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発明の名称 マルチチップモジュール
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−224334
公開日 平成6年(1994)8月12日
出願番号 特願平5−10531
出願日 平成5年(1993)1月26日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 吉田 亨
要約 目的
本発明の目的は、複数のLSIチップをフリップチップ接続し、チップ裏面に放熱フィンを取り付けた構造のマルチチップモジュ−ルを提供することにある。

構成
複数LSI21、22、23のフリップチップ接続後の高さに応じて、放熱フィン裏面に段差6や凹みを設けて均一厚さの接着剤4によりチップ裏面に取り付ける。また他の電子部品7の高さに応じて放熱フィン裏面に凹み8を設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】2個以上のLSIチップを基板にフリップチップ接続し、LSIチップの裏面に放熱フィンを取り付けたモジュ−ル構造において、接続された個々のLSIチップ裏面の高さに従って、放熱フィンのLSIチップ裏面と接着される部分に凹みまたは段差を設け、放熱フィンと複数のLSIチップ裏面との接着層厚さを均一にしたことを特徴とするマルチチップモジュ−ル。
【請求項2】請求項1において、LSIチップ以外の搭載電子部品の実装高さに従って、電子部品が放熱フィンと接触しないように、電子部品と対向する放熱フィン面に凹みまたは段差を設けたことを特徴とするマルチチップモジュ−ル。
【請求項3】2個以上のLSIチップを基板にフリップチップ接続し、LSIチップの裏面に放熱フィンを取り付けたモジュ−ル構造において、接続された個々のLSIチップ裏面の高さに従って、LSIチップ裏面に塗布する接着剤厚さを変化させ、複数のLSIチップ裏面に塗布された接着剤上面の高さがすべて基板上面から見て同一となるようにして放熱フィンを取り付けたことを特徴とするマルチチップモジュ−ル。
【請求項4】請求項3において、LSIチップ以外の搭載電子部品の実装高さに従って、電子部品が放熱フィンと接触しないように、電子部品と対向する放熱フィン面に凹みまたは段差を設けたことを特徴とするマルチチップモジュ−ル。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチチップモジュ−ルに関し、特に複数のLSIチップをフリップチップ接続し、チップ裏面に放熱フィンを取り付けた構造のマルチチップモジュ−ルに関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器の高機能化に伴って、用いられるLSIは高集積化、多ピン化の傾向にあり、LSIパッケ−ジは大型化して行く。しかしこのような従来の大型LSIパッケ−ジを用いた実装では、LSI間の距離が大きくなり、高機能化、特に高速化に限界が生じると共に、電子機器の小形化を推進する上で問題であった。このような問題を解決する手段として、複数の裸のLSIチップを基板に実装するマルチチップモジュ−ルが各種提案されている。例えば、裸のLSIチップを基板に直接ワイヤボンディングで接続する方法や、リ−ド付のテ−プを用いたTAB(Tape Automated Bonding)や、裸のLSIチップの素子形成面を基板と対向させて、はんだバンプで接続するフリップチップ接続などがある。この中でフリップチップ接続は、実装面積および接続リ−ド長が最も小さく、小形化、高速化に適した実装技術の一つである。一方、このフリップチップ接続の課題の一つとして、LSIチップからの放熱の問題があり、この点を考慮した提案として、特開平4−58551がある。
【0003】これは、基板に複数の裸のLSIチップをフリップチップ接続し、チップ裏面に金属板を介してあるいは直接にヒ−トシンクを取り付けて、放熱を行うものである。この方法によれば、LSIチップで発生する熱の放熱経路を短く且つ、放熱面積を広くとれることになり、熱抵抗を小さくできる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術によるマルチチップモジュ−ルでは、複数チップがフリップチップ接続された状態で個々のチップ高さが異なるときに、複数チップに対して一括してヒ−トシンクあるいは放熱フィンを確実に接続する方法に関して開示されていなかった。即ち、個々のチップ高さが異なるために、チップと放熱フィンとの間の接着層の厚さに大きなバラツキがでたり、接着力不足、接着不良が発生する危険性があった。
【0005】本発明の第一の目的は、フリップチップ接続を用いたモジュ−ルにおいて、複数チップと放熱フィンの間の接着層の厚さを均一にしたマルチチップモジュ−ルを提供することであり、第二の目的は、接着不良の発生のない構造のマルチチップモジュ−ルを提供することにある。また第三の目的は、チップ近くにチップよりも高さの高い他の電子部品を搭載するときに、電子部品に放熱フィンが接触しないように取り付ける構造を、上記第一の目的もしくは第二の目的と合わせて実現することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成するために、フリップチップ接続された個々のLSIチップ裏面の高さに従って、放熱フィンのLSIチップ裏面と接着される部分に凹みまたは段差を設けて、放熱フィンと複数のLSIチップ裏面との接着層厚さを均一にした。
【0007】また、上記第二の目的を達成するために、フリップチップ接続された個々のLSIチップ裏面の高さに従って、LSIチップ裏面に塗布する接着剤厚さを変化させ、複数のLSIチップ裏面に塗布された接着剤上面の高さがすべて基板上面から見て同一となるようにして放熱フィンを取り付けた。
【0008】また、上記第三の目的を達成するために、LSIチップ以外の搭載電子部品の実装高さに従って、電子部品が放熱フィンと接触しないように電子部品と対向する放熱フィン面に凹みまたは段差を設けた。
【0009】
【作用】フリップチップ接続された個々のLSIチップ裏面の高さに従って、放熱フィンのLSIチップ裏面と接着される部分に設けた凹みまたは段差は、複数のLSIチップ裏面に接着剤を均一の厚さで塗布した後、放熱フィンを基板に対して平行になるようにしてチップに押しつけることにより、複数のLSIチップ裏面の接着層厚さが均一に形成される働きをする。
【0010】また、フリップチップ接続された個々のLSIチップ裏面の高さに従って塗布する厚さを変化させ、接着剤上面の高さがすべて基板上面から見て同一となるようにした構造は、その後放熱フィンを基板に対して平行になるようにしてチップに押しつけることにより、個々のLSIチップ裏面が確実に放熱フィンに接着される働きをする。
【0011】
【実施例】本発明の第一の目的および第三の目的にかかわる実施例を図1を用いて説明する。モジュ−ル基板1はガラスエポキシ等のプリント基板や、アルミナ等のセラミック基板などである。複数のLSIチップ21、22、23は、はんだバンプ3により、素子形成面を下向きにして基板1にフリップチップ接続される。LSIチップ21、22、23は、一般には品種、メ−カ−などが異なり、チップ厚さ、はんだバンプ3のピッチ及び大きさ等が異なるため、フリップチップ接続された後のチップ裏面高さがそれぞれ異なる。次に、これらのチップ裏面に高熱伝導接着剤4を均一の厚さに塗布する。この厚さは、必要な熱抵抗を考慮して決定される。高熱伝導接着剤4は、例えばシリコ−ンを基材としたAgペ−スト等である。上記LSIチップ21、22、23に取り付ける放熱フィン5には、LSIチップ21、22、23のフリップチップ接続後の高さに応じて、段差6を設ける。図1では、最も高さの低いLSIチップ21に接着される放熱フィン5の底面を基準面として、LSIチップ22、23の高さとLSIチップ21の高さの差分だけ段差6を研削などにより形成した。上記放熱フィン5を基板1に平行に基板1の上方よりLSIチップ21、22、23に近付けてくると、LSIチップ21、22、23の裏面に塗布した高熱伝導接着剤4は同時に上記放熱フィン5の底面と接触する。更に必要な荷重を加えて、高熱伝導接着剤4を加熱硬化させる。以上のようにして、フリップチップ接続された後のチップ裏面高さがそれぞれ異なるLSIチップ21、22、23と放熱フィン5との間の高熱伝導接着剤4の厚さを均一に形成する。更に、LSI以外の電子部品、例えばチップコンデンサ7をできるだけLSIチップ21、22、23に近付けて基板1に搭載するときに、チップコンデンサ7の実装高さがLSIチップ21の実装高さよりも高くなる場合は、放熱フィン5に凹み8を設けて、放熱フィン5とチップコンデンサ7が接触しない構造とする。本実施例によれば、フリップチップ接続された後の高さがそれぞれ異なる複数のLSIチップ裏面に対して、一括して放熱フィンを均一な厚さの接着層で取り付けることができ、必要な熱抵抗を満足させることができる。また、LSI以外の必要な電子部品を、放熱フィン取り付けの邪魔にならないようにLSIチップ近傍に搭載でき、高密度に実装されたマルチチップモジュ−ルを実現できる。
【0012】次に、本発明の第二の目的および第三の目的にかかわる実施例を図2及び図3を用いて説明する。本実施例はLSIチップ21、22、23の発熱が比較的少なく、放熱フィン5を取り付ける高熱伝導接着剤4の厚さをある程度厚くしても必要な熱抵抗を満足させることができる場合に適用される。放熱フィン5のLSIチップ21、22、23に接着させる底面は特に加工を施さず平坦なものを用いる。フリップチップ接続された後の高さがそれぞれ異なる複数のLSIチップ21、22、23の裏面にはその高さに従って厚さを変えた高熱伝導接着剤4を塗布する。即ち、図3に示すように、LSIチップ21、22、23の裏面に塗布した高熱伝導接着剤4の上面高さが同一高さaになるようにする。また、LSIよりも背の高い他の電子部品9に対向する放熱フィン5の底面には凹み8を設ける。本実施例によれば、加工工数の少ない安価な放熱フィンを、フリップチップ接続された後の高さがそれぞれ異なる複数のLSIチップ裏面に、接着不良を発生させずに確実に取り付けることができる。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、フリップチップ接続を用いたモジュ−ルにおいて、フリップチップ接続後の高さが異なる複数チップと放熱フィンの間の接着層の厚さを均一にした、熱抵抗の小さいマルチチップモジュ−ルを実現できる。また、接着不良の発生のない構造のマルチチップモジュ−ルを実現できる。また、チップ近くにチップよりも高さの高い他の電子部品を搭載した上記マルチチップモジュ−ルを実現できる。




 

 


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