JPH10326852A - ベアチップ実装方法および半導体集積回路装置 - Google Patents

ベアチップ実装方法および半導体集積回路装置

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JPH10326852A JP9134851A JP13485197A JPH10326852A JP H10326852 A JPH10326852 A JP H10326852A JP 9134851 A JP9134851 A JP 9134851A JP 13485197 A JP13485197 A JP 13485197A JP H10326852 A JPH10326852 A JP H10326852A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な放熱特性を持つことのできるベアチッ
プ実装方法およびこの方法を使用した半導体集積回路装
置を実現する。 【解決手段】 半導体ベアチップ101の側面には、良
熱伝導性の接着剤102により良熱伝導性の枠状部材1
03が固定されている。半導体ベアチップ101には金
からなる第1のバンプ1041 が形成されており、枠状
部材103の上には金からなる第2のバンプ1042
形成されている。第1のバンプ1041 と第2のバンプ
1042 は、共にアルミナからなる誘電体基板105の
対向する箇所に接続されている。半導体ベアチップ10
1が発生した熱は、第1のバンプ1041 から誘電体基
板105に逃げるだけでなく、枠状部材103から外部
および第2のバンプ1042 を介して誘電体基板105
にも逃げるので、良好な放熱特性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ベアチップを
フリップチップ実装するためのベアチップ実装方法とこ
のベアチップ実装方法を用いて製造する半導体集積回路
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のベアチップ実装方法を説
明するためのものである。半導体ベアチップ11は、電
気絶縁性の樹脂12によって誘電体基板13へ実装され
る。半導体ベアチップのパッドに形成した微細なはんだ
端子としてのバンプ14がこの状態で誘電体基板13の
対応する箇所に接続されることになる。
【0003】半導体集積回路装置の回路動作の高速化や
回路機能の向上に伴って、回路装置の集積度が一段と高
まり、消費電力ならびに発熱がますます増大している。
図3に示したベアチップ実装方法では、半導体ベアチッ
プ11上で発生した熱がバンプ14のみを介して誘電体
基板13へ伝達される。したがって、十分な放熱特性を
得ることができないという問題が生じてしまう。
【0004】図4は、このような問題を解決するものと
して提案されたベアチップ実装方法を説明するためのも
のである。この方法では、配線基板21に枠状の部材2
2を銀ろう付け等によって固着し、キャビティ状の空間
を形成するようにしている。放熱スタッド23を接合部
材24によって固着した集積回路チップ25は、はんだ
バンプ26を介して配線基板21に接続されている。ま
た、枠状の部材22と放熱スタッド23の間には、集積
回路チップ25、配線基板21の表面を完全に覆うよう
にして、封止用の電気絶縁性樹脂27が充填されてい
る。電気絶縁性樹脂27の上部には、低融点金属28の
被膜が形成されている。
【0005】ここで、集積回路チップ25の電気信号
は、はんだバンプ26、配線基板21内部のスルーホー
ル31を介してキップキャリアの外部へ導かれ、はんだ
接合部32により配線基板33に接続されるようになっ
ている。また、集積回路チップ25で生じる熱は、放熱
スタッド23を介してこれに固着または圧接する図示し
ないヒートシンクで吸収されるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図3あるいは図4に示
したベアチップ実装方法あるいはこの方法により製造さ
れた半導体集積回路装置によれば、半導体ベアチップ、
すなわち集積回路チップ25の実装のみでは良好な放熱
特性を得ることはできない。これは図3で説明したと同
様に半導体ベアチップだけでは放熱の経路がはんだバン
プ26のみとなるからである。そこで図4に示したよう
に集積回路チップ25の裏面に放熱スタッド23を使用
してこれに放熱材を取り付けることが提案されている。
しかしながら、この方法では放熱スタッド23ならびに
ヒートシンクのような放熱材が半導体ベアチップに重ね
るようにして取り付けられるので、モジュール全体とし
ての高さがかさばるといった問題があった。
【0007】そこで本発明の目的は、半導体ベアチップ
の裏面に放熱材を取り付けることなく良好な放熱特性を
持つことのできるベアチップ実装方法およびこの方法を
使用した半導体集積回路装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、(イ)半導体ベアチップの側面を取り囲むように良
熱伝導性の枠状部材を取り付ける第1の工程と、(ロ)
枠状部材との間に良熱伝導性の材料を介在させるように
して誘電体基板に半導体ベアチップをフリップチップ実
装する第2の工程とをベアチップ実装方法に具備させ
る。
【0009】すなわち請求項1記載の発明では、半導体
ベアチップの側面に第1の工程で良熱伝導性の枠状部材
を取り付け、誘電体基板と枠状部材の間に第2の工程で
良熱伝導性の材料を介在させることにより、誘電体基板
側への放熱効果を高め、半導体ベアチップの裏面に放熱
材を取り付ける必要を無くすことにしている。
【0010】請求項2記載の発明では、(イ)半導体ベ
アチップと、(ロ)この半導体ベアチップの側面を取り
囲むようにしてこれに固定された良熱伝導性の枠状部材
と、(ハ)半導体ベアチップをフリップチップ実装する
と共に枠状部材との間に良熱伝導性の材料を介在させた
誘電体基板とを半導体集積回路装置に具備させる。
【0011】すなわち請求項2記載の発明では、半導体
ベアチップの側面に取り付けられた良熱伝導性の枠状部
材から良熱伝導性の材料を介して誘電体基板に放熱を行
わせるようにして、半導体ベアチップの裏面に放熱材を
取り付ける必要を無くすことにしている。
【0012】請求項3記載の発明では、半導体ベアチッ
プおよび枠状部材には誘電体基板と対向する面にそれぞ
れ熱伝導性に優れた金製のバンプが形成されていること
を特徴としている。バンプとしては、はんだバンプのよ
うに他の導電性の材料でもよいが、金を使用することで
放熱特性も良好となる。
【0013】請求項4記載の発明では、半導体ベアチッ
プには誘電体基板と対向する面に金製のバンプが形成さ
れており、枠状部材と誘電体基板の間隙には銀ペースト
が充填されていることを特徴としている。枠状部材は、
このようにバンプを形成する代わりに熱の伝導性に優れ
た材料を充填することでも同様に放熱効果を高めること
ができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
【0015】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【0016】第1の実施例
【0017】図1は本発明の第1の実施例におけるベア
チップ実装方法を表わしたものである。第1の実施例の
半導体ベアチップ101の周囲には、良熱伝導性の接着
剤102を介して同じく良熱伝導性の枠状部材103が
取り付けられている。ここで接着剤102は、エポキシ
系の樹脂であり、枠状部材103はアルミニウム材であ
る。接着剤102は金属粒等をフィラーとして添加され
ているとなお良い。本実施例では半導体ベアチップ10
1が6mm角のサイズであり、枠状部材103は内寸法
が6.5mm角で外寸法が9mm角の形状のものを使用
している。
【0018】半導体ベアチップ101の回路面上の電極
の上には高さが50μmの金からなる第1のバンプ10
1 が形成されており、枠状部材103の上には同じく
高さが50μmの金からなる第2のバンプ1042 が形
成されている。第1のバンプ1041 は、アルミナから
なる誘電体基板105のランドに接続されている。第2
のバンプ1042 は、この誘電体基板105の枠状部材
103接続用に配置された導電性のパターンに接続され
ている。また、半導体ベアチップ101、枠状部材10
3および誘電体基板105の間を封止するようにして、
エポキシ系の電気絶縁性の樹脂106が充填されてい
る。誘電体基板105は、これ以外にも一般に使用され
ている回路基板の材料を使用することができる。例え
ば、ガラスエポキシ、ポリイミド、テフロン等の樹脂系
の材料や、ガラスセラミック等の一般に電子回路用基板
に使用されている材料の使用が可能である。
【0019】このような実装方法で製作された半導体集
積回路装置で、半導体ベアチップ101へ電源が供給さ
れるとその回路面に発生した熱は第1のバンプ1041
を介して誘電体基板105へ放熱される他、側面の接着
剤102を介して枠状部材103に伝達する。そして、
枠状部材103から外部および第2のバンプ1042
介して更に誘電体基板105へと放熱され、これら相互
の放熱経路によって放熱特性を向上させることができ
る。
【0020】このように半導体ベアチップ101に枠状
部材103が取り付けられ、この枠状部材103が第2
のバンプ1042 を介して誘電体基板105と接続され
たことにより、半導体ベアチップ101の放熱性が良好
となり、半導体集積回路を安定して動作させることがで
きる。しかも、図4で示したように半導体ベアチップ1
01の裏面に放熱材を取り付ける必要がなくなるので、
モジュール全体を低背型にすることができる。なお、本
実施例では第1および第2のバンプ1041 、1042
を全く同一サイズのバンプとしたが、第2のバンプ10
2 を半導体ベアチップ101や誘電体基板105との
接触面積のより広いバンプとしてもよいことは当然であ
る。
【0021】第2の実施例
【0022】図2は、本発明の第2の実施例におけるベ
アチップ実装方法を表わしたものである。図2で図1と
同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を
適宜省略する。この第2の実施例では、半導体ベアチッ
プ101の側面に接着剤102を介して取り付けられた
枠状部材103の下面と誘電体基板105の対応する部
位との間隙に、良熱伝導性のエポキシ系の接着剤121
を充填している。接着剤121は、必ずしも絶縁性の良
好なものである必要がない。したがって、エポキシ系の
接着剤121の代わりに、例えば銀ペースト等の導電性
接着剤を使用することも可能である。
【0023】以上説明した第1の実施例における第1お
よび第2のパンプならびに第2の実施例における第1の
バンプに金を使用したが、放熱の状態によっては、これ
以外の金属あるいは合金のバンプ、例えばはんだバンプ
を使用することも可能である。枠状部材についても、第
1および第2の実施例でアルミニウムを使用したが、か
わりに銅、銅タングステン等の良熱伝導性の金属や窒化
アルミニウム等の良熱伝導性のセラミック型材料を使用
することも可能である。枠状部材は、半導体ベアチップ
にあわせて製作されるが、内寸法と外寸法の間隔は一定
ではなく、外寸法はできる限り大きくとれる方がよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体ベアチップの側面を取り囲むように取り付けること
により、良好な放熱性を得、また、モジュール全体を低
背型とし、半導体集積回路装置の高密度化を達成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるベアチップ実装
状態を表わした断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例におけるベアチップ実装
状態を表わした断面図である。
【図3】従来のベアチップ実装状態を表わした断面図で
ある。
【図4】従来提案されたベアチップ実装状態を表わした
断面図である。
【符号の説明】
101 半導体ベアチップ 102 接着剤 103 枠状部材 1041 第1のバンプ 1042 第2のバンプ 105 誘電体基板 106 電気絶縁性の樹脂 121 エポキシ系の接着剤

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ベアチップの側面を取り囲むよう
    に良熱伝導性の枠状部材を取り付ける第1の工程と、 枠状部材との間に良熱伝導性の材料を介在させるように
    して誘電体基板に半導体ベアチップをフリップチップ実
    装する第2の工程とを具備することを特徴とするベアチ
    ップ実装方法。
  2. 【請求項2】 半導体ベアチップと、 この半導体ベアチップの側面を取り囲むようにしてこれ
    に固定された良熱伝導性の枠状部材と、 前記半導体ベアチップをフリップチップ実装すると共に
    枠状部材との間に良熱伝導性の材料を介在させた誘電体
    基板とを具備することを特徴とする半導体集積回路装
    置。
  3. 【請求項3】 前記半導体ベアチップおよび枠状部材に
    は前記誘電体基板と対向する面にそれぞれ金製のバンプ
    が形成されていることを特徴とする請求項2記載の半導
    体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体ベアチップには前記誘電体基
    板と対向する面に金製のバンプが形成されており、枠状
    部材と誘電体基板の間隙には銀ペーストが充填されてい
    ることを特徴とする請求項2記載の半導体集積回路装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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