JPH11317477A

JPH11317477A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH11317477A
Application number: JP11075135A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shirai; 優之白井; Kanji Otsuka; 寛治大塚; Takashi Miwa; 孝志三輪; Tetsuo Nakano; 哲夫中野; Kazuo Koide; 一夫小出; Akira Yamagiwa; 明山際; Takao Oba; 隆夫大場; Toshio Hatada; 敏夫畑田; Hitoshi Matsushima; 松島　　均; Kunio Miyazaki; 邦夫宮崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 1999-11-16
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JP3372498B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで、高信頼度、高性能を有する半導
体装置を提供する。【解決手段】半導体チップ１を囲むよう形成された樹
脂フィルムを有し、この樹脂フィルム上に複数の接地層
４ａを有する半導体装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＰＰＧＡ（プラスチ
ック・ピン・グリッド・アレイ）構造のＬＳＩなどの封
止技術、特に、信号伝播特性を損なうことなく空冷放熱
を行うために用いて効果のある技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は、実装密度の向上と共に外
部回路との接続のためのピン（或いはリード）数が多く
なる。多ピン化を可能にし、かつ従来からのプリント基
板に実装できるパッケージ構造を有するものにＰＧＡ
（ピン・グリッド・アレイ）がある。

【０００３】ＰＧＡのパッケージには、従来よりセラミ
ックが用いられ、また配線材料には焼結金属が用いられ
ている。しかし、セラミックはコストが高くかつ誘電率
が高いために配線に対しては線間の静電容量となる。ま
た、焼結金属は電気抵抗が高いため、電源や信号配線に
直列の抵抗分を含ませる。このため、電源系にあっては
抵抗分により損失が生じ、一方、信号系にあっては、セ
ラミックによる静電容量と配線の電気抵抗とにより信号
遅延を生じる。

【０００４】そこで、日経エレクトロニクス「別冊 No.
２マイクロデバイセズ」１９８４．６．１１、Ｐ１６０
〜Ｐ１６８に記載のように、セラミックに代えて低コス
ト化が可能なプラスチックＰＧＡが注目され、ＡＳＩＣ
（Apllication Specific IC:特定用途向けＩＣ）ＬＳＩ
などに用途が広がりつつある。そのパッケージベース
は、プリント基板材料でもあるガラス繊維入りエポキ
シ、トリアジン、ポリイミドなどの誘電率の低い材料が
用いられ、また、配線には電気抵抗の低い銅が用いられ
る。

【０００５】なお、このようなＰＰＧＡに関連する技術
は、例えば、特開昭６０−３８８４１号及び特開昭６０
−３８８４２号がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の如く
プラスチックを用いたパッケージ技術においては、プラ
スチックの熱伝導度がセラミックに比べて悪く、高集積
に伴う半導体チップの高発熱に対する冷却、及び信号の
高速伝播を満足することができない。

【０００７】半導体装置の高発熱の冷却に対処するもの
として、特開昭６０−１３６３４８号がある。すなわ
ち、有機プリント板材料のＬＳＩ取付部に穴を開け、熱
伝導度の良い板をプリント板の裏面に張り付け、その表
面の穴部を通してＬＳＩを良熱伝導板に付ける構造とし
ている。しかし、この構造では、各部材の熱膨張差はセ
ラミックを用いる場合に比べて大きく、接合に何らかの
対策を講じないと破壊につながる。

【０００８】また、ガラスエポキシ樹脂からなる基板上
にＬＳＩを取り付けるプラスチック・ピン・グリッド・
アレイ・パッケージにおいて、各接合部間の接着剤に熱
膨張差を解消するためにエラストマを用いることが、特
開昭６０−１３６３４５号に示されている。しかし、エ
ラストマは熱伝導性が悪く、放熱対策に問題がある。

【０００９】また、エラストマは気泡の多い構造である
ため、エポキシ系の接着剤に比べて水分が侵入し易く、
キャビティ内の配線が腐蝕する等の問題がある。

【００１０】さらに、放熱を容易にするためには、自然
空冷、あるいは数ｍ／Ｓの風速で行えることが望ましい
が、従来、半導体装置が数十ワットになると十分に放熱
が期待できなくなる。

【００１１】そこで、本発明の目的は、高速信号伝播特
性を保証しながら数十ワット級の半導体装置の冷却を可
能にする封止技術を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、通常のプリント基板
で作られたパッケージと安い材料で作られた熱拡散板を
組合せ、低コストで高信頼度かつ高性能を有するパッケ
ージ構造を提供することにある。

【００１３】本発明のさらに他の目的は、構造材料の特
性からくる諸々の不整合を軟らかい材料で接合または覆
うことにより、材料特性関係を独立させることにより自
由な材料の組合せが可能となり、低コストで信頼度、性
能を犠牲にすることのない技術を提供するものである。

【００１４】本発明の前記目的と新規な特徴は、本明細
書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。

【００１６】(1).半導体チップ及びこれを搭載する放熱
部と、少なくとも１層の配線層を備え、その端部を前記
半導体チップの近傍に配置したプラスチック基板からな
る半導体装置において、前記半導体チップと放熱部間及
び半導体チップ全面が、弾性率0.００１〜１００kg／mm
²の軟らかい材料で覆われている構造としたものであ
る。

【００１７】また、(2).前記放熱部を、半導体チップが
接合される熱拡散板と、前記軟らかい材料からなる接着
剤を介して熱拡散板と接合されるヒートシンクとで構成
した前記(1) 記載の半導体装置の構造とするものであ
る。

【００１８】上記した手段(1) によれば、半導体チップ
を軟らかい材料で接合することにより、パッケージを構
成する材料の膨張率の違いから生じる不整合を防止でき
る。また、チップ全面をコーティングすることにより、
チップへの水分の侵入を防止するとともに、上述した接
合剤と同様に、不整合を防止できる。したがって、プラ
スチック・ピン・グリッド・アレイ・パッケージの信頼
性を向上できる。

【００１９】上記した手段(2) によれば、半導体チップ
が熱拡散板に搭載され、その反対面にヒートシンクを装
着すると共に、半導体チップを露出させた状態でその周
辺にプラスチック基板を配設し、これを熱拡散板に接合
している。この結果、半導体チップで発生した熱は熱拡
散板を介して速やかにヒートシンクに伝達され、一方、
各配線層を内蔵したプラスチック基板は線間容量、配線
上のインダクタンス及び抵抗を最小にし、信号伝播特性
の劣化を防止する。したがって、信号伝播特性を損なう
ことなく、プラスチックパッケージを用いながら十分な
放熱を行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明に
よる半導体装置の一例を示す断面図である。

【００２１】ＬＳＩのチップ１は、熱拡散板２の中央部
に形成された台座部に熱伝導度のよいフィラーの入った
ゴム状弾性を有するエラストマ３を介して接合されてい
る。熱拡散板２は銅材などを用いて方形もしくは長方形
に加工され、また台座部が他の部分より肉厚にされ、反
対側の面は平面にされている。

【００２２】チップ１の周辺には、プラスチック、ガラ
スエポキシなどが用いられ、かつ配線が多層にされてい
る配線基板４が、軟らかい材料、例えばその熱伝導度の
よいフィラーの入ったエラストマ５を介して熱拡散板２
に接合されている。配線基板４はその中央部分に開口を
有し、その開口部にチップ１及び熱拡散板２の台座部が
位置する。この熱拡散板２は、配線基板４とほぼ等しい
外形寸法を有し、チップ１の放熱面積を大きくしてい
る。この配線基板４には、一定間隔に多数のピン６（電
極）が埋設され、各々配線基板４内の配線に接続されて
いる。このピン６は、はんだ付け或いはかしめにより立
設加工され、その材料には弾性変形限界の高いＢｅ−Ｃ
ｕなどを用いる。因みに、従来は４２合金、リン青銅な
どが用いられていた。

【００２３】配線基板４の内側端は階段状になってお
り、各段の表面には配線が露出し、チップ１上のその配
線との間は、金、銅またはアルミニウム材によるボンデ
ィングワイヤ７で接続されている（ボンディングワイヤ
７に代えてＴＡＢ（テープ・オートメイテッド・ボンデ
ィング）を使用してもよい）。

【００２４】熱拡散板２の上面（チップ１の設けられて
いない面）には、軟らかい材料、例えばエラストマ８を
介してフィン９（ヒートシンク）が接合されている。フ
ィン９は、熱伝導性に優れるアルミニウム材が用いら
れ、さらに複数の深溝が形成され、放熱面積が広くなる
ようにされている。エラストマ８は後述する熱伝導度の
良いフィラーを含んだものにすれば、放熱効果がさらに
向上する。

【００２５】さらに、チップ１の露出面及び隣接する配
線基板４の一部、すなわち配線基板４の内側端から露出
する電極を保護するためにキャップ１０が軟らかい材
料、例えばエラストマ１２を介して配線基板４に接合さ
れている。このエラストマ１２を含めて、前記いずれの
エラストマも接合される部材相互の熱膨張差を吸収する
ために設けられている。

【００２６】また、前記チップ１、配線基板４の側端か
ら露出する電極およびボンディングワイヤ７を、配線基
板４とキャップ１０とを接合するエラストマ１２から侵
入する水分による影響を防ぐため、コーティングゲル１
１によって保護している。このコーティングゲル１１
は、ワイヤ断線や水分の侵入を防ぐ材料が好ましい。熱
拡散板２と配線基板４間または配線基板４とキャップ１
０間をエラストマで接合した場合、チップ１表面だけで
なくチップ１側面まで耐湿性のシリコーンゲルで被って
おくと、水分の侵入によるボンディングパッドのＡｌ腐
蝕を防止できる。これはエラストマのキュア時に気泡が
エラストマ内に残って、そこが水分の侵入経路となるこ
とがあるからである。

【００２７】コーティングゲル１１には、例えば、弾性
率が１００kgｆ／mm²以下の材料で、シリコーン，ポリ
ウレタン，他のゲル状の物質で、熱膨張係数２０×１０
^-6／℃以下の溶融シリカやアルミナの充填を行った物
や、シリコン変成フェノール硬化型エポキシ樹脂を用い
ることができる。

【００２８】なお、以上の各部に用いた材料の熱膨張係
数及び熱伝導度を示せば第１表の如くである。

【００２９】

【表１】

【００３０】第１表から明らかなように、シリコンに比
べ熱拡散板２として考えられる材料である銅は、熱膨張
係数が大きい。また、フィン９の主要構造材であるアル
ミニウムは更に大きい。また、誘電率の低い材料と見な
されるガラス繊維入りエポキシ、ガラス繊維入りポリイ
ミド、ガラス繊維入りビスマレイドトリアジンなどは、
同様にシリコンに比べ熱膨張係数が大きい。仮に、熱拡
散板２にＡｌＮやＣｕ／Ｍｏ／Ｃｕクラッド材を用いた
場合、シリコンとの整合は良好であるものの、他の構成
材料との整合に問題が残る。

【００３１】しかし、本発明では、不整合な材料間の相
互接合に、変形し易いエラストマを用いているので、上
記した整合の問題は解消する。ただし、軟らかい材料、
たとえばエラストマは熱伝導度が悪いので、できるだけ
薄い層になるように形成するか、あるいは第１表に示し
たように熱伝導度の良いフィラーを混入させるのが望ま
しい。

【００３２】エラストマとして、アルミナフィラー入り
メチールフェニールシロキサンゴム（例えば、商品名
「東レＳＥ−４４００」）を用いた場合、引っ張り破壊
限界値の伸びは１００％であり、安全率５０％を見積も
ると設計歪量として５０％が得られる。更に、大きな破
壊限界伸びを有するものにメチールフェニールシロキサ
ンゲル（例えば、商品名「東レＪＣＲ６１１０」）があ
り、その破壊限界伸びは２００％であるため、設計歪量
として１００％が得られる。この前提のもとに設計した
好ましいパッケージ材として得られたのが第２表及び第
３表に示すものである。ここでは共に図１に示した構成
を用い、チップサイズ１4.５mm角のパッケージとし、フ
ィンサイズが６０mm角で熱拡散板２の厚みを１mmにし
た。フィン形状は、高さ１８mm、フィン間隔４mmとし、
風速１ｍ／秒の風冷にした。また、変位は、−５５℃〜
１５０℃（ΔＴ＝２０５℃）のときの値である。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】第２表は銅の熱拡散板２を用いた場合であ
り、１4.５mm角のシリコンチップとの間の温度サイクル
時の最大温度差２０５℃における変位は２１μｍであ
る。設計歪量をゲルの１００％と見て、接着材厚みは２
１μｍ以上とし、実施の形態１では２５μｍに設定し
た。一方、６０mm角の銅熱拡散板とアルミニウムフィン
の２０５℃における変位は４０μｍとなり、ゴムの５０
％設計歪み量からゴム厚みは１００μｍになる。このよ
うな条件下で、夫々の熱抵抗を計算すると、第２表に示
すように合計は2.２４℃／Ｗとなり、良好な値が得られ
る。

【００３６】第３表は熱拡散板２として窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）を用いた場合であり、シリコンチップとＡ
ｌＮの変位は小さく２μｍであり、２５μｍの金−シリ
コン合金（重量８％）が使用できる。これにより、第１
表のゲル部熱抵抗の１／１０００以下の値とすることが
できるが、ＡｌＮとアルミニウムフィンの接合に２５０
μｍの厚いゴム材の挿入を必要とし、２０倍の熱抵抗に
なる。しかし、総合的には、1.９８℃／Ｗとなって第１
表の例より小さく、３０Ｗ程度の半導体チップを十分に
冷却しうるものとなる。なお、Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕクラッ
ド板（例えば、ＣＬＹＭＡＸ：クライマックス社製）、
Ｃｕ含浸焼結タングステン、Ｆｅ−Ｎｉメッシュ入り銅
板（例えば、住友特殊金属社製）アルミニウムなども熱
拡散板として同様に扱うことができる。

【００３７】図２（ａ）及び図３は配線基板４及びピン
６の詳細を示す拡大断面図である。図２はＴＴＬ（トラ
ンジスタ・トランジスタ・ロジック）インターフェース
に対応するものである。図２（ｂ）は図２（ａ）のピン
配置を示す斜視図、図２（ｃ）, （ｄ）は図２（ａ）の
一部拡大斜視図である。図３はＥＣＬ（エミッタ・カッ
プルド・ロジック）インターフェースに対応するもので
ある。図３は、インピーダンス整合を行うために接地層
４ａを電源層４ｂと信号層４ｃの間に設けたところに特
徴がある。本実施の形態１では、例えば、層間隔を１０
０μｍにして５０Ωが得られた。

【００３８】配線基板４は、プラスチック材の中に複数
の配線層（接地層４ａ、電源層４ｂ、信号層４ｃ）が一
定間隔に積層されている。図２（ａ）及び図３では、ピ
ン６に接地層４ａが接続される例を示しており、ピン６
は配線基板４に形成されたスルーホール４ｄに嵌入さ
れ、はんだ４ｅによって固定されている。この場合、ピ
ン６に接続しない配線層はスルーホール４ｄに接触しな
いように絶縁されている。また、ピン６は、曲げに対し
剛性を備えた材料を用いる。さらに、図２（ｂ）に示す
ように、ピン６は配線基板４のほぼ全面に多数形成され
ている。

【００３９】配線基板４のチップ１との接続部は、段差
形状にされ、各段に配線層が露出している。接地層４ａ
の一部は図２（ｃ）に示すように、基板側端および電源
層４ｂが形成されている面に側面導通部４ｆとして延長
され、電源層４ｂの面でチップとボンディングワイヤで
接続されている。また、側面導通部４ｆは、図２（ｄ）
に示すように、配線基板４の側端全面に形成され、その
一部は電源層４ｂが形成されている面に延長してもよ
い。チップ１と配線層との接続は、各部材の相互接続に
軟らかい材料、例えばエラストマが用いられているた
め、各剛体の変位を吸収可能なように、ループ形状をし
たボンディングワイヤ７を用いて行う。

【００４０】また、封止は同様な理由から剛性の強いエ
ポキシポッティングを使用できないので、近年高信頼の
封止材として注目されているシリコーンゲル（例えば、
信越シリコン社製のＫＪＲ９０１０又は東レダウコーニ
ングシリコーン社製のＪＣＲ６１１０）をコーティング
ゲル１１として用い、ポッティングを行っている。

【００４１】さらに、機械的保護としてキャップ１０が
エラストマ１２で封止されるが、キュア時の加熱で内圧
が上昇してブローホールが発生し、内外圧が同じとな
り、エラストマが硬化しないうちにそのブローホールが
再び閉じた後、エラストマ１２が硬化するような硬化の
時間温度の制御が可能なエラストマを使用することによ
り高信頼度が得られる。

【００４２】図４（ａ）, （ｂ）, （ｃ）は図２の信号
層４ｃ、電源層４ｂ及び接地層４ａの各々の詳細を示す
もので、装置全体の約１／４を示している。ここでは、
従来からＰＧＡパッケージで採用しているめっき導通線
を廃止し、配線の寄生容量が３０〜４０％を低減した構
造になっている。この実現は、チップ１の取付部を貫通
穴としたことが一助になっている。また、配線層のいず
れもが、銅配線を用いているため、電気抵抗を低くでき
る。したがって、従来と同一抵抗レベルとした場合に
は、配線、特に信号配線の微細幅設計が可能になる。

【００４３】図４（ｂ）には、その端部が配線基板４の
内側端まで延在している接地用（Ｇｎｄ）配線４ｂ’
と、その他の電源電圧用配線４ｂ”とがある。この接地
用配線４ｂ’は図２（ｃ）又は（ｄ）に示すように、配
線基板４の内側端の側面導通部４ｆを介して接地層４ａ
に接続されている。このような構造にすることにより、
電源用、接地用の配線層を同一面にすることができるの
で、ボンディングが簡単になり、かつ接地用電位の安定
化を図ることができる。

【００４４】さらに、図４（ｂ）に示すように、電源層
４ｂは多くの本数を並行状態に設けているが、これは合
体して幅広の配線にしてもよい。最近のＬＳＩは、安定
な多数の異種電圧の電源ラインを必要とする傾向にあ
る。そこで、その要求に応じられるように中間に電源層
４ｂを配設する構造にしている。そして、チップ１の搭
載部１３に対し最短距離となるように対向電極が設置さ
れ、接続点間をボンディングワイヤで接続している。な
お、１つの電源に対し、複数本のラインを用意すること
によって、インダクタンスを最小にすることができる。
チップ１からの導通は、図２及び図３に示す側面導通部
４ｆを介してボンディングワイヤ７で電源層４ｂに接続
する。

【００４５】周辺にリードが放射状に突出しているＱＦ
Ｐ（クワッド・フラット・パッケージ）型であれば、す
べての配線がパッケージの最外周まで導出させる必要が
あるが、ピン・グリッド・アレイ・パッケージでは内部
配線より延在するめっき線を廃止した構造にしたので、
ピン設置部での配線は終端のみとなり、相対的に短い配
線でピン６を介して外部の回路基板へ接続が可能とな
り、平均的な寄生容量、インダクタンス、及び抵抗を小
さくすることができる。

【００４６】また、電源層４ｂと接地層４ａ間に接続す
るバイパスコンデンサをパッケージに内蔵させたい場合
がある。これに対しては、図５に示すように、チップ型
のバイパスコンデンサ１４の搭載スペース１９を電源層
４ｂあるいは信号層４ｃ上に確保する。そして、チップ
１のコーナ部に対向する電源層４ｂあるいは信号層４ｃ
を無配線領域にしてバイパスコンデンサ１４を配設し、
その両脇にボンディングワイヤ７を接続するための配線
層を平行集中させる。各配線の先端はチップ１のパッド
１ａに対向させ、バイパスコンデンサ１４によってボン
ディング処理が妨害されないようにする。無配線領域に
設置したバイパスコンデンサ１４は、その両端子を電源
層４ｂと接地層４ａ間に接続する。また、ボンディング
ワイヤ７は、配線層の端部とチップ１のパッド１ａとの
間に接続される。

【００４７】第３表は図２に示したＴＴＬインターフェ
ース構造と従来のパッケージ構造とを比較したものであ
る。

【００４８】

【表４】

【００４９】第４表から明らかなように、静電容量は約
１／２、抵抗は約１／１０に改善されていることがわか
る。この改善により、信号の高速伝送が可能になる。具
体的には、１５０ＭＨｚ程度のクロック周波数を有する
ＬＳＩにも適用可能になる。これは、チップ搭載部を貫
通穴構造とし、その周辺に多層構造で銅配線及び低誘電
率有機物による配線基板を配設し、その層構造がＬＳＩ
活性面から見て信号／電源／接地、信号／接地／電源、
接地／信号／接地／信号／接地／電源／電源／接地など
の組合せにしていることによるもので、パルス高速伝播
を可能にしている。

【００５０】本願において用いる軟らかい材料、すなわ
ちエラストマ及びコーティングゲルは、いずれも弾性率
が0.００１〜１００kg／mm²の範囲、好ましくは0.０１
〜１０kg／mm²にある材料を用いる。更に、パッケージ
を構成する材料間の熱膨張の不整合を吸収できる厚み、
すなわち歪量として５〜１０００％、好ましくは５０〜
２００％に制御された厚さにするのがよい。ここで、弾
性率0.００１〜１００kg／mm²の軟らかい材料とは、0.
０５〜0.５kgｆ／mm²の弾性係数を有するシリコーンゴ
ム、例えばメチールフェニールシロキサン等（白金触媒
附加反応形）にＡｌ₂Ｏ₃等の充填剤（入れなくてもよ
い）が入ったもの、例えばＴＳＥ３２２ＲＴＶ（東芝シ
リコーン社）、信越化学社のＫＪＲ９０２２、ダウ東レ
シリコーン社のＣＹ５２−２２３等がある。さらに、シ
リコーンゴムも同様の基材（メチールフェニールシロキ
サン等）でＫＥ１１０（信越化学社）やＫＪＲ９０１
０、ダウ東レシリコーン社のＪＣＲ６１１０等がある。

【００５１】５０〜１００kgｆ／mm²の弾性係数を持つ
ゴム変性エポキシＸＮＲ３５０８（カーボンフィラー入
りジシアンジアミド硬化形）（チバガイギー社製）等が
ある。また、0.１〜５０kgｆ／mm²の弾性率を有するポ
リウレタンゴム、ＵＥ５３９やポリウレタンゲル等があ
る。要は、ゴム系、ゲル系材料であればよく、必要なら
ばフィラーを入れることができる。

【００５２】また、歪量５〜１０００％を実現するパッ
ケージの大きさと接合部のゴム厚の関係を図７に示す。

【００５３】図７におけるパッケージサイズは、熱拡散
板（Ｃｕ）あるいはガラス繊維入りエポキシ樹脂基板の
大きさである。また、ゴム厚はシリコーンゴム（商品名
「東レＳＥ４４００」）を接合剤として用いた場合を示
す。

【００５４】（実施の形態２）図６は本発明の実施の形
態２を示す部分拡大断面図である。

【００５５】本実施の形態２は、配線基板４にフレキシ
ブル多層板１５を用いたところに特徴がある。このフレ
キシブル多層板１５は、ポリイミド、マレイミドなどの
フィルム上に薄膜配線層を多層化して得ることができ
る。この実施の形態２では、配線層の最上部に接地層４
ａを配し、この接地層４ａをピン１６にはんだ接続して
いる。

【００５６】さらに、この実施の形態２では配線基板４
がフレキシブルであるため、図１の実施の形態１のよう
にピンを配線基板４によって保持させることができな
い。そこで、ピン１６の付け根部に鍔を設け、この鍔を
熱拡散板２に埋設し、はんだ１７によって固定し、取付
強度を確保している。ここでは、ピンに鍔を設けるもの
としたが、鍔を有しない図１に示したピン６を熱拡散板
２に埋設するものとしてもよい。

【００５７】また、配線基板４がチップ１よりも薄厚に
なるため、平板状のキャップ１０では配線基板４上に隙
間が生じる。そこで、周辺部に膨出部を設けて皿状にし
たキャップ１８を用い、その周縁表面をエラストマ１２
によってフレキシブル多層板１５に接合するようにして
いる。

【００５８】さらに、この実施の形態２では、前記実施
の形態１の側面導通部４ｆと同様に、フレキシブル多層
板１５の必要箇所に層間導通部４ｇが設けられている。

【００５９】以上本発明によってなされた発明を実施の
形態１，２に基づき具体的に説明したが、本発明は前記
実施の形態１，２に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまで
もない。

【００６０】例えば、前記実施の形態１，２の構成にお
いて、各部材の組合せを第５表のようにすることが可能
である。

【００６１】

【表５】

【００６２】第５表において、タイプ３−１の水まくら
は、商品名「フロリナート」を冷却媒体とした液体ヒー
トシンクであり、袋状部材内に前記冷却媒体を封入し、
これを図１に示したフィン９に代えて用いるものであ
る。

【００６３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下
記の通りである。

【００６４】すなわち、半導体チップと、片面に前記半
導体チップが接合される熱拡散板と、前記半導体チップ
を露出するようにして前記半導体チップど同一面の前記
熱拡散板に接合されるとともに少なくとも１個の配線層
を備え、その端部を前記半導体チップの近傍に露出させ
たプラスチック配線基板と、前記半導体チップのパッド
と前記配線基板の端部とを接続するボンディング手段と
を設けるようにしたので、信号伝播特性を損なうことな
く、十分な拡散を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体装置の一例を示す断面図で
ある。

【図２（ａ）】ＴＴＬインターフェースに対応する配線
基板及びピンの詳細を示す拡大断面図である。

【図２（ｂ）】図２（ａ）のピン配置を示す斜視図であ
る。

【図２（ｃ）】図２（ａ）の一部拡大斜視図である。

【図２（ｄ）】図２（ａ）の一部拡大斜視図である。

【図３】ＥＣＬインターフェースに対応する配線基板及
びピンの詳細を示す拡大断面図である。

【図４（ａ）】図２（ａ）の信号層の詳細を示す平面図
である。

【図４（ｂ）】図２（ａ）の電源層の詳細を示す平面図
である。

【図４（ｃ）】図２（ａ）の接地層の詳細を示す平面図
である。

【図５】バイパスコンデンサの設置部の詳細を示す平面
図である。

【図６】本発明の実施の形態２を示す部分拡大断面図で
ある。

【図７】歪量５〜１０００％を実現するパッケージサイ
ズと厚みの関係を示すものである。

【符号の説明】

１・・・チップ、１ａ・・・パッド、２・・・熱拡散
板、３，５，８，１２・・・エラストマ、４・・・配線
基板、４ａ・・・接地層、４ｂ・・・電源層、４ｃ・・
・信号層、４ｄ・・・スルーホール、４ｅ，１７・・・
はんだ、４ｆ・・・側面導通部、４ｇ・・・層間導通
部、６，１６・・・ピン、７・・・ボンディングワイ
ヤ、９・・・フィン、１０，１８・・・キャップ、１１
・・・コーティングゲル、１３・・・搭載部、１４・・
・バイパスコンデンサ、１５・・・フレキシブル多層
板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中野哲夫東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者小出一夫東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者山際明神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所神奈川工場内 (72)発明者大場隆夫神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所神奈川工場内 (72)発明者畑田敏夫茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者松島均茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者宮崎邦夫茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップと、前記半導体チップが接
続された熱拡散部と、前記半導体チップを囲むように形
成された樹脂フィルムと、前記樹脂フィルム上に形成さ
れた複数の配線層を有する配線部とを備えたことを特徴
とする半導体装置。
【請求項２】前記配線部の複数の配線層は多層に形成
されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装
置。
【請求項３】前記配線部の複数の配線層の一端は前記
半導体チップを囲むように前記樹脂フィルム上に形成さ
れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導
体装置。
【請求項４】前記樹脂フィルムはポリイミド又はマレ
イミドから成ることを特徴とする請求項１，２又は３の
いずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項５】前記複数の配線層と前記半導体チップと
を接続する接続手段を有することを特徴とする請求項
１，２，３又は４のいずれか一つに記載の半導体装置。