JPH0543485Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は外部回路との接続用バンプを備えたフ
リツプチツプを配線基板に実装する構造に関す
る。

〔従来の技術〕

集積回路等の半導体装置の進歩に伴い、１個の
半導体装置内に収納される回路要素数が急増して
それを配線基板上に実装するに当たり、多数のボ
ンデイング線を接続する作業が複雑化するととも
に、接続線のためにかなりの面積を半導体装置の
まわりに取つてやらなければならなくなつて来て
いる。一方、電子装置を小形化するには配線基板
をまず小形化しなければならず、半導体装置の実
装密度を極力上げてやる必要がある。公知のよう
にフリツプチツプはバンプと称される外部回路と
の接続用の突起導体を備えており、フリツプチツ
プの実装に当たつてはこのバンプを配線基板の導
体に直接に接合すればよいので、ボンデイング線
が不要になり、かつ半導体装置のまわりに接続の
ための面積を設けなくても、半導体装置の配線基
板への搭載に必要な面積内で外部回路との接続が
可能である。第２図から第４図は従来技術による
このフリツプチツプの実装の要領を示すものであ
る。

フリツプチツプは例えば集積回路であつて、第
２図に示すようにふつうは方形の板状体であり、
その片面、図ではその下面に半田や金からなるバ
ンプが数十個程度設けられる。バンプはフリツプ
チツプのもつ方形の対向する２辺に沿つて、ある
いは図示のようにその４辺に沿つて配列される。
第３図はこのフリツプチツプ１をセラミツク配線
基板１０上に実装した状態を示し、この場合のバ
ンプにはふつう半田が用いられ、フリツプチツプ
は配線基板１０の面上の導体１１と半田バンプ２
ａによつて半田付けされ、これによつてフリツプ
チツプが複数の導体１１に接続されるとともに該
半田接続によつて配線基板１０に取り付けられ
る。配線基板が通常のガラスエポキシ板を用いる
いわゆるプリント配線基板である場合、配線基板
とフリツプチツプを構成するシリコンと熱膨張係
数がかなり違うので、フリツプチツプをプリント
配線基板に直接実装することは不可で、一旦フリ
ツプチツプをセラミツク配線基板上に実装した上
でプリント配線基板に実装してやらなければなら
なくなる。しかし、これではセラミツク配線基板
上の導体とプリント配線基板上の導体とをボンデ
イング線によつて接続しなければならないので、
実装に手間がかかりかつ実装密度が下がつてしま
うことになる。このため、第４図に示すような一
種の仲介接続導体を用いる実装構造が知られてい
る。この仲介接続導体２１は数十μmの厚みの薄
い多数条の銅箔が可撓性のポリイミド等の絶縁フ
イルム２２に担持されており、各仲介接続導体の
一端がフリツプチツプ１のバンプと接続され他端
がプリント配線基板１０の導体１１と半田付け等
により接続される。この場合のバンプとしてはふ
つう金バンプ２ｂが用いられ、薄く錫めつきされ
た仲介接続導体２１と専用の工具を用いて450℃
程度の加温加圧下で接合される。この仲介接続導
体２１も絶縁フイルム２２もともに可撓性でフリ
ツプチツプ１に掛かりやすい熱応力を吸収するか
ら、第４図の実装構造でフリツプチツプをふつう
のプリント配線基板に実装することができ、セラ
ミツク配線基板を介して実装するよりは接続に手
間を要せず、かつ実装に必要な面積を縮小でき
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、半導体装置の集積度がますます高まり
複雑なまたは多数の回路を小面積内に集積化でき
るようになると、外部回路との接続に必要なバン
プの数が増えてフリツプチツプの周縁に並べ切れ
なくなつて来る。もちろんバンプ自体の寸法を小
にしあるいはその間隔を詰めることは可能である
が、バンプがあまり小さくなると接続の信頼度が
低下するし、またバンプ間隔を小にすると配線基
板側の導体や仲介接続導体の配列間隔をこれに応
じて小さくしてやらねばならないので、むしろこ
の方に下限がありかつ接続作業時に線間が短絡さ
れてしまうおそれがある。このように、バンプの
寸法やその相互間隔におのずから限界があるので
回路をフリツプチツプ内に高集積化できてもバン
プを周縁に配列するためにフリツプチツプの寸法
を余分に大きくしてやらねばならなくなる。もち
ろん、ボンデイング線により接続する場合も接続
パツドをチツプの周縁に配列しなければならない
のでこの事情は同様である。

本考案はかかる難点を緩和して、フリツプチツ
プを合理的に構成でき配線基板へのその実装密度
を向上できるフリツプチツプの実装構造を得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的は本考案によれば、それぞれ一面に
複数のパンプ電極を備えた２個の板状フリツプチ
ツプの他面を相互に接着ないし接合した状態で前
記バンプ電極を配線基板の導体に接続し、かつ該
接続を介して前記フリツプチツプが前記配線基板
により支持されることによつて達成される。

〔作用〕

本考案においては、それぞれ片面にバンプ電極
が設けられた２枚のフリツプチツプを背中合わせ
に接着ないしは半田付け等で接合して用いる。こ
の際相互に接合されるフリツプチツプは、それぞ
れ別の回路を集積化したものであつてもよいし、
１個の集積回路を２個のフリツプチツプに分割し
たものであつてもよい。後者の場合、集積回路が
同種回路を複数個集積化したものであるとき簡単
に２個のフリツプチツプに分割できる。また、集
積回路が一続きの回路であるても、多くの場合そ
れぞれ異なる機能をもつ回路の集合であるから、
ふつうは機能別に２個のフリツプチツプに分割す
ることが可能である。かかる分割によつて半導体
装置の見掛けのチツプ面積はほぼ1/2になり、バ
ンプを周縁に配列するために元々寸法を大きくし
ている場合には1/2以下にある。

このように２面に振り分けられたバンプ群はそ
れぞれの面倒で従来と同様に直接配線基板の導体
に接続されるなり、前述の仲介接続導体を介して
配線基板の導体に接続されるが、いずれにせよ配
線基板の導体との接続は両面のバンプ群について
別の場所で行なわれるから、各接続点の大きさや
その相互間隔は従来どおりであつてよいことにな
り、バンプの大きさや相互間隔をむりに縮少しな
いでも同じ面積のフリツプチツプあたりのバンプ
を従来の２倍に増すことができ、面積を前述のよ
うにほぼ1/2にした場合でもバンプ数を従来より
40％程度ができる。いずれにせよ、フリツプチツ
プのバンプ数を増やすことができるので、その分
だけ実装密度が上がつて前述の課題が解決され
る。

〔実施例〕

以下、図を参照しながら本考案の実施例を説明
する。第１図は本考案によるフリツプチツプの実
装構造の三つの実施例を示すもので、従来技術に
関する前の図と同一の部分には同一の符号が付さ
れている。

同図ａは本考案に用いられる両面にバンプ２を
備えたフリツプチツプ１を示し、このフリツプチ
ツプは前述のようにそれぞれ片面にバンプを備え
た２個のフリツプチツプ１ａ，１ｂを背中合わせ
に相互に接着ないし接合して構成されている。同
図ｂはこのフリツプチツプ１をセラミツク配線基
板１０に実装する実施例を示すもので、この実施
例においてはフリツプチツプ１の図の下側の面の
バンプには半田バンプ２ａが、上側の面のバンプ
には金バンプ２ｂが用いられる。このフリツプチ
ツプ１の実装に当たつては、まず金バンプ２ｂが
仲介接続導体２１の一端と450℃程度の高温下で
接合される。ついで半田バンプ２ａが配線基板の
図の中央部の導体１２と半田付けにより接合され
る。この接合温度は半田バンプ２ａに用いられた
半田によつても異なるが高温半田のとき例えば
330℃、比較的低温半田のとき例えば230℃であ
り、接合の作業自体は従来と同じ要領でよい。つ
いで仲介接続導体２１の他端が配線基板１０の図
の左右両側の導体１１と従来と同じ要領で例えば
半田付けにより接合される。以上でフリツプチツ
プ１の配線基板１０への取り付けとそのバンプの
接続の作業は終わるのであるが、耐振動性や耐衝
撃性が要求される場合、図で一点鎖線で示すよう
に弾性のある保護用の樹脂３０を実装部を覆うよ
うに付けた上で硬化させる。この樹脂３０として
はシリコーンラバーが最も適当で、必要に応じて
常温硬化形のものや紫外線硬化形のものを選定す
ると便利である。

同図ｃはフリツプチツプ１を通常のプリント配
線基板１０に実装する場合の実施例を示すもの
で、この場合のバンプには両面とも金バンプ２ｂ
が用いられ、仲介接続導体２１を介して配線基板
の導体１１と接続される。また、この実施例にお
けるプリント配線基板には両面に導体１１を備え
る両面形が用いられ、かつ窓１０ａが明けられて
いてフリツプチツプ１がその中に図示のように納
められる。実装に当たつては前の実施例における
と同様にまず金バンプ２ｂと仲介接続導体２１の
一端とを高温下で接合するが、この結合は作業は
フリツプチツプ１の両面の金バンプ２ｂに対して
同時にすることができる。ついで仲介接続導体２
１の他端と配線基板１０の導体１１との例えば半
田付けによる接合を専用の工具を用いて配線基板
１０の両面の導体１１に対して同時に行なう。続
いて実装全体を覆うように樹脂３０を前の実施例
を同様に塗布または注入して硬化させる。これに
よつて可撓性の仲介接続導体２１はフリツプチツ
プ１とともに樹脂３０内に閉じ込められ、仲介接
続導体が振動や衝撃から守られ、かつフリツプチ
ツプが樹脂３０を介して配線基板１０に担持され
る。

同図ｃはやや特殊であるが、フリツプチツプ１
が２枚のセラミツク配線基板１０，１０の間に実
装される実施例を示す。この場合のバンプには半
田バンプ２ａが用いられ、両セラミツク配線基板
１０，１０は例えばいずれも両面形でその案内孔
１０ｂに挿通した案内ピン４０によつて相互の位
置決めが可能になつており、またスペーサ４１に
よつて相互間隔を保ち得るようになつている。実
装に当たつては、まず例えば図の下方の配線基板
１０上にフリツプチツプ１を半田ペースト等の適
宜の手段で仮付けした後、案内ピン４０やスペー
サ４１を用いて別の配線基板１０をその上に置
き、加熱により半田バンプ２ａを融解して配線基
板の導体１１と接合すればよい。同様な構造でセ
ラミツク配線基板１０を何枚も重ねてその間にフ
リツプチツプ１を実装することができる。

以上の例示からもわかるように両面にバンプを
備えたフリツプチツプは種々変形された構造で配
線基板上ないし配線基板間に実装することができ
る。

〔考案の効果〕

以上の説明からわかるように、本考案の実装構
造によればそれぞれ一面に複数のパンプ電極を備
えた２個の板状フリツプチツプの他面を相互に接
着ないし接合した状態でバンプ電極を配線基板の
導体に接続し、かつ該接続を介してフリツプチツ
プが配線基板により支持されるようにしたので、
バンプを用いる実装構造がボンデイング線を用い
る実装構造に対してもつ本来の利点をいわば二重
に生かすことにより、半導体装置の配線基板への
実装密度を従来より大幅に向上することができ
る。また、元来は１個である集積回路のフリツプ
チツプを２個に分割して背中合わせに接着ないし
接合して両面バンプのフリツプチツプを構成した
場合には、バンプの寸法や相互間隔にむりがない
ように設計できるようになり、またこれに対応し
て配線基板側の導体配置も楽にできるようにな
る。本考案はとくに外部との接続点数が多い集積
回路の実装に適し、上のようにバンプの配置を合
理的にすることにより、チツプ内の回路配置も合
理化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図が本考案に関し、本考案による実装構造
に用いられるフリツプチツプとその若干の実装例
を示す斜視図および断面図である。第２図以降は
従来技術に関し、内第２図は従来のフリツプチツ
プの斜視図、第３図および第４図は該フリツプチ
ツプをそれぞれセラミツク配線基板およびプリン
ト配線基板に実装する要領を示す断面図である。 図において、１……フリツプチツプ、１ａ，１
ｂ……フリツプチツプの半部、２……バンプ、２
ａ……半田バンプ、２ｂ……金バンプ、１０……
配線基板、１０ａ……配線基板中の窓、１０ｂ…
…窓内孔、１１，１２……配線基板の導体、２１
……仲介接続導体、２２……絶縁フイルム、３０
……樹脂、４０……案内ピン、４１……スペー
サ、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. それぞれ一面に複数のパンプ電極を備えた２個
   の板状フリツプチツプの他面を相互に接着ないし
   接合した状態で前記バンプ電極を配線基板の導体
   に接続し、かつ該接続を介して前記フリツプチツ
   プが前記配線基板により支持されることを特徴と
   するフリツプチツプの実装構造。