JPH05206379A - Multichip module and its manufacture - Google Patents

Multichip module and its manufacture

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JPH05206379A
JPH05206379A JP4203390A JP20339092A JPH05206379A JP H05206379 A JPH05206379 A JP H05206379A JP 4203390 A JP4203390 A JP 4203390A JP 20339092 A JP20339092 A JP 20339092A JP H05206379 A JPH05206379 A JP H05206379A
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JP
Japan
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chip
carrier
solder
pad
chips
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Application number
JP4203390A
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Japanese (ja)
Inventor
Perwaiz Nihal
パーワイツ・ニハル
Taylor Randolph Charles
チャールズ・テイラー・ランドルフ
Schlock Gustav
ガスタブ・シュロック
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting 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
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting 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
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting 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

Abstract

PURPOSE: To mount and connect chips of different structures on a carrier substrate by forming an electrical connection pad and a carrier with projections. CONSTITUTION: A substrate 23 has connection pads 21 and 13. The pad 13 is used for accepting a solder ball 11, and the pad 21 accepts a solder coating. A bump 11 is made of an epoxy material and puts a projection on the pads 13 and 21 to connect a solder bump 17 to the carrier 23. Any connection can be mounted between the input/output terminals of chips 3 and 15 for providing proper electrical and mechanical characteristics, such as thermo-compression. The substrate 23 having a via aligned with a pin 27 integrates a dual-in-line package. A passive component 40, such as a resistor, is installed on the substrate 23 by a pad 44 and a projection 42.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般的に、異なって形成
された入出力相互接続部を有する各集積回路デバイス
(チップ)を共通キャリアに接合して、モジュールを製
造する方法に関するものである。より詳しくは、各ハン
ダバンプ等のような突起をキャリア上に設けることで、
各チップを各接続パッドでキャリアに接合できるように
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to a method of joining modules by bonding each integrated circuit device (chip) having differently formed input / output interconnects to a common carrier. .. More specifically, by providing protrusions such as solder bumps on the carrier,
Allow each chip to be bonded to the carrier at each connection pad.

【0002】[0002]

【従来の技術と解決すべき課題】マルチチップモジュー
ル(multi-chip module;以下MCM)を製造するため
に、異なる相互接続方法を必要とする各半導体チップを
基板に接合することは、これら各タイプのチップを接続
するのに、かなりの相違を有するプロセスを含む、異な
る相互接続技術を用いるという複雑性が増すため、十分
には行われてこなかった。さらに、異なって形成された
相互接続を有するチップを同一キャリア上に組合せるこ
とは、製造工程の増大によるコスト高のため、あまり行
われていない。例えば、その様なモジュール上の組立て
技術には、フリップチップ接合を必要とする製造工程の
様に、ワイヤボンディングを使用できない他のチップを
実装するのに必要な製造工程に加えて、いくつかのチッ
プを基板に接合するためにワイヤボンディングを用いる
必要がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Bonding each semiconductor chip to a substrate requires a different interconnection method to manufacture a multi-chip module (MCM). It has not been performed satisfactorily due to the added complexity of using different interconnect technologies, including processes with considerable differences, to connect the chips of the. Furthermore, combining chips with differently formed interconnects on the same carrier is not common because of the high cost of manufacturing processes. For example, assembly techniques on such modules include several steps in addition to those required to mount other chips that cannot use wire bonding, such as those that require flip-chip bonding. Wire bonding must be used to bond the chip to the substrate.

【0003】MCM製造に複合相互接続技術を使用する
ことは、製造プロセスを複雑にするのみならず、各相互
接続技術に対する別の除去処理が必要とされる完成モジ
ュールの再加工も複雑にしている。
The use of complex interconnect technology for MCM manufacturing not only complicates the manufacturing process, but also complicates rework of the completed module, which requires a separate removal process for each interconnect technology. ..

【0004】マルチチップモジュールは、実装密度と高
性能とを必要とする増大しつつある多数の電子的特性を
有するコンピュータに必要となってきている。従って、
要望される特性を達成するため、一つの基板上に異なる
機能を有する広範囲のチップを使用することが必要とな
ってきている。
Multi-chip modules are needed in computers with a growing number of electronic characteristics that require packaging density and high performance. Therefore,
In order to achieve the desired properties, it has become necessary to use a wide range of chips with different functions on one substrate.

【0005】IBMコーポレーションでは、“Controll
ed Collapse Chip Connect;以下C4”と呼称する技術
を長年用いてきた。このC4技術は、メモリまたは論理
チップのようなコンピュータチップをキャリア基板に接
合することに用いられる。チップに付着させたハンダボ
ールは、チップの入出力部を、基板に相互接続するのに
用いられ、その基板には対応する相互接続用パッドがあ
る。C4チップは基板上に位置合せして設けられ、さら
にハンダボールをリフローさせて電気的接続を行う。C
4ハンダボールを形成するのに使用されるハンダは、一
般に、90〜97%の鉛と、10〜3%の錫を混合した
ものを用いている。このハンダはおよそ360℃の融点
を持ち、キャリア材料とメタライゼーションの選択を制
限する。一般に、セラミックがキャリアに使用されてき
ており、特定MCM製造に応用するため、高温ポリマと
種々の金属の組合せた物をときに使用することもある。
さらに、機能に対するコストまたは性能要件を満たすた
めに、キャリアとして選択し得る広範囲の材料を有する
ことが望ましい。従って、低温プロセスと、これら低温
プロセスに適合する材料系とを許容する相互接続技術を
使用できることが望ましい。ごく一般的な低温材料は、
ガラスエポキシと種々の金属と組合わされた低温ポリマ
とを含んでいる。低温アセンブリを作成するには、低温
ハンダを基板パッド上に堆積し、さらにC4バンプをキ
ャリアにハンダ付けする。この技術は、多数のC4チッ
プをキャリアにハンダ付けして、マルチチップモジュー
ルを製造することに巧く用いられてきた。
At IBM Corporation, "Controll
ed Collapse Chip Connect; has been used for many years called C4 "technology. This C4 technology is used to bond a computer chip such as a memory or logic chip to a carrier substrate. Solder balls attached to the chip Is used to interconnect the I / O portion of the chip to the substrate, which has corresponding interconnect pads, the C4 chip is aligned on the substrate, and the solder balls are reflowed. To make electrical connection.
The solder used to form the 4 solder balls is generally a mixture of 90-97% lead and 10-3% tin. This solder has a melting point of approximately 360 ° C., limiting the choice of carrier material and metallization. In general, ceramics have been used for carriers, and sometimes a combination of high temperature polymers and various metals is used for specific MCM manufacturing applications.
Furthermore, it is desirable to have a wide range of materials that can be selected as carriers to meet cost or performance requirements for functionality. Therefore, it would be desirable to be able to use interconnect technologies that allow low temperature processes and material systems compatible with these low temperature processes. The most common low temperature materials are
It contains glass epoxy and a low temperature polymer combined with various metals. To make a cold assembly, cold solder is deposited on the substrate pads and then C4 bumps are soldered to the carrier. This technique has been successfully used to solder multiple C4 chips to a carrier to produce a multi-chip module.

【0006】逆に、IBM以外のチップ製造業者は、か
なりの程度にC4技術を用いておらず、その結果、相当
な数の非C4チップが市販されている。一般に、これら
非C4チップはリードフレームに接続されており、これ
らリードフレームはワイヤボンディング技術を用いたシ
ングルチップモジュール上で使用される。このタイプの
チップのキャリアへの直接接合は、チップパッドをいわ
ゆるハイブリッド・モジュールにワイヤボンディングす
ることで行われてきており、MCMタイプを形成する。
Conversely, chip manufacturers other than IBM do not use C4 technology to a large extent, and as a result, a significant number of non-C4 chips are commercially available. Generally, these non-C4 chips are connected to lead frames, which are used on single chip modules using wire bonding technology. Direct bonding of this type of chip to the carrier has been done by wire bonding the chip pad to a so-called hybrid module, forming the MCM type.

【0007】加えて、チップはエポキシを充填した導体
を用いて、キャリア材料に接合されている。この方法
は、液晶ディスプレイの開発に高い成果を挙げており、
液晶ディスプレイでは、各ライン駆動用チップのパッド
が、液晶ディスプレイに繋がる金属線を含むガラスプレ
ートに取り付けられている。このタイプのディスプレイ
はまた、MCMの形をしている。チップはまた、種々の
相互接続技術を利用するTAB(Tape AutomatedBondin
g)を用いて、可撓性キャリアに実装される。キャリア
から各チップへの接続は、熱圧着エネルギを用いてリー
ド線をチップへ接合することで行われる。
In addition, the chip is bonded to the carrier material using an epoxy filled conductor. This method has achieved high results in the development of liquid crystal displays,
In a liquid crystal display, the pads of each line driving chip are attached to a glass plate containing metal lines connected to the liquid crystal display. This type of display is also in the form of an MCM. The chip also uses TAB (Tape Automated Bondin) that utilizes various interconnect technologies.
g) is mounted on a flexible carrier. The connection from the carrier to each chip is made by bonding the lead wire to the chip using thermocompression bonding energy.

【0008】さらに、米国特許第3811186号明細
書には、集積回路チップのハンダ被覆した端子が、基板
上の係合回路ランドに位置合せされている集積回路チッ
プが開示されている。脚部は、基板への接合の際に、集
積回路を位置合せして支持するために用いられる。米国
特許第4179802号明細書には、キャリアに接合さ
れるチップに係合するパターンで、チップキャリア上に
複数の金属スタッドをメッキすることが開示されてい
る。
Further, US Pat. No. 3,811,186 discloses an integrated circuit chip in which the solder coated terminals of the integrated circuit chip are aligned with the engaging circuit lands on the substrate. The legs are used to align and support the integrated circuit during bonding to the substrate. U.S. Pat. No. 4,179,802 discloses plating a plurality of metal studs on a chip carrier in a pattern that engages chips that are bonded to the carrier.

【0009】シングルモジュール上で異なる接続技術を
組合せて用いるこれらのチップのいずれをも使用できる
能力を持つことが望ましい。また、シリコン及びガリウ
ムヒ素のような異なる材料で作られたチップを、シング
ルモジュール上に混合できることが望ましい。ハードウ
ェア設計者は、機能設計の際に、構成要素の選択に高い
柔軟性を持つことができ、広範囲の異なって形成された
機能モジュールを生み出すことができる。これら異なる
MCMは、ここでは、混合マルチチップモジュールと称
する。しかしながら、本発明の利点なしに、これら混合
マルチチップモジュールの作成に、多数の別個の接合プ
ロセスを用いねばならない。
It is desirable to have the ability to use any of these chips that use a combination of different connection technologies on a single module. It is also desirable to be able to mix chips made of different materials such as silicon and gallium arsenide on a single module. Hardware designers can have a great deal of flexibility in component selection during functional design and can produce a wide range of differently formed functional modules. These different MCMs are referred to herein as mixed multi-chip modules. However, a number of separate bonding processes must be used to make these mixed multi-chip modules without the benefits of the present invention.

【0010】パッドのみを有する複数のチップと、C4
バンプを有する他のチップとを基板キャリアに実装する
のに、同一技術からなる単一プロセスを用いてこれら混
合MCMを製造することが、いかにコストに影響を与え
るかを容易に理解できる。設計の柔軟性の見地から必要
でないならば、特定の相互接続構造でのみ得られる一定
の機能を有するチップを、他の相互接続構造を有するM
CM上に使用する能力を持つことも要望されている。加
えて、各マルチチップモジュール上に、特殊な入出力相
互接続を有するチップを使用できる能力を持つことで、
チップ生産能力を補うことは有利である。基板キャリア
に接合される、異なって形成されたチップのいかなる組
合せを許容して、混合マルチチップモジュールを製造
し、設計者および製造者の双方に相当な柔軟性を支える
プロセスの必要性が存在することが分かる。
A plurality of chips having only pads, C4
It is easy to see how manufacturing these mixed MCMs using a single process of the same technology to mount other chips with bumps on a substrate carrier can have a cost impact. If it is not necessary from the standpoint of design flexibility, a chip having a certain function that can be obtained only by a specific interconnect structure is replaced by an M having another interconnect structure.
It is also required to have the ability to be used on CMs. In addition, the ability to use chips with special I / O interconnections on each multichip module,
It is advantageous to supplement the chip production capacity. There is a need for a process that allows any combination of differently formed chips to be bonded to a substrate carrier to produce mixed multi-chip modules and support considerable flexibility for both designers and manufacturers. I understand.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】従来技術とは対照的に、
本発明は、電気的接続パッドと突起とを有するキャリア
を提供することで、電気接続パッドを持ったチップ、例
えば、ワイヤボンディング用に形成されたチップ及び、
C4バンプを有する他のチップの双方を、同一基板上に
それぞれの所定接続ポイントに接合し、それにより同じ
相互接続プロセスを用いて混合マルチチップモジュール
を製造する。これらチップは、例えばシリコンで作られ
たチップ及び、ガリウムヒ素で作られたチップのよう
に、全く異なって製造できることを理解すべきである。
加えて、単一のプロセスを用いて、抵抗器、コンデンサ
及びパッケージされたデバイスのような、受動部品を同
一基板上に実装することができる。
In contrast to the prior art,
The present invention provides a carrier having an electrical connection pad and a protrusion to provide a chip having an electrical connection pad, for example, a chip formed for wire bonding, and
Both other chips with C4 bumps are bonded to their respective predetermined connection points on the same substrate, thereby manufacturing the mixed multi-chip module using the same interconnection process. It should be understood that these chips can be manufactured quite differently, for example chips made of silicon and gallium arsenide.
In addition, a single process can be used to mount passive components such as resistors, capacitors and packaged devices on the same substrate.

【0012】基板の電気接続パッドは、エッチング、電
着等の既知技術を用いることによって作成することがで
きる。パッドは基板上に載置されるが、その位置は、基
板上にフェイスダウンして接合される各チップの入出力
端子位置に対応して位置合せされている。パッドは、チ
ップタイプ、つまりC4チップまたはパッド接続チップ
に関係なく、各チップの入出力端子に対応した位置に形
成される。ハンダ付け、導電性エポキシ等のような、何
れかの電気相互接続突起をキャリア上に使用できる。こ
こでは、ハンダバンプを用いる。ハンダバンプはパッド
上に載置されるが、その位置は、入出力相互接続に用い
るチップの各入出力端子位置に対応している。ハンダバ
ンプは、キャリアが製造される際に、蒸着、スパッタ、
メッキ、電着等のような種々の方法で、パッド上に形成
することができる。従って、C4バンプを有するチップ
と、C4バンプの代わりに電気接続用パッドを有するチ
ップ、つまり、入出力端子としてバンプを持たないチッ
プとに係合する電気接続用突起を有する基板キャリアが
形成される。(基板上の)電気的突起を有するパッド
は、キャリアに接合されるチップ上のC4ハンダバンプ
と、キャリア上の異なる位置に接合されるC4タイプで
ないチップ上の接続パッドと関係して、対向して位置合
せされている。チップは、基板のハンダ突起がリフロー
する温度まで加熱されて、キャリアに接合される。
The electrical connection pads of the substrate can be made by using known techniques such as etching, electrodeposition and the like. The pads are placed on the substrate, and their positions are aligned in correspondence with the input / output terminal positions of the chips to be joined face down on the substrate. The pads are formed at positions corresponding to the input / output terminals of each chip regardless of the chip type, that is, the C4 chip or the pad connection chip. Any electrical interconnect protrusion, such as soldering, conductive epoxy, etc., can be used on the carrier. Here, solder bumps are used. The solder bumps are mounted on the pads, the position of which corresponds to the position of each input / output terminal of the chip used for input / output interconnection. Solder bumps are used for vapor deposition, sputtering,
It can be formed on the pad by various methods such as plating, electrodeposition and the like. Therefore, a substrate carrier having a chip having C4 bumps and a chip having an electric connection pad instead of the C4 bump, that is, a projection having an electric connection for engaging with a chip having no bump as an input / output terminal is formed. .. The pads with the electrical protrusions (on the substrate) are opposed to each other in relation to the C4 solder bumps on the chip that are bonded to the carrier and the connection pads on the non-C4 type chip that are bonded to different locations on the carrier. Aligned. The chip is heated to a temperature at which the solder bumps on the substrate reflow and is bonded to the carrier.

【0013】密にパッケージされたチップを相互接続で
きる信号ライン及び基準ライン(極めて細い、例えば
5.08×10-3cm以下)を備えるキャリア上に、C4
技術に用いたように、チップをフェイスダウンで実装す
る(突起がキャリアと接続する)ことは、極めて実装密
度の高い電子パッケージを製造する。チップをキャリア
上に設ける際、パッケージされたデバイス、TAB方式
技術、またはワイヤボンディングされたデバイスの場合
のように、配線ファンアウトに必要な小さな追加のエリ
アを有するチップの下に、配線の大半を収納することが
できるので、チップを互いに近接させてキャリア上に載
置できる。もし全てのチップを、C4技術の場合のよう
に、微細配線能力でキャリア上にフェイスダウンで実装
するなら、相互接続技術にかかわらず、極めて実装密度
の高いマルチチップモジュールを達成できる。上述し
た、全てフェイスダウンチップを使用する、いわゆる混
合モジュールは、ワイヤボンディング、TAB接続、パ
ッケージされたデバイスまたはこれらのパッケージ技術
の組合せを用いて混合チップを接合した他の混合モジュ
ールより、効果的なパッケージ密度を達成できる。独立
した相互接続技術を用いることで、全てのチップをC4
技術を用いて接合した場合と同じチップ密度を達成でき
る。
C4 on a carrier with signal lines and reference lines (extremely thin, eg 5.08 × 10 −3 cm or less) that can interconnect closely packaged chips.
Mounting the chips face down (the protrusions connect to the carrier), as used in the technology, produces an electronic package with extremely high packing density. When mounting the chip on the carrier, most of the wiring will be underneath the chip with small additional areas required for wiring fanout, as is the case with packaged devices, TAB technology, or wire bonded devices. Since they can be stored, the chips can be placed on the carrier in close proximity to each other. If all chips are mounted face down on the carrier with fine wiring capability, as in the case of C4 technology, a very dense packaging multi-chip module can be achieved regardless of the interconnection technology. So-called mixed modules, all using face-down chips, as described above, are more effective than other mixed modules in which mixed chips are joined using wire bonding, TAB connections, packaged devices or a combination of these packaging techniques. Package density can be achieved. All chips are C4 by using independent interconnection technology
The same chip densities can be achieved as when bonded using technology.

【0014】[0014]

【実施例】図1において、真空動作チャック1を含むチ
ップ載置手段は集積回路デバイスを持つように図示され
ており、チャック1はチップ3を付着している。チップ
3は、多くの導電性材料のどれか一つを用いて作られた
各入出力接続パッド5を備えている。図1にはキャリア
9が図示されており、このキャリア9は、電気接続パッ
ド13と電気相互接続用突起11とを備えている。もし
電気相互接続用突起11がハンダで作られているなら、
チップのメタライゼーション(パッド5)はハンダ付け
できなければならない。この場合、チップの各パッド5
上のメタライゼーションの上層は、例えば、クロム−銅
−金とすることができる。もし突起11が金バンプまた
は、導電性接着材であるなら、標準プロセスのアルミニ
ウムチップ・パッド5で十分である。このようなタイプ
の構造(クロム−銅−金及びアルミニウム)のチップ3
は、コンピュータ製造工業ではごく普通のものである。
接続パッド5は、電着等のような通常の方法によって、
チップ3製造の際に、チップ3上に形成される。キャリ
ア9は、エポキシガラス、セラミック、ポリイミド等で
作られた絶縁基板からなり、チップ3の接続パッド5と
同様に形成された入出力電気相互接続ポイント(パッド
13と突起11)を有するように図示されている。キャ
リア9の相互接続ポイントは、銅のような導電性材料で
作られた接続パッド13を備える。ハンダボールまたは
他の材料からなるバンプのような突起11は、パッド1
3に密着して載せられ、通常の方法で接合されている。
位置整合手段であるスプリットプリズム7が、チップ3
とキャリア9との間に配置されて示されており、このス
プリットプリズム7を通してパッドとハンダボールとを
同時に眺めることにより、キャリア9上のハンダボール
11にパッド5を正確に位置合せする。チップ3の位置
合せをした後、スプリットプリズム7を除去し、真空チ
ャック1を、パッド5とハンダボール11とが接触する
まで降下させる。ハンダバンプ11がリフローされ、チ
ップ3を電気的及び機械的に基板9に接合するまで、チ
ップを正しい位置に保持するために、フラックスを使用
できる。チャック1をチップ3から離すと、チップ3は
キャリア9にハンダボール11によって接合されたまま
となる。この位置合せ方法は工業分野で普通に使用され
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT In FIG. 1, a chip mounting means including a vacuum operating chuck 1 is shown as having an integrated circuit device, the chuck 1 having a chip 3 attached thereto. The chip 3 comprises each input / output connection pad 5 made using any one of many conductive materials. A carrier 9 is shown in FIG. 1, which comprises electrical connection pads 13 and electrical interconnection projections 11. If the electrical interconnection projections 11 are made of solder,
The chip metallization (pad 5) must be solderable. In this case, each pad 5 of the chip
The top layer of the top metallization can be, for example, chrome-copper-gold. If the protrusions 11 are gold bumps or conductive adhesives, standard process aluminum chip pads 5 are sufficient. Chips 3 of this type of structure (chrome-copper-gold and aluminum)
Is quite common in the computer manufacturing industry.
The connection pad 5 is formed by a normal method such as electrodeposition.
It is formed on the chip 3 when the chip 3 is manufactured. The carrier 9 is made of an insulating substrate made of epoxy glass, ceramic, polyimide or the like, and is shown to have input / output electrical interconnection points (pads 13 and protrusions 11) formed similarly to the connection pads 5 of the chip 3. Has been done. The interconnection points of the carrier 9 comprise connection pads 13 made of a conductive material such as copper. The protrusions 11, such as solder balls or bumps of other material, are
It is placed in close contact with No. 3 and is joined by a usual method.
The split prism 7, which is the position matching means,
Between the carrier and the carrier 9 is shown, and by simultaneously viewing the pad and the solder ball through the split prism 7, the pad 5 is accurately aligned with the solder ball 11 on the carrier 9. After aligning the chip 3, the split prism 7 is removed, and the vacuum chuck 1 is lowered until the pad 5 and the solder ball 11 come into contact with each other. Flux can be used to hold the chips in place until the solder bumps 11 are reflowed and the chips 3 are electrically and mechanically bonded to the substrate 9. When the chuck 1 is separated from the chip 3, the chip 3 remains bonded to the carrier 9 by the solder balls 11. This alignment method is commonly used in the industrial field.

【0015】図2には、図1と同じような位置合せであ
って、チップ15をチャック1に真空圧で保持している
ところを図示してある。チップ15は上述したC4技術
を用いて製造されており、チップ15の下面に、接続ポ
イントに接合する複数のハンダボール17を備え、これ
らハンダボール17はチップの各入出力相互接続ポイン
トを構成する。図1のキャリア9と同様な絶縁基板であ
るキャリア19を図2に示してある。キャリア19の表
面には、キャリア19内に含まれる種々の信号及び基準
面と相互接続する接続パッド21が形成されている。ハ
ンダボール17と接続パッド21との位置合せを行うプ
リズム7が、チップ15とキャリア19との間に配置し
て図2に示されている。チップ15とキャリア19とを
位置合せした後、プリズム7を除去し、そしてチップ1
5を、ハンダボール17と接続パッド21とが位置合せ
されて接触するまで降下させる。チャック1の吸着を解
除すると、図1で説明したように、チップ15はフラッ
クスの作用でキャリア19上に配置されたままとなる。
チップ15をキャリア19に接合させるため、キャリア
19上のパッド21は、接合用金属22、一般的には鉛
63%と錫37%からなる共晶ハンダでコーティングさ
れている。この低温ハンダ22(183℃)がリフロー
すると、C4ハンダボール17がキャリアパッド21に
ハンダ付けされる。キャリア19が各C4パッドをリフ
ローさせるのに必要な高温に耐えうるなら、低温ハンダ
コーティング22を用いることとは対照的に各C4ボー
ルをリフローさせることができる。
FIG. 2 shows the same alignment as in FIG. 1 but holding the chip 15 on the chuck 1 under vacuum pressure. The chip 15 is manufactured using the C4 technology described above, and has a plurality of solder balls 17 bonded to the connection points on the lower surface of the chip 15, which solder balls 17 constitute each input / output interconnection point of the chip. .. A carrier 19 which is an insulating substrate similar to the carrier 9 of FIG. 1 is shown in FIG. Connection pads 21 are formed on the surface of the carrier 19 for interconnecting various signals and reference planes contained in the carrier 19. A prism 7 for aligning the solder balls 17 and the connection pads 21 is shown in FIG. 2 arranged between the chip 15 and the carrier 19. After aligning the chip 15 and the carrier 19, the prism 7 is removed and the chip 1
5 is lowered until the solder ball 17 and the connection pad 21 are aligned and in contact. When the adsorption of the chuck 1 is released, the chips 15 remain arranged on the carrier 19 by the action of the flux, as described in FIG.
To bond the chip 15 to the carrier 19, the pads 21 on the carrier 19 are coated with a bonding metal 22, typically eutectic solder consisting of 63% lead and 37% tin. When the low temperature solder 22 (183 ° C.) reflows, the C4 solder balls 17 are soldered to the carrier pads 21. If the carrier 19 can withstand the high temperatures required to reflow each C4 pad, each C4 ball can be reflowed as opposed to using a low temperature solder coating 22.

【0016】図3(a)には複数のC4ハンダボール1
7を備えるチップ15が図示してあって、C4ハンダボ
ール17は、キャリア19にある、一般的に共晶ハンダ
22でコーティングされた接続パッド21に接触してい
る。さらに図3(b)には、表面共晶ハンダ22をリフ
ローして、チップ15をキャリア19に接合した状態を
図示してあり、ハンダ柱18が、チップ15とキャリア
19の信号及び基準面との間に(各パッド21を介し
て)電気接続を形成している。図3(a),(b)で説
明した形状、つまり、キャリア19上に置かれたC4タ
イプのチップ15は、“標準”IBM型チップタイプの
相互接続を形成している。セラミック基板を用いた標準
的なC4モジュールでは、C4ボールはかなり高い温度
(約360℃)でリフローされ、このリフローで形成さ
れるハンダ柱18は、シリコンチップ15とセラミック
基板19との間の熱膨張率の相違により生じる、チップ
15とキャリア19との間の応力を吸収する働きがあ
る。C4技術を用いて、高品質接合を形成でき、封止材
料等を必要とする、ハンダ柱18のカプセル封止を行わ
なくてよい。しかしながら、図3(a),(b)で説明
したように、もし低温ハンダ付け技術を用いるなら、エ
ポキシガラスカード上に接合されたチップの場合、ハン
ダ柱18に加わる応力を吸収するのに、適当なエポキシ
でハンダ柱18の回りのチップをカプセル封止すること
が必要となる。本発明の好適な実施例では、種々の基板
を用いることが望まれているため、低温ハンダ付け技術
を用いており、これら実施例はチップの封止を必要とす
る。
FIG. 3A shows a plurality of C4 solder balls 1.
Shown is a chip 15 with a C4 solder ball 17 in contact with a connection pad 21, typically coated with eutectic solder 22, on a carrier 19. Further, FIG. 3B shows a state in which the surface eutectic solder 22 is reflowed and the chip 15 is bonded to the carrier 19, and the solder pillar 18 serves as a signal and reference plane of the chip 15 and the carrier 19. An electrical connection is made between them (via each pad 21). The shapes described in FIGS. 3 (a) and 3 (b), that is, the C4 type chips 15 placed on the carrier 19, form "standard" IBM type chip type interconnections. In a standard C4 module using a ceramic substrate, the C4 ball is reflowed at a considerably high temperature (about 360 ° C.), and the solder pillar 18 formed by this reflow heats the silicon chip 15 and the ceramic substrate 19 together. It has a function of absorbing the stress between the chip 15 and the carrier 19 caused by the difference in expansion coefficient. The C4 technology can be used to form high quality joints and does not require encapsulation of the solder pillars 18, which requires encapsulation materials and the like. However, as described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b), if the low temperature soldering technique is used, in the case of the chip bonded on the epoxy glass card, the stress applied to the solder pillar 18 is absorbed, It is necessary to encapsulate the chip around the solder posts 18 with a suitable epoxy. The preferred embodiments of the present invention use low temperature soldering techniques because of the desire to use a variety of substrates, and these embodiments require chip encapsulation.

【0017】図4(a)には、キャリア9に接触するチ
ップ3を図示してあり、チップ3とキャリア9との間に
ハンダボール11が配置されている。図4(b)には、
ハンダボール11のリフロー後のチップ3とキャリア9
とを図示してあり、ハンダボール11のリフローでハン
ダ柱20が形成され、チップ3の入出力接続パッド5と
キャリア9の入出力接続パッド13とが接続される。
FIG. 4A shows a chip 3 which contacts the carrier 9, and a solder ball 11 is arranged between the chip 3 and the carrier 9. In FIG. 4 (b),
Chip 3 and carrier 9 after reflow of solder balls 11
And the solder pillars 20 are formed by reflowing the solder balls 11, and the input / output connection pads 5 of the chip 3 and the input / output connection pads 13 of the carrier 9 are connected.

【0018】以上図示してきたように、C4技術を用い
て面上に形成されたハンダボールを備えるチップ15
は、接続パッド21、または低温ハンダ22がその上に
形成された接続パッド21のみを備えるキャリア19に
接合することができる。さらに、入出力接続ポイントと
して接続パッド5が面上に形成されたチップ3は、ハン
ダボール11と接続パッド13とが面上に設けられたキ
ャリア9に接合することができる。従って、二つの異な
るタイプの接続構造は、同じような処理工程を用いて、
混合マルチチップモジュールを組立てるのに用いること
ができる。
As shown above, a chip 15 having a solder ball formed on the surface by using the C4 technique.
Can be bonded to the connection pad 21, or to the carrier 19 with only the connection pad 21 on which the low temperature solder 22 is formed. Further, the chip 3 having the connection pad 5 formed on the surface as an input / output connection point can be bonded to the carrier 9 having the solder ball 11 and the connection pad 13 provided on the surface. Therefore, two different types of connection structures use similar processing steps,
It can be used to assemble mixed multi-chip modules.

【0019】図4(a)、(b)に図示する本発明の実
施例は、キャリア9のパッド13上に載置される、上述
した何れかのタイプであるバンプ11を備えている。上
述したように、チップパッド5とキャリアパッド13と
は、チップ3をキャリア9上に接合可能にするために、
バンプ11と相融性のある金属で構成せねばならない。
チップ3はキャリア9上に載置され、そしてハンダボー
ル11がリフローされる(または、エポキシは、加熱に
よって硬化される。ただし、この接続方法が使われた場
合である)。ハンダ柱20は、突起11のリフロー後に
形成され、ハンダ柱18(図3(b))に関して上述し
た同じ考察をハンダ柱20に適用する。つまり、もし低
温ハンダ(共晶)ボール11が比較的高い熱膨張率を持
つキャリア上に用いられたなら、ハンダ柱20のカプセ
ル封止を必要とする。
The embodiment of the invention illustrated in FIGS. 4 (a) and 4 (b) comprises a bump 11 of any of the types described above, which is mounted on the pad 13 of the carrier 9. As described above, the chip pad 5 and the carrier pad 13 are formed so that the chip 3 can be bonded onto the carrier 9.
It must be made of a metal compatible with the bump 11.
The chips 3 are placed on the carrier 9 and the solder balls 11 are reflowed (or the epoxy is hardened by heating, if this connection method was used). The solder posts 20 are formed after the reflow of the protrusions 11, and the same considerations as described above with respect to the solder posts 18 (FIG. 3 (b)) apply to the solder posts 20. That is, if the low temperature solder (eutectic) balls 11 are used on a carrier having a relatively high coefficient of thermal expansion, encapsulation of the solder posts 20 is required.

【0020】図5を考察すると、C4技術によるチップ
15または、他の技術によるチップ3は、同じ技術を用
いて単一の基板キャリア23に接続でき、従って、様々
な相互接続構造を持った各チップを接合できるMCMを
製造する手段を提供することが理解できる。
Considering FIG. 5, a chip 15 according to C4 technology or a chip 3 according to another technology can be connected to a single substrate carrier 23 using the same technology and thus each with different interconnection structures. It can be seen that it provides a means of manufacturing an MCM to which chips can be bonded.

【0021】今日の競争的なコンピュータ製造工業にお
いて、特定タイプのチップを独占的に使用することはで
きない。例えば、上述したように、IBMコーポレーシ
ョンは、IBMのコンピュータ製品の製造に使用するた
め、C4ハンダボール技術を用いてメモリ及び論理チッ
プを製造している。しかしながら、チップ供給と市場需
要との変動のために、C4技術によるチップのみなら
ず、他の製造業者のチップを単一キャリア上に組合せて
接合し、混合マルチチップモジュールを作るシステムと
方法を有することが要望される。それ故に、図5に示さ
れる本発明は、C4タイプのチップと他の異なる構造の
チップとを、既知の技術と方法を用いて製造された単一
のキャリア基板に接合することを提供する。もちろん、
キャリアは、チップパッドのパターンからの“配線エス
ケープ(wiring esccape)を許容する”配線能力、すな
わちチップのパッドからキャリア内のワイヤリードを経
て、キャリア上のパッド、他の所望の相互接続ポイント
(信号面及び基準面の両方または何れか一方、他のチッ
プに関係するパッド等)にアクセスする能力を持って作
成される。パッドパターン・エスケープを含むこの工程
は、一般的に今日のMCM製造プロセスに含まれてい
る。
No particular type of chip can be used exclusively in today's competitive computer manufacturing industry. For example, as mentioned above, IBM Corporation manufactures memory and logic chips using C4 solder ball technology for use in manufacturing IBM computer products. However, due to fluctuations in chip supply and market demand, we have systems and methods for making mixed multi-chip modules by combining chips from other manufacturers as well as chips from C4 technology on a single carrier. Is required. Therefore, the invention shown in FIG. 5 provides for bonding C4 type chips and other differently structured chips to a single carrier substrate manufactured using known techniques and methods. of course,
The carrier is a wiring capability that allows "wiring esccape" from the pattern of the chip pad, that is, from the pad of the chip through the wire leads in the carrier to the pad on the carrier and other desired interconnection points (signals). And / or reference plane, pads associated with other chips, etc.). This step, including pad pattern escape, is typically included in today's MCM manufacturing processes.

【0022】図5を参照すれば、基板23は、その面上
に接続パッド21,13を有するように図示されてい
る。パッド21とパッド13とは、構造上は互いに同一
であるが、パッド13はハンダボール11を受けるのに
用いられ、パッド21はハンダコーティング22を受け
ることができるという点において異なっている。従っ
て、それぞれのパッド13,21は、ハンダ突起11ま
たはコーティング22に使用されるハンダと相融性のあ
る導電性材料で構成できる。ハンダバンプ11は、蒸
着、スパッタ、メッキ、電着等のような種々の既知技術
で、キャリア23上に設けられる。バンプ11には、キ
ャリア接続パッド13または21の材料と相融性のある
いずれのハンダ材料でも用いることができるが、しか
し、低温プロセスが好ましいので、好適な実施例には鉛
63%と錫37%からなる共晶低温ハンダが一般に用い
られる。銅でメタライゼーションされたポリイミドか、
高密度キャリア(hight density carrier;HDC)(製
造工業では一般的である)か、または表面積層キャリア
(surface laminate carrier; SLC)のようなキャリ
ア系何れかを、バンプ11及びコーティング22用の適
当なハンダ材料と一緒に用いることができる。さらに、
本発明の意図するところ、バンプ11を導電性エポキシ
材料で作ることである。バンプ11にエポキシ材料を用
いることは、(チップ3の)パッド5または、(チップ
15の)ハンダバンプ17をキャリア23に接合するた
めに、パッド13,21上に突起を載せる必要がある。
導電性エポキシバンプをキャリア23上に設ける追加的
な方法は、アプリケータ等の使用を必要とする。
Referring to FIG. 5, the substrate 23 is illustrated as having connection pads 21, 13 on its surface. Pad 21 and pad 13 are structurally identical to each other, but differ in that pad 13 is used to receive solder ball 11, and pad 21 can receive solder coating 22. Thus, each pad 13, 21 can be constructed of a conductive material compatible with the solder used in the solder bump 11 or coating 22. The solder bumps 11 are provided on the carrier 23 by various known techniques such as vapor deposition, sputtering, plating, electrodeposition and the like. Any solder material compatible with the material of the carrier connection pads 13 or 21 can be used for the bumps 11, but the preferred embodiment is a low temperature process, so the preferred embodiment is 63% lead and 37 tin. Eutectic low temperature solder consisting of 10% is generally used. Polyimide metallized with copper,
Either a high density carrier (HDC) (as is common in the manufacturing industry) or a carrier system such as a surface laminate carrier (SLC), suitable for the bumps 11 and coatings 22. Can be used with solder material. further,
It is the intention of the present invention to make the bumps 11 of a conductive epoxy material. The use of an epoxy material for the bumps 11 requires the placement of protrusions on the pads 13, 21 in order to bond the pads 5 (of the chip 3) or the solder bumps 17 (of the chip 15) to the carrier 23.
The additional method of providing the conductive epoxy bumps on the carrier 23 requires the use of an applicator or the like.

【0023】チップ3の接続パッド5は、もしバンプ1
1に導電性エポキシが使われているなら、導電性エポキ
シバンプの使用に適合する金属を含まなければならな
い。さらに、バンプ11にハンダが使われるなら、チッ
プの接続パッド5はハンダ付けできなければならない。
突起11に他の材料を用いるのも本発明の意図するとこ
ろである。導電性エポキシに用いた方法と同様な方法
で、ハンダペースト材料を使用塗布できる。金突起を、
蒸着技術で形成し使用することもでき、さらにチップ
を、熱を加えつつ各チップを振動させて接合を形成する
TAB技術で行われるような、熱圧着法でキャリアに実
装する。要するに、チップ3,15の入出力端子と基板
キャリア23のパッド13,21との間に、適切な電気
的かつ機械的特性を与えるいかなる接合も、本発明によ
って両立しうると見做され、かつ意図されている。
The connection pad 5 of the chip 3 is the bump 1 if
If conductive epoxy is used in # 1, it must contain a metal compatible with the use of conductive epoxy bumps. Furthermore, if solder is used for the bumps 11, the chip connection pads 5 must be solderable.
The use of other materials for the protrusion 11 is also contemplated by the present invention. The solder paste material can be used and applied in a manner similar to that used for conductive epoxies. Gold bumps,
It can also be formed and used by vapor deposition techniques, and the chips are then mounted on a carrier by thermocompression bonding, such as is done with the TAB technique where each chip is vibrated while applying heat to form a bond. In short, any bond between the input / output terminals of the chips 3,15 and the pads 13,21 of the substrate carrier 23 that provides suitable electrical and mechanical properties is considered compatible with the present invention, and Is intended.

【0024】また図5には、入出力相互接続ポイントに
用いるピン27を備えるデュアルインラインパッケージ
タイプのチップ25を示している。基板23も、ピン2
7に位置合せしたホールまたはバイア31を備えて、ピ
ン−イン−ホール接続構造を持つデュアルインラインパ
ッケージを、図5に示して説明したチップ接続技術と組
合せる。さらに、抵抗器及びコンデンサの両方またはい
ずれか一方の様な受動素子40を、全く同じような技術
を用いて、パッド44及び突起42によって基板23に
実装することができる。デュアルインラインパッケージ
は表面実装型でもよく、この場合、キャリアにバイアは
不要である。
Also shown in FIG. 5 is a dual inline package type chip 25 having pins 27 used for input / output interconnection points. The board 23 is also pin 2
A dual in-line package with pin-in-hole connection structure with holes or vias 31 aligned with 7 is combined with the chip connection technique shown and described in FIG. Further, passive components 40, such as resistors and / or capacitors, can be mounted on substrate 23 by pads 44 and protrusions 42 using exactly the same technique. The dual in-line package may be surface mount, in which case the carrier does not require vias.

【0025】C4バンプは、シリコンチップ製造時の最
終製造工程またはラインのバックエンド(back end of
the line; EBOL)で、各チップ上に配置されること
に留意すべきである。EBOL工程は必要なら省くこと
ができ、これら各チップはもちろん、図4(a),4
(b)で説明したように、C4チップまたはパッド入出
力チップと同じ工程で、キャリア上に設けることもでき
る。それ故、C4タイプのチップ製造における製造工程
を削減、すなわちチップ上に突起を設ける工程を削除し
ながら、パッド入出力チップ技術の使用と組合せて、C
4チップを用いることによって得られる実装密度の利点
を持つことができる。
The C4 bump is a back end of the final manufacturing process or line when manufacturing a silicon chip.
Note that the line; EBOL) is placed on each chip. If necessary, the EBOL process can be omitted.
As described in (b), it can be provided on the carrier in the same process as the C4 chip or the pad input / output chip. Therefore, in combination with the use of pad I / O chip technology, the C4 type chip manufacturing process is reduced, that is, the process of providing the protrusions on the chip is eliminated.
It can have the advantage of packaging density obtained by using four chips.

【0026】突起11は、図6,7で説明するように、
キャリア基板23の製造中に形成することもできる。こ
の例のために、キャリア23は信号単一基準面(one si
gnal-one reference plane; 1S1P)基板と仮定す
る。図6を参照すれば、キャリアの熱膨張を制御するの
に用いられる銅−インバ−銅のような一枚の基板材が用
いられており、この基板材は、図示する銅の薄膜層41
と第二の銅薄膜層43と、それら銅薄膜41,43間に
設けられた一枚のインバ45とからなる。インバは、ニ
ッケル及び鉄の合金であって、非常に低い熱膨張係数を
持つことが知られている。次に、感光(photoimageabl
e)絶縁材料からなる層47が、銅薄膜層43の外面に
設けられる。マスクまたはアートワーク(図示せず)が
感光層47上に置かれ、活性放射線に露光して、絶縁層
47内に凹部49を形成させる。そして、銅等のような
導電性材料51を、凹部49内に電着する。次に、接続
パッド21が、凹部49内にある導電性材料51の上部
に形成される。接続パッド21(またはC3)は、前述
したプロセスと同じプロセスを繰り返すことによって形
成できる。例えば、銅の薄層をスパッタ等によって、絶
縁層47の外面上に設けることができ、さらにその上に
追加の絶縁材料を積層でき、次に、活性放射線に露光さ
せて凹部を形成し、その凹部に接続パッド21を埋めて
形成する。パッド21の形成後、絶縁薄層を洗浄等によ
って除去し、さらに銅薄層を瞬間エッチング等の方法で
除去する。図6には、パッド21,13がその上に形成
された基板23が図示されており、パッド21,13に
は、図5に図示するようなハンダボール11またはハン
ダコーティング22を設けることができる。
The projection 11 has a protrusion, as described with reference to FIGS.
It can also be formed during the manufacture of the carrier substrate 23. For the purposes of this example, the carrier 23 has a signal single reference plane (one si
gnal-one reference plane; 1S1P) substrate. Referring to FIG. 6, a single substrate material, such as copper-invar-copper, used to control the thermal expansion of the carrier is used, which substrate material is the copper thin film layer 41 shown.
And a second copper thin film layer 43, and one invar 45 provided between the copper thin films 41 and 43. Invar is an alloy of nickel and iron and is known to have a very low coefficient of thermal expansion. Next, photosensitivity (photoimageabl
e) A layer 47 of insulating material is provided on the outer surface of the copper thin film layer 43. A mask or artwork (not shown) is placed on the photosensitive layer 47 and exposed to actinic radiation to form recesses 49 in the insulating layer 47. Then, a conductive material 51 such as copper is electrodeposited in the recess 49. Next, the connection pad 21 is formed on the conductive material 51 in the recess 49. The connection pad 21 (or C3) can be formed by repeating the same process as described above. For example, a thin layer of copper can be provided, such as by sputtering, on the outer surface of the insulating layer 47, and additional insulating material can be laminated thereover, and then exposed to actinic radiation to form the recesses, The connection pad 21 is filled in the concave portion to be formed. After forming the pad 21, the insulating thin layer is removed by cleaning or the like, and the copper thin layer is removed by a method such as instantaneous etching. FIG. 6 shows a substrate 23 having pads 21 and 13 formed thereon, and the pads 21 and 13 may be provided with solder balls 11 or solder coating 22 as shown in FIG. ..

【0027】接続パッドを有するチップをキャリア23
に接合するため、ハンダボールまたはエポキシ等を接続
パッド13,21上に設けなければならず、この工程を
図7に示す。例えば、もしスパッタで前に付着された銅
薄層をまだ瞬間エッチングで除去してないなら、スパッ
タした銅外面に、追加の感光絶縁層を設け、マスクを通
して絶縁層内に凹部を形成することができる。次に、こ
れらの凹部に、適当な接合用金属またはハンダを、メッ
キまたは電着技術によって埋めることができる。そして
外側の絶縁層を洗浄によって除去し、銅薄層を瞬間エッ
チングで除去できる。残ったハンダ突起は、ハンダがリ
フローするまで基板23を加熱することで、図7に図示
するように丸くされ、それによって滑らかな表面にする
ことができる。同様に、低温共晶ハンダコーティング2
2を、電着技術によってパッド21またはパッド13上
に設けることができる。さらに、前述した方法を用い
て、金材料の蒸着によるような他の相互接続材料の突出
部11を形成し、またはアプリケータを用いて導電性エ
ポキシ、ハンダペースト等を設けることができる。
A chip having a connection pad is used as a carrier 23.
In order to bond to, the solder balls or epoxy or the like must be provided on the connection pads 13 and 21, and this process is shown in FIG. For example, if the thin copper layer previously deposited by sputtering has not yet been removed by flash etching, it is possible to provide an additional photosensitive insulating layer on the sputtered copper outer surface and form a recess in the insulating layer through a mask. it can. These recesses can then be filled with a suitable bonding metal or solder by plating or electrodeposition techniques. The outer insulating layer can then be removed by washing and the thin copper layer can be removed by flash etching. The remaining solder bumps can be rounded as shown in FIG. 7 by heating the substrate 23 until the solder reflows, thereby creating a smooth surface. Similarly, low temperature eutectic solder coating 2
2 can be provided on the pad 21 or the pad 13 by the electrodeposition technique. Additionally, the methods described above may be used to form protrusions 11 of other interconnect material, such as by vapor deposition of gold material, or an applicator may be used to provide conductive epoxy, solder paste, or the like.

【0028】不良チップの交換を行うために完成モジュ
ールの修復が必要とされる場合には、一つのプロセスの
みを必要とする。例えば、もし混合MCMの製造にハン
ダ相互接続が使用されるならば、不良チップに熱を加え
て、キャリアにチップを接続しているハンダをリフロー
させて、そのチップを除去することができる。パッド上
にハンダを被せてバンプを再成形した後、正常なチップ
をパッド上に載せて、加熱によってチップをパッドに接
続できる。同じようなプロセスを、前述した何れの相互
接続方法にも開発できるが、混合MCM上のチップの製
造または修復に、ただ一つのプロセスが必要とされる。
If a complete module repair is required to replace a defective chip, then only one process is required. For example, if a solder interconnect is used to make a mixed MCM, heat can be applied to the defective chip to reflow the solder connecting the chip to the carrier and remove the chip. After the solder is put on the pad and the bump is reshaped, a normal chip is placed on the pad and the chip can be connected to the pad by heating. A similar process can be developed for any of the interconnect methods described above, but only one process is required to manufacture or repair chips on mixed MCMs.

【0029】従って、混合タイプの入出力相互接続ポイ
ントを有するチップを、同様のプロセスを用いて接合し
て、異なって形成されたチップを有する混合マルチチッ
プモジュールを、いかにして作成できるかが説明され
た。
Therefore, it will be explained how chips having mixed type input / output interconnection points can be joined using a similar process to make a mixed multi-chip module with differently formed chips. Was done.

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

【図1】入出力相互接続に用いる接続パッド及びハンダ
ボールを有するキャリアに、入出力接続パッドを有する
チップを、位置合せして接合する一方法を説明するため
の図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating one method of aligning and bonding a chip having an input / output connection pad to a carrier having a connection pad and a solder ball used for input / output interconnection.

【図2】図1と同じように、接続パッド及びハンダ突起
がキャリア上にあり、ハンダボールがチップ上に設けら
れている状態を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a state in which a connection pad and a solder protrusion are provided on a carrier and a solder ball is provided on a chip, as in FIG.

【図3】接続パッド及びハンダコーティングを有するキ
ャリアにハンダボールで接合したチップを図示し、
(a)はハンダのリフロー前、(b)はハンダのリフロ
ー後をそれぞれ示す図である。
FIG. 3 illustrates a chip bonded with a solder ball to a carrier having connection pads and a solder coating,
(A) is a figure before solder reflow, (b) is a figure which shows after solder reflow, respectively.

【図4】入出力電気接続パッドのみを有するチップを、
パッド及びハンダボールを有するキャリアに接合した状
態を図示し、(a)はハンダのリフロー前、(b)はハ
ンダのリフロー後をそれぞれ示す図である。
FIG. 4 shows a chip having only input / output electrical connection pads,
It is a figure which shows the state joined to the carrier which has a pad and a solder ball, (a) is a figure before solder reflow, and (b) is a figure respectively after solder reflow.

【図5】各々異なる入出力相互接続構造を有する多数の
チップを装着することができるキャリアを示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a carrier on which a large number of chips each having a different input / output interconnection structure can be mounted.

【図6】表面上に形成された電気相互接続パッドを有す
るキャリア基板の断面図を示す図である。
FIG. 6 shows a cross-sectional view of a carrier substrate having electrical interconnect pads formed on its surface.

【図7】図6と同じキャリア基板の断面図であって、キ
ャリアの接続パッド上に形成された相互接続突起を示す
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the same carrier substrate as in FIG. 6, showing the interconnection protrusions formed on the connection pads of the carrier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャック 3,15,25 チップ 5 入出力接続パッド 7 プリズム 9,19,23 キャリア 11,17,42 電気相互接続用突起 13,21,44 電気接続パッド 22 ハンダコーティング 40 受動素子 1 Chuck 3,15,25 Chip 5 Input / Output Connection Pad 7 Prism 9,19,23 Carrier 11,17,42 Electrical Interconnection Protrusion 13,21,44 Electrical Connection Pad 22 Solder Coating 40 Passive Device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ・テイラー・ランドルフ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 エンデ ィコット アントワネット ストリート 331 (72)発明者 ガスタブ・シュロック アメリカ合衆国 テキサス州 オースティ ン スパイスウッド ピーケイダブルワイ 1101 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Charles Taylor Randolph 331 Endicott Antoinette Street, New York, United States 331 (72) Inventor Gustub Schrock, Austin, Texas, USA Spicewood PEK Double Wai 1101

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】異なって形成された入出力相互接続ポイン
トを有する複数の集積回路デバイスを単一基板キャリア
上に接合してマルチチップモジュールを製造するマルチ
チップモジュール製造方法であって、 前記各集積回路デバイスの入出力相互接続ポイントに対
応する、電気相互接続パッドのパターンを前記キャリア
上に形成する形成ステップと、 前記集積回路デバイスの一つの入出力相互接続ポイント
と相融性があり、この入出力相互接続ポイントと接合す
る接合材料を、前記パッドのパターン上に載置する載置
ステップと、 前記基板キャリアに前記集積回路デバイスを接合する接
合ステップとを含むことを特徴とするマルチチップモジ
ュール製造方法。
1. A multi-chip module manufacturing method for manufacturing a multi-chip module by bonding a plurality of integrated circuit devices having differently formed input / output interconnection points on a single substrate carrier. Forming a pattern of electrical interconnect pads on the carrier corresponding to the input / output interconnection points of a circuit device, and compatible with one input / output interconnection point of the integrated circuit device. Manufacturing a multi-chip module comprising: a mounting step of mounting a bonding material that bonds to an output interconnection point on a pattern of the pad; and a bonding step of bonding the integrated circuit device to the substrate carrier. Method.
【請求項2】異なって形成された入出力相互接続ポイン
トを有する複数の集積回路デバイスを備えるモジュール
であって、 表面に導電性パッドの複数のパターンを有する基板キャ
リアと、 入出力相互接続ポイントとして導電性パッドを有し、前
記基板キャリアのパッドのうちの対応するパッドに十分
に接合する少なくとも一つの集積回路デバイスと、 入出力相互接続ポイントとしてハンダボール突起を有
し、前記基板キャリアのパッドのうちの対応するパッド
に十分に接合する少なくとも一つの集積回路デバイスと
を備えることを特徴とするモジュール。
2. A module comprising a plurality of integrated circuit devices having differently formed input / output interconnection points, wherein the substrate carrier has a plurality of patterns of conductive pads on its surface, and as an input / output interconnection point. At least one integrated circuit device having a conductive pad and fully bonded to a corresponding pad of the substrate carrier, and a solder ball protrusion as an input / output interconnection point, A module comprising at least one integrated circuit device fully bonded to a corresponding pad of the module.
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