JPH02192198A - Ｉｃチップ搭載多層配線基板 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、熱放散を良くしたＩＣチップ搭載多層配線基
板に関する。

［従来の技術］ 電子機器に用いられるＩＣチップは稼働に伴って発熱し
、その熱は搭載密度にもよるが、１００℃以上に達する
場合もあり、そのような場合、ＩＣチップ自身の損傷や
回路に誤動作を与える。

そのため、従来は多層配線基板を製造するにあたり、Ｉ
Ｃチップの表面温度がその使用温度限界である８５°Ｃ
以下になるような構造に該基板を設計している。

基板材料としては多くは熱伝導率が低いアルミナが採用
されているので、基板そのものに放熱を期待することが
できない。そこで、基板上に、ＩＣチップを配し、熱伝
導率の高いアルミニウムなどの金属放熱材料（一般に、
伝熱バーと称している）を他の電子部品が配されていな
い基板上に被覆して、放熱する方法（第３図）、あるい
は、基板面の一方にＩＣチップその低電子部品を配し、
裏面に前記放熱材料を配する方法が知られている。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、従来の方法によっても、なおＩＣチップ
表面温度は７０数°Ｃに達し、誤動作の頻度は少なくは
なったものの、依然として解消していない。

従来法である基板と同一面に伝熱バーとＩＣチップを配
する方法は、放熱量を大きくしようとすると、回路部品
や配線が制約を受けて、高密度の電子回路が設計できな
いし、逆にすれば、放熱が不十分となる。また、基板裏
面に放熱＋Ａ料を配する方法は基板を極力覆く成形して
も、それ事態が熱不良導体であるため、放熱が十分でな
い。

［問題を解決するための手段］ 本発明者らは、高熱伝導率特性を有する材料を基板に採
用し、熱源であるＩＣチップと基板との配置について研
究した結果、下記の発明に至った。

すなわち、本発明は窒化アルミニウムを焼結してつくっ
た基板に接してＩＣチップを搭載するようにしたことに
より、ＩＣチップで発した熱を基板を経由して効率よく
放熱することができるＩＣチップ搭載多層配線基板であ
る。

窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム粉末に焼
結助剤を配合して焼結すれば、緻密、かつ熱伝導率は１
００Ｗ／ａｍ−に以上にできることが知られている（特
開昭５９−１８０９６５）。

このような窒化アルミニウム焼結体を基板として採用す
る。

本発明においては、窒化アルミニウム基板面にＩＣチッ
プを接して搭載する。その方法は特に本発明で限定する
ものではないが、具体的には両者を合せて圧接するよう
にしてもよいし、また、合せた後、周辺を溶融ガラスで
接着して固定するようにしても良い。要は、熱源である
ＩＣチップの熱が直接、かつてきるだけ広い面積で窒化
アルミニウム基板に伝達するようしておくのが肝要であ
る。

ＩＣチップを搭載しないいわゆる回路構成用の基板は、
従来から知られているアルミナのほか、ムライト、コー
ジェライトなどで作られたものを用いることは差しつか
えないが、ＩＣチップを多数搭載する場合には、放熱効
率の上から、上記基板も窒化アルミニウムのものを採用
することが好ましい。

［実施例］ 次に本発明に係る実施態様として、ＩＣチップ搭載窒化
アルミニウム基板と回路構成用基板からなる５層配線基
板を、第１図および第２図に示す断面図に基づいて説明
する。

第１図は、アルミナ粉末とガラス粉末の混合物からつく
ったグリーンシートを焼成して得た回路構成用基板（２
）（２’）（２’“）（２′”）を４層段差をつけて積
み重ねて角型ドーナツ状につくっておき、窒化アルミニ
ウム粉末に数％の焼結助剤（例えば、酸化イツトリウム
）を配合した混合物からつくったグリーンシートを焼結
して得た窒化アルミニウム基板（１）上に、それを釦ホ
ウ酸系ガラスで接着し、次いでＩＣチップ（４）を窒化
アルミニウム基板（１）の中央部に金とシリコンの共晶
を用いて取り付け、ＩＣチップ（４）と回路部分との配
線（６）をワイヤーボンダーで行なったものである。

第２図は、第１図で説明した製法と同じ方法で製造した
窒化アルミニウム基板（１）の上面に角型ドーナツ状に
段差をつけた２枚からなるアルミナ製回路構成用基板（
３）（３’）を、また、下面に２枚からなるアルミナ製
回路構成用基板（３”）（３’”）をそれぞれ鉛ホウ酸
系ガラスで接着し、ＩＣチップ（４）を基板（１）の上
面の中央部に金とシリコンの共晶を用いて取り付け、配
線（６）をワイヤーボンダーで行なったものである。こ
の態様は放熱を考慮し、窒化アルミニウム基板（１）は
回路構成用基板（３）より少し大きめに作製されており
、接着後に突出した窒化アルミニウム基板（１）周辺に
凹凸状に形成された金属製の放熱板（例えば、アルミニ
ウム製）　（５）、（５’）をはめ込んで放熱効果をよ
り一層高めた方法である。

上記第１図および第２図に示した多層配線基板をデバイ
スに組み込み、稼働させたところＩＣチップ表面温度は
前者が約４０°Ｃ１後者が３５〜３８℃であり、従来法
で生じていた各弊害はほぼ解消できた。

［発明の効果コ 本発明はＩＣチップを直接搭載する基板に熱伝導率の高
い窒化アルミニウム焼結体を用い、ＩＣチップの熱を効
率よく放熱して、高温になるのを防ぎ、ＩＣチップの損
傷や誤動作をなくすことができた。

このため、本発明の多層配線基板を採用すれば、より高
密度実装基板作製の道がひらけた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施態様を示す多層配線
基板の断面図である。第３図は従来の多層配線基板の断
面図である。 １−ｍ−窒化アルミニウム基板、２．２’、２”２′”
−−−アルミナとガラスからなる基板、３．３′、３“
°、３′”、３””−−−アルミナからなる基板、４−
−−ＩＣチップ、５．５’−−−アルミニウム製放熱板
、６−−−配線、７−−一伝熱バー出願人　　日本セメ
ント株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒化アルミニウム焼結基板にＩＣチップを接して搭載す
   るしてなるＩＣチップ搭載多層配線基板。