专利名称：集成电路元件用连接模块及适用于它的集成电路元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及从集成电路元件的背面引出信号线的连接模块以及适用于连接模块的集成电路元件。
装配在印刷电路板上的半导体集成电路元件的高速信号输入输出一般通过形成在印刷电路板上的微带线(Microstrip line)或带状线(Stripline)进行。即，将印刷电路板多层化，形成带状线或微带线，作为阻抗匹配的传输线路使用。
但是，在上述结构中印刷电路板的介电常数、布线图形的电容、电感等都必须满足适于高速信号传送的条件，这样，系统的开发设计需要高度的技术，不仅如此，还必须解决噪声和串音的问题，从技术性和经济性看都存在较大问题。
为使高速系统工作，需要使用电源电压不同的各种各样半导体器件，为此，向这些半导体器件供电的各层必须相互隔离设置在印刷电路板内，但是，采用这样的结构，又将引起信号传送电路的电气特性变坏，因此，当要达到更高速的系统时就面临技术上的困难。此外，上述结构也易产生噪声和串音，这也成为系统高速化的障碍。
例如在液晶显示装置中高速传送数据时采用的传送方式中有LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)接口，这种LVDS接口是被EIA644/IEEE1596.3标准化的小振幅高速差动接口，对应于最高频率500MHz的通信。LVDS规格的差动驱动器(半导体器件)内藏4信道的电路，各信道输出100MHz的差动信号，可以到达400Mbps的数据传送率。
将这样的LVDS差动驱动元件实装在印刷电路板时，必须在印刷电路板上信号线间设置地线形成微带线，构成仿真同轴电路，排除串音和噪声。
但是，由于该仿真同轴电路并不是完全的同轴电路，即使制作在上述多层化的印刷电路板上，也不能避免串音与噪声的混入，其结果是高速传送的方形波产生讹音，不一定适于数据的高速传送。
同样的问题也产生在力图高速化的微处理机领域，现在CPU与芯片组间的传送频率为133MHz～200MHz，将来将达到400MHz～800MHz，现在的印刷电路板技术能否适应这样高速的信号传送存在诸多疑问。
本发明的目的之一是提供连接模块，以实现对集成电路元件的高速信号传送。
本发明的目的之二是提供带上述那样的连接模块的集成电路元件。
本发明的目的之三是提供适于安装连接模块结构的集成电路元件。
本发明涉及与集成电路元件50,50A,50B相连接的连接模块30,30A,30B，集成电路元件具有背面电极52，背面电极位于衬底的背面51上，背面是与衬底面对印刷电路布线板70一面相反的一面。该连接模块包含连接器1,1A,1B和便于将连接器安装在集成电路元件的上的安装结构2,2A,2B,12,12A,12B，连接器具有与背面电极电气连接的接点15。
括号内的英文数字表示下面叙述的实施方式中对应的构成要素，本发明并不仅仅限于该实施方式，以下，该项相同。
本发明采用背面具有背面电极的集成电路元件，其背面位于与布线衬底相对的衬底面的相反一侧，由布线衬底外的电路实现对集成电路元件的高速信号传送。即，本发明的连接模块用将连接器安装在集成电路元件上的办法，实现从集成电路元件的信号线引出，而连接器具有与集成电路元件背面电极相连接的接点。这样，由确保布线衬底外的传送线路的办法，排除信号间的串话与噪声，实现良好的高速信号传送。
特别是，当传送50MHz以上频率的高速信号时，采用连接模块分派引出信号线，上述效果更加明显。
集成电路元件最好在其与布线衬底相对的一面有电极63,64，而在其背面有背面电极52，这时，高速传送必要的信号(例如，50MHz以上的信号)分派给背面电极。通过布线衬底外的信号传送电路很好的实现高速信号传送。
所述连接模块最好包含有与连接器连接的布线部材3,90。
按照这种结构，由与连接器相连的布线部材通过布线衬底外的传送电路，可以实现与其他电子部件的信号传送。
上述布线部材最好具有仿真同轴结构。
按照这种结构，构成的信号传送路可以排除信号间的串话和噪声的影响。
这种情况下，仿真同轴结构可以由微带线或带状线构成，也可将信号线设置在地线之间构成，也可由双绞电缆构成其他类型的连接结构。
上述安装结构最好包含有能够固定在集成电路元件的背面、可与连接器插合的连接部件2,2A,2B。
按照这种结构，将连接部件固定在集成电路元件的背面，将连接器插合进连接部件，使连接器与集成电路元件的背面电极达成电气连接。
所述安装结构中最好进一步包含锁定机构12,22；12A,12B,24，以使连接器与连接部件保持插合状态。
按照这种结构，由于锁定机构使连接器与连接部件保持插合状态可以确保连接模块与集成电路元件保持电气连接状态，由此，可以确保布线衬底外信号传送电路的可靠性。
所述连接部件最好组合进冷却机构80以冷却集成电路元件。
按照这种结构，由于安装在集成电路元件背面的连接部件添加了冷却机构，集成电路元件就没有散热不良的问题，因此本发明的连接模块适用于发热量较多的集成电路元件，确保布线衬底外的信号传输电路。
冷却机构也可由另一方法构成，即在连接模块上形成散热片，使连接模块兼有热沉的功能，此外，冷却机构也可以是安装在连接模块上的冷却风扇。
本发明的集成电路元件，包括集成电路元件本体和安装在集成电路本体背面的连接模块，集成电路元件的背面有背面电极，集成电路元件的背面位于与布线衬底相对的衬底面的相反一侧。
按照这种结构，集成电路元件能够通过布线衬底外的信号传送电路进行信号的授受，这样，由于依靠对高速信号限制较少的布线衬底以外的良好信号传送电路进行传送，可以实现集成电路元件的高速工作。
与本发明一种实施方式相关的集成电路元件包含集成电路元件本体和连接部件。集成电路元件的背面有背面电极、其背面位于与布线衬底相对的衬底面的相反一侧，连接部件固定在集成电路元件本体的背面上，并能与连接器插合，连接器具有与背面电极电气连接的接点。
按照本发明，连接部件固定在集成电路元件本体的背面，因此，由所述连接模块的连接器与该连接部件连接，很容易用作布线衬底外的信号传送电路。
连接部件也可以与集成电路元件的模制树脂一起形成。所谓的集成电路元件的模制树脂是另体的连接部件，它通过粘结剂、超声波溶接、由插合爪的插合等适当的固定手段固定在集成电路元件本体上。
参照附图和下面关于实施方式的说明可以清楚了解本发明的目的、特征及效果。
下面简要说明附图
图1A和图1B是说明与本发明第1实施方式相关的连接模块构成的立体图。
图2是表示将连接器插合到连接部件状态的剖视图。
图3是将连接器的外壳剖开，显示其内部结构的立体图。
图4是连接器及FPC电缆的仰视图。
图5A是从图4的ⅤA-ⅤA切断线看的剖视图，图5B是从图4的ⅤB-ⅤB切断线看的剖视图。
图6是说明与本发明第2实施方式相关的连接模块构成的立体图。
图7A显示将连接器安装在连接部件上的状态的立体图，图7B是说明连接器拆卸操作的立体图。
图8A和图8B是说明与本发明有关的第3实施方式相关的连接模块结构的立体图。
图9显示由对绞电缆形成仿真同轴传输线路例子的立体图。
连接模块30具有连接部件2和连接器1，连接部件2呈偏平长方体形状、由粘接剂固定在半导体集成电路元件50的背面51上，连接器1可以对连接部件2自由装卸，连接部件2在背面电极52的上方，具有一个能与连接器1插合的插合凹糟21，在插合凹糟21的上方形成锁定用孔22，以使在与连接器1插合后将连接器1锁定在连接部件2上。
连接器1具有支架11和插合片12,FPC(挠性印制电路)电缆3从支架11的后面引出，插合片设在支架11上，断面呈逆L字形状。在插合片12的前端形成锁定爪13，它与锁定孔22插合锁定连接器1。从图1A的状态将连接器1推进入连接部件2，连接器1的支架11插入插合凹处21，在插入终端位置锁定爪13陷入锁定孔22内，成为图1B状态，连接器1锁定于连接部件2。
图2示出连接器1插合进连接部件2的剖面图。图3是切开连接器1的支架11显示其内部结构的立体图。连接器1具有贯通支架11后面的多个接点15。靠接点自身的弹簧弹力，接点15的前端与集成电路元件50的背面电极52压接形成接点15a。多个接点15的各接点15a配置在支架11下面形成的凹糟11a内。
接点15的后端15b从支架11的后面引出到外面，并与在FPC电缆3的下面3b(与插合片12相反一面的表面)形成的微带导体31的接合面32焊接。
集成电路元件50经由树脂57将多层布线衬底55和半导体芯片56模制构成。多层布线板55的内部形成多层导电膜58，通过形成在通孔59内的导电膜58达到层间的连接。在多层布线板55面对衬底面55a一侧的中央部位形成凹糟60，在凹糟60内收容半导体芯片56，由模制树脂61密封。
通过焊线62将半导体芯片56与多层布线板55的导电膜58电气连接，在多层布线板55面对衬底面55a处避开凹糟60的地方二维配置着从树脂57显露出的多个接合面63，在各接合面63上配置着焊球64，多层布线板55内的导电膜58与通孔59构成连接多个焊线62和接合面63之间的内部布线，多个焊线62与半导体芯片56连接。
背面电极52显露在集成电路元件50的背面51，背面电极52通过多层布线板55内的电导膜58以及焊线62与半导体芯片56电气连接。
集成电路元件50载置在印刷电路布线板70上，放入反射糟内，由此溶融焊球64使集成电路元件50连接到印刷电路布线板70上。
图4是连接器1和FPC电缆3的俯视图。接点15的后端15b引出到支架11的外面，与在FPC电缆3的下面3b形成的微带导体31的接合面32分别用焊锡连接。微带导体31以地线31G夹着信号线31S形成多根平行的线，而且，各微带导体31的连接器1一侧接合面32显露出来，而在FPC电缆3与连接器1相反的一侧的端部接合面33显露出来。
图5A是从图4的ⅤA-ⅤA切断面线看的剖视图，图5B是从图4的ⅤB-ⅤB切断面线看的剖视图。图5A和图5B是按图1A和1B中FPC电缆3的姿态的上下关系将FPC电缆3的剖面的一部分放大后展示出来。FPC电缆3的表面无论上面3a和下面3b都用绝缘披覆膜35覆盖，仅在接合面32、33处披覆膜35被去掉。如上所述，信号线31S被地线31G夹住，在地线31G中央位置的多个地方，在FPC电缆3上形成贯通孔36，就是说，通孔36从FPC电缆3的下面3b开始，贯通构成地线31G的微带导体31和FPC电缆3的基材37，到达FPC电缆3的上面3a，在FPC电缆3的上面3a一侧，在基材37的整个面上形成导电膜38，导电膜38位于与FPC电缆3的连接器1相反一侧，与地电位连接。
按照上述实施方式的结构，集成电路元件50在其背面51上有背面电极52，通过连接器1FPC电缆3与背面电极52相连接，这样集成电路元件50的信号线除了通过印刷电路布线板70引出外，还可以通过FPC电缆3引到外面。这样，如果事先构成多层布线衬底55，使50MHz以上的高速传送必须的信号(例如从LVDS驱动器来的信号)可以通过背面电极52授受的话，就可以通过印刷电路布线板70以外的传送电路传送高速信号。这样，通过FPC电缆3高速传送的信号不受通过印刷电路布线板70传送信号的影响，可以防止因串话和噪声引起的波形混乱。而且，由于FPC电缆3具有仿真同轴传送路形态(仿真同轴传送路由地线31G夹住信号线31S配置的微带导体31形成)，可以有效的排除信号间的串音及外部噪声的影响。
图6是说明与本发明第2实施方式相关的连接模块30A结构的立体图。在图6中，与图1A和图1B所示各部相同的部分，都标以与图1A和图1B中相同的参考符号。
在该实施方式中，在背面51上具有背面电极52的集成电路元件50A具有与第1实施方式中集成电路元件50同样的内部构造，只是在背面51上一体化的设有长方形连接部件2A是不同的。就是说在将集成电路元件50A的内部多层布线衬底和半导体芯片树脂模制化时，同时成型连接部件2A。在该实施方式中，该连接部件2A就平面来看其大小比集成电路元件50A的本体(除掉连接部件2A的部分)还要小。
在与连接器1A相对的位置上形成可与连接器1A插合的插合凹糟21A，而连接器1A与连接部件2A一起构成连接模块30A，在该插合凹糟21A内背面电极52显露出来。在连接部件2A上，与连接器1A插入方向平行的两侧面23处分别形成锁定用凹糟24。
另一方面，连接器1A具有支架11A，一对锁定爪12A,12B和一对压缩螺旋弹簧18A、18B，支架11A可以插入到连接部件2A插合凹糟21A内，锁定爪12A、12B设在该支架11A的两侧面，压缩螺旋弹簧18A、18B将锁定爪12A、12B固定在锁定位置。
在支架11A的两侧面，有上下一对的支架凸起16A、16B凸出来，安装在该支架凸起16A、16B上的轴19A、19B分别支掌起锁定爪12A、12B，使它可以自由转动。锁定爪12A、12B的前端有插合端12a与连接部件2A的锁定用凹糟24插合，在其后端有操作部12b接受从螺旋弹簧18A,18B来的向外的力，在它们之间的位置上支撑着轴19A,19B。
从支架11A的后面引出FPC电缆3，该FPC电缆3的结构以及FPC电缆3与支架11A内接点的连接结构都与第1实施方式相同。连接器1A的接点结构也与第1实施方式的接点15的结构相同。
图7A显示将连接器1A安装进连接部件2A状态的立体图。在安装连接器1A时，从图6所示状态，用手指挟住锁定爪12A、12B的操作部，使锁定爪12A、12B的插合端12a处于扩展开的状态，将连接器1A推进到连接部件2A里。将支架11A插入插合凹糟21A直到插入完了位置后，将手离开锁定爪12A、12B，这样，由于螺旋弹簧18A,18B的作用，锁定爪12A,12B的插合端12a就与锁定用凹糟24插合，成为图7A的状态。连接器1A与连接部件2A保持在插合状态。
取出连接器1A时，如图7B所示，用手指从两侧挟住一对锁定片12A、12B的操作部12b，解除锁定片12A,12B与锁定用凹糟的插合状态，在这种状态下，使连接器1A从连接部件2B后退即可。
图8A和图8B是说明与本发明第3实施方式相关的连接模块30B结构的立体图。在图8A和图8B中，与上述图1A和图1B所示相同的部分，都标以同样的参考符号。
在该实施方式中，在背面51上含有背面电极52的集成电路元件50B(全体对应于集成电路元件本体)的相对方向的一对侧面上形成插合凹糟68,69以与连接部件2B插合，集成电路元件50B的内部结构与第1实施方式的集成电路元件50一样。
连接部件2B形成扁平长方体形状，在与插合凹糟68,69相对应的位置上设置有一对插合爪25凸出向着集成电路元件50B，在插合爪25的先端(下端)有向内呈L字形弯曲的爪部25a，由爪部25a与在插合凹糟68,69下方形成的段部的插合，使连接部件2B与集成电路元件50B牢牢固定一起，这种固定状态如图8B所示。
在这种实施方式中，在连接部件2B的中央位置设置了冷却风扇80，以从背面51处冷却集成电路元件50B。与第1及第2实施方式一样，在连接部件2B面对背向电极52的位置上形成可收容连接器1B的插合凹糟21B，连接器1B与连接部件2B一起构成连接模块30B。
连接器1B除没有插合片12外，具有与第1实施方式连接器1相同的结构，FPC电缆3与连接器1B连接。
图8B示出连接器1B插入插合凹糟21的状态，在这种状态下连接器1B所具有的多个接点分别与集成电路元件50B的背面电极52电连接。
该实施方式的结构中，安装在集成电路元件50B的背面51上的连接部件2B上设置了冷却风扇80，这样，集成电路元件50B可以得到有效的冷却，因此，即使集成电路元件50B发热量很多，也不会发生误动作。
以上，就本发明的三种实施方式进行了说明，本发明还可以具有其他的实施方式，例如，在上述第3实施方式中，虽然连接器1B必须设置锁定机构，但是也可以用具有图1A及图1B所示的插合片12的连接器1代替连接器1B，这种情况下，与图1A和图1B的连接部件2一样，预先在连接部件2B上形成锁定用孔22，使插合片12插合在锁定用孔即可。
此外，在上述实施方式中，我们以与集成电路元件的背面51平行的方向上引出FPC电缆3构成的连接器为例进行了说明，假如集成电路元件的周围不具备引出FPC电缆3所需的充足的空间，也可以采用沿与集成电路元件50的背面51垂直方向上引出布线的结构，这时，连接部件最好具备在背面51上沿垂直方向(上方)开口的连接插合凹糟。
另外，在上述实施方式中，以在FPC电缆3上形成微带导体构成仿真同轴传输线为例进行了说明，也可以如图9所示将信号用导线90S和接地用导线90G捻合成对绞电缆构成仿真同轴传送路，此外，也可以用扁形电缆和FFC电缆(挠性扁形电缆)形成从连接器1到其他电子部件的信号传送路，由此构成仿真同轴传送路，当然也可以用同轴电缆进行连接器1等与其他电子部件间的信号传送。
在上述第3实施方式中，在连接部件中设置了冷却风扇进行集成电路元件的冷却，也可以在连接部件中形成冷却风扇，并将该连接部件兼用作冷却集成电路元件的散热器。
在上述实施方式中，连接部件与集成电路元件的结合采用了粘接、一体成型或者用插合爪的机械结合等方法，除此之外，也可用超声焊接、压入等其他的结合手段。在使用超声波熔接的时候，在集成电路元件的背面预先形成孔，而在连接部件一侧，与这些孔相对应，预先形成树脂凸起，在连接部件放置到集成电路元件背面的状态下，从外部加上超声波使树脂凸起溶融，从而使连接部件和集成电路元件接合。使用压入方法时，在集成电路元件50上预先形成压入糟或压入孔，在连接部件一侧设置能压入压入槽或压入孔的凸起即可。
在上述实施方式中采用连接部件将连接器安装在集成电路元件上，假如不使用连接部件，也可以用粘接、超声波溶接、插合爪等适当的安装手段将连接器直接安装在集成电路元件背面。
以上，就本发明的实施方式进行了详细的说明，这些仅仅是为了说明本发明技术内容的具体例子，本发明并不仅限于这些具体例子，本发明的精神与范围由发明的权利范围限定。
权利要求
1．一种连接模块，其特征在于，是与集成电路元件相连接的连接模块；集成电路元件的背面有背面电极，所谓背面就是与集成电路元件衬底面对印刷电路布线板一面相反的面；连接模块包含连接器和将连接器安装在集成电路元件上的安装结构，连接器具有与背面电极电气连接的接点。
2．根据权利要求1所述的连接模块，其特征在于，还包含与连接器连接的布线部材。
3．根据权利要求2所述的连接模块，其特征在于，所述布线部材具有仿真同轴结构。
4．根据权利要求1所述的连接模块，其特征在于，安装结构可以固定在集成电路元件的背面，并包含可与所述连接器插合的连接部件。
5．根据权利要求4所述的连接模块，其特征在于，所述安装结构还包含使所述连接器与所述连接部件保持插合状态的锁定结构。
6．根据权利要求4所述的连接模块，其特征在于，在所述连接部件中组合了为了冷却集成电路元件的冷却结构。
7．一种集成电路元件，其特征在于，是带有连接模块的集成电路元件，包括集成电路元件本体和连接模块；集成电路元件本体的背面有背面电极，所谓背面就是与面向印刷电路布线板的衬底面相反的一面；连接模块是安装在该集成电路元件主体的所述背面的、根据权利要求1至6中任一权利要求所述的连接模块。
8．根据权利要求7所述的集成电路元件，其特征在于，所述背面电极是能够输入输出50MHz以上频率信号的电极。
9．一种集成电路元件，其特征在于，是包含集成电路元件本体和连接部件的集成电路元件；集成电路元件本体的背面有背面电极，所谓背面就是与面向印刷电路布线板的衬底面相反的一面；连接部件固定在该集成电路元件本体的所述背面并可与连接器插合，连接器具有与所述背面电极电气连接的点。
全文摘要
与背面51上有背面电极52的集成电路元件50,50B,50B连接的连接模块30,30A,30B,所谓背面51是与面向印刷电路布线板70的衬底面相反的一面。连接模块具有连接器1,1A,1B和安装结构2,2A,2B,12,12A,12B,连接器1,1A,1B具有与背面电极52电气连接的接触点15,安装结构2,2A,2B,12,12A,12B将连接器1,1A,1B安装在集成电路元件50,50B,50B上。
文档编号H01R13/639GK1320966SQ0111545
公开日2001年11月7日 申请日期2001年4月26日 优先权日2000年4月27日
发明者宫泽雅昭, 保坂泰司 申请人:日本压着端子制造株式会社