JPH0722575A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0722575A
JPH0722575A JP5165270A JP16527093A JPH0722575A JP H0722575 A JPH0722575 A JP H0722575A JP 5165270 A JP5165270 A JP 5165270A JP 16527093 A JP16527093 A JP 16527093A JP H0722575 A JPH0722575 A JP H0722575A
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JP
Japan
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integrated circuit
semiconductor integrated
circuit chip
chip
base substrate
Prior art date
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JP5165270A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshikazu Yoshimizu
敏和 吉水
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MegaChips Corp
Original Assignee
MegaChips Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0722575A publication Critical patent/JPH0722575A/en
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2924/14Integrated circuits

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  • Wire Bonding (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a multichip module from which heat can be radiated efficiently. CONSTITUTION:Semiconductor integrated circuit chips 203a are mounted on the base board 202 of a multichip module in a face-down manner and the rears of the integrated circuit chips 203a are polished to reduce their thicknesses. As the thickness of the semiconductor integrated circuit chip 203a is reduced after it is mounted on the base board, a very thin chip which can not be processed in a wafer process with a conventional constitution can be mounted on the base board and, further, as its thermal conductivity is high, heat radiation performance can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置に関し、
特にマルチチップ・モジュールのベース基板上に搭載さ
れる半導体集積回路チップの放熱を効果的に行なえるよ
うにしたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device,
In particular, the present invention relates to a semiconductor integrated circuit chip mounted on a base substrate of a multichip module, which can effectively dissipate heat.

【0002】[0002]

【従来の技術】マルチチップモジュールは同一のパッケ
ージの中にベアチップ、即ちパッケージングしない状態
のICチップをリードフレーム(プラスチックパッケー
ジの場合)やベース基板(セラミックパッケージの場
合)に複数搭載して直接実装するものであり、チップ自
体のパッケージが不要となるためインダクタンスとキャ
パシタンスが低減する。同時にその実装密度も向上する
ので、チップ間の配線が短くなり信号の伝搬遅延時間も
短くなる。従って、マルチチップ・モジュールを使用す
ることにより、CPUモジュールでは、ボード実装方式
では不可能であった100MHz程度での動作も可能に
なるといわれている。このようなマルチチップ・モジュ
ールにおいて、ワークステーションのCPUモジュール
等、高信頼性が要求されたり発熱対策を施す必要がある
分野では、セラミックパッケージを使用するのが一般的
であり、低価格を意図した分野ではプラスチックパッケ
ージを使用するのが一般的である。
2. Description of the Related Art In a multi-chip module, a plurality of bare chips, that is, unpackaged IC chips, are mounted directly on a lead frame (in the case of a plastic package) or a base substrate (in the case of a ceramic package) in the same package. In addition, since the package of the chip itself is unnecessary, the inductance and capacitance are reduced. At the same time, the packaging density is improved, so that the wiring between chips is shortened and the signal propagation delay time is shortened. Therefore, it is said that the use of the multi-chip module enables the CPU module to operate at about 100 MHz, which is not possible with the board mounting method. In such a multi-chip module, a ceramic package is generally used in a field such as a CPU module of a workstation where high reliability is required or a countermeasure against heat is required, and it is intended to be low cost. It is common to use plastic packages in the field.

【0003】図4はセラミックパッケージを使用するマ
ルチチップモジュールの一般的な構成を示す図であり、
この図4に示すように、マルチチップモジュールは複数
のICチップ203とこれを搭載する配線基板であるベ
ース基板202およびこのベース基板をそのキャビティ
部(凹部)201aに収容するパッケージ201より構
成されている。ICチップ203とベース基板202間
の接続にはAlワイヤ204等によるワイヤーボンディ
ングやフリップチップ等の実装方式が用いられる。
FIG. 4 is a view showing a general structure of a multi-chip module using a ceramic package,
As shown in FIG. 4, the multi-chip module comprises a plurality of IC chips 203, a base substrate 202 which is a wiring substrate on which the IC chips 203 are mounted, and a package 201 which houses the base substrate in its cavity (recess) 201a. There is. For the connection between the IC chip 203 and the base substrate 202, a wire bonding method using an Al wire 204 or the like or a mounting method such as a flip chip method is used.

【0004】また、図5はベース基板215のパターン
の一例を示す。このベース基板のパターンは、ベース基
板215とパッケージ間の接続用ボンディングパッド2
16と、ICとベース基板215との間の接続用ボンデ
ィングパッド218と、これらのパッド間を接続する配
線パターン219とで構成されている。このベース基板
215の配線は、図5にその一例を示すようにベース基
板215の基板上に、ベース基板215−パッケージ間
用ボンディングパッド(以下、Aパッドと称す)216
とベース基板215−IC間用ボンディングパッド(以
下、Bパッドと称す)218との間の配線がなされてい
る。また、この図5に220としてその例を示すよう
に、Aパッド間,Bパッド間および各々複数パッド間等
の配線もある。そしてそのICの搭載位置を図5に破線
217にて示している。ワイヤーボンディング方式によ
る実装を行った場合、ボンディングパッド216とパッ
ケージのインナーリード,ボンディングパッド218と
ICのボンディングパッドとが各々接続される。
Further, FIG. 5 shows an example of a pattern of the base substrate 215. The pattern of the base substrate is the bonding pad 2 for connection between the base substrate 215 and the package.
16, a bonding pad 218 for connection between the IC and the base substrate 215, and a wiring pattern 219 for connecting these pads. The wiring of the base substrate 215 is formed on the substrate of the base substrate 215 as shown in FIG. 5 by way of example, on the base substrate 215-bonding pad for package (hereinafter referred to as A pad) 216.
Between the base substrate 215 and a bonding pad for IC (hereinafter referred to as B pad) 218. Further, as shown by an example 220 in FIG. 5, there are wirings between the A pads, between the B pads, and between the plurality of pads. The mounting position of the IC is shown by a broken line 217 in FIG. When mounting is performed by the wire bonding method, the bonding pad 216 is connected to the inner lead of the package, and the bonding pad 218 is connected to the bonding pad of the IC.

【0005】次に、このベース基板の断面構造の一例を
図6に示す。ベース基板はシリコン、セラミック等から
なる基板本体221上にSiO2 ,Si3 4 ,ポリイ
ミド等をその材質とする絶縁膜222を形成し、その上
に配線膜およびパターン形成を行い、Al、Cu、Cr
等の第1配線層223を形成する。さらに、ポリイミド
やSiO2 等からなる層間絶縁膜224の形成をコンタ
クトホールとともに行い、以下同様にして、配線層,層
間絶縁膜225,226,227を交互に複数層形成
し、最後に保護層228の形成をボンディングパッドの
開口とともに行う。
Next, FIG. 6 shows an example of a sectional structure of this base substrate. As the base substrate, an insulating film 222 made of SiO 2 , Si 3 N 4 , polyimide or the like is formed on a substrate body 221 made of silicon, ceramics or the like, and a wiring film and a pattern are formed on the insulating film 222, and Al, Cu , Cr
And the first wiring layer 223 is formed. Further, an interlayer insulating film 224 made of polyimide, SiO 2 or the like is formed together with the contact holes, and thereafter, a plurality of wiring layers and interlayer insulating films 225, 226 and 227 are alternately formed, and finally, a protective layer 228 is formed. Is formed together with the opening of the bonding pad.

【0006】そして、このようにして形成されたベース
基板のICチップ搭載用のパッドに所要のICチップを
搭載し、そのICチップが搭載されたベース基板をパッ
ケージにワイヤボンディングし、パッケージの凹部を蓋
で覆い、かつその際この凹部にN2 等の不活性ガスを封
入することにより、マルチチップ・モジュールが完成す
る。
Then, the required IC chip is mounted on the IC chip mounting pad of the base substrate thus formed, and the base substrate on which the IC chip is mounted is wire-bonded to the package to form the recess of the package. The multi-chip module is completed by covering with a lid and then filling the recess with an inert gas such as N 2 .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなマルチチップ・モジュールでは、上述のように、高
密度実装を行なう結果、従来のボード実装方式でも問題
となっている放熱の問題が深刻になっている。すなわ
ち、マルチチップ・モジュールではボード実装方式に比
べチップの実装面積比率が1桁上昇するため、装置の冷
却を効率的に行なう必要がある。このため、パッケージ
材料を通常のAl2 3 (アルミナ)セラミックからA
lNセラミック等の熱伝導性の良好な材料に変更する等
の対策が考えられるが、この方式では装置の大幅なコス
トアップを招いてしまう。
However, in such a multi-chip module, as described above, as a result of high-density mounting, the problem of heat dissipation, which is a problem even in the conventional board mounting method, becomes serious. ing. That is, in the multi-chip module, the chip mounting area ratio is increased by one digit as compared with the board mounting method, so that it is necessary to efficiently cool the device. For this reason, the packaging material is changed from ordinary Al 2 O 3 (alumina) ceramic to A
Measures such as changing to a material having good thermal conductivity such as 1N ceramics may be considered, but this method causes a large increase in cost of the apparatus.

【0008】この発明は、上記のような従来のものの問
題点を解消するためになされたもので、装置のコストア
ップを招くことなく、マルチチップ・モジュールの放熱
の問題を解消できる半導体装置を得ることを目的とす
る。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the conventional one, and obtains a semiconductor device which can solve the problem of heat dissipation of a multi-chip module without increasing the cost of the device. The purpose is to

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、マルチチップ・モジュールに搭載される半導体集
積回路チップを、基板上に搭載した後に研磨してその厚
みを薄くするようにしたものである。
A semiconductor device according to the present invention is one in which a semiconductor integrated circuit chip mounted in a multi-chip module is mounted on a substrate and then polished to reduce its thickness. is there.

【0010】また、この発明に係る半導体装置は、半導
体集積回路チップを、基板上に搭載する際、その能動面
が基板の表面と対向するようにフリップチップ実装する
ものに適用するようにしたものである。
Further, the semiconductor device according to the present invention is applied to a semiconductor integrated circuit chip which is flip-chip mounted so that its active surface faces the surface of the substrate when the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate. Is.

【0011】また、この発明に係る半導体装置は、半導
体集積回路チップを、基板上に搭載する際、その能動面
が基板の表面と対向するようにフェイスダウンボンディ
ングで実装するものに適用するようにしたものである。
Further, the semiconductor device according to the present invention is applied to a device in which a semiconductor integrated circuit chip is mounted by face-down bonding so that its active surface faces the surface of the substrate when it is mounted on the substrate. It was done.

【0012】さらに、この発明に係る半導体装置は、半
導体集積回路チップを、基板上に搭載する際、その能動
面が基板の表面と対向するようにTAB実装するものに
適用するようにしたものである。
Further, the semiconductor device according to the present invention is adapted to be mounted on a substrate by TAB mounting so that its active surface faces the surface of the substrate when the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate. is there.

【0013】[0013]

【作用】この発明においては、上述のように、半導体集
積回路チップを基板上に搭載した後研磨してその厚みを
薄くするようにしたので、そのままではウエハプロセス
の工程を流すことができない薄さとなった半導体集積回
路チップがベース基板上に実装されることとなり、これ
により半導体集積回路チップ自身の熱伝導性が向上し、
半導体集積回路チップが動作する際に発生する熱を、効
率的にパッケージの外に逃がすことができる。
According to the present invention, as described above, the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate and then polished to reduce the thickness thereof. The new semiconductor integrated circuit chip will be mounted on the base substrate, which improves the thermal conductivity of the semiconductor integrated circuit chip itself.
The heat generated when the semiconductor integrated circuit chip operates can be efficiently released to the outside of the package.

【0014】また、この発明においては、半導体集積回
路チップを、基板上に搭載する際、その能動面が基板の
表面と対向するようにフリップチップ実装するものに適
用するようにしたので、フェイスダウンのフリップチッ
プ実装を行なうものにおいても、半導体集積回路チップ
が動作する際に発生する熱を、効率的にパッケージの外
に逃がすことができる。
Further, according to the present invention, when the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate, the semiconductor integrated circuit chip is flip-chip mounted so that its active surface faces the surface of the substrate. Even in the flip-chip mounting, the heat generated when the semiconductor integrated circuit chip operates can be efficiently dissipated to the outside of the package.

【0015】また、この発明においては、半導体集積回
路チップを、基板上に搭載する際、その能動面が基板の
表面と対向するようにフェイスダウンボンディングで実
装するものに適用するようにしたので、フェイスダウン
ボンディングを行なうものにおいても、半導体集積回路
チップが動作する際に発生する熱を、効率的にパッケー
ジの外に逃がすことができる。
Further, according to the present invention, when the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate, the semiconductor integrated circuit chip is mounted by face-down bonding so that its active surface faces the surface of the substrate. Even in the case of face-down bonding, heat generated when the semiconductor integrated circuit chip operates can be efficiently released to the outside of the package.

【0016】さらに、この発明においては、半導体集積
回路チップを、基板上に搭載する際、その能動面が基板
の表面と対向するようにTABで実装するものに適用す
るようにしたので、フェイスダウンでTAB実装を行な
うものにおいても、半導体集積回路チップが動作する際
に発生する熱を、効率的にパッケージの外に逃がすこと
ができる。
Further, according to the present invention, when the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate, the semiconductor integrated circuit chip is mounted by TAB so that its active surface faces the surface of the substrate. Even in the case of TAB mounting, heat generated when the semiconductor integrated circuit chip operates can be efficiently dissipated to the outside of the package.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1(a) はこの発明の一実施例による半導体装置
の断面構造を示す。図において、201はパッケージ
で、この例ではPGA(Pin Grid Array)パッケージを
示している。202はこのパッケージ201の凹部20
1aに収容されたベース基板、203aはベース基板2
02上にフリップチップ実装により搭載された半導体集
積回路チップであり、CPUチップ,FPUチップ,メ
モリチップ,キャッシュチップ等がこれに該当する。こ
の半導体集積回路チップ203aはベース基板202上
にフリップチップ実装された時点でその裏面が研磨され
てその厚みが薄くなっている。202aはこのベース基
板202上に形成された配線である。また、203bは
この半導体集積回路チップ203aの表面に形成された
ボンディング用のバンプ、205はこの半導体集積回路
チップ203aとベース基板202とを接着する接着材
である。
Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A shows a sectional structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 201 denotes a package, which is a PGA (Pin Grid Array) package in this example. 202 is the recess 20 of this package 201.
1a is the base substrate, 203a is the base substrate 2
02 is a semiconductor integrated circuit chip mounted by flip-chip mounting, and corresponds to a CPU chip, an FPU chip, a memory chip, a cache chip and the like. When the semiconductor integrated circuit chip 203a is flip-chip mounted on the base substrate 202, its back surface is polished and its thickness is reduced. 202a is a wiring formed on the base substrate 202. Further, 203b is a bonding bump formed on the surface of the semiconductor integrated circuit chip 203a, and 205 is an adhesive material for bonding the semiconductor integrated circuit chip 203a and the base substrate 202.

【0018】次に図1(b) ないし図1(h) を用いて本実
施例の製造工程について説明する。図6に示すものと同
様のベース基板は、その基板本体上の各配線層の形成が
終了すると、ダイシングにより、個々のベース基板が切
出され、その導通等の試験が行なわれる(図1(b) 参
照)。
Next, the manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 (b) to 1 (h). In the base substrate similar to that shown in FIG. 6, when the formation of each wiring layer on the substrate main body is completed, the individual base substrates are cut out by dicing, and the continuity test or the like is performed (see FIG. b)).

【0019】この電気的な試験が完了すると、その表面
には配線層202aが形成される(図1(c) 参照)。そ
して、この配線層には、その表面にフリップチップ実装
用の半田バンプ203bが形成された半導体集積回路チ
ップ203aが搭載され、この状態でベース基板ごと2
00°C前後に加熱すると、半田が溶融し、その後、こ
れを冷却すると、半田バンプが固形化して半導体集積回
路チップが配線に固定される(図1(d) 参照)。
When this electrical test is completed, a wiring layer 202a is formed on the surface (see FIG. 1 (c)). Then, on this wiring layer, a semiconductor integrated circuit chip 203a having flip-chip mounting solder bumps 203b formed on the surface thereof is mounted.
When heated to around 00 ° C, the solder melts, and when this is cooled, the solder bump solidifies and the semiconductor integrated circuit chip is fixed to the wiring (see FIG. 1 (d)).

【0020】そして、半導体集積回路チップ203aと
ベース基板202との接着をより確実にすべく、チップ
203aと基板202との間隙を埋めるようにエポキシ
系あるいはシリコン系の接着材を流す(図1(e) 参
照)。
Then, in order to more securely bond the semiconductor integrated circuit chip 203a and the base substrate 202, an epoxy-based or silicon-based adhesive is flown so as to fill the gap between the chip 203a and the substrate 202 (see FIG. e)).

【0021】そしてこの接着材が固化した状態で、半導
体集積回路チップ203aの裏面をダイヤモンドあるい
はシリコン系の研磨材で研磨して、元々500μm程度
あった厚さが200〜100μm程度となるようにその
厚みを薄くする(図1(f) 参照)。
With the adhesive solidified, the back surface of the semiconductor integrated circuit chip 203a is polished with a diamond or silicon-based abrasive so that the original thickness of about 500 μm becomes about 200 to 100 μm. Reduce the thickness (see Fig. 1 (f)).

【0022】次に、このようにしてチップが搭載された
ベース基板202をパッケージ201の凹部201aに
収容し(図1(g) 参照)、ボンディングワイヤ204に
よりワイヤボンディングを行ない(図1(h) 参照)、最
後にパッケージ201の凹部201aを真空もしくはN
2 ガスが封入された閉空間とすべく、真空状態もしくは
2 雰囲気中において金属製の蓋で密封封止することに
より、このマルチチップモジュールが完成する。
Next, the base substrate 202 on which the chip is mounted in this manner is housed in the recess 201a of the package 201 (see FIG. 1 (g)), and wire bonding is performed by the bonding wire 204 (FIG. 1 (h)). Finally, the recess 201a of the package 201 is vacuumed or N
This multi-chip module is completed by hermetically sealing with a metal lid in a vacuum state or in an N 2 atmosphere so as to form a closed space in which 2 gases are sealed.

【0023】次に作用,効果について説明する。ベース
基板202には半導体集積回路チップ203がその能動
面が下向きになるようにフェイスダウンでフリップチッ
プ実装され、パッケージ201の凹部201aに収容さ
れる。パッケージ201の凹部201aはベース基板2
を収容した後、金属の蓋がされ、真空封止とされるかあ
るいはN2 ガスが封入されるため、図中の矢印Aの向き
の放熱は殆んど期待できない。そこで、半導体集積回路
チップの厚みを薄くすることにより、半導体集積回路チ
ップ自身の熱伝導性を向上させることができる。
Next, the operation and effect will be described. The semiconductor integrated circuit chip 203 is face-down flip-chip mounted on the base substrate 202 so that its active surface faces downward, and is accommodated in the recess 201a of the package 201. The recess 201a of the package 201 is the base substrate 2
After housing, the metal is covered and vacuum-sealed or N 2 gas is sealed, so that heat radiation in the direction of arrow A in the figure can hardly be expected. Therefore, the thermal conductivity of the semiconductor integrated circuit chip itself can be improved by reducing the thickness of the semiconductor integrated circuit chip.

【0024】従って、この実施例によれば、ベース基板
にフェイスダウンでフリップチップ実装される半導体集
積回路チップを、基板上に搭載した後研磨してその厚み
を薄くするようにしたので、そのままではウエハプロセ
スの工程を流すことができない薄さの厚みとなった半導
体集積回路チップがベース基板上に実装されることとな
り、パッケージ材料として熱伝導率の良い高価なものを
用いることなく、機能素子で発生した熱を有効に外部に
逃がすことができる。
Therefore, according to this embodiment, the semiconductor integrated circuit chip which is flip-chip mounted face down on the base substrate is mounted on the substrate and then polished to reduce its thickness. A semiconductor integrated circuit chip with a thickness that cannot pass through the wafer process will be mounted on the base substrate, and a functional device can be used without using an expensive package with good thermal conductivity. The generated heat can be effectively released to the outside.

【0025】実施例2.また、図2(a) は本発明の他の
実施例による半導体装置の断面構造を示すもので、この
実施例は、ベース基板上に実装した後その裏面を研磨し
て厚みを薄くする半導体集積回路チップの実装を、フェ
イスダウンボンディングで行なうようにしたものであ
る。
Example 2. 2A shows a cross-sectional structure of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. This embodiment shows a semiconductor integrated device in which the back surface of the semiconductor device is ground and then thinned to reduce the thickness. The circuit chip is mounted by face down bonding.

【0026】この図2(a) において、201はパッケー
ジで、この例ではPGA(Pin GridArray)パッケージ
を示している。202はこのパッケージ201の凹部2
01aに収容されたベース基板、203cはベース基板
202上にフェイスダウンボンディングにより搭載され
た半導体集積回路チップであり、CPUチップ,FPU
チップ,メモリチップ,キャッシュチップ等がこれに該
当する。この半導体集積回路チップ203cはベース基
板202上にフェイスダウンボンディングされた時点で
その裏面が研磨されてその厚みが薄くなっている。20
2aはこのベース基板202上に形成された配線であ
る。また、203dはこの半導体集積回路チップ203
cの表面に形成されたボンディング用のバンプ、207
はこの半導体集積回路チップ203cとベース基板20
2とを接着する熱硬化性の接着材である。
In FIG. 2A, 201 is a package, which is a PGA (Pin Grid Array) package in this example. 202 is the recess 2 of this package 201
Reference numeral 203c is a base substrate accommodated in 01a, and 203c is a semiconductor integrated circuit chip mounted on the base substrate 202 by face-down bonding.
Chips, memory chips, cache chips, etc. correspond to this. When the semiconductor integrated circuit chip 203c is face-down bonded onto the base substrate 202, the back surface thereof is polished and the thickness thereof is reduced. 20
Reference numeral 2a is a wiring formed on the base substrate 202. Further, 203d is this semiconductor integrated circuit chip 203.
bumps 207 for bonding formed on the surface of c
This semiconductor integrated circuit chip 203c and the base substrate 20
It is a thermosetting adhesive that adheres to 2 and.

【0027】次に図2(b) ないし図2(h) を用いて、本
実施例の製造工程について説明する。図6に示すものと
同様のベース基板は、その基板本体上の各配線層の形成
が終了すると、ダイシングにより、個々のベース基板が
切出され、その導通等の試験が行なわれる(図2(b) 参
照)。
Next, the manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 (b) to 2 (h). In the base substrate similar to that shown in FIG. 6, when the formation of each wiring layer on the substrate main body is completed, the individual base substrates are cut out by dicing, and a test of their continuity or the like is performed (see FIG. b)).

【0028】この電気的な試験が完了すると、その表面
には配線層202aが形成される(図2(c) 参照)。そ
して、この配線層には、その表面にフェイスダウンボン
ディング用のAu等のバンプ203dが形成された半導
体集積回路チップ203cが搭載され、熱硬化性樹脂2
07が半導体集積回路チップ203cとベース基板20
2との隙間を埋めるように滴下される(図2(d) 参
照)。この状態でベース基板ごと180℃前後に加熱す
ると、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂207が硬化し、
その硬化により外形が縮んで、その引っ張り応力により
半導体集積回路チップ203cをベース基板202に固
着させる(図2(e) 参照)。
When this electrical test is completed, the wiring layer 202a is formed on the surface (see FIG. 2C). Then, on this wiring layer, a semiconductor integrated circuit chip 203c having bumps 203d such as Au for face-down bonding formed on the surface thereof is mounted, and the thermosetting resin 2
Reference numeral 07 denotes the semiconductor integrated circuit chip 203c and the base substrate 20.
It is dropped so as to fill the gap with 2 (see Fig. 2 (d)). In this state, if the base substrate is heated to about 180 ° C., the thermosetting resin 207 such as epoxy resin is cured,
The hardening shrinks the outer shape, and the tensile stress fixes the semiconductor integrated circuit chip 203c to the base substrate 202 (see FIG. 2 (e)).

【0029】そしてこの接着材が固化した状態で、半導
体集積回路チップ203aの裏面を研磨して、その厚み
を薄くする(図2(f) 参照)。
Then, with the adhesive solidified, the back surface of the semiconductor integrated circuit chip 203a is polished to reduce its thickness (see FIG. 2 (f)).

【0030】次に、このようにしてチップが搭載された
ベース基板202をパッケージ201の凹部201aに
収容し(図2(g) 参照)、ボンディングワイヤ204に
よりワイヤボンディングを行ない(図2(h) 参照)、最
後にパッケージ201の凹部201aを真空もしくはN
2 ガスが封入された閉空間とすべく、真空状態もしくは
2 雰囲気中において金属製の蓋で密封封止することに
より、このマルチチップモジュールが完成する。
Next, the base substrate 202 on which the chip is mounted in this way is housed in the recess 201a of the package 201 (see FIG. 2 (g)), and wire bonding is performed with the bonding wire 204 (FIG. 2 (h)). Finally, the recess 201a of the package 201 is vacuumed or N
This multi-chip module is completed by hermetically sealing with a metal lid in a vacuum state or in an N 2 atmosphere so as to form a closed space in which 2 gases are sealed.

【0031】次に作用,効果について説明する。ベース
基板2には半導体集積回路チップ3がその能動面が下向
きになるようにフェイスダウンボンディングされ、パッ
ケージ1の凹部1aに収容される。パッケージ1の凹部
1aはベース基板2を収容した後、金属の蓋がされ、真
空封止とされるかあるいはN2 ガスが封入されるため、
図中の矢印Aの向きの放熱は殆んど期待できない。そこ
で、半導体集積回路チップの厚みを薄くすることによ
り、半導体集積回路チップ自身の熱伝導性を向上させる
ことができる。
Next, the operation and effect will be described. The semiconductor integrated circuit chip 3 is face-down bonded to the base substrate 2 so that its active surface faces downward, and is housed in the recess 1 a of the package 1. The recess 1a of the package 1 is covered with a metal after the base substrate 2 is housed, and is sealed in vacuum or filled with N 2 gas.
The heat radiation in the direction of arrow A in the figure can hardly be expected. Therefore, the thermal conductivity of the semiconductor integrated circuit chip itself can be improved by reducing the thickness of the semiconductor integrated circuit chip.

【0032】従って、この実施例によれば、ベース基板
にフェイスダウンボンディング実装される半導体集積回
路チップを、基板上に搭載した後研磨してその厚みを薄
くするようにしたので、そのままではウエハプロセスの
工程を流すことができない薄さの厚みとなった半導体集
積回路チップがベース基板上に実装されることとなり、
パッケージ材料として熱伝導率の良い高価なものを用い
ることなく、機能素子で発生した熱を外部に有効に逃が
すことができる。
Therefore, according to this embodiment, the semiconductor integrated circuit chip to be face-down bonded on the base substrate is mounted on the substrate and then polished to reduce the thickness thereof. The semiconductor integrated circuit chip with a thickness that cannot pass the step of will be mounted on the base substrate,
It is possible to effectively dissipate the heat generated in the functional element to the outside without using an expensive package material having good thermal conductivity.

【0033】実施例3.図3(a) はこの発明のさらに他
の実施例による半導体装置の断面構造を示す。図におい
て、201はパッケージで、この例ではPGA(Pin Gr
id Array)パッケージを示している。202はこのパッ
ケージ201の凹部201aに収容されたベース基板、
203eはベース基板202上にフェイスダウンによる
TAB(Tape Automated Bonding)実装により搭載された
半導体集積回路チップであり、CPUチップ,FPUチ
ップ,メモリチップ,キャッシュチップ等がこれに該当
する。
Example 3. FIG. 3A shows a sectional structure of a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention. In the figure, 201 is a package, and in this example, PGA (Pin Gr
id Array) package. 202 is a base substrate accommodated in the recess 201a of the package 201,
Reference numeral 203e denotes a semiconductor integrated circuit chip mounted by face down TAB (Tape Automated Bonding) mounting on the base substrate 202, which corresponds to a CPU chip, an FPU chip, a memory chip, a cache chip and the like.

【0034】この半導体集積回路チップ203eはベー
ス基板202上にTAB実装された時点でその裏面が研
磨されてその厚みが薄くなっている。205はこのベー
ス基板202上に形成された配線である。また、203
fはこの半導体集積回路チップ203eの表面に形成さ
れたボンディング用のバンプ、206bはTAB用のC
u等の配線材、206aはその表面にこの配線材206
bが形成されたポリイミド等のテープ基材である。
The back surface of this semiconductor integrated circuit chip 203e is polished at the time of TAB mounting on the base substrate 202, and its thickness is reduced. Reference numeral 205 is a wiring formed on the base substrate 202. Also, 203
f is a bump for bonding formed on the surface of the semiconductor integrated circuit chip 203e, and 206b is C for TAB.
A wiring material such as u, 206a is provided on the surface of the wiring material 206
It is a tape base material such as polyimide on which b is formed.

【0035】次に図3(b) ないし図3(f) を用いて本実
施例の製造工程について説明する。図6に示すものと同
様のベース基板は、その基板本体上の各配線層の形成が
終了すると、ダイシングにより、個々のベース基板が切
出され、その導通等の試験が行なわれる(図3(b) 参
照)。
Next, the manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 (b) to 3 (f). In the base substrate similar to that shown in FIG. 6, when the formation of each wiring layer on the substrate body is completed, the individual base substrates are cut out by dicing, and the continuity test or the like is performed (see FIG. b)).

【0036】この電気的な試験が完了すると、その表面
には配線層202aが形成される(図3(c) 参照)。そ
して、この配線層上には、その表面にTAB実装用の配
線パターン206aに搭載された半導体集積回路チップ
203eが搭載され、この状態でベース基板に加熱,圧
着すると、TAB実装用の半田バンプが固形化して半導
体集積回路チップが配線に固定される(図3(d) 参
照)。
When this electrical test is completed, the wiring layer 202a is formed on the surface (see FIG. 3 (c)). Then, on this wiring layer, the semiconductor integrated circuit chip 203e mounted on the wiring pattern 206a for TAB mounting is mounted on the surface thereof, and when heated and pressure bonded to the base substrate in this state, solder bumps for TAB mounting are formed. The semiconductor integrated circuit chip is solidified and fixed to the wiring (see FIG. 3D).

【0037】そして、この固定した状態で、半導体集積
回路チップ203aの裏面を研磨して、その厚みを薄く
する(図3(e) 参照)。
Then, in this fixed state, the back surface of the semiconductor integrated circuit chip 203a is polished to reduce its thickness (see FIG. 3 (e)).

【0038】次に、このようにしてチップが搭載された
ベース基板202をパッケージ201の凹部201aに
収容し(図3(f) 参照)、ボンディングワイヤ204に
よりワイヤボンディングを行ない(図3(g) 参照)、最
後にパッケージ201の凹部201aを真空もしくはN
2 ガスが封入された閉空間とすべく、真空状態もしくは
2 雰囲気中において金属製の蓋で密封封止することに
より、このマルチチップモジュールが完成する。
Next, the base substrate 202 on which the chip is mounted in this manner is housed in the recess 201a of the package 201 (see FIG. 3 (f)), and wire bonding is performed with the bonding wire 204 (FIG. 3 (g)). Finally, the recess 201a of the package 201 is vacuumed or N
This multi-chip module is completed by hermetically sealing with a metal lid in a vacuum state or in an N 2 atmosphere so as to form a closed space in which 2 gases are sealed.

【0039】次に作用,効果について説明する。ベース
基板2には半導体集積回路チップ3がその能動面が下向
きになるようにフェイスダウンでフリップチップ実装さ
れ、パッケージ1の凹部1aに収容される。パッケージ
1の凹部1aはベース基板2を収容した後、金属の蓋が
され、真空封止とされるかあるいはN2 ガスが封入され
るため、図中の矢印Aの向きの放熱は殆んど期待できな
い。そこで、半導体集積回路チップの厚みを薄くするこ
とにより、半導体集積回路チップ自身の熱伝導性を向上
させることができる。
Next, the operation and effect will be described. The semiconductor integrated circuit chip 3 is face-down flip-chip mounted on the base substrate 2 so that its active surface faces downward, and is housed in the recess 1 a of the package 1. The recess 1a of the package 1 is covered with a metal after the base substrate 2 is housed, and is sealed in vacuum or filled with N 2 gas, so that heat radiation in the direction of arrow A in the figure is almost eliminated. I can't expect. Therefore, the thermal conductivity of the semiconductor integrated circuit chip itself can be improved by reducing the thickness of the semiconductor integrated circuit chip.

【0040】従って、この実施例によれば、ベース基板
にTAB実装により実装される半導体集積回路チップ
を、基板上に搭載した後研磨してその厚みを薄くするよ
うにしたので、そのままではウエハプロセスの工程を流
すことができない薄さの厚みとなった半導体集積回路チ
ップがベース基板上に実装されることとなり、パッケー
ジ材料として熱伝導率パッケージ材料として熱伝導率の
良い高価なものを用いることなく、機能素子で発生した
熱を有効に外部に逃がすことができる。
Therefore, according to this embodiment, the semiconductor integrated circuit chip mounted on the base substrate by the TAB mounting is mounted on the substrate and then polished to reduce the thickness thereof. The semiconductor integrated circuit chip with a thin thickness that cannot pass the step of will be mounted on the base substrate, and the thermal conductivity of the package material does not have to be high and the thermal conductivity of the package material does not have to be high. The heat generated by the functional element can be effectively released to the outside.

【0041】なお、上記各実施例以外にも、機能素子の
能動面が下を向く実装方式であれば適用でき、上記各実
施例と同様の効果を奏する。
In addition to the above-mentioned embodiments, any mounting method in which the active surface of the functional element faces downward can be applied, and the same effects as those of the above-mentioned embodiments can be obtained.

【0042】また、上記実施例では、ベース基板に搭載
される半導体集積回路チップがディジタルICのみの場
合について説明したが、アナログICであってもよく、
上記実施例と同様の効果を奏する。
In the above embodiment, the case where the semiconductor integrated circuit chip mounted on the base substrate is only the digital IC has been described, but it may be an analog IC.
The same effect as that of the above embodiment is obtained.

【0043】また、上記実施例では、半導体集積回路チ
ップのみをベース基板上に搭載する場合について説明し
たが、コンデンサ等の個別部品を搭載するようにしても
よく、上記実施例と同様の効果を奏する。
In the above embodiment, the case where only the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the base substrate has been described, but individual components such as a capacitor may be mounted, and the same effect as that of the above embodiment can be obtained. Play.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体装
置によれば、半導体集積回路チップをマルチチップモジ
ュールの基板上に搭載した後研磨してその厚みを薄くす
るようにしたので、そのままではウエハプロセスの工程
を流すことができない薄さとなった半導体集積回路チッ
プがベース基板上に実装されることとなり、これにより
半導体集積回路チップ自身の熱伝導性が向上し、半導体
集積回路チップが動作する際に発生する熱を、効率的に
パッケージの外に逃がすことができるという効果があ
る。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate of the multi-chip module and then polished to reduce its thickness. A thin semiconductor integrated circuit chip that cannot pass the steps of the wafer process is mounted on the base substrate, whereby the thermal conductivity of the semiconductor integrated circuit chip itself is improved and the semiconductor integrated circuit chip operates. There is an effect that heat generated at that time can be efficiently released to the outside of the package.

【0045】また、この発明に係る半導体装置によれ
ば、半導体集積回路チップを、マルチチップモジュール
の基板上に搭載する際、その能動面が基板の表面と対向
するようにフリップチップ実装するものに適用するよう
にしたので、フェイスダウンのフリップチップ実装を行
なうものにおいても、半導体集積回路チップが動作する
際に発生する熱を、効率的にパッケージの外に逃がすこ
とができるという効果がある。
Further, according to the semiconductor device of the present invention, when the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate of the multi-chip module, it is flip-chip mounted so that its active surface faces the surface of the substrate. Since it is applied, even in the face-down flip-chip mounting, there is an effect that the heat generated when the semiconductor integrated circuit chip operates can be efficiently released to the outside of the package.

【0046】また、この発明に係る半導体装置によれ
ば、半導体集積回路チップを、マルチチップモジュール
の基板上に搭載する際、その能動面が基板の表面と対向
するようにフェイスダウンボンディングで実装するもの
に適用するようにしたので、フェイスダウンボンディン
グを行なうものにおいても、半導体集積回路チップが動
作する際に発生する熱を、効率的にパッケージの外に逃
がすことができるという効果がある。
According to the semiconductor device of the present invention, when the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate of the multi-chip module, it is mounted by face-down bonding so that its active surface faces the surface of the substrate. Since the present invention is applied to the semiconductor integrated circuit, even in the case where the face-down bonding is performed, the heat generated when the semiconductor integrated circuit chip operates can be effectively released to the outside of the package.

【0047】さらに、この発明に係る半導体装置によれ
ば、半導体集積回路チップを、基板上に搭載する際、そ
の能動面が基板の表面となるようにTABで実装するも
のに適用するようにしたので、フェイスダウンでTAB
実装を行なうものにおいても、半導体集積回路チップが
動作する際に発生する熱を、効率的にパッケージの外に
逃がすことができるという効果がある。
Further, according to the semiconductor device of the present invention, when the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate, the semiconductor device is mounted by TAB so that its active surface is the surface of the substrate. So face down TAB
Even in the case of mounting, there is an effect that heat generated when the semiconductor integrated circuit chip operates can be efficiently released to the outside of the package.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による半導体装置を示す断面
図であり、図1(a) はその完成状態を示す図、図1(b)
ないし図1(h) はその製造プロセスの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a view showing a completed state thereof, and FIG.
1 to 1H are sectional views of the manufacturing process.

【図2】本発明の他の実施例による半導体装置を示す断
面図であり、図2(a) はその完成状態を示す図、図2
(b) ないし図2(h) はその製造プロセスの断面図であ
る。
2 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a view showing a completed state thereof, and FIG.
2B to 2H are sectional views of the manufacturing process.

【図3】本発明のさらに他の実施例による半導体装置を
示す断面図であり、図3(a) はその完成状態を示す図、
図3(b) ないし図3(g) はその製造プロセスの断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention, FIG. 3 (a) is a view showing a completed state thereof,
3 (b) to 3 (g) are sectional views of the manufacturing process.

【図4】従来のマルチチップモジュールを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional multi-chip module.

【図5】ベース基板に形成されたパッドと配線の様子を
示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a state of pads and wirings formed on a base substrate.

【図6】ベース基板の断面構造を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional structure of a base substrate.

【符号の説明】 201 パッケージ 201a 凹部 202 ベース基板 202a 配線層 203a 半導体集積回路チップ 203b バンプ 203c 半導体集積回路チップ 203d バンプ 203e 半導体集積回路チップ 203f バンプ 204 ボンディングワイヤ 205 接着材 206a TAB用テープ基材 206b 配線パターン 207 熱硬化性樹脂[Description of Reference Signs] 201 Package 201a Recess 202 Base substrate 202a Wiring layer 203a Semiconductor integrated circuit chip 203b Bump 203c Semiconductor integrated circuit chip 203d Bump 203e Semiconductor integrated circuit chip 203f Bump 204 Bonding wire 205 Adhesive 206a TAB tape base 206b Wiring Pattern 207 Thermosetting resin

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の半導体集積回路チップをパッケー
ジに封入しない状態で同一基板上に搭載し、当該基板を
パッケージに収容してなる半導体装置において、 上記半導体集積回路チップを、上記基板上に搭載後に研
磨してなることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which a plurality of semiconductor integrated circuit chips are mounted on the same substrate without being enclosed in a package, and the substrates are accommodated in the package. The semiconductor integrated circuit chip is mounted on the substrate. A semiconductor device characterized by being polished later.
【請求項2】 上記半導体集積回路チップは、上記基板
の表面に、その能動面が該表面と対向するようにフリッ
プチップ実装されることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit chip is flip-chip mounted on the surface of the substrate such that its active surface faces the surface.
【請求項3】 上記半導体集積回路チップは、上記基板
の表面に、その能動面が該表面と対向するようにフェイ
スダウンボンディングで実装されることを特徴とする請
求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit chip is mounted on the surface of the substrate by face-down bonding so that its active surface faces the surface.
【請求項4】 上記半導体集積回路チップは、上記基板
の表面に、その能動面が該表面と対向するようにTAB
(Tape Automated Bonding)実装により実装されることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。
4. The semiconductor integrated circuit chip is provided with a TAB on the surface of the substrate so that its active surface faces the surface.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is mounted by (Tape Automated Bonding) mounting.
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