JPS60214545A - 電子部品のパツケ−ジ - 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］ この発明は電子部品の包装技術に関するものであり、特
に蓋の下方に配置された基板、Ｉ；に取り付けられたシ
リコンチップを収納するためのパッケージに関するもの
である。

［従来技術］ 電子部品の包装技術は、モジュール内にシリコンチップ
を包装することからなる。そのモジュールは基板と、そ
の基板」二に取り付けられたシリコンチップと、シリコ
ンチップの」１方をとり囲むように配置された蓋とから
なる。そのような包装技術の一例として、本発明の出願
人に醸渡された、ＭＯ８ｅｒらによる米国特許第４３１
２１１．６号に開示されたものがある。

上記Ｍｏ５ｅｒらの特許においてはシリコンチップが基
板」二に取付けられ、そのシリコンチップの上方をとり
囲むように蓋が配置される。このＭｏ５ｅｒらの特許が
出された後に、今日のコンピュータシステムの性能の向
上に応えるべく、チップ上の回路の集積度が大幅に高ま
っている。このとき、チップ内ではある量の電力が消費
されるので、集積度の」１昇はチップ上で発生する熱の
上昇となる。

この発生した熱によってチップに損傷がもたらされるの
を防止するために、従来においては伝熱グリース等の熱
放散手段がチップと蓋との間に塗りつけられ、この伝熱
グリースを伝わって熱が散逸するようにしである。

上記Ｍｏ５ｅｒらの特許の教示するところによれば、基
板の端面と蓋の内壁との間には隙間がある。そして、基
板の背面にはエポキシシール材が充填、されて、そのシ
ール材は基板の背面全体に行き亘り、基板の端面と蓋の
内壁との間を埋めている。この結果、エポキシシール材
がモジュールをシールして、これによりモジュール内に
配置されたチップが有害な熱の影響をうけないように防
護される。

しかしながらモジュールが置かれている外気の温度が変
動する場合、品とノル板とけ伸び縮みする傾向があり、
しかもその熱膨張率は異なっている。

ところが、基板が伸び縮みするにもかかわらず、基板と
蓋との間の隙間に充填されたエポキシが蓋の伸み縮みを
回正するため、蓋はゆがむことになる。そして蓋は伝熱
グリースを介してチップと近接しているので、蓋のり）
がみにより許容限度を超えた圧力が基板−Ｌのチップに
加えられかねない。

というのは、チップは複数の球状のハンダを介して導電
接片等に接続されているのであるが、チップに圧力が加
えられると、球状のハンダにひびが入る傾向がある。こ
のひび割れの結果として、シリコンチップと導電接片を
結ぶ電気経路に断線が生じるのである。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明の主な目的は、温度の変化に応じて蓋が基板と
は独立に自由に伸縮できるようなパッケージを提供する
ことにある。

一３＝ ［問題点を解決するための手段］ この発明の目的は、ポリイミドテープのような阻止手段
を基板の裏面と蓋の内壁とに接着することにより達成さ
れる。尚、この阻止手段の接着は基板の裏面へのエポキ
シシール材の接着に先立って行なわれる。この結果、エ
ポキシシール材は阻止手段の存在によって基板の端面と
蓋の内壁の間の隙間に入り込むことができなくなる。そ
のシール材は基板の裏面と、テープ（阻止手段）と、蓋
の内壁の一部とにそれぞれ貼着固定される。従って基板
と蓋の間の接着点はその隙間からは除去される。すなわ
ち、シール材が蓋と基板の間の隙間に進入せず、接着点
がその隙間から除去されているので、基板と蓋との間の
連動関係は弱まる。それゆえに、蓋が温度の変化に応じ
て伸縮したときに、蓋のゆがみはほとんど生じない。こ
の結果、温度の変化に応じて蓋に生じるゆがみは最小限
に抑えられ、従ってシリコンチップ上の球状のハンダの
ひずみがほとんど生じることがなくなるので、ハンダの
ひび割れを原因とするチップ上の断線が４− 防止されるのである。

［実施例コ 本発明の詳細な説明する前に、前述したＭｏ５ｅｒらの
米国特許第４３１．２１１．６号に記述された従来例に
ついて第３〜６図に基づき述べておこう。この従来技術
との対比により本発明が一層よく理解できると思うから
である。

先ず第４図において、シリコンチップ１０が複数の球状
のハンダ１４を介して基板１２に取り付けられている。

シリコンチップ１０には、基板１２の上面の球状のハン
ダ１４」二に設けられた複数の導電片を介して複数のピ
ン１６が接続されている。チップ１０」二には、基板上
でチップを被覆するために、シリコンポリマからなる被
覆体１８が貼着される。

この好適なシリコンポリマの一例としては“ｓｙｌｇａ
ｒｄ”という商標でＤｏｗ　Ｃｏｒｎｊｎｇ社から販売
されているものがある。このシリコンポリマはモジュー
ルと蓋とが組み付けられる前に周知の技術を用いて加工
しておく。

蓋２０はチップ１０を取り付けた基板１２をとり囲むよ
うに基板１２上に配置される。基板１２は先ず凹部２２
上に係止される。出張り２４は、基板１２の裏面に対し
てエポキシシール材を貼着するのにちょうどよい位置に
基板１２を保持するように形成されている。チップ１０
は蓋２０の内方の空間２６内に配置される。

Ｍｏ５ｅｒらの特許においては、空間２６には熱放散材
等の特別な部材が入れられていなかった。しかしながら
チップ１０の集積度が高まるにつれて、チップ１０から
発生する熱も増加してきた。この結果、空間２６に何ら
かの熱放散材を空間２６につめ込まれなくてはならない
ことが明白になった。

そこで第４．５図に示すように、空間２６に熱放散材２
６Ａが詰め込まれたのである。この熱放材２６Ａはチッ
プ１０と蓋２０とに接触している。

熱放散材として伝熱グリース２６Ａを用いることができ
る。伝熱グリース２６Ａはチップ１０上の回路の作動中
にチップ１０から熱を逃がすはたらきをもつ。そのよう
な伝熱グリース２６Ａとじては酸化亜鉛のシリコンオイ
ル乳剤がある。

第４図に示すように、エポキシシール材３０は分配針３
２から基板１２の裏面に注入される。エポキシとして好
ましいのは商品名５ｃｏｔｃｈｃａｓｔ　５２３９とし
てスリーエム社から販売されているものである。このエ
ポキシは、樹脂が重量比４６％、硬化剤が重量比５２％
、染料が重量比２％である。

ここに示したエポキシが一応好ましいものであるが、他
の成分比のエポキシも同様に使用することができる。蓋
２０の周端縁２ＯＡは、」、（板１２とエポキシ３０と
を固定するために内方に屈曲して係止される。

第４図と第５図とに示されるように、エポキシ３０は基
板１２の端面と蓋２ｏの間の隙間３４に流入することが
でき、隙間３４に流入したエポキシ３０は蓋２０の内壁
に対して基板１２の端面を被覆する。しかし、蓋２０が
外気の温度変化に曝されると、蓋２０は伸縮する。そし
て、エポキシ３０が隙間３４に埋まっていることによっ
て、蓋２０の内壁に対して基板１２の端部を被覆してぃ
７− るので、蓋２０の収縮により蓋２０の頂部が屈曲する。

この蓋２０の屈曲により、伝熱グリース２６Ａを介して
チップ１０に対し相当に応力が加えられる。この結果、
球状のハンダ１４にはひび割れが生じ勝ちになり、これ
らのひび割れはチップ］０と、球状のハンダ１４が配置
されている導電片との間の断線をもたらす。

第３図には、基板１２に連結された蓋２０の側面図が概
略的に示されており、とくにこの図は基板１２とは相対
的に蓋２０が伸縮するありさまを示したものである。こ
の第３図において、基板１２の端部が符号４０で示した
地点で蓋２０の内壁に接着されていることに注意された
い。各地点４０は隙間３４内のエポキシ３０をあられす
ものである。すなわち、隙間３４では、エポキシ３０が
蓋２０の内壁に対して基板１２の端部を被覆し接着して
いる。

基板１２と蓋２０との接着は、エポキシのガラス転移温
度に近い高温で行なわれている。さて、蓋２０が温度の
上昇をも下降をも被ることがなけ８− れば、蓋２０は第３図の点線で示す位置にある。

しかるに、地点４０での接着の結果として、温度が−上
昇したときには蓋２０は膨張する。また温度が下がると
蓋２０は第３図の実線で示すように収縮する。すると前
にも述べたように、この収縮によって、伝熱グリース２
６Ａを介してチップＪ。

上にある強さの応力が加わるがら、この応力によって球
状のハンダ１４にひび割れが入り、かくしてチップ１０
と導電片との間に断線が発生してしまう。

体ｍ欠哀施Ｍ 今まで従来技術を詳しく説明してきたのは、本発明がこ
の従来技術の改良に係るからである。従って、以下に示
す本発明の説明においては、第４〜６図で説明された箇
所をそのまま援用し、同一の構成については同番号を付
すことにする。

第１図は、本発明に基づく阻止手段を設けたモジュール
の部分断面図を示すものである。尚、第１図は第４図と
は」１下方向が逆になっているので注意されたい。この
阻止手段はエポキシシール部材３０が間隙領域３４に流
入することを防止し、すなわち蓋２０が基板１２とは相
対的により自由に動けるようにするためのものである。

第１図において阻止手段は符号５０で示し゛である。阻
止手段５０は基板１２の周囲に沿って配置され、さらに
蓋２０の内壁に沿って配置され、さらにはエポキシ組成
物３０と基板１２の間、及びエポキシ組成物３０と蓋２
０の内壁２０Ａの間にも配置される。阻止手段５０は隙
間３４への入口を塞ぎ、これによってエポキシ３’Ｏが
隙間３４へ流入するのを防止する。本発明の好適な実施
例においては、阻止手段はポリイミドテープ５０であり
、基板１２の裏面（第１図下面）にエポキシ組成物３０
を流入する前に、蓋２０の内壁領域２ＯＡと、基板］２
の裏面に接着固定される。テープ５０はこれらの面のモ
ジュール全周に亘って接着固定される。

このような構成においては、モジュールが暖められ、あ
るいは冷却されると、蓋２０は第２図点線と実線とで示
すように伸縮する。

［作用］ 第２図は、本発明に基づ＜Ｉ！ｆ１．＋１１手段５０を
使用した場合における、モジュール−１−の若２０の伸
縮状態を示す図である。第２図においては、基板１２の
端面が、１．’ｉ　２０の内壁領域２０ｂに↓１して、
エポキシ３０により被覆されていない。しかしながら、
基板１２の底面は蓋２０の内壁領域２０（ｚに対してエ
ポキシ；）Ｏにより覆われている。それゆえ、外部の温
度の低下により蓋２０が収縮したときにも、蓋２０はｈ
’＋１曲することなく比１咬的自由に移動できる。第２
図における２ｘ２０の点線の輪郭線は蓋２０の膨張が生
じたあとの蓋２０の大きさと相対的な形状を現わしてい
る。また、蓋２゜の実線の輪郭線は蓋２０の収縮が生じ
たあとの蓋２０の大きさと相対的な形状をあられしてい
る。

そして第２図に示すように、蓋２０は基板】２に対して
比較的自由に動きうる。この蓋２０の動きが自由である
ことは、エポキシ３０の流入を阻止することによって設
けた間隙領域によって利用可能な空間ができたためであ
る。これにより、蓋２１１− 〇のゆがみは最小限にとどめられる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、エポキシ３０の流入
の阻止手段を設けることにより、隙間３４を保つことが
でき、従ってこの隙間３４の存在により蓋２０が自由に
伸縮できることがら、温度変化によりグリース２６Ａを
介してチップに強い応力が加えることがなくなり、よっ
て球状のハンダのひび割れによる断線を防止できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく阻止手段を設けたパッケージ
の部分断面図、 第２図は、本発明に基づく阻止手段を使用した場合にお
けるパッケージの蓋の伸縮状態を示す図、第３図は、従
来のモジュールにおける蓋の伸縮状態を示す図、 第４．５図は、従来のパッケージの構成を示す断図側面
図、 第６図は、第４．５図の構成の底面図である。 １２− ６ 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　裏面と端面とを有する基板と、内壁を有し、上
   記基板上面を覆うように且つ該内壁と上記基板の端面と
   の間で隙間を設定するように配置された蓋と、 上記基板の裏面に設けられたシール材と、上記シール材
   が上記隙間に流入するのを防止するように配置した阻止
   手段、 とを具備する電子部品のパッケージ。
2. （２）上記阻止手段は、上記基板の端面と上記蓋の内壁
   とにそれぞれ接着固定されたポリイミドテープである特
   許請求の範囲第（１）項に記載の電子部品のパッケージ
   。
3. （３）上記基板の上面と上記蓋との間には熱放散手段が
   配置されてなる特許請求の範囲第（１）項または（２）
   項に記載の電子部品のパッケージ。
4. （４）上記熱放射手段は伝熱グリースである特許請求の
   範囲第に３）項に記載の電子部品のパッケージ。
5. （５）上記シール材はエポキシ樹脂である特許請求の範
   囲第（１）項、（２）項または（３）項に記載の電子部
   品のパッケージ。