基板として何を用いるかは、最狭ピッチ
少層の薄膜配線、狭ピッチ多層のラミネート基板、広ピ
ッチ多層の厚膜セラミック基板、これらの組合せ等の中
から、上述の長所と短所を勘案して選定する。
【０３４６】なお、第５実施例ではＳＬＰの代表例とし
てプロセッサ システム ボードを取り上げたが、他の
情報機器や民生機器を構成し得ることは言うまでもな
い。例えば、ＬＣＳＰが薄型、小型であることを活用し
て、携帯型の電話、カメラ一体型ビデオ テープ レコ
ーダ、テレビ等に適用することができる。この際には、
二次基板として薄型、軽量であることが求められ、プリ
ント配線基板の他に例えばフレキシブル基板やガラス基
板等が用いられる場合がある。また、より高性能化を図
るため、ボードへＬＣＳＰを実装するのではなく、ＳＬ
Ｐとしてマルチチップ モジュールを構成することがで
きる。
【０３４７】図８は、本発明の第６実施例のＳＬＰの縦
断面構造図である。ここでは、ＬＣＳＰと他のパッケー
ジとによりマルチチップ モジュールを構成した場合の
一例として、プロセッサ モジュールの代表的な構成を
示す。
【０３４８】図８において、ＳＬＰ６００は、ＬＣＳＰ
６１０、３個のフィルム−オン−チップ スタック パ
ッケージ（Ｆｉｌｍ−Ｏｎ−Ｃｈｉｐ Ｓｔａｃｋ Ｐ
ａｃｋａｇｅ：ＦＯＣＳ）６２０、モジュール基板（二
次配線基板）６３０、放熱フィン６４０から成るマルチ
チップ モジュール（Ｍｕｌｔｉｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌ
ｅ：ＭＣＭ）であり、ボード（三次配線基板）７００へ
実装されている。３個のＦＯＣＳ６２０のうち、２個は
隠れて見えない。
【０３４９】ＬＣＳＰ６１０は、マイクロプロセッサ
チップ（ＭＰＵ）６１１、パッケージ基板６１２、アン
ダーフィル６１３、ダイレクト スルー ホール（ＤＴ
Ｈ）６１４、パッケージ端子６１５、エンカプスラント
６１６から成る。第１実施例と同様の手段により、チッ
プ６１１は、アンダーフィル６１３により基板６１２へ
フリップ チップ ダイ アタッチ（ＦＣＤＡ）され、
ＤＴＨ６１４により基板６１２の配線層へ接続され、端
子６１５へ相互接続されている。エンカプスラント６１
６は、端子６１５とチップ６１１の背面を除いて、チッ
プ６１１と基板６１２の表面と側面を封止している。
【０３５０】チップ６１１はシリコン大規模集積回路か
ら成り、サイズは１７.７×１８.２×０.３ｍｍ3であ
る。基板６１２はマレイミド系樹脂の銅クラッド ラミ
ネート多層配線基板（誘電率３.８）から成り、サイズ
は１８.５×１８.５×０.２ｍｍ3である。配線やヴァイ
ア／スルー ホール（ＶＨ／ＴＨ）は簡単のため図示し
ていない。アンダーフィル６１３は基板６１２と同様の
材料から成る接着フィルムであり、チップ６１１を封止
している。ＤＴＨ６１４は銅めっきから成り、チップ６
１１の接続パッドから直にアンダーフィル６１３を貫通
し、基板６１２の配線層に達している。端子６１５は錫
／アンチモン半田（固相融点２３２℃）から成り、ピッ
チ０.６ｍｍ、マトリクス２９×２９、計８４１ピンの
ボール グリッド アレイ（ＢＧＡ）である。エンカプ
スラント６１６はエポキシ系モールド樹脂から成る。パ
ッケージ サイズは、端子６１５を含めて１９×１９×
１ｍｍ3である。
【０３５１】ＦＯＣＳ６２０は、４個の外部キャッシュ
用ＳＲＡＭチップ６２１、４枚のパッケージ基板６２
２、ＤＴＨ６２３、ベース基板６２４、インターフィル
６２５、スルー ホール（ＴＨ）６２６、パッケージ端
子６２７、エンカプスラント６２８から成る。第１実施
例や第３実施例に示したダイレクト スルー ホール接
続手段を応用して、チップ６２１は、パッケージ基板６
２２へフリップ チップダイ アタッチ（ＦＣＤＡ）さ
れ、ＤＴＨ６２３により基板６２２の配線層へ接続され
ている。４組のチップ６２１付き基板６２２とベース基
板６２４は、インターフィル６２５によりスタックさ
れ、ＴＨ６２６により互いに接続され、端子６２７へ相
互接続されている。エンカプスラント６２８は、端子６
２７を除き、基板６２２と６２４の表面と側面を封止し
ている。なお、ＦＯＣＳ６２０は３個あるので、チップ
６２１は合計１２個用いられている。
【０３５２】チップ６２１はシリコン大規模集積回路か
ら成り、サイズは７.２×１４.１×０.１ｍｍ3である。
裏面から薄型に研磨されている。基板６２２はポリイミ
ド接着フィルムの多層配線基板（誘電率３.３）から成
り、サイズは１７×１７×０.０５ｍｍ3である。アンダ
ーフィルを兼ねており、チップ６２１の表面を封止して
いる。配線とヴァイア／スルー ホール（ＶＨ／ＴＨ）
は簡単のため描いていない。ＤＴＨ６２３は銅めっきか
ら成り、チップ６２１の接続パッドから直に基板６２２
を貫通し、配線層に達している。ベース基板６２４は基
板６２２と同様のポリイミド多層配線基板から成り、サ
イズは１７×１７×０.１ｍｍ3である。インナーフィル
６２５は基板６２２と同様の接着材料から成るフィルム
であり、４枚の基板６２２と６２４の間を互いに充填し
ている。ＴＨ６２６は銅めっきから成り、４枚の基板６
２２と６２４を貫通し、互いに接続している。端子６２
７はＬＣＳＰ６１０と同じ錫／アンチモン半田から成
り、ピッチ０.６ｍｍ、マトリクス２７×２７、計７２
９ピンのＢＧＡである。エンカプスラント６２８はエポ
キシ系モールド樹脂から成る。パッケージ サイズは、
端子６２７を含めて１８×１８×１.３ｍｍ3である。な
お、フィルム−オン−チップ スタック パッケージと
いう名称は、チップ６２１の上にフィルム基板６２２が
接続され、これらを積み重ねたことに由来する。
【０３５３】モジュール基板６３０は、マレイミド−ス
チリル系樹脂から成る銅クラッドラミネート多層配線基
板（誘電率３.７）である。追加積層したアドヴァンス
ト層６３１とベース層６３２により構成されている。サ
イズは５３×５３×１.８ｍｍ3である。アドヴァンスト
層６３１は、信号層６層と給電層その他含めて計１１層
から成り、主としてＬＣＳＰ６１０とＦＯＣＳ６２０間
のインターコネクションを担っている。ベース層６３２
は、信号層４層、給電層、銅コア、その他含めて計１０
層から成り、主として給電と、パッケージ端子６１５、
６２７からモジュール端子６３３への接続を担ってい
る。基板６３０の底面の端子６３３は、鉛／錫共晶半田
（融点１８３℃）から成り、ピッチ１.２７ｍｍ、マト
リクス３４×３４、計１１５６ピンのＢＧＡである。
【０３５４】放熱フィン６４０はアルミニウムから成
り、ＬＣＳＰ６１０のチップ６１１の背面とＦＯＣＳ６
２０の上面へ熱伝導グリースにより取り付けられてい
る。フィン６４０には、ＬＣＳＰ６１０とＦＯＣＳ６２
０の高さの違いに配慮して熱抵抗を下げるため、ＬＣＳ
Ｐ６１０側に凸部が設けられている。フィン６４０は、
幅４ｍｍのラバー フレームによりモジュール基板６３
０へねじ止めされている。
【０３５５】ボード７００は、エポキシ系樹脂から成る
銅クラッド ラミネート多層配線基板（誘電率４.８）
であり、合計２２層で構成されている。そのサイズは２
５×３０×０.２７ｃｍ3であり、モジュール端子６３３
から外部、例えば他のモジュールやメイン ストレー
ジ、さらにボード７００の外部等へのインターコネクシ
ョンと、給電を受け持っている。
【０３５６】本第６実施例のＳＬＰ６００によれば、高
密度且つ多層の二次基板６３０を用いることにより、Ｍ
ＰＵ（ＬＣＳＰ６１０）とキャッシュ（ＦＯＣＳ６２
０）から成る高性能プロセッサ モジュールを構成でき
る。
【０３５７】二次基板として、モジュール基板６３０
は、端子数が非常に多いパッケージ相互のインターコネ
クションを行なうに十分な配線キャパシティを擁してい
る。第６実施例のようにパッケージング レベルを二次
と三次に区切り、モジュール基板（二次）とボード（三
次）に分割する方が、二次基板としてボード全体を高密
度、多層化する場合に比べて、歩留まりを向上し、コス
トを抑制できる。モジュール端子６３３のピッチは、従
来の標準的なＢＧＡパッケージと同一であり、ボード７
００として一般仕様のプリント配線基板を用いることが
できる。また、モジュール基板とボードに分割したこと
により、モジュール毎に検査や補修を行なうことがで
き、信頼性と作業性が向上する。
【０３５８】このモジュール基板６３０へ、本発明に基
づくＬＣＳＰ６１０を実装し、その上本発明のＤＴＨ接
続を応用して４個のチップ６２１を三次元的に積層した
ＦＯＣＳ６２０を搭載する。これにより、モジュール全
体の実装面積を低減し、さらにＭＰＵ（ＬＣＳＰ６１
０）とキャッシュ（ＦＯＣＳ６２０）間の伝播ディレイ
を短縮できる。例えば、一般的なメモリ パッケージを
平面的に１２個配置した場合と比べて面積を約７割、デ
ィレイを約５割削減できる。チップ６２１をＬＣＳＰに
収めて平面的に配置した場合と比べても、面積を約３
割、ディレイを約２割削減できる。しかも、三次元スタ
ックしたＦＯＣＳ６２０の内部で４個のチップ６２１へ
の分配配線を行なうので、平面配置でそれぞれのメモリ
パッケージへ個別に配線した場合に比べると、モジュ
ール基板の配線本数を減らすことができる。
【０３５９】パッケージ基板６１２、６２２、ベース基
板６２４、モジュール基板６３０、及びボード７００に
は、アンダーフィル６１３やインナーフィル６２５によ
るＤＴＨ６１４、ＤＴＨ６２３、ＴＨ６２６の延命効果
を考慮した上で、所定の範囲の熱膨張係数を有する材料
を選定してある。これにより、ＤＴＨ６１４とパッケー
ジ端子６１５、ＤＴＨ６２３とパッケージ端子６２７、
及びモジュール端子６３３の熱疲労に対する信頼性を十
分確保できる。また、端子６１５、６２７、６３３の半
田付け温度階層に対応して、所定のガラス転移温度を有
する基板６１２、６２４、６３０、７００を用いること
により、これらの耐熱性を向上できる。
【０３６０】ＬＣＳＰ６１０とＦＯＣＳ６２０の放熱に
関しては、フィン６４０により効率良く行なえる。チッ
プ６１１は約２０〜３０Ｗ、４個のチップ６２１は１０
〜２０Ｗの発熱量を有しているが、コストの高い水冷で
なくとも強制空冷により冷却できる。空冷方法として
は、モジュール基板６３０より大きな面積のフィンを用
いるより、フィン６４０上部にダクトを設ける方が熱抵
抗を約１℃／Ｗまで低減できる。しかも、ボード７００
へのモジュール実装面積が低減できるので、他のモジュ
ール等への伝播ディレイを短縮できる効果がある。な
お、ＬＣＳＰ６１０やＦＯＣＳ６２０とフィン６４０と
の間隔は、ラバー フレーム６４１の弾力性と熱伝導グ
リースの粘性により適切に保たれており、熱抵抗のばら
つきが少ない。さらに、フィン６４０とモジュール基板
６３０の熱膨張差による応力がＬＣＳＰ６１０やＦＯＣ
Ｓ６２０に加わることがなく、パッケージ端子６１５と
６２７へ悪影響を及ぶことはない。
【０３６１】このように、第６実施例のＳＬＰ６００
は、マルチチップ プロセッサ モジュールとして高性
能、高信頼、且つ低コスト化を達成できる効果がある。
なお、ここに示したものは我々が本発明を実施した製作
品のほんの一例であり、チップ仕様やシステム仕様等に
よって他の構成を取り得る。例えば、モジュール基板と
して厚膜多層セラミック基板や薄膜多層基板等を適用
し、モジュール端子としてピン グリッド アレイ、カ
ラム グリッド アレイ等を採用することが可能であ
る。ＬＣＳＰのサイズや端子数、基板のサイズや層構成
等は、本発明の適用先と目標に応じて任意に設計すべき
である。
【０３６２】以上、本発明につき第１実施例から第６実
施例を通じて説明してきた。本発明は、ＬＣＳＰの多ピ
ン、小型、高速、高信頼、低コスト化のみならず、ＳＬ
Ｐにおいても高性能、高信頼、低コスト化を具現し、パ
ッケージング技術への多大なる貢献と広範なる適用を提
供する。
【０３６３】
【発明の効果】本発明の手段（１）によれば、チップ
サイズと同等に小型であり、多ピン、高速、高信頼性、
低コストのＬＣＳＰが得られる。
【０３６４】エリア アレイのＦＣＣにより高密度のチ
ップ接続が行なわれ、十分な配線キャパシティを擁する
基板によりＦＣＣが外部端子へ接続され、エリア アレ
イの外部端子によりＰＷＢへの高密度の接続が行なわれ
るので、信号とパワー／グランドのための十分な端子数
を確保でき、ＬＣＳＰが多ピン化する。
【０３６５】ラミネート基板により低誘電率且つ低抵抗
の配線を行なえ、チップ中央から取り出せるＦＣＣによ
りパッケージ内部配線長が短縮されるので、伝播ディレ
イが低減される上、インダクタンスによる高周波ノイズ
が抑制されて、ＬＣＳＰが高速化する。
【０３６６】アンダーフィルによりＦＣＣに加わる熱応
力が分散され、所定の熱膨張係数と弾性をもつ基板によ
り端子への熱応力の偏りが抑制され、基板の配線やＶＨ
／ＴＨの適切な配置により端子からＦＣＣの方へ伝達す
る応力が緩和されるので、ＬＣＳＰの信頼性が向上す
る。
【０３６７】エンカプスラントにより基板表面にある配
線やＶＨ／ＴＨの接合界面からの吸湿が防止され、配線
やＶＨ／ＴＨのルーティングにより吸湿経路が曲折する
ので、ＬＣＳＰの耐湿性が向上する。
【０３６８】インタポーザ基板によりチップへのプロセ
ス負担が軽減され、ＦＣＣにより一括してチップ接続を
実施でき、有機材料により高性能基板が容易に実現でき
るので、ＬＣＳＰが低コスト化する。
【０３６９】本発明の手段（２）によれば、端子位置の
シフトにより端子近傍からチップの方向へ直に向かう応
力や吸湿が回避されるので、信頼性が向上する。
【０３７０】本発明の手段（３）によれば、ＦＣＣと端
子間を迂回する相互接続経路により応力が分散され、水
分の浸入が困難になるので、信頼性が向上する効果があ
る。
【０３７１】本発明の手段（４）によれば、ＶＨ／ＴＨ
の埋め込みにより応力や湿度に対する信頼性が高まり、
基板の配線密度が向上するので多ピン化できる。
【０３７２】本発明の手段（５）によれば、ＦＣＣや端
子のコンプラアンスにより応力が吸収されるので、信頼
性と検査性が向上する。
【０３７３】本発明の手段（６）によれば、ＦＣＣと熱
膨張係数が整合したアンダーフィルにより応力が面全体
に分散されるので、信頼性が向上する。
【０３７４】本発明の手段（７）によれば、所定の熱膨
張係数をもつ基板によりＦＣＣと端子の疲労寿命レベル
が揃うので、ＬＣＳＰ全体の信頼性が向上する。
【０３７５】本発明の手段（８）によれば、ＶＨ／ＴＨ
の微細化により吸湿が起こり難くなる上、チップ接続と
端子が多ピン化する。
【０３７６】本発明の手段（９）によれば、ＴＨを覆う
エンカプスラントにより水分の浸入が阻止され、耐湿性
が向上する。
【０３７７】本発明の手段（１０）によれば、スタック
トＶＨにより吸湿が減少する上、配線密度が向上するの
で、ＬＣＳＰが多ピン化する。
【０３７８】本発明の手段（１１）によれば、基板内に
配線を隠すことにより、湿度、酸化、ショートから守ら
れるので、信頼性と取り扱いが改善される。
【０３７９】本発明の手段（１２）によれば、基板表面
からチップ側面までをカバーするエンカプスラントによ
り、湿度や損傷に対する安全性が向上する。
【０３８０】本発明の手段（１３）によれば、小径の非
貫通ＩＶＨにより端子数が増大し、ＩＶＨの誘電層によ
り基板表面が保護されるので、多ピン化と高信頼化がは
かれる。
【０３８１】本発明の手段（１４）によれば、ＩＶＨに
より多数のＦＣＣが取り出され、基板からアンダーフィ
ルへの水分の浸入が防がれるので、ＬＣＳＰの多ピン
化、高信頼化がはかれる。
【０３８２】本発明の手段（１５）によれば、ＬＣＳＰ
全体のコプライアント構造により応力が吸収されるの
で、信頼性と検査性が向上する。
【０３８３】本発明の手段（１６）によれば、低誘電層
により短時間に信号が伝送され、高誘電層により電源ノ
イズが低減されるので、ＬＣＳＰが高速化する効果があ
る。
【０３８４】本発明の手段（１７）によれば、整合抵抗
により信号が終端されるので、反射ノイズが低減する。
【０３８５】本発明の手段（１８）によれば、イントラ
チップ ハイウェイによりチップ内部同士が高速に結ば
れるので、回路動作が高速化する。
【０３８６】本発明の手段（１９）によれば、端子より
多数のＦＣＣによりチップに対して十分に給電が行なわ
れ、しかも端子数は適切に保たれるので、ＬＣＳＰの適
正な活用がはかれる。
【０３８７】本発明の手段（２０）によれば、任意に選
べるＦＣＣの配置により、チップ内部の機能ユニットか
ら端子までの配線長が短縮されるので、ＬＣＳＰが高速
化する。
【０３８８】本発明の手段（２１）によれば、ＬＣＳＰ
の底面全体から端子が取り出されるので、多ピン化がは
かれる。
【０３８９】本発明の手段（２２）によれば、端子ピッ
チが規格化されるので、ＬＣＳＰを実装するＰＷＢのレ
イアウト設計が行ない易くなる。
【０３９０】本発明の手段（２３）によれば、標準的な
パッケージ サイズが決まるので、運搬並びにＰＷＢへ
の実装装置における取り扱いが簡便になる。
【０３９１】本発明の手段（２４）によれば、チップ背
面から放熱部までの熱抵抗が下がるので、チップの温度
が低下し、回路動作の信頼性が向上する。
【０３９２】本発明の手段（２５）によれば、基板のＴ
ＨとＦＣＣを兼ねるＤＴＨにより、短い接続長でチップ
接続が行なわれるので、低コスト化と高速化がはかれ
る。
【０３９３】本発明の手段（２６）によれば、基板とは
別個のバンプによりチップ接続が行なわれるので、ＬＣ
ＳＰの製造プロセスの自由度が増す。
【０３９４】本発明の手段（２７）によれば、ＬＣＳＰ
の構造が簡易になり、部材数が減るので、薄型化が可能
になる上、製造コストを低減できる。
【０３９５】本発明の手段（２８）によれば、マルチチ
ップＬＣＳＰにより複数のチップを一括して取り扱える
ので、ＰＷＢへの実装が簡便になる。
【０３９６】本発明の手段（２９）によれば、所定のラ
ミネート基板により配線キャパシティの必要量が確保さ
れ、熱応力が低減されるので、ＬＣＳＰの多ピン化と高
信頼化がはかれる。
【０３９７】本発明の手段（３０）によれば、高密度、
多層のアドヴァンスト型ラミネート基板の採用により、
配線やＶＨ／ＴＨの収容量が増加するので、ＬＣＳＰが
多ピン化する。
【０３９８】本発明の手段（３１）によれば、基板、ア
ンダーフィル、エンカプスラントの構成材料の低誘電率
化、低熱膨張化、低吸湿率化等を行なうことにより、Ｌ
ＣＳＰの高速化と高信頼化がはかれる。
【０３９９】本発明の手段（３２）によれば、配線やＶ
Ｈ／ＴＨの信号配線の低抵抗化に加えて、低熱膨張化、
高熱伝導化、接合強度の向上、終端抵抗形成等の機能が
付与されるので、ＬＣＳＰが高速化し、信頼性が向上す
る。
【０４００】本発明の手段（３３）によれば、ＦＣＣや
端子の耐酸化性、リフロー性、低抵抗接触、コンプライ
アンス等が得られるので、ＬＣＳＰの取り扱いと検査性
が向上する。
【０４０１】本発明の手段（３４）によれば、バリア
メタル層により良好な半田付けが行なわれ、半田付けの
繰り返しが可能になるので、製造歩留まりと検査性が向
上する。
【０４０２】本発明の手段（３５）によれば、ＦＣＤＡ
と同時にアンダーフィルが形成されるので、工程数が減
り、ＬＣＳＰの低コスト化がはかれる。
【０４０３】本発明の手段（３６）によれば、アンダー
フィルとエンカプスラントが同時に形成されるので、プ
ロセス コストが削減される。
【０４０４】本発明の手段（３７）によれば、保護フィ
ルムの接着によりエンカプスラントの形成が簡略化され
るので、低コスト化がはかれる。
【０４０５】本発明の手段（３８）によれば、エンカプ
スラントと連続して開口が形成されるので、プロセスを
変更する手間が省け、コスト削減がはかれる。或いは、
端子の一部もエンカプスラントにより封止されるので、
耐湿性が向上する。
【０４０６】本発明の手段（３９）によれば、高アスペ
クト比の導体が形成され、ＶＨ／ＴＨの内部が充満され
るので、ＬＣＳＰの多ピン化と高信頼化がはかれる。
【０４０７】本発明の手段（４０）によれば、高密度配
線をもつ二次基板により多ピンのＬＣＳＰの相互接続が
行なわれるので、フォロウィング レベル パッケージ
ングとしての高性能化がはかれる。
【０４０８】本発明の手段（４１）によれば、高速且つ
多数本のアドヴァンスト配線によりＬＣＳＰの性能が引
き出され、低密度だが低コストの基板ベースにより給電
等が行なわれるので、高性能化と低コスト化の両立がは
かれる。
【０４０９】本発明の手段（４２）によれば、ＬＣＳＰ
と別個のパッケージ間の伝播ディレイが短縮されるの
で、両者のシステマティックな性能が向上する。
【０４１０】本発明の手段（４３）によれば、二段構え
のデカップリング キャパシタにより電源ノイズが削減
されるので、ＬＣＳＰの高速動作を行なえる。
【０４１１】本発明の手段（４４）によれば、チップと
ＬＣＳＰ基板と二次基板の熱膨張係数を所定の関係に保
つことにより、ＦＣＣと端子の信頼性が同じレベルにな
るので、ＬＣＳＰが総合的に高信頼化する。
【０４１２】本発明の手段（４５）によれば、ＦＣＣの
寿命が十分であれば、同質のＬＣＳＰ基板と二次基板を
用いることにより端子ピッチを狭められるので、ＬＣＳ
Ｐがさらに多ピン化する。
【０４１３】本発明の手段（４６）によれば、低誘電
率、ファイン ピッチ、多層配線が可能な二次基板によ
り、ＬＣＳＰが高速、高スループット化する。
【０４１４】本発明の手段（４７）によれば、端子より
低融点の半田ジョイントによって一括リフローやリペア
が容易になるので、プロセス コストの削減がはかれ
る。
【０４１５】本発明の手段（４８）によれば、スプリン
グやエラストマのコンプライアンスにより端子とソケッ
トが安定に接触するので、検査性が向上する。
【０４１６】本発明の手段（４９）によれば、ＬＣＳＰ
と別個のパッケージに用いる放熱部品の個数と設置スペ
ースが減るので、放熱部が小型化する。
【０４１７】本発明の手段（５０）によれば、二次基板
上でプロセッサＬＣＳＰとメモリパッケージが高速に協
調動作するので、プロセッサ モジュールとして高性能
化する。
【０４１８】本発明の手段（５１）によれば、メモリＬ
ＣＳＰが二次基板上に高密度実装されるので、メモリ
モジュールとして小型化且つ大容量化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のラミネート−ベースド
チップ サイズ パッケージの斜視断面構造図。
【図２】本発明の第１実施例のラミネート−ベースド
チップ サイズ パッケージの縦断面構造図。
【図３】本発明の第１実施例のラミネート−ベースド
チップ サイズ パッケージの製造プロセスを説明する
図。
【図４】本発明の第２実施例のラミネート−ベースド
チップ サイズ パッケージの縦断面構造図。
【図５】本発明の第３実施例のラミネート−ベースド
チップ サイズ パッケージの縦断面構造図。
【図６】本発明の第４実施例のラミネート−ベースド
チップ サイズ パッケージの横断面構造図。
【図７】本発明の第５実施例のラミネート−ベースド
チップ サイズ パッケージの縦断面構造図。
【図８】本発明の第６実施例のラミネート−ベースド
チップ サイズ パッケージの縦断面構造図。
【図９】従来公知例のセラミック チップ サイズ パ
ッケージの縦断面構造図（同図（Ａ））と、従来公知例
のテープ チップ サイズ パッケージの縦断面構造図
（同図（Ｂ））。
【図１０】従来公知例のメタル チップ サイズ パッ
ケージの縦断面構造図（同図（Ａ））と、従来公知例の
リード−オン−チップ チップ サイズ パッケージの
縦断面構造図（同図（Ｂ））。
【図１１】本発明に拠らないラミネート−ベースド チ
ップ サイズ パッケージの縦断面構造図。
【符号の説明】
１…ラミネート−ベースド チップ サイズ パッケー
ジ、１０…集積回路チップ、１１…集積回路、１２…接
続パッド、２０…ラミネート配線基板、２１，２２，２
３，２４…導体層、２５，２６，２７…誘電層、３０…
ダイレクト スルー ホール、３１…インタースティシ
ャル ヴァイア ホール、３２…端子パッド、４０…ア
ンダーフィル、５０…外部端子、６０…エンカプスラン
ト、６１，６２…開口、７０，７２…シート基板、７１
…接着シート、８０，８１…穴、９０…半田ボール、１
００…ラミネート−ベースド チップ サイズ パッケ
ージ、１１０…集積回路チップ、１１１，１４０…接続
パッド、１２０…ラミネート配線基板、１２１，１２
２，１２３，１２４，１２５，１２６…導体層、１３
１，１３２，１３３，１３４，１３５…誘電層、１４
１，１４２…インタースティシャル ヴァイア ホー
ル、１４３，１４４…ヴァイア ホール、１４５…スル
ー ホール、１５０…バンプ、１６０…外部端子、１７
０…アンダーフィル、１８０…エンカプスラント、２０
０…ラミネート−ベースド チップ サイズパッケー
ジ、２１０…集積回路チップ、２１１…接続パッド、２
２０…ラミネート配線基板、２２１…誘電層、２２２…
導体層、２２３…ダイレクト ヴァイアホール、２３０
…外部端子、２４０…エンカプスラント、３００…ラミ
ネート−ベースド チップ サイズ パッケージ、３１
０…集積回路チップ、３２０，３２１，３２２，３２
３，３２４，３２５，３２６…フリップ チップ コネ
クション、３３０…外部端子、３４０…エンカプスラン
ト、４００…セカンド レヴェル パッケージング、４
１０，４２０…ラミネート−ベースド チップ サイズ
パッケージ、４３０…ボール グリッド アレイ パ
ッケージ、４４０…スィン スモール アウトライン
パッケージ、４１１，４２１，４３１，４４１…外部端
子、５００…二次配線基板、５１０…アドヴァンスト部
分、５２０…ベース部分、５５０，５７０…フィン、５
６０…スプレッダ、６００…セカンドレヴェル パッケ
ージング、６１０…ラミネート−ベースド チップ サ
イズパッケージ、６１１…集積回路チップ、６１２…パ
ッケージ基板、６１３…アンダーフィル、６１４…ダイ
レクト スルー ホール、６１５…パッケージ端子、６
１６…エンカプスラント、６２０…フィルム−オン−チ
ップ スタック パッケージ、６２１…集積回路チッ
プ、６２２…パッケージ基板、６２３……ダイレクト
スルー ホール、６２４…ベース基板、６２５…インナ
ーフィル、６２６…スルー ホール、６２７…パッケー
ジ端子、６２８…エンカプスラント、６３０…モジュー
ル基板、６３１…アドヴァンスト層、６３２…ベース
層、６３３…モジュール端子、６４０…放熱フィン、６
４１…ラバー フレーム、７００…ボード、９１０…セ
ラミック チップ サイズ パッケージ、９１１…チッ
プ、９１２…セラミック基板、９１３…バンプ、９１４
…パッド、９１５…ランド、９１６…ヴァイア ホー
ル、９１７…封止樹脂、９２０…テープ チップ サイ
ズ パッケージ、９２１…チップ、９２２…パッド、９
２３…テープ、９２４…配線層、９２５…リード、９２
６…ヴァイア ホール、９２７…バンプ、９２８…接着
剤、９２９…保護枠、９３０…樹脂、９４０…メタル
チップ サイズパッケージ、９４１…チップ、９４２…
パッド、９４３…パッシベーション、９４４…金属配
線、９４５…フィルム、９４６…半田、９４７…インナ
ー バンプ、９４８…バンプ、９４９…封止樹脂、９５
０…リード−オン−チップ チップサイズ パッケー
ジ、９５１…チップ、９５２…フィルム、９５３…リー
ドフレーム、９５４…ワイヤ、９５５…封止樹脂、９７
０…ラミネート−ベースドチップ サイズ パッケー
ジ、９７１…チップ、９７２…ラミネート基板、９７
３、９７５、９７７…パッド、９７４…バンプ、９７６
…配線、９７８…ヴァイア ホール、９７９…スルー
ホール、９８０…封止樹脂、９８１…バンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 結城 文夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 中西 敬一郎 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 以頭 博之 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 西向井 忠彦 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 藤田 祐治 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (51)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドから直接的に前記配線へ接続される前記
    ヴァイア／スルー ホールからなるフリップ チップ
    コネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満するアンダーフィルと、 前記配線または前記ヴァイア／スルー ホールを介在
    し、前記フリップ チップ コネクションへ相互接続さ
    れる外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有することを特徴とするチップ サイズ パッケー
    ジ。
  2. 【請求項２】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドから直接的に前記配線へ接続される前記
    ヴァイア／スルー ホールからなるフリップ チップ
    コネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満するアンダーフィルと、 前記ヴァイア／スルーホールまたは前記フリップチップ
    コネクションに対してシフトされ、前記配線または前記
    ヴァイア／スルー ホールを介在し、前記フリップ チ
    ップ コネクションへ相互接続される外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有することを特徴とするチップ サイズ パッケー
    ジ。
  3. 【請求項３】請求項１記載のチップ サイズ パッケー
    ジにおいて、 前記接続パッドから前記外部端子へ達する相互接続経路
    は、前記アンダーフィルと前記配線基板とのそれぞれの
    厚さの合計厚さより長いチップ サイズ パッケージ。
  4. 【請求項４】請求項１記載のチップ サイズ パッケー
    ジにおいて、 前記ヴァイア／スルー ホールは、導体カラム、または
    導体サイドウォールと誘電体インナーフィルとにより密
    に充満されるチップ サイズ パッケージ。
  5. 【請求項５】請求項１記載のチップ サイズ パッケー
    ジにおいて、 前記フリップ チップ コネクションまたは前記外部端
    子は、弾性体コアと導体オーヴァコートとから成るチッ
    プ サイズ パッケージ。
  6. 【請求項６】請求項１記載のチップ サイズ パッケー
    ジにおいて、 前記アンダーフィルは、前記フリップ チップ コネク
    ションに実効的に整合する熱膨張係数を持つチップ サ
    イズ パッケージ。
  7. 【請求項７】請求項１記載のチップ サイズ パッケー
    ジにおいて、 前記配線基板は、前記フリップ チップ コネクション
    の直径に対する前記外部端子の直径の比率をγとして、 ３(γ＋５)／(γ＋１)≦α≦３(γ＋３５)／(γ＋７)を
    満たす熱膨張係数α（ｐｐｍ／Ｋ）を持つチップ サイ
    ズ パッケージ。
  8. 【請求項８】請求項１記載のチップ サイズ パッケー
    ジにおいて、 前記配線基板は、前記外部端子の直径の１０倍以下の厚
    さを持つチップ サイズ パッケージ。
  9. 【請求項９】請求項１記載のチップ サイズ パッケー
    ジにおいて、 前記エンカプスラントは、前記スルー ホールを閉塞す
    る構造を有するチップサイズ パッケージ。
  10. 【請求項１０】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記スルー ホールは、スタックト ヴァイア ホール
    から成るチップ サイズ パッケージ。
  11. 【請求項１１】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線は、前記配線基板の側面より内在するチップ
    サイズ パッケージ。
  12. 【請求項１２】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記エンカプスラントは、前記集積回路チップと、前記
    アンダーフィルと、前記配線基板との側面を保護する構
    造を有するチップ サイズ パッケージ。
  13. 【請求項１３】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記外部端子は、前記配線へインタースティシャル ヴ
    ァイア ホールにより接続され、前記エンカプスラント
    は前記配線基板の誘電層から成るチップ サイズ パッ
    ケージ。
  14. 【請求項１４】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記フリップ チップ コネクションは、前記配線へ接
    続されるインタースティシャル ヴァイア ホールから
    なるチップ サイズ パッケージ。
  15. 【請求項１５】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記ラミネート配線基板は低弾性率を持つラミネートか
    ら成り、前記アンダーフィルまたは前記エンカプスラン
    トは低弾性率を持つ接着剤から成るチップ サイズ パ
    ッケージ。
  16. 【請求項１６】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線基板は、その信号ライン層とパワー／グランド
    プレーンと低誘電層とから成る信号伝送路と、パワー
    ／グランド プレーンと高誘電層とから成るデカップリ
    ング キャパシタとを有するチップ サイズ パッケー
    ジ。
  17. 【請求項１７】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線基板は、該基板の高抵抗層から成る終端抵抗を
    有するチップ サイズパッケージ。
  18. 【請求項１８】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線基板は、前記集積回路チップ上の配線より低負
    荷である配線から成るイントラチップ ハイウェイを有
    し、該イントラチップハイウェイは前記フリップ チッ
    プ コネクションまたは前記ヴァイア／スルー ホール
    を介して前記接続パッドを他の接続パッドへ相互接続す
    るチップ サイズ パッケージ。
  19. 【請求項１９】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記集積回路チップは共通の前記配線へ接続される複数
    の前記接続パッドを有し、 前記外部端子は前記接続パッドより大きいエリア サイ
    ズを有し、より広いピッチを以て整列されるチップ サ
    イズ パッケージ。
  20. 【請求項２０】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記接続パッドは前記集積回路チップの表面に群をなし
    て局在し、 前記外部端子は前記接続パッドより広いピッチを以て、
    前記配線基板の表面に実効的に均等にアレイ状に離散す
    るチップ サイズ パッケージ。
  21. 【請求項２１】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記外部端子は、表面実装型であり、ボール、カラム、
    マイクロピン、またはランドのグリッド アレイから成
    るチップ サイズ パッケージ。
  22. 【請求項２２】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記外部端子は、０.３ｍｍ以上から１.０ｍｍ以下まで
    の０.１ｍｍ刻み、または１０ｍｉｌ以上から４０ｍｉ
    ｌ以下までの１０ｍｉｌ刻みの端子ピッチを以て配列さ
    れる正方格子または面心格子のグリッド アレイから成
    るチップ サイズ パッケージ。
  23. 【請求項２３】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記パッケージの外形は、３ｍｍ角から２５ｍｍ角まで
    の１ｍｍ刻みの正方形、または３×７ｍｍ2から、４×
    ９ｍｍ2、５×１２ｍｍ2、６×１４ｍｍ2、７×１６ｍ
    ｍ2、８×１８ｍｍ2、９×２１ｍｍ2、１０×２３ｍ
    ｍ2、１１×２５ｍｍ2までの縦横各±１ｍｍの範囲の長
    方形から成るチップ サイズ パッケージ。
  24. 【請求項２４】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記集積回路チップは、その背面に取り付けられるヒー
    ト スプレッダ、ヒート シンク、またはフィンを有す
    るチップ サイズ パッケージ。
  25. 【請求項２５】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記アンダーフィルは、前記集積回路チップを前記配線
    基板へフリップ チップ ダイ アタッチする接着剤か
    ら成り、 前記フリップ チップ コネクションは、前記接続パッ
    ドから直に前記アンダーフィルを貫通し、前記配線へ接
    続されるダイレクト スルー ホールから成るチップ
    サイズ パッケージ。
  26. 【請求項２６】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドをインターステイシャル ヴァイア ホ
    ールを介在して前記配線または前記ヴァイア／スルー
    ホールへ接続するバンプから成るフリップ チップ コ
    ネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満し前記バンプを補強する接着剤からなるアンダ
    ーフィルと、 前記配線または前記ヴァイア／スルー ホールを介在
    し、前記フリップ チップ コネクションへ相互接続さ
    れる外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有することを特徴とするチップ サイズ パッケー
    ジ。
  27. 【請求項２７】接続パッドを有する集積回路チップと、 誘電層と導体層とから成り、前記集積回路チップに実効
    的に等しいエリア サイズを有し、前記集積回路チップ
    がフリップ チップ ダイ アタッチされるラミネート
    配線基板と、 前記接続パッドを前記導体層に接続するダイレクト ヴ
    ァイア ホールと、 前記導体層または前記ダイレクト ヴァイア ホールを
    介在し、前記接続パッドへ相互接続される外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有することを特徴とするチップ サイズ パッケー
    ジ。
  28. 【請求項２８】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線基板は、複数の集積回路チップを搭載可能にす
    るため、各集積回路チップのエリアサイズの合計に実効
    的に等しいエリア サイズを有するチップ サイズ パ
    ッケージ。
  29. 【請求項２９】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線基板は、信号配線層数２以上、信号配線層の誘
    電率４以下、ラインピッチ０.２ｍｍ以下、ヴァイア／
    スルー ホール径０.３ｍｍ以下、熱膨張係数１５以下
    の構造及び特性を有するチップ サイズ パッケージ。
  30. 【請求項３０】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線基板は、フィルム積層型ラミネート基板、また
    はビルドアップ型ラミネート基板、または転写型ラミネ
    ート基板から成るチップ サイズ パッケージ。
  31. 【請求項３１】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線基板の誘電体、前記アンダーフィル、および前
    記エンカプスラントは、エポキシ系樹脂、ポリイミド系
    樹脂、マレイミド系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、フッ
    素系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノ
    ール系樹脂、ビフェニール系樹脂、または前記樹脂との
    混合材、または前記樹脂にガラス／シリカ／アラミドの
    繊維またはシリカ／セラミック／ポリマ／エラストマの
    フィラを添加する複合材から成るチップ サイズ パッ
    ケージ。
  32. 【請求項３２】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記配線とヴァイア／スルー ホール、および前記配線
    基板のベースは、銅、金、アルミ、インバ、モリブデ
    ン、ニッケル、クロム、チタン、タングステンまたはこ
    れら金属との合金または複合金属から成るチップ サイ
    ズ パッケージ。
  33. 【請求項３３】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記フリップ チップ コネクションまたは前記外部端
    子は、金、銀、銅、アルミ、ニッケルまたは半田から成
    る金属、またはこれら金属との合金または複合金属、ま
    たは前記金属をコア、外殻、またはフィラとするポリマ
    との複合材から成るチップ サイズ パッケージ。
  34. 【請求項３４】請求項１記載のチップ サイズ パッケ
    ージにおいて、 前記外部端子、または前記開口における前記配線または
    前記ヴァイア／スルーホールは、半田に対するバリア
    メタル層を有するチップ サイズ パッケージ。
  35. 【請求項３５】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドから直接的に前記配線へ接続される前記
    ヴァイア／スルー ホールからなるフリップ チップ
    コネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満するアンダーフィルと、 前記配線または前記ヴァイア／スルー ホールを介在
    し、前記フリップ チップ コネクションへ相互接続さ
    れる外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有するチップ サイズ パッケージの製造方法であっ
    て、 予め前記配線と前記ヴァイア／スルー ホールが形成さ
    れた前記配線基板へ、前記アンダーフィルと成る接着フ
    ァイルを接着する工程と、 該接着フィルムを接着された配線基板へ、ダイレクト
    スルー ホールと成る穴を加工する工程と、 該工程と前後して、前記配線基板へ前記集積回路チップ
    を接着してフリップチップ ダイ アタッチする工程
    と、 前記穴へ導体を形成し、前記フリップ チップ コネク
    ションにより前記接続パッドを前記配線へ接続する工程
    と、 を有することを特徴とするチップ サイズ パッケージ
    の製造方法。
  36. 【請求項３６】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドをインターステイシャル ヴァイア ホ
    ールを介在して前記配線または前記ヴァイア／スルー
    ホールへ接続するバンプから成るフリップ チップ コ
    ネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満するアンダーフィルと、 前記配線または前記ヴァイア／スルー ホールを介在
    し、前記フリップ チップ コネクションへ相互接続さ
    れる外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有するチップ サイズ パッケージの製造方法であっ
    て、 前記バンプを前記接続パッド、または前記配線基板に予
    め形成された前記配線または前記ヴァイア／スルー ホ
    ールへ形成する工程と、 前記バンプから成る前記フリップ チップ コネクショ
    ンにより、前記接続パッドと前記配線または前記ヴァイ
    ア／スルー ホールを接続する工程と、 前記ギャップ及び前記配線基板の表面へ、それぞれ前記
    アンダーフィル及び前記エンカプスラントとなる接着剤
    を供給する工程と、 を有することを特徴とするチップ サイズ パッケージ
    の製造方法。
  37. 【請求項３７】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドから直接的に前記配線へ接続される前記
    ヴァイア／スルー ホールからなるフリップ チップ
    コネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満するアンダーフィルと、 前記配線または前記ヴァイア／スルー ホールを介在
    し、前記フリップ チップ コネクションへ相互接続さ
    れる外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有するチップ サイズ パッケージの製造方法であっ
    て、 前記エンカプスラントと成る保護フィルムへ前記開口を
    加工する工程と、 前記配線基板へ前記保護フィルムを接着する工程と、 前記開口に位置する前記配線または前記ヴァイア／スル
    ー ホールへ、前記外部端子を形成する工程と、 を有することを特徴とするチップ サイズ パッケージ
    の製造方法。
  38. 【請求項３８】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドから直接的に前記配線へ接続される前記
    ヴァイア／スルー ホールからなるフリップ チップ
    コネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満するアンダーフィルと、 前記配線または前記ヴァイア／スルー ホールを介在
    し、前記フリップ チップ コネクションへ相互接続さ
    れる外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有するチップ サイズ パッケージの製造方法であっ
    て、 前記配線基板へ前記エンカプスラントとなる接着剤を供
    給する工程と、 該工程と同時にまたはその後に前記接着剤へ開口を加工
    する工程と、 該開口に位置する前記配線または前記ヴァイア／スルー
    ホールへ、前記外部端子を形成する工程、または前記
    供給する工程より前に前記配線基板に予め形成された配
    線へ外部端子を形成しておく工程と、 を有することを特徴とするチップ サイズ パッケージ
    の製造方法。
  39. 【請求項３９】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドから直接的に前記配線へ接続される前記
    ヴァイア／スルー ホールからなるフリップ チップ
    コネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満するアンダーフィルと、 前記配線または前記ヴァイア／スルー ホールを介在
    し、前記フリップ チップ コネクションへ相互接続さ
    れる外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、 を有するチップ サイズ パッケージの製造方法であっ
    て、 前記配線、前記ヴァイア／スルー ホール、前記フリッ
    プ チップ コネクション、および前記外部端子を成す
    導体をアディティヴ選択めっきにより形成することを特
    徴とするチップ サイズ パッケージの製造方法。
  40. 【請求項４０】接続パッドを有する集積回路チップと、 配線とヴァイア／スルー ホールを有し、前記集積回路
    チップに実効的に等しいエリア サイズを有するラミネ
    ート配線基板と、 前記接続パッドから直接的に前記配線へ接続される前記
    ヴァイア／スルー ホールからなるフリップ チップ
    コネクションと、 前記集積回路チップと前記ラミネート配線基板のギャッ
    プを充満するアンダーフィルと、 前記配線または前記ヴァイア／スルー ホールを介在
    し、前記フリップ チップ コネクションへ相互接続さ
    れる外部端子と、 前記外部端子の位置に開口を有し、前記ラミネート配線
    基板を保護するエンカプスラントと、から成るチップサ
    イズ パッケージを搭載しており、 前記外部端子を接続され、端子ピッチより狭い配線ピッ
    チを以てルーティングされるインターコネクションから
    成る、前記ラミネート配線基板より大きいエリア サイ
    ズを持つ二次配線基板を有することを特徴とするセカン
    ド レヴェルパッケージング。
  41. 【請求項４１】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記二次配線基板は、前記インターコネクションを成す
    アドヴァンスト配線層と、より広い配線ピッチを以てル
    ーティングされる基板ベースとから成るセカンド レヴ
    ェル パッケージング。
  42. 【請求項４２】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記チップサイズパッケージと、これとは別個のパッケ
    ージとが、互いに接近して配置され、前記二次配線基板
    の低誘電率層にある前記インターコネクションにより相
    互接続されるセカンド レヴェル パッケージング。
  43. 【請求項４３】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記ラミネート配線基板は、パワー／グランド プレー
    ン間にデカップリングキャパシタを備え、前記二次配線
    基板は前記デカップリング キャパシタに接続される、
    より大きい容量の二次デカップリング キャパシタを備
    えるセカンドレヴェル パッケージング。
  44. 【請求項４４】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記集積回路チップの熱膨張係数をα0、前記二次基板
    の熱膨張係数をα2、前記フリップ チップ コネクシ
    ョンの直径に対する前記外部端子の直径の比率をγとし
    て、前記ラミネート配線基板は(γα0＋α2)／(γ＋１)
    ≦α1≦(γα0＋７α2)／(γ＋７)を満たす熱膨張係数
    α1を持つセカンド レヴェル パッケージング。
  45. 【請求項４５】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記配線基板と前記二次配線基板は同種の部材から成る
    セカンド レヴェルパッケージング。
  46. 【請求項４６】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記二次配線基板はラミネート基板、アドヴァンスト／
    ラミネート基板、セラミック基板、ラミネート／セラミ
    ック基板、デポジット／セラミック基板、ラミネート／
    シリコン基板、またはデポジット／シリコン基板から成
    るセカンド レヴェル パッケージング。
  47. 【請求項４７】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記外部端子より低融点の半田から成り、前記外部端子
    を前記インターコネクションへ接続するジョイントを有
    するセカンド レヴェル パッケージング。
  48. 【請求項４８】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記外部端子を前記インターコネクションへ接続する、
    スプリング コンタクトまたは導電性エラストマから成
    るエリア アレイ ソケットを有するセカンドレヴェル
    パッケージング。
  49. 【請求項４９】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 前記チップ サイズ パッケージと別個のパッケージと
    の背面に共通に取り付けられるヒート スプレッダ、ヒ
    ート シンク、またはフィンを有するセカンドレヴェル
    パッケージング。
  50. 【請求項５０】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 プロセッサ チップから成る前記集積回路チップを有す
    る前記チップ サイズパッケージと、 前記チップ サイズ パッケージに接近して配置され、
    低誘電率層にある前記インターコネクションにより相互
    接続されるメモリ パッケージと、 を有するセカンド レヴェル パッケージング。
  51. 【請求項５１】請求項４０記載のセカンド レヴェル
    パッケージングにおいて、 メモリ チップの前記集積回路チップを有し、互いに接
    近して配置され、前記インターコネクションにより相互
    接続される複数の前記チップ サイズ パッケージを有
    するセカンド レヴェル パッケージング。
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