(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板上に実装される第２の基板と、
前記第２の基板上に実装されるＬＳＩチップと、
前記第２の基板に積層され、前記ＬＳＩチップと同等の熱膨張係数を有する補強板とを含み、
前記ＬＳＩチップ及び前記第２の基板は、シリコンで形成され、
前記第２の基板は、
前記ＬＳＩチップの入出力パッドを介して前記ＬＳＩチップと接続され、
接続用パッド、及び、前記ＬＳＩチップの入出力パッドと前記接続用パッドとを接続する配線を有し、
前記接続用パッドを介して前記第１の基板に接続され、
前記配線により前記ＬＳＩチップの入出力パッドのピンのピッチが前記接続用パッドのピンのピッチまで展開されていることを特徴とするＬＳＩチップの実装構造。
【請求項２】
前記第２の基板は、第１の面と第２の面とを有し、
前記第１の面において、前記ＬＳＩチップの入出力パッドを介して前記ＬＳＩチップと接続されるとともに、前記第１の面に前記接続用パッドが設けられ、
前記第２の面に前記補強板が積層されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＳＩチップの実装構造。
【請求項３】
前記補強板は窒化アルミの板であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載のＬＳＩチップの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＳＩチップの実装構造に関するものであり、特にシリコン基板ボールグリッドアレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩパッドの微細化は急速に進んでいる。これは、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）実装、フリップチップ実装が普及してきたことを示している。回路実装学会誌（ＶＯＬ．１１  Ｎｏ．７  ＮＯＶ．１９９６）Ｐ．４６９の図に示すように、現在ではボールグリッドアレイに搭載するＬＳＩについてもフリップチップ実装することが一般的になってきている。簡単な断面図を図４に示す。プリント基板にフリップチップ実装をする場合、図４にも示すような通常の貫通スルーホールのプリント基板６ではフリップチップを受けるパッドを製造することができないため、表面にビルドアップ層を１〜２層形成し、微細なパッドを製造している。図４では、ビルドアップ層１１がコア基板１２の両表面に形成されている。また、ＣＯＢ（チップ・オン・ボード）をフリップチップ実装で行う場合を図５に示す。ＣＯＢは、フリップチップＬＳＩを基板に直接搭載する実装方式である。図５において、ＬＳＩ１を実装するために、ビルドアップ配線基板２１はビルドアップ層２０を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その微細化されたフリップチップを実装する実装基板、ケース基板についてその進歩はＬＳＩの進歩に対して決して早いとは言えない。現在、２０００ピンクラスのＬＳＩを実装するためにはビルドアップ層は４層必要となる。多層化することは非常に困難なことであり、価格の上昇の要因となってしまう。ＬＳＩのパッドにおいて更なる微細化が進んだ場合、ビルドアップ層は多層化、微細化を進める必要がある。
【０００４】
また、ＣＯＢに用いるビルドアップ基板のビルドアップ層は、フリップチップを搭載するエリアだけに形成することはできないため、フリップチップ用多ピンＬＳＩが１個でも搭載する場合には、基板全面をビルドアップ層を形成する。そのためビルドアップ基板は面積が大きくなると歩留まりの低下、コストの上昇を招くことになる。
【０００５】
ビルドアップ基板の他に、従来技術による微細化配線が可能な基板としては、ガラスセラミックのベース基板の上に銅のパターンとポリイミドとを積層した基板もあるが、これはビルドアップ基板以上に高価でありコストアップの原因になる。
【０００６】
本発明の目的は、ＬＳＩのプロセスを使用することによりＬＳＩの微細化に対応したＬＳＩチップの実装構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第１の基板と、前記第１の基板上に実装される第２の基板と、前記第２の基板上に実装されるＬＳＩチップと、前記第２の基板に積層され、前記ＬＳＩチップと同等の熱膨張係数を有する補強板とを含み、前記ＬＳＩチップ及び前記第２の基板は、シリコンで形成され、前記第２の基板は、前記ＬＳＩチップの入出力パッドを介して前記ＬＳＩチップと接続され、接続用パッド、及び、前記ＬＳＩチップの入出力パッドと前記接続用パッドとを接続する配線を有し、前記接続用パッドを介して前記第１の基板に接続され、前記配線により前記ＬＳＩチップの入出力パッドのピンのピッチが前記接続用パッドのピンのピッチまで展開されていることを特徴とするＬＳＩチップの実装構造が得られる。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図１〜図３を参照して詳細に説明する。１はＬＳＩチップである。ＬＳＩチップ（ベアチップ）１は回路面に入出力パッド８（図２参照）を有するベアチップである。入出力パッド８は０．１ｍｍピッチで２０００ピンを配列している。図２に示すようにＬＳＩチップ１の外形は１０ｍｍでほぼフルグリッドに入出力パッド８を配列している。３はシリコン基板であり、信号層１層、ＧＮＤ、及び電源層からなる。
【００１５】
シリコン基板３には、シリコン基板３とプリント基板６を接続するＰＷＢ（プリンテッド  ワイヤリング  ボード）接続パッド９が形成されている。シリコン基板３の内部の配線は入出力パッド８とＰＷＢ接続パッド９を接続するものである。配線ルールはＬＳＩチップ１内部よりも粗いが、０．１ｍｍピッチのパッドに対しては配線層１層で十分に引くことができる。配線ルールは最も微細なところで線幅及び間隙をそれぞれ０．０１ｍｍ及び０．０１ｍｍとした。φ０．６ｍｍのＰＷＢ接続用パッド９は１．０mmピッチで２０００個二次元に配列している。
【００１６】
ＬＳＩチップ１の入出力パッド８のピンのピッチはＰＷＢ接続パッド９のピンのピッチまで展開することができることに本発明の特徴がある。シリコン基板１の外形は図３に示すように、５０mm程度であり、その板厚は１ｍｍ程度である。
【００１７】
４は窒化アルミの板であり、その板厚は１ｍｍである。窒化アルミ板４は、シリコン基板３の補強のために使用している。窒化アルミは熱膨張係数がシリコンに近くシリコンと接着する場合に反りが小さいという優れた効果を有する。また、熱伝導率も高いためＬＳＩの発熱を放出する役目を果たすことができる。尚、本実施の形態では上記補強板として窒化アルミ板を用いたが、熱膨張係数がシリコンに近く、熱伝導率が高い材料で形成されていれば他の材料でもよい。
【００１８】
２はシリコン基板３と窒化アルミ板４を機械的に接合するための接着剤である。接着剤には接合の信頼性が必要であることはもちろん、熱の伝達経路にもなるため熱伝導率の良いものを選択する必要がある。本実施の形態では、熱伝導率の良いＡｇ（銀）を含んだエポキシ接着剤を使用している。接着剤の厚さは１００μm以下となるようにコントロールすることが望ましい。
【００１９】
５は、シリコン基板３とプリント基板６を電気的に接続するはんだバンプである。ＬＳＩの高さが０．５〜０．６ｍｍあるため、はんだバンプ５は０．８ｍｍ程度を確保する必要がある。はんだバンプ５は高温はんだ等のコアを入れることにより高さをコントロールすることができるが、共晶はんだのはんだボールだけでも良い。
【００２０】
６はプリント基板である。本発明のシリコン基板ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）を使用することによりプリント基板は微細化を行うこと無しに多ピンＢＧＡを実装することができるため、本実施の形態では、通常のプリント基板を使用することができる。
【００２１】
以下、本発明の実装構造を有するシリコン基板ボールグリッドアレイの組立方法について述べる。まず、窒化アルミ板４とシリコン基板３を接着する。接着剤はＡｇエポを使用した。次に、ＬＳＩチップ１をシリコン基板３上にフリップチップ実装した後、アンダーフィル７で樹脂封止する。基板、ＬＳＩ共にシリコンで同じ材料であるため、アンダーフィルは本来の目的では必要としないが、取り扱いを容易にするため本実施例ではアンダーフィルを充填している。しかしながらアンダーフィルを充填しなくても以下に述べる本発明の効果は得られる。最後に、半田ボールをシリコン基板３上に取り付けることにより、シリコン基板ボールグリッドアレイが完成する。これを、プリント基板６上に搭載した図が図１である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、シリコン基板を採用して、補強板を貼り付けることにより、シリコン基板上でＬＳＩのパッドピッチをＰＷＢのパッドピッチまで展開して半田ボールに接続させて、シリコン基板ＢＧＡとしているので、ＬＳＩと同じ材料、プロセスを使用することができる。したがって、ＬＳＩパッドピッチの微細化に対して、基板の微細化を同等に進歩させることができる。
【００２３】
また、多層化を行う必要が無く、ビルドアップ基板、ポリイミド基板の様な多層化による歩留まりの低下、コストのアップを抑えることができる。
【００２４】
また、シリコン基板ＢＧＡはＬＳＩと同じ材料を使用しているため、反りが少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＬＳＩチップの実装構造を説明するための図である。
【図２】ＬＳＩチップの構造を示した図である。
【図３】本発明のＬＳＩチップの実装構造を有するシリコン基板の構造を示した図である。
【図４】従来のＬＳＩチップの実装構造の一例を説明するための図である。
【図５】従来のＬＳＩチップの実装構造の他の例を説明するための図である。
【符号の説明】
１   ＬＳＩチップ
２   接着剤
３   シリコン基板
４   窒化アルミ板
５   はんだバンプ
６   プリント基板
７   アンダーフィル
８   入出力パッド
９   ＰＷＢ接続パッド
１０，２１    ビルドアップ配線基板
１１，２０    ビルドアップ層
１２   コア基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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