JPH0770677B2

JPH0770677B2 - モジュ−ル実装構造

Info

Publication number: JPH0770677B2
Application number: JP62149015A
Authority: JP
Inventors: 太佐男曽我; 弘則児玉; 一二山田; 覚荻原; 森原　　淳; 守沢畠; 稔田中; 二三幸小林; 寛治大塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPS63313846A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、新規な超大型コンピユータのCPUの論理LSIの
高密度モジユール実装構造に関する。

〔従来の技術〕

第２図はフリツプチツプ構造におけるチツプ裏面から冷
却する構造の従来例である。特公昭56−31743に記載の
ようにチツプ裏面にメタライズを施し、冷却スタツド10
と接着したフリツプチツプ実装構造である。

このフリツプチツプ方式の冷却効果は十分にあるが大型
チツプを使用した場合、チツプと多層基板との熱膨張差
による熱疲労寿命が問題となつている。例えば5mm□の
チツプ（最外周のはんだバンプ間距離は6.5mm）をAl₂O₃
基板（6.8×10^-6/℃）にフリツプチツプ接続すると、−
55〜150℃、１∞/hのサイクルで1000∞が限度である。
そこで大型フリツプチツプを多層基板に高信頼で接続す
る実装法が要求されている。

コンピユータの大容量化、高速化にともない、年々チツ
プの論理ゲート数の増加、配線ピツチの高密度化ととも
に大型（10mm□レベル）で、高出力（20W/チツプ以上）
で、終端抵抗付，コンデンサー付の実装が要求されるよ
うになつてきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、フリツプチツプ方式としての冷却効果
は十分であるが、大型チツプを使用した場合にチツプと
多層基板間での熱膨張差を縮小させる配慮がされておら
ず、耐熱疲労寿命が短かいなどの問題があつた。

また、高速化のため、信号の反射等のノイズを防ぐた
め、特性インピーダンスマツチング用抵抗もしくは、コ
ンデンサーの高密度実装上の問題があつた。

本発明の目的は、高出力で大型チツプを多層基板にフエ
ースダウン接続した構造で、チツプ裏面を直接もしくは
間接に液冷する方式で、かつ高速化のため特性インピー
ダンスマツチング用抵抗、もしくは、大巾な高速化が期
待できるコンデンサーを内臓させることによる高密度実
装と高信頼化（特に耐熱疲労性）とチツプリペア（取外
し、再接続）性に優れたモジユール実装構造を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、高出力（20W/チツプ以上）大型チツプ（10mm
□レベル）に対し、チツプ裏面を液冷可能なフエースダ
ウン構造にして、多層基板と同じ熱膨張係数を有するキ
ヤリヤ基板とチツプとの間隙に特定組成の樹脂を充填す
ることによりはんだバンプにかかるせん断応力を低減
し、かつチツプキヤリヤ化し、特性インピーダンスマツ
チング用の抵抗、もしくはコンデンサーを内蔵させて高
密度化し、リペア性に優れコンピユータの要求寿命とさ
れている10〜15年を満たすレベルの高信頼化構造を大型
チツプで可能にすることができる。

本発明は、フリツプチツプ接続方式によりSiチツプをセ
ラミツク等のキヤリア基板にはんだ付されており、チツ
プとキヤリア基板間隙が樹脂で充填され、該キヤリア基
板のスルーホール導体を通して設けられたキヤリア基板
裏側の端子を多層基板にはんだ付してなる構造で、該チ
ツプ裏面を熱伝導媒体である金属、セラミツクス等を通
して空冷・液冷してなるモジユール実装構造にある。

樹脂は用いる半田の熱膨張係数の±30％以下のものが好
ましい。樹脂には石英粉を30〜60体積％を含有させるの
が好ましい。石英粉は100メツシユ以下、好ましくは10
μｍ以下である。また、同様にキヤリヤ基板は多層板の
熱膨張係数の±30％以下が好ましい。

〔作用〕

この寿命向上を可能にした原因は、１）．従来の裸チツ
プのフリツプチツプ方式では最外周のはんだバンプで応
力集中していたものが、低膨張化した樹脂を充填するこ
とにより、はんだバンプにかかる応力集中を緩和して、
応力を低下させたこと、２）．樹脂の熱膨張係数をはん
だのそれに合せたことにより、はんだバンプにかかる歪
を低下させたこと、３）．樹脂の中に微粒で球状のポリ
ブタジエンゴムを分散させることにより、熱衝撃に対す
る応力緩和作用があること、等である。

なお、多層基板と熱膨張係数を一致させた曲げ剛性の大
なるキヤリヤ基板を用いることにより、多層板とキヤリ
ヤ基板間のはんだ接続部に問題になるような熱応力が生
じないようにした。

これにより従来、不可能とされていた10mm□チツプのAl
₂O₃並みの熱膨張係数を有する多層基板への高信頼性接
続を可能にすることができる。

樹脂としてエポキシ樹脂，ポリイミド樹脂が用いられ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る半導体樹脂パツケージ構造の一実
施例を用いたモジユール実装構造を示し、Siチツプ１は
その裏面において低温はんだ11を介してSiチツプ冷却板
12に接続され冷却板12はニツケルベローズ８に接続さ
れ、水９により冷却される。Siチツプ１の表面は電極は
キヤリヤ基板２の上面にはんだ（Pb−５％Sn）により接
続され、Siチツプ１とキヤリヤ基板２との間隙は樹脂３
で充填される。キヤリヤ基板２の上面はんだ付け部分
と、キヤリヤ基板２のスルーホール導体５を介して電気
的に接続されたキヤリヤ基板２下面部分ははんだ６（Pb
−60％Sn）により多層基板７に接続され、ここで多層基
板７中の所定の印刷回路に接続される。第１図の構成に
おいて、Siチツプ１とキヤリア基板２をはんだ４で接続
し樹脂10を充填させたものが半導体樹脂パツケージ構造
を構成する、樹脂３には、後に第３図等を参照して詳述するようにエ
ポキシ樹脂に石英粉等を配合した組成のものではんだ３
と同じ程度の熱膨張係数を持つようにしてある。多層基
板７にはAl₂O₃を用いてあり、キヤリア基板２には多層
基板７の熱膨張係数とほぼ等しい熱膨張係数を有するも
のとしてAl₂O₃又はムライト（Al₂O₃,SiO₂）などを用い
る。はんだ６の組成ははんだ４の組成と異なり融点が低
く交互にはんだ付けし行るようにしてある。

樹脂３の熱膨張係数をはんだ４のそれと同程度にして応
力の分散を図りかつキヤリヤ基板９の熱膨張係数を多層
基板７のそれとほぼ等しくしてキヤリヤ基板２と多層基
板７との間で問題とする程度の熱応力が生じないように
することにより、半導体チツプ１と多層基板７の熱膨張
係数の差異による熱応力の問題が解消されている。又、
これと同時に、半導体チツプ１をキヤリア基板２と共
に、半導体チツプ毎に、多層基板７とのはんだ付け替え
を容易に行い得るようにし、半導体チツプ又は半導体チ
ツプを用いた装置の検査，保守を容易にかつ経済的に行
い得るようにしてある。

本実施例において多層基板７は30層でタングステン
（Ｗ）導体を用い、表面導体層にはタングステン（Ｗ）
にニツケル（Ni）めつきし、金（Au）を塗つた構成がと
られ、キヤリア基板２は４層で、スルーホール導体５に
は銅めつき後に浸漬はんだめつきを施したもの等が用い
られる。半導体チツプ１の表面にはAl膜上にSiO₂の膜を
形成し、電極部分ではSiO₂を除去しCr−CuAuでCrが0.1
μｍ、Cuが３μｍ、Auが0.1μｍの薄膜が用いられてい
る。

Siチツプ裏面は直接又は間接に液体冷却するように構成
することが可能であり、又第１図に示した構造以外に
も、熱伝導媒体である金属、セラミツクス等を通して空
冷又は液冷することができる。

第３図は、−55〜150℃、1h/∞の条件における温度サイ
クル加速試験結果である。（ａ）はAl₂O₃7基板に10mm□
チツプ１をはんだ付３した構造（裸チツプ）で、（ｂ）
はAl₂O₃キヤリヤ基板２上にチツプをはんだ付した後、
チツプとキヤリア基板間隙に樹脂４を充填後、該キヤリ
ヤ基板Al₂O₃多層基板７上に低温はんだ６で搭載した構
造である。

（ｃ）は加速試験の結果である。のチツプキヤリヤ構
造はの裸チツプ構造に比べ10倍の寿命を得ることがで
きた。この加速寿命の複対値はコンピユータ稼働寿命の
15年を十分に満たしたレベルとされている。

なお、（ｂ）構造において、キヤリヤ用基板と多層基板
は共にAl₂O₃を用いたが、多層基板の熱膨張係数に合つ
たもの、もしくは近いものをキヤリヤ基板として用いる
ことにより、キヤリヤ基板と多層基板とのはんだ接合部
６には熱疲労が生じない構造とした。この時、キヤリヤ
基板の曲げ剛性は、Siチツプに比べて大きいことが必要
でこれによりキヤリヤ基板が反らなく、高信頼性を維持
できる。

キヤリヤ基板上のスルーホール導体５は銅めつき後に浸
漬はんだめつきを施したもの、もしくはW,Mo,Cu等のペ
ースト焼結導体、あるいはピン材を埋込んだ構造でも可
能である。

裸チツプに比べ、チツプキヤリヤ構造が高耐熱疲労性を
示す主な理由は、有限要素法による熱弾塑性解析結果か
ら、１）．樹脂が、はんだバンプの一部に集中している
応力集中を緩和させる、２）．樹脂の熱膨張係数をはん
だに一致させたこと、３）．樹脂中に分散している微細
球状のポリブタジユンゴム熱衝撃を緩和する、等のため
と考えられる。以下に詳細説明を示す。

使用した樹脂組成は、以下の通りである。

エポキシ樹脂828 100部ポリブタジエン（CTBN） 15部ジシアンジアミド 10部イミダゾール（2P4MHZ） 5部Ａ−187 2部石英粉（EMC−Y40） 55vol％この樹脂は、はんだ並みの低膨張であるが、流動性が良
く、表面張力の作用でチツプとキヤリヤ基板間隙を浸透
して充填される。従来使用されているDual Inline Pack
age用の樹脂は圧力をかけた成型鋳込み方式のため、型
との離型性が良いことが必要である。また、チツプのフ
エースアツプ接続方式のため、樹脂の浸透は大きな問題
とならず、流動性に対する特別な考慮はなされていな
い。

このため、リード界面における樹脂の密着性が低下し、
熱衝撃，温度サイクル等により水分が界面を伝わつてチ
ツプ表面のAl導体部を腐食させて断線させる事故が起き
ている。

しかし、上記樹脂組成を用いたフリツプチツプ構造にお
いては、フエースダウン接続方式のためチツプとキヤリ
ヤ基板との約100μｍの狭いすき間に表面張力の作用を
利用して浸透させる必要があるため、樹脂の流動性を良
くし（モールド樹脂の約10倍）、かつSiチツプ及びキヤ
リヤ基板との密着性が良くしてある。このため、水分の
浸入は少なく、耐食性が優れた構造になつている。

温度サイクル試験条件の温度を150℃から−55℃に変化
させた時、最も大きな力を受ける最外周のはんだバンプ
近傍に作用する主応力分布は、従来のフリツプチツプ構
造（樹脂なし裸チツプ）でははんだバンプ外側とチツプ
及び基板との境界で応力集中を起こし、はんだにクラツ
クが発生し、断線に至る。場所により主応力の大小が顕
著に表われ、接合界面では特に大きな応力集中が認めら
れる。

樹脂に充填した本発明のフリツプチツプ構造では、主応
力の場所による影響は少なく、ほぼ一様に分散されてい
る状態が観察される。また、接合界面での応力集中は認
められず応力の大きさも、従来の構造に比べて小さい。

これより樹脂の効果は、はんだバンプにかかる応力集中
を緩和し、応力を分散することにより、熱疲労寿命を向
上させていると考えられる。

次の効果として、第４図に示す如く、従来のチツプ構造
（樹脂なし）に対する樹脂充填チツプの樹脂の熱膨張係
数を変えた場合の最外周はんだバンプに作用する最大主
応力の比を示したものである。

樹脂の熱膨張係数がPb−５％Snはんだに一致した位置
で、はんだにかかる最大主応力が最小になることが分か
る。樹脂の熱膨張係数がはんだのそれより小さくなつて
も最大主応力は増すことを意味している。しかし、Siチ
ツプ（素子）にかかる応力は、当然ながら、樹脂の熱膨
張係数が大きいとそれだけ大きく作用するので、Siチツ
プに対しては小さいことが望ましいが、はんだと同一の
熱膨張係数で素子に問題が起きた例は、従来のDual Inl
ine Package等ではない。

なお、樹脂組成の選定は、特開昭60−63951号に詳細に
示されているように、樹脂の熱膨張係数ははんだ（Pb−
５％Sn）に合わせて約25×10^-6/℃とした樹脂を用い
た。樹脂の熱膨張係数をはんだと同等にすることは、は
んだバンプ自体が樹脂によつて拘束されず応力集中を少
なくし従つて、はんだ自体にかかる応力、歪みは小さく
なることを意味する。しかし、Si素子そのものに対して
は樹脂とSiとの熱膨張差による応力、歪がかかるので、
熱膨張係数は小さいことが望ましいが、はんだに合せて
も素子に支障を与えるレベルではない。

キヤリヤ基板用樹脂の条件として、樹脂の熱膨張係数を
はんだ並みに下げること以外に構求されていることは、
チツプとキヤリヤ基板間の間隙に碁板目に分布したはん
だバンプの障壁をぬつて内部に空間を作らないように浸
透可能な流動性である。

エポキシ樹脂を低膨張化するために石英粉等を配合して
いくと、流動性は低下する（はんだ並みの膨張係数とす
るには約55vol％入れなければならない）。従つて、流
動性を向上させる手段として１〜５μｍφの球状のポリ
ブタジエンゴムを分散させることにより、流動性の低下
をおさえることができた。また、ポリブタジエンゴムは
20％以上配合すると、分散を維持できず、一部凝集して
くるため、ポリブタジエン自体は熱膨張係数が大きい
（80×10^-6/℃）ことから悪影響がでてくる。

ポリブタジエン配合比が20％以下ならば流動性の改善
と、熱衝撃を緩和し耐熱疲労性を向上させる効果がある
ことは特開昭60−63951号に記してある。

このメカニズムは急激な温度変化が起きた時（例えば15
0℃→室温→−55℃に変化）に、このゴムの弾性作用に
より、チツプ，基板，はんだ等への衝撃的な応力を緩和
する作用がある。

なお、樹脂組成として、低膨張化材の石英粉と緩衝材の
ポリブタジエンの混入率と熱疲労寿命判定（○：良好、
△：ほぼ良好，×：不良）との関係を第１表に示す。

石英粉の混入率は樹脂全体に対し、60〜65体積％が限界
である。ポリブタジエンの混入率は20重量部が限界であ
る。石英粉は30〜60体積％、ポリブタジエンは５〜15重
量部が望ましい。

樹脂の中にはカーボンブラツクを約１〜２％添加して黒
色に着色させて用いた。

なお、石英以外の低膨張化材として、アルミナ炭化シリ
コン，窒化シリコン，窒化アルミ，炭酸カルシウム、及
び酸化ベリリウムの混入された炭化シリコンの少なくと
も１つからなるものならば可能である。高熱伝導のダイ
ヤモンド,BNを入れて、高熱伝導樹脂とすることも可能
である。

ポリブタジエン以外の弾性材として、ポリイソプレン、
シリコーンの少なくとも１つからなるものも可能であ
る。特にシリコーン系ゴムは耐熱，耐温度サイクル性に
優れているため、高信頼性が要求される場合に使用す
る。

はんだバンプ形状については、はんだバンプの寿命向
上，樹脂の浸入性を考慮すると、通常の球欠体よりも、
はんだの溶融時にチツプとキヤリヤ間隙を持ち上げるこ
とにより、つづみ型形状にすることにより、更に高信頼
性になり、樹脂の作業性も向上する。

第５図は各種パツケージ構造の応用例を示す。

従つて、チツプ裏面の冷却板への接続及びキヤリヤ基板
の多層基板への接続を省略した構造とした。

（ａ）は樹脂がチツプ下面のみ接着されている構造（ｂ）は樹脂がチツプ下面のみならず、チツプ側面も接
着されている構造（ｃ）は樹脂がチツプ裏面以下を包んでいる構造で高熱
伝導性樹脂を用いることにより、樹脂面での熱伝導も若
干期待できる（ｄ）はチツプ裏面とチツプより大きな寸法の熱伝導性
板（例えば熱伝導性絶縁SiC）とをはんだ付（もしくは
接着）して、横方向への熱の伝わりを良くして熱伝導性
を高めたこと、及びチツプ裏面の機械的な保護，耐湿性
向上等に効果のある構造（ｅ）は多層基板側の端子ピツチが大きい場合にキヤリ
ヤ基板にピツチ整合機能を持たせた構造（ｆ）は接続端子が周囲に配置されている例で、樹脂は
はんだバンプを包んでいるが、中央部は空洞になつてい
る構造。耐熱サイクル性は、樹脂が充填された構造と比
較してほぼ同等であることを確認したので、この種の構
造も効果がある。

（ｇ）は（ｆ）の平面図である。

第６図は（ａ），（ｂ）のパツケージ構造について、ス
タツド型多段モジユール構造に搭載した場合の断面図
（ｃ）を示す。上段が（ａ）構造モデルであり、下段が
（ｂ）構造モデルであり、水冷17用熱伝導性平面板18で
各パツケージを加圧板19によりばねを介して均一に加圧
した構造である、（ａ）構造のチツプ裏面、（ｂ）構造
の冷却板面は水冷用熱伝導性平面板に接触もしくは熱導
電性グリースで接着されているが、各パツケージ間の強
い拘束はなく耐熱疲労性は確保されている。

なお、各パツケージの上面は平面上にある必要性からボ
ンデイング時に強制的に平坦化させた。

第７図は（ａ），（ｂ）のピンリード型パツケージ構造
を示し、第６図と同様な搭載法が可能である。チツプは
Siに限るものでなく、GaAsもしくは機能素子は搭載した
チツプすべてを含むものである。また、C,R等の素子に
対しても同様である。

第８図はフロナ液中に浸漬する沸騰冷却方式に適用した
例である。チツプ裏面にはスタツド19型フインを接合し
てある。多層基板の両面にチツプを実装できるので、高
密度化と冷却の容易さで水冷方式より優れた面がある。

多層基板７として、Al₂O₃等を主成分とするセラミツク
ス基板を使用した。フロンが金属と接合している部分は
チツプ交換に必要なはんだ付部６である（Siチツプ側面
は保護用樹脂21で包んでいる）。Pb−60％Snはんだ腐食
の加速試験の結果、コンピユータ稼働条件で15年を保証
できるレベルであることから、フロン液中での本方式に
よる冷却が可能である。

本方式の効果は、高密度実装と冷却の容易さにある。

第９図は高出力チツプの高性能冷却方式を示す。チツプ
裏面はCuブロツクフイン32に接触し、更にSiC冷却板12
に伝導される。29はCuブロツクフインがSiチツプ及びSi
C冷却板に接するためのバネである。平面は線触媒で、
平面荒さは１〜５μｍに仕上げると、He雰囲気では優れ
た熱伝導を示す。ブロツクフイン32はSiチツプ１の上下
左右の傾きに追従してチツプ面とハウジング12の冷却面
に接触してチツプ１を冷却することができる。

第10図（ａ）はチツプキヤリヤを多層セラミツク基板７
上に搭載し、チツプ裏面を熱伝導グリース20もしくはHe
ガスを介してAlフイン30に接触させ、AlN冷却板31に伝
熱させるモジユール構造を示す。多層セラミツク基板７
はコネクターを介して多層プリント板に連結されてい
る。

以上の各種モジユール構造に対して本発明はキヤリヤ基
板２の表面に抵抗層及びコンデンサーを設けるようにし
たものである。第11図はチツプ１とキヤリヤ基板２間の
拡大図で、信号ピン33は終端抵抗（薄膜）25につながれ
ている。絶縁層（ポリイミド24もしくはSiO₂）、抵抗層
25は最終的には高純度（Cl^-量10ppm、α線0.5ppb）の樹
脂で保護されているため、耐湿，耐α線構造である。

抵抗層25の上にはCr−Cu−Au膜27の蒸着端子が形成さ
れ、スルーホール導体33に接着したAl蒸着膜26が形成さ
れている。

第12図（ａ）〜（ｃ）は薄膜抵抗を内蔵させたチツプキ
ヤリヤ断面構造を示す。第11図（ａ）はスルーホールに
Ｗ導体５を形成後、平面研削し平坦化したアルミナ基板
上に薄膜抵抗（Cr−SiO）36を形成し、50Ωにレーザト
リミングしたパターン37を示す。抵抗体36の上にはCr−
Cu−Auの蒸着膜端子27が形成されている。チツプ１とキ
ヤリヤ基板２を高温のPb−５％Snはんだ（融点300℃）
４で接続後、樹脂３を満たして、チツプキヤリヤを作
る。第12図（ｂ）は平面研削し、平坦化したアルミナ基
板上に耐熱衝撃緩和の軟らかいAl蒸着26を施した上に薄
膜抵抗36、更に接続端子27を形成したものである。薄膜
抵抗36のトリミングは（ａ）は同様に行う。薄膜抵抗36
の保護は低ヤング率（700〜1000kgf/mm²）、で高純度
（Cl^-量10ppm）、低α線（0.5ppb）の樹脂で十分であ
る。キヤリヤの裏面の端子はリペア可能とするため、Ni
−Auめつきである。第１図（ｃ）はキヤリヤ裏面側に抵
抗36を形成した例である。ポリイミド保護層24の上から
トリミングすることにより、抵抗層の保護に支障はな
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、熱膨張係数の大きい多層基板（α＝10
〜15×10^-6/℃）に対しても大型チツプの高信頼搭載を
可能にする。従つて、低誘電率の有機多層基板（例えば
テフロン系）に対しても搭載が可能である。また、マイ
クロパツケージ化により、メタライズの信頼性が高いた
め保守性，リペア性，検査性等にも優れるため、高信頼
化に大きく寄与する。

終端抵抗を内蔵させることにより、抵抗チツプ搭載不要
となり、より高密度実装，高速化を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構造を示す断面図、第２図は従来例の
断面図、第３図は、（ａ）は従来の断面構造で、（ｂ）
は本発明の断面構造、（ｃ）は両者の信頼性データの比
較、第４図は、樹脂の熱膨張係数とはんだに作用する最
大主応力の比との関係を示す線図、第５図（ａ）〜
（ｆ）は、各種パツケージ構造の応用例を示す断面図、
第６図は、マルチチツプモジユールに適用した場合の断
面図、第７図は、ピンリード型構造の断面図、第８図は
フロン液による沸騰冷却方式に適用したモジユールの断
面図、第９図はHe雰囲気の接触熱伝導型モジユールの断
面図、第10図はくし歯型冷却フインを備えた本発明のモ
ジユール構造の断面図、第11図は薄膜抵抗内蔵チツプキ
ヤリヤを搭載した本発明のモジユールの断面図、第12図
（ａ）〜（ｃ）は抵抗内蔵チツプキヤリヤを備えたモジ
ユール構造の断面図である。１……Siチツプ、２……キヤリヤ基板、３……樹脂、４
……はんだ（Pb−５％Sn）、５……スルーホール導体、
6,13……はんだ（Pb−60％Sn）、７……多層基板、８…
…Niベローズ、10……スタツド、11……低温はんだ、12
……SiC冷却板、16……空隙、17……水、18……水冷用
熱導性平面板、19……スタツド型フイン、20……接触部
（グリース）、21……保護用樹脂、22……コネクター、
23……多層プリント板、24……ポリイミド、25……薄膜
抵抗、26……Al導体、27……Cr−Cu−Au薄膜端子、28…
…薄膜整合層及び抵抗層、29……ばね、30……Alフイ
ン、31……AlN冷却板、32……Cuブロツクフイン、33…
…ピン、34……Ni−Auめつき端子、35……SiO₂、36……
薄膜抵抗層、37……トミリング部分、38……Cr−Cu−Ni
−Au端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荻原覚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 (72)発明者森原淳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 (72)発明者沢畠守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 (72)発明者田中稔神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者小林二三幸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)発明者大塚寛治東京都小平市上水本町1450番地株式会社日立製作所コンピュータ事業本部デバイス開発センタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フリツプチツプ接続方式によるチツプ裏面
を冷却するモジユール実製構造であつて、半導体チツプ
と、多層基体と、半導体チツプと多層基板との間に置か
れ、多層基板の熱膨張係数に近い熱膨張係数の持つキヤ
リア基板であつて、スルーホール導体が取付けられたス
ルーホールを有し、半導体チツプと対向する面において
半導体チツプとスルーホール導体とがはんだ付けされか
つ半導体チツプとキヤリア基板の前記面との間隙が、そ
の熱膨張係数がはんだの熱膨張係数に近い樹脂で充填さ
れ多層基板と対向する面においてスルーホール導体と多
層基板とがはんだ付けされた前記キヤリア基板と、前記
半導体チツプの裏面に接触して設けられた冷却用熱伝導
体と、前記キヤリア基板面に設けられたスルーホール導
体に電気的に接続した抵抗薄膜とを有することを特徴と
するモジユール実装構造。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、樹脂はは
んだに近い熱膨張係数を有するモジユール実装構造。
【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項におい
て、キヤリア基板は多層板に近い熱膨張係数を有するモ
ジユール実装構造。
【請求項４】特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
かにおいて、石英粉30〜60体積％を配合させたエポキシ
樹脂又はポリイミド樹脂を用いたモジユール実装構造。
【請求項５】特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
かにおいて、ポリブタジエン５〜15重量部を配合させた
エポキシ樹脂を用いたモジユール実装構造。
【請求項６】特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
かにおいて、該キヤリア基板の表面もしくは内部に抵
抗，コンデンサーを設けたモジユール実装構造。
【請求項７】特許請求の範囲第６項において、該抵抗も
しくはコンデンサーの一部にトリミングによる調節部を
設けたモジユール実装構造。
【請求項８】特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれ
かにおいて、該キヤリア基板表面を平面研削加工後に薄
膜抵抗もしくはコンデンサーを形成させたモジユール実
装構造。