JPH01220853A - 混成集積回路 - Google Patents
混成集積回路Info
- Publication number
- JPH01220853A JPH01220853A JP63046576A JP4657688A JPH01220853A JP H01220853 A JPH01220853 A JP H01220853A JP 63046576 A JP63046576 A JP 63046576A JP 4657688 A JP4657688 A JP 4657688A JP H01220853 A JPH01220853 A JP H01220853A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrated circuit
- hybrid integrated
- semiconductor integrated
- wiring board
- circuit element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は配線基板上に半導体集積回路素子を搭載した混
成集積回路に関する。
成集積回路に関する。
従来、この種の混成集積回路は、アルミナ（Ａｆｔ ０
３ ）を主成分とするセラミック基板上に膜厚印刷技術
もしくは薄膜パターン形成技術を以て導体配線層を形成
し、このようにして得られた配線基板上に半導体集積回
路素子を導電性ペーストあるいは絶縁性ペーストなどの
グイボンディング剤を用いて搭載し、更に半導体集積回
路素子の電極と導体配線層をワイヤーボンディングによ
り接続していた。
３ ）を主成分とするセラミック基板上に膜厚印刷技術
もしくは薄膜パターン形成技術を以て導体配線層を形成
し、このようにして得られた配線基板上に半導体集積回
路素子を導電性ペーストあるいは絶縁性ペーストなどの
グイボンディング剤を用いて搭載し、更に半導体集積回
路素子の電極と導体配線層をワイヤーボンディングによ
り接続していた。
しかしながら、この構造では配線基板上の半導体集積回
路素子搭載部の周辺にボンディングワイヤを接続する導
体配線層を配置することを必要とし、半導体集積回路素
子の実装効率が低いものとなっている。
路素子搭載部の周辺にボンディングワイヤを接続する導
体配線層を配置することを必要とし、半導体集積回路素
子の実装効率が低いものとなっている。
そこで、従来では第３図に示すようなフリップチップ実
装方式を利用した混成集積回路が提案されている。
装方式を利用した混成集積回路が提案されている。
図において、１１は電気的接続を行うために半田を半球
状に盛り上げた端子電極（以下、バンプ電極という）１
２を形成した半導体集積回路素子、２１はアルミナセラ
ミック基板２２上に導体配線層２３が形成された配線基
板である。前記バンプ電極１２は配線基板２１の導体配
線層２３に溶融接続され、これにより半導体集・積回路
素子１１は配線基板２１に搭載され、かつその電気的接
続がなされている。
状に盛り上げた端子電極（以下、バンプ電極という）１
２を形成した半導体集積回路素子、２１はアルミナセラ
ミック基板２２上に導体配線層２３が形成された配線基
板である。前記バンプ電極１２は配線基板２１の導体配
線層２３に溶融接続され、これにより半導体集・積回路
素子１１は配線基板２１に搭載され、かつその電気的接
続がなされている。
上述した従来のフリップチップ実装方式による混成集積
回路では、ワイヤーボンディングによって実装する場合
と比較して実装効率を向上できる反面、接合部となるバ
ンプ電極１２がフレキシビリティに乏しいため、配線基
板２１と半導体集積回路素子１１の熱膨張係数の差異に
よる機械的ストレスに起因する接合不良が発生するとい
う問題がある。また配線基板と半導体集積回路素子が接
する部分が少ないために熱放散性に乏しく、放熱対策が
難しいという問題もある。
回路では、ワイヤーボンディングによって実装する場合
と比較して実装効率を向上できる反面、接合部となるバ
ンプ電極１２がフレキシビリティに乏しいため、配線基
板２１と半導体集積回路素子１１の熱膨張係数の差異に
よる機械的ストレスに起因する接合不良が発生するとい
う問題がある。また配線基板と半導体集積回路素子が接
する部分が少ないために熱放散性に乏しく、放熱対策が
難しいという問題もある。
本発明は上述した接合不良及び放熱対策を改善した混成
集積回路を提供することを目的としている。
集積回路を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段］
本発明の混成集積回路は、窒化アルミニウムを主成分と
するセラミック基板上に導体配線層を形成して配線基板
を構成し、半導体集積回路素子に設けたバンプ電極を前
記導体配線層に接続して該半導体集積回路素子を前記配
線基板に搭載した構成としている。
するセラミック基板上に導体配線層を形成して配線基板
を構成し、半導体集積回路素子に設けたバンプ電極を前
記導体配線層に接続して該半導体集積回路素子を前記配
線基板に搭載した構成としている。
〔作用］
上述した構成では、窒化アルミニウムセラミック基板の
熱膨張係数がシリコンと同等であり、かつその熱伝導率
はアルミナセラミックの５〜８倍あり、シリコンで構成
される半導体集積回路素子との間における機械的ストレ
スを解消し、かつ放熱効果を向上する。
熱膨張係数がシリコンと同等であり、かつその熱伝導率
はアルミナセラミックの５〜８倍あり、シリコンで構成
される半導体集積回路素子との間における機械的ストレ
スを解消し、かつ放熱効果を向上する。
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の断面図である。
図において、２は窒化アルミニウムセラミック基板であ
り、この上に導体配線層３と保護絶縁膜４を形成して配
線基板ｌを構成している。また、１１は半導体集積回路
素子であり、その表面にはバンプ電極１２を形成してい
る。そして、このバンプ電極１２を前記配線基板１の導
体配線層３に溶融接続させることにより、半導体集積回
路素子１１を配線基板ｌに搭載し、混成集積回路を構成
している。
り、この上に導体配線層３と保護絶縁膜４を形成して配
線基板ｌを構成している。また、１１は半導体集積回路
素子であり、その表面にはバンプ電極１２を形成してい
る。そして、このバンプ電極１２を前記配線基板１の導
体配線層３に溶融接続させることにより、半導体集積回
路素子１１を配線基板ｌに搭載し、混成集積回路を構成
している。
ここで、前記窒化アルミニウムセラミック基板２は、窒
化アルミニウム粉末に焼結助剤として酸化イツトリウム
粉末を混合し、有機バインダーを加え、ドクターブレー
ド法によって作成した厚さ２００μｍのグリーンシート
を積層した後、脱バインダーを行い１９００°Ｃで常圧
焼成して形成している。
化アルミニウム粉末に焼結助剤として酸化イツトリウム
粉末を混合し、有機バインダーを加え、ドクターブレー
ド法によって作成した厚さ２００μｍのグリーンシート
を積層した後、脱バインダーを行い１９００°Ｃで常圧
焼成して形成している。
このよう番こして形成される窒化アルミニウムセラミッ
ク基板１の熱膨張係数はシリコンの熱膨張係数と同等の
４．５Ｘ１０−’／ｋ、熱伝導率は１００ｗ／ｍｋであ
った。
ク基板１の熱膨張係数はシリコンの熱膨張係数と同等の
４．５Ｘ１０−’／ｋ、熱伝導率は１００ｗ／ｍｋであ
った。
また、前記導体配線層３はＴｉ−Ｐｄ−Ａｕ積層膜から
なり、これを前記基板１に全面形成した後、公知の薄膜
パターン形成工程を以て所要のパターンに形成している
。
なり、これを前記基板１に全面形成した後、公知の薄膜
パターン形成工程を以て所要のパターンに形成している
。
なお、半導体集積回路素子１１はシリコンで形成され、
かつバンプ電極１２はその表面に半球状に形成されてい
ることはこれまでと同じである。
かつバンプ電極１２はその表面に半球状に形成されてい
ることはこれまでと同じである。
また、図示は省略するが、半導体集積回路素子１１を搭
載した配線基板１に外部端子を接続し、かつ外装樹脂に
よる封止を行って混成集積回路を形成することは言うま
でもない。
載した配線基板１に外部端子を接続し、かつ外装樹脂に
よる封止を行って混成集積回路を形成することは言うま
でもない。
ここで、前記窒化アルミニウムセラミック基板２の他の
製造方法として、窒化アルミニウム粉末に焼結助剤とし
て炭化カルシウム粉末を混合し、有機バインダーを加え
、ドクターブレード法によって作成した厚さ１００μｍ
のグリーンシートを積層した後、脱バインダーを行い１
９００°Ｃで常圧焼成する方法も採用できる。この窒化
アルミニウムセラミック基板の熱膨張係数は４．３Ｘ１
０−’／ｋ、熱伝導率は１６０ｗ／ｍｋであった。
製造方法として、窒化アルミニウム粉末に焼結助剤とし
て炭化カルシウム粉末を混合し、有機バインダーを加え
、ドクターブレード法によって作成した厚さ１００μｍ
のグリーンシートを積層した後、脱バインダーを行い１
９００°Ｃで常圧焼成する方法も採用できる。この窒化
アルミニウムセラミック基板の熱膨張係数は４．３Ｘ１
０−’／ｋ、熱伝導率は１６０ｗ／ｍｋであった。
このようにして得られた混成集積回路を一５５°Ｃ〜１
５０°Ｃ間の温度サイクル試験により評価したところ第
２図に示すような結果が得られた。
５０°Ｃ間の温度サイクル試験により評価したところ第
２図に示すような結果が得られた。
なお、ここでは、比較のために９６％アルミナセラミッ
ク基板からなる配線基板を用いた従来と同じ混成集積回
路の温度サイクル試験を同時に行っている。なお、この
９６％アルミナセラミック基板の熱膨張係数は、８Ｘ１
０−’／ｋ、熱伝導率は２０ｗ／ ｍ ｋである。
ク基板からなる配線基板を用いた従来と同じ混成集積回
路の温度サイクル試験を同時に行っている。なお、この
９６％アルミナセラミック基板の熱膨張係数は、８Ｘ１
０−’／ｋ、熱伝導率は２０ｗ／ ｍ ｋである。
第２図において、グラフの横軸は試験サイクル数（対数
目盛）、縦軸は累積不良率である。そして、Ａは前記実
施例によって得られた混成集積回路の試験結果、Ｂは比
較のために形成した従来型の混成集積回路の試験結果で
ある。
目盛）、縦軸は累積不良率である。そして、Ａは前記実
施例によって得られた混成集積回路の試験結果、Ｂは比
較のために形成した従来型の混成集積回路の試験結果で
ある。
これより明らかなように、従来型の混成集積回路では２
００サイクル以後不良が多発するのに対し、本例のもの
は３００サイクルに至ってもなお不良の発生は皆無であ
り、その改善の効果の著しいことが明確に示されている
。
００サイクル以後不良が多発するのに対し、本例のもの
は３００サイクルに至ってもなお不良の発生は皆無であ
り、その改善の効果の著しいことが明確に示されている
。
以上説明したように本発明は、バンプ電極を用いたフリ
ップチップ法により半導体集積回路素子の搭載を行って
いるために、実装効率の向上による高集積化が可能とな
る。
ップチップ法により半導体集積回路素子の搭載を行って
いるために、実装効率の向上による高集積化が可能とな
る。
また、配線基板にシリコンと同等の熱膨張係数を有する
窒化アルミニウムセラミックを用いているので、熱スト
レスに起因するバンプ電極の接合不良を抑止し、ひいて
は混成集積回路の信頼性を向上することが可能となる。
窒化アルミニウムセラミックを用いているので、熱スト
レスに起因するバンプ電極の接合不良を抑止し、ひいて
は混成集積回路の信頼性を向上することが可能となる。
更に、窒化アルミニウムセラミックは、従来用いられて
いるアルミナセラミック基板の５〜８倍の熱伝導率を有
しているので、この基板を通して半導体集積回路素子の
放熱効果を向上させ、かつ半導体集積回路素子の実装密
度をさらに向上することが可能となる。
いるアルミナセラミック基板の５〜８倍の熱伝導率を有
しているので、この基板を通して半導体集積回路素子の
放熱効果を向上させ、かつ半導体集積回路素子の実装密
度をさらに向上することが可能となる。
第１図は本発明の混成集積回路の一実施例の断面図、第
２図は本発明及び従来の混成集積回路の温度サイクル試
験結果を示す図、第３図は従来のフリップチップ実装構
造の混成集積回路の断面図である。 １・・・配線基板、２・・・窒化アルミニウムセラミッ
ク基板、３・・・導体配線層、４・・・保護絶縁層、１
１・・・半導体集積回路素子、１２・・・バンプ電極、
２１・・・配線基板、２２・・・アルミナセラミック、
２３・・・導体配線層。
２図は本発明及び従来の混成集積回路の温度サイクル試
験結果を示す図、第３図は従来のフリップチップ実装構
造の混成集積回路の断面図である。 １・・・配線基板、２・・・窒化アルミニウムセラミッ
ク基板、３・・・導体配線層、４・・・保護絶縁層、１
１・・・半導体集積回路素子、１２・・・バンプ電極、
２１・・・配線基板、２２・・・アルミナセラミック、
２３・・・導体配線層。
Claims (1)
- １、窒化アルミニウムを主成分とするセラミック基板上
に導体配線層を形成して配線基板を構成し、半導体集積
回路素子に設けたバンプ電極を前記導体配線層に接続し
て該半導体集積回路素子を前記配線基板に搭載したこと
を特徴とする混成集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046576A JPH01220853A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 混成集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046576A JPH01220853A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 混成集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01220853A true JPH01220853A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=12751127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046576A Pending JPH01220853A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 混成集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01220853A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03259571A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-19 | Fujitsu Ltd | 光検知装置 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046576A patent/JPH01220853A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03259571A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-19 | Fujitsu Ltd | 光検知装置 |
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