JPH05145007A - 回路構成要素用の相互連結パツケージ - Google Patents

回路構成要素用の相互連結パツケージ

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JPH05145007A
JPH05145007A JP3326650A JP32665091A JPH05145007A JP H05145007 A JPH05145007 A JP H05145007A JP 3326650 A JP3326650 A JP 3326650A JP 32665091 A JP32665091 A JP 32665091A JP H05145007 A JPH05145007 A JP H05145007A
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chip
package
interconnect
transmission line
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JP3326650A
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Gerhard A Koepf
アルバート コエフ ガラハード
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Ball Corp
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 集積回路チップのユニット化を図るパッケー
ジを提供する。 【構成】 相互連結部材２８は、回路構成要素１５から
出入りする伝達電流と信号用の最低１つの表面上の相互
連結伝達ライン３１を備える。パッケージがモノリシッ
ク・マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）１８から構成され
る場合、ミリメートル波の導波管がパッケージを通過し
てＭＭＩＣ１８から出入りするＲＦ信号を伝達するため
に使用される。ＭＭＩＣは補助部材１３内の孔に配置さ
れ、相互連結部材２８がＭＭＩＣの全域に配置される。
相互連結部材２８上のＲＦ相互連結伝達ライン３１は、
ＭＭＩＣ上のＲＦコンタクト・パッド２２，２３に直
接、または電磁気的に連結される。ＤＣ相互連結伝達ラ
インは、集積回路上のＤＣコンタクト・パッドに直接連
結される。補助部材と相互連結部材の使用は、その上に
渡り線と周辺の回路構成要素を含む相互連結伝達ネット
ワークを配置する合計３つのレベルを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回路構成要素のパッケ
ージ、特に、集積回路チップのような回路構成要素のコ
ンタクト・パッドと相互連結部を形成することに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】集積回路チップと他の回路構成要素は、
相互に、そしてコンパクト・モジュール内の他の回路、
ユニット、とパッケージに連結される。例えば、チップ
の型内部の種々のモノリシック・マイクロ波集積回路
（ＭＭＩＣ）は、マイクロ波とミリメートル波の周波数
において操作できるユニットを提供するためにパッケー
ジ化される。ガリウムヒ素のＭＭＩＣで特にミリ波帯域
で使用されるものは、チップとの連結部、特にＲＦ連結
部の性能が特に重要であった。すなわち、ＭＭＩＣと伝
達手段間の良好な電気インピーダンス連結を提供するた
めに、相互連結部は一貫して形成されなければならな
い。そして、連結部自体は確実でなければならない。各
ＭＭＩＣチップは、アンプ、コンバータ、または機能と
集積のレベルに基づいた発振器回路のような種々のマイ
クロ波、またはミリメートル波の回路から構成してもよ
い。ＤＣ及びＲＦ信号と電流の両方の共有領域のため
に、ＭＭＩＣチップは一方の面上、特色として最上部の
周囲、にコンタクト・パッドを備え、そしてコンタクト
・パッドは、チップ内の回路の様々な部分へ内部伝導ラ
インによって連結されている。チップ内部の回路間のＲ
Ｆ連結部の場合では、導波管伝達ラインを形成するた
め、ストリップ伝送回路、または共面の導波管のどちら
かが使用される。内部ストリップ伝送回路伝達ラインを
使用するチップは特色として、伝達ラインに向かい合う
関連で、チップの裏面上に伝導アース面を備えている。
【０００３】従来のＭＭＩＣパッケージは特色として、
１つ以上のＭＭＩＣを補助するように設計されたマザー
ボード(motherboard)とも呼ばれるチップ担体を使用す
る。チップ担体は、一方の面上に伝導アース面と、ＭＭ
ＩＣの間とＭＭＩＣとパッケージの入力／出力ターミナ
ル間にＤＣ及びＲＦ相互連結部を提供する反対側の面上
に配置された薄膜メタライゼーション・パターンを備え
る。ＲＦ相互連結部は、ストリップ伝送回路または共面
の組立といった技術を使用して導波管伝達ラインとして
役立つ。このような従来のＭＭＩＣパッケージにおいて
は、ＭＭＩＣチップはチップ担体表面上、特色として担
体の表面の凹部内、に嵌められ、チップ表面上のコンタ
クト・パッドとチップ担体上の相互連結メタライゼーシ
ョン間の相互連結部は、ワイヤーまたはリボンを貼りつ
けることによって形成される。従来のＭＭＩＣパッケー
ジの一部においては、より長い相互連結部は、極小同軸
ケーブルによって形成される。ワッフル・ラインとして
知られる他のパッケージ化方法において、チップ担体
は、ワッフル形状の表面（二次元の溝が金属に刻まれ
た）を備える金属から形成される。この金属の表面は、
アース面として作用し、平らな範囲は、チップと他の回
路構成要素が嵌められた位置にもたらされる。ＤＣ及び
ＲＦ相互連結部は、チップ・コンタクト・パッドに絶縁
されたワイヤーを接着することによって作られる。ＲＦ
信号を伝達するワイヤーは、ワッフル・ラインの溝にプ
レスされ、同軸ケーブルの外部コンダクターと同様の被
膜を提供するために、ワッフル・ラインの溝を経由して
転送される。
【０００４】低周波またはＤＣ（例えばデジタル・チッ
プ）において操作されるチップ用のパッケージは、ＭＭ
ＩＣチップを使用する方法と同様に相互連結方法を使用
するが、導波管伝達が使用されていない場合は、チップ
担体がアース面の表面を備えることを要求できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の相互連結
方法の全てにおいて、ワイヤー、リボン、またはケーブ
ルは、チップ・コンタクト・パッドに接着されなければ
ならない。工程中、各連結部は、手作業によって直接的
に、またはオペレーターによって間接的に貼りつけ機械
を操作して形成されなければならない。相互連結部の製
品のような手作業は、労働の集約と時間がかかり高い産
業コストを要する。かつまた、極端に小さい寸法の部品
を取り扱うので、確実な相互連結を反復して製造するこ
とは困難である。従来のパッケージ化技術の付加的な不
利点は、チップ担体は、ＤＣ及びＲＦ相互連結部ネット
ワークとチップ・コンデンサーのような貼りつけられた
周囲の回路構成要素用に、１つのレベルを提供するだけ
であることである。もし、ＤＣ及びＲＦ相互連結部の渡
り線が要求された場合、余分のワイヤー接着が使用され
なければならない。その結果、反復して製造する性能を
増し、相互連結部と周囲の構成要素の配置用に１回路レ
ベル以上を提供し、機能のモジュールの生産コストを引
き下げるために、回路構成要素に関する労力集約的パッ
ケージ化技術に対する必要性が生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の集積回路チップ
を含む回路構成要素用のパッケージ化技術は、確実な相
互連結部の反復して製造する性能を増し、生産コストを
引き下げるために提供される。本発明は、相互連結部と
周囲の回路構成要素に対して１つ以上のレベルを提供す
る。本発明の回路構成要素を出入りする全ての連結部
は、個人の手作業によるはんだ接合されたＤＣ及びＲＦ
連結部とは異なり、単独の工程ステップにおいて同時に
形成される。
【０００７】特に本発明は、最上部に１つ以上の相互連
結コンタクト・パッドを備えた最低１個の回路構成要素
用の新しいパッケージを提供する。パッケージは、回路
構成要素を他の回路構成要素またはパッケージ外部の回
路と相互連結させることが可能である。パッケージは、
回路構成要素を補助する補助部材と回路構成要素の上部
に配置された相互連結部材を含む。補助部材は、回路構
成要素用の凹部を備えた担体を含む。回路構成要素は、
相互連結伝達ラインにコンタクト・パッドを連結するた
めの手段に沿っており、相互連結部材は、回路構成要素
を出入りする信号を含む電流伝達用に最低１つの面上に
相互連結伝達ラインを備えている。単独マイクロ波集積
回路（ＭＭＩＣ）のような、ＲＦ回路構成要素の場合に
おいて、ＭＭＩＣと相互連結伝達ラインの間のＲＦ連結
部は、直接的電気的接触、または間接的電磁的連結によ
って形成される。低周波とＤＣ回路構成要素は、直接的
電気的連結部によって連結される。
【０００８】本発明のパッケージは、相互連結伝達ライ
ンが相互連結部材の一方または両方の面上にプリントさ
れるのを可能にする。また前述のとおり、本発明のパッ
ケージは、向かい合ったコンタクト・パッドが、種々の
方法で連結されるのを可能にする。例えば、ＤＣ相互連
結伝達ラインが相互連結部材の裏面上にプリントされる
場合（例えば、表面はチップに面している）、連結はコ
ンタクト・パッド間のソルダー・バンプ(solder bumps)
で完成される（チップ上であれ、補助部材上であれ）。
ＤＣ相互連結伝達ラインが相互連結部材の最上部にプリ
ントされた場合（例えば、表面はチップに面していな
い）、連結は相互連結伝達ラインに上の端で、ソルダー
・バンプに下の端で連結した相互連結部材の全体に渡っ
て、金属層で完成される。ソルダー・バンプは、順々
に、チップ、または補助部材上のコンタクト・パッドと
の接触を提供される。同様に、ＲＦ相互連結伝達ライン
は相互連結部材の裏面上にプリントされ、連結はコンタ
クト・パッド間のはんだ接合で完成される。付け加える
に、ＲＦ相互連結伝達ラインが相互連結部材の裏面、ま
たは最上部のどちらにプリントされても、連結は電磁的
に完成される。相互連結部を形成するためには、回路構
成要素は相互連結部材と一緒に配置され、同時に接着さ
れる。回路構成要素を接着された相互連結部材は、補助
部材の上に配置され、適した場所にはんだ接合される。
【０００９】ＭＭＩＣチップに対して特に添付された本
発明の実施例の１つにおいて、相互連結部材は、ＭＭＩ
Ｃチップの最上部に配置された誘電性の相互連結基盤で
ある。相互連結基盤は、片方または両方の面上にプリン
トされたＤＣ及びＲＦ相互連結伝達ラインを備え、ＲＦ
相互連結ラインは、補助部材上のパッケージ・アース面
と結合した寸法であり、満足できる回路の性能ために適
切な電気インピーダンスの導波管（ストリップ伝送回路
または共面導波管）を提供するために、不導体はその間
に配置されている。前述の実施例の１つのバリエーショ
ンでは、補助構造は、ＭＭＩＣ用のチップ担体を備え
る。ＭＭＩＣ用のチップ担体は、最上部に不導体をと、
下部にパッケージ・アース面を備える。ＭＭＩＣのチッ
プ・アース面が、大体においてパッケージ・アース面と
面接触するようなパッケージ・アース面に平行なチップ
担体中の１つの共通の凹部に、または幾つかの凹部に、
ＭＭＩＣチップは、配置される。パッケージ・アース面
と誘電性物質の間の連結用ストリップ伝送回路導波管を
形成するために一定の大きさに形作られたＲＦ相互連結
ラインとともに、ＤＣ及びＲＦ用の伝導性の相互連結ラ
インは、チップ担体の最上部にプリントされる。チップ
担体と相互連結基盤の上のＭＭＩＣ内の各伝達ライン
は、コンタクト・パッド内、またはターミナル内におい
て終了する。相互連結基盤上のコンタクト・パッドのパ
ターンをチップ上のコンタクト・パッドのパターンと連
結させることと、チップ担体上のコンタクト・パッドの
パターンを相互連結基盤上のコンタクト・パッドのパタ
ーンに連結させることと、向かい合ったコンタクト・パ
ッド間の連結を提供することによって、チップ・パッケ
ージ内の全てのＲＦ及びＤＣのバイアスの通り道が完成
される。
【００１０】従って、本発明のパッケージは、回路構成
要素から出入りする全てのＤＣ及びＲＦ相互連結部が単
一の工程ステップで形成できるという技術的な利点を提
供する。同様に、相互連結部材と補助部材の間の全ての
相互連結部は、単一の工程ステップで形成される。本発
明のさらなる利点としては、相互連結部材が、相互連結
ネットワーク用と周辺の回路の要素を嵌めるための２つ
の付加的レベルを提供することである。これはＲＦ及び
ＤＣ相互連結ラインが、異なるレベルにおいて渡り線(c
ross-overs)を考慮に入れてパターン化されることを可
能とする。コンデンサー、誘電子、またはフィルター構
造のような受動的回路要素は、薄膜メタライゼーション
として役に立つ表面に直接プリントされる。
【００１１】
【実施例】本発明は図面１〜６を参照することにより、
より良く理解される。使用されている数字は各図に対応
している。本発明は、最上部でコンタクトパッドと相互
連結する回路構成要素用のパッケージを提供し、回路構
成要素を他の回路構成要素やパッケージの外部の回路と
相互連結させるものである。パッケージは、回路構成要
素と回路構成要素上に配置された相互連結部材とを補助
する補助部材を包含する。補助部材は、回路構成要素用
の凹部を備えた担体を包含できる。相互連結部材は、相
互連結伝達ラインにコンパクト・パッドを連結する手段
と一緒に、回路構成要素から出入りする電流（信号も含
む）の伝達用に最低１つの面上の伝達ラインに相互連結
されている。モノリシック・マイクロ波集積回路（ＭＭ
ＩＣ）のようなＲＦ回路構成要素の場合においては、Ｍ
ＭＩＣと相互連結伝達ライン間のＲＦ連結部は、直接的
電気的接触によってまたは電磁気的連結で間接的に形成
できる。低周波とＤＣ回路構成要素は、直接的電気的連
結部と連結させられる。次に説明する実施例は特にＭＭ
ＩＣチップ用に改造されているが、外のタイプの回路構
成要素に対する相互連結を提供する他の実施例も本発明
の範囲に含まれるのは言うまでもない。
【００１２】図１は、ＭＭＩＣチップと一方の面上にコ
ンタクト・パッドを備えた他の回路構成要素のための相
互連結パッケージ１０の実施例を示す。補助部材または
チップ担体１２は、下部部分またはベース１３と上部部
分または入出力（Ｉ／Ｏ）基盤１５とパッケージ・アー
ス面１４のような上部部分１５と下部部分１３の間に配
置されたアース手段を備える。Ｉ／Ｏ基盤１５は、パッ
ケージ・アース面１４に対して剥き出しに形成された凹
部１６を備える。ＭＭＩＣ１８は、一方の表面（図中、
下部表面）上にチップ・アース面２０を備え、チップ・
アース面２０の表面を横切って各チップ・アース面２０
がパッケージ・アース面１４とおおむね面接触であるよ
うに、凹部１６内に保持される。（『上部』、『下
部』、『上方に』、と『下方に』という表現は単に図面
を参照し易いように使用されていて、本実施例を特別な
例として制限することを意図していない。）
【００１３】ＭＭＩＣ１８は、コンタクト・パッド２
２、２３をチップ・アース面２０とは反対側の表面（上
面）に備える。チップ・アース面２０は、ＭＭＩＣ１８
内に収容された回路の様々な要素に連結されている。コ
ンタクト・パッド２３がＲＦ信号用の連結部を提供する
間、コンタクト・パッド２２はＤＣ電流と信号用の連結
部を提供する。チップ・アース面２０と不導体にはさま
れて（図示せず）、ＲＦコンタクト・パッド２３はＭＭ
ＩＣ１８中の導波管伝達ラインに連結され、ＭＭＩＣ内
のＲＦ信号伝達用のストリップ伝送回路ライン導波管の
特性を示す。同様に、ＤＣ及びＲＦ用の様々な入出力相
互連結とターミナル（以降、Ｉ／Ｏ相互連結と記載）２
４、２６は、別々に、入出力基盤１５の最上部に配置さ
れる。パッケージ・アース面１４と共にこれらＩ／Ｏ相
互連結２４、２６は、それによってパッケージ１０内の
ＭＭＩＣ１８が、他の回路、動力供給源、とパッケージ
１０の外部と連結される手段を提供する。
【００１４】チップ・コンタクト・パッドがワイヤーま
たはリボンを接着して手作業で作られる従来のチップ相
互連結パッケージと対照的に、本発明の相互連結パッケ
ージ１０はシステムを提供し、そのシステムによって相
互連結部は補助部材の最上部に配設された相互連結部材
の手段で形成される。図１の実施例では、相互連結部材
はチップ担体１２の最上部に配設された誘電性相互連結
基盤２８である。Ｉ／Ｏ基盤１５上のＩ／Ｏ相互連結２
４、２６の配置と同様に、ＤＣ相互連結伝達ライン３０
とＲＦ相互連結伝達ライン３１は、相互連結基盤２８上
に配置される。これらの相互連結伝達ラインは、コンタ
クト・パッドの各端で終了している。コンタクト・パッ
ドは２種類ある。第１のコンタクト・パッドのセット
は、チップ担体１２のＩ／Ｏ基盤１５上の向かい合った
Ｉ／Ｏターミナル２４、２６に連結されている。第２の
コンタクト・パッドのセットは、チップ１８の最上部の
向かい合ったコンタクト・パッド２２、２３に連結され
ている。申し分のない電気インピーダンスの連結を提供
するために、コンタクト・パッドの第１と第２のセット
は異なる形状、またはサイズでなければならない。
【００１５】従来の薄膜写真平版／エッチング技術(thi
n-film photo-lithographic/etching techniques)を使
用して、チップ担体１２上のＩ／Ｏ相互連結２４、２６
と、相互連結基盤２８上の相互連結伝達ラインとコンタ
クト・パッド（以降、相互連結伝達ラインと記載）３
０、３１は、各自の基盤上になるべくならパターンされ
る。もちろん他の技術も使用される。
【００１６】他の実施例では、相互連結基盤２８の裏面
上に相互連結伝達ライン３０、３１は配置される。相互
連結基盤２８の裏面は、チップ担体１２とＭＭＩＣチッ
プ１８の最上部に面している。向かい合ったＲＦ及びＤ
Ｃコンタクト・パッド間の電気的連結部は、ソルダー・
バンプ（図１には図示せず）によって形成される。向か
い合ったＲＦコンタクト・パッド間の連結部は、後述の
ように、電磁気的に形成される。また別の実施例におい
ては、チップ担体１２とＭＭＩＣチップ１８（相互連結
基盤２８の最上部）に面さないで相互連結伝達ライン３
０、３１は相互連結基盤２８の最上部に配置され、また
別の実施例では、相互連結伝達ライン３０、３１は相互
連結基盤２８の裏と表の双方の面上に配置される。最上
部の相互連結伝達ラインがＤＣ連結を形成するために使
用された場合、金属層の孔が、相互連結基盤２８を通り
抜けて相互連結基盤２８の裏面上のコンタクト・パッド
へ提供される。
【００１７】工作過程では、低周波、ＤＣ電流、信号
は、Ｉ／Ｏ基盤１５のＤＣＩ／Ｏ相互連結２４に連結さ
れ、ＤＣＩ／Ｏ相互連結２４部を通過して相互連結基盤
２８上のＤＣ相互連結伝達ライン３０との連結部へ、Ｄ
Ｃ相互連結伝達ラインを通過してＭＭＩＣ１８上のＤＣ
コンタクト・パッドとの連結部へ、と流れる。低周波、
ＤＣ電流、信号は、異なるチップ間を同様に伝えられ
る。
【００１８】Ｉ／ＯＲＦ相互連結２６に連結されたＲＦ
信号は、チップ担体１２上の導波管によってＲＦ相互連
結伝達ライン３１へ伝えられ、次に、相互連結基盤２８
上の導波管によってＭＭＩＣチップ１８上のＲＦコンタ
クト・パッド２３へ伝えられる。ＲＦ信号も、片方のチ
ップ上のＲＦコンタクト・パッドを基盤２８上の相互連
結伝達ライン３１に連結することによって異なるチップ
間を伝えられ、もう一方のチップ上のＲＦコンタクト・
パッドへ戻る。なるべくなら、チップ担体１２上のＲＦ
Ｉ／Ｏ相互連結２６へＲＦ信号が直行するように、基盤
２８上に配置されたＲＦ相互連結伝達ライン３１は大抵
の信号通路用に短く維持される。他方、相互連結基盤２
８上に配置されたＤＣ相互連結伝達ライン３０は、自由
に経路を決められる。このことは、相互連結ネットワー
クと渡り線の設計をより柔軟なものとし、相互連結基盤
２８の異なる面上のＲＦ及びＤＣの相互連結ラインの分
離を可能にする。同様に、相互連結基盤２８とＩ／Ｏ基
盤１５の最上部の両方を使用することによって、ＤＣと
ＲＦの相互連結ネットワークはの分離は可能である。
【００１９】ＲＦ信号の申し分のない伝達のために、チ
ップ担体１２と相互連結基盤２８の間の空間または孔
が、大体において同一規格であることが望ましい。チッ
プ担体１２と凹部に配置されたＭＭＩＣチップ１８の上
に大体において同一規格な孔２５を提供するために、Ｉ
／Ｏ基盤１５は大体においてＭＭＩＣチップと同じ厚さ
である。孔２５は、ソルダー・バンプ経由または電磁気
的連結部経由のどちらであっても、効率の高い連結部を
提供するために充分小さくなければならない。しかし、
相互連結基盤２８の誘電性の原料が、反対にＭＭＩＣの
性能に影響するほど小さくてもいけない。ＭＭＩＣの性
能への相互連結基盤２８の効力を減少させる手助けとし
て、ＭＭＩＣチップ１８直上の相互連結基盤２８の原料
は薄く、またはまったく省くことができる。孔の幅の画
一性は様々な方法で制御される。望ましい方法は、ハー
ド・ストップまたはスペーサーを相互連結基盤２８とチ
ップ担体１２の間でこのようなスペーサーが回路の機能
に干渉しない場所に配置させることである。
【００２０】図２は、図１の相互連結パッケージ１０の
実施例の断面図である。ＭＭＩＣ１８はチップ担体１２
の凹部１６内に保持される。チップ担体１２は、ベース
１３、Ｉ／Ｏ基盤１５、とパッケージ・アース面１４を
包含する。同じく図示された蓋３６はシール・リング３
８と共に、ＭＭＩＣ１８と誘電性相互連結基盤２８を完
全に密閉している。ＤＣ及びＲＦチップ・コンタクト・
パッド２２、２３、ＤＣ及びＲＦ相互連結伝達ライン３
０、３１、ＤＣ及びＲＦＩ／Ｏ相互連結２４、２６もま
た図２の実施例に含まれているが、図示されてはいな
い。向かい合ったＤＣ及びＲＦコンタクト・パッドの間
のソルダー・バンプ４０は図示されている。
【００２１】図３は、ソルダー・バンプを使用したＭＭ
ＩＣチップ１８から相互連結基盤２８へのＲＦ変遷をさ
らに詳細に示す。工作過程では、ＲＦエネルギー５６
は、パッケージ・アース面１４、チップ１８の最上部の
ストリップ伝送回路伝達ライン５２、と中間誘電性物質
から構成されるＭＭＩＣ１８中の導波管内を伝達する。
メタライゼーション(metallization)５２の端、または
ＲＦコンタクト・パッドに達して、ＲＦエネルギー５６
はソルダー・バンプ４０を通過して相互連結基盤２８の
下面上のＲＦ相互連結伝達ライン３１へ伝えられる。Ｒ
Ｆ相互連結伝達ライン３１は、パッケージ・アース面１
４と中間誘電性層との連結で、パッケージ１０を通過す
るＲＦエネルギー６０の継続した伝達用に別のストリッ
プ伝送回路導波管を形成する。それから、他のＭＭＩＣ
チップまたはＲＦＩ／Ｏ相互連結２６へ連結される。Ｄ
Ｃ電流は、導波管なしに、チップ１８上のＤＣコンタク
ト・パッド２２からソルダー・バンプ４０を通過して基
盤２８上のＤＣ相互連結伝達ライン３０へ、そしてＤＣ
Ｉ／Ｏ相互連結２４へ伝導される。
【００２２】他の実施例においては、ソルダー・バンプ
を向かい合ったＤＣコンタクト・パッドの連結部のため
だけに使用し、電磁気的連結を向かい合ったＲＦコンタ
クト・パッド間の連結に利用する。図４は、ＲＦエネル
ギーが、ストリップ伝送回路ライン５２、パッケージ・
アース面１４、中間誘電性物質から構成されるチップ１
８内の導波管に沿って連結ゾーン６２へ伝達するのを示
す。ここにおいて、ＲＦチップ・コンタクト・パッド２
３は、例えば接触なしに、別の導波管へのＲＦエネルギ
ーの電磁気的連結をパターンされる。この導波管は再び
ＲＦ相互連結伝達ライン３１、パッケージ・アース面１
４、と中間に不導体から構成されたものである。
【００２３】図４の電磁気的連結の実施例では、ＲＦ相
互連結伝達ライン３１は、誘電性相互連結の底面上にパ
ターンされ、ＭＭＩＣ１８に面している。本実施例中、
ＲＦ相互連結伝達ライン３１とパッケージ・アース面１
４間の空気孔(air gap)２５は、パッケージ１０内を伝
達されるＲＦエネルギーが通過する誘電性中間物として
適する。もう一つの実施例では、ＲＦ相互連結伝達ライ
ン３１は、ＭＭＩＣ１８に面していない誘電性相互連結
基盤２８の最上部にパターンされる。この実施例におい
ては、誘電性相互連結基盤２８それ自身は、ＲＦ相互連
結伝達ライン３１とパッケージ・アース面１４によって
貼りつけられた導波管の内部の誘電性層の部分で、それ
を通過してＲＦエネルギーが伝達する。
【００２４】ＤＣ及びＲＦ伝達相互連結ライン３０、３
１の異なる配置は、本発明の範囲内で可能である。例え
ば、ＲＦ相互連結伝達ライン３１は、誘電性相互連結基
盤２８の底面上にプリントされ、ＲＦコンタクト・パッ
ド２３へと、前述した方法のソルダー・バンプを用いて
ＲＦＩ／Ｏ相互連結２６へ連結される。ＤＣ相互連結伝
達ライン３０は誘電性相互連結基盤２８の最上部にプリ
ントされ、ＤＣパッド２２へと、相互連結基盤２８を相
互連結基盤２８とチップ１８間のソルダー・バンプへ通
過して、金属層でＤＣＩ／Ｏ相互連結２２へ連結され
る。別の実施例においては、ＤＣ相互連結伝達ライン３
０が底面上にプリントされ、ＤＣコンタクト・パッド２
２へと、ソルダー・バンプを用いてＤＣＩ／Ｏ相互連結
２２へ連結される間に、ＲＦ相互連結伝達ライン３１
は、誘電性相互連結基盤２８の最上部にプリントされ、
ＲＦコンタクト・パッド２３へとＲＦＩ／Ｏ相互連結２
６へ電磁気的に連結される。さらに別の実施例では、Ｒ
Ｆ相互連結伝達ライン３１の一部が誘電性相互連結基盤
２８の一方の表面上にプリントされ、他方の表面上に残
りがプリントされることを、相互連結ネットワークは要
求してもよい。同様に、ＤＣ相互連結伝達ライン３０の
一部が、誘電性相互連結基盤２８の一方の表面上にプリ
ントされ、他方の表面上に残りがプリントされる。これ
ら及び他の実施例は、単独のステップで全ての相互連結
部が確実に形成されることと、ＭＭＩＣ１８を出入りす
るＲＦ信号のミリメートル波伝達を認め、１つ以上の相
互連結レベルを提供していることの技術的利点を保持す
る。
【００２５】さらに、誘電性相互連結基盤２８の使用
は、個々の回路要素を嵌め、薄膜回路要素をプリントす
る２つの付加され表面を提供する。しかしながら、完全
なパッケージは、次に述べる３つの面の１つ以上の上
に、相互連結ラインと回路要素を包含する。３つの面と
は、相互連結基盤２８に面したＩ／Ｏ基盤１５の最上部
と、担体１２に面した相互連結基盤２８の底面と、担体
１２に面していない相互連結基盤２８の最上部である。
【００２６】図５は、本発明の実施例の詳細な分解部品
配列図である。図１のＭＭＩＣ１８のように、ＭＭＩＣ
は、チップ担体１２の凹部１６内に保持される。チップ
・アース面（図示せず）は、パッケージ・アース面１４
とおおむね面接触である。相互連結伝達ライン（図示せ
ず）を備える不伝導性相互連結基盤２８は、ＭＭＩＣと
担体１２の全域に配置される。担体１２はまた、他のこ
のような相互連結パッケージ、他の回路、または外部の
機器との連結部を提供するために、パッケージＤＣ及び
ＲＦＩ／Ｏ相互連結２４、２６を備える。
【００２７】担体１２は、上部構造またはＩ／Ｏ基盤１
５と、下部構造またはベース１３から構成される。シー
ル・リング３８は、誘電性相互連結基盤２８を囲むため
に担体１２の周囲に配置される。蓋３６は、シール・リ
ング３８の最上部に配置される。誘電性相互連結基盤２
８に面した蓋３８の表面は、パッケージの孔の形態を鈍
らせるために抵抗性のある膜で被われる。ベース１３
は、強度とパッケージの外に熱を伝導するための熱伝導
率を提供する金属または不導体から形成してもよい。Ｉ
／Ｏ基盤１５、相互連結基盤２８、シール・リング３
８、蓋３６は、担体１２内に保持される集積回路チップ
の熱膨張率に密接に連結した熱膨張率を持つ誘電性物質
から形成される。例えばチップがガリウムヒ素ＭＭＩＣ
である場合、ベース１３はモリブデン、銅−タングステ
ン、酸化ベリリウム、またはシリコンのような物質から
形成される。Ｉ／Ｏ基盤１５はアルミナ（シリコン）の
ような物質から形成される。相互連結基盤２８は、アル
ミナまたはあるガラスのような物質である。シール・リ
ング３８と蓋３６は、セラミックのような物質である。
他の物質もまた使用できると評価できる。
【００２８】図５を参考に、本発明の実施例の組立工程
を次に述べる。組立は、チップ担体１２、ＭＭＩＣチッ
プ、相互連結基盤２８、シール・リング３８、蓋３６の
用意から始まる。チップ担体１２は、パッケージ・アー
ス面１４とともにＩ／Ｏ基盤１５をベース１３にはんだ
接合して組み立てられる。相互連結ネットワークは、Ｉ
／Ｏ基盤１５と相互連結基盤２８の上にパターンされ
る。シール・リング３８は、チップ担体１２にしっかり
固定される。ソルダー・バンプは、２つのはんだの階層
を使用する相互連結基盤２８上の相互連結伝達ライン上
にめっきされる。２つのはんだの１つは（相互連結伝達
ラインをＭＭＩＣコンタクト・パッドと連結するため
の）コンタクト・パッドの２番目のセット用に高い温度
で溶けるもので、もう１つは（相互連結伝達ラインを担
体１２上のＩ／Ｏ相互連結と連結するための）コンタク
ト・パッドの第１のセット用に低い温度で溶けるもので
ある。ＭＭＩＣチップは、相互連結基盤２８とともに各
自の位置に１度に１つ並べられ、高い温度の階層のはん
だを使用して、相互連結基盤２８にリフローされる。全
てのＭＭＩＣチップが接着されると、相互連結基盤２８
はそれ自体をチップ担体１２中に並べられ、低い温度の
ソルダー・バンプを用いてその場所にはんだ接合され
る。同様の工程で、チップ・アース面は、チップ担体１
２内の凹部１６内部のパッケージ・アース面にはんだ接
合される。最終的に、蓋３６は、さらに低温の階層のは
んだを使用してシール・リングの最上部に気密溶接され
る。他の工程は、本発明のパッケージの手間のかからな
い低コストの組立を提供するのに有効である。
【００２９】図６は、全ての要素が各自の場所に密閉さ
れた図５のパッケージを示す。本発明は詳細な点に渡っ
て述べられたが、様々な変更、代用、交替は、請求項に
示した発明の精神と範囲内に包含されるものである。例
えば、他の実施例中、本発明のチップ担体は別タイプの
回路構成要素と集積回路に置き換えられ、もし導波管伝
達が必要とされないならば、パッケージ・アース手段は
省略され得る。
【図面の簡単な説明】
本発明の更なる理解と利点のために、添付図面を伴う次
の説明を上げておく。
【図１】本発明の相互連結パッケージの実施例の全体
図。
【図２】図１の断面図。
【図３】本発明の実施例の１つで、向い合ったＤＣ及び
ＲＦコンタクト・パッドがソルダー・バンプを通過して
直接連結しているのを示す断面概要図。
【図４】本発明の他の実施例の向かい合ったＲＦコンタ
クト・パッドが、電磁気的に連結しているのを示す断面
概要図。
【図５】本発明の実施例の分解部品配列図。
【図６】図５の全ての要素が各自の場所で密閉された相
互連結パッケージを示す全体図。
【符号の説明】
１０ パッケージ １２ チップ担体 １３ ベース １４ パッケージ・アース面 １５ 入出力基盤 １８ ＭＭＩＣ ２０ チップ・アース面

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チップ補助用の補助部材と、 チップを出入りする電流または信号の最低１つの伝達用
    にチップの第１の面に向かい合う関係に配置された相互
    連結部材と、 前記相互連結部材の表面上に配置され、最低１個のチッ
    プ・コンタクト・パッドの１つに対して電気的に連結さ
    れた相互連結伝達ラインと、チップの第２の面上のチッ
    プ・アース面が、パッケージ・アース手段に対しておお
    むね平行で電気的に連結された前記補助部材上のパッケ
    ージ・アース手段と、前記相互連結伝達ラインと前記パ
    ッケージ・アース面の間に配置された誘電手段とを含む
    チップを出入りする信号の伝達する導波管に関する手段
    と、 から構成される第１の面上に最低１個のチップ・コンタ
    クト・パッドを備えた集積回路チップ用の相互連結パッ
    ケージ。
  2. 【請求項２】 前記パッケージ・アース手段とおおむね
    面接触である前記チップ・アース面を含む、前記導波管
    伝達用の手段からなる請求項１記載の相互連結パッケー
    ジ。
  3. 【請求項３】 前記相互連結伝達ラインが、チップ・コ
    ンタクト・パッドに対して電磁気的に連結されてなる請
    求項１記載の相互連結パッケージ。
  4. 【請求項４】 前記相互連結伝達ラインがチップに面し
    ていて、前記導波管伝達手段はチップ・コンタクト・パ
    ッドと前記相互連結伝達ラインの間に配置されたはんだ
    結合を含んでなる請求項１記載の相互連結パッケージ。
  5. 【請求項５】 前記相互連結伝達ラインがチップの第１
    の面に面しておらず、前記導波管伝達手段が、 前記相互連結伝達ラインと電気的連結されている、前記
    相互連結部材を介して形成された金属層と、 チップ・コンタクト・パッドと前記金属層の間に配置さ
    れたソルダー・バンプを含んでなる請求項１記載の相互
    連結パッケージ。
  6. 【請求項６】 入力／出力基盤は前記相互連結部材に面
    した前記補助部材の表面上に配置され、入力／出力相互
    連結は前記入力／出力基盤上に配置され、前記入力／出
    力相互連結に前記相互連結伝達ラインを連結する手段を
    備える請求項１記載の相互連結パッケージ。
  7. 【請求項７】 チップ補助用の補助部材と、 チップを出入りする電気的電流または信号の最低１つの
    伝達用のチップの第１の面へ向かい合った関係で配置さ
    れた相互連結部材と、 チップの第２の面上のチップ・アース面とおおむね面接
    触であるところの前記補助部材上のパッケージ・アース
    手段と、 前記相互連結部材の面上に配置されたＲＦ相互連結伝達
    ラインで、前記ＲＦ相互連結伝達ラインは第１の端を備
    えており、 前記ＲＦ相互連結伝達ラインと前記パッケージ・アース
    手段の間に配置された不導体層と、 ＲＦコンタクト・パッドを前記ＲＦ相互連結伝達ライン
    の前記第１の端と連結するＲＦ連結手段と、 前記ＲＦ相互連結伝達ラインにおいて、前記パッケージ
    ・アース手段と前記不導体層が、チップを出入りするＲ
    Ｆ信号の伝達用の導波管を形成することを含む、ＲＦコ
    ンタクト・パッドを第１の面上に備えたモノリシック・
    マイクロ波集積回路チップ用の相互連結パッケージ。
  8. 【請求項８】 前記相互連結伝達ラインは、チップの第
    １の面に面した前記相互連結部材上に配置されてなる請
    求項７記載の相互連結パッケージ。
  9. 【請求項９】 前記相互連結伝達ラインは、チップの第
    １の面に面していない前記相互連結部材の面上配置され
    てなる請求項７記載の相互連結パッケージ。
  10. 【請求項１０】 前記導波管伝達用手段は、前記相互連
    結部材と前記補助部材の間におおよそ均一な間隔を提供
    するためのハード・ストップを含んでなる請求項７記載
    の相互連結パッケージ。
  11. 【請求項１１】 相互連結部材の面上に相互連結伝達ラ
    インを配置するステップと、 相互連結部材上に回路構成要素を配置するステップと、 相互連結部材に回路構成要素を固定するステップと、 回路構成要素上のコンタクト・パッドを相互連結伝達ラ
    インに連結させる手段を提供するステップと、 相互連結部材を補助部材の最上部に固定するステップと
    を含む、 回路構成要素を相互連結する手段。
  12. 【請求項１２】 前記配置ステップは、相互連結伝達ラ
    インが回路構成要素と補助部材に面するように、相互連
    結部材を配置するステップを含んでなる請求項１１記載
    の手段。
  13. 【請求項１３】 前記配置ステップは、相互連結伝達ラ
    インが回路構成要素と補助部材に面さないように、相互
    連結部材を配置するステップを含んでなる請求項１１記
    載の手段。
  14. 【請求項１４】 前記連結用手段を提供するステップ
    は、回路構成要素上のコンタクト・パッドと相互連結伝
    達ラインの間の直接の電気的連結を提供するステップを
    含んでなる請求項１１記載の手段。
  15. 【請求項１５】 前記直接の電気的連結を提供するステ
    ップは、回路構成要素上のコンタクト・パッドと相互連
    結伝達ラインの間のはんだ接合を提供するステップを含
    んでなる請求項１１記載の手段。
JP3326650A 1990-11-16 1991-11-15 回路構成要素用の相互連結パツケージ Pending JPH05145007A (ja)

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