JPH07335695A - Icチップモジュール組立体及びそれに用いられる付勢部材 - Google Patents

Icチップモジュール組立体及びそれに用いられる付勢部材

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JPH07335695A
JPH07335695A JP7157192A JP15719295A JPH07335695A JP H07335695 A JPH07335695 A JP H07335695A JP 7157192 A JP7157192 A JP 7157192A JP 15719295 A JP15719295 A JP 15719295A JP H07335695 A JPH07335695 A JP H07335695A
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chip module
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ICチップのコンタクトに接触するメンブレ
ンに不要な張力を生じさせることなく、メンブレンをコ
ンタクトに適正接触圧で付勢するICチップモジュール
組立体の提供。 【構成】 ICチップモジュール組立体10は、突出し
たコンタクト40を一面に有するICチップ20、コン
タクト40と接触する面44を有するメンブレン22、
及びメンブレン22を挟んでコンタクト40の反対側に
配置される弾性体82を有する付勢部材12を含む。弾
性体82は、実質的にコンタクト40と対向する限定さ
れた区域のみでメンブレン22をコンタクト40に付勢
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、IC(集積回路)チッ
プと、薄膜のメンブレン上の回路との相互接続構造、特
に複数の接点における圧力の均等化機構に関する。
【0002】
【従来の技術】ICチップモジュラ組立体は、コンピュ
ータワークステーションや他の機器に使用することを目
的として開発されている。各ICチップの表面の接合パ
ッドは、薄膜多層のメンブレン(膜)上の回路に直接接
続されている。かかるメンブレンは、ポリアミド層と、
このポリアミド層上に回路を形成する銅層とからなる。
ICチップ上の接合パッドと接触するために、金めっき
された接触面が銅の回路上に配置される。接触面及び接
合パッドは同一のパターン配置を有する。メンブレンの
表面は、ICチップを受容する境界構造即ちネスト(収
容部)を形成するために感光ポリマでコーティングさ
れ、マスキングされ、現像される。ネストは、接合パッ
ドが整合するように接触面に関してICチップを極めて
精密に位置決めする特徴を有する。ICチップの各接合
パッドは、メンブレン上の各接触パッドと接触するため
に接合パッドに付着した小径の金接触球を有する。各金
接触球は次の手順で形成される。即ち、先ず柔軟な金線
が接合パッド上に通常の方法でワイヤボンディングさ
れ、続いて接合部付近で金線が切断されて短い切り株
(stub)が残される。次に、この切り株は、鋳造等
の機械的手法により球状又は他の所望の形状であってI
Cチップの表面上から所望の高さに形成される。メンブ
レンは、矩形枠内で緊張状態を保持される。ICチップ
は、メンブレン上の各ネスト内に配置され、ヒートシン
クと共に対向表面上に通常の手法で支持される。メンブ
レンと略同じ寸法のやや柔軟なゴム部材はICチップと
対向するメンブレンの側面に向って配置される。加圧板
は、ゴム部材をメンブレンに付勢する。その結果、接触
面は、ゴム部材の硬度に比例した力でICチップ上の各
金接触球に押圧される。ゴム部材の硬度は所望の接触圧
に対応して選択される。
【0003】
【解決すべき課題】しかし、ゴム部材がメンブレンに押
圧されると、比較的大きな張力がメンブレンに生ずる。
これは、柔軟なゴム部材及びメンブレンが接触球の回り
で変形する一方で、ゴム部材の残余のエリアがメンブレ
ンの緊張表面を押圧するからである。メンブレンの緊張
表面の垂直方向の負荷の結果、メンブレンの面方向に実
質的な張力が生ずる。この張力は、メンブレン及び枠の
間の接合を壊すか、製品の信頼性に影響を与える他の次
元の歪を生じる。
【0004】従って、本発明は、メンブレンに不要の張
力を生じることなく各接触球に所望の力を与える接触圧
均等化機構(付勢部材)及び該機構を有するICチップ
モジュール組立体を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のICチップモジ
ュール組立体は、突出したコンタクトが一面に形成され
たICチップと、前記コンタクトと当接する接触面が一
面に形成されたメンブレンと、該メンブレンの他面側に
配置され前記メンブレンを前記ICチップ側に付勢する
付勢部材とを具えるICチップモジュール組立体であっ
て、前記付勢部材は、前記コンタクトの位置に対応する
限定された区域のみで前記メンブレンの前記他面を押圧
する弾性体を有することを特徴とする。
【0006】また、本発明の付勢部材は、突出したコン
タクトが一面に形成された複数のICチップと、前記コ
ンタクトと当接する接触面が一面に形成されたメンブレ
ンとを含むICチップモジュール組立体に用いられる付
勢部材であって、前記複数のICチップの各々に対応す
ると共に前記メンブレンを挟んで前記ICチップとは反
対側に配置される複数の板と、前記メンブレンの他面及
び前記板の間に配置された弾性体とを具え、該弾性体が
前記コンタクトの位置に対応する限定された区域のみで
前記メンブレンの前記他面を押圧することを特徴とす
る。
【0007】ここに開示されるICチップモジュール組
立体は、電気回路を有するメンブレンを含む。メンブレ
ンの第1主面上の接触面は、電気回路に相互接続されて
いる。支持枠はメンブレン周縁の少なくとも一部に固着
されているので、第1主面が平面をなすようにメンブレ
ンを緊張状態で支持する。少なくとも1個のICチップ
は、ICチップ上の回路に相互接続されたコンタクトを
表面にする。各コンタクトは、表面から外側に突出して
メンブレンの各接触面と電気的に当接する。接触圧均等
化機構(付勢部材)は、メンブレンの第1主面とは反対
側の第2主面の選択された区域のみを押圧するように配
置される。選択された区域は実質的にコンタクトと対向
するので、メンブレンの接触面はICチップの各コンタ
クトに対して付勢される。
【0008】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適実施
例を説明する。
【0009】図1は、接触圧均等化機構副組立体(付勢
部材)12と、チップ及びメンブレン副組立体14とを
有するマルチチップモジュール組立体10を示す。図2
に示されるチップ及びメンブレン組立体14は、ヒート
シンク16、11個のチップ20からなる組18、枠2
4に固着された薄膜多層のメンブレン22、及び回路基
板26を含む。枠24は図4に示されるように断面矩形
であり、メンブレン22の緊張状態が保持されるように
メンブレン22の周縁が枠24に固着されている。本実
施例において、メンブレン及び枠組立体は、平坦なアル
ミニウム板(以下単に板という)上に多層薄膜のメンブ
レン22を付着させることにより製作される。メンブレ
ン22の表面にフォトレジスト層が付着され、チップ2
0を受容するためのネスト(収容部)を画定するマスク
を介して露光され、次に周壁30を有する、正確に配置
されたネスト28を形成するために現像される。板の中
心部は、図2及び図4に示されるように、メンブレン2
2が板の1側面を横切って伸びた状態で枠24を残して
エッチングにより除かれる。チップ20の上面32は、
熱伝導ゼリー層の介在によりヒートシンク16の平坦面
34と熱的に接触して配置される。図5に示されるよう
に、チップ20の面36上には、従来の手法でチップ2
0の種々の回路と電気的に接続される、離隔した接合パ
ッド38が配置される。この業界では周知であるが、チ
ップの回路と外部リードとの相互接続は、小径の金線を
チップの接合パッドとチップのパッケージの一部をなす
リードフレームとに圧力接合することにより得られるの
が通常である。本実施例において、金線はチップ20の
接合パッド38に圧力接合され、次に短い切り株が接合
パッド38に残存するように接合部付近で切断される。
この切り株は、鋳造等の機械的手法によりチップ20の
表面上に所望の形状及び高さの隆起したコンタクト40
に形成される。かかる隆起したコンタクト40は、この
様にして各チップ20の各接合パッド38上に形成され
る。また、隆起したコンタクト40は、電鋳法又は他の
適当な手法により形成してもよい。
【0010】多層のメンブレン22は、その一部を構成
する金属層がエッチングされた回路42を含む。この回
路42と電気的に接続された金めっき接触面44は、各
ネスト28内に配置される各チップ20の隆起したコン
タクト40と整列して各ネスト28内に配置される。回
路42は、メンブレン2の一縁46に沿って以下の目的
のために第1めっき片48に接続される。メンブレン2
2が固着された枠24は、図2及び図4に示されるよう
に回路基板26の上側平坦面50上に配置される。回路
基板26は、枠24の縁46に隣接する表面50上に縁
46まで延びる第2めっき片52を有する。図4に示さ
れるように、メンブレン22の第1めっき片48は、通
常の方法でワイヤボンディングされた小径の金線56に
より回路基板26上の第2めっき片52に電気的に相互
接続される。これにより、ICチップ20の回路から回
路基板26の縁54に沿った第2めっき片52までの回
路が完成する。図示していない標準的な表面実装型コネ
クタを第2めっき片52に接続させることによりマルチ
チップモジュール組立体10を他の機器に電気的に接続
させてもよい。回路基板26の第2めっき片52は、縁
54まで延びる代わりに、標準的なリセプタクルコンタ
クトを有するコネクタと嵌合するように配置されたコネ
クタの図示していないピン等のコンタクトに終端させて
もよい。開口58は、以下に説明する目的のために回路
基板26の中央に形成される。
【0011】図3に示されるように、接触圧均等化機構
12は、平坦な主面72を有するアルミニウム製の加圧
板70、比較的柔軟なゴム製の矩形の加圧パッド74、
11個のアルミニウム板78の組76、及び11個の比
較的硬質のゴム製の接触パッド(弾性体)82の組80
を含む。11個の接触パッド82は、11個のアルミニ
ウム板78の各々に1対1対応している。11個のアル
ミニウム板78は、メンブレン22のネスト28の相対
位置に正確に対応して加圧パッド74の表面84上に配
置される。各アルミニウム板78は、この板に対応する
ネスト28内に収容されるICチップ20と略同じ寸法
である。各アルミニウム板78は上向きの平坦面86を
有する。接触パッド82の1つは、接着剤又は他の適当
な手段によって各平坦面86に固着される。各接触パッ
ド82は、対応する枠状のアルミニウム板78の周囲に
沿った細い帯88をなす。各帯88は、アルミニウム板
78に対応するネスト28内のチップ20に固着された
隆起したコンタクト40と整列して中心が位置する。そ
の結果、細い帯88は、図5に示されるようにメンブレ
ン22の表面の選択された区域(エリア)98のみと当
接する。接触圧均等化機構12が図4に示されるように
チップ及びメンブレン組立体14と共に組立状態にある
場合に、ゴムパッド74は回路基板26の開口58を貫
通する。各アルミニウム板78及び接触パッド82の合
計厚さは、枠24の厚さと略同じである。全組立体10
は、図4に示されるように、座ぐり孔92及び貫通孔9
4を貫通すると共に加圧板70のねじ穴96内に延びる
4本のボルト90により一体的に保持される。
【0012】ゴムパッド74の厚さは、ボルト90が締
め付けられるとゴムパッド74が若干圧縮されるように
回路基板26の厚さより若干大きく設定される。これに
より、アルミニウム板78は、接触パッド82がメンブ
レン22の下面と押圧係合するように付勢する。この結
果、メンブレン22の上側の接触面44は、隆起した各
コンタクト40と電気的に接続するように付勢される。
ゴムパッド74の硬度は、各接触面44及び各隆起コン
タクト40間に生ずる力が所定値になるように選択され
る。本実施例では、ゴムパッド74は、ジュロメータで
30度から35度の間の硬度及び約1.5mmの厚さを
有し、コンタクト毎に約7グラムの接触力を生ずる。こ
の接触力は、ボルト90を締め付ける際にゴムパッド7
4の圧縮量を大きく又は小さくするようにゴム厚を変え
ることにより変化させることができる。接触パッド82
は、ジュロメータで50度から60度の間の硬度及び約
0.25mmの厚さを有する。このため、本実施例で
は、接触面44がチップ20上の各隆起コンタクト40
と電気的に接続するよう付勢するメンブレン22の下側
に対し、比較的しっかりした圧力を供給する。接触パッ
ド82は硬すぎないことが望ましい。何故なら、アルミ
ニウム板78の表面及び隆起コンタクト40の先端はあ
る程度非平面であるからである。接触パッド82がかか
る差異を吸収するに十分な弾性を有するのが好ましい。
本実施例では、パッド74、82にゴムが使用される
が、本発明を実施するのに金属又はプラスチックのばね
部材のような他の適当な弾性構造物が用いられてもよ
い。
【0013】本発明の開示とは対照的に、図6に示され
るようにアルミニウム板78及びそれに付属する接触パ
ッド82を除いた場合は、比較的柔軟なゴムパッド74
がチップ20の周囲でメンブレン22を変性させ、チッ
プ20及びメンブレン22間に隙間が形成される。勿
論、この隙間はメンブレン22に非常に大きな張力を与
え、メンブレン22を塑性変形させるか、メンブレン2
2を枠24から分離させてしまう。接触力が増大するこ
とが望ましい場合は、パッド74の硬度を大きくする
か、圧縮量を増大させねばならないが、これによりメン
ブレン22内の張力が一層増加する。本発明では、かか
る不利が回避されている。
【0014】従って、本発明の利点は、薄膜のメンブレ
ン上のコンタクトがもろいメンブレン自体に損傷を与え
ることなくチップ上のコンタクトと電気的に接触するよ
う押圧される。更に、実際の接触力は、メンブレンに逆
に影響を与えることなく、単にゴムパッド74の厚さを
変化させるだけで簡単に変更できる。
【0015】
【発明の効果】本発明のICチップモジュール組立体及
び付勢部材によれば、不要な張力によるメンブレンの損
傷を生じることなく、ICチップ上の各コンタクトに所
望の適正な接触圧を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のICチップモジュール組立体
の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1のICチップモジュール組立体のうち、接
触圧均等化機構を除いた部分の分解斜視図である。
【図3】図1のICチップモジュール組立体のうちの接
触圧均等化機構の分解斜視図である。
【図4】図1の線4−4に沿った断面図である。
【図5】図4の5−5で示された部分の拡大図である。
【図6】本発明のICチップモジュール組立体と対照す
るために、図1のICチップモジュール組立体から板及
びパッドを除いた状態を示す、図5と同様の拡大図であ
る。
【符号の説明】
10 ICチップモジュール 12 接触圧均等化機構(付勢部材) 20 ICチップ 22 メンブレン 40 コンタクト 44 接触面 82 接触パッド(弾性体) 98 区域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 突出したコンタクトが一面に形成された
    ICチップと、前記コンタクトと当接する接触面が一面
    に形成されたメンブレンと、該メンブレンの他面側に配
    置され前記メンブレンを前記ICチップ側に付勢する付
    勢部材とを具えるICチップモジュール組立体であっ
    て、 前記付勢部材は、前記コンタクトの位置に対応する限定
    された区域のみで前記メンブレンの前記他面を押圧する
    弾性体を有することを特徴とするICチップモジュール
    組立体。
  2. 【請求項2】 突出したコンタクトが一面に形成された
    複数のICチップと、前記コンタクトと当接する接触面
    が一面に形成されたメンブレンとを含むICチップモジ
    ュール組立体に用いられる付勢部材であって、 前記複数のICチップの各々に対応すると共に前記メン
    ブレンを挟んで前記ICチップとは反対側に配置される
    複数の板と、前記メンブレンの他面及び前記板の間に配
    置された弾性体とを具え、 該弾性体が前記コンタクトの位置に対応する限定された
    区域のみで前記メンブレンの前記他面を押圧することを
    特徴とする付勢部材。
JP7157192A 1994-05-31 1995-05-31 Icチップモジュール組立体及びそれに用いられる付勢部材 Pending JPH07335695A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/251080 1994-05-31
US08/251,080 US5432679A (en) 1994-05-31 1994-05-31 Pressure equalizer for an integrated circuit chip interconnected to circuitry on a thin film membrane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07335695A true JPH07335695A (ja) 1995-12-22

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ID=22950394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7157192A Pending JPH07335695A (ja) 1994-05-31 1995-05-31 Icチップモジュール組立体及びそれに用いられる付勢部材

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US (1) US5432679A (ja)
EP (1) EP0685884A1 (ja)
JP (1) JPH07335695A (ja)

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