JPH10209325A - フリップチップセラミック基板及びその製造方法 - Google Patents
フリップチップセラミック基板及びその製造方法Info
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Landscapes
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
ては、半導体素子と端子パッドとの接続部分を保護する
ために樹脂層が形成されていた。しかし、この樹脂層は
ビアホールと端子パッドとの接続部分を保護するために
形成されており、表面に形成された表層導体を完全に被
覆していなかったため、表層導体に結露等が発生し易
く、表層導体が変色し、信頼性を損なうという課題があ
った。 【解決手段】 半導体素子18と基板の導体層11とが
フリップチップボンディングにより接合され、接合部分
が樹脂層21で被覆される形式のフリップチップセラミ
ック基板10において、半導体素子18を搭載する部分
の周囲に表層導体16を被覆、保護するためのセラミッ
ク被覆層12aを形成する。
Description
ミック基板及びその製造方法に関し、より詳細にはフリ
ップチップボンディングにより半導体素子等を搭載する
ためのフリップチップセラミック基板及びその製造方法
に関する。
ボード上に形成された配線との容易な接続を図るため
に、前記半導体素子は種々のパッケージに実装される。
これらパッケージの中でも、セラミックパッケージ(セ
ラミック基板)は熱伝導性、耐湿性、耐熱性等に優れる
ために信頼性が高く、多くの分野で使用されている。
に進展しており、それに伴って半導体素子も高集積化し
ている。従って、前記半導体素子をパッケージに実装す
る方法も、従来のワイヤボンディング法による実装方法
から、マルチチップ化や高密度実装に適したフリップチ
ップボンディング法による実装方法等に変わってきてい
る。
半導体素子が実装された従来のフリップチップセラミッ
ク基板を模式的に示した断面図である。
には、信号用、接地用、及び電源用の導体層11が形成
されており、これら導体層11と、図中下面のマザーボ
ード接続面19に形成された端子パッド13、及び図中
上面の半導体素子搭載面20に形成された端子パッド1
4とをそれぞれ接続するためにビアホール15が形成さ
れている。また、半導体素子搭載面17には、ビアホー
ル15の導体と端子パッド14とを接続するための表層
導体16も形成されている。
ッド14はハンダボール電極17bを介して半導体素子
18に形成された端子パッド22と接続されており、一
方、マザーボード接続面19に形成された端子パッド1
3にはマザーボード(図示せず)との接続を図るための
ハンダボール電極17aが固着されている。また、半導
体素子18とフリップチップセラミック基板30との接
続部分は、樹脂層21により被覆され、保護されてい
る。
チップセラミック基板30をマザーボード(図示せず)
に接続する際には、フリップチップセラミック基板30
の下面に固着されたハンダボール電極17aと、マザー
ボードの接続端子(図示せず)とが接触するようにフリ
ップチップセラミック基板30をマザーボード上に仮固
定した後リフローする。
チップセラミック基板30においては、上記したよう
に、半導体素子18とフリップチップセラミック基板3
0との接続部分の腐食や湿気等によるショートを防止す
るために、樹脂層21により被覆され、保護されている
が、この樹脂層21は以下の方法により形成される。
30上に半導体素子18を接続した後、このフリップチ
ップセラミック基板30を少し斜めに置き、半導体素子
18とフリップチップセラミック基板30との間にディ
スペンサを用いて液状の樹脂を流し込み、その後固化さ
せて樹脂層21を形成する。
半導体素子18とフリップチップセラミック基板30と
の接続部分を保護するために行うため、半導体素子搭載
面20の全面の被覆は行わない。半導体素子搭載面20
には、ビアホール15の導体と端子パッド14とを接続
するための表層導体16が高密度に形成されており、樹
脂層21により被覆されない部分が生じてくる。
ドに接続された後、長期間経過すると大気中の水分によ
る結露等のためにメッキ部分に変色が発生し、信頼性を
損なう場合がある。
ために、再度液状の樹脂を用いて表層導体16の露出部
分を完全に被覆する方法も考えられるが、樹脂被覆の工
程を行わなければならないため工程が一つ増加し、コス
ト高になるという課題があった。
すると、セラミックパッケージの高さが高くなってしま
うという課題もあった。
り、フリップチップセラミック基板において樹脂により
被覆されない表層導体を、確実にかつ安価に被覆、保護
することができる形態のフリップチップセラミック基板
及びその製造方法を提供することを目的としている。
達成するための本発明に係るフリップチップセラミック
基板(1)は、半導体素子と基板の導体層とがフリップ
チップボンディングにより接合され、接合部分が樹脂で
被覆される形式のフリップチップセラミック基板におい
て、半導体素子を搭載する部分の周囲に表層導体を被
覆、保護するためのセラミック被覆層が形成されている
ことを特徴としている。
によれば、従来露出していた表層導体の大部分がすでに
セラミック被覆層により被覆されており、かつ半導体素
子搭載部分が凹部となるため、半導体素子を前記フリッ
プチップセラミック基板に実装した後、前記フリップチ
ップセラミック基板と半導体素子との間に樹脂を流し込
むことにより、容易かつ完全に表層導体を被覆、保護す
ることができ、結露等による表層導体の変質を防止する
ことができる。従って、信頼性に富むフリップチップセ
ラミック基板を提供することができる。
ック基板(2)は、上記フリップチップセラミック基板
(1)において、セラミック被覆層の厚さが0.05〜
0.2mmであり、前記セラミック被覆層の辺部の幅が
0.5〜2mmであることを特徴としている。
によれば、前記セラミック被覆層の厚さが半導体素子の
高さより低くなるように設定されているので、前記半導
体素子が搭載されたフリップチップパッケージ全体の高
さを低く保つことができ、低背位のフリップチップパッ
ケージを提供することができる。
板(3)は、上記フリップチップセラミック基板(1)
又は(2)において、半導体素子が搭載された際の、半
導体素子とセラミック被覆層との距離が0.5〜2mm
であることを特徴としている。
によれば、半導体素子とセラミック被覆層との間隔が適
切に設定されているので、樹脂を流し込み易く、樹脂に
よる封止を容易に行うことができる。
板の製造方法は、上記フリップチップセラミック基板
(1)〜(3)の製造方法であって、フリップチップセ
ラミック基板用のグリーンシート積層体を作製する際、
半導体素子搭載部及びその周囲近傍以外の部分を被覆す
る形状のグリーンシートを、半導体素子搭載部が形成さ
れたグリーンシートの上に積層し、焼成することを特徴
としている。
方法によれば、簡単な形状のグリーンシートを一枚余分
に作製するだけで、従来のグリーンシート積層体の製造
方法を殆ど変更することなく製造することができるの
で、簡易かつ安価にセラミック被覆層を有するフリップ
チップセラミック基板を製造することができる。
プセラミック基板及びその製造方法の実施の形態を説明
する。
ク基板10の構成材料は特に限定されるものではない
が、具体例としては、通常セラミック基板として使用さ
れるアルミナの他、例えばムライト、ガラスセラミッ
ク、窒化アルミニウム等が挙げられる。
ップセラミック基板(半導体素子を搭載した状態)を模
式的に示した断面図であり、(b)はその平面図であ
る。
ック基板10は、図3に示した従来のフリップチップセ
ラミック基板30を構成するセラミック層12の上に、
表層導体16の大部分を被覆するセラミック被覆層12
aが形成されている他は、従来のフリップチップセラミ
ック基板30と同様に構成されている。従って、ここで
は、セラミック被覆層12aに関連する事項のみについ
て説明する。
子18を搭載する部分及びその周囲近傍以外の部分を被
覆しており、図1(b)に示したように平面視口の字形
状になっている。そのため表層導体16の大部分は、セ
ラミック被覆層12aとセラミック層12との間に埋設
された形態になっており、従って、正確には表層導体1
6という表現は適切ではなくなっているが、従来、表層
導体16であったものを他の導体層11と区別するため
表層導体16と記すことにする。表層導体16のうち、
セラミック被覆層12a及びセラミック層12に位置す
る部分は、セラミック被覆層12a等により保護されて
いる。また、その他の部分は半導体素子18を搭載した
後、樹脂層21により被覆、保護され、表層導体16に
変色等が生じることがないように構成されている。
ド22と端子パッド14との接続部分の周辺(表層導体
16の一部を含む)は樹脂層21により被覆される。従
来、この樹脂層21を形成する際には、液状の樹脂が周
辺部分に流れ出ないように樹脂の粘度等を調整して注入
する必要があったが、このフリップチップセラミック基
板10の場合には、周辺部分には樹脂が流れるのをせき
止める壁(セラミック被覆層12aの内側面)が存在し
ているため、空気が半導体素子18の裏側に残らないよ
うに注意して流し込むだけでよく、また低粘度の樹脂を
使用することができ、容易に樹脂層21を形成すること
ができる。
体素子18を搭載した際、樹脂層21の表面のレベルが
半導体素子18の高さよりも高くならないようにするの
が好ましく、具体的には0.05〜0.2mm程度が好
ましい。半導体素子18の端部からセラミック被覆層1
2aまでの間隔bは、0.5〜2mm程度が好ましく、
0.5〜1mm程度がより好ましい。間隔bが0.5m
mよりも狭いと半導体素子18を搭載したり、樹脂を流
し込んだりするのが難しくなり、一方間隔bが2mmよ
りも広いと樹脂層21により被覆されない部分が発生し
易い。セラミック被覆層12aの辺部120aの幅a
は、フリップチップセラミック基板10の寸法により異
なるが、通常、0.5〜2mm程度が好ましい。
ラミック基板10の製造方法について説明する。
ク基板10の製造には、簡単な形状のグリーンシートを
一枚余分に作製するだけでよく、その他は従来の方法と
ほぼ同様の方法により製造することができる。
るフリップチップセラミック基板10の製造工程の一部
を模式的に示した断面図である。
ート25を形成し、このグリーンシート25に貫通孔の
形成等の加工処理を施した後、貫通孔には導体ペースト
を充填し、ビア用導体ペースト充填層27を形成する。
また、グリーンシート25の表面には導体ペースト層2
6を形成する。また通常の矩形(正方形)形状のグリー
ンシート25の他に、中央部分を矩形(正方形)形状に
くりぬいた被覆層用グリーンシート28も用意する。こ
の被覆用グリーンシート28は、下層のグリーンシート
25と同様の形状のものに打ち抜き処理を施すことによ
り容易に形成することができる。
ースト層26やビア用導体ペースト充填層27を有する
グリーンシート25を積層するが、従来と同様の構成に
なるように複数のグリーンシート25を積層し、これら
グリーンシート25の上に被覆層用グリーンシート28
を積層し、熱圧着することによりグリーンシート積層体
29を作製する(図2(b))。このグリーンシート積
層体29を従来と同様の条件で焼成することによりフリ
ップチップセラミック基板10を製造する。その後、メ
ッキ処理等を施してもよい。
うに容易に作製することができ、焼成条件等も特に変え
る必要はないため、従来のフリップチップセラミック基
板30とほぼ同様のコストで実施の形態に係るフリップ
チップセラミック基板10を製造することができる。
プセラミック基板及びその製造方法の実施例を説明す
る。
mm) 厚さ:0.24mm(実施例1)、0.12mm(実施
例2)、0.06mm(実施例3) パンチングによりくり抜かれた部分の1辺:30mm グリーンシート積層体29の厚さ:0.6mm (2) グリーンシート積層体29の焼成条件 焼成雰囲気:窒素−水素混合ガス雰囲気 焼成温度:1500℃ 焼成時間:20時間 (3) 製造されたフリップチップセラミック基板10
の寸法等 構成材料:アルミナ 寸法:30mm×30mm×0.5mm セラミック被覆層12aの厚さc 0.2mm(実施例1)、0.1mm(実施例2)、
0.05mm(実施例3) セラミック被覆層12aの辺部120aの幅a:1.5
mm 半導体素子18とセラミック被覆層12aとの距離b:
0.7mm 導体層11、ビアホール15、端子パッド13、14、
及び表層導体16の材質:W (4) 製造されたフリップチップセラミック基板10
の評価 実施例1〜3に係るフリップチップセラミック基板10
に半導体素子18を接続し、封止用の樹脂を流し込んで
樹脂層21を形成した。セラミック被覆層12aの存在
により中央部分に凹部が形成されているため、封止用の
樹脂を流し込んでもフリップチップセラミック基板10
の側面等に流れ出す虞れがない。そのため、粘度の低い
樹脂を使用することができ、従来よりも容易に樹脂層2
1を形成することができた。また、凹部の全域に樹脂層
21が形成されているため、樹脂層21とセラミック被
覆層12aにより表層導体16は完全に被覆、保護され
ており、表層導体16が湿気等により変質する虞れはな
くなった。
チップセラミック基板を模式的に示した断面図であり、
(b)はその平面図である。
基板を製造する工程の一部を模式的に示した断面図であ
る。
板を模式的に示した断面図であり、(b)はその平面図
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体素子と基板の導体層とがフリップ
チップボンディングにより接合され、接合部分が樹脂で
被覆される形式のフリップチップセラミック基板におい
て、半導体素子を搭載する部分の周囲に表層導体を被
覆、保護するためのセラミック被覆層が形成されている
ことを特徴とするフリップチップセラミック基板。 - 【請求項2】 セラミック被覆層の厚さが0.05〜
0.2mmであり、前記セラミック被覆層の辺部の幅が
0.5〜2mmであることを特徴とする請求項1記載の
フリップチップセラミック基板。 - 【請求項3】 半導体素子が搭載された際の、半導体素
子とセラミック被覆層との間隔が0.5〜2mmである
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のフリップ
チップセラミック基板。 - 【請求項4】 フリップチップセラミック基板用のグリ
ーンシート積層体を作製する際、半導体素子搭載部及び
その周囲近傍以外の部分を被覆する形状のグリーンシー
トを、半導体素子搭載部が形成されたグリーンシートの
上に積層し、焼成することを特徴とする請求項1〜3記
載のフリップチップセラミック基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9011265A JPH10209325A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | フリップチップセラミック基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9011265A JPH10209325A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | フリップチップセラミック基板及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10209325A true JPH10209325A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11773140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9011265A Pending JPH10209325A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | フリップチップセラミック基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10209325A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009048154A1 (ja) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Nec Corporation | 半導体装置及びその設計方法 |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP9011265A patent/JPH10209325A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009048154A1 (ja) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Nec Corporation | 半導体装置及びその設計方法 |
JPWO2009048154A1 (ja) * | 2007-10-12 | 2011-02-24 | 日本電気株式会社 | 半導体装置及びその設計方法 |
US8450843B2 (en) | 2007-10-12 | 2013-05-28 | Nec Corporation | Semiconductor device and method for designing the same |
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Legal Events
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