JPH1070141A - チップ・キャリア・モジュール、情報処理システム及び形成方法 - Google Patents
チップ・キャリア・モジュール、情報処理システム及び形成方法Info
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16237—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
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- H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
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- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
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- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/83909—Post-treatment of the layer connector or bonding area
- H01L2224/83951—Forming additional members, e.g. for reinforcing, fillet sealant
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- H01L2924/01039—Yttrium [Y]
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- H01L2924/15738—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
- H01L2924/15747—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放熱器またはヒート・シンクを電子部品に取
り付ける方法、及び結果の構造を提供する。 【解決手段】 アルミニウムまたは銅のヒート・シンク
118が、シリコン接着剤または可撓性エポキシ接着剤
120を用いて、セラミック・キャップ100または露
出した半導体チップに付着される。アルミニウムは、陽
極酸化またはクロム酸塩転化により被覆されるか、或い
は銅がニッケルまたは金クロムにより被覆され得る。こ
うした構造は、フリップ・チップの取り付けに、特に有
用である。これらの接着剤は、高い熱伝導度及び低い熱
膨張率(CTE)を有する材料を含み、熱性能を向上
し、シリコン金属ダイとヒート・シンクの金属とのCT
Eの差を改良する。
り付ける方法、及び結果の構造を提供する。 【解決手段】 アルミニウムまたは銅のヒート・シンク
118が、シリコン接着剤または可撓性エポキシ接着剤
120を用いて、セラミック・キャップ100または露
出した半導体チップに付着される。アルミニウムは、陽
極酸化またはクロム酸塩転化により被覆されるか、或い
は銅がニッケルまたは金クロムにより被覆され得る。こ
うした構造は、フリップ・チップの取り付けに、特に有
用である。これらの接着剤は、高い熱伝導度及び低い熱
膨張率(CTE)を有する材料を含み、熱性能を向上
し、シリコン金属ダイとヒート・シンクの金属とのCT
Eの差を改良する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の製作、回
路ボードを形成するための、回路基板への部品の組み立
て、及び情報処理システムを提供するための、電源を有
する回路ボードの組み立てに関する。特に、本発明は、
放熱器またはヒート・シンクを電子部品に取り付ける技
術、及び結果の構造に関する。
路ボードを形成するための、回路基板への部品の組み立
て、及び情報処理システムを提供するための、電源を有
する回路ボードの組み立てに関する。特に、本発明は、
放熱器またはヒート・シンクを電子部品に取り付ける技
術、及び結果の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】相互接続構造の形成の間に、多くのタイ
プの部品が回路カードに取り付けられる。回路カード上
の配線層及び部品は、熱抵抗を生成する。更に、能動部
品はスイッチングの間に熱を生成する。こうした熱は部
品の温度を、システムを取り巻く空気の周囲温度以上に
上昇させる。ほとんどの電子部品は、それ以上ではそれ
らの部品が故障する最大温度を有し、能動部品の寿命は
一般に、温度のn乗(nは通常2)の係数で減少する。
従って、電子部品を実際的に冷却して維持することが有
利である。
プの部品が回路カードに取り付けられる。回路カード上
の配線層及び部品は、熱抵抗を生成する。更に、能動部
品はスイッチングの間に熱を生成する。こうした熱は部
品の温度を、システムを取り巻く空気の周囲温度以上に
上昇させる。ほとんどの電子部品は、それ以上ではそれ
らの部品が故障する最大温度を有し、能動部品の寿命は
一般に、温度のn乗(nは通常2)の係数で減少する。
従って、電子部品を実際的に冷却して維持することが有
利である。
【0003】ほとんどのアプリケーションでは、部品内
で生成する熱の大部分は、部品の端子を通じて回路カー
ド基板(最も一般的にはガラス繊維充填エポキシ)に伝
導し、更に回路カードの配線層を通じる熱経路により伝
導される。回路カードは熱を伝導により周囲の空気に放
散し、放射により回路ボードを含むエンクロージャに放
散し、カード・コネクタ及び支持部材を通じて、他の回
路ボードまたはエンクロージャに放散する。また、通
常、生成される熱の一部は、伝導により部品の背面を通
じて周囲の空気に、また割合的には小さいが、放射によ
り回路カードを取り囲むあらゆる、より冷たい表面へと
逃がされる。
で生成する熱の大部分は、部品の端子を通じて回路カー
ド基板(最も一般的にはガラス繊維充填エポキシ)に伝
導し、更に回路カードの配線層を通じる熱経路により伝
導される。回路カードは熱を伝導により周囲の空気に放
散し、放射により回路ボードを含むエンクロージャに放
散し、カード・コネクタ及び支持部材を通じて、他の回
路ボードまたはエンクロージャに放散する。また、通
常、生成される熱の一部は、伝導により部品の背面を通
じて周囲の空気に、また割合的には小さいが、放射によ
り回路カードを取り囲むあらゆる、より冷たい表面へと
逃がされる。
【0004】最近では、回路カード上のスペースの大部
分が熱を生成する部品で占められるほど、回路ボード上
の部品密度が増加しており、また回路ボード上の線幅が
狭くなりつつあり、より多くの熱が回路カードの信号線
内で生成される。従って、リードを通じる熱経路が、部
品温度を下げるのに有効でなくなってきており、部品の
背面を通じる熱経路がより重要となりつつある。
分が熱を生成する部品で占められるほど、回路ボード上
の部品密度が増加しており、また回路ボード上の線幅が
狭くなりつつあり、より多くの熱が回路カードの信号線
内で生成される。従って、リードを通じる熱経路が、部
品温度を下げるのに有効でなくなってきており、部品の
背面を通じる熱経路がより重要となりつつある。
【0005】超高性能アプリケーション(例えば大規模
メインフレーム)では、冷却板を含むヘリウムまたは水
冷式システムが提供され、冷却板が熱グリースにより、
部品に熱的に結合される。こうした熱グリースは通常、
アルミナ、ベリリウム、銅、銀、またはグラファイトな
どの、高熱伝導材料の粒子を充填された厚い有機液体
(シリコン・オイルなど)である。メインフレーム・ア
プリケーションでは、C4(controlled collapse chip
connections)を用いて、フリップ・チップがセラミッ
クPGA(CPGA)の背面に取り付けられる。チップ
は熱グリースにより、液冷式システムの冷却板に直接熱
結合される。
メインフレーム)では、冷却板を含むヘリウムまたは水
冷式システムが提供され、冷却板が熱グリースにより、
部品に熱的に結合される。こうした熱グリースは通常、
アルミナ、ベリリウム、銅、銀、またはグラファイトな
どの、高熱伝導材料の粒子を充填された厚い有機液体
(シリコン・オイルなど)である。メインフレーム・ア
プリケーションでは、C4(controlled collapse chip
connections)を用いて、フリップ・チップがセラミッ
クPGA(CPGA)の背面に取り付けられる。チップ
は熱グリースにより、液冷式システムの冷却板に直接熱
結合される。
【0006】より一般的な高性能アプリケーションで
は、ヒート・シンク(例えばアルミニウム(Al)また
は銅(Cu))が、部品に対して機械的にクリップ留め
されるか、ねじ留めされ、伝導により直接周囲の空気へ
の熱の放散を向上させる。熱グリースが通常提供され、
ヒート・シンクと部品との間のボイドを充填する。なぜ
なら、非常に薄いエア・ギャップでさえも、熱経路内の
大きな抵抗層になるからである。
は、ヒート・シンク(例えばアルミニウム(Al)また
は銅(Cu))が、部品に対して機械的にクリップ留め
されるか、ねじ留めされ、伝導により直接周囲の空気へ
の熱の放散を向上させる。熱グリースが通常提供され、
ヒート・シンクと部品との間のボイドを充填する。なぜ
なら、非常に薄いエア・ギャップでさえも、熱経路内の
大きな抵抗層になるからである。
【0007】熱性能を向上するために、個々のパワー・
トランジスタが、シリコンまたはエポキシ・ポッティン
グ(potting−樹脂充填)化合物により、T0−T3キ
ャンにポッティングされて提供される。再度、こうした
接着剤は、熱伝導を向上するために熱伝導材料を充填さ
れ、半導体素子の温度を低下させる。こうした個別パワ
ー・トランジスタは、回路ボードへのねじ止め用の穴を
有する小さな薄いパッケージとしても提供され、熱グリ
ースがトランジスタと回路ボードとの間に提供される。
また、曲がったプレートの単純なヒート・シンクが、熱
性能を向上するために提供される。
トランジスタが、シリコンまたはエポキシ・ポッティン
グ(potting−樹脂充填)化合物により、T0−T3キ
ャンにポッティングされて提供される。再度、こうした
接着剤は、熱伝導を向上するために熱伝導材料を充填さ
れ、半導体素子の温度を低下させる。こうした個別パワ
ー・トランジスタは、回路ボードへのねじ止め用の穴を
有する小さな薄いパッケージとしても提供され、熱グリ
ースがトランジスタと回路ボードとの間に提供される。
また、曲がったプレートの単純なヒート・シンクが、熱
性能を向上するために提供される。
【0008】集積回路部品は、多数の入出力(I/O)
接続端子により特徴付けられる。有機材料が、こうした
集積電子部品の製作に広く使用される。ほとんどの一般
的な部品は、ポリイミド・テープ上にリード・フレーム
を形成することにより製作される。これは接着剤(例え
ばエポキシまたはシリコン接着剤)を用いて、ワイヤー
・ボンド・チップの背面をリード・フレーム・テープ上
に結合し、ワイヤー・ボンディングにより、ダイ(di
e)の正面をフレームのリードに接続することにより達
成される。チップをポリイミド・テープに結合するため
に製造される接着剤は、通常、熱伝導粒子を充填され、
チップからの熱伝導を向上し、チップ温度を最小化す
る。
接続端子により特徴付けられる。有機材料が、こうした
集積電子部品の製作に広く使用される。ほとんどの一般
的な部品は、ポリイミド・テープ上にリード・フレーム
を形成することにより製作される。これは接着剤(例え
ばエポキシまたはシリコン接着剤)を用いて、ワイヤー
・ボンド・チップの背面をリード・フレーム・テープ上
に結合し、ワイヤー・ボンディングにより、ダイ(di
e)の正面をフレームのリードに接続することにより達
成される。チップをポリイミド・テープに結合するため
に製造される接着剤は、通常、熱伝導粒子を充填され、
チップからの熱伝導を向上し、チップ温度を最小化す
る。
【0009】プラスチック部品は通常、圧送成形により
製作され、チップ、ボンド・ワイヤー、及びリードの部
分がエポキシによりカプセル封じされ、プラスチック基
板を形成する。セラミック部品は通常、セラミック基板
の下に空洞を提供することにより製作され、そこにチッ
プ及びボンド・ワイヤーが配置される。次にポリイミド
・テープがエポキシまたはシリコン接着剤により、粘着
式にセラミック基板に接着され、チップ及び空洞が、熱
伝導性エポキシまたはシリコン接着剤により充填され
る。セラミック底部基板が空洞の底部上に接着され、部
品の底部を保護する。
製作され、チップ、ボンド・ワイヤー、及びリードの部
分がエポキシによりカプセル封じされ、プラスチック基
板を形成する。セラミック部品は通常、セラミック基板
の下に空洞を提供することにより製作され、そこにチッ
プ及びボンド・ワイヤーが配置される。次にポリイミド
・テープがエポキシまたはシリコン接着剤により、粘着
式にセラミック基板に接着され、チップ及び空洞が、熱
伝導性エポキシまたはシリコン接着剤により充填され
る。セラミック底部基板が空洞の底部上に接着され、部
品の底部を保護する。
【0010】ヒート・シンクが通常、ねじ止めまたはク
リップにより、集積パッケージに結合される。熱性能を
向上するために、非シリコン・グリースが、通常ヒート
・シンクとモジュールとの間で使用される。ヒート・シ
ンクは通常、回路ボードの組み立ての後、集積部品に結
合される。最近では、コストを低減するために、メーカ
は回路ボードのアセンブリの後、エポキシ・ベースの材
料を用いて、ヒート・シンクを直接電子部品の有機体面
またはセラミック面に粘着式に接着するようになった。
エポキシの熱膨張率(CTE)は約50ppm/℃乃至
80ppm/℃、AlのCTEは26.4ppm/℃、
銅は17ppm/℃であり、ヒート・シンクに使用され
る被覆(裸銅、ニッケル被覆された銅、裸Al、陽極酸
化されたAl、Al上のクロム転化)は滑らかであり、
エポキシに接着しないので、熱サイクルの間に接着を維
持することは困難である。通常、熱伝導を向上し、層間
剥離問題を軽減するために、ヒート・シンクの取り付け
に使用されるエポキシは、熱伝導性金属またはセラミッ
クの粒子を充填され、これらが接着剤のCTEを、モジ
ュール材料(エポキシ)のCTEと、ヒート・シンクの
ベース金属のCTEとの中間のレベル(例えば30pp
m/℃乃至40ppm/℃)に変更する。
リップにより、集積パッケージに結合される。熱性能を
向上するために、非シリコン・グリースが、通常ヒート
・シンクとモジュールとの間で使用される。ヒート・シ
ンクは通常、回路ボードの組み立ての後、集積部品に結
合される。最近では、コストを低減するために、メーカ
は回路ボードのアセンブリの後、エポキシ・ベースの材
料を用いて、ヒート・シンクを直接電子部品の有機体面
またはセラミック面に粘着式に接着するようになった。
エポキシの熱膨張率(CTE)は約50ppm/℃乃至
80ppm/℃、AlのCTEは26.4ppm/℃、
銅は17ppm/℃であり、ヒート・シンクに使用され
る被覆(裸銅、ニッケル被覆された銅、裸Al、陽極酸
化されたAl、Al上のクロム転化)は滑らかであり、
エポキシに接着しないので、熱サイクルの間に接着を維
持することは困難である。通常、熱伝導を向上し、層間
剥離問題を軽減するために、ヒート・シンクの取り付け
に使用されるエポキシは、熱伝導性金属またはセラミッ
クの粒子を充填され、これらが接着剤のCTEを、モジ
ュール材料(エポキシ)のCTEと、ヒート・シンクの
ベース金属のCTEとの中間のレベル(例えば30pp
m/℃乃至40ppm/℃)に変更する。
【0011】高温アプリケーションでは、陽極酸化され
たAlヒート・シンクをモジュールのセラミック面に結
合するために、シリコン接着剤が提案されている。なぜ
なら、シリコン・ベースの接着剤は、耐熱性に非常に優
れているからである。シリコン・ベースの接着剤は25
℃以下のTg、及び2000psi以下のヤング率を有
するので、非常に好ましい。しかしながら、シリコンは
非常に高い熱膨張率(約200ppm)を有するので、
シリコンと共通ヒート・シンク面との間の確実な接着を
提供することは、困難である。機械的には、シリコン接
着剤とこれらの金属面との間の接着強度は、エポキシの
強度の約1/3乃至1/2である。シリコンの引張強さ
は、エポキシの約2000psiに対して、約500p
siと小さく、弱い材料である。また、シリコン接着剤
の成分は転位(migrate out)して、極めて薄い被覆に
より表面を汚染する傾向があり、この被覆が回路ボード
への他の有機材料、例えばフォトレジスト、はんだレジ
スト、及びカプセル材などの続く付着を阻害する。通
常、ヒート・シンクは、回路ボードを形成する他のプロ
セスが完了した後に取り付けられ、従って、製作中の汚
染問題を最小化する。汚染は特に、再加工済みの部品に
とって問題である。なぜなら、再加工の間にシリコンを
加熱すると、汚染が多大に増大し、再加工に要求され得
る回路ボード上での続くカプセル封じまたは他の非シリ
コン・プロセスを阻害するからである。
たAlヒート・シンクをモジュールのセラミック面に結
合するために、シリコン接着剤が提案されている。なぜ
なら、シリコン・ベースの接着剤は、耐熱性に非常に優
れているからである。シリコン・ベースの接着剤は25
℃以下のTg、及び2000psi以下のヤング率を有
するので、非常に好ましい。しかしながら、シリコンは
非常に高い熱膨張率(約200ppm)を有するので、
シリコンと共通ヒート・シンク面との間の確実な接着を
提供することは、困難である。機械的には、シリコン接
着剤とこれらの金属面との間の接着強度は、エポキシの
強度の約1/3乃至1/2である。シリコンの引張強さ
は、エポキシの約2000psiに対して、約500p
siと小さく、弱い材料である。また、シリコン接着剤
の成分は転位(migrate out)して、極めて薄い被覆に
より表面を汚染する傾向があり、この被覆が回路ボード
への他の有機材料、例えばフォトレジスト、はんだレジ
スト、及びカプセル材などの続く付着を阻害する。通
常、ヒート・シンクは、回路ボードを形成する他のプロ
セスが完了した後に取り付けられ、従って、製作中の汚
染問題を最小化する。汚染は特に、再加工済みの部品に
とって問題である。なぜなら、再加工の間にシリコンを
加熱すると、汚染が多大に増大し、再加工に要求され得
る回路ボード上での続くカプセル封じまたは他の非シリ
コン・プロセスを阻害するからである。
【0012】次に、追加の情報を提供する引例を示す。
Jarvelaによる米国特許第4000509号は、熱グリ
ースを用いてフリップ・チップをヒート・シンクに熱的
に結合することについて述べている。Inasakaによる米
国特許第5271150号は、セラミック基板の製作に
ついて述べている。Beckhamによる米国特許第4604
644号、Christieによる同第4999699号及び第
5089440号、及びItohによる同第4701482
号は、エポキシを用いて、C4結合体をカプセル封じす
ることについて述べている。Desaiによる米国特許第5
159535号は、フリップ・チップの背面を基板に取
り付けることについて述べている。Bennettによる欧州
特許出願第93104433.3号は、リード・フレー
ムに取り付けられる半導体ダイを開示する。Anschelに
よる米国特許第4914551号は、エポキシを用いて
半導体チップを、炭化ケイ素(SiC)、窒化アルミニ
ウム(AlN)、または銅−インバ−銅の放熱器に取り
付けることについて述べている。IBM Technical Disclo
sure Bulletin、 Volume 32 Number 4A、1989年9
月号に掲載されるG.Schrottke及びD.J.Willsonによ
る"Removal of HeatFrom Direct Chip Attach Circuitr
y"は、接着剤を用いて、シリコン・チップを銅−インバ
−銅から成る放熱器に接着することについて開示する。
Nitschによる米国特許第5168430号の図2は、放
熱器4にセメント結合される混成回路構造3を示す。Ab
lesticによる"Technical Data Sheet for Ablebond P1-
8971"(1993年9月)は、可撓性のエポキシを用い
て、大きなダイを、銀を被覆した銅リード・フレームに
取り付けることを推奨している。A.I.Technology社に
よる"Product Data Sheet for Prima-Bond EG 7655"
は、アルミナとアルミナ、及びシリコンと銅の接着を推
奨している。Dow Corningによる"New Product Descript
ion for X3-6325"(1994年)は、基板リッド及びヒ
ート・シンクを結合、封止、及び接着するために使用さ
れるシリコン接着剤を提案している。Dow Corningによ
る"Information About High Technology Silicon Mater
ials"(1988年)は、SYLGARD(商標)Q3-6605シリ
コン接着剤を用いて、混成集積回路基板、部品、素子を
ヒート・シンクに取り付けることを提案している。Gene
ral Electric社による"Semiconductor Packaging Mater
ials Selector Guide"は、ダイ付着アプリケーション
に、シリコン接着剤RTV6424を用いることを提案してい
る。Thermoset Plastics社による"MS-523 Silicone Tec
hnical Bulletin"は、シリコン接着剤を用いて、ヒート
・シンクをプラスチック、セラミック、及び金属化パッ
ケージに接着することを提案している。General Electr
ic社による"TC3280G Silicone Rubber Adhesive"(19
94年)は、本来的なシリコン接着剤の特性について述
べている。Bosworth、Hsu、及びPolcariによる"Excepti
onal Performance from the Development, Qualificati
on and Implementations of a SiliconeAdhesive for B
onding Heat sinks to Semiconductor Package"(Proce
edingsof the 44th Electronic Components and Techno
logy Conference、1994)は、シリコン接着剤を用い
て、ヒート・シンクをセラミック・パッケージに結合す
ることについて述べている。Wangによる米国特許第51
80625号は、可撓性の熱伝導性エポキシを用いて、
アルミ板をセラミック回路ボードに結合することについ
て述べている。Vanwert及びWilsonによる"One-Part The
rmal-Cure SiliconAdhesive"(Proceedings of the Tec
hnical Program NEPCON West 96 in February 27-29 19
96 at Anageim CA)は、シリコン接着剤をベア・チップ
・パッケージングに使用することについて述べている。
Wilson、Norris、Scott及びCostelloによる"Thermocond
uctive Adhesives for High Thermally Stressed Assem
bly"は、I-4173シリコン接着剤を用いて、基板、部品及
び素子をヒート・シンクに接着することについて述べて
いる。Turekによる米国特許第5210941号は、シ
リコン接着剤を用いて、アルミニウムのヒート・シンク
を有機回路ボードに取り付けることを提案している。Ka
nwaによる日本国特許出願公開昭64−148901号
は、パゴダ・タイプのヒート・シンクを提案している。
Spaightによる米国特許第4092697号、Sugimoto
による同第4742024号、Tanakaによる同第509
7318号、Mahulikarによる同第5367196号、
及びNitschによる同第5168430号は、チップをヒ
ート・シンクに熱的に結合することを提案している。De
saiによる米国特許第5159535号、Angulasによる
同第5278724号、Behumによる同第514708
4号は、モジュールを支持する様々なフリップ・チップ
を提案している。その他に、Bernier及びMemisによる"O
ptimization of Thermal Adhesive Bond Strength for
Extended use of TBGA at Elevated Temperatures"(NE
PCON West Anaheim CA、March 1995)などがある。
Jarvelaによる米国特許第4000509号は、熱グリ
ースを用いてフリップ・チップをヒート・シンクに熱的
に結合することについて述べている。Inasakaによる米
国特許第5271150号は、セラミック基板の製作に
ついて述べている。Beckhamによる米国特許第4604
644号、Christieによる同第4999699号及び第
5089440号、及びItohによる同第4701482
号は、エポキシを用いて、C4結合体をカプセル封じす
ることについて述べている。Desaiによる米国特許第5
159535号は、フリップ・チップの背面を基板に取
り付けることについて述べている。Bennettによる欧州
特許出願第93104433.3号は、リード・フレー
ムに取り付けられる半導体ダイを開示する。Anschelに
よる米国特許第4914551号は、エポキシを用いて
半導体チップを、炭化ケイ素(SiC)、窒化アルミニ
ウム(AlN)、または銅−インバ−銅の放熱器に取り
付けることについて述べている。IBM Technical Disclo
sure Bulletin、 Volume 32 Number 4A、1989年9
月号に掲載されるG.Schrottke及びD.J.Willsonによ
る"Removal of HeatFrom Direct Chip Attach Circuitr
y"は、接着剤を用いて、シリコン・チップを銅−インバ
−銅から成る放熱器に接着することについて開示する。
Nitschによる米国特許第5168430号の図2は、放
熱器4にセメント結合される混成回路構造3を示す。Ab
lesticによる"Technical Data Sheet for Ablebond P1-
8971"(1993年9月)は、可撓性のエポキシを用い
て、大きなダイを、銀を被覆した銅リード・フレームに
取り付けることを推奨している。A.I.Technology社に
よる"Product Data Sheet for Prima-Bond EG 7655"
は、アルミナとアルミナ、及びシリコンと銅の接着を推
奨している。Dow Corningによる"New Product Descript
ion for X3-6325"(1994年)は、基板リッド及びヒ
ート・シンクを結合、封止、及び接着するために使用さ
れるシリコン接着剤を提案している。Dow Corningによ
る"Information About High Technology Silicon Mater
ials"(1988年)は、SYLGARD(商標)Q3-6605シリ
コン接着剤を用いて、混成集積回路基板、部品、素子を
ヒート・シンクに取り付けることを提案している。Gene
ral Electric社による"Semiconductor Packaging Mater
ials Selector Guide"は、ダイ付着アプリケーション
に、シリコン接着剤RTV6424を用いることを提案してい
る。Thermoset Plastics社による"MS-523 Silicone Tec
hnical Bulletin"は、シリコン接着剤を用いて、ヒート
・シンクをプラスチック、セラミック、及び金属化パッ
ケージに接着することを提案している。General Electr
ic社による"TC3280G Silicone Rubber Adhesive"(19
94年)は、本来的なシリコン接着剤の特性について述
べている。Bosworth、Hsu、及びPolcariによる"Excepti
onal Performance from the Development, Qualificati
on and Implementations of a SiliconeAdhesive for B
onding Heat sinks to Semiconductor Package"(Proce
edingsof the 44th Electronic Components and Techno
logy Conference、1994)は、シリコン接着剤を用い
て、ヒート・シンクをセラミック・パッケージに結合す
ることについて述べている。Wangによる米国特許第51
80625号は、可撓性の熱伝導性エポキシを用いて、
アルミ板をセラミック回路ボードに結合することについ
て述べている。Vanwert及びWilsonによる"One-Part The
rmal-Cure SiliconAdhesive"(Proceedings of the Tec
hnical Program NEPCON West 96 in February 27-29 19
96 at Anageim CA)は、シリコン接着剤をベア・チップ
・パッケージングに使用することについて述べている。
Wilson、Norris、Scott及びCostelloによる"Thermocond
uctive Adhesives for High Thermally Stressed Assem
bly"は、I-4173シリコン接着剤を用いて、基板、部品及
び素子をヒート・シンクに接着することについて述べて
いる。Turekによる米国特許第5210941号は、シ
リコン接着剤を用いて、アルミニウムのヒート・シンク
を有機回路ボードに取り付けることを提案している。Ka
nwaによる日本国特許出願公開昭64−148901号
は、パゴダ・タイプのヒート・シンクを提案している。
Spaightによる米国特許第4092697号、Sugimoto
による同第4742024号、Tanakaによる同第509
7318号、Mahulikarによる同第5367196号、
及びNitschによる同第5168430号は、チップをヒ
ート・シンクに熱的に結合することを提案している。De
saiによる米国特許第5159535号、Angulasによる
同第5278724号、Behumによる同第514708
4号は、モジュールを支持する様々なフリップ・チップ
を提案している。その他に、Bernier及びMemisによる"O
ptimization of Thermal Adhesive Bond Strength for
Extended use of TBGA at Elevated Temperatures"(NE
PCON West Anaheim CA、March 1995)などがある。
【0013】上述の全ての引用は、本発明の開示のため
に、また本発明を支持するために、本明細書に組み込ま
れるものである。
に、また本発明を支持するために、本明細書に組み込ま
れるものである。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、放熱機またはヒート・シンクを電子部品に取り付け
る方法、及び結果の構造を提供することである。
は、放熱機またはヒート・シンクを電子部品に取り付け
る方法、及び結果の構造を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明では、アルミニウ
ムまたは銅ベースの放熱器が、直接半導体フリップ・チ
ップまたはセラミック・チップ・キャリア面の背面に接
着される。
ムまたは銅ベースの放熱器が、直接半導体フリップ・チ
ップまたはセラミック・チップ・キャリア面の背面に接
着される。
【0016】本出願人は、シリコン接着剤の薄層が、−
65℃から150℃への湿式または乾式熱サイクルを1
000サイクルする間、85℃及び85%の相対湿度に
1000時間露出する間、及び150℃に1000時間
露出する間、ヒート・シンク面(例えばアルミニウム、
陽極酸化アルミニウム、クロム被覆アルミニウム、銅、
ニッケル被覆銅、またはクロム転化被覆銅)を、シリコ
ン・フリップ・チップ面(ガラスまたはポリイミドによ
り不動態化される)の背面に確実に直接接着でき、約5
00psiの全強度を維持することを発見した。また、
包囲面の汚染が受諾可能なレベルに低減され得る。これ
は、部品を回路ボードに取り付ける以前に、低分子量の
環式化合物を、例えば熱蒸発プロセスにより排除したシ
リコン接着剤を用いて、ヒート・シンクを部品に取り付
け、共融リフロー温度よりも高い温度で焼成することに
より、達成される。
65℃から150℃への湿式または乾式熱サイクルを1
000サイクルする間、85℃及び85%の相対湿度に
1000時間露出する間、及び150℃に1000時間
露出する間、ヒート・シンク面(例えばアルミニウム、
陽極酸化アルミニウム、クロム被覆アルミニウム、銅、
ニッケル被覆銅、またはクロム転化被覆銅)を、シリコ
ン・フリップ・チップ面(ガラスまたはポリイミドによ
り不動態化される)の背面に確実に直接接着でき、約5
00psiの全強度を維持することを発見した。また、
包囲面の汚染が受諾可能なレベルに低減され得る。これ
は、部品を回路ボードに取り付ける以前に、低分子量の
環式化合物を、例えば熱蒸発プロセスにより排除したシ
リコン接着剤を用いて、ヒート・シンクを部品に取り付
け、共融リフロー温度よりも高い温度で焼成することに
より、達成される。
【0017】本出願人はまた、室温以下のガラス転移温
度を有する高い可撓性のエポキシの薄層が、放熱器を直
接フリップ・チップの背面またはセラミック面に接着す
るために使用でき、接着が0℃乃至100℃のサイクル
を1500サイクル、−25℃乃至125℃のサイクル
を400サイクル、及び−40℃乃至140℃のサイク
ルを300サイクル行う熱サイクル・テスト後でさえ
も、強く維持されること、或いは130℃に1000時
間の連続露出の後にも、少なくとも500psiの強度
を保持することを発見した。
度を有する高い可撓性のエポキシの薄層が、放熱器を直
接フリップ・チップの背面またはセラミック面に接着す
るために使用でき、接着が0℃乃至100℃のサイクル
を1500サイクル、−25℃乃至125℃のサイクル
を400サイクル、及び−40℃乃至140℃のサイク
ルを300サイクル行う熱サイクル・テスト後でさえ
も、強く維持されること、或いは130℃に1000時
間の連続露出の後にも、少なくとも500psiの強度
を保持することを発見した。
【0018】本発明の1つの実施例では、シリコンまた
は可撓性エポキシ接着剤が、アルミニウムまたは銅のヒ
ート・シンクをフリップ・チップの背面に付着する。別
の実施例では、可撓性エポキシがアルミニウムまたは銅
の放熱器をセラミック基板に結合する。
は可撓性エポキシ接着剤が、アルミニウムまたは銅のヒ
ート・シンクをフリップ・チップの背面に付着する。別
の実施例では、可撓性エポキシがアルミニウムまたは銅
の放熱器をセラミック基板に結合する。
【0019】
【発明の実施の形態】通常のシリコンは、リフロー加熱
の間に蒸発し、周囲の面を汚染する多大な量のシリコン
化合物(例えば環式化合物)を含む。周囲の面の汚染
は、汚染が後続の再加工に多大に影響しないように、低
分子量のシリコン化合物(環式化合物)を排除した(例
えば熱蒸発プロセスによる)シリコン接着剤を使用する
ことにより、軽減される。また、ヒート・シンクを部品
に取り付け、回路ボードに接続する以前に、高温(20
0℃乃至220℃)で焼成することにより、同一温度ま
たはより低温での後続の再加工の間の汚染を低減するこ
とができる。好適には、リフロー焼成の間に蒸発するシ
リコン化合物の量は10%以下であり、より好適には、
通常のシリコン接着剤が硬化され、次に部品の除去及び
置換のために、共融Pb/Snはんだ(200℃)をリ
フローするのに十分なように焼成されるときに蒸発する
量の1%以下である。好適には、本発明で使用される硬
化シリコン内の蒸発可能な材料の量は10%以下であ
り、より好適には、通常の未焼成シリコン接着剤内のこ
うした材料のレベルの1%以下である。好適には、硬化
シリコンのどの成分も、200℃の温度まで余り蒸発せ
ず、従って接着剤内に小さなボイドを生成しない。好適
なシリコン接着剤は、ジェネラル・エレクトリック社か
ら販売されるTC3280Gである。
の間に蒸発し、周囲の面を汚染する多大な量のシリコン
化合物(例えば環式化合物)を含む。周囲の面の汚染
は、汚染が後続の再加工に多大に影響しないように、低
分子量のシリコン化合物(環式化合物)を排除した(例
えば熱蒸発プロセスによる)シリコン接着剤を使用する
ことにより、軽減される。また、ヒート・シンクを部品
に取り付け、回路ボードに接続する以前に、高温(20
0℃乃至220℃)で焼成することにより、同一温度ま
たはより低温での後続の再加工の間の汚染を低減するこ
とができる。好適には、リフロー焼成の間に蒸発するシ
リコン化合物の量は10%以下であり、より好適には、
通常のシリコン接着剤が硬化され、次に部品の除去及び
置換のために、共融Pb/Snはんだ(200℃)をリ
フローするのに十分なように焼成されるときに蒸発する
量の1%以下である。好適には、本発明で使用される硬
化シリコン内の蒸発可能な材料の量は10%以下であ
り、より好適には、通常の未焼成シリコン接着剤内のこ
うした材料のレベルの1%以下である。好適には、硬化
シリコンのどの成分も、200℃の温度まで余り蒸発せ
ず、従って接着剤内に小さなボイドを生成しない。好適
なシリコン接着剤は、ジェネラル・エレクトリック社か
ら販売されるTC3280Gである。
【0020】通常のエポキシは、約140℃乃至150
℃のTgを有するが、本発明で使用される可撓性エポキ
シは、25℃以下のTgを有し、好適には10℃以下で
あり、より好適には0℃以下である。また、通常のエポ
キシは、約1000000psiのヤング率を有する
が、本発明で使用される可撓性エポキシは、約1000
00psi以下のヤング率を有し、好適には50000
psi以下であり、より好適には20000psi以下
である。Prima-Bond EG7655と言う商品名の2成分可撓
性エポキシが、AI Technologies社から販売されてお
り、約−25℃のTg及び約20000psi以下のヤ
ング率を有する。ABLEBOND(商標)P1-8971と言う商品
名の1成分可撓性エポキシが、Ablestick Laboratories
から供給されており、約5℃のTg及び約50000p
si以下のヤング率を有する。
℃のTgを有するが、本発明で使用される可撓性エポキ
シは、25℃以下のTgを有し、好適には10℃以下で
あり、より好適には0℃以下である。また、通常のエポ
キシは、約1000000psiのヤング率を有する
が、本発明で使用される可撓性エポキシは、約1000
00psi以下のヤング率を有し、好適には50000
psi以下であり、より好適には20000psi以下
である。Prima-Bond EG7655と言う商品名の2成分可撓
性エポキシが、AI Technologies社から販売されてお
り、約−25℃のTg及び約20000psi以下のヤ
ング率を有する。ABLEBOND(商標)P1-8971と言う商品
名の1成分可撓性エポキシが、Ablestick Laboratories
から供給されており、約5℃のTg及び約50000p
si以下のヤング率を有する。
【0021】シリコン接着剤は、例えばフリップ・チッ
プに直接付着する場合のような、130℃を越える高温
のアプリケーションに好適であり、可撓性エポキシは、
ヒート・シンクをセラミック面に付着するような、厳密
性の低いアプリケーションに好適である。電子部品に対
する一般的な性能仕様の1つは、150℃において10
00時間の保存である。本発明の可撓性エポキシは、こ
のテストを被ることができないが、層間剥離を生じるこ
と無しに、500psiの引張強さを確実に提供する。
しかしながら、シリコン接着剤はこれらの要求に適合し
得る。
プに直接付着する場合のような、130℃を越える高温
のアプリケーションに好適であり、可撓性エポキシは、
ヒート・シンクをセラミック面に付着するような、厳密
性の低いアプリケーションに好適である。電子部品に対
する一般的な性能仕様の1つは、150℃において10
00時間の保存である。本発明の可撓性エポキシは、こ
のテストを被ることができないが、層間剥離を生じるこ
と無しに、500psiの引張強さを確実に提供する。
しかしながら、シリコン接着剤はこれらの要求に適合し
得る。
【0022】図1を参照すると、CQFPモジュール
が、セラミック(好適にはAl−N)の2つの成形され
た焼成部分100、102から生成される。半導体チッ
プ106(好適にはシリコン)は、例えば通常のダイ付
着エポキシ108を用いて、平坦なパックの上半分10
0に接着され、チップがリード・フレーム104にワイ
ヤー・ボンド112される。ボンド・ワイヤーは金また
はより一般的にはアルミニウム・ワイヤーであり、アル
ミニウムまたは金めっきされたパッド間に延びる。上半
分100は、例えば通常のエポキシ110、114を用
いて、下半分102に接着される。空洞116は通常空
であるが、誘電性の熱伝導ポッティング材料(例えばシ
リコン・グリース)を含んでもよい。次に、純Al金属
面を有するアルミニウムの放熱器118が、セラミック
・モジュールの上面に、可撓性エポキシ120の薄層を
用いて付着される。
が、セラミック(好適にはAl−N)の2つの成形され
た焼成部分100、102から生成される。半導体チッ
プ106(好適にはシリコン)は、例えば通常のダイ付
着エポキシ108を用いて、平坦なパックの上半分10
0に接着され、チップがリード・フレーム104にワイ
ヤー・ボンド112される。ボンド・ワイヤーは金また
はより一般的にはアルミニウム・ワイヤーであり、アル
ミニウムまたは金めっきされたパッド間に延びる。上半
分100は、例えば通常のエポキシ110、114を用
いて、下半分102に接着される。空洞116は通常空
であるが、誘電性の熱伝導ポッティング材料(例えばシ
リコン・グリース)を含んでもよい。次に、純Al金属
面を有するアルミニウムの放熱器118が、セラミック
・モジュールの上面に、可撓性エポキシ120の薄層を
用いて付着される。
【0023】アルミニウムの表面は、好適には可撓性エ
ポキシとの接着を強化するように処理される。例えば、
表面がベーパ・ブラスチング(蒸気噴射)、グリット・
ブラスチング、エッチングにより粗面化され得る。或い
は、類似の粗面化仕上げが、アルミニウムへの可撓性エ
ポキシの付着力を強化するために使用され得る。
ポキシとの接着を強化するように処理される。例えば、
表面がベーパ・ブラスチング(蒸気噴射)、グリット・
ブラスチング、エッチングにより粗面化され得る。或い
は、類似の粗面化仕上げが、アルミニウムへの可撓性エ
ポキシの付着力を強化するために使用され得る。
【0024】Al−NのCTEは約4.6ppm/℃で
あり、放熱器のAlのCTEは約23.6ppm/℃で
あるので、19ppm/℃のCTEの差を生じる。セラ
ミックの上面は比較的滑らかな表面であり、パッケージ
と放熱器との間のエポキシの層間剥離またはクラック
が、チップからの熱伝達の重大な低下を生じる。一般的
な業界試験では、ヒート・シンクを接着した部品を、0
℃乃至100℃のサイクルに1500サイクル、−25
℃乃至125℃のサイクルに400サイクル、及び−4
0℃乃至140℃のサイクルに300サイクルの熱サイ
クルに晒すか、130℃に1000時間連続して晒す。
本出願人は、可撓性エポキシ(例えばAblestic Laborat
oriesから販売されるABLEBOND(商標)P1-8971、及びAI
Technologies社から販売されるPrima-Bond EG7655)
が、この試験の熱サイクル要求を満たすことを発見し
た。
あり、放熱器のAlのCTEは約23.6ppm/℃で
あるので、19ppm/℃のCTEの差を生じる。セラ
ミックの上面は比較的滑らかな表面であり、パッケージ
と放熱器との間のエポキシの層間剥離またはクラック
が、チップからの熱伝達の重大な低下を生じる。一般的
な業界試験では、ヒート・シンクを接着した部品を、0
℃乃至100℃のサイクルに1500サイクル、−25
℃乃至125℃のサイクルに400サイクル、及び−4
0℃乃至140℃のサイクルに300サイクルの熱サイ
クルに晒すか、130℃に1000時間連続して晒す。
本出願人は、可撓性エポキシ(例えばAblestic Laborat
oriesから販売されるABLEBOND(商標)P1-8971、及びAI
Technologies社から販売されるPrima-Bond EG7655)
が、この試験の熱サイクル要求を満たすことを発見し
た。
【0025】代わりに、キャップ102がカプセル材
(エポキシ被覆材)により置換され、ワイヤー・ボンド
・チップを保護してもよい。エポキシはチップ及びワイ
ヤー・ボンドをちょうど覆うように設けられてもよい
し、モジュールが実装される回路ボードに延びるように
設けられてもよい。また、ガラス繊維−エポキシなどの
有機材料、または銅及びポリイミド箔の積層が、上半分
のセラミック100に代用され得る。
(エポキシ被覆材)により置換され、ワイヤー・ボンド
・チップを保護してもよい。エポキシはチップ及びワイ
ヤー・ボンドをちょうど覆うように設けられてもよい
し、モジュールが実装される回路ボードに延びるように
設けられてもよい。また、ガラス繊維−エポキシなどの
有機材料、または銅及びポリイミド箔の積層が、上半分
のセラミック100に代用され得る。
【0026】図2は、セラミック・カバーを有さない別
のCQFP148を示す。半導体フリップ・チップ・ダ
イ150の活性表面(底面)は、チップ上の導電性コン
タクトから、キャリア上の導電性コンタクトに延びる結
合部154の周囲列または領域アレイにより、単層矩形
セラミック・チップ・キャリア152に取り付けられ
る。
のCQFP148を示す。半導体フリップ・チップ・ダ
イ150の活性表面(底面)は、チップ上の導電性コン
タクトから、キャリア上の導電性コンタクトに延びる結
合部154の周囲列または領域アレイにより、単層矩形
セラミック・チップ・キャリア152に取り付けられ
る。
【0027】結合部はC4結合部または共融はんだであ
ったり、または高融点の導電性粒子(例えば銀若しくは
銅、または銀被覆された粒子)、または過渡液相TLP
(transient liquid phase)系粒子により満たされた熱
可塑性接着剤などの、導電性接着剤(ECA)の結合部
であったりする。通常、チップはポリイミドまたはガラ
スの層により不動態化され、配線層の小さなアルミ・パ
ッドが露出する窓を有する。次に窓が、クロム、銅、及
びアルミニウムの層からなる、より大きな表面パッドに
より覆われる。C4では、パッドが高温はんだ(Pb及
び3%乃至15%のSn、より好適には3%乃至10%
のSn)の半球体により覆われる。これははんだペース
トの乾式付着若しくは電解めっき、またはスクリーニン
グ、及びリフローにより、または液状はんだ注入によ
り、達成される。C4バンプを有するチップは、C4プ
ロセスにより、セラミック・キャリア基板上の銅パッド
に直接結合され得る。代わりに、C4バンプが、C4バ
ンプまたはキャリア・パッド上に付着される共融はんだ
により、有機物を被覆されたキャリア基板上のパッドに
結合されてもよい。或いは、チップ上または有機物を被
覆された基板上のパッドが、共融はんだ(例えばPb及
び35%乃至85%のSn、より好適には約70%のS
n)により形成されたバンプを持ってもよい。
ったり、または高融点の導電性粒子(例えば銀若しくは
銅、または銀被覆された粒子)、または過渡液相TLP
(transient liquid phase)系粒子により満たされた熱
可塑性接着剤などの、導電性接着剤(ECA)の結合部
であったりする。通常、チップはポリイミドまたはガラ
スの層により不動態化され、配線層の小さなアルミ・パ
ッドが露出する窓を有する。次に窓が、クロム、銅、及
びアルミニウムの層からなる、より大きな表面パッドに
より覆われる。C4では、パッドが高温はんだ(Pb及
び3%乃至15%のSn、より好適には3%乃至10%
のSn)の半球体により覆われる。これははんだペース
トの乾式付着若しくは電解めっき、またはスクリーニン
グ、及びリフローにより、または液状はんだ注入によ
り、達成される。C4バンプを有するチップは、C4プ
ロセスにより、セラミック・キャリア基板上の銅パッド
に直接結合され得る。代わりに、C4バンプが、C4バ
ンプまたはキャリア・パッド上に付着される共融はんだ
により、有機物を被覆されたキャリア基板上のパッドに
結合されてもよい。或いは、チップ上または有機物を被
覆された基板上のパッドが、共融はんだ(例えばPb及
び35%乃至85%のSn、より好適には約70%のS
n)により形成されたバンプを持ってもよい。
【0028】TLP系粒子は、反応金属を被覆した貴金
属ベースの粒子、または貴金属を被覆した反応金属ベー
スである。一般的なはんだ系内の金属は、TLP系を形
成するために使用され得る。TLPでは、材料が加熱さ
れるときに、被覆合金がベースの一部と共に溶融状態の
共融被覆を形成し、これが粒子を結合するように、被覆
金属の量がベース金属に関して制限される。しかしなが
ら、一定温度でも、ベースは被覆内に溶解し続けるの
で、金属合金の割合が、被覆が再固化するまで変化す
る。或いは、チップ・バンプが、メッキ、はんだ注入、
またはデカルからの転写により付着される共融はんだバ
ンプにより、キャリア上のコンタクトに付着され得る。
属ベースの粒子、または貴金属を被覆した反応金属ベー
スである。一般的なはんだ系内の金属は、TLP系を形
成するために使用され得る。TLPでは、材料が加熱さ
れるときに、被覆合金がベースの一部と共に溶融状態の
共融被覆を形成し、これが粒子を結合するように、被覆
金属の量がベース金属に関して制限される。しかしなが
ら、一定温度でも、ベースは被覆内に溶解し続けるの
で、金属合金の割合が、被覆が再固化するまで変化す
る。或いは、チップ・バンプが、メッキ、はんだ注入、
またはデカルからの転写により付着される共融はんだバ
ンプにより、キャリア上のコンタクトに付着され得る。
【0029】ガル(gull)・ウィング・リード156な
どのリードは、(QFP)部品の2つ以上の、好適には
4つの全てのエッジに沿う銅パッド158の周囲列にク
リップされ、基板159へ表面実装はんだ接続される。
代わりに、リードの下端がモジュールの下でJ字形に屈
曲するか、I字形にまっすぐ下方に延びてもよい。リー
ドは、例えばPb/Sn重量比が37%/63%のはん
だにより、基板159上の金属(銅など)のパッド17
0に接続される。基板159はアルミナまたはベリリウ
ムなどのセラミックである。代わりに、基板がガラス繊
維充填エポキシなどの硬質の有機基板、またはポリイミ
ド膜を被覆されたコバール若しくはインバ、または銅−
インバ−銅などの金属被覆基板、或いは銅及びポリイミ
ドの積層などの可撓性回路ボード基板であってもよい。
チップ接続結合部154はエポキシ160によりカプセ
ル封じされ、好適には、リード・チップ接続がエポキシ
162によりカプセル封じされる。好適には、エポキシ
被覆164は、上部層セラミック回路を保護するよう
に、(チップの上面と同一のレベルの共形被覆を与える
ように)付着される。(陽極酸化されるアルミニウム
の)放熱器165が、可撓性エポキシ接着剤166、ま
たはより好適にはシリコン接着剤を用いて、チップ15
0の背面に付着される。チップよりもかなり大きなフッ
トプリントを有する放熱器に対しては、更に168にお
いて、通常のエポキシまたは好適には可撓性エポキシに
より、放熱器を共形被覆に接着することにより、改良さ
れた機械強度が獲得され得る。シリコン接着剤をエポキ
シによりカプセル封じすることにより、後続の再加工の
間における回路ボードの汚染を軽減することができる。
どのリードは、(QFP)部品の2つ以上の、好適には
4つの全てのエッジに沿う銅パッド158の周囲列にク
リップされ、基板159へ表面実装はんだ接続される。
代わりに、リードの下端がモジュールの下でJ字形に屈
曲するか、I字形にまっすぐ下方に延びてもよい。リー
ドは、例えばPb/Sn重量比が37%/63%のはん
だにより、基板159上の金属(銅など)のパッド17
0に接続される。基板159はアルミナまたはベリリウ
ムなどのセラミックである。代わりに、基板がガラス繊
維充填エポキシなどの硬質の有機基板、またはポリイミ
ド膜を被覆されたコバール若しくはインバ、または銅−
インバ−銅などの金属被覆基板、或いは銅及びポリイミ
ドの積層などの可撓性回路ボード基板であってもよい。
チップ接続結合部154はエポキシ160によりカプセ
ル封じされ、好適には、リード・チップ接続がエポキシ
162によりカプセル封じされる。好適には、エポキシ
被覆164は、上部層セラミック回路を保護するよう
に、(チップの上面と同一のレベルの共形被覆を与える
ように)付着される。(陽極酸化されるアルミニウム
の)放熱器165が、可撓性エポキシ接着剤166、ま
たはより好適にはシリコン接着剤を用いて、チップ15
0の背面に付着される。チップよりもかなり大きなフッ
トプリントを有する放熱器に対しては、更に168にお
いて、通常のエポキシまたは好適には可撓性エポキシに
より、放熱器を共形被覆に接着することにより、改良さ
れた機械強度が獲得され得る。シリコン接着剤をエポキ
シによりカプセル封じすることにより、後続の再加工の
間における回路ボードの汚染を軽減することができる。
【0030】Si金属のCTEは約2.6ppm/℃で
あり、放熱器のAlのCTEは約23.6ppm/℃で
あるので、これらの間に21ppm/℃のCTEの差が
生じる。チップの背面は非常に滑らかであり、弱い機械
接着力を招くので、チップと放熱器との間のエポキシの
層間剥離が、チップからの熱伝達の重大な低下を招い
て、チップ温度の過度な上昇及び故障を生じ得る。
あり、放熱器のAlのCTEは約23.6ppm/℃で
あるので、これらの間に21ppm/℃のCTEの差が
生じる。チップの背面は非常に滑らかであり、弱い機械
接着力を招くので、チップと放熱器との間のエポキシの
層間剥離が、チップからの熱伝達の重大な低下を招い
て、チップ温度の過度な上昇及び故障を生じ得る。
【0031】図3は、CPGA(セラミック・ピン・グ
リッド・アレイ)モジュール200を示す。半導体フリ
ップ・チップ・ダイ202の活性表面(底面)が、結合
部206の周囲列または領域アレイにより、矩形のセラ
ミック・チップ・キャリア204(単層または多層)に
付着される。代わりに、基板214が有機物または有機
物を被覆した金属であってもよい。ピン208のマトリ
ックスは、基板214(例えば、ガラス繊維エポキシま
たは銅−ポリイミド膜の可撓性ラミネート)を貫通して
延びるPTH(めっきスルー・ホール)の両端の銅パッ
ド212に、流動はんだ付け210される。結合部20
6はエポキシ220によりカプセル封じされ、放熱器2
24が可撓性エポキシまたは、より好適にはシリコンの
接着剤226を用いて、チップ202の背面に付着され
る。
リッド・アレイ)モジュール200を示す。半導体フリ
ップ・チップ・ダイ202の活性表面(底面)が、結合
部206の周囲列または領域アレイにより、矩形のセラ
ミック・チップ・キャリア204(単層または多層)に
付着される。代わりに、基板214が有機物または有機
物を被覆した金属であってもよい。ピン208のマトリ
ックスは、基板214(例えば、ガラス繊維エポキシま
たは銅−ポリイミド膜の可撓性ラミネート)を貫通して
延びるPTH(めっきスルー・ホール)の両端の銅パッ
ド212に、流動はんだ付け210される。結合部20
6はエポキシ220によりカプセル封じされ、放熱器2
24が可撓性エポキシまたは、より好適にはシリコンの
接着剤226を用いて、チップ202の背面に付着され
る。
【0032】図4は、図3のCPGAに類似するBGA
(ボール・グリッド・アレイ)モジュール240を示
す。基板242はセラミック(CBGA)またはプラス
チック(PBGA)であり、図示のように単層または多
層である。再度、可撓性エポキシまたはより好適にはシ
リコンの接着剤244が、ヒート・シンク246をフリ
ップ・チップ248に付着するために使用される。この
場合、ヒート・シンクはチップよりも多少大きいだけの
場合を想定しており、付着される接着剤がヒート・シン
クと共形の被覆との間に、広く延びない。
(ボール・グリッド・アレイ)モジュール240を示
す。基板242はセラミック(CBGA)またはプラス
チック(PBGA)であり、図示のように単層または多
層である。再度、可撓性エポキシまたはより好適にはシ
リコンの接着剤244が、ヒート・シンク246をフリ
ップ・チップ248に付着するために使用される。この
場合、ヒート・シンクはチップよりも多少大きいだけの
場合を想定しており、付着される接着剤がヒート・シン
クと共形の被覆との間に、広く延びない。
【0033】図5はTBGAモジュール250を示す。
フリップ・チップ252の底面(活性表面)が、可撓性
チップ・キャリア基板256の銅パッド254に付着さ
れる。基板は1つ以上のパターニングされた銅膜及びポ
リイミド膜の積層体である。銅がポリイミド上に乾式付
着され、フォトリソグラフィによりパターニングされる
か、またはパターニングされた銅箔が、乾式ポリイミド
膜に積層され得る。結合部259はC4プロセスによ
り、若しくはパッドに共融はんだ付けされるC4バンプ
により、またはC4バンプを金パッドへ熱圧縮結合する
ことにより、或いはレーザ溶接若しくはSATT(はん
だ付けテープ技術)により、形成される。ニッケル(N
i)めっきを施したAl、または好適にはCuなどの矩
形の金属フレーム262が、可撓性基板に接着剤264
(好適にはエポキシ)により付着される。放熱器270
は、接着剤272(好適にはエポキシ)により金属フレ
ーム262に付着される平坦な板であり、フリップ・チ
ップ252に可撓性エポキシまたはより好適にはシリコ
ンの接着剤274により付着される。放熱器270は、
陽極酸化により処理されるか、或いはクロムを被覆した
Alであったり、より好適には、Niを被覆したクロム
酸塩の転化(chromate conversion)により処理される
Cuである。ニッケル被覆が無電解めっきまたは電解め
っきにより、純銅上に形成されてもよい。
フリップ・チップ252の底面(活性表面)が、可撓性
チップ・キャリア基板256の銅パッド254に付着さ
れる。基板は1つ以上のパターニングされた銅膜及びポ
リイミド膜の積層体である。銅がポリイミド上に乾式付
着され、フォトリソグラフィによりパターニングされる
か、またはパターニングされた銅箔が、乾式ポリイミド
膜に積層され得る。結合部259はC4プロセスによ
り、若しくはパッドに共融はんだ付けされるC4バンプ
により、またはC4バンプを金パッドへ熱圧縮結合する
ことにより、或いはレーザ溶接若しくはSATT(はん
だ付けテープ技術)により、形成される。ニッケル(N
i)めっきを施したAl、または好適にはCuなどの矩
形の金属フレーム262が、可撓性基板に接着剤264
(好適にはエポキシ)により付着される。放熱器270
は、接着剤272(好適にはエポキシ)により金属フレ
ーム262に付着される平坦な板であり、フリップ・チ
ップ252に可撓性エポキシまたはより好適にはシリコ
ンの接着剤274により付着される。放熱器270は、
陽極酸化により処理されるか、或いはクロムを被覆した
Alであったり、より好適には、Niを被覆したクロム
酸塩の転化(chromate conversion)により処理される
Cuである。ニッケル被覆が無電解めっきまたは電解め
っきにより、純銅上に形成されてもよい。
【0034】可撓性エポキシまたはシリコン接着剤をニ
ッケルに付着することは、困難である。この接着のため
に、ニッケルを処理するプロセスが開発された。ニッケ
ル被覆をイソプロピル・アルコール内で超音波洗浄し、
高温の脱イオン水によりすすぎ、高温の過酸化水素(4
0℃乃至100℃、好適には約70℃乃至85℃の30
%の溶液)に1分乃至10分間晒すことにより、ニッケ
ル被覆をぬれ性にする。続いて脱イオン水によりすす
ぎ、即時にカップリング剤(例えば1%乃至5%、好適
には2%の溶液内のエポキシ・シランまたはアミノ・シ
ラン)に1分乃至2分間晒すことにより、接着性を改良
する。次にカップリング剤が60℃乃至90℃で45分
乃至90分間硬化され、ヒート・シンクが再度イソプロ
ピル・アルコール内で洗浄され、脱イオン水内ですすが
れる。
ッケルに付着することは、困難である。この接着のため
に、ニッケルを処理するプロセスが開発された。ニッケ
ル被覆をイソプロピル・アルコール内で超音波洗浄し、
高温の脱イオン水によりすすぎ、高温の過酸化水素(4
0℃乃至100℃、好適には約70℃乃至85℃の30
%の溶液)に1分乃至10分間晒すことにより、ニッケ
ル被覆をぬれ性にする。続いて脱イオン水によりすす
ぎ、即時にカップリング剤(例えば1%乃至5%、好適
には2%の溶液内のエポキシ・シランまたはアミノ・シ
ラン)に1分乃至2分間晒すことにより、接着性を改良
する。次にカップリング剤が60℃乃至90℃で45分
乃至90分間硬化され、ヒート・シンクが再度イソプロ
ピル・アルコール内で洗浄され、脱イオン水内ですすが
れる。
【0035】TBGAモジュール250は、はんだペー
スト(好適にはPb/Sn比が37%/63%)を銅パ
ッド282上に付着し、はんだボール259がペースト
上に乗るようにモジュール250を基板上に配置し、ペ
ーストが融解して、はんだ接続284を形成するまで、
結果の構造を加熱することにより、基板280(上述の
ガラス繊維エポキシまたは可撓性ラミネートなど)に付
着される。或いは、はんだボール259及びはんだ28
4が、熱可塑物質または熱硬化物質286によりカプセ
ル封じされたECAにより置換され、これが熱及び圧力
によりパッド282に付着されてもよい。
スト(好適にはPb/Sn比が37%/63%)を銅パ
ッド282上に付着し、はんだボール259がペースト
上に乗るようにモジュール250を基板上に配置し、ペ
ーストが融解して、はんだ接続284を形成するまで、
結果の構造を加熱することにより、基板280(上述の
ガラス繊維エポキシまたは可撓性ラミネートなど)に付
着される。或いは、はんだボール259及びはんだ28
4が、熱可塑物質または熱硬化物質286によりカプセ
ル封じされたECAにより置換され、これが熱及び圧力
によりパッド282に付着されてもよい。
【0036】Si金属のCTEは約2.6ppm/℃で
あり、放熱器のCuのCTEは約17ppm/℃である
ので、これらの間に14.4ppm/℃のCTEの差が
生じる。再度、チップの背面は非常に滑らかであり、弱
い機械接着力を生じ、チップと放熱器との間のエポキシ
の層間剥離またはクラックが、チップからの熱伝達の重
大な低下を招き、チップ温度を多大に上昇させる。この
構造が130℃に1000時間保存され、続いて0℃乃
至100℃のサイクルを1500サイクル、次に−25
℃乃至125℃のサイクルを400サイクル、更に−4
0℃乃至140℃のサイクルを300サイクルの熱サイ
クルに晒され、これらの材料間の結合の信頼性をテスト
するとき、一般のエポキシは早期に障害を来す(層間剥
離を生じる)。本出願人は、適切な処理により、シリコ
ンとニッケルめっき銅との間の、シリコン接着剤(例え
ばTC3280G)または可撓性エポキシ接着剤(例え
ばABLEBOND8971及びEG7655)の結合が、このテストの熱
サイクル要求に確実に適合することを発見した。
あり、放熱器のCuのCTEは約17ppm/℃である
ので、これらの間に14.4ppm/℃のCTEの差が
生じる。再度、チップの背面は非常に滑らかであり、弱
い機械接着力を生じ、チップと放熱器との間のエポキシ
の層間剥離またはクラックが、チップからの熱伝達の重
大な低下を招き、チップ温度を多大に上昇させる。この
構造が130℃に1000時間保存され、続いて0℃乃
至100℃のサイクルを1500サイクル、次に−25
℃乃至125℃のサイクルを400サイクル、更に−4
0℃乃至140℃のサイクルを300サイクルの熱サイ
クルに晒され、これらの材料間の結合の信頼性をテスト
するとき、一般のエポキシは早期に障害を来す(層間剥
離を生じる)。本出願人は、適切な処理により、シリコ
ンとニッケルめっき銅との間の、シリコン接着剤(例え
ばTC3280G)または可撓性エポキシ接着剤(例え
ばABLEBOND8971及びEG7655)の結合が、このテストの熱
サイクル要求に確実に適合することを発見した。
【0037】図6は、直接チップ取り付けモジュール
(DCAM)300を示す。フリップ・チップ302
は、多層ガラス繊維エポキシ基板304に取り付けられ
る。(HASL、チップ上はんだ、はんだ注入、または
ステンレス鋼デカルからの転写により)共融はんだ30
6が付着され、チップ底面上の高温はんだバンプ308
(例えば95%/5%のPb/Sn合金)と、基板の上
面の銅パッド310とを接続する。
(DCAM)300を示す。フリップ・チップ302
は、多層ガラス繊維エポキシ基板304に取り付けられ
る。(HASL、チップ上はんだ、はんだ注入、または
ステンレス鋼デカルからの転写により)共融はんだ30
6が付着され、チップ底面上の高温はんだバンプ308
(例えば95%/5%のPb/Sn合金)と、基板の上
面の銅パッド310とを接続する。
【0038】キャリア基板304上の銅パッド312
は、相互接続基板(図2及び図5の有機回路ボード)上
の銅パッドに接続するように位置決めされる。リフロー
はんだ付けのために、はんだ314が銅パッド312上
に提供され得る。或いは、はんだが回路ボードのパッド
上に提供され得る。放熱器320は、可撓性エポキシま
たはより好適にはシリコンの接着剤322を用いて、フ
リップ・チップ302の背面に付着される。フリップ・
チップの境界をかなり越えて延びる放熱器に対しては、
改良された機械強度が獲得され得る。これはエポキシ接
着剤、シリコン接着剤、またはより好適には可撓性エポ
キシを用いて、放熱器と基板304との間をカプセル封
じする(324で示される)ことにより達成される。
は、相互接続基板(図2及び図5の有機回路ボード)上
の銅パッドに接続するように位置決めされる。リフロー
はんだ付けのために、はんだ314が銅パッド312上
に提供され得る。或いは、はんだが回路ボードのパッド
上に提供され得る。放熱器320は、可撓性エポキシま
たはより好適にはシリコンの接着剤322を用いて、フ
リップ・チップ302の背面に付着される。フリップ・
チップの境界をかなり越えて延びる放熱器に対しては、
改良された機械強度が獲得され得る。これはエポキシ接
着剤、シリコン接着剤、またはより好適には可撓性エポ
キシを用いて、放熱器と基板304との間をカプセル封
じする(324で示される)ことにより達成される。
【0039】図7は、本発明の情報処理システム350
のコンピュータ・ネットワークの実施例を示す。コンピ
ュータ・システム352及び354は、光または電気信
号ケーブル356により、ネットワーク接続される。コ
ンピュータ・システム352及び354は、CPU(中
央プロセッサ・ユニット)モジュール358、360、
及びメモリ・モジュール362、364をそれぞれ有す
る。これらのモジュールは、シリコン接着剤366乃至
372によりヒート・シンクに付着され、高電力での動
作を可能にすることにより、情報処理システム全体の性
能を向上する。各コンピュータ・システム内のモジュー
ルは、1つ以上の電気相互接続構造374、376に取
り付けられる。相互接続構造は、バッテリ、変圧器など
の電源378、380、または電源コードに電気的に接
続され、更にディスク・ドライブなどの他のコンピュー
タ装置382や、他の相互接続構造にも接続され得る。
1つ以上の光または電気ケーブル384またはケーブル
・コネクタが、相互接続構造に接続され、キーボード、
マウス、CRT、モデム、センサ、モータなどのコンピ
ュータ周辺装置386との間の、データの入出力を提供
する。
のコンピュータ・ネットワークの実施例を示す。コンピ
ュータ・システム352及び354は、光または電気信
号ケーブル356により、ネットワーク接続される。コ
ンピュータ・システム352及び354は、CPU(中
央プロセッサ・ユニット)モジュール358、360、
及びメモリ・モジュール362、364をそれぞれ有す
る。これらのモジュールは、シリコン接着剤366乃至
372によりヒート・シンクに付着され、高電力での動
作を可能にすることにより、情報処理システム全体の性
能を向上する。各コンピュータ・システム内のモジュー
ルは、1つ以上の電気相互接続構造374、376に取
り付けられる。相互接続構造は、バッテリ、変圧器など
の電源378、380、または電源コードに電気的に接
続され、更にディスク・ドライブなどの他のコンピュー
タ装置382や、他の相互接続構造にも接続され得る。
1つ以上の光または電気ケーブル384またはケーブル
・コネクタが、相互接続構造に接続され、キーボード、
マウス、CRT、モデム、センサ、モータなどのコンピ
ュータ周辺装置386との間の、データの入出力を提供
する。
【0040】モジュール362及び386は、同一のア
ルミニウムまたは銅のヒート・シンクを共用する。シリ
コン接着剤の高いコンプライアンスは、エポキシ回路ボ
ード374と、アルミニウムまたは銅のヒート・シンク
板388とのCTEの実質的な差に関係無しに、複数の
部品がヒート・シンクを共用することを可能にする。
ルミニウムまたは銅のヒート・シンクを共用する。シリ
コン接着剤の高いコンプライアンスは、エポキシ回路ボ
ード374と、アルミニウムまたは銅のヒート・シンク
板388とのCTEの実質的な差に関係無しに、複数の
部品がヒート・シンクを共用することを可能にする。
【0041】図8は、単層セラミック・キャリア基板4
04にクリップ留めされるJリード402を有する表面
実装部品400を示す。ワイヤー・ボンド・チップ40
6が基板404の下面408に、シリコンまたは可撓性
エポキシの接着剤410により機械的に結合される。ワ
イヤー・ボンド・チップ406は、ワイヤー・ボンド・
ワイヤー412により、キャリア基板に電気的に接続さ
れる。ワイヤー・ボンド・ワイヤー412は、チップ上
のワイヤー・ボンド・パッド414と、キャリア基板の
下面上の配線層の一部であるワイヤー・ボンド・パッド
416との間に延びる。Jリードははんだ420によ
り、配線層のパッド418に接続される。
04にクリップ留めされるJリード402を有する表面
実装部品400を示す。ワイヤー・ボンド・チップ40
6が基板404の下面408に、シリコンまたは可撓性
エポキシの接着剤410により機械的に結合される。ワ
イヤー・ボンド・チップ406は、ワイヤー・ボンド・
ワイヤー412により、キャリア基板に電気的に接続さ
れる。ワイヤー・ボンド・ワイヤー412は、チップ上
のワイヤー・ボンド・パッド414と、キャリア基板の
下面上の配線層の一部であるワイヤー・ボンド・パッド
416との間に延びる。Jリードははんだ420によ
り、配線層のパッド418に接続される。
【0042】表面実装部品400は、アルミニウムのグ
ラウンド及び遮蔽板424を含む回路ボード422に付
着され、遮蔽板424は、銀または銅の粒子を充填され
たシリコン・ゴムまたは可撓性エポキシの導電性接着剤
416により、硬質の有機回路ボード428に結合され
る。導電性のバイア430が、回路ボードの上部配線層
と下部配線層との間に接続される。
ラウンド及び遮蔽板424を含む回路ボード422に付
着され、遮蔽板424は、銀または銅の粒子を充填され
たシリコン・ゴムまたは可撓性エポキシの導電性接着剤
416により、硬質の有機回路ボード428に結合され
る。導電性のバイア430が、回路ボードの上部配線層
と下部配線層との間に接続される。
【0043】ヒート・シンク440が、シリコンまたは
可撓性エポキシの接着剤444により、キャリア基板の
セラミックの上面442に接続される。
可撓性エポキシの接着剤444により、キャリア基板の
セラミックの上面442に接続される。
【0044】図9は、図4のヒート・シンク246の上
面図であり、ピン400のアレイが示される。ピンはフ
ィン・タイプのヒート・シンクを押出成形し、フィンを
横断して機械切断することにより形成され得る。或い
は、ピンが成形または鋳造により形成されてもよい。図
10は、図8のヒート・シンク440の上面図であり、
フィン・タイプのヒート・シンクの実施例を示す。フィ
ン452がアルミニウムまたは銅の厚い板から機械切断
されるか、アルミニウムまたは銅により押出成形または
成形される。
面図であり、ピン400のアレイが示される。ピンはフ
ィン・タイプのヒート・シンクを押出成形し、フィンを
横断して機械切断することにより形成され得る。或い
は、ピンが成形または鋳造により形成されてもよい。図
10は、図8のヒート・シンク440の上面図であり、
フィン・タイプのヒート・シンクの実施例を示す。フィ
ン452がアルミニウムまたは銅の厚い板から機械切断
されるか、アルミニウムまたは銅により押出成形または
成形される。
【0045】図11は、TBGAモジュールの別の実施
例を示す。この特定の実施例では、フリップ・チップ4
60が可撓性回路ボード462の下面に接続される。銅
またはアルミニウムのフレーム464が、粘着性のエポ
キシ・テープなどの接着剤466により、可撓性回路ボ
ードに積層される。ヒート・シンク468が接着剤47
0により、フレームに結合される。熱伝導粒子を充填さ
れたシリコン接着剤などの、ポッティング材料472
が、ヒート・シンク468と、フリップ・チップと反対
側の可撓性回路ボード面474との間に延びる。
例を示す。この特定の実施例では、フリップ・チップ4
60が可撓性回路ボード462の下面に接続される。銅
またはアルミニウムのフレーム464が、粘着性のエポ
キシ・テープなどの接着剤466により、可撓性回路ボ
ードに積層される。ヒート・シンク468が接着剤47
0により、フレームに結合される。熱伝導粒子を充填さ
れたシリコン接着剤などの、ポッティング材料472
が、ヒート・シンク468と、フリップ・チップと反対
側の可撓性回路ボード面474との間に延びる。
【0046】ヒート・シンク468は、板の中心面に沿
って複数の平行なスルー・ホールを有する厚い板であ
り、これらが板を通じて空気の循環を可能にする。スル
ー・ホールは全て同一の方向に延びるか、複数のホール
が2つの垂直方向の各々に延び得る。スルー・ホールは
穴開け若しくは成形、または押出成形により形成され得
る。
って複数の平行なスルー・ホールを有する厚い板であ
り、これらが板を通じて空気の循環を可能にする。スル
ー・ホールは全て同一の方向に延びるか、複数のホール
が2つの垂直方向の各々に延び得る。スルー・ホールは
穴開け若しくは成形、または押出成形により形成され得
る。
【0047】図12は、可撓性回路ボード500が、乾
式接着膜などの接着剤504を用いて、れんが状の放熱
器502に直接積層される別のTBGAモジュールを示
す。放熱器はインベストメント鋳造、成形、または押出
成形により生成され得る。ワイヤー・ボンド・チップ5
06が、可撓性エポキシまたはシリコン・ゴムの接着剤
508により、ヒート・シンクに接着される。
式接着膜などの接着剤504を用いて、れんが状の放熱
器502に直接積層される別のTBGAモジュールを示
す。放熱器はインベストメント鋳造、成形、または押出
成形により生成され得る。ワイヤー・ボンド・チップ5
06が、可撓性エポキシまたはシリコン・ゴムの接着剤
508により、ヒート・シンクに接着される。
【0048】図13は、可撓性回路ボード520がベー
ス522の周囲に積層された、複数チップ・モジュール
を示す。可撓性回路ボード520は1つの配線ボードを
含み、ボードの両側はモジュール接続パッド用の窓を含
む有機膜により覆われる。可撓性回路ボードの露出した
モジュール・パッド524は、硬質のまたは可撓性の有
機回路ボードの表面528上のコンタクト・パッド52
6にはんだ付けされる。好適には、チップ・モジュール
はバイシンメトリックであり、モジュール・パッドは、
共通の四角い平坦なパックと同一のパターンのコンタク
ト・パッドに接続する。放熱器540は熱伝導接着剤5
42により、チップ・モジュールに熱結合される。放熱
器は回路ボードの表面528に取り付けられた他のモジ
ュール(図示せず)にも延びる。この構成では、シリコ
ン接着剤が好適である。なぜなら、ヒート・シンクのC
TEが、有機回路ボードのCTEに一致しないからであ
る。フリップ・チップ544及び546は、はんだ付け
された結合体570の温熱ひずみを低減するために、エ
ポキシ568によりカプセル封じされる。
ス522の周囲に積層された、複数チップ・モジュール
を示す。可撓性回路ボード520は1つの配線ボードを
含み、ボードの両側はモジュール接続パッド用の窓を含
む有機膜により覆われる。可撓性回路ボードの露出した
モジュール・パッド524は、硬質のまたは可撓性の有
機回路ボードの表面528上のコンタクト・パッド52
6にはんだ付けされる。好適には、チップ・モジュール
はバイシンメトリックであり、モジュール・パッドは、
共通の四角い平坦なパックと同一のパターンのコンタク
ト・パッドに接続する。放熱器540は熱伝導接着剤5
42により、チップ・モジュールに熱結合される。放熱
器は回路ボードの表面528に取り付けられた他のモジ
ュール(図示せず)にも延びる。この構成では、シリコ
ン接着剤が好適である。なぜなら、ヒート・シンクのC
TEが、有機回路ボードのCTEに一致しないからであ
る。フリップ・チップ544及び546は、はんだ付け
された結合体570の温熱ひずみを低減するために、エ
ポキシ568によりカプセル封じされる。
【0049】図14は、本発明の情報処理システムの別
の実施例を示し、そこでは放熱器が可撓性エポキシ及び
シリコン・ゴムを用いて、セラミック面及び半導体面に
結合される。この実施例では、エンクロージャ600が
垂直方向の回路ボード602、603、及び水平方向の
マザー・ボード604を含む。この情報処理システムは
回路ボード604上に、CPUを定義するモジュール6
06、RAMモジュール607、ROMモジュール60
8、及びI/Oプロセッサ・モジュール609を含む。
代わりに、1つ以上のこうしたモジュールが、他の回路
ボード602、603上に配置されてもよい。バス61
0は、情報処理システムの全ての回路ボードを接続す
る。電源612はDC電力をマザー・ボードに供給し、
マザー・ボードがバス610を通じて、他のボードに電
力を供給する。この時点で、当業者には、図示のモジュ
ールにおける本発明の潜在的な使用が理解できよう。
の実施例を示し、そこでは放熱器が可撓性エポキシ及び
シリコン・ゴムを用いて、セラミック面及び半導体面に
結合される。この実施例では、エンクロージャ600が
垂直方向の回路ボード602、603、及び水平方向の
マザー・ボード604を含む。この情報処理システムは
回路ボード604上に、CPUを定義するモジュール6
06、RAMモジュール607、ROMモジュール60
8、及びI/Oプロセッサ・モジュール609を含む。
代わりに、1つ以上のこうしたモジュールが、他の回路
ボード602、603上に配置されてもよい。バス61
0は、情報処理システムの全ての回路ボードを接続す
る。電源612はDC電力をマザー・ボードに供給し、
マザー・ボードがバス610を通じて、他のボードに電
力を供給する。この時点で、当業者には、図示のモジュ
ールにおける本発明の潜在的な使用が理解できよう。
【0050】モジュール620は、共融はんだ結合部6
24により回路ボード602に接続されるセラミック、
または好適には有機配線基板622を含む。穴の開いた
ヒート・シンク626が、シリコン接着剤630によ
り、カプセル封じされたフリップ・チップ628に結合
される。ピン・タイプのヒート・シンク640が、可撓
性エポキシ644により、カプセル封じされたフリップ
・チップ642に結合される。セラミック・カラム・グ
リッド・アレイ(CCGA)・モジュール660は、底
面パッドを有するセラミック基板662を含み、その底
面パッドには共融はんだにより、高融点はんだ柱664
が溶接またははんだ付けされる。カプセル封じされたフ
リップ・チップ666が共形被覆により包囲され、シリ
コン・ゴム接着剤層668が、フリップ・チップ666
とヒート・シンク670とを結合する。
24により回路ボード602に接続されるセラミック、
または好適には有機配線基板622を含む。穴の開いた
ヒート・シンク626が、シリコン接着剤630によ
り、カプセル封じされたフリップ・チップ628に結合
される。ピン・タイプのヒート・シンク640が、可撓
性エポキシ644により、カプセル封じされたフリップ
・チップ642に結合される。セラミック・カラム・グ
リッド・アレイ(CCGA)・モジュール660は、底
面パッドを有するセラミック基板662を含み、その底
面パッドには共融はんだにより、高融点はんだ柱664
が溶接またははんだ付けされる。カプセル封じされたフ
リップ・チップ666が共形被覆により包囲され、シリ
コン・ゴム接着剤層668が、フリップ・チップ666
とヒート・シンク670とを結合する。
【0051】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【0052】(1)チップ・キャリア・モジュールを生
成する方法であって、配線面を提供するステップと、半
導体チップの第1の面を、接続パターンを有する上記配
線面に電気的に接続するステップと、上記半導体チップ
と、それぞれの上記電気接続パターンの周囲の配線面と
の間を、有機材料によりカプセル封じするステップと、
完全に硬化されていないシリコン接着剤を、上記半導体
チップの第2の面と放熱器との間に付着するステップ
と、上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一緒
に押圧するステップと、加熱して、上記シリコン接着剤
を硬化するステップと、を含む、方法。 (2)上記電気接続ステップが、はんだをリフローし
て、上記フリップ・チップ上の金属パッドと上記配線面
上の金属パッドとの間に、はんだ継手を形成するステッ
プを含み、上記方法が更に、追加の半導体チップを上記
配線面に接続するステップを含み、上記シリコン接着剤
の付着ステップが、上記ヒート・シンクと上記複数の半
導体チップとの間に上記接着剤を付着するステップを含
み、上記配線面の提供ステップが、金属化セラミック基
板を生成するステップを含み、上記接着層の付着ステッ
プ、及び上記ヒート・シンク及び上記チップの押圧ステ
ップが、2ミル乃至4ミル(50.8μm乃至101.
6μm)の厚さの接着層を生成し、上記カプセル材の有
機材料がエポキシであり、上記方法が更に、上記フリッ
プ・チップの周囲の上記配線面上に、上記フリップ・チ
ップとほぼ同じレベルまで、エポキシの共形被覆を付着
するステップを含み、上記シリコン接着剤の付着ステッ
プが、上記半導体チップの周囲の、上記ヒート・シンク
と上記共形被覆との間に、上記シリコン接着剤を付着す
るステップを含み、上記方法が更に、上記シリコン接着
剤にアルミナ・セラミックの粒子を充填するステップを
含み、上記方法が更に、上記シリコン接着剤にアルミニ
ウム金属の粒子を充填するステップを含み、上記方法が
更に、1成分シリコン接着剤を選択するステップを含
み、上記方法が更に、上記ヒート・シンクとして銅合金
を選択し、上記ヒート・シンクの結合面をニッケルめっ
きするステップを含み、上記方法が更に、上記ニッケル
めっき済み結合面を過酸化水素により処理するステップ
を含み、上記過酸化水素による処理ステップが、上記過
酸化水素を60℃乃至90℃に加熱するステップを含
み、上記過酸化水素による処理ステップが、上記過酸化
水素を約75℃に加熱するステップを含み、上記方法が
更に、上記過酸化水素による処理の間または後に、上記
ニッケルめっき済み結合面をアミノ・エポキシド結合剤
により処理するステップを含み、上記方法が更に、上記
過酸化水素による処理以前に、上記ニッケルめっき済み
結合面をイソプロピル・アルコールにより処理するステ
ップを含み、上記方法が更に、上記過酸化水素による処
理の後に、上記ニッケルめっき済み結合面を脱イオン水
によりすすぐステップを含む、上記(1)記載の方法。 (3)上記電気接続ステップが、上記半導体チップ若し
くは上記配線面上、または両者上に導電性熱可塑性接着
剤を付着するステップを含み、上記接続パターンの周囲
をカプセル封じするステップが、上記導電性熱可塑性接
着剤の付着の周囲に、誘電性熱可塑性接着剤を付着する
ステップを含み、上記配線面の提供ステップが、硬質の
有機基板を提供するステップを含み、上記硬質基板の提
供ステップが、軸方向に堅い繊維を提供し、エポキシに
上記繊維を充填するステップを含み、上記軸方向に堅い
繊維の提供ステップが、ガラス繊維組織を提供するステ
ップを含み、上記シリコン接着剤の付着ステップが、上
記半導体チップの周囲の、上記ヒート・シンクと上記配
線面との間の空間に、上記シリコン接着剤を充填するス
テップを含み、上記方法が更に、上記ヒート・シンクと
して銅合金を選択するステップを含み、上記方法が更
に、上記銅ヒート・シンクの結合面をクロムにより被覆
するステップを含む、上記(1)記載の方法。 (4)上記配線面の提供ステップが、2つ以上の有機誘
電膜層により分離されて覆われ、可撓性回路ボードを形
成する、1つ以上の金属膜の配線層を提供するステップ
を含み、上記配線層を覆う誘電層が、上記配線層の導体
に接続される金属パッドを露出する窓を有し、上記方法
が更に、上記半導体チップの周囲の、上記配線面と上記
ヒート・シンクとの間の空間に、エポキシ接着剤を充填
するステップを含み、上記エポキシ接着剤として可撓性
エポキシ接着剤を選択し、上記方法が更に、上記ヒート
・シンクとしてアルミニウム合金を選択するステップを
含み、上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シ
ンクの結合面を陽極酸化するステップを含む、上記
(1)記載の方法。 (5)上記配線層の提供ステップが、金属化セラミック
配線面を提供するステップを含み、上記方法が更に、上
記ヒート・シンクとしてアルミニウム合金を選択するス
テップを含み、上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒ
ート・シンクの結合面を粗化するステップを含む、上記
(1)記載の方法。 (6)上記方法が更に、上記ヒート・シンクとしてアル
ミニウム合金を選択するステップを含み、上記方法が更
に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの結合面を、ク
ロム酸塩転化により被覆するステップを含む、上記
(1)記載の方法。 (7)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法で
あって、配線面及び付着面、並びに上記基板を貫通する
窓を有する配線基板を提供するステップと、上記付着面
と金属ヒート・シンクとの間に、第1の有機接着剤を付
着するステップと、上記放熱器及びそれぞれの上記付着
面を一緒に押圧するステップと、加熱して、上記第1の
接着剤を硬化するステップと、半導体チップの背面と上
記放熱器との間のそれぞれの上記窓の位置に、完全に硬
化されていないシリコン接着剤を付着するステップと、
上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一緒に押
圧するステップと、加熱して、上記シリコン接着剤を硬
化するステップと、上記窓位置において上記放熱器に接
着される上記半導体チップの正面のワイヤー・ボンド・
パッドと、上記窓の周囲の配線面上のワイヤー・ボンド
・パッドとの間に、ボンド・ワイヤーを接続するステッ
プと、上記ボンド・ワイヤー及び上記チップの正面を有
機材料によりカプセル封じするステップと、を含む、方
法。 (8)上記配線基板の提供ステップが、有機誘電膜によ
り覆われる1つ以上の金属膜を一緒に積層するステップ
を含み、上記第1の有機接着剤シリコン接着剤を含み、
上記第1の有機接着剤が可撓性エポキシ接着剤を含み、
上記有機材料がエポキシである、上記(7)記載の方
法。 (9)回路ボード・アセンブリを生成する方法であっ
て、電気接続パターンを有する第1の面を有する半導体
チップを提供するステップと、回路ボード基板を提供す
るステップと、上記半導体チップの第1の面を、それぞ
れの上記回路ボード基板の配線面に、それぞれの上記接
続パターンを用いて電気的に接続するステップと、上記
半導体チップと、上記電気接続パターンの周囲の配線面
との間を、有機材料によりカプセル封じするステップ
と、完全に硬化されていないシリコン接着剤を、上記半
導体チップの第2の面と放熱器との間に付着するステッ
プと、上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一
緒に押圧するステップと、加熱して、上記シリコン接着
剤を硬化するステップと、を含む、方法。 (10)回路ボード・アセンブリを生成する方法であっ
て、半導体チップの露出面を有するモジュールを含むチ
ップ・キャリア・モジュールを提供するステップと、回
路ボード基板を提供するステップと、上記モジュールの
露出した半導体チップ面が、上記回路ボード基板から間
隔を置く方向に、上記回路ボード上に上記モジュールを
位置決めするステップと、加熱して、上記モジュールと
上記基板との間を電気的に接続するステップと、完全に
硬化されていないシリコン接着剤を、上記半導体チップ
の露出面と放熱器との間に付着するステップと、上記放
熱器及び上記半導体チップを一緒に押圧するステップ
と、加熱して、上記シリコン接着剤を硬化するステップ
と、を含む、方法。 (11)上記シリコン接着剤の付着ステップが、上記ヒ
ート・シンクと、複数の上記チップ・キャリア・モジュ
ールの半導体チップの露出面との間に、上記接着剤を付
着するステップを含む、上記(10)記載の方法。 (12)情報処理システムを生成する方法であって、上
記情報処理システムの部品を含むエンクロージャを提供
するステップと、上記情報処理システムを動作させる電
源を提供するステップと、CPU、RAM、I/Oプロ
セッサを定義する素子と、露出した半導体チップ面を有
する素子とを含む素子を提供するステップと、上記CP
U、RAM、及びI/Oプロセッサ間の通信のためのバ
ス手段を含む1つ以上の回路ボード基板を提供するステ
ップと、上記露出半導体面が上記基板から間隔を置く方
向に、上記回路基板上に上記素子を位置決めするステッ
プと、加熱して、上記素子と上記回路基板との間の電気
接続を形成するステップと、上記加熱後に冷却し、回路
ボード・アセンブリを形成するステップと、上記半導体
面とヒート・シンクとの間にシリコン接着剤を付着する
ステップと、上記ヒート・シンクを上記半導体面上に押
圧するステップと、加熱して、上記シリコン接着剤を硬
化するステップと、上記回路ボード・アセンブリ及び上
記電源を上記エンクロージャ内に位置決めし、上記回路
ボードを相互に電気接続し、上記回路ボードを上記電源
に電気接続して、上記情報処理システムを形成するステ
ップと、を含む、方法。 (13)上記方法が更に、上記エンクロージャ内の開口
にファンを提供するステップを含み、上記エンクロージ
ャを通じて、周囲の空気の循環を図るようにする、上記
(12)記載の方法。 (14)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法
であって、半導体チップの第1の面を、接続パターンを
有する配線面に電気的に接続するステップと、上記半導
体チップと上記電気接続パターンの周囲の配線面との間
を、有機材料によりカプセル封じするステップと、完全
に硬化されていない可撓性エポキシを、上記半導体チッ
プの第2の面と放熱器との間に付着するステップと、上
記放熱器及び上記第2の半導体チップ面を一緒に押圧す
るステップと、加熱して、上記可撓性エポキシを硬化す
るステップと、を含む、方法。 (15)上記可撓性エポキシの付着ステップが、25℃
以下のガラス転移温度、及び25℃において10000
0psi以下のヤング率を有する可撓性エポキシを付着
するステップを含み、上記可撓性エポキシの付着ステッ
プが、10℃以下のガラス転移温度を有する可撓性エポ
キシを付着するステップを含み、上記可撓性エポキシの
付着ステップが、0℃以下のガラス転移温度を有する可
撓性エポキシを付着するステップを含み、上記可撓性エ
ポキシの付着ステップが、25℃において50000p
si以下のヤング率を有する可撓性エポキシを付着する
ステップを含み、上記可撓性エポキシの付着ステップ
が、25℃において20000psi以下のヤング率を
有する可撓性エポキシを付着するステップを含み、上記
電気接続ステップが、はんだをリフローして、上記フリ
ップ・チップ上の金属パッドと上記配線面上の金属パッ
ドとの間に、はんだ継手を形成するステップを含み、上
記方法が更に、追加の半導体チップを上記配線面に接続
するステップを含み、上記可撓性エポキシ接着剤の付着
ステップが、上記ヒート・シンクと上記追加の半導体チ
ップとの間に上記接着剤を付着するステップを含み、上
記配線面の提供ステップが、金属化セラミック基板を生
成するステップを含み、上記接着層の付着ステップ、及
び上記ヒート・シンク及び上記チップの押圧ステップ
が、2ミル乃至4ミル(50.8μm乃至101.6μ
m)の厚さの接着層を生成し、上記カプセル材の有機材
料がエポキシであり、上記方法が更に、上記フリップ・
チップの周囲の配線面上に、上記フリップ・チップとほ
ぼ同じレベルまで、エポキシの共形被覆を付着するステ
ップを含み、上記可撓性エポキシ接着剤の付着ステップ
が、上記ヒート・シンクと上記共形被覆との間に、上記
可撓性エポキシを付着するステップを含み、上記方法が
更に、上記可撓性エポキシ接着剤にアルミナ・セラミッ
クの粒子を充填するステップを含み、上記方法が更に、
上記可撓性エポキシ接着剤にアルミニウム金属の粒子を
充填するステップを含み、上記方法が更に、1成分可撓
性エポキシ接着剤を選択するステップを含み、上記方法
が更に、上記ヒート・シンクとして銅合金を選択し、上
記ヒート・シンクの結合面をニッケルめっきするステッ
プを含み、上記方法が更に、上記ニッケルめっき済み結
合面を過酸化水素により処理するステップを含み、上記
過酸化水素による処理ステップが、上記過酸化水素を6
0℃乃至90℃に加熱するステップを含み、上記過酸化
水素による処理ステップが、上記過酸化水素を約75℃
に加熱するステップを含み、上記方法が更に、上記過酸
化水素による処理の間または後に、上記ニッケルめっき
済み結合面をアミノ・エポキシド結合剤により処理する
ステップを含み、上記方法が更に、上記過酸化水素によ
る処理以前に、上記ニッケルめっき済み結合面をイソプ
ロピル・アルコールにより処理するステップを含み、上
記方法が更に、上記過酸化水素による処理の後に、上記
ニッケルめっき済み結合面を脱イオン水によりすすぐス
テップを含む、上記(14)記載の方法。 (16)上記電気接続ステップが、上記半導体チップ若
しくは上記配線面上、または両者上に導電性熱可塑性接
着剤を電気的に付着するステップを含み、上記接続パタ
ーンの周囲をカプセル封じするステップが、上記導電性
熱可塑性接着剤の付着の周囲に、誘電性熱可塑性接着剤
を付着するステップを含み、上記配線面の提供ステップ
が、硬質の有機基板を提供するステップを含み、上記硬
質基板の提供ステップが、軸方向に堅い繊維を提供し、
エポキシに上記繊維を充填するステップを含み、上記軸
方向に堅い繊維の提供ステップが、ガラス繊維組織を提
供するステップを含み、上記可撓性エポキシ接着剤の付
着ステップが、上記ヒート・シンクと上記配線面との間
の空間に、上記可撓性エポキシ接着剤を充填するステッ
プを含み、上記方法が更に、上記ヒート・シンクとして
銅合金を選択するステップを含み、上記方法が更に、上
記銅ヒート・シンクの結合面をクロムにより被覆するス
テップを含む、上記(14)記載の方法。 (17)上記配線面の提供ステップが、2つ以上の有機
誘電膜層により分離されて覆われ、可撓性回路ボードを
形成する、1つ以上の金属膜の配線層を提供するステッ
プを含み、上記配線層を覆う誘電層が、上記配線層の導
体に接続される金属パッドを露出する窓を有し、上記方
法が更に、上記半導体チップの周囲の配線面と上記ヒー
ト・シンクとの間の空間に、エポキシ接着剤を充填する
ステップを含み、上記方法が更に、上記ヒート・シンク
としてアルミニウム合金を選択するステップを含み、上
記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの結
合面を陽極酸化するステップを含む、上記(14)記載
の方法。 (18)上記配線層の提供ステップが、金属化セラミッ
ク配線面を提供するステップを含み、上記方法が更に、
上記ヒート・シンクとしてアルミニウム合金を選択する
ステップを含み、上記方法が更に、上記アルミニウム・
ヒート・シンクの金属結合面を粗化するステップを含
む、上記(14)記載の方法。 (19)上記方法が更に、上記ヒート・シンクとしてア
ルミニウム合金を選択するステップを含み、上記方法が
更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの結合面を、
クロム酸塩転化により被覆するステップを含む、上記
(14)記載の方法。 (20)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法
であって、配線面及び付着面、並びに上記基板を貫通す
る窓を有する配線基板を提供するステップと、上記付着
面と金属ヒート・シンクとの間に、第1の有機接着剤を
付着するステップと、上記放熱器及びそれぞれの上記付
着面を一緒に押圧するステップと、加熱して、上記第1
の接着剤を硬化するステップと、半導体チップの背面と
上記放熱器との間のそれぞれの上記窓の位置に、完全に
硬化されていない可撓性エポキシ接着剤を付着するステ
ップと、上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを
一緒に押圧するステップと、加熱して、上記可撓性エポ
キシ接着剤を硬化するステップと、上記窓位置において
上記放熱器に接着される上記半導体チップの正面のワイ
ヤー・ボンド・パッドと、上記窓の周囲の配線面上のワ
イヤー・ボンド・パッドとの間に、ボンド・ワイヤーを
接続するステップと、上記ボンド・ワイヤー及び上記チ
ップの正面を有機材料によりカプセル封じするステップ
と、を含む、方法。 (21)上記配線基板の提供ステップが、有機誘電膜に
より覆われる1つ以上の金属膜を一緒に積層するステッ
プを含み、上記第1の有機接着剤がシリコン接着剤を含
み、上記第1の有機接着剤が可撓性エポキシ接着剤を含
む、上記(20)記載の方法。 (22)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法
であって、半導体チップを基板の第1の面に実装するス
テップと、完全に硬化されていない可撓性エポキシを、
上記基板の第2の面と放熱器との間に付着するステップ
と、上記放熱器及び上記基板の第2の面を一緒に押圧す
るステップと、上記モジュールを加熱し、上記可撓性エ
ポキシを硬化するステップと、を含む、方法。 (23)上記半導体チップが、その背面が上記基板に接
着されるワイヤー・ボンド・チップであり、上記ワイヤ
ー・ボンド・チップが可撓性エポキシにより接着され、
上記放熱器が金属であり、上記基板がセラミック基板で
ある、上記(22)記載の方法。 (24)回路ボード・アセンブリを生成する方法であっ
て、電気接続パターンを有する第1の面を有する半導体
チップを提供するステップと、回路ボード基板を提供す
るステップと、上記半導体チップの第1の面を、それぞ
れの上記回路ボード基板の配線面に、それぞれの上記接
続パターンを用いて電気的に接続するステップと、上記
半導体チップと、上記電気接続パターンの周囲の配線面
との間を、有機材料によりカプセル封じするステップ
と、完全に硬化されていない可撓性エポキシ接着剤を、
上記半導体チップの第2の面と放熱器との間に付着する
ステップと、上記放熱器及び上記半導体チップを一緒に
押圧するステップと、加熱して、上記可撓性エポキシ接
着剤を硬化するステップと、を含む、方法。 (25)回路ボード・アセンブリを生成する方法であっ
て、半導体チップの露出面を有するモジュールを含むチ
ップ・キャリア・モジュールを提供するステップと、回
路ボード基板を提供するステップと、上記モジュールの
露出した半導体チップ面が、上記回路ボード基板から間
隔を置く方向に、上記回路ボード上に上記モジュールを
位置決めするステップと、加熱して、上記モジュールと
上記基板との間を電気的に接続するステップと、完全に
硬化されていない可撓性エポキシ接着剤を、上記半導体
チップの露出面と放熱器との間に付着するステップと、
上記放熱器及び上記半導体チップを一緒に押圧するステ
ップと、加熱して、上記可撓性エポキシ接着剤を硬化す
るステップと、を含む、方法。 (26)上記可撓性エポキシ接着剤の付着ステップが、
上記ヒート・シンクと、複数の上記チップ・キャリア・
モジュールの半導体チップの露出面との間に、上記接着
剤を付着するステップを含む、上記(25)記載の方
法。 (27)情報処理システムを生成する方法であって、上
記情報処理システムの部品を含むエンクロージャを提供
するステップと、上記情報処理システムを動作させる電
源を提供するステップと、CPU、RAM、I/Oプロ
セッサを定義する素子と、露出した半導体チップ面を有
する素子とを含む、上記素子を提供するステップと、上
記CPU、RAM、及びI/Oプロセッサ間の通信のた
めのバス手段を含む1つ以上の回路ボード基板を提供す
るステップと、上記露出半導体面が上記基板から間隔を
置く方向に、上記回路基板上に上記素子を位置決めする
ステップと、加熱して、上記素子と上記回路基板との間
の電気接続を形成するステップと、上記加熱後に冷却
し、回路ボード・アセンブリを形成するステップと、上
記半導体面とヒート・シンクとの間に可撓性エポキシ接
着剤を付着するステップと、上記ヒート・シンクを上記
半導体面上に押圧するステップと、加熱して、上記可撓
性エポキシを硬化するステップと、上記回路ボード・ア
センブリ及び上記電源を上記エンクロージャ内に位置決
めし、上記回路ボードを相互に電気接続し、上記回路ボ
ードを上記電源に電気接続して、上記情報処理システム
を形成するステップと、を含む、方法。 (28)上記方法が更に、上記エンクロージャ内の開口
にファンを提供するステップを含み、上記エンクロージ
ャを通じて、周囲の空気の循環を図るようにする、上記
(27)記載の方法。 (29)1つ以上の電気コネクタのパターンを有する配
線面と、上記電気コネクタのパターンの1つにより上記
配線面に電気接続される第1の面を有する半導体チップ
と、上記半導体チップと、上記コネクタのパターンの周
囲の配線面との間の空間を充填する有機材料を含むカプ
セル化と、放熱器と、上記半導体チップの第2の面と上
記放熱器との間に付着される、完全に硬化されていない
シリコン接着剤と、を含む、チップ・キャリア・モジュ
ール。 (30)上記電気コネクタが上記配線面上の金属接続パ
ッドを含み、上記半導体チップが、上記配線面上のコネ
クタのパターンと鏡像のパターン内に接続パッドを含
み、上記モジュールが更に、上記半導体チップ上の金属
接続パッドと、上記配線面上の金属接続パッドとの間に
延びるはんだ継手を含み、上記キャリアが更に、上記配
線面上の電気コネクタのそれぞれのパターンに接続され
る追加の半導体チップを含み、上記追加の半導体チップ
と上記放熱器とを結合するシリコン接着剤を含み、上記
配線面が金属化セラミック基板を含み、上記シリコン接
着剤が2ミル乃至4ミル(50.8μm乃至101.6
μm)の厚さに付着され、上記カプセル材の有機材料が
エポキシであり、上記半導体チップがフリップ・チップ
であり、上記フリップ・チップの正面が付着される上記
電気コネクタのパターンが、領域アレイであり、上記キ
ャリアが更に、上記フリップ・チップの周囲の配線面上
に、上記フリップ・チップの背面とほぼ同じレベルま
で、エポキシの共形被覆を付着するステップを含み、上
記シリコン接着剤が、上記半導体チップの周囲のヒート
・シンクと上記共形被覆との間の空間を充填し、上記シ
リコン接着剤がアルミナ・セラミックの粒子を充填さ
れ、上記シリコン接着剤がアルミニウム金属の粒子を充
填され、上記シリコン接着剤が1成分シリコン接着剤で
あり、上記ヒート・シンクが銅合金を含み、上記ヒート
・シンクの結合面がニッケルめっきされ、上記ニッケル
めっき済み結合面がアミノ・エポキシド結合剤により被
覆される、上記(29)記載のモジュール。 (31)上記モジュールが更に、上記半導体チップと上
記配線面上のコネクタとの間に延びる導電性熱可塑性接
着剤の継手を含み、上記コネクタのパターンの周囲のカ
プセル化が、上記導電性熱可塑性接着剤の付着の周囲に
誘電性熱可塑性接着剤を含み、上記配線面が硬質の有機
基板の表面であり、上記硬質の有機基板が、軸方向に堅
い繊維を充填されたエポキシを含み、上記軸方向に堅い
繊維がガラス繊維組織を含み、シリコン接着剤が、上記
半導体チップの周囲の、上記ヒート・シンクと上記配線
面との間の空間を充填し、上記ヒート・シンクが銅合金
を含み、上記銅ヒート・シンクの結合面がクロムにより
被覆される、上記(29)記載のモジュール。 (32)上記配線面が可撓性回路ボードの表面であり、
上記可撓性回路ボードが、2つ以上の有機誘電膜層によ
り分離されて覆われる、1つ以上の金属膜の配線層を含
み、上記誘電層が上記配線層の金属パッドを露出する窓
を有し、上記モジュールが更に、上記半導体チップの周
囲の配線面と上記ヒート・シンクとの間の空間を充填す
るエポキシ接着剤を含み、上記エポキシ接着剤が可撓性
エポキシであり、上記ヒート・シンクがアルミニウムを
含み、上記アルミニウムのヒート・シンクの結合面が陽
極酸化される、上記(29)記載のモジュール。 (33)上記配線面がセラミック基板の金属化表面であ
り、上記ヒート・シンクが粗化されたアルミニウム金属
結合面を含む、上記(29)記載のモジュール。 (34)上記ヒート・シンクが、クロム酸塩転化により
被覆されたアルミニウム金属結合面を含む、上記(2
9)記載のモジュール。 (35)配線面、付着面、及び基板を貫通する窓を有す
る配線基板と、上記付着面に結合される放熱器と、半導
体チップと、それぞれの上記窓において、上記半導体チ
ップの背面と、上記放熱器との間に付着されるシリコン
接着剤と、上記半導体チップの正面のワイヤー・ボンド
・パッドと、上記窓の周囲の配線面上のワイヤー・ボン
ド・パッドとの間に延びるボンド・ワイヤーと、上記ボ
ンド・ワイヤー及び上記チップの正面を覆う有機材料の
カプセル材と、を含む、チップ・キャリア・モジュー
ル。 (36)上記モジュールが更に、上記金属放熱器と上記
付着面との間に第1の有機接着剤を含み、上記配線基板
が有機誘電膜により覆われた1つ以上の金属膜の積層構
造を含み、上記第1の有機接着剤がシリコン接着剤を含
み、上記第1の有機接着剤が可撓性エポキシ接着剤を含
み、上記カプセル材の有機材料がエポキシである、上記
(35)記載のモジュール。 (37)電気接続パターンを有する第1の面を有する1
つ以上の半導体チップと、上記チップ上のコネクタのパ
ターンに対応する電気コネクタのパターンを有する配線
面を有する回路ボード基板と、上記半導体チップの第1
の面及び上記配線面上の電気コネクタ間の継手と、上記
半導体チップと、上記電気接続の領域アレイの周囲の配
線面との間の有機材料のカプセル材と、上記半導体チッ
プの第2の面と放熱器との間のシリコン接着剤と、を含
む、回路ボード・アセンブリ。 (38)回路ボード基板と、上面に半導体チップを含む
チップ・キャリア・モジュールと、放熱器と、上記半導
体チップ面と上記放熱器との間のシリコン接着剤と、を
含む、回路ボード・アセンブリ。 (39)半導体チップが上面に付着される1つ以上の追
加のチップ・キャリア・モジュールと、上記ヒート・シ
ンクと、上記追加のチップ・キャリア・モジュールの半
導体チップの表面との間のシリコン接着剤と、を含む、
上記(38のアセンブリ。 (40)情報処理システムの部品を含むエンクロージャ
手段と、上記情報処理システムを動作させる電源手段
と、CPU、RAM、I/Oプロセッサを定義する素子
と、露出した半導体チップ面を有する素子とを含む素子
と、上記エンクロージャ手段内に包囲され、上記CP
U、RAM、及びI/Oプロセッサ間の通信のためのバ
ス手段を含む、1つ以上の回路ボード基板と、上記部品
と上記回路基板との間の電気接続と、放熱器と、上記半
導体面と上記放熱器との間のシリコン接着剤と、情報処
理システムを形成する上記回路基板間、及び上記基板と
上記電源手段間の電気接続と、を含む、情報処理システ
ム。 (41)上記エンクロージャを通じて周囲の空気の循環
を図る、上記エンクロージャ内の開口に配置されるファ
ンを含む、上記(40)記載の情報処理システム。 (42)上記金属ヒート・シンクのベースをアルミニウ
ム及び銅を含むグループから選択するステップを含む、
上記(18)記載の方法。 (43)電気コネクタのパターンを有する配線面と、上
記電気コネクタの鏡像パターンを有する第1の面を有す
る半導体チップと、上記配線面のコネクタのパターン
と、上記第1の面のコネクタのパターンとの間に延びる
電気接続継手と、上記半導体チップと、上記接続パター
ンの周囲の配線面との間の有機カプセル材と、上記半導
体チップの第2の面と放熱器と間を結合する可撓性エポ
キシと、を含む、チップ・キャリア・モジュール。 (44)上記可撓性エポキシが、25℃以下のガラス転
移温度、及び25℃において100000psi以下の
ヤング率を有し、上記可撓性エポキシが、10℃以下の
ガラス転移温度を有し、上記可撓性エポキシが、0℃以
下のガラス転移温度を有し、上記可撓性エポキシが、2
5℃において50000psi以下のヤング率を有し、
上記可撓性エポキシが、25℃において20000ps
i以下のヤング率を有し、上記配線層及び上記半導体チ
ップの電気コネクタが金属パッドを含み、上記継手が上
記フリップ・チップ上の金属パッドと、上記配線面上の
金属パッドとの間のはんだ継手を含み、上記配線面に付
着される追加の半導体チップと、上記ヒート・シンクと
上記追加の半導体チップとの間の可撓性エポキシ接着剤
と、上記配線面が金属化セラミック基板の表面であり、
上記可撓性エポキシ接着剤が、約2ミル乃至4ミル(5
0.8μm乃至101.6μm)の厚さを有し、上記カ
プセル材がエポキシを含み、上記フリップ・チップの周
囲の配線面上に、上記フリップ・チップとほぼ同じレベ
ルまで付着されるエポキシの共形被覆と、上記ヒート・
シンクと上記共形被覆との間に付着される可撓性エポキ
シ接着剤と、上記可撓性エポキシ接着剤がアルミナ・セ
ラミックの粒子を充填され、上記可撓性エポキシ接着剤
がアルミニウム金属の粒子を充填され、上記可撓性エポ
キシ接着剤が1成分接着剤であり、上記ヒート・シンク
が銅を含み、上記ヒート・シンクの結合面がニッケルめ
っきされ、上記ニッケルめっき済み結合面がアミノ・エ
ポキシド結合剤により被覆される、上記(43)記載の
モジュール。 (45)導電性熱可塑性接着剤が上記半導体チップと上
記配線面間を結合し、上記接続パターンの周囲のカプセ
ル材が、上記導電性熱可塑性接着剤の付着の周囲の誘電
性熱可塑性接着剤を含み、上記配線面が硬質の有機基板
の表面であり、上記硬質基板が、軸方向に堅い繊維を充
填したエポキシを含み、上記軸方向に堅い繊維がガラス
繊維組織を含み、可撓性エポキシ接着剤が、上記ヒート
・シンクと上記配線面との間の空間を充填し、上記放熱
器が銅を含み、上記銅ヒート・シンクの結合面がクロム
により被覆される、上記(43)記載のモジュール。 (46)上記配線面が可撓性回路ボードの表面であり、
上記可撓性回路ボードが、金属パッドと上記パッドに接
続される導体とを含む、パターニングされた金属膜の1
つ以上の配線層と、上記金属膜を分離して覆う2つ以上
の有機誘電膜層であって、上記配線層を覆う誘電膜層の
1つの窓が、1つ以上の上記金属パッドを露出する、上
記有機誘電膜層と、を含み、上記半導体チップの周囲
の、上記配線面と上記ヒート・シンクとの間の空間が、
エポキシ接着剤により充填され、上記ヒート・シンクが
アルミニウムを含み、上記アルミニウムのヒート・シン
クの結合面が陽極酸化により被覆される、上記(43)
記載のモジュール。 (47)上記配線面がセラミック基板の金属化面であ
り、上記ヒート・シンクがアルミニウムを含み、アルミ
ニウム結合面が粗化される、上記(43)記載のモジュ
ール。 (48)上記ヒート・シンクがアルミニウムを含み、上
記アルミニウムのヒート・シンクの結合面がクロム酸塩
転化により被覆される、上記(43)記載のモジュー
ル。 (49)配線面、付着面、及び基板を貫通する窓を有す
る配線基板と、上記窓における上記配線面上のワイヤー
・ボンド・パッドと、上記配線基板の付着面に積層され
る結合面を有するヒート・シンクと、正面及び背面にワ
イヤー・ボンド・パッドを有する半導体チップと、上記
半導体チップの背面と上記放熱器との間の、上記窓位置
における可撓性エポキシ接着剤と、上記半導体チップの
正面のワイヤー・ボンド・パッドと、上記配線面上の窓
位置のワイヤー・ボンド・パッドとの間に接続されるボ
ンド・ワイヤーと、上記ボンド・ワイヤー及び上記チッ
プの正面を覆う有機カプセル材と、を含む、チップ・キ
ャリア・モジュール。 (50)上記配線基板が、2つ以上の有機誘電膜により
分離され、覆われる1つ以上の金属膜を含み、上記第1
の有機接着剤がシリコン接着剤を含み、上記第1の有機
接着剤が可撓性エポキシ接着剤を含む、上記(49)記
載のモジュール。 (51)基板の第1の面に接続される半導体チップと、
上記基板の第2の面と放熱器との間の可撓性エポキシ
と、を含む、チップ・キャリア・モジュール。 (52)上記半導体チップが、その背面が上記基板に接
続されるワイヤー・ボンド・チップであり、上記ワイヤ
ー・ボンド・チップが可撓性エポキシにより上記基板に
接着され、上記放熱器が金属であり、上記基板がセラミ
ック基板である、上記(51)記載のモジュール。 (53)接続パッドのパターンを有する配線面を有する
有機回路ボード基板と、上記有機基板上の接続パッドに
対応する接続パッドのパターンを有する第1の面を有す
る半導体チップと、上記半導体チップの第1の面上の接
続パッドと、上記有機基板上の接続パッドとの間に延び
る電気接続と、上記配線面と上記半導体チップの第1の
面との間の、上記電気接続の周囲の有機カプセル材と、
上記半導体チップの第2の面と放熱器との間の可撓性エ
ポキシ接着剤と、を含む、回路ボード・アセンブリ。 (54)有機回路ボード基板と、上記回路ボード基板に
接続され、上記回路ボード基板と反対側の第1の面を有
する、チップ・キャリア・モジュールと、上記チップ・
キャリア・モジュールの第1の面に接続される半導体チ
ップと、結合面を有する放熱器と、上記半導体チップの
表面と上記放熱器の結合面との間の可撓性エポキシ接着
剤と、を含む、回路ボード・アセンブリ。 (55)複数のチップ・キャリア・モジュールが、上記
有機回路ボード基板の配線面に接続され、可撓性エポキ
シ接着剤が上記ヒート・シンクと、複数の上記チップ・
キャリア・モジュール上の半導体チップの表面との間を
接着する、上記(54)記載の回路ボード・アセンブ
リ。 (56)情報処理システムの部品を含むエンクロージャ
と、上記エンクロージャ内の電源と、CPU、RAM、
I/Oプロセッサを定義する素子と、露出した半導体チ
ップ面を有する素子とを含む素子と、上記エンクロージ
ャ内に包囲されて、上記電源に接続され、上記CPU、
RAM、及びI/Oプロセッサ間の通信のためのバス手
段を含む、1つ以上の回路ボード基板と、上記回路ボー
ド基板と上記モジュールとの間のはんだ継手と、上記モ
ジュール上に配置されるヒート・シンクと、上記半導体
面と上記ヒート・シンクとの間の可撓性エポキシ接着剤
と、を含む、情報処理システム。 (57)上記エンクロージャを通じて空気循環を図るフ
ァンを含む、上記(56)記載の情報処理システム。 (58)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法
であって、配線面を提供するステップと、半導体チップ
の第1の面を、接続パターンを有する配線面に電気的に
接続するステップと、上記半導体チップと、それぞれの
上記電気接続パターンの周囲の配線面との間を、有機材
料によりカプセル封じするステップと、約25℃または
それ以下のガラス転移温度、及び少なくとも300ps
iの引張強さを有する、完全に硬化されていない有機接
着剤を、上記半導体チップの第2の面と放熱器との間に
付着するステップと、上記放熱器及びそれぞれの半導体
チップを一緒に押圧するステップと、加熱して、上記有
機接着剤を硬化するステップと、を含む、方法。
成する方法であって、配線面を提供するステップと、半
導体チップの第1の面を、接続パターンを有する上記配
線面に電気的に接続するステップと、上記半導体チップ
と、それぞれの上記電気接続パターンの周囲の配線面と
の間を、有機材料によりカプセル封じするステップと、
完全に硬化されていないシリコン接着剤を、上記半導体
チップの第2の面と放熱器との間に付着するステップ
と、上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一緒
に押圧するステップと、加熱して、上記シリコン接着剤
を硬化するステップと、を含む、方法。 (2)上記電気接続ステップが、はんだをリフローし
て、上記フリップ・チップ上の金属パッドと上記配線面
上の金属パッドとの間に、はんだ継手を形成するステッ
プを含み、上記方法が更に、追加の半導体チップを上記
配線面に接続するステップを含み、上記シリコン接着剤
の付着ステップが、上記ヒート・シンクと上記複数の半
導体チップとの間に上記接着剤を付着するステップを含
み、上記配線面の提供ステップが、金属化セラミック基
板を生成するステップを含み、上記接着層の付着ステッ
プ、及び上記ヒート・シンク及び上記チップの押圧ステ
ップが、2ミル乃至4ミル(50.8μm乃至101.
6μm)の厚さの接着層を生成し、上記カプセル材の有
機材料がエポキシであり、上記方法が更に、上記フリッ
プ・チップの周囲の上記配線面上に、上記フリップ・チ
ップとほぼ同じレベルまで、エポキシの共形被覆を付着
するステップを含み、上記シリコン接着剤の付着ステッ
プが、上記半導体チップの周囲の、上記ヒート・シンク
と上記共形被覆との間に、上記シリコン接着剤を付着す
るステップを含み、上記方法が更に、上記シリコン接着
剤にアルミナ・セラミックの粒子を充填するステップを
含み、上記方法が更に、上記シリコン接着剤にアルミニ
ウム金属の粒子を充填するステップを含み、上記方法が
更に、1成分シリコン接着剤を選択するステップを含
み、上記方法が更に、上記ヒート・シンクとして銅合金
を選択し、上記ヒート・シンクの結合面をニッケルめっ
きするステップを含み、上記方法が更に、上記ニッケル
めっき済み結合面を過酸化水素により処理するステップ
を含み、上記過酸化水素による処理ステップが、上記過
酸化水素を60℃乃至90℃に加熱するステップを含
み、上記過酸化水素による処理ステップが、上記過酸化
水素を約75℃に加熱するステップを含み、上記方法が
更に、上記過酸化水素による処理の間または後に、上記
ニッケルめっき済み結合面をアミノ・エポキシド結合剤
により処理するステップを含み、上記方法が更に、上記
過酸化水素による処理以前に、上記ニッケルめっき済み
結合面をイソプロピル・アルコールにより処理するステ
ップを含み、上記方法が更に、上記過酸化水素による処
理の後に、上記ニッケルめっき済み結合面を脱イオン水
によりすすぐステップを含む、上記(1)記載の方法。 (3)上記電気接続ステップが、上記半導体チップ若し
くは上記配線面上、または両者上に導電性熱可塑性接着
剤を付着するステップを含み、上記接続パターンの周囲
をカプセル封じするステップが、上記導電性熱可塑性接
着剤の付着の周囲に、誘電性熱可塑性接着剤を付着する
ステップを含み、上記配線面の提供ステップが、硬質の
有機基板を提供するステップを含み、上記硬質基板の提
供ステップが、軸方向に堅い繊維を提供し、エポキシに
上記繊維を充填するステップを含み、上記軸方向に堅い
繊維の提供ステップが、ガラス繊維組織を提供するステ
ップを含み、上記シリコン接着剤の付着ステップが、上
記半導体チップの周囲の、上記ヒート・シンクと上記配
線面との間の空間に、上記シリコン接着剤を充填するス
テップを含み、上記方法が更に、上記ヒート・シンクと
して銅合金を選択するステップを含み、上記方法が更
に、上記銅ヒート・シンクの結合面をクロムにより被覆
するステップを含む、上記(1)記載の方法。 (4)上記配線面の提供ステップが、2つ以上の有機誘
電膜層により分離されて覆われ、可撓性回路ボードを形
成する、1つ以上の金属膜の配線層を提供するステップ
を含み、上記配線層を覆う誘電層が、上記配線層の導体
に接続される金属パッドを露出する窓を有し、上記方法
が更に、上記半導体チップの周囲の、上記配線面と上記
ヒート・シンクとの間の空間に、エポキシ接着剤を充填
するステップを含み、上記エポキシ接着剤として可撓性
エポキシ接着剤を選択し、上記方法が更に、上記ヒート
・シンクとしてアルミニウム合金を選択するステップを
含み、上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シ
ンクの結合面を陽極酸化するステップを含む、上記
(1)記載の方法。 (5)上記配線層の提供ステップが、金属化セラミック
配線面を提供するステップを含み、上記方法が更に、上
記ヒート・シンクとしてアルミニウム合金を選択するス
テップを含み、上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒ
ート・シンクの結合面を粗化するステップを含む、上記
(1)記載の方法。 (6)上記方法が更に、上記ヒート・シンクとしてアル
ミニウム合金を選択するステップを含み、上記方法が更
に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの結合面を、ク
ロム酸塩転化により被覆するステップを含む、上記
(1)記載の方法。 (7)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法で
あって、配線面及び付着面、並びに上記基板を貫通する
窓を有する配線基板を提供するステップと、上記付着面
と金属ヒート・シンクとの間に、第1の有機接着剤を付
着するステップと、上記放熱器及びそれぞれの上記付着
面を一緒に押圧するステップと、加熱して、上記第1の
接着剤を硬化するステップと、半導体チップの背面と上
記放熱器との間のそれぞれの上記窓の位置に、完全に硬
化されていないシリコン接着剤を付着するステップと、
上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一緒に押
圧するステップと、加熱して、上記シリコン接着剤を硬
化するステップと、上記窓位置において上記放熱器に接
着される上記半導体チップの正面のワイヤー・ボンド・
パッドと、上記窓の周囲の配線面上のワイヤー・ボンド
・パッドとの間に、ボンド・ワイヤーを接続するステッ
プと、上記ボンド・ワイヤー及び上記チップの正面を有
機材料によりカプセル封じするステップと、を含む、方
法。 (8)上記配線基板の提供ステップが、有機誘電膜によ
り覆われる1つ以上の金属膜を一緒に積層するステップ
を含み、上記第1の有機接着剤シリコン接着剤を含み、
上記第1の有機接着剤が可撓性エポキシ接着剤を含み、
上記有機材料がエポキシである、上記(7)記載の方
法。 (9)回路ボード・アセンブリを生成する方法であっ
て、電気接続パターンを有する第1の面を有する半導体
チップを提供するステップと、回路ボード基板を提供す
るステップと、上記半導体チップの第1の面を、それぞ
れの上記回路ボード基板の配線面に、それぞれの上記接
続パターンを用いて電気的に接続するステップと、上記
半導体チップと、上記電気接続パターンの周囲の配線面
との間を、有機材料によりカプセル封じするステップ
と、完全に硬化されていないシリコン接着剤を、上記半
導体チップの第2の面と放熱器との間に付着するステッ
プと、上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一
緒に押圧するステップと、加熱して、上記シリコン接着
剤を硬化するステップと、を含む、方法。 (10)回路ボード・アセンブリを生成する方法であっ
て、半導体チップの露出面を有するモジュールを含むチ
ップ・キャリア・モジュールを提供するステップと、回
路ボード基板を提供するステップと、上記モジュールの
露出した半導体チップ面が、上記回路ボード基板から間
隔を置く方向に、上記回路ボード上に上記モジュールを
位置決めするステップと、加熱して、上記モジュールと
上記基板との間を電気的に接続するステップと、完全に
硬化されていないシリコン接着剤を、上記半導体チップ
の露出面と放熱器との間に付着するステップと、上記放
熱器及び上記半導体チップを一緒に押圧するステップ
と、加熱して、上記シリコン接着剤を硬化するステップ
と、を含む、方法。 (11)上記シリコン接着剤の付着ステップが、上記ヒ
ート・シンクと、複数の上記チップ・キャリア・モジュ
ールの半導体チップの露出面との間に、上記接着剤を付
着するステップを含む、上記(10)記載の方法。 (12)情報処理システムを生成する方法であって、上
記情報処理システムの部品を含むエンクロージャを提供
するステップと、上記情報処理システムを動作させる電
源を提供するステップと、CPU、RAM、I/Oプロ
セッサを定義する素子と、露出した半導体チップ面を有
する素子とを含む素子を提供するステップと、上記CP
U、RAM、及びI/Oプロセッサ間の通信のためのバ
ス手段を含む1つ以上の回路ボード基板を提供するステ
ップと、上記露出半導体面が上記基板から間隔を置く方
向に、上記回路基板上に上記素子を位置決めするステッ
プと、加熱して、上記素子と上記回路基板との間の電気
接続を形成するステップと、上記加熱後に冷却し、回路
ボード・アセンブリを形成するステップと、上記半導体
面とヒート・シンクとの間にシリコン接着剤を付着する
ステップと、上記ヒート・シンクを上記半導体面上に押
圧するステップと、加熱して、上記シリコン接着剤を硬
化するステップと、上記回路ボード・アセンブリ及び上
記電源を上記エンクロージャ内に位置決めし、上記回路
ボードを相互に電気接続し、上記回路ボードを上記電源
に電気接続して、上記情報処理システムを形成するステ
ップと、を含む、方法。 (13)上記方法が更に、上記エンクロージャ内の開口
にファンを提供するステップを含み、上記エンクロージ
ャを通じて、周囲の空気の循環を図るようにする、上記
(12)記載の方法。 (14)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法
であって、半導体チップの第1の面を、接続パターンを
有する配線面に電気的に接続するステップと、上記半導
体チップと上記電気接続パターンの周囲の配線面との間
を、有機材料によりカプセル封じするステップと、完全
に硬化されていない可撓性エポキシを、上記半導体チッ
プの第2の面と放熱器との間に付着するステップと、上
記放熱器及び上記第2の半導体チップ面を一緒に押圧す
るステップと、加熱して、上記可撓性エポキシを硬化す
るステップと、を含む、方法。 (15)上記可撓性エポキシの付着ステップが、25℃
以下のガラス転移温度、及び25℃において10000
0psi以下のヤング率を有する可撓性エポキシを付着
するステップを含み、上記可撓性エポキシの付着ステッ
プが、10℃以下のガラス転移温度を有する可撓性エポ
キシを付着するステップを含み、上記可撓性エポキシの
付着ステップが、0℃以下のガラス転移温度を有する可
撓性エポキシを付着するステップを含み、上記可撓性エ
ポキシの付着ステップが、25℃において50000p
si以下のヤング率を有する可撓性エポキシを付着する
ステップを含み、上記可撓性エポキシの付着ステップ
が、25℃において20000psi以下のヤング率を
有する可撓性エポキシを付着するステップを含み、上記
電気接続ステップが、はんだをリフローして、上記フリ
ップ・チップ上の金属パッドと上記配線面上の金属パッ
ドとの間に、はんだ継手を形成するステップを含み、上
記方法が更に、追加の半導体チップを上記配線面に接続
するステップを含み、上記可撓性エポキシ接着剤の付着
ステップが、上記ヒート・シンクと上記追加の半導体チ
ップとの間に上記接着剤を付着するステップを含み、上
記配線面の提供ステップが、金属化セラミック基板を生
成するステップを含み、上記接着層の付着ステップ、及
び上記ヒート・シンク及び上記チップの押圧ステップ
が、2ミル乃至4ミル(50.8μm乃至101.6μ
m)の厚さの接着層を生成し、上記カプセル材の有機材
料がエポキシであり、上記方法が更に、上記フリップ・
チップの周囲の配線面上に、上記フリップ・チップとほ
ぼ同じレベルまで、エポキシの共形被覆を付着するステ
ップを含み、上記可撓性エポキシ接着剤の付着ステップ
が、上記ヒート・シンクと上記共形被覆との間に、上記
可撓性エポキシを付着するステップを含み、上記方法が
更に、上記可撓性エポキシ接着剤にアルミナ・セラミッ
クの粒子を充填するステップを含み、上記方法が更に、
上記可撓性エポキシ接着剤にアルミニウム金属の粒子を
充填するステップを含み、上記方法が更に、1成分可撓
性エポキシ接着剤を選択するステップを含み、上記方法
が更に、上記ヒート・シンクとして銅合金を選択し、上
記ヒート・シンクの結合面をニッケルめっきするステッ
プを含み、上記方法が更に、上記ニッケルめっき済み結
合面を過酸化水素により処理するステップを含み、上記
過酸化水素による処理ステップが、上記過酸化水素を6
0℃乃至90℃に加熱するステップを含み、上記過酸化
水素による処理ステップが、上記過酸化水素を約75℃
に加熱するステップを含み、上記方法が更に、上記過酸
化水素による処理の間または後に、上記ニッケルめっき
済み結合面をアミノ・エポキシド結合剤により処理する
ステップを含み、上記方法が更に、上記過酸化水素によ
る処理以前に、上記ニッケルめっき済み結合面をイソプ
ロピル・アルコールにより処理するステップを含み、上
記方法が更に、上記過酸化水素による処理の後に、上記
ニッケルめっき済み結合面を脱イオン水によりすすぐス
テップを含む、上記(14)記載の方法。 (16)上記電気接続ステップが、上記半導体チップ若
しくは上記配線面上、または両者上に導電性熱可塑性接
着剤を電気的に付着するステップを含み、上記接続パタ
ーンの周囲をカプセル封じするステップが、上記導電性
熱可塑性接着剤の付着の周囲に、誘電性熱可塑性接着剤
を付着するステップを含み、上記配線面の提供ステップ
が、硬質の有機基板を提供するステップを含み、上記硬
質基板の提供ステップが、軸方向に堅い繊維を提供し、
エポキシに上記繊維を充填するステップを含み、上記軸
方向に堅い繊維の提供ステップが、ガラス繊維組織を提
供するステップを含み、上記可撓性エポキシ接着剤の付
着ステップが、上記ヒート・シンクと上記配線面との間
の空間に、上記可撓性エポキシ接着剤を充填するステッ
プを含み、上記方法が更に、上記ヒート・シンクとして
銅合金を選択するステップを含み、上記方法が更に、上
記銅ヒート・シンクの結合面をクロムにより被覆するス
テップを含む、上記(14)記載の方法。 (17)上記配線面の提供ステップが、2つ以上の有機
誘電膜層により分離されて覆われ、可撓性回路ボードを
形成する、1つ以上の金属膜の配線層を提供するステッ
プを含み、上記配線層を覆う誘電層が、上記配線層の導
体に接続される金属パッドを露出する窓を有し、上記方
法が更に、上記半導体チップの周囲の配線面と上記ヒー
ト・シンクとの間の空間に、エポキシ接着剤を充填する
ステップを含み、上記方法が更に、上記ヒート・シンク
としてアルミニウム合金を選択するステップを含み、上
記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの結
合面を陽極酸化するステップを含む、上記(14)記載
の方法。 (18)上記配線層の提供ステップが、金属化セラミッ
ク配線面を提供するステップを含み、上記方法が更に、
上記ヒート・シンクとしてアルミニウム合金を選択する
ステップを含み、上記方法が更に、上記アルミニウム・
ヒート・シンクの金属結合面を粗化するステップを含
む、上記(14)記載の方法。 (19)上記方法が更に、上記ヒート・シンクとしてア
ルミニウム合金を選択するステップを含み、上記方法が
更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの結合面を、
クロム酸塩転化により被覆するステップを含む、上記
(14)記載の方法。 (20)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法
であって、配線面及び付着面、並びに上記基板を貫通す
る窓を有する配線基板を提供するステップと、上記付着
面と金属ヒート・シンクとの間に、第1の有機接着剤を
付着するステップと、上記放熱器及びそれぞれの上記付
着面を一緒に押圧するステップと、加熱して、上記第1
の接着剤を硬化するステップと、半導体チップの背面と
上記放熱器との間のそれぞれの上記窓の位置に、完全に
硬化されていない可撓性エポキシ接着剤を付着するステ
ップと、上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを
一緒に押圧するステップと、加熱して、上記可撓性エポ
キシ接着剤を硬化するステップと、上記窓位置において
上記放熱器に接着される上記半導体チップの正面のワイ
ヤー・ボンド・パッドと、上記窓の周囲の配線面上のワ
イヤー・ボンド・パッドとの間に、ボンド・ワイヤーを
接続するステップと、上記ボンド・ワイヤー及び上記チ
ップの正面を有機材料によりカプセル封じするステップ
と、を含む、方法。 (21)上記配線基板の提供ステップが、有機誘電膜に
より覆われる1つ以上の金属膜を一緒に積層するステッ
プを含み、上記第1の有機接着剤がシリコン接着剤を含
み、上記第1の有機接着剤が可撓性エポキシ接着剤を含
む、上記(20)記載の方法。 (22)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法
であって、半導体チップを基板の第1の面に実装するス
テップと、完全に硬化されていない可撓性エポキシを、
上記基板の第2の面と放熱器との間に付着するステップ
と、上記放熱器及び上記基板の第2の面を一緒に押圧す
るステップと、上記モジュールを加熱し、上記可撓性エ
ポキシを硬化するステップと、を含む、方法。 (23)上記半導体チップが、その背面が上記基板に接
着されるワイヤー・ボンド・チップであり、上記ワイヤ
ー・ボンド・チップが可撓性エポキシにより接着され、
上記放熱器が金属であり、上記基板がセラミック基板で
ある、上記(22)記載の方法。 (24)回路ボード・アセンブリを生成する方法であっ
て、電気接続パターンを有する第1の面を有する半導体
チップを提供するステップと、回路ボード基板を提供す
るステップと、上記半導体チップの第1の面を、それぞ
れの上記回路ボード基板の配線面に、それぞれの上記接
続パターンを用いて電気的に接続するステップと、上記
半導体チップと、上記電気接続パターンの周囲の配線面
との間を、有機材料によりカプセル封じするステップ
と、完全に硬化されていない可撓性エポキシ接着剤を、
上記半導体チップの第2の面と放熱器との間に付着する
ステップと、上記放熱器及び上記半導体チップを一緒に
押圧するステップと、加熱して、上記可撓性エポキシ接
着剤を硬化するステップと、を含む、方法。 (25)回路ボード・アセンブリを生成する方法であっ
て、半導体チップの露出面を有するモジュールを含むチ
ップ・キャリア・モジュールを提供するステップと、回
路ボード基板を提供するステップと、上記モジュールの
露出した半導体チップ面が、上記回路ボード基板から間
隔を置く方向に、上記回路ボード上に上記モジュールを
位置決めするステップと、加熱して、上記モジュールと
上記基板との間を電気的に接続するステップと、完全に
硬化されていない可撓性エポキシ接着剤を、上記半導体
チップの露出面と放熱器との間に付着するステップと、
上記放熱器及び上記半導体チップを一緒に押圧するステ
ップと、加熱して、上記可撓性エポキシ接着剤を硬化す
るステップと、を含む、方法。 (26)上記可撓性エポキシ接着剤の付着ステップが、
上記ヒート・シンクと、複数の上記チップ・キャリア・
モジュールの半導体チップの露出面との間に、上記接着
剤を付着するステップを含む、上記(25)記載の方
法。 (27)情報処理システムを生成する方法であって、上
記情報処理システムの部品を含むエンクロージャを提供
するステップと、上記情報処理システムを動作させる電
源を提供するステップと、CPU、RAM、I/Oプロ
セッサを定義する素子と、露出した半導体チップ面を有
する素子とを含む、上記素子を提供するステップと、上
記CPU、RAM、及びI/Oプロセッサ間の通信のた
めのバス手段を含む1つ以上の回路ボード基板を提供す
るステップと、上記露出半導体面が上記基板から間隔を
置く方向に、上記回路基板上に上記素子を位置決めする
ステップと、加熱して、上記素子と上記回路基板との間
の電気接続を形成するステップと、上記加熱後に冷却
し、回路ボード・アセンブリを形成するステップと、上
記半導体面とヒート・シンクとの間に可撓性エポキシ接
着剤を付着するステップと、上記ヒート・シンクを上記
半導体面上に押圧するステップと、加熱して、上記可撓
性エポキシを硬化するステップと、上記回路ボード・ア
センブリ及び上記電源を上記エンクロージャ内に位置決
めし、上記回路ボードを相互に電気接続し、上記回路ボ
ードを上記電源に電気接続して、上記情報処理システム
を形成するステップと、を含む、方法。 (28)上記方法が更に、上記エンクロージャ内の開口
にファンを提供するステップを含み、上記エンクロージ
ャを通じて、周囲の空気の循環を図るようにする、上記
(27)記載の方法。 (29)1つ以上の電気コネクタのパターンを有する配
線面と、上記電気コネクタのパターンの1つにより上記
配線面に電気接続される第1の面を有する半導体チップ
と、上記半導体チップと、上記コネクタのパターンの周
囲の配線面との間の空間を充填する有機材料を含むカプ
セル化と、放熱器と、上記半導体チップの第2の面と上
記放熱器との間に付着される、完全に硬化されていない
シリコン接着剤と、を含む、チップ・キャリア・モジュ
ール。 (30)上記電気コネクタが上記配線面上の金属接続パ
ッドを含み、上記半導体チップが、上記配線面上のコネ
クタのパターンと鏡像のパターン内に接続パッドを含
み、上記モジュールが更に、上記半導体チップ上の金属
接続パッドと、上記配線面上の金属接続パッドとの間に
延びるはんだ継手を含み、上記キャリアが更に、上記配
線面上の電気コネクタのそれぞれのパターンに接続され
る追加の半導体チップを含み、上記追加の半導体チップ
と上記放熱器とを結合するシリコン接着剤を含み、上記
配線面が金属化セラミック基板を含み、上記シリコン接
着剤が2ミル乃至4ミル(50.8μm乃至101.6
μm)の厚さに付着され、上記カプセル材の有機材料が
エポキシであり、上記半導体チップがフリップ・チップ
であり、上記フリップ・チップの正面が付着される上記
電気コネクタのパターンが、領域アレイであり、上記キ
ャリアが更に、上記フリップ・チップの周囲の配線面上
に、上記フリップ・チップの背面とほぼ同じレベルま
で、エポキシの共形被覆を付着するステップを含み、上
記シリコン接着剤が、上記半導体チップの周囲のヒート
・シンクと上記共形被覆との間の空間を充填し、上記シ
リコン接着剤がアルミナ・セラミックの粒子を充填さ
れ、上記シリコン接着剤がアルミニウム金属の粒子を充
填され、上記シリコン接着剤が1成分シリコン接着剤で
あり、上記ヒート・シンクが銅合金を含み、上記ヒート
・シンクの結合面がニッケルめっきされ、上記ニッケル
めっき済み結合面がアミノ・エポキシド結合剤により被
覆される、上記(29)記載のモジュール。 (31)上記モジュールが更に、上記半導体チップと上
記配線面上のコネクタとの間に延びる導電性熱可塑性接
着剤の継手を含み、上記コネクタのパターンの周囲のカ
プセル化が、上記導電性熱可塑性接着剤の付着の周囲に
誘電性熱可塑性接着剤を含み、上記配線面が硬質の有機
基板の表面であり、上記硬質の有機基板が、軸方向に堅
い繊維を充填されたエポキシを含み、上記軸方向に堅い
繊維がガラス繊維組織を含み、シリコン接着剤が、上記
半導体チップの周囲の、上記ヒート・シンクと上記配線
面との間の空間を充填し、上記ヒート・シンクが銅合金
を含み、上記銅ヒート・シンクの結合面がクロムにより
被覆される、上記(29)記載のモジュール。 (32)上記配線面が可撓性回路ボードの表面であり、
上記可撓性回路ボードが、2つ以上の有機誘電膜層によ
り分離されて覆われる、1つ以上の金属膜の配線層を含
み、上記誘電層が上記配線層の金属パッドを露出する窓
を有し、上記モジュールが更に、上記半導体チップの周
囲の配線面と上記ヒート・シンクとの間の空間を充填す
るエポキシ接着剤を含み、上記エポキシ接着剤が可撓性
エポキシであり、上記ヒート・シンクがアルミニウムを
含み、上記アルミニウムのヒート・シンクの結合面が陽
極酸化される、上記(29)記載のモジュール。 (33)上記配線面がセラミック基板の金属化表面であ
り、上記ヒート・シンクが粗化されたアルミニウム金属
結合面を含む、上記(29)記載のモジュール。 (34)上記ヒート・シンクが、クロム酸塩転化により
被覆されたアルミニウム金属結合面を含む、上記(2
9)記載のモジュール。 (35)配線面、付着面、及び基板を貫通する窓を有す
る配線基板と、上記付着面に結合される放熱器と、半導
体チップと、それぞれの上記窓において、上記半導体チ
ップの背面と、上記放熱器との間に付着されるシリコン
接着剤と、上記半導体チップの正面のワイヤー・ボンド
・パッドと、上記窓の周囲の配線面上のワイヤー・ボン
ド・パッドとの間に延びるボンド・ワイヤーと、上記ボ
ンド・ワイヤー及び上記チップの正面を覆う有機材料の
カプセル材と、を含む、チップ・キャリア・モジュー
ル。 (36)上記モジュールが更に、上記金属放熱器と上記
付着面との間に第1の有機接着剤を含み、上記配線基板
が有機誘電膜により覆われた1つ以上の金属膜の積層構
造を含み、上記第1の有機接着剤がシリコン接着剤を含
み、上記第1の有機接着剤が可撓性エポキシ接着剤を含
み、上記カプセル材の有機材料がエポキシである、上記
(35)記載のモジュール。 (37)電気接続パターンを有する第1の面を有する1
つ以上の半導体チップと、上記チップ上のコネクタのパ
ターンに対応する電気コネクタのパターンを有する配線
面を有する回路ボード基板と、上記半導体チップの第1
の面及び上記配線面上の電気コネクタ間の継手と、上記
半導体チップと、上記電気接続の領域アレイの周囲の配
線面との間の有機材料のカプセル材と、上記半導体チッ
プの第2の面と放熱器との間のシリコン接着剤と、を含
む、回路ボード・アセンブリ。 (38)回路ボード基板と、上面に半導体チップを含む
チップ・キャリア・モジュールと、放熱器と、上記半導
体チップ面と上記放熱器との間のシリコン接着剤と、を
含む、回路ボード・アセンブリ。 (39)半導体チップが上面に付着される1つ以上の追
加のチップ・キャリア・モジュールと、上記ヒート・シ
ンクと、上記追加のチップ・キャリア・モジュールの半
導体チップの表面との間のシリコン接着剤と、を含む、
上記(38のアセンブリ。 (40)情報処理システムの部品を含むエンクロージャ
手段と、上記情報処理システムを動作させる電源手段
と、CPU、RAM、I/Oプロセッサを定義する素子
と、露出した半導体チップ面を有する素子とを含む素子
と、上記エンクロージャ手段内に包囲され、上記CP
U、RAM、及びI/Oプロセッサ間の通信のためのバ
ス手段を含む、1つ以上の回路ボード基板と、上記部品
と上記回路基板との間の電気接続と、放熱器と、上記半
導体面と上記放熱器との間のシリコン接着剤と、情報処
理システムを形成する上記回路基板間、及び上記基板と
上記電源手段間の電気接続と、を含む、情報処理システ
ム。 (41)上記エンクロージャを通じて周囲の空気の循環
を図る、上記エンクロージャ内の開口に配置されるファ
ンを含む、上記(40)記載の情報処理システム。 (42)上記金属ヒート・シンクのベースをアルミニウ
ム及び銅を含むグループから選択するステップを含む、
上記(18)記載の方法。 (43)電気コネクタのパターンを有する配線面と、上
記電気コネクタの鏡像パターンを有する第1の面を有す
る半導体チップと、上記配線面のコネクタのパターン
と、上記第1の面のコネクタのパターンとの間に延びる
電気接続継手と、上記半導体チップと、上記接続パター
ンの周囲の配線面との間の有機カプセル材と、上記半導
体チップの第2の面と放熱器と間を結合する可撓性エポ
キシと、を含む、チップ・キャリア・モジュール。 (44)上記可撓性エポキシが、25℃以下のガラス転
移温度、及び25℃において100000psi以下の
ヤング率を有し、上記可撓性エポキシが、10℃以下の
ガラス転移温度を有し、上記可撓性エポキシが、0℃以
下のガラス転移温度を有し、上記可撓性エポキシが、2
5℃において50000psi以下のヤング率を有し、
上記可撓性エポキシが、25℃において20000ps
i以下のヤング率を有し、上記配線層及び上記半導体チ
ップの電気コネクタが金属パッドを含み、上記継手が上
記フリップ・チップ上の金属パッドと、上記配線面上の
金属パッドとの間のはんだ継手を含み、上記配線面に付
着される追加の半導体チップと、上記ヒート・シンクと
上記追加の半導体チップとの間の可撓性エポキシ接着剤
と、上記配線面が金属化セラミック基板の表面であり、
上記可撓性エポキシ接着剤が、約2ミル乃至4ミル(5
0.8μm乃至101.6μm)の厚さを有し、上記カ
プセル材がエポキシを含み、上記フリップ・チップの周
囲の配線面上に、上記フリップ・チップとほぼ同じレベ
ルまで付着されるエポキシの共形被覆と、上記ヒート・
シンクと上記共形被覆との間に付着される可撓性エポキ
シ接着剤と、上記可撓性エポキシ接着剤がアルミナ・セ
ラミックの粒子を充填され、上記可撓性エポキシ接着剤
がアルミニウム金属の粒子を充填され、上記可撓性エポ
キシ接着剤が1成分接着剤であり、上記ヒート・シンク
が銅を含み、上記ヒート・シンクの結合面がニッケルめ
っきされ、上記ニッケルめっき済み結合面がアミノ・エ
ポキシド結合剤により被覆される、上記(43)記載の
モジュール。 (45)導電性熱可塑性接着剤が上記半導体チップと上
記配線面間を結合し、上記接続パターンの周囲のカプセ
ル材が、上記導電性熱可塑性接着剤の付着の周囲の誘電
性熱可塑性接着剤を含み、上記配線面が硬質の有機基板
の表面であり、上記硬質基板が、軸方向に堅い繊維を充
填したエポキシを含み、上記軸方向に堅い繊維がガラス
繊維組織を含み、可撓性エポキシ接着剤が、上記ヒート
・シンクと上記配線面との間の空間を充填し、上記放熱
器が銅を含み、上記銅ヒート・シンクの結合面がクロム
により被覆される、上記(43)記載のモジュール。 (46)上記配線面が可撓性回路ボードの表面であり、
上記可撓性回路ボードが、金属パッドと上記パッドに接
続される導体とを含む、パターニングされた金属膜の1
つ以上の配線層と、上記金属膜を分離して覆う2つ以上
の有機誘電膜層であって、上記配線層を覆う誘電膜層の
1つの窓が、1つ以上の上記金属パッドを露出する、上
記有機誘電膜層と、を含み、上記半導体チップの周囲
の、上記配線面と上記ヒート・シンクとの間の空間が、
エポキシ接着剤により充填され、上記ヒート・シンクが
アルミニウムを含み、上記アルミニウムのヒート・シン
クの結合面が陽極酸化により被覆される、上記(43)
記載のモジュール。 (47)上記配線面がセラミック基板の金属化面であ
り、上記ヒート・シンクがアルミニウムを含み、アルミ
ニウム結合面が粗化される、上記(43)記載のモジュ
ール。 (48)上記ヒート・シンクがアルミニウムを含み、上
記アルミニウムのヒート・シンクの結合面がクロム酸塩
転化により被覆される、上記(43)記載のモジュー
ル。 (49)配線面、付着面、及び基板を貫通する窓を有す
る配線基板と、上記窓における上記配線面上のワイヤー
・ボンド・パッドと、上記配線基板の付着面に積層され
る結合面を有するヒート・シンクと、正面及び背面にワ
イヤー・ボンド・パッドを有する半導体チップと、上記
半導体チップの背面と上記放熱器との間の、上記窓位置
における可撓性エポキシ接着剤と、上記半導体チップの
正面のワイヤー・ボンド・パッドと、上記配線面上の窓
位置のワイヤー・ボンド・パッドとの間に接続されるボ
ンド・ワイヤーと、上記ボンド・ワイヤー及び上記チッ
プの正面を覆う有機カプセル材と、を含む、チップ・キ
ャリア・モジュール。 (50)上記配線基板が、2つ以上の有機誘電膜により
分離され、覆われる1つ以上の金属膜を含み、上記第1
の有機接着剤がシリコン接着剤を含み、上記第1の有機
接着剤が可撓性エポキシ接着剤を含む、上記(49)記
載のモジュール。 (51)基板の第1の面に接続される半導体チップと、
上記基板の第2の面と放熱器との間の可撓性エポキシ
と、を含む、チップ・キャリア・モジュール。 (52)上記半導体チップが、その背面が上記基板に接
続されるワイヤー・ボンド・チップであり、上記ワイヤ
ー・ボンド・チップが可撓性エポキシにより上記基板に
接着され、上記放熱器が金属であり、上記基板がセラミ
ック基板である、上記(51)記載のモジュール。 (53)接続パッドのパターンを有する配線面を有する
有機回路ボード基板と、上記有機基板上の接続パッドに
対応する接続パッドのパターンを有する第1の面を有す
る半導体チップと、上記半導体チップの第1の面上の接
続パッドと、上記有機基板上の接続パッドとの間に延び
る電気接続と、上記配線面と上記半導体チップの第1の
面との間の、上記電気接続の周囲の有機カプセル材と、
上記半導体チップの第2の面と放熱器との間の可撓性エ
ポキシ接着剤と、を含む、回路ボード・アセンブリ。 (54)有機回路ボード基板と、上記回路ボード基板に
接続され、上記回路ボード基板と反対側の第1の面を有
する、チップ・キャリア・モジュールと、上記チップ・
キャリア・モジュールの第1の面に接続される半導体チ
ップと、結合面を有する放熱器と、上記半導体チップの
表面と上記放熱器の結合面との間の可撓性エポキシ接着
剤と、を含む、回路ボード・アセンブリ。 (55)複数のチップ・キャリア・モジュールが、上記
有機回路ボード基板の配線面に接続され、可撓性エポキ
シ接着剤が上記ヒート・シンクと、複数の上記チップ・
キャリア・モジュール上の半導体チップの表面との間を
接着する、上記(54)記載の回路ボード・アセンブ
リ。 (56)情報処理システムの部品を含むエンクロージャ
と、上記エンクロージャ内の電源と、CPU、RAM、
I/Oプロセッサを定義する素子と、露出した半導体チ
ップ面を有する素子とを含む素子と、上記エンクロージ
ャ内に包囲されて、上記電源に接続され、上記CPU、
RAM、及びI/Oプロセッサ間の通信のためのバス手
段を含む、1つ以上の回路ボード基板と、上記回路ボー
ド基板と上記モジュールとの間のはんだ継手と、上記モ
ジュール上に配置されるヒート・シンクと、上記半導体
面と上記ヒート・シンクとの間の可撓性エポキシ接着剤
と、を含む、情報処理システム。 (57)上記エンクロージャを通じて空気循環を図るフ
ァンを含む、上記(56)記載の情報処理システム。 (58)チップ・キャリア・モジュールを生成する方法
であって、配線面を提供するステップと、半導体チップ
の第1の面を、接続パターンを有する配線面に電気的に
接続するステップと、上記半導体チップと、それぞれの
上記電気接続パターンの周囲の配線面との間を、有機材
料によりカプセル封じするステップと、約25℃または
それ以下のガラス転移温度、及び少なくとも300ps
iの引張強さを有する、完全に硬化されていない有機接
着剤を、上記半導体チップの第2の面と放熱器との間に
付着するステップと、上記放熱器及びそれぞれの半導体
チップを一緒に押圧するステップと、加熱して、上記有
機接着剤を硬化するステップと、を含む、方法。
【図1】本発明の実施例に従い、可撓性エポキシによ
り、CQFPに接着されるアルミニウムまたは銅の放熱
器を示す図である。
り、CQFPに接着されるアルミニウムまたは銅の放熱
器を示す図である。
【図2】本発明の別の実施例に従い、可撓性エポキシま
たはシリコン接着剤により、キャップレスCQFP上の
半導体フリップ・チップに接着されるアルミニウムまた
は銅の放熱器を示す図である。
たはシリコン接着剤により、キャップレスCQFP上の
半導体フリップ・チップに接着されるアルミニウムまた
は銅の放熱器を示す図である。
【図3】本発明の更に別の実施例に従い、シリコンまた
は可撓性エポキシ接着剤により、CPGA上の半導体フ
リップ・チップに接着されるアルミニウムまたは銅の放
熱器を示す図である。
は可撓性エポキシ接着剤により、CPGA上の半導体フ
リップ・チップに接着されるアルミニウムまたは銅の放
熱器を示す図である。
【図4】銅またはアルミニウムの放熱器が、CBGAま
たはPBGA上のシリコンまたは可撓性エポキシ接着剤
により、半導体フリップ・チップに接着される、図3に
類似の本発明の別の実施例を示す図である。
たはPBGA上のシリコンまたは可撓性エポキシ接着剤
により、半導体フリップ・チップに接着される、図3に
類似の本発明の別の実施例を示す図である。
【図5】本発明の更に別の実施例に従い、シリコンまた
は可撓性エポキシにより、テープ・ボール・グリッド・
アレイ・パッケージ上の半導体チップに接着される、銅
またはアルミニウムの放熱器を示す図である。
は可撓性エポキシにより、テープ・ボール・グリッド・
アレイ・パッケージ上の半導体チップに接着される、銅
またはアルミニウムの放熱器を示す図である。
【図6】本発明の更に別の実施例に従い、シリコンまた
は可撓性エポキシ接着剤により、有機キャリア基板を有
する直接チップ付着モジュール(DCAM)上の半導体
チップに接着される、銅またはアルミニウムの放熱器を
示す図である。
は可撓性エポキシ接着剤により、有機キャリア基板を有
する直接チップ付着モジュール(DCAM)上の半導体
チップに接着される、銅またはアルミニウムの放熱器を
示す図である。
【図7】シリコンまたは可撓性エポキシ接着剤を用い
て、放熱器を高電力密度部品のセラミック及びシリコン
面に接着することにより、熱性能が改良される、本発明
の情報処理システムを示す図である。
て、放熱器を高電力密度部品のセラミック及びシリコン
面に接着することにより、熱性能が改良される、本発明
の情報処理システムを示す図である。
【図8】可撓性エポキシにより、ワイヤー・ボンド・チ
ップが下面側に実装されるセラミックTSOPに付着さ
れる、銅またはアルミニウムのヒート・シンクを示す図
である。
ップが下面側に実装されるセラミックTSOPに付着さ
れる、銅またはアルミニウムのヒート・シンクを示す図
である。
【図9】本発明のピンの実施例を示す、図4のヒート・
シンクの上面図である。
シンクの上面図である。
【図10】本発明のフィンの実施例を示す、図8のヒー
ト・シンクの上面図である。
ト・シンクの上面図である。
【図11】シリコンまたは可撓性エポキシ接着剤によ
り、穴の開いた銅またはアルミニウムのヒート・シンク
が付着される、下面側が実装されるTBGAを示す図で
ある。
り、穴の開いた銅またはアルミニウムのヒート・シンク
が付着される、下面側が実装されるTBGAを示す図で
ある。
【図12】下面側にワイヤー・ボンド・チップが実装さ
れるTBGAに、シリコンまたは可撓性エポキシ接着剤
により付着される、れんが状の放熱器を示す図である。
れるTBGAに、シリコンまたは可撓性エポキシ接着剤
により付着される、れんが状の放熱器を示す図である。
【図13】シリコンまたは可撓性エポキシ接着剤を用い
て、ラップ式可撓性基板モジュール上のフリップ・チッ
プ及びワイヤー・ボンド・チップに付着される、銅また
はアルミニウムの放熱器を示す図である。
て、ラップ式可撓性基板モジュール上のフリップ・チッ
プ及びワイヤー・ボンド・チップに付着される、銅また
はアルミニウムの放熱器を示す図である。
【図14】可撓性エポキシまたはシリコン接着剤を用い
て、ヒート・シンクを直接フリップ・チップ、及びチッ
プが付着されるセラミック基板に結合する、本発明の情
報処理システムの別の実施例を示す図である。
て、ヒート・シンクを直接フリップ・チップ、及びチッ
プが付着されるセラミック基板に結合する、本発明の情
報処理システムの別の実施例を示す図である。
100、102 セラミック 106、150、202、248、252、302、4
60、544、546、628、642、666 フリ
ップ・チップ 108、110、114、160、162、164、1
68、220、264、272、324、466、50
4、568 接着剤(エポキシなど) 112、412 ワイヤー・ボンド・ワイヤー 116 空洞 118、165、224、246、270、320、3
88、440、468、502、540、640、67
0 放熱器(ヒート・シンク) 120、166、226、244、274、322、3
66、370、372、410、416、444、47
0、508、542、630、644、668可撓性エ
ポキシまたはシリコン接着剤 148 CQFPモジュール 152、204、256 チップ・キャリア 154、206、258、284、570、624 結
合部 156 ガル・ウィング・リード 158、170、212、254、260、282、3
10、312、418、524、526 パッド 159、214、242、280、304、404、6
22、662 基板 200 CPGA(セラミック・ピン・グリッド・アレ
イ)モジュール 208、400 ピン 210 流動はんだ 240 BGA(ボール・グリッド・アレイ)モジュー
ル 250 TBGAモジュール 259 はんだボール 262、464 金属フレーム 286 熱可塑物質または熱硬化物質 300 DCAM(直接チップ付着モジュール) 306 共融はんだ 308 はんだバンプ 314、420、664 はんだ 352、354 コンピュータ・システム 356 光または電気信号ケーブル 358、360、606 CPUモジュール 362、364 メモリ・モジュール 374、376、422、428、462、474、5
00、520、602、603 回路ボード 378、380、612 電源 382 他のコンピュータ装置 386 コンピュータ周辺装置 402 Jリード 406、506 ワイヤー・ボンド・チップ 414 ワイヤー・ボンド・パッド 424 遮蔽板 430 バイア 472 ポッティング材料 522 ベース 600 エンクロージャ 604 マザーボード 607 RAMモジュール 608 ROMモジュール 609 I/Oプロセッサ・モジュール 610 バス 620 モジュール 660 CCGA(セラミック・カラム・グリッド・ア
レイ)モジュール
60、544、546、628、642、666 フリ
ップ・チップ 108、110、114、160、162、164、1
68、220、264、272、324、466、50
4、568 接着剤(エポキシなど) 112、412 ワイヤー・ボンド・ワイヤー 116 空洞 118、165、224、246、270、320、3
88、440、468、502、540、640、67
0 放熱器(ヒート・シンク) 120、166、226、244、274、322、3
66、370、372、410、416、444、47
0、508、542、630、644、668可撓性エ
ポキシまたはシリコン接着剤 148 CQFPモジュール 152、204、256 チップ・キャリア 154、206、258、284、570、624 結
合部 156 ガル・ウィング・リード 158、170、212、254、260、282、3
10、312、418、524、526 パッド 159、214、242、280、304、404、6
22、662 基板 200 CPGA(セラミック・ピン・グリッド・アレ
イ)モジュール 208、400 ピン 210 流動はんだ 240 BGA(ボール・グリッド・アレイ)モジュー
ル 250 TBGAモジュール 259 はんだボール 262、464 金属フレーム 286 熱可塑物質または熱硬化物質 300 DCAM(直接チップ付着モジュール) 306 共融はんだ 308 はんだバンプ 314、420、664 はんだ 352、354 コンピュータ・システム 356 光または電気信号ケーブル 358、360、606 CPUモジュール 362、364 メモリ・モジュール 374、376、422、428、462、474、5
00、520、602、603 回路ボード 378、380、612 電源 382 他のコンピュータ装置 386 コンピュータ周辺装置 402 Jリード 406、506 ワイヤー・ボンド・チップ 414 ワイヤー・ボンド・パッド 424 遮蔽板 430 バイア 472 ポッティング材料 522 ベース 600 エンクロージャ 604 マザーボード 607 RAMモジュール 608 ROMモジュール 609 I/Oプロセッサ・モジュール 610 バス 620 モジュール 660 CCGA(セラミック・カラム・グリッド・ア
レイ)モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・アンソニー・ゲインズ アメリカ合衆国13850、ニューヨーク州ベ スタル、ホースシュー・レーン 340 (72)発明者 アービン・メミス アメリカ合衆国13850、ニューヨーク州ベ スタル、ブリアクリフ・アベニュー 3136 (72)発明者 フサイン・シャウカトゥラー アメリカ合衆国13760、ニューヨーク州エ ンドウェル、マサチューセッツ・アベニュ ー 402
Claims (27)
- 【請求項1】チップ・キャリア・モジュールを形成する
方法であって、 配線面を提供するステップと、 半導体チップの第1の面を、上記配線面に電気的に接続
するステップと、 上記半導体チップと、上記配線面との間を、有機材料に
よりカプセル封じするステップと、 完全に硬化されていないシリコン接着剤を、上記半導体
チップの第2の面と放熱器との間に付着するステップ
と、 上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一緒に押
圧するステップと、 加熱して、上記シリコン接着剤を硬化するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項2】上記方法が更に、上記ヒート・シンクとし
て銅合金を選択し、上記ヒート・シンクの結合面をニッ
ケルめっきするステップを含む、 請求項1記載の方法。 - 【請求項3】上記方法が更に、上記ヒート・シンクとし
て銅合金を選択するステップを含み、 上記方法が更に、上記銅ヒート・シンクの結合面をクロ
ム被覆するステップを含む、 請求項1記載の方法。 - 【請求項4】上記方法が更に、上記ヒート・シンクとし
てアルミニウム合金を選択するステップを含み、 上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの
結合面を陽極酸化するステップを含む、 請求項1記載の方法。 - 【請求項5】上記方法が更に、上記ヒート・シンクとし
てアルミニウム合金を選択するステップを含み、 上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの
結合面を粗化するステップを含む、 請求項1記載の方法。 - 【請求項6】上記方法が更に、上記ヒート・シンクとし
てアルミニウム合金を選択するステップを含み、 上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの
結合面を、クロム被覆するステップを含む、 請求項1記載の方法。 - 【請求項7】チップ・キャリア・モジュールを形成する
方法であって、 配線面及び付着面、並びに上記基板を貫通する窓を有す
る配線基板を提供するステップと、 上記付着面と金属ヒート・シンクとの間に、第1の有機
接着剤を付着するステップと、 上記放熱器及びそれぞれの上記付着面を一緒に押圧する
ステップと、 加熱して、上記第1の接着剤を硬化するステップと、 半導体チップの背面と上記放熱器との間のそれぞれの上
記窓の位置に、完全に硬化されていないシリコン接着剤
を付着するステップと、 上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一緒に押
圧するステップと、 加熱して、上記シリコン接着剤を硬化するステップと、 上記窓位置において上記放熱器に接着される上記半導体
チップの正面のワイヤー・ボンド・パッドと、上記窓の
周囲の配線面上のワイヤー・ボンド・パッドとの間に、
ボンド・ワイヤーを接続するステップと、 上記ボンド・ワイヤー及び上記チップの正面を有機材料
によりカプセル封じするステップと、 を含む、方法。 - 【請求項8】回路ボード・アセンブリを形成する方法で
あって、 電気接続パターンを有する第1の面を有する半導体チッ
プを提供するステップと、 回路ボード基板を提供するステップと、 上記半導体チップの第1の面を、それぞれの上記回路ボ
ード基板の配線面に、それぞれの上記接続パターンを用
いて電気的に接続するステップと、 上記半導体チップと、上記電気接続パターンの周囲の配
線面との間を、有機材料によりカプセル封じするステッ
プと、 完全に硬化されていないシリコン接着剤を、上記半導体
チップの第2の面と放熱器との間に付着するステップ
と、 上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一緒に押
圧するステップと、 加熱して、上記シリコン接着剤を硬化するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項9】回路ボード・アセンブリを形成する方法で
あって、 半導体チップの露出面を有するモジュールを含むチップ
・キャリア・モジュールを提供するステップと、 回路ボード基板を提供するステップと、 上記モジュールの露出した半導体チップ面が、上記回路
ボード基板から間隔を置く方向に、上記回路ボード上に
上記モジュールを位置決めするステップと、 加熱して、上記モジュールと上記基板との間を電気的に
接続するステップと、 完全に硬化されていないシリコン接着剤を、上記半導体
チップの露出面と放熱器との間に付着するステップと、 上記放熱器及び上記半導体チップを一緒に押圧するステ
ップと、 加熱して、上記シリコン接着剤を硬化するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項10】チップ・キャリア・モジュールを形成す
る方法であって、 半導体チップの第1の面を、接続パターンを有する配線
面に電気的に接続するステップと、 上記半導体チップと上記電気接続パターンの周囲の配線
面との間を、有機材料によりカプセル封じするステップ
と、 完全に硬化されていない可撓性エポキシを、上記半導体
チップの第2の面と放熱器との間に付着するステップ
と、 上記放熱器及び上記第2の半導体チップ面を一緒に押圧
するステップと、 加熱して、上記可撓性エポキシを硬化するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項11】上記方法が更に、上記ヒート・シンクと
して銅合金を選択し、上記ヒート・シンクの結合面をニ
ッケル被覆するステップを含む、 請求項10記載の方法。 - 【請求項12】上記方法が更に、上記ヒート・シンクと
して銅合金を選択するステップを含み、 上記方法が更に、上記銅ヒート・シンクの結合面をクロ
ム被覆するステップを含む、 請求項10記載の方法。 - 【請求項13】上記方法が更に、上記ヒート・シンクと
してアルミニウム合金を選択するステップを含み、 上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの
金属結合面を粗化するステップを含む、 請求項10記載の方法。 - 【請求項14】上記方法が更に、上記ヒート・シンクと
してアルミニウム合金を選択するステップを含み、 上記方法が更に、上記アルミニウム・ヒート・シンクの
結合面を、クロム被覆するステップを含む、 請求項10記載の方法。 - 【請求項15】チップ・キャリア・モジュールを形成す
る方法であって、 配線面及び付着面、並びに上記基板を貫通する窓を有す
る配線基板を提供するステップと、 上記付着面と金属ヒート・シンクとの間に、第1の有機
接着剤を付着するステップと、 上記放熱器及びそれぞれの上記付着面を一緒に押圧する
ステップと、 加熱して、上記第1の接着剤を硬化するステップと、 半導体チップの背面と上記放熱器との間のそれぞれの上
記窓の位置に、完全に硬化されていない可撓性エポキシ
接着剤を付着するステップと、 上記放熱器及びそれぞれの上記半導体チップを一緒に押
圧するステップと、 加熱して、上記可撓性エポキシ接着剤を硬化するステッ
プと、 上記窓位置において上記放熱器に接着される上記半導体
チップの正面のワイヤー・ボンド・パッドと、上記窓の
周囲の配線面上のワイヤー・ボンド・パッドとの間に、
ボンド・ワイヤーを接続するステップと、 上記ボンド・ワイヤー及び上記チップの正面を有機材料
によりカプセル封じするステップと、 を含む、方法。 - 【請求項16】チップ・キャリア・モジュールを形成す
る方法であって、 半導体チップを基板の第1の面に実装するステップと、 完全に硬化されていない可撓性エポキシを、上記基板の
第2の面と放熱器との間に付着するステップと、 上記放熱器及び上記基板の第2の面を一緒に押圧するス
テップと、 上記モジュールを加熱し、上記可撓性エポキシを硬化す
るステップと、 を含む、方法。 - 【請求項17】上記半導体チップが、その背面が上記基
板に接着されるワイヤー・ボンド・チップであり、 上記ワイヤー・ボンド・チップが可撓性エポキシにより
接着され、 上記放熱器が金属であり、 上記基板がセラミック基板である、 請求項16記載の方法。 - 【請求項18】回路ボード・アセンブリを形成する方法
であって、 電気接続パターンを有する第1の面を有する半導体チッ
プを提供するステップと、 回路ボード基板を提供するステップと、 上記半導体チップの第1の面を、それぞれの上記回路ボ
ード基板の配線面に、それぞれの上記接続パターンを用
いて電気的に接続するステップと、 上記半導体チップと、上記電気接続パターンの周囲の配
線面との間を、有機材料によりカプセル封じするステッ
プと、 完全に硬化されていない可撓性エポキシ接着剤を、上記
半導体チップの第2の面と放熱器との間に付着するステ
ップと、 上記放熱器及び上記半導体チップを一緒に押圧するステ
ップと、 加熱して、上記可撓性エポキシ接着剤を硬化するステッ
プと、 を含む、方法。 - 【請求項19】回路ボード・アセンブリを形成する方法
であって、 半導体チップの露出面を有するモジュールを含むチップ
・キャリア・モジュールを提供するステップと、 回路ボード基板を提供するステップと、 上記モジュールの露出した半導体チップ面が、上記回路
ボード基板から間隔を置く方向に、上記回路ボード上に
上記モジュールを位置決めするステップと、 加熱して、上記モジュールと上記基板との間を電気的に
接続するステップと、 完全に硬化されていない可撓性エポキシ接着剤を、上記
半導体チップの露出面と放熱器との間に付着するステッ
プと、 上記放熱器及び上記半導体チップを一緒に押圧するステ
ップと、 加熱して、上記可撓性エポキシ接着剤を硬化するステッ
プと、 を含む、方法。 - 【請求項20】配線面、付着面、及び基板を貫通する窓
を有する配線基板と、 上記付着面に結合される放熱器と、 半導体チップと、 それぞれの上記窓において、上記半導体チップの背面
と、上記放熱器との間に付着されるシリコン接着剤と、 上記半導体チップの正面のワイヤー・ボンド・パッド
と、上記窓の周囲の配線面上のワイヤー・ボンド・パッ
ドとの間に延びるボンド・ワイヤーと、 上記ボンド・ワイヤー及び上記チップの正面を覆う有機
材料のカプセル材と、 を含む、チップ・キャリア・モジュール。 - 【請求項21】電気接続パターンを有する第1の面を有
する1つ以上の半導体チップと、 上記チップ上のコネクタのパターンに対応する電気コネ
クタのパターンを有する配線面を有する回路ボード基板
と、 上記半導体チップの第1の面及び上記配線面上の電気コ
ネクタ間の電気的接続と、 上記半導体チップと、上記電気接続の領域アレイの周囲
の配線面との間の有機材料のカプセル材と、 上記半導体チップの第2の面と放熱器との間のシリコン
接着剤と、 を含む、回路ボード・アセンブリ。 - 【請求項22】回路ボード基板と、 上面に半導体チップを含むチップ・キャリア・モジュー
ルと、 放熱器と、 上記半導体チップ面と上記放熱器との間のシリコン接着
剤と、 を含む、回路ボード・アセンブリ。 - 【請求項23】情報処理システムの部品を含むエンクロ
ージャ手段と、 上記情報処理システムを動作させる電源手段と、 CPU、RAM、I/Oプロセッサを定義する素子と、
露出した半導体チップ面を有する素子とを含む素子と、 上記エンクロージャ手段内に包囲され、上記CPU、R
AM、及びI/Oプロセッサ間の通信のためのバス手段
を含む、1つ以上の回路ボード基板と、 上記部品と上記回路基板との間の電気接続と、 放熱器と、 上記半導体面と上記放熱器との間のシリコン接着剤と、 情報処理システムを形成する上記回路基板間、及び上記
基板と上記電源手段間の電気接続と、 を含む、情報処理システム。 - 【請求項24】配線面、付着面、及び基板を貫通する窓
を有する配線基板と、上記窓における上記配線面上のワ
イヤー・ボンド・パッドと、 上記配線基板の付着面に積層される結合面を有するヒー
ト・シンクと、 正面及び背面にワイヤー・ボンド・パッドを有する半導
体チップと、 上記半導体チップの背面と上記放熱器との間の、上記窓
位置における可撓性エポキシ接着剤と、 上記半導体チップの正面のワイヤー・ボンド・パッド
と、上記配線面上の窓位置のワイヤー・ボンド・パッド
との間に接続されるボンド・ワイヤーと、 上記ボンド・ワイヤー及び上記チップの正面を覆う有機
カプセル材と、 を含む、チップ・キャリア・モジュール。 - 【請求項25】接続パッドのパターンを有する配線面を
有する有機回路ボード基板と、 上記有機基板上の接続パッドに対応する接続パッドのパ
ターンを有する第1の面を有する半導体チップと、 上記半導体チップの第1の面上の接続パッドと、上記有
機基板上の接続パッドとの間に延びる電気接続と、 上記配線面と上記半導体チップの第1の面との間の、上
記電気接続の周囲の有機カプセル材と、 上記半導体チップの第2の面と放熱器との間の可撓性エ
ポキシ接着剤と、 を含む、回路ボード・アセンブリ。 - 【請求項26】有機回路ボード基板と、 上記回路ボード基板に接続され、上記回路ボード基板と
反対側の第1の面を有する、チップ・キャリア・モジュ
ールと、 上記チップ・キャリア・モジュールの第1の面に接続さ
れる半導体チップと、 結合面を有する放熱器と、 上記半導体チップの表面と上記放熱器の結合面との間の
可撓性エポキシ接着剤と、 を含む、回路ボード・アセンブリ。 - 【請求項27】チップ・キャリア・モジュールを形成す
る方法であって、 配線面を提供するステップと、 半導体チップの第1の面を、接続パターンを有する配線
面に電気的に接続するステップと、 上記半導体チップと、それぞれの上記電気接続パターン
の周囲の配線面との間を、有機材料によりカプセル封じ
するステップと、 約25℃またはそれ以下のガラス転移温度、及び少なく
とも300psiの引張強さを有する、完全に硬化され
ていない有機接着剤を、上記半導体チップの第2の面と
放熱器との間に付着するステップと、 上記放熱器及びそれぞれの半導体チップを一緒に押圧す
るステップと、 加熱して、上記有機接着剤を硬化するステップと、 を含む、方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/672875 | 1996-06-28 | ||
US08/672,875 US5847929A (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Attaching heat sinks directly to flip chips and ceramic chip carriers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1070141A true JPH1070141A (ja) | 1998-03-10 |
JP3201975B2 JP3201975B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
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