JP2001077250A - 柔軟性ワイヤからの電気的接触構造 - Google Patents

柔軟性ワイヤからの電気的接触構造

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JP2001077250A
JP2001077250A JP2000202978A JP2000202978A JP2001077250A JP 2001077250 A JP2001077250 A JP 2001077250A JP 2000202978 A JP2000202978 A JP 2000202978A JP 2000202978 A JP2000202978 A JP 2000202978A JP 2001077250 A JP2001077250 A JP 2001077250A
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ハンドロス,イゴー,ワイ
Gaetan L Mathieu
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Benjamin N Eldridge
エルドリッジ,ベンジャミン,エヌ
Gary W Grube
グルーブ,ゲーリー,ダヴリュー
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    • H01L2224/45111Tin (Sn) as principal constituent
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    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124Aluminium (Al) as principal constituent
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    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45139Silver (Ag) as principal constituent
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    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
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    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2224/4809Loop shape
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    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/48151Connecting 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
    • H01L2224/48221Connecting 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
    • H01L2224/48225Connecting 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
    • H01L2224/48227Connecting 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 connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
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    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
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    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48699Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
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    • H01L2224/485Material
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    • H01L2224/48799Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu)
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/49105Connecting at different heights
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
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    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
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    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15312Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
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    • H01L2924/15787Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
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    • H01R12/51Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • HELECTRICITY
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    • H05K2201/0388Other aspects of conductors
    • H05K2201/0397Tab
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    • H05K2201/10742Details of leads
    • H05K2201/1075Shape details
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エージング及び機能試験のために、半導体ダイ
等の電子コンポーネントに対して一時的な接続をなすの
に好適な復元性のある接触構造を提供する。 【解決手段】各種の電子コンポーネントに対して復元
性、又は従順性を示す接触構造が、基板にワイヤの自由
端をボンディングし、弾力のある形状を有するワイヤス
テムへと、ワイヤを構成し、ワイヤステムを切断して、
ワイヤステムに、ある材料の少なくとも1つの層で保護
膜を施すことにより形成される。1つの例示的な実施例
の場合、ワイヤステムの自由端が、基板上の接触領域に
ボンディングされ、ワイヤステムは、弾力のある形状を
有するように構成され、ワイヤステムは、自立型となる
ように、放電により切断されて、自立型ワイヤステム
に、メッキにより保護膜が施される。ワイヤステム(足
場として機能する)に対する、及び保護膜(足場にわた
って上部構造として機能する)に対する各種の材料を開
示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子コンポーネン
ト、特に超小型電子コンポーネントへの、からの、及び
それらの間で電気的接続をなすための接触構造に関し、
更に詳細には、復元性及び/又は従順性を呈示する接触
構造に関する。「関連出願に対する相互参照」本願は、
同一出願人による1994年11月15日に出願された
米国特許同時係属出願第08/340,144号(状況:係属
中)、及び1994年11月16日に出願されたその対
応PCT特許出願番号PCT/US94/13373(状況:係属中)
の一部継続出願であり(まとめて、米国特許及びPCT
特許事例を、今後は「事例2」と呼ぶ)、その両方は、
同一出願人による1993年11月16日に出願された
米国特許同時係属出願第08/512,812号(状況:係属中、
今後は「事例1」と呼ぶ)の一部継続出願である。
【0002】
【従来の技術】その優れた導電、及び非腐食特性に起因
して、金は、電子コンポーネント間で電気的接続をなす
ための「選定材料」である。例えば、半導体ダイ上の導
電性パッドと、リードフレーム・フィンガの内端との間
で、複数のワイヤボンディング接続をなすことは周知の
ところである。これは、第1の「能動」電子コンポーネ
ント(ダイ)と、第2の「受動」電子コンポーネント
(リードフレーム)との間で、永久的な接続をなす1つ
の例として挙げられる。
【0003】本発明は、ワイヤボンディング装置を有利
に使用するもので、一般に、ワイヤ(例えば、金ワイ
ヤ)が、毛細管(「ボンディング・ヘッド」とも呼ばれ
る)を介してスプールから供給され、基板にボンディン
グされる。一般に、ボンディング・ヘッドの性質は、そ
れによりなされるボンディングの性質によって決定され
る。ボンディング・ヘッドが、ボール・ボンディングを
なすためのものである場合、それは一般に「毛細管」と
なる。ボンディング・ヘッドがくさびボンディングをな
すためのものである場合、それは一般に「くさび」とな
り、これらの用語は、当該技術で認知された意味を有す
る。問題を簡単にするために、主に今後は、「毛細管」
という用語を用いて、ボール・ボンディングか、又はく
さびボンディングをなし、ボンディング時に、熱エネル
ギー及び/又は圧縮を適用するのに適したボンディング
・ヘッドを示すことにする。
【0004】以下の米国特許(該当時期に、特許番号、
第1発明者、発行の年/月、及びUS分類/副分類によ
り挙げられた)は、参照として本明細書に取り込むが、
ワイヤボンディングの技術状態を表す。
【0005】(a)米国特許第5,110,032 号(Akiyama
その他、92年5月、US分類228/102 )、名称「METH
OD AND APPRATUS FOR WIRE BONDING」には、毛細管(1
0)を介してワイヤスプール(12)から供給されるワ
イヤ(13)が開示されている。(この特許の場合、ワ
イヤ13は絶縁される。)CPU(プロセッサ)とメモ
リユニット(ソフトウェアコマンド用の記憶)を含む、
制御ユニット(20)が示されている。制御ユニット
は、毛細管の移動にわたる、及び放電電極(17)と関
連して用いられて、放電電圧でワイヤを切断する放電電
力ユニット(18)にわたる制御を実行する。
【0006】(b)米国特許第3,460,238 号(Christy
その他、69年8月、US分類227/111 )、名称「WIRE
SEVERING IN WIRE BONDING MACHINES」は、ワイヤボン
ディング装置におけるワイヤ切断動作が、ワイヤを摩擦
係合するのに十分な、且つボンディング領域から離れて
ワイヤを変形するには不十分な圧力を保持することによ
り、ボンディング針(又は、本明細書で用いるような
「毛細管」)を移動させることを含む技法を目指すもの
である。この特許は、ワイヤボンディングが数十年の間
知られているという事実、また、毛細管を移動させる
間、ワイヤを変形するのは一般に望ましくないという事
実の代表例として挙げられる。
【0007】(c)米国特許第5,095,187 号(Gliga 、
92年3月、US分類219/68)、名称「WEAKENING WIRE
SUPPLIED THROUGH A WIRE BONDER 」には、ワイヤが、
熱、圧力、及び振動のうちの1つ、又はそれらの組合せ
を加えることにより、電子コンポーネント上の接触子に
ボンディングされる、ワイヤボンディング技法が開示さ
れている。この特許は、熱を局所的に加えることによ
り、ワイヤを弱くする又は切断する旨、及び如何にして
切断動作が、結果として、ワイヤの切断端部上の拡がり
部を生じさせるかを論じている。切断熱は、電極の手段
により、ワイヤに加えることができ、電極からの電界
が、ワイヤに延伸するように作られるため、アークを、
電極とワイヤの間に生み出すことができる。この特許に
は、アークの第1の部分が、ワイヤを弱くするための第
1の極性にあり、アークの第2の部分が、ワイヤから放
出される帯電粒子の分散を制御するための反転極性にあ
る、切断技法が記載されている。
【0008】(d)米国特許第4,860,433 号(Miura 、
89年/8月、US分類29/605)、名称「MANUFACTURIN
G AN INDUCTANCE ELEMENT 」には、基板上のスプール部
材上に、微細な銅ワイヤのコイルを巻き付ける技法が開
示されている。銅ワイヤは絶縁される。絶縁は、電子的
火炎射出(EFO)スパークが、例えば以前のボンディ
ングをなした後にワイヤを切断する際に、ワイヤの端部
から除去されることは周知のところである。ワイヤの端
部が、基板上の導電経路にボンディングされる。次に、
毛細管か、又は基板が回転されて、基板を支持するテー
ブルが、垂直方向に移動して、スプール部材上に微細な
銅ワイヤのコイルを巻き付ける。最後に、ワイヤの対向
端部が、基板上の別の導電経路にボンディングされる。
【0009】パッケージ実装は、他の環境(努力分野)
であり、そこで、第1の電子コンポーネントと第2の電
子コンポーネント間に、複数の電気的接続をもたらすこ
とが重要である。例えば、セラミックパッケージの場
合、半導体ダイが、セラミックパッケージ内の空洞に配
設されて、(通常)空洞内へと延伸する導電トレースに
ワイヤボンディングされる。複数(例えば、アレイ状)
のピンが、パッケージの外部表面に配設されて、それら
のピンは、内部トレース(パターン化導電層)と、空洞
内へと延伸する導電トレースへのバイヤにより接続され
る。パッケージは次に、各々の穴がパッケージピンのう
ちの対応するピンを受容する、対応する複数(例えば、
アレイ状)の穴を有する印刷回路基板(PCB)に実装
される。ピンは通常、PCB内のメッキされたスルーホ
ールに半田付けされて、第1の電子コンポーネント(パ
ッケージ実装済み半導体素子)と、第2の電子コンポー
ネント(PCB)との間に、永久的な接続がもたらされ
る。代替として、パッケージは、各々の穴が、パッケー
ジピンのうちの対応するピンを受容する、対応する複数
(例えば、アレイ状)の穴を有するソケットにより受容
されて、第1の電子コンポーネント(パッケージ実装済
み半導体素子)と、第2の電子コンポーネント(ソケッ
ト)との間に、一時的な接続がもたらされる。
【0010】水分に対して半導体素子を保護すること
は、一般に周知のところである。この目的のために、各
種のパッケージが、様々な度合いの気密封止性を呈示
し、少し述べると、セラミックパッケージは、一般に、
比較的高コストで、環境に対して優れた保護を与え、プ
ラスチック(例えば、樹脂)及びPCB型式(封止)パ
ッケージは、比較的低コストで、環境に対して比較的貧
弱な保護を与える。「両方の世界で最良のもの」、すな
わち低コストで良好な気密封止性を備えるために、ボン
ディングワイヤ、及びそれらを取り囲む接続部(例え
ば、ダイ及びリードフレームに対する)を被覆すること
が知られている。1つの例は、「RESIN PACKAGED SEMIC
ONDUCTOR DEVICE HAVING A PROTECTIVE LAYER MEAD OF
A METAL-ORGANIC COMPOUND」と称する、米国特許第4,82
1,148 号(Kobayashi その他、89年4月、US分類36
1/392 )に見出される。この特許の場合、リードフレー
ム(2)上の銀電極(4)が、シリコンチップ(1)上
のアルミニウム電極(5)にボンディングされる。最終
のアセンブリは、エチルアルコール内のベンゾトリアゾ
ール(BTA)溶液に浸漬される。Ag−BTAフィル
ムが、銀電極の表面に形成され、Al−BTAフィルム
が、アルミニウム電極の表面に形成され、Cu−BTA
フィルムが、銅ワイヤの表面に形成される。これら3つ
の金属−BTAフィルムは、(環境的な)湿気による損
傷から、ワイヤと電極を保護する。とりわけ、この特許
の場合、金属−BTAフィルムが導電性であり、(リー
ドフレームへのダイの)相互接続が、ワイヤボンディン
グ自体により(被覆に先立って)以前に達成されたか否
かは、良くてもとるに足らない。好適には、かかる「気
密封止性」被覆は、それが、素子(ダイ)を短絡させる
傾向にあるので、導電性でないほうがよい。
【0011】ピン、すなわち伸長した堅固な導電要素
は、周知のところであり、一般に、電子パッケージ(チ
ップキャリヤを含む)上のパッドにろう接される。
【0012】米国特許第3,373,481 号(Linsその他、6
8年/3月、US分類29/471.3)、名称「MEHOD OF ELE
CTRICALLY INTERCONNECTING SONDUCTORS」には、金の球
(13、図2を参照)を熱圧縮して、その球を加熱真空
保持装置(14)で成形することにより、集積回路素子
(10)の端子部(12)の頂部に、ピン状の金受け台
構造(13)を形成することが開示されている。真空保
持装置の代わりに、超音波ボンディング装置を用いるこ
とも論じられている。この特許の図3に示されるよう
に、ボンディングは、受け台構造(13)と、端子(1
2)の表面全体と思われる(側面図において)ものとの
間に形成される。
【0013】米国特許第4,418,857 号(Ainslie その
他、83年12月、US分類228/124)、名称「HIGH ME
LTING POINT PROCESS FOR AU:SN:80:20 BRAZING ALLOY
FOR CHIP CARRIERS」には、チップ搬送基板にピンをろ
う接するための代表的な技法が開示されている。
【0014】米国特許第4,914,814 号(Behun その他、
90年/4月、US分類29/843)、名称「PROCESS OF F
ABRICATING A CIRCUIT PACKAGE」には、鉛/スズ半田で
ピン型枠内のピンホールのアレイを充填し、そのピンホ
ールのアレイは、チップキャリヤの一方の側の導電パッ
ドのアレイと実質的に位置が合った状態にあり、ピン型
枠内の鉛/スズ半田を加熱し、その結果、半田が溶融し
て、チップキャリヤ上の導電パッドのアレイと融合し、
それによって、チップキャリヤ上の導電パッドのアレイ
にボンディングされた、小型「ピン」のアレイを形成す
ることが開示されている。これによって、高さが制御さ
れ、明らかに、アスペクト比が比較的高い、伸長した半
田端子の形成が可能になる。
【0015】米国特許第4,955,523 号(Carlomagnoその
他、90年9月、US分類228/179)、名称「INTERCONN
ECTION OF ELECTRONIC COMPONENTS」には、電子コンポ
ーネントを相互接続するための技法が開示されており、
そこで、相互接続ワイヤが、接触子及びワイヤ材料以外
の材料を用いることなく、第1の電子コンポーネント
(半導体ダイ(1)等)上の接触子にボンディングされ
る。ワイヤは次に、ワイヤ径の2から20倍(2dから
10d)の間の所望の長さに切断され、半田等の導電材
料の手段により、第2のコンポーネント(21)上の接
触子にボンディングされる。ワイヤは、一旦第1のコン
ポーネントにボンディングされると、ボンディング・ヘ
ッドの側壁内の開口(13)を介して、所望の長さで
(ワイヤボンディング装置のボンディング・ヘッド
(9)により)切断される。この目的のために、電極
(51)が開口(13)内に挿入される。この特許に示
されるように、自立型ワイヤ(7)が、第2のコンポー
ネントの窪みにおいて、半田等の導電材料のプール(2
7)内に挿入された端部を有する。やはり「「INTERCON
NECTION OF ELECTRONIC COMPONENTS」と称する、米国特
許第5,189,507 号(Carlomagnoその他、93年2月、U
S分類257/777 )も参照されたい。
【0016】表面実装技法は、電子コンポーネント間に
相互接続をなすことに関連したある種の問題を解決する
が、それが一度そうあるべきと思い描いた万能薬として
真価を示さない。一般に、フリップ・チップ技法を含む
表面実装技法(SMT)において、半田バンプが、第1
の電子コンポーネントのある面に形成され、パッドが、
第2の電子コンポーネントのある面に設けられ、それら
コンポーネントが、互いに面対向にされ、その後熱が加
えられて、半田バンプの半田がリフローされる。信頼性
の良い表面実装をもたらす挑戦には、幾何形状を制御
し、アスペクト比(幅に対する高さの比)を高くして、
半田バンプを形成することが含まれ、これは時折、「半
田支柱」と呼ばれる。
【0017】米国特許第5,130,779 号(Agarwalaその
他、92年/7月、US分類357/67)、名称「SOLDER M
ASS HAVING CONDUCTIVE ENCAPSULATING ARRANGEMENT 」
には、高いアスペクト比を有する「伸長した」半田支柱
が記載されている。「電子キャリヤ」(基板)上にパッ
ドが形成され、その上に、第1の半田塊が堆積されて、
金属層で蓋が付けられる。追加の(第2の)半田塊が、
第1の半田塊の頂部に形成される。追加の(第3の)半
田塊が、第2の半田塊の頂部に形成される。半導体ダイ
等の第1の電子コンポーネントと、試験カード等の第2
の電子コンポーネントとの間になされる、複数の一時的
な接続を使用する、エージング及び試験は別の努力分野
である。以下で更に詳細に説明するが、これには通常、
まず半導体ダイをパッケージ実装して、半導体パッケー
ジ上のピンのパターンに対応するパターンで配列され
た、「釘のベッド」(弾性ピンのアレイ)といった特別
な試験設備を用いて、パッケージ上のピンに接触させる
ことが伴う。かかる試験設備の製造には、各アレイパタ
ーンに対して異なる試験設備が必要な特殊性があり、そ
の結果、高価で且つ時間がかかることになる。
【0018】電子コンポーネント間に復元性のある相互
接続をなすことは、望ましいことであると一般に知られ
ており、長期にわたる努力目的であった。しばしば(例
えば、通常)、半導体素子への外部接続子は、パッケー
ジの外部表面に配設された比較的堅固なピンである。復
元性のある相互接続を実施するために、ある努力が過去
において成されてきた。ある例では、復元性のある相互
接続要素は、金属要素でもたらされた。他の例では、復
元性のある相互接続要素は、金属性要素と弾性材料の組
合せでもたらされた。
【0019】復元性のある相互接続をなすことに向けら
れた最近の1つの努力は、「ELASTOMERIC CONNECTER FO
R MCM AND TEST APPLICATIONS 」(ICEMM 議事録、19
93年、第341頁−第346頁)と称する論文に記載
されており、これには、「エラスチコン」(tm)コネ
クタが記載されている。エラスチコン・コネクタは、エ
ラストマー材料(型枠空洞内に射出された液体エラスト
マー樹脂)に埋設された、導電要素に対して中実の金又
は金合金ワイヤを用い、一般に、多チップモジュール
(MCM)及び単一チップモジュール用のランド・グリ
ッド・アレイ(LGA)パッケージに対する相互接続要
求に照準が合わせられる。エラストマー材料の性質と共
に、ワイヤの寸法、形状、及び間隔は、特定の用途での
要求に合わせることができ、それらには、MCM及びS
CMパッケージ実装、ボード間及びケーブルとボード間
相互接続だけでなく、高密度PCB及びICチップ試験
用途も含まれる。中実の金ワイヤ、及びシリコーン・エ
ラストマー材料は腐食を通さない。この論文の図1に
は、エラスチコン・コネクタの基本的な実施例が示さ
れ、そこで、複数のワイヤが、堅固な基板にボールボン
ディングされて、基板の表面からある角度(例えば、4
5−85度)で真っ直ぐに延伸する。基板へのワイヤの
近位端の取付けは、圧縮力、毛細管先端を介して加えら
れる超音波エネルギー、及びワイヤボンディング装置上
の加熱ステージを介して加えられる熱エネルギーを利用
した、角度付きフライング・リードワイヤ・ボンディン
グ工程によりなされる。毛細管及び基板は、せん断ブレ
ード機構が、基板表面から所望の高さ及び角度で、ワイ
ヤを切断するのを可能にするように位置決めされる。電
子的火炎射出(EFO)が用いられて、次のボールボン
ディング(基板にボンディングすべき次のワイヤの近位
端の)を開始するために、毛細管先端から延伸するワイ
ヤを溶融する。ワイヤの全てを基板に実装した後、ボー
ル形状の接触子が、レーザ・ボール形成の工程により、
各ワイヤの遠い方の(遠位)端部に形成され、複数のワ
イヤが、エラストマー材料内に埋設される。ボール形状
の(拡大した)遠位端は、ワイヤが、緩く振動して接触
子間に短絡を生じさせるのを防止するのに役立つ。この
論文に注記されるように、導体の角度付き配向は、エラ
スチコン・コネクタが2つの平行表面間で圧縮される際
に、ワイヤの可塑変形を最小化するのに必要である。角
度付き配向は又、「拭い」接触表面を与え、これは、コ
ネクタが圧縮される場合に、嵌合接触表面に対して、ワ
イヤを回転及び滑動させることになる。この論文には、
ワイヤに対して金/パラジウム合金、及びプラチナを用
いる旨の記載がある。論文の図3は、ワイヤの角グルー
プ間のエラストマーに溝を形成すると共に、接触子当た
り1つから4つのワイヤからなるグループに、ワイヤを
集めることを記載している。この論文に記載されるエラ
スチコン・コネクタの各種実施例には、セラミック、金
属、シリコン又はエポキシ−ガラス積層材料の基板が必
要であり、介在体の実施例には、上部表面における金の
薄い層と共に、銅等のエッチング可能な基板材料が必要
である。この論文の図8は、一体化プローブ接触子を記
載し、既知の良好なダイを試験する能力が、MCMパッ
ケージ実装に対する障害物の1つであったとうまく注記
している。そこに示されるように、プローブ基質が、1
つのアレイにおいて2ミル(0.002インチ)径の金
を用いる。プローブは、試験モジュールに永久的に取り
付けでき、又は介在体構造として製造できる。「FLEX C
IRCUIT CARD ELASTOMERIC CABLE CONNECTORASSEMBLY」
と称する、米国特許第5,386,344 号(Beamanその他、9
5年/1月、US分類361/785 )には、関連した「エラ
スチパック」(tm)弾性ケーブル・コネクタが開示さ
れている。復元性のある接続をなすことにおける他の例
示的な努力は、「SPRING ARRAY CONNECTOR」と称する、
米国特許第5,299,939 号(Walkerその他、94年/4
月、US分類439/74)に見出すことができ、これには、
大幅な水平方向の弾性により、独立に曲げ可能なばねが
開示され、これらには、シート状及びワイヤ形状の正弦
波、螺旋、片持ち梁、及び座屈梁形状が含まれる。それ
により、形成されたコネクタは、製造公差、位置合わせ
公差、及び熱機械的膨張を含む偏差に対して補償を与え
るために、大幅なコンプライアンスをもたらす。ばねコ
ネクタの製造は、一般に次のように進行する。3次元心
棒が、ばね(12)の内部表面形状を規定する。絶縁層
(50)が、ばね(12)上に施される。導電層(1
4)が、所定の位置において、絶縁層上に施される。複
数のばね(12)が、容易に堆積可能である、復元性の
ある材料のユニット式シート層として形成され、これ
は、ニッケル96%−リン4%、及びニッケル97%−
コバルト3%等である。心棒は、ばね層(38)の堆積
後に除去される。代替として、心棒は、「ロストワック
ス鋳造」の技術分野で知られるような「犠牲」とするこ
ともできる。ばね層として復元性のあるワイヤを用いる
こと(例えば、シートを用いることの代替例として)
が、論じられており、これには、ワイヤ(204)が含
まれ、これが絶縁層(21)で覆われ、次にこれが区画
された導電層(212)で覆われ、次にこれが外側の絶
縁層(214)で覆われる。最終のばねコネクタは、
(取付に対して)接触をなすことを主に(唯一ではない
としても)目指すものである。この特許にうまく記載さ
れているのは、以下のことである。
【0020】「2つの型式の電気的接続の間で識別をな
す必要がある。すなわち、取付と接触である。取付は、
比較的永久的な接続であり、通常、半田、微細ろう接、
又は微細溶着接続といった、耐久性のある金属接続を伴
う。接触は、比較的一時的な接続であり、耐久性のある
金属接続は存在せず、通常圧縮力に依存して、嵌合導体
間に区画された接続を含む。」復元性の接続をなすこと
における他の例示的な努力は、「METHOD OF FABRICATIN
G AN ARRAY OF FLEXIBLE METAL INTERCONNECTS FOR COU
PLING MICROELECTRONIC COMPONENTS」と称する、米国特
許第4,067,104 号(Tracy 、78年/1月、US分類29
/626)に見出すことができる。この特許には、半導体と
いった能動素子上に、インジウムの幾つかの層といった
円筒形支柱のアレイを製造することが開示されており、
支柱は、差分熱膨張を吸収するように撓むことができ
る。
【0021】米国特許第4,793,814 号(Zifcakその他、
88年/12月、US分類439/66)、名称「ELECTRICAL
CIRCUIT BOARD INTERCONNECT 」には、対向した第1と
第2の回路基板の対応する接触パッド間に電気的相互接
続を与えるためのコネクタ配列が開示されており、復元
性のある弾性材料を含む非導電性の支持部材が含まれ
る。導電性の相互接続要素が、支持部材の厚さを介して
延伸し、対応する接触パッドを係合すべく配設された1
対のパッド係合を有する。
【0022】米国特許第4,330,165 号(Sado、82年/
5月、US分類339/59)、名称「PRESS-CONTACT TYPE I
NTERCONNECTIONS 」には、ゴム状エラストマー製の伸長
したロッド部材(1)、ロッド部材(1)内に埋設され
た複数の直線導電本体(2)、及びロッド部材(1)の
横表面にボンディングされた2つのシート部材(3、
3)からなる相互コネクタが開示されている。直線本体
(2)の端部は、相互コネクタが間に挟まれるように実
装されることになる回路基板と接触する表面を形成する
対向表面、すなわち上部表面と下部表面に見えている。
直線導電本体(2)は各々、例えば金属のリボンであ
る。
【0023】米国特許第4,295,700 号(Sado、81年/
10月、US分類339/61)、名称「INTERCONNECTORS 」
には、弾性材料のシート又はフィルム製の矩形接続片を
有する圧接式の相互コネクタが開示され、これは、交互
の導電弾性材料と電気絶縁材料からなるアセンブリであ
るため、矩形片は全体として、複数の導電経路(すなわ
ち、導電ストライプ)を有する。矩形接続片は、絶縁材
料製の2つの保持部材間に挟まれる。
【0024】米国特許第3,795,037 号(Luttmer 、74
年/5月、US分類29/628)、名称「ELECTRICAL CONNE
CTOR DEVICES」には、弾性絶縁材料のブロック内に埋設
されその表面間で延伸する、複数の湾曲伸長柔軟導体が
開示されている。代表的な柔軟導体は、例えば、リン青
銅等の任意の適切な導電性で復元性のある材料から形成
され、25ミクロン(μm)程度の代表的な断面寸法を
有し、2mm(ミリメートル)の自由長を有することが
できる。
【0025】米国特許第5,067,007 号(Kanji その他、
91年/11月、US分類357/54)、名称「SEMICONDUC
TOR DEVICE HAVING LEADS FOR MOUNTING TO A SURFACE
OF APRINTED CIRCUIT BOARD」には、パッケージを配線
表面に実装する場合に、軸方向から荷重を受けるリード
ピンが、接合部での接合強度よりも小さい曲げ強度を呈
示するように、表面実装型のパッケージの信頼性を改善
する旨が開示されている。この目的を達成するために、
リードピンは、繊維強化材料、変態疑似弾性材料、超高
張力材料、又は耐熱超高張力材料といった、大きな復元
性を有する材料から製作される。この特許は又、ピン・
グリッド・アレイ(PGA)パッケージの場合に、ピン
の全てが、必ずしも同じ長さとはならず、その結果、ピ
ンの幾つかはパッド(例えば、試験基板上の)に接触し
ない、という問題も指摘している。この特許の図7A及
び7Bは、特に関心があり、そこで、ピン(20)は特
定の形状を有し、特定の材料から形成される。ピン(2
0)は、15×1010Paよりも小さいヤング率を有
する材料から製作され、軸(直線)方向からの変位が、
ピンの径の1/2よりも大きくなるように、円弧形状に
湾曲した中央部を有する。ヤング率基準を満足する材料
の例として、高純度銅(Cu)、高純度鉄(Fe)、高
純度ニッケル(Ni)、銅合金、及び結合材料としての
銅等の軟質材料で束ねられた、糸状の(原文では、stri
ngly)復元性のある微細ワイヤからなる複合ワイヤがあ
る。かかる形状、及びかかる材料から形成されると、ピ
ンの変形強度(降伏強度)は、ろう接材料(12、ピン
をパッケージに対して保持する)、又は半田(13、ピ
ンをPCBに接続する)のいずれかの接合強度よりも小
さくなる。熱的又は機械的応力がピンに及ぼされると、
それらは、応力を低減するように弾性変形を被る。図1
Dに示され、またそれと関連して説明される代表的な実
施例において、タングステン(W)モリブデン、炭素非
晶質金属、及び大きな復元性を有する微細ワイヤが記載
されている。微細ワイヤは、複合ワイヤ(11A)とす
ることができ、これは、結合材料としての銅等の軟質材
料で、互いに束ねられる。複合ワイヤは、金(Au)又
は金/ニッケルからなるメッキ(11B)を有する。金
は、上で説明したように、非常に軟質であり、本質的に
復元性がない。この特許で特に述べられているように、
「メッキの厚さは非常に小さいので、曲げ強度[複合ワ
イヤ11Aの]への影響は無視できる。メッキは、容易
な半田付けの目的のために施され、具体的には(原文で
は、concretely)、ニッケルの場合1から4μm、金の
場合0.1から1μmの厚さを有する。」(第7−8欄
にまたがる段落を参照)米国特許第5,366,380 号(Reym
ond 、94年/11月、US分類439/66)、名称「SPRI
NG BIASED TAPERED CONTACT ELEMENTS FOR ELECTRICAL
CONNECTORS ANDINTEGRATED CIRCUIT PACKAGES」には、
集積回路パッケージ(ICP)の電気コネクタ用の接触
要素が開示されており、これは、表面実装用途に特に有
用である。接触要素は、基底部と、少なくとも部分的に
螺旋状のばね要素を有するばね部と、偏倚方式で穴の導
電リムと嵌合する傾斜付き接触部を有し、薄い壁付きけ
がき部品、又はモジュール部品の型抜き、圧延、及び/
又は成形作業により、平坦なシートから製造可能であ
る。接触要素は、押し下げ機構により圧縮状態に維持さ
れる。接触要素は、位置合わせ、圧縮制限、接触支持、
及び取付治具等の機能を与える、絶縁ハウジング、及び
/又はスペーサと関連づけることができる。
【0026】米国特許第4,764,848 号(Simpson 、88
年/8月、US分類361/408 )、名称「SURFACE MOUTED
ARRAY STRAIN RELIEF DEVICE 」には、集積回路チッ
プ、又は同様の電子コンポーネント、或いは素子(1
8)が実装される基板内のピンホールを介して延伸す
る、比較的薄いピン状の電気導体(22)からなる「根
元」を実装する旨が開示されている。ピン(22)は、
銅等の導電材料から製造され、各ピンは、その根元とそ
の先端の間に、ピンの先端が表面に接続される際に張力
逃がしを行うために、少なくとも2つの曲げを有する。
【0027】米国特許第5,317,479 号(Pai その他、9
4年/5月、US分類361/773 )、名称「PLATED COMPL
IANT LEAD 」には、回路基板上の基板接触子と、回路チ
ップと関連したチップ接触子との間で、機械的及び電気
的な接続をもたらす、湾曲リードが開示されている。湾
曲リードは、半田で実質的に全体にメッキされて、単片
の導電材料から形成される。一般に、湾曲リードは、2
つの平行な表面を有し、その一方は、チップ接触子と接
続するためで、もう一方は、基板接触子と接続するため
であり、それらの間に少なくとも1つの湾曲部がある。
リードは、材料の薄いストリップから形成されるのが好
ましく、例えば0.018インチの幅、0.070イン
チの全体(例えば、曲げに先立った)長とすることがで
き、0.003−0.005インチ厚の厚い銅ベリリウ
ム・コバルト合金からも好適に形成される。リードは、
過剰な半田がリードの所望のコンプライアンスに干渉し
ないように、注意深く制御される仕方で、半田で被覆さ
れる。
【0028】米国特許第4,989,069 号(Hawkins 、91
年/1月、US分類357/74)、名称「SEMICONDUCTOR PA
CKAGE HAVING LEADS THAT BREAK-AWAY FROM SUPPORTS」
には、半導体パッケージと、パッケージが実装される印
刷回路その他との熱膨張係数の違いが原因である応力を
低減する、柔軟な金属リード(26)を有する応力緩衝
フレーム(16)が開示されている。リードは、本質的
に平坦なリボン状リードであり、これらは、緩衝フレー
ムから離れて延伸するように曲げられ、次に、緩衝フレ
ームと平行な一部(32)を有するようにやはり曲げら
れる。ニッケル/鉄合金が、フレーム(及び、そのリー
ド)用の材料として記載されている。
【0029】電気的接続にある程度のコンプライアンス
をもたせる1つの理由は、熱サイクルに起因して生じる
応力を吸収するためである。一般に、半導体素子(ダ
イ)が動作する際に、それは熱を発生する。これによっ
て、ダイが膨張せしめられるが、それは、多くの場合ダ
イが実装されるパッケージとは異なる割合であり、同様
にパッケージとダイの間の電気的接続とは異なる割合で
ある。(ダイにより発生された熱が、ダイの至る所でか
なり一様であると仮定すると、ダイは、その重心又は対
称の中心のまわりで膨張する傾向となる。)これは、表
面実装ダイの場合も同様であり、ダイは、それが実装さ
れる基板(及び、ダイと基板の間の電気的接続)とは異
なる割合で膨張する。ダイとそれを取り囲む要素(例え
ば、パッケージ、基板、電気的接続子)との間の熱膨張
係数の差が、結果として機械的な応力となる。一般に、
かかる熱誘起の機械的応力を考慮する、又は低減するこ
とが望ましい。例えば、米国特許第4,777,564 号(Derf
iny その他、88年/10月、US分類361/405 )、名
称「LEADFORM FOR USE WITH SURFACE MOUNTED COMPONEN
TS」には、電子コンポーネントから延伸して、熱サイク
ルに起因した応力関連の欠陥に対して高い耐性のある印
刷基板に接続する。
【0030】米国特許第5,086,337 号(Noroその他、9
2年/2月、US分類357/79)、名称「CONNECTING STR
UCTURE OF ELECTRONIC PART AND ELECTRONIC DEVICE US
INGTHE STRUCTURE 」には、LSIチップ(大規模集積
度の半導体ダイ)と配線基板の間の接合部において、特
定の(z)方向に変形性(自由度)及び「柔軟性」(ば
ね特性)を有することが望ましい旨の記載がある。(例
えば、第4欄の50−55行を参照)この特許は、LS
I等の電子部品を、水平方向(例えば、チップの平面)
の熱膨張と、垂直(z軸)方向の可能な変位との差の吸
収機能を有する、配線基板等の基板に電気的に接続する
ための接続構造を開示している。接続構造の代表的な実
施例は、図2(a)、2(b)及び2(c)に示され、
そこで、接続構造は、平坦な渦巻きばねの形態をとり、
その平坦な渦巻きばねの一方の端部は、一方の電子コン
ポーネントに接続され、その平坦な渦巻きばねの他方の
端部は、他方の電子コンポーネントに接続される。これ
によって、2つのコンポーネントがz軸方向に変位する
と共に、それらの間の接続を維持することが可能にな
る。平坦な渦巻きばねコネクタは、一般に、Cr−Cu
−Cr「サンドイッチ」として形成され、これは、アニ
ール処理されAuで被覆されて、その半田湿潤性が改善
される(Crは、Auと比較して、比較的非湿潤性であ
る)。 米国特許第4,893,172 号(Matsumoto その他、
90年/1月、US分類357/79)、名称「CONNECTING S
TRUCTURE FOR ELECTRONIC PART AND METHOD OF MANUFAC
TURING THE SAME 」も参照されたい。(ここで留意され
たいのは、本特許出願において、「柔軟性」という用語
は、一般に可塑性と関連し、また「復元性」という用語
は、一般に弾性と関連するということである。)一般的
な提案として、半導体ダイ以外の電子コンポーネント上
に、復元性のある接触構造を製造するほうがずっと簡単
であり、これは半導体ダイの脆弱性(デリケートな性
質)に起因する。これによって、「受動」電子コンポー
ネントの開発の要因となっており、それらは、内部に取
り込まれた復元性のある接触構造を有し、使用時には、
対応する接触パッドを有する2つの電子コンポーネント
間に配設(すなわち、介挿)される。
【0031】米国特許第4,642,889 号(Grabbe、87年
/2月、US分類29/840)、名称「COMPLIANT INTERCON
NECTION AND METHOD THEREFOR 」には、回路基板上の導
電ストリップと表面実装素子上に含まれるパッドとの間
に配設された相互接続領域に表面実装される素子と、回
路基板との間に、相互接続領域を有する介在体を配置す
る旨が開示されている。介在体の相互接続領域は、その
内部に配設され、フラックス及び半田を有する複数の微
細ワイヤを有する。熱膨張係数の不整合(「ポテトチッ
プ化」)を補償するのに、相当なコンプライアンスが利
用可能となるように、高い半田受け台を有することが望
ましい旨の開示があり、それと共に、かかる高い半田受
け台を介在体内に実施することが望ましい旨の開示もあ
る。
【0032】米国特許第3,509,270 号(Dubeその他、7
0年/4月、US分類29/625)、名称「INTERCONNECTIO
N FOR PRINTED CIRCUITS AND METHOD OF MAKING SAME」
には、貫通する開口(4)を有し、その内部に圧縮ばね
(6)が挿入された、絶縁本体(2)が開示されてい
る。絶縁本体は、ばねがその開口内に挿入され、開口か
ら外に延伸するが、その絶縁本体は、2つの導電回路部
材(8、10)間に挟まれ、これらの部材は、樹脂層
(12)により絶縁本体に接着される。ばねは、プラチ
ナ、銀、銅及び亜鉛を含有する金合金から製作されると
いう開示があり、それらばねには、半田のコーティング
を施すことができる。
【0033】米国特許第3,616,532 号(Beck、71年/
11月、US分類174/68.5)、名称「MULTILAYER PRINT
ED CIRCUIT ELECTRICAL INTERCONNECTION DEVICE」に
は、同様の(Dubeその他と)相互接続配列が開示されて
おり、そこで、コイルばねが、溶融半田のポット内へと
圧縮及び挿入され、それに続いてポットから引き出され
て、半田が硬化し、それにより、圧縮ばねのコイルを、
ばねの復元力に対抗して互いに緊密に保持することが可
能になる。これらの圧縮されたばねは次に、2つの印刷
回路基板(10、12)間に配設される介在体層24の
開口内へと挿入される。このアセンブリ(基板、予備圧
縮されたばねを備える介在体、基板)は、ばねのコイル
の半田保持が再び液化して、ばね張力が解放されるよう
に加熱される。従って、ばねは、膨張して、隣接する印
刷回路レベル(基板)間に接触を確立することが可能と
なる。
【0034】米国特許第4,667,219 号(Lee その他、8
7年/5月、US分類357/68)、名称「SEMICONDUCTOR
CHIP INTERFACE」には、接触子(44、46、48)の
アレイを有する半導体チップ(18)の直下に配設され
た複数の開口(82)を有するコネクタプレート(8
0)が開示されている。プレートの開口は、チップの接
触子と位置合わせされる。複数の柔軟な導体(図8にS
字形状銅ワイヤ84として記載)が、コネクタプレート
の対応する開口を介して延伸して、チップ接触子と、コ
ネクタプレートの下に配設された端子(伝達要素64、
67、72)に接続される(例えば、半田付けされ
る)。このようにして、チップ上の各接触子は、端子の
うちの対応する端子に、柔軟、且つ電気的に結合され
る。
【0035】米国特許第4,705,205 号(Allen その他、
87年/11月、US分類228/180)、名称「CHIP CARR
IER MOUNTING DEVICE」には、「相互接続荒成形品配置
装置」(「介在体」としても知られる)が記載されてい
る。この特許の図11A−11C、12及び13には、
S字形状(図11A、11B、11C)、又はC字形状
(図12)、或いはコイル化ばね構成(図13)を有す
る、各種の半田「荒成形品」が記載されている。荒成形
品は、支持(「ホルダ」、「保持」)層(例えば、図1
1Aの50及び52)を介した開口(穴)内に配設され
る。C字形状の荒成形品は、支持層のエッジのまわりに
配設される。荒成形品は、「充填半田配合材」(離散粒
子又はフィラメントの充填剤を含有する半田)、又は
「支持半田」(半田荒成形品形状の外側まわりに配設さ
れる支持ストランド又はテープにより支持された半田)
であり、これは、半田溶融又はリフローに基づいて、そ
の形状を保持する。例えば、充填半田配合材内の粒子
は、半田の融点よりも高い融点を有すべきである。銅、
ニッケル、鉄、及び金属被覆高温ポリマー又はガラスと
いった充填材料が開示され、述べられているように、各
荒成形品内に単一ストランド又は多数ストランドを有す
る、離散粒子(例えば、粉体)又は連続長の形態をとる
ことができる。
【0036】上述のように、電子コンポーネントは、印
刷配線基板(PWB)としても知られる印刷回路基板
(PCB)に接続されることが多い。印刷回路基板(P
CB)技法は、十分に開発されており、一般に、絶縁基
板上に導電トレースを形成して、PCBに実装又は差し
込まれる電子コンポーネント間に多くの場合複雑な相互
接続をもたらすことを伴う。基板の両面に導電トレース
を有するPCBだけでなく、交互の絶縁層と導電層から
なる多層配列も知られている。更に、PCB内で層間接
続をもたらすことも、一般に周知のところである。PC
B技法の更に広範な説明は、本明細書に参照として取り
込むが、「宇宙技術における印刷回路(Printed Circui
ts in Space Technology)」(1962年、Linden著、
Prentice-Hall Inc.刊)に見出すことができる。明確に
理解されたいのは、PCB基板を記載する以下で説明す
る実施例のいずれにおいても、これらの基板が、「伝統
的な」印刷回路基板材料以外の材料から形成できる、と
いうことである。例えば、「PCB」基板は、ポリイミ
ド等のプラスチック材料の1つ以上の層から形成でき、
任意的に、それらの間に導電箔の層を備えることも知ら
れている。「回路化」という用語も、以下で見られ、こ
れは、PCB基板上に存在する、導電パターンその他の
ことを言う。
【0037】米国特許第4,532,152 号(Elarde、85年
/7月、US分類427/96)、名称「FABRICATION OF A P
RINTED CIRCUIT BOARD WITH METAL-FILLED CHANNELS 」
には、チャンネルのパターンを、その両側の少なくとも
一方に設けて、所定の組の導電経路を規定するために、
射出成型されるプラスチック基板が開示されている。フ
レーム噴霧、無電解メッキ、電解メッキ、気体メッキ、
又は真空蒸着により、基板を金属化することが開示され
ている。基板(例えば、図12の20)には、メッキさ
れたスルーホール(58)が設けられ、これにより、電
子コンポーネントを、印刷回路基板の一方の面に実装し
て、印刷回路基板の他方の面上の導電経路と電気的に相
互接続することが可能になる。この特許は、単に、メッ
キされたスルーホールの例示として挙げる。
【0038】
【発明が解決しようとする課題】一般に、電子コンポー
ネント間に電気的接続をもたらすための上述した技法の
各々は、それ自体の「方法体系」を必要とし、換言する
と、その各々は、それ自体特異な型式(例えば、ボンデ
ィングワイヤ、ピン、等)の接続構造を必要とする。
【0039】更に、上述した技法の各々は、固有の制限
を被る。例えば、第2の電子コンポーネントに対して永
久的に接続される第1の電子コンポーネントを置き換え
るには、通常、第2の電子コンポーネントから第1の電
子コンポーネントの半田付けを注意深く除去し、次に、
置き換えの第1の電子コンポーネントを、第2の電子コ
ンポーネントに注意深く半田付けすることが必要であ
る。ソケットは、この問題に対処するが、これにより、
(しばしば受け入れ難い)コストがシステム全体に加わ
る。更に、ソケット化は、半田付け接続と対照的に、低
質の接続信頼性を呈示する傾向がある。第1の電子コン
ポーネントに半田ボールを設け、第2の電子コンポーネ
ントに導電パッドを設けるという上述の技法等の表面実
装技法は、信頼性の良い結果を出すために注意深く制御
された工程を必要とし、分解(電子コンポーネントの一
方の置き換え)にはあまり向いていない。
【0040】電子コンポーネント間で接続をなすのに金
を用いるという流行に目を向けると、金は卓越した導電
性を示すが、幾つかの欠点を被り、そのことは本発明と
関連性がある。例えば、金は非常に低い降伏強度を有
し、その特徴によって、復元性のある接触構造に(又
は、接触構造として)金ワイヤを使用することが、極端
に直感的でなくなる。簡単に言えば、物理的に応力が加
わると、金(例えば、金ワイヤ)は、変形して、その変
形構成を保持する傾向となる。これは、「可塑的変形」
と呼ばれる。
【0041】相互接続媒体として金ワイヤを用いること
の他の欠点は、半田、すなわち一般的な鉛−スズ半田の
スズ含有量と反応する、金の癖にある。この事実にもか
かわらず、幾つかの「共晶」材料、例えば金−スズ材料
が知られており、これらは、望ましい相互接続特性を示
す傾向がある。共晶材料、及びそれらの特性を、以下で
更に詳細に説明する。
【0042】
【課題を解決するための手段】本発明の一般的な目的
は、電子コンポーネント、特に超小型電子コンポーネン
トを相互接続するための改善された技法を提供すること
である。
【0043】本発明の他の目的は、電子コンポーネン
ト、特に半導体ダイに接触構造を実装するための改善さ
れた技法を提供することである。
【0044】本発明の他の目的は、復元性のある接触構
造を製造するための改善された技法を提供することであ
る。
【0045】本発明の他の目的は、電子アセンブリを製
作するための改善された技法を提供することである。
【0046】本発明の他の目的は、ボンディングワイヤ
を切断する際の改善を含む、電子コンポーネントにワイ
ヤボンディング接続をなすための改善された技法を提供
することである。
【0047】本発明の他の目的は、対象物をメッキする
ための改善された技法を提供することである。
【0048】本発明によれば、柔軟な伸長要素(金ワイ
ヤ等の)が、電子コンポーネント(半導体ダイ、印刷回
路基板、又は半導体パッケージ等の)上の接触領域(端
子、又はパッド等の)に実装されて、弾性のある形状
(少なくとも1つの曲げを有する「ワイヤステム」等
の)を有するように構成される。
【0049】伸長要素は、後続の「上部構造」(保護
膜)に対する「足場」として機能し、上部構造は足場に
わたって製造される。上部構造は、足場にわたって(又
は、以前に施された上部構造層にわたって)メッキ等に
より施される少なくとも1つの層を含み、足場だけでな
く、基板上の接触領域の残りの領域も覆う。上部構造
(保護膜)は、接触領域及びワイヤステムを覆う連続構
造である。
【0050】それによって、最終の復元性のある、及び
/又は従順な(弾性のある)接触構造が形成され、これ
は、電子コンポーネントに確実に実装されて、他の電子
コンポーネントに対して、その電子コンポーネントの一
時的、及び/又は永久的な接続をもたらすために利用で
きるか、又は他の電子コンポーネントに対して、その電
子コンポーネントの永久的な(例えば、半田付け)接続
をもたらすために利用できる。
【0051】一般に、本明細書で用いるコンプライアン
スとは、復元性(弾性的変形)、及び柔軟性(可塑的変
形)の意味を含む。ある例の場合、可塑的変形と弾性的
変形の両方が望まれる。他の例(プローブに対して用い
られる接触構造等)の場合、弾性的変形のみが望まれる
が、幾らかの可塑性も許容できる。他の例の場合、純粋
な可塑変形を示す本当のばねは、望ましくない。という
のは、それらは、それらが実装される基板に、あまりに
も高い荷重を課すためである。他の例(介在体上の接触
構造等)の場合、純粋な可塑性が、非平面性を吸収する
ために望まれる。本発明によって、接触構造の可塑変形
と弾性変形を、それが意図する用途(例えば、荷重条
件)に合わせることが可能になる。
【0052】本発明の1つの態様によれば、上部構造の
製造が完了すると、ステムはあまり目的を果たさない。
その点が納得がいくのは、本発明の幾つかの実施例にお
いて、最終の復元性のある接触構造の構造的、及び電気
的特性を大幅に落とすことなく、上部構造の製造後に、
ステムを部分的又は完全に除去可能である、という事実
による。更に、以下で更に詳細に説明するが、ステムは
導電性である必要はない。一般に、保護膜が施される
と、ステムは(除去しないとしても)、復元性のある接
触構造の機械的特性に、ほとんど又は何の構造的影響も
与えないことになる。
【0053】本明細書に開示する本発明の実施例の大部
分において、ステムは、弾性のある形状を有するため、
「手始めの」復元性のある構造として機能できる。しか
し、本明細書に開示する幾つかの実施例の場合、ステム
は、単に真っ直ぐに形成され、すなわち、これら幾つか
の実施例では、ステムを問題としない。
【0054】本発明の代表的な実施例の場合、足場(ワ
イヤステム)は、0.0007−0.0020インチ
(0.7−2.0ミル)の範囲の直径を有する金ワイヤ
であり、上部構造(保護膜)は、0.0001−0.0
100インチ(0.1−10.0ミル)の範囲の厚さを
有するニッケルメッキである。
【0055】本発明の1つの態様によれば、複数の復元
性のある接触構造が、複数の接触領域を有する電子コン
ポーネントに実装される。例えば、最大で数百の復元性
のある接触構造が、最大で数百の接着パッド、又はパッ
ケージパッドを有する、それぞれ、半導体ダイ、又は半
導体パッケージに実装可能である。
【0056】本発明の1つの態様によれば、複数の復元
性のある接触構造が、1つ以上の電子コンポーネント上
の異なる段階での接触パッドから開始可能であり、ま
た、それら全てが共通の平面で終端するように製造可能
であり、これは、平坦表面を有する他の電子コンポーネ
ントに接続するためである。
【0057】本発明の1つの態様によれば、2つ以上の
復元性のある接触構造が、電子コンポーネントの単一の
接触領域上に製造可能である。
【0058】本発明の1つの態様によれば、復元性のあ
る接触構造の第1のグループが、電子コンポーネント
(介在体基板等の)の第1の面上に製造可能であり、復
元性のある接触構造の第2のグループが、介在体基板の
第2の対向した面上に製造可能であり、これは、介在体
基板がそれらの間に配設される2つの電子コンポーネン
ト間に、電気的相互接続をもたらすためである。
【0059】代替として、復元性のある接触構造の両方
のグループが、介在体基板の同一面から開始可能であ
り、一方のグループは、介在体基板内の開口を介して延
伸して、介在体基板の対向面から突出できる。
【0060】代替として、復元性のある接触構造が、支
持部材を介して延伸するスルーホール内に形成可能であ
り、復元性のある接触構造は、支持部材の対向表面を越
えて延伸して、支持部材の対向表面に対して配設された
電子コンポーネントに接触する。
【0061】本発明の1つの態様によれば、ワイヤボン
ディングの際の幾つかの改善点が開示され、それには例
えば、ワイヤボンディング装置の毛細管からワイヤを繰
り出す間、超音波エネルギーを供給する点、また例え
ば、電子的火炎射出(EFO)技法によりワイヤを切断
する間、紫外光を供給する点などがある。
【0062】本発明の1つの態様によれば、「慣用的
な」ワイヤボンディング(半導体ダイ上の接着パッドと
リードフレームフィンガの間で延伸するボンディングワ
イヤ等)の堅牢性(安定性)が、ボンディングワイヤに
上部構造で保護膜生成することにより、改善可能であ
る。これは、例えば、パッケージ本体のトランスファー
成形時に、隣接したワイヤの短絡を回避するうえで重要
である。
【0063】本明細書で説明する多数の代替実施例にも
かかわらず、概ね、ワイヤは、一端において、端子、パ
ッド、その他にボンディングされ、弾力のある形状を有
するように構成され、自立型のワイヤステムとなるよう
に切断される。これは、ワイヤボンディング装置により
適切に実行される。ワイヤ自体は、慣用的な金のボンデ
ィングワイヤとすることもできるが、ばねとして機能し
ない。その成形(例えば、S字形状に)し易さは、一般
に、ばねとして機能するその能力とは反対である。
【0064】自立型のワイヤステムには、導電性金属材
料で保護膜(例えば、メッキ)が施され、これは、以下
の2つの主要目的を果たす。
【0065】(a)それは、最終の保護膜付きワイヤス
テム(接触構造)がばねとして挙動できるように、ニッ
ケル等の弾性(復元性)のある材料であり、 (b)そ
れは、端子(又は、パッド、その他)を覆って、ワイヤ
ステム(及び、復元性のある接触構造)を端子に確実に
固定する。
【0066】本明細書に開示する実施例の大部分におい
て、所望の電気的な相互接続をもたらすのは、保護膜材
料である。しかし、幾つかの実施例の場合、ワイヤステ
ムは、接触構造の先端(遠位端)において露出されて、
電気的な相互接続をもたらす(又は、増強する)。
【0067】本発明の技法に従って製造される接触構造
に対する各種の用途を説明するが、これらには、接触構
造を半導体ダイ、パッケージ、PCB、等に実装するこ
とが含まれる。復元性のある接触構造を、プローブとし
て利用することも説明する。犠牲要素(又は、部材、構
造)にワイヤステムをボンディングすることも説明す
る。ワイヤステムにわたった多層コーティングも説明す
る。
【0068】本発明の多数の追加の特徴、及び実施例を
以下に記載するが、理解されたいのは、幾つかの実施例
に関連して説明する幾つかの特徴は、それら幾つかの実
施例に必ずしも限定されない、ということである。本発
明の利点には、限定ではないが、以下の点が含まれる。
【0069】(a)復元性のある、及び/又は従順な接
触構造が、半導体ウェーハからダイを切り離す前か、又
は半導体ウェーハからダイを切り離した後に、半導体ダ
イに直接実装可能である。
【0070】(b)復元性のある接触構造が、電子コン
ポーネントのエージング及び試験といった手順のため
に、電子コンポーネントに対して一時的に接続するのに
利用可能であり、同じ復元性のある接触構造が、電子コ
ンポーネントに対して永久的に接続するのに利用可能で
ある。
【0071】本発明の他の目的、特徴、及び利点は、本
発明の以下の詳細な説明に鑑みて明らかになるであろ
う。
【0072】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施例を詳
細に説明するが、当該実施例は、添付図面に示されてい
る。これら好適な実施例に関連して、本発明を説明する
が、理解されたいのは、これら特定の実施例に、本発明
の精神及び範囲を限定することは意図しない、というこ
とである。
【0073】本明細書に提示する側面図において、側面
図の多くの部分は、例示の明瞭化のために断面で提示し
ている。例えば、図面の多くの場合、ワイヤステムは太
線で完全に示され、一方保護膜は、本当の断面(網掛け
がない場合が多い)で示される。
【0074】本明細書に提示する図において、幾つかの
要素の寸法は、例示の明瞭化のために、誇張(図の他の
要素と同じ状況で、縮尺があっていないように)してあ
る場合が多い。
【0075】本明細書に提示する図において、要素は、
多くの場合「接頭辞」として図面番号が付され、「接尾
辞」は多くの場合、同様の要素(例えば、図1の要素1
08は、図2の要素208と同じく、また図8Aの要素
808と同じく基板である)を参照するものである。
【0076】参照として本明細書に取り込む上述の事例
1には、各種各様の電子コンポーネント上に、精密形状
及び幾何配置の隆起した(突起した)復元性のある電気
的な接触子を製造するための方法が開示されており、前
記接触子は、物理的、冶金的及び機械的特性からなる制
御された組を有して、電子的相互接続応用の各種の態様
において、電気的、熱的又は幾何配置的要求を満足す
る。
【0077】一般に、多数ステップ工程が記載されてお
り、そこで、(a)ワイヤステムが、1つの電子コンポ
ーネントの端子上に作り出され、(b)ワイヤステム
は、3次元空間で成形されて、復元性のある接触構造の
骨格が規定され、(c)ワイヤステムは、骨格及び端子
を包み込む、又はそれらに覆いを付ける(部分的に包み
込む)コーティングにより、少なくとも1つの堆積工程
で被覆が施される。共通のコーティングは、突出する接
触構造を端子に「固定」するのに役立つだけでなく、
(1)嵌合する電子コンポーネントとの係合接触の長期
安定性に関する、突起接触子の特性を与え、(2)アセ
ンブリの半田付け特性と共に、半田での接触による長期
効果を決定し、(3)最終の突起接触構造の機械的特性
をも決定する。
【0078】一般に、ワイヤは、最終の突起接触子(す
なわち、「初期の」復元性のある接触子)の「骨格」と
して機能し、コーティングは、その「筋肉」として機能
する。換言すると、ワイヤ(成形される)は、復元性の
ある接触子に対する形状を規定し、ワイヤにわたるコー
ティングは、求められる復元(及び、導電)特性を接触
子に付与する。これに関して、コーティングは、接触子
の主要な構造的要素であると見なされ、この目的のため
に、厚さ、降伏強度、及び弾性率の所定の組合せを有し
て、最終のばね接触子の所定の力対偏向特性を保証す
る。コーティングの重要な特徴は、それが連続であると
いう点にある。複数(2つ等)のワイヤステムを使用し
て、復元性のある接触子に対する骨格を作り出すことも
記載されている。
【0079】事例1には、復元性のある接触構造を、各
種の電子コンポーネントに実装する旨の開示があり、こ
れらには、(a)セラミック、及びプラスチック半導体
パッケージ、(b)積層印刷回路基板(PCB)、テフ
ロン(登録商標)(tm)ベースの回路基板、多層セラ
ミック基板、シリコンベースの基板、及び当業者には周
知の電子システムの集積用の他の基板、(c)シリコ
ン、及びガリウム・ヒ素素子等の半導体素子、及び
(d)抵抗及びコンデンサ等の受動素子、が含まれる。
すなわち、事例1は、以下のワイヤ材料及び寸法を開示
している。
【0080】(a)ベリリウム、カドミウム又はマグネ
シウムで合金化(又は、ドーピング)された、金、アル
ミニウム又は銅、(b)半田、特に鉛−スズ半田ワイヤ
(c)銀とプラチナの合金、(d)0.0005インチ
と0.0050インチの間の範囲の寸法である。
【0081】事例1は、以下のワイヤボンディング装
置、及び技法を使用することを開示している。すなわ
ち、(a)ボール及びくさび、(b)くさびとくさび、
(c)ボンディングを形成するために、圧力、温度、又
は超音波エネルギー、或いはそれらの組合せを印加する
こと、(d)ワイヤステムの形状を設定するために、毛
細管の動きを制御すること、(e)ワイヤを切断するた
めの共通のくさびボンディングステップを除外するため
に、ワイヤボンディング装置の制御システムのソフトウ
ェアをプログラムすることであって、その代わり、ボー
ルボンディングの前のボール形成に用いられる同じ電子
又は水素火炎射出を使用して、ワイヤを所定の高さに切
断すること、(f)毛細管を所定位置にまで上に移動し
た後、電子的火炎射出(EFO)電極を高電位状態にし
て、その結果、ワイヤステムを溶融及び切断するスパー
クを発生し、次のステムのボンディングステップに対し
て、ワイヤ(供給スプールからの)の送り端を準備する
ことである。
【0082】本発明によれば、ワイヤステムを切断する
ために、任意の適切な手段を使用することができ、それ
には、(a)電子的火炎射出(EFO)、(b)ナイフ
等の機械的手段、(c)レーザ、(d)水素トーチ、が
含まれる。
【0083】事例1は、金ワイヤステム上に、第1の層
としてスズを堆積し、それに続いて、金−スズ共晶体の
溶融温度よりも低い温度で、金とスズを反応させること
を開示している。結果として、金−スズ合金となり、こ
れは(純粋な)金よりも大幅に強い。
【0084】事例1は、以下のコーティング材料及び寸
法を開示している。すなわち、(a)ニッケル、銅、コ
バルト、鉄、及びそれらの合金、(b)金、銀、ロジウ
ム、ルテニウム・銅、プラチナ群の元素、及びそれらの
合金からなる群から選択された、貴又は半貴金属、
(c)ロジウム、ルテニウム、又はプラチナ群の他の元
素、及びそれらと金、銀、及び銅との合金、(d)タン
グステン、(e)0.00003インチと0.0070
0インチ間の厚さである。
【0085】本発明によれば、パラジウムも適したコー
ティング材料である。
【0086】事例1は、以下のコーティング工程を開示
している。
【0087】(a)湿式電気化学法、例えば骨格の、及
び端子上の材料の電解又は無電解水溶液メッキ、(b)
ニッケル及びその合金からのニッケルの電気メッキ(平
方インチ当たり80,000ポンドを越える引張り強
度)、(c)ウェーブ半田、又は電解堆積半田、(d)
物理気相成長法(PVD)及び化学気相成長法(CV
D)、またガス状液体又は固体先行核の各種の分解によ
る、導電性コーティングの堆積である。
【0088】事例1は、ワイヤステムにわたって、多層
コーティングを施すことを開示している。例えば、
(a)金、銀、プラチナ群の要素、及びそれらの合金等
の貴又は半貴コーティング層を備えた、保護膜ニッケル
(酸化する強い傾向がある)、(b)所与の用途に対し
て、突起接触子の性質を合わせるように、コーティング
の多層を選択することである。
【0089】事例1は、ワイヤステム(骨格)に、局所
的な突起を有するばねコーティングで保護膜を施すこと
が可能である旨を開示している。かかるコーティング
は、電気メッキ堆積物の樹枝成長により、又は異質粒子
を導電堆積物内に取り込むことにより、生成可能であ
る。代替として、規則正しい一様な第1の堆積層を施す
ことができ、それは復元特性を与え、それに続く上部堆
積層が、局所的な突起又は粒子を取り込んで、導電性の
保護膜が完成する。局所的な突起は、相互接続係合時
に、嵌合端子上に復元性のある突起接触子により及ぼさ
れる局所圧力を増大させ、また係合した端子の上にあ
る、容易に不動態化する酸素物形成の材料に接触する際
に、接触抵抗を低減する。
【0090】事例1には、復元性のある接触子の機械的
強度における改善は、圧縮性の内部応力を有するコーテ
ィングが堆積される際に、達成可能であり、これは、最
終の突起電気接触子を変形、又は破壊するのに必要な応
力レベルを効果的に増大する旨の開示がある。コーティ
ング内の圧縮性の内部応力によって、復元性のある接触
子のばね特性が改善されると共に、その強度及び延性レ
ベルにわたった制御が与えられる。
【0091】事例1は、共平面性を達成する旨の開示が
あり、それは以下のことに関連する。
【0092】(a)接触子の最上部点(遠位端)が、概
ね等しい(電子コンポーネント上の接触子の全てに対し
て)垂直(電子コンポーネントの上の)座標へと延伸す
るように製作可能であり、(b)接触子は、2つ以上の
電子コンポーネントから開始可能であり、それらの遠位
端は、他の平坦な電子コンポーネントに続いて接触させ
るために、共平面(全てが同じ垂直座標を有する)とす
ることが可能であり、(c)接触子は、電子コンポーネ
ントの異なる段階から開始可能であり、それらの遠位端
は、共平面とすることが可能であり、(d)接触子の先
端(遠位端)の垂直座標は、ワイヤボンディング装置の
制御システムにおいて実施されるソフトウェア・アルゴ
リズムにより、容易に制御される。
【0093】事例1には、ワイヤステムは、端子と犠牲
層の間に渡すことが可能であり、該犠牲層は、ワイヤス
テムの電気メッキ等の工程のために、一時的に利用され
る旨の開示がある。
【0094】事例1には、制御された(例えば、高く)
アスペクト比、及び形状を有する半田の支柱を形成可能
である旨の開示がある。これに関連して、ワイヤステム
(特に、金)と半田保護膜(特に、共晶に近い鉛−スズ
等の鉛−スズ合金)の間に、100−1000マイクロ
インチ厚のニッケル合金の障壁層を施すことが、記載さ
れている。かかる半田支柱は、突出しているが、復元性
はない。半田支柱当たり多数(例えば、2つ)のワイヤ
ステムを用いることが、湿潤のみ(1つのワイヤステム
で)半田の橋渡しを生じさせるうえで利点があると記載
されている。
【0095】事例1には、共通端子にワイヤステムの両
端をボンディングするすることにより、「ループ」を形
成可能であり、そのループを、半田支柱の骨格として使
用可能である旨が開示されている。
【0096】事例1には、接触子の懸架(例えば、犠牲
構成を用いることによる)が、結果として、試験、エー
ジング、又はサービス時の取り外し可能な電子相互接続
のために、コンポーネント又は基板上の嵌合端子との信
頼性の良い係合を可能にする、制御された幾何配置のば
ね接触子の形成となる旨が開示されている。
【0097】事例1には、接触子が、プラスチック及び
セラミックパッケージにピンを取り付けるための標準技
法に対する「交換品」として使用可能である旨が開示さ
れている。この有用性は、本発明の方法により製造され
たピン形状の接触子は、パターン特定の工具又は型枠を
必要としないという事実に起因する。
【0098】事例1には、骨格が、端子をフェンスボン
ディングし、次にボンディングされた領域内を半田で充
填する際に、ループ形状のシーケンスとして形成可能で
ある旨の開示がある。復元性はないが、これにより、ヒ
ートシンク又は基板への熱相互接続のために、電子コン
ポーネント上に質量性の半田パッドが設けられる。
【0099】事例1に記載される発明は、保護膜生成さ
れるボンディングワイヤの従来技術の技法から劇的に脱
却したものであり、それは以下の点においてである。
【0100】(a)通常、従来技術の保護膜は、非導電
性であり、及び/又は腐食からの保護を与えることに照
準を当てたものであり、(b)本発明の復元性のある接
触子は、骨格(これは、本質的に復元性が無く、実際非
導電性である)を成形し、次に、ばね(復元性のある)
接触構造を得るために、骨格にばねコーティング(その
外層は、導電性でなければならない)で保護膜を施すと
いうステップを有利に組み合わせる。
【0101】事例1に開示される、復元性のある接触構
造の利点の中には、(a)同じ接触構造が、電子コンポ
ーネントの取り外し可能な、又は永久的な取付けのため
に利用可能である点、(b)ばね(復元性のある)接触
子が、基板と、端子の整合パターンを有するコンポーネ
ントとの間の相互接続の標準手段として利用可能であ
り、また2つの(又は、それより多い)電子コンポーネ
ントを相互接続するために、介在体構造として利用可能
である点がある。
【0102】参照として本明細書に取り込む上述の事例
2は、相互接続のための接触構造、介在体、半導体アセ
ンブリ、それを製作する方法を開示している。一般に、
この事例の開示は、復元性のある接触構造を製作する能
力を問題にするかぎり、事例1の開示に「影響を及ぼさ
ない」。
【0103】事例2には、復元性のある接触構造の多数
の特定用途が開示され、こららには、各種の介在体実施
例が含まれ、そこでは、 (a)復元性のある接触構造が、メッキされたスルーホ
ールにおいて、介在体基板の一方の側に実装され、復元
性のある接触構造が、前記メッキされたスルーホールに
おいて、介在体基板の他方の対向側に実装される。
【0104】(b)復元性のある接触構造が、メッキさ
れたスルーホールにおいて、介在体基板の一方の側に実
装され、ループ化接触構造が、前記メッキされたスルー
ホールにおいて、介在体基板の他方の対向側に実装され
る。
【0105】(c)復元性のある接触構造が、介在体基
板の一方の側から上へと、メッキされたスルーホールを
介して延伸する一方の部分を有し、また、介在体基板の
直下へとスルーホールを介して延伸する他方の部分を有
する。
【0106】(d)成型されたプラスチック介在体基板
には、基板の一方の側から基板内へと延伸する一方の組
の穴と、基板の対向側から基板内へと延伸する他方の組
の穴が設けられる。穴の各対は、互いから僅かにオフセ
ットされる(偏心して)。穴は導電材料でメッキされ
る。オフセットのために、各穴は肩部(その下部に)を
有し、そこから、従順な接触構造が形成できる。このよ
うにして、第1の組の接触構造が、介在体基板の一方の
側から外に延伸し、他の組の接触構造が、介在体基板の
他方の側から外に延伸して、それら接触構造は、対応す
るスルーホールのメッキにより、互いに電気的に接続さ
れる。
【0107】事例2は、半田ポストを形成するために、
単一の接触パッド上で間隔を開け、半田で保護膜生成さ
れた複数(3つ)の骨格構造からなる接触構造を形成す
ることを開示している。
【0108】事例2は、複数(2又は3個)の復元性の
ある接触構造が、単一のパッド上に実装される、複合接
触構造を製造することを開示しており、更に、複数の接
触構造の端部を互いに半田で固定することを記載してい
る。
【0109】事例2は、プローブとして機能可能である
接触構造を形成することを開示しており、更に、遮蔽さ
れた接触子に制御されたインピーダンスを与えるため
に、金属層が上に配設される誘電体材料の層を含む、プ
ローブ当て接触子を記載している。
【0110】事例2は、プローブ接触構造の自由端にお
いて、接触パッドを形成することを開示しており、そこ
で、接触パッドには、複数の鋭利な点が設けられ、また
プローブ接触構造の自由端には、プローブ状先端が設け
られる。
【0111】事例2には、半導体素子(電子コンポーネ
ント)上に復元性のある接触構造を配設し、接触構造の
先端が2列に位置合わせされ、各列における交互接触構
造の最上部の先端が、他方の接触構造の最上部の先端か
らオフセットされて、3次元ファンアウトを可能にする
千鳥配列を与える旨の開示がある。
【0112】事例2には、幾つかは大きい方の曲げを有
し、他方は小さい方の曲げを有する異なる構成を有する
接触構造を、電子コンポーネント上に配設する旨の開示
がある。
【0113】事例2には更に、各「型式」の接触構造を
対向方向で千鳥状にする旨の記載がある。エージング試
験基板上の一致接触パッドを屈折可能に係合することに
より、半導体素子のエージング、及び試験を実施するた
めのかかる構成の実用性が記載されている。位置合わせ
又は整合ピンの利用も記載されている。接触構造が上に
実装される半導体素子の接触パッド上に微細ピッチを有
し、また接触構造の先端用の粗いピッチを有することの
可能性が記載されている。
【0114】事例2は、多数の半導体パッケージアセン
ブリを開示しており、復元性のある接触構造が、2つの
半導体素子の場合、印刷回路基板の両方の対向面に設け
られる、1つ又は2つの半導体素子上に実装される。半
導体素子を印刷回路基板に固定するために、ばねクリッ
プとして、復元性のある接触構造を利用することが記載
されている。メッキされたスルーホール内に、滑り嵌め
(及び、取り外し可能に)挿入すべく、復元性のある接
触構造を形成することが記載されている。整合ピンの利
用も、半導体パッケージアセンブリに関連して記載され
ている。
【0115】事例2には、半導体パッケージアセンブリ
において、印刷回路基板の大きなメッキ済みスルーホー
ル内に、コンデンサといった追加のコンポーネントを組
み込む旨の開示がある。
【0116】事例2には、半導体パッケージアセンブリ
において、印刷回路基板に、コンデンサといった追加の
コンポーネントを実装する旨の開示がある。
【0117】事例2には、復元性のある接触構造を使用
する、多数の追加アセンブリの開示がある。
【0118】以下に続く説明には、本明細書で完全な開
示を与えるという目的のために、事例1の開示と事例2
の開示が幾分重なる(避けられず)ことになる。直ぐ次
の項には、基板にワイヤをボンディングし、「弾力のあ
る」(ばね材料で保護膜生成した場合に、ばねとして機
能するのに適した)形状を有するように構成し、ワイヤ
ステムとなるようにワイヤを切断し、基板に十分に固定
される復元性のある接触構造を形成するために、ワイヤ
に保護膜を施すというステップの説明がある。
【0119】基板上の領域へのワイヤのボンディング 図1は、事例1の図1に類似しており、ワイヤボンディ
ング装置(この図には示さず、完全なワイヤボンディン
グ装置の例示は図2を参照されたい)の毛細管104
(断面で示す)を介して送られるワイヤ102を示す。
ワイヤ102は、スプール106から毛細管に送られ
る。毛細管104は、基板108の表面108aに向け
られるため、ワイヤ102の自由端102aは、基板1
08の表面108aに接触して、そこに、任意の適切な
仕方でボンディングされる。基板の表面にワイヤの自由
端をボンディングすることは、周知のところであり、更
に詳細に述べる必要はない。
【0120】図1に示すように、ワイヤ102の自由端
102aは、任意に規定される「接触領域」110(点
線で示す)内で、基板の表面108aにボンディングさ
れる。この接触領域110は、任意の形状(図示では矩
形であるが、円形、又は他の任意の形状とすることがで
きる)とすることができ、とりわけ、ワイヤ102の自
由端102aが、基板108の表面108aにボンディ
ングされる場所(比較的小さな領域)よりも大きく、そ
の場所を包囲(包含)する。
【0121】以下で更に詳細に説明するが、ワイヤ10
2のボンディング端102aは、以下の多くの実施例の
場合、最終の「ワイヤステム」の「近位端」となる。
【0122】図1Aは、ワイヤ102の自由端102a
が、基板108の表面108a上の導電端子112にボ
ンディングされる様子を示す。基板の表面上への導電端
子(又は「パッド」、或いは「接着パッド」)の形成、
及びそこにワイヤをボンディングすることは、周知のと
ころである。この場合、端子112は、接触領域110
(図1を参照)を構成(規定)する。図1Aにおいて、
毛細管104は、点線で示され、また型式化されてい
る。
【0123】図1Bは、ワイヤ102の自由端102a
が、ホトレジスト118の上塗り層内にエッチングされ
た開口116を介して、(通常、非導電性又は半導体性
の)基板108上の金属(導電)層114にボンディン
グされる様子を示す。この場合、ホトレジスト内の開口
116は、接触領域110(図1を参照)を構成する。
図1Bにおいて、毛細管104は、点線で示され、また
型式化されている。
【0124】図1C、1D及び1Eは、基板108の表
面にワイヤ102の自由端102aをボンディングする
ための技法を示し、これは、半導体基板(図25、及び
下記を参照)にワイヤ102をボンディングするのに好
適な技法である。図1Cにおいて、毛細管104は、点
線で示され、また型式化されている。図1Cにおいて、
導電層120が、(図1Bのように)基板108の上部
表面に配設される様子が示されている。この層120
は、上部金属層とすることができ、これは通常、ダイへ
のボンディングを意図したものであり、パッシベーショ
ン層124(通常、窒化物)内の開口122により規定
される。このようにして、接着パッドが規定され、これ
が、パッシベーション層124内の開口122の領域に
対応する領域を有することになる。通常(すなわち、従
来技術によれば)、ワイヤは接着パッドにボンディング
されていた。
【0125】本発明によれば、金属材料(例えば、アル
ミニウム)のブランケット層126が、開口内への「浸
漬」、及び層120への電気的接触を含む、層124の
微細構成に一致して従うようにして、パッシベーション
層124にわたって堆積される。ホトレジストのパター
ン化層128が、その開口132をパッシベーション層
124内の開口122にわたって位置合わせして、層1
26にわたって施される。この技法の重要な特徴は、開
口132が開口122よりも大きい点にある。明らかで
あるが、これによって結果として、半導体ダイ(10
8)上に存在する他のもの(開口122により規定され
るような)よりも大きな接着領域(開口132により規
定される)となる。ワイヤ102の自由端102aは、
開口132内で、導電層126の上部(図で見て)表面
にボンディングされる。
【0126】ワイヤ102が、ある形状(図2、2A−
2Hに関連して以下で説明するような)を有するように
構成され、「ワイヤステム」を作り出すために切断され
た(図4A−4Dに関連して以下で説明するように)
後、ワイヤステムに、保護膜が施される(図5、5A−
5Fに関連して以下で説明するように)。(この説明の
目的のために、保護膜付きワイヤステムを、「復元性の
ある接触構造」130と呼ぶ。)これは、概ね例示的な
仕方で、図1Dに示され、ワイヤステム(すなわち、太
い実線として図1D及び1Eに示される成形済みワイヤ
102)に保護膜生成する材料134は、ワイヤステム
を完全に包み込み、また、ホトレジスト128内の開口
132により規定された領域内で、導電層126も覆
う。次に、ホトレジスト128が除去され(化学エッチ
ング、又は洗浄等により)、基板は、選択性エッチング
(例えば、化学エッチング)を受けて、導電層126か
ら、ワイヤステムに保護膜生成する材料134により覆
われる層126の部分を除いて、材料の全てが除去され
る。これは、結果として図1Eに示す構造となり、その
重要な利点は、接触構造130が、別態様では(例え
ば、従来技術では)接着パッド(すなわち、パッシベー
ション層124内の開口122)の接触領域と見なされ
ていた領域よりも、容易に大きくすることができる領域
(これは、ホトレジスト内の開口132により規定され
た)に、確実に固定される(コーティング材料134に
より)という点にある。この場合、ホトレジスト128
内の開口132により規定された領域が、接触領域(1
10)である。
【0127】図1Fは、ワイヤ102の自由端102a
が、以下で更に詳細に説明するが、犠牲基板(例えば、
そこにワイヤをボンディングした後に、溶解除去される
基板)とすることができる導電性(例えば、単線の網掛
けで示すような、金属性)基板108にボンディングさ
れる様子を示す。この場合、接触領域110は図示して
いないが、図1に示すようにして任意的に規定される。
図1Fにおいて、毛細管104は、点線で示され、また
型式化されている。
【0128】上記の場合の全てにおいて、限定ではなく
例示を意図しているが、ワイヤ(102)の自由端(1
02a)が、基板上の規定領域(110)内でボンディ
ングされる。しかし、図面から容易に明らかなように、
ボンディング(ワイヤの近位端の)自体は、規定領域
(110)内で、比較的小さな領域しか占有しない。例
として、ボンディング自体の小さな領域は、接触領域1
10の全面積のたった5%から50%とすることができ
るが、大なり小なり、接触領域内の中央に位置決めされ
る。
【0129】以下で説明するが、ワイヤステムには、そ
れに復元性を付与して、それ自体を接触領域全体に固定
する材料で、保護膜が施されることになる。
【0130】ワイヤの特性 ワイヤは、ある寸法及びある材料の伸長要素であり、以
下で説明するような、ある形状(すなわち、「柔軟
な」)へと容易に製造される。明らかになることである
が、ワイヤが、2つの電子コンポーネント間で電気を導
通可能であることは、本発明にとって特に重要というわ
けではない。というのは、ワイヤは、(以下で説明する
実施例のほとんどで)導電材料で全体に保護膜が施され
ることになるためである。しかし、ワイヤが、導電性で
ある材料から製作されるのは、確かに本発明の範囲内で
ある。
【0131】一般に、本発明によれば、ワイヤの「既存
の」性質(すなわち、その成形及び保護膜生成能力)
は、その構造的又は電気的性質を覆い隠す傾向となる。
更に、ワイヤステムが、復元性のある導電材料で保護膜
生成されると、ワイヤステムは、大いに余計なものとな
る。
【0132】ワイヤ用の代表的な材料は、金であり、丸
い(断面)ワイヤの形態の場合、約0.0010インチ
(1ミル)の直径(厚さ)を有する。これには、限定で
はないが、0.7−2.0ミルの範囲の直径が含まれ
る。ワイヤは、0.0005から0.0030インチ
(1/2−3ミル)の範囲であるのが好ましい。かかる
ワイヤは、非常に成形性が良いもの(所望の形状へと)
となり、卓越した電気導体であり、非常に利用性が良
く、また長期にわたって良好な腐食耐性を示す。
【0133】金ワイヤは、幾つかの供給業者から、各種
の寸法及び組成のものを容易に入手可能である。例え
ば、 ・99.99%金のベリリウム添加品、 ・99.99%金の銅添加品、 ・1%シリコン/アルミニウム合金、 ・1%マグネシウム/アルミニウム合金がある。
【0134】銅ワイヤは、できる限り純粋なものが好ま
しいが、それは又容易に入手可能であり、本発明のワイ
ヤステムとして用いるのに適している。
【0135】ワイヤに適した他の(金以外の)材料に
は、それに対して、同様の直径の範囲が適用可能であろ
うが、以下の材料が含まれる。すなわち、アルミニウム
と、所望の物理的性質を得るための少量の他の材料、例
えばベリリウム、カドミウム、シリコン、及びマグネシ
ウム等で合金化された銅、鉛、スズ、インジウム、カド
ミウム、アンチモン、ビスマス、ベリリウム、及びマグ
ネシウム等の材料で合金化された、金、銅、又はアルミ
ニウムと、銀、パラジウム、プラチナと、プラチナ群か
らなる材料等の金属、又は合金と、鉛、スズ、インジウ
ム、及びそれらの合金である。
【0136】一般に、ボンディング(ボンディングをも
たらすために、温度、圧力、及び/又は超音波エネルギ
ーを用いて)しやすい任意の材料のワイヤも、本発明を
実施するのに適している。
【0137】好適には、ワイヤの材料は、金、アルミニ
ウム、銅、又はそれらの合金である。例えば、 1.ベリリウム(例えば、12ppmより少なく、好適
には5−7ppmの)、又はカドミウムでドーピング
(合金化)された金、 2.シリコン又はマグネシウムで、代替として銀又は銅
でドーピングされたアルミニウム、 3.銅/銀と混合されたプラチナ/パラジウムがある。
【0138】以下で更に詳細に説明するが、本明細書に
記載の実施例の多くにおいて、ワイヤは、遠位端及びあ
る長さを有するように切断される。ワイヤは、任意の所
望の長さを有することができるが、通常、小さな幾何形
状の半導体素子及びパッケージと関連して、その使用に
見合った長さを有することになり、その長さは、0.0
10インチから0.500インチとなる。ワイヤは、円
形の断面を有する必要はないが、そのほうが好適であ
る。ワイヤは、矩形断面を有することも、更に他の形状
の断面を有することもできる。
【0139】以下で更に詳細に説明するが(図51A及
び51Bを参照)、ワイヤステムは、プラスチック等の
非金属性材料から形成可能であり、また結果として復元
性のある接触構造となるように、保護膜を施すことがで
きる。
【0140】伝統的なワイヤボンディング装置には、相
互剥がれを回避するために、ワイヤボンディング・ルー
プの両端に、頑強な接着をなすことが必要である。接着
強度が最も重要であり、工程制約は比較的非常に厳格で
ある。
【0141】本発明によれば、基板にワイヤをボンディ
ングするための制約は、大いに緩和される(例えば、従
来的なワイヤボンディングと同じ状況)。一般に、ワイ
ヤステムが、成形及び保護膜生成時に適所に留まるかぎ
り、接着強度は「十分」である。これは又、上記の様々
なワイヤ材料を考慮するものであり、材料は一般に、そ
れにより成形されるボンディングの頑強性以外の性質に
対して選定される。
【0142】ワイヤステムの形成及び成形 ワイヤ(102)の自由(近位)端(102a)の基板
(108)へのボンディングが完了すると、毛細管(1
04)が、基板の表面から概ね上方に(z軸方向に)移
動されて、通常x−yテーブル(不図示)に実装される
基板が、x方向及びy方向に移動される。これにより、
毛細管と基板の間の相対運動が与えられ、これは、主に
以降で、毛細管が、3軸(x軸、y軸、z軸)で移動す
るとして説明する。毛細管が移動するにつれて、ワイヤ
が、毛細管の端部から「繰り出される」。
【0143】本発明によれば、毛細管と基板の間の相対
運動は、制御されて、所望の形状をワイヤに付与する。
【0144】典型的なワイヤボンディング装置の動作
時、ワイヤの自由端がボンディングされ(例えば、半導
体ダイ上の接着パッドに)、毛細管が上昇し(基板の表
面から上の規定の高さにまで)、基板が横に移動し(通
常、基板と毛細管の間で、x−y平面内の相対運動を与
えるために移動するのは基板である)、毛細管が降下し
て戻る(例えば、リードフレーム、半導体パッケージ、
その他の導電トレース上のボンディング位置へと)。ワ
イヤは、毛細管のこの相対移動時に、毛細管から繰り出
される。毛細管(従来技術の)のこの(例えば、上方/
横/下方の)移動は、略弓状の「形状」をワイヤ(真っ
直ぐなワイヤでさえも、「形状」を有すると見なすこと
ができる)に付与するが、本発明の「成形」とな全く異
なるものである。
【0145】全く明らかであると思われるが、ワイヤス
テムは、メッキ等により保護膜生成されるワイヤステム
からなる接触構造が、復元性のある接触構造として機能
するように成形される。このことを意に留めると、本発
明による、ワイヤの「成形」という概念が、従来技術の
任意の偶発的な(すなわち、結果として復元性のある接
触構造を確立することを意図しない)「成形」とは全く
異なることは明白である。本明細書で用いる、ワイヤの
「成形」という概念は、ワイヤが成形される仕方、すな
わちワイヤの成形という根底の目的の点と、ワイヤ形状
の最終の幾何形状の点において、従来技術の成形とは劇
的に異なる。
【0146】以下で更に詳細に説明するが、ワイヤの近
位端が基板にボンディングされると、それは、注意深く
(偶発的に対して)「形成」され、「仕立て」られ、又
は明確な所望の幾何形態を有するように構成され、その
形態は、ワイヤの形状に一致して、コーティング済みワ
イヤの後続の接触構造に対して復元性を付与することに
なる、ワイヤにわたる後続のコーティングの物理的構成
を確立するために、「骨格」と親事例で呼ばれていたも
のとして機能することになる。(成形済みワイヤステム
に復元性を付与する以外のコーティングの他の利点は、
以下で説明する。)従って、「構成」、「仕立て」、
「形成」、「成形」その他の用語が、本明細書で用いら
れるが、それらは、復元性のある接触構造(コーティン
グ済みワイヤ)に復元性(ばね性)を付与するコーティ
ングに対して、最終の構成を確立するためのワイヤの能
力を説明する、という意味を有するものと解釈されるこ
とを特に意図した用語である。
【0147】この特許出願を読むと、本発明が最も近く
属する当該技術において通常の知識を有する者であれば
理解されることになるが、一旦成形及び保護膜生成され
ると、ワイヤステム自体は本質的に余計なものである。
すなわち、保護膜材料が、最終の復元性のある接触構造
の必要不可欠な導電性、及び所望の機械的特性を与え
る。しかし、明らかであろうが、本発明の幾つかの実施
例の場合、ワイヤステムが、導電性であることが必要と
される。というのは、電気的接触が、ワイヤステムにな
されることになるためである。
【0148】ある意味で、本発明のワイヤステムは、
「足場」、すなわち石又は煉瓦のアーチの最終形状を確
立するために、建築で使用される一時的な吊り台又は土
台、と類似な仕方で機能する。この類似点の当然の帰結
として、保護膜は、「上部構造」として機能すると見な
すことができる。
【0149】別の意味で、ワイヤステムは、「心棒」、
すなわち他の材料そのまわりに成形できるコア、と類似
な仕方で機能する。
【0150】更に別の意味で、ワイヤステムは、「型
板」、すなわち製作又は合成しようとする物品に対する
パターン、又は模型、として機能する。
【0151】ここで理解されたいのは、足場、心棒、及
び型板は通常、それらの意図した目的を果たした後に除
去されるという点で、上記の類似性は完全ではない。本
発明のワイヤステムの場合、保護膜生成したワイヤステ
ムを除去する必要はないが、ワイヤステムを除去する実
施例も開示している。
【0152】恐らくより的確な類似点は、ワイヤステム
が、本を書く前に大筋を作成し得るといったような、
「大筋」として機能するという点である。大筋は、その
本がどう「あろうとしている」のかを説明し、その本に
含めることもでき、又はその本が書かれた後に破棄する
ことも可能である。いずれの場合でも、大筋は、本の最
終形態を確立する。
【0153】親事例の場合、成形済みワイヤステムを、
「骨格」、すなわち支持構造又は足場、と呼んだ。これ
も、骨格は通常適所に留まるという点で、用語の有用な
選定である。上にある組織の形状を決定する人間の骨格
(骨の枠組み)に似て、本発明のワイヤステムは、結果
としての接触構造の形状を確立する。しかし、上にある
組織が、その意図した機能を実行するために適所に留ま
らねばならない、また、人体の「機械的」特性に大いに
関与する人間の骨格と異なり、本発明のワイヤステム
は、上にあるコーティング材料が、その意図した機能を
実行するために適所に留まる必要はなく、また、ワイヤ
ステムは、最終の接触構造の機械的特性にあまり関与し
ない。
【0154】ワイヤステムに対して、容易に変形可能
で、可鍛性で、従順な材料を用いるという重要な利点の
1つは、ワイヤステムが、そこに施される保護膜に対す
る形状を、最終の復元性のある接触構造の物理的性質
(例えば、引張り強度、復元性、等)を大幅に変更する
ことなく確立するように、容易に構成されるという点に
ある。ワイヤステムが、最終の接触構造を製造する工程
全体の重要な第1ステップとして機能する限り、ワイヤ
ステムは、「手始めの」接触構造として特徴付けでき
る。
【0155】本発明は、半導体ダイ等の電子コンポーネ
ントを相互接続するために、多くの場合裸眼でかろうじ
て見える、復元性のある接触構造を製造することを主に
狙ったものであるので、ワイヤステムの貢献及び構成
は、可鍛ワイヤ(14ゲージ銅ワイヤ、又は匹敵するゲ
ージの鉛−スズ半田ワイヤ等)をある長さ(例えば、6
インチ長)にし、ワイヤの一方の端部を角材内の穴に実
装し、本明細書で説明する弾力のある構成(例えば、図
2A、2B又は2Eのそれら)のいずれかを有する自立
型のワイヤステムを手動で(手により)成形することに
よって、更に容易に視覚化することができる。角材に向
かってワイヤステムの先端において加えられる圧縮力
(例えば、ユーザの指先により加えられる数オンスの)
が、結果として、ワイヤステム変形となるが、ワイヤス
テム自体には、「ばね性」は殆ど存在しない。本発明に
従って形成された保護膜付きワイヤステムと類似性が更
にあるのは、半田と同様にして成形されたスチールワイ
ヤ(洋服掛けワイヤの6インチ長といった)であろう。
その場合、スチールワイヤは、そこに圧縮力が加えられ
た場合、顕著なばね性(スプリング・バック)を示すこ
とになる。(理解されたいのは、スチールワイヤは、変
形可能なワイヤステムにわたる「保護膜」ではない、と
いうことである。)容易に成形されたワイヤステム(例
えば、金の)上の保護膜(例えば、ニッケルの)は、洋
服掛けワイヤと類似の復元性を示すことになる。
【0156】換言すると、ある場所にワイヤの一端をボ
ンディングし、別の場所へと移動し(上方に、及び横
に、その後下方に)、その後ボンディング及び切断する
ことを伴う、従来技術のワイヤボンディングが、最終の
ワイヤにある「形状」を付与すると見なしうるが、(概
ね弓状の)最終形状は、比較的付随のものである。これ
とは反対に、本発明によれば、ワイヤは、その長さに沿
った本質的に全てが、特定の機能的(初期のばね)形状
を有するように、注意深く(付随ではなく)「仕立て」
られ、又は「構成」される。ワイヤに復元性とすべき
(保護膜生成時に)形状を付与することを説明するため
の他の有用な専門用語は、ワイヤを「回旋」形状(又
は、「構成」)へと「回旋する」ことである。
【0157】従来技術のワイヤボンディング装置が、た
とえ保護膜が施された(例えば、ニッケルで)として
も、一般に、復元性のある接触構造として機能できない
ということは、上述の洋服掛けワイヤを角材の2つの穴
内に挿入して、そこに(先端ではなく、曲線の上部にお
いて)同じ圧縮力を加えることにより、実証可能であ
る。この「粗末な」モデルの場合でも、ばね性の損失は
容易に観察できる。
【0158】以下で説明する実施例の多くにおいて、ワ
イヤが、少なくとも2つの湾曲部を有するように仕立て
られ(構成され)、またそのことにより、本発明の形状
の「仕立て」(構成、成形、形成)が、従来技術の通常
1つの湾曲部を有する付随的な形状と区別される。別の
意味で、本発明は、ワイヤにおいてばねとして機能する
ことになる(保護膜生成されると)形状を、注意深く
「発展させる」ことを意図するものである。
【0159】以下で説明する実施例の多くにおいて、ワ
イヤは、ある特定の方向で(通常、基板の表面から離れ
て)始まり、次いで別の方向に曲がり、その後それが始
まったのと(すなわち、基板の表面から離れた)同じ特
定の方向で終了する形状を有するように構成される。
【0160】図2は、図1、1A、1B、1C−1E又
は1Fに関連して説明した技法のいずれか(又は、以下
で説明するが、他の技法)に従って、ワイヤ202(1
02に匹敵)の自由端202a(102aに匹敵)が、
基板208(108に匹敵)の表面208a(108a
に匹敵)上の規定の接触領域210(110に匹敵)内
に、既にボンディングされているワイヤ202を示す。
毛細管204(104に匹敵)の初期位置は、破線で示
されている。毛細管204の最終位置は、実線で示され
ている。基板208の表面208aは、x−y平面内に
ある(しかし、基板の表面全体が、平面である必要はな
い)。図2に実線で示される毛細管204の最終位置
は、正のz方向で基板の表面から変位している。ワイヤ
202は、供給スプール206(106に匹敵)から毛
細管204を介して送られ、以下のようにして構成され
る(ある形状を有するように)。
【0161】ワイヤ202の自由(近位)端202a
は、初期(破線)位置における毛細管204を用いて、
「a」で表記された箇所で、基板208の表面208a
にボンディングされる。毛細管204は、次に、図2に
「b」、「c」及び「d」で「総称的に」表記される箇
所の軌道に沿って移動して、2次元又は3次元でワイヤ
を成形する。
【0162】以下の説明において、説明の明瞭化の目的
のために、毛細管の移動を、基板と毛細管の間の相対運
動を表すものとして説明する。多くの場合、x及びy方
向での移動は、基板を移動すること(例えば、基板が実
装されるx−yテーブル)により達成され、z方向での
移動は、毛細管を移動することにより達成される。一般
に、毛細管は通常、z方向に配向される。しかし、自由
度の多い毛細管を使用して、ワイヤステムの形状を構成
できることは、本発明の範囲内である。
【0163】一般に、毛細管204の移動は、マイクロ
プロセッサに基づくコントローラ(CONTROL)2
22の制御下で、位置決め機構(POSN)220によ
りもたらされ、任意の適切な連結装置224により、毛
細管204に連結される。以下で更に詳細に説明する
が、これによって、その軌道を記述するために、毛細管
の位置にわたる逐次制御が可能となる。
【0164】また、以下で更に詳細に説明するが、軌道
の行程時に、毛細管24に連結された230、又は毛細
管に直接実装され、コントローラ222の制御下で動作
する(例えば、オン/オフ)適切な変換器(ULTR)
により、振動(例えば、超音波)エネルギーを毛細管2
04に供給することも可能である。
【0165】以下で更に詳細に説明するが、毛細管がそ
の最終(実線)位置に達すると、ワイヤ202が切断さ
れる。これは、図2において、ワイヤ202(通常、毛
細管204に対して固定位置における)に隣接して位置
決めされる電極232で示され、電極232は、コント
ローラ222の制御下で動作する電子的火炎射出(EF
O)回路234から、電気的エネルギーを受け取る。
【0166】また、以下で更に詳細に説明するが、ワイ
ヤを切断するという動作(例えば、電子的火炎射出によ
り)は、適切な光源238から切断位置(図2で「d」
の位置)に向けて(例えば、レンズ236により)紫外
光を与えることにより強化可能である。以下で更に詳細
に説明するが、光(238)は、ワイヤ(202)上の
切断位置(d)に、又は電極(232)に、或いは電極
とワイヤの間に向けられる。
【0167】以下の図において、ワイヤステムに対する
多数の代表的な構成が記載されている。
【0168】図2Aは、基板208の表面208a上の
箇所「a」にボンディングされた自由(近位)端202
aを有するワイヤ202を示す。最終位置(図2の最終
位置に匹敵)で示される毛細管204が、「a」から
「b」、「b」から「c」、「c」から「d」、「d」
から「e」、及び「e」から「f」への箇所の軌道に沿
って移動する。箇所「a」から箇所「b」では、毛細管
204は、垂直(z軸)方向に移動する。箇所「b」か
ら箇所「c」では、毛細管204は、y軸方向に、基板
208の表面208aと平行に移動する。箇所「c」か
ら「d」では、毛細管204は、箇所「b」よりも、基
板208の表面208aから更に垂直方向に変位した
(高い)箇所「d」へと、垂直(z軸)方向に移動す
る。箇所「d」から箇所「e」では、毛細管204は、
箇所「b」と箇所「c」の間で毛細管204が移動した
方向とは反対のy軸方向に(すなわち、マイナス又は負
のy軸方向に)、基板208の表面208aと平行に移
動する。これによって、毛細管204が、その開始箇所
(「a」)の直上とすることができる(又は、そうでな
い)箇所(「e」)へと「戻る」。箇所「e」から
「f」では、毛細管204は、垂直(z軸)方向に再度
移動する。箇所「f」は、箇所「d」よりも、基板20
8の表面208aから更に垂直方向に変位している(高
い)。以下で更に詳細に説明するが、ワイヤは、箇所
「f」で切断され、その結果、自立型のワイヤステムと
なり、これは、基板にボンディングされた近位端と、基
板の表面から変位した遠位端を有する。
【0169】この軌道a→b→c→d→e→fに沿っ
た、毛細管204の移動により、ワイヤ202にU字形
状が付与される。もちろん、ワイヤ202は、毛細管の
軌道に実質的に一致した形状(例えば、U字形状)を得
るのに十分可鍛性がある(例えば、変形可能である)こ
とが前提である。このU字形状は、ワイヤの2次元形成
の代表例と見なされる。
【0170】以下で更に詳細に説明するが、ワイヤに好
適な材料は、少量であるが、見て分かる量のスプリング
・バックを示すことになり、これは、所望の形状をワイ
ヤに付与するために、毛細管204の軌道において考慮
すべきである。以下で更に詳細に説明するが、毛細管2
04がその最終位置(「f」)に達すると、ワイヤは、
毛細管204の位置で(又は、毛細管に隣接して)切断
される。
【0171】図2Bは、基板208の表面208a上の
箇所「a」にボンディングされた自由(近位)端202
aを有するワイヤ202を示す。最終位置(図2の最終
位置に匹敵)で示される毛細管204が、「a」から
「b」、「b」から「c」、「c」から「d」、「d」
から「e」、「e」から「f」、「f」から「g」、及
び「g」から「h」への箇所の軌道に沿って移動する。
箇所「a」から箇所「b」では、毛細管204は、垂直
(z軸)方向に移動する。箇所「b」から箇所「c」で
は、毛細管204は、y軸方向に、基板208の表面2
08aと平行に移動する。箇所「c」から「d」では、
毛細管204は、箇所「b」よりも、基板208の表面
208aから更に垂直方向に変位した(高い)箇所
「d」へと、垂直(z軸)方向に移動する。箇所「d」
から箇所「e」では、毛細管204は、箇所「b」と箇
所「c」の間で毛細管204が移動した方向とは反対の
y軸方向に(すなわち、マイナス又は負のy軸方向
に)、基板208の表面208aと平行に移動する。こ
れによって、毛細管204が、その開始箇所(「a」)
の直上とすることができる(又は、そうでない)箇所
(「e」)へと「戻る」。箇所「e」から「f」では、
毛細管204は、垂直(z軸)方向に再度移動する。箇
所「f」は、箇所「d」よりも、基板208の表面20
8aから更に垂直方向に変位している(高い)。箇所
「f」から箇所「g」では、毛細管204は、箇所
「d」と箇所「e」の間で毛細管204が移動した方向
とは反対のy軸方向に(すなわち、正のy軸方向に)、
基板208の表面208aと平行に移動する。箇所
「g」から「h」では、毛細管204は、垂直(z軸)
方向に再度移動する。箇所「h」は、箇所「f」より
も、基板208の表面208aから更に垂直方向に変位
している(高い)。以下で更に詳細に説明するが、ワイ
ヤは、箇所「h」で切断され、その結果、自立型のワイ
ヤステムとなり、これは、基板にボンディングされた近
位端と、基板の表面から変位した遠位端を有する。
【0172】この軌道a→b→c→d→e→f→g→h
に沿った、毛細管204の移動により、ワイヤ202に
S字形状が付与される。やはり、ワイヤ202は、毛細
管の軌道に実質的に一致した形状(例えば、S字形状)
を得るのに十分可鍛性がある(例えば、変形可能であ
る)ことが前提であり、また以下で更に詳細に説明する
が、ワイヤに好適な材料は、少量であるが、見て分かる
量のスプリング・バックを示すことになり、これは、所
望の形状をワイヤに付与するために、毛細管204の軌
道において考慮すべきである。また、以下で更に詳細に
説明するが、毛細管204がその最終位置(「h」)に
達すると、ワイヤは、毛細管204の位置で(又は、毛
細管に隣接して)切断される。
【0173】このワイヤ202のS字形状は、軌道に沿
った毛細管の移動時にx軸変位が存在しない場合、ワイ
ヤの2次元形成の代表例と見なされる。明らかに、毛細
管は、箇所から箇所への上述の移動のいずれか(例え
ば、箇所「d」から箇所「e」への移動時)と関連し
て、x軸に移動することも可能であり、その場合、ワイ
ヤの形状は、単純なS字形状よりも複雑になり、またワ
イヤの3次元形成であると見なされるであろう。
【0174】図2Cは、基板208の表面208a上の
箇所「a」にボンディングされた自由(近位)端202
aを有するワイヤ202を示す。最終位置(図2の最終
位置に匹敵)で示される毛細管204が、「a」から
「b」、「b」から「c」、「c」から「d」、「d」
から「e」、及び「e」から「f」への箇所の軌道に沿
って移動する。箇所「a」から箇所「b」では、毛細管
204は、垂直(z軸)方向に移動する。箇所「b」か
ら箇所「c」では、毛細管204は、y軸方向に、基板
208の表面208aと平行に移動する。箇所「c」か
ら「d」では、毛細管204は、箇所「c」と同じy軸
及びz軸座標にある箇所「d」へとx軸方向に、基板2
08の表面208aと平行に移動する。箇所「d」から
箇所「e」では、毛細管204は、箇所「b」と箇所
「c」の間で毛細管204が移動した方向とは反対のy
軸方向に(すなわち、マイナス又は負のy軸方向に)、
基板208の表面208aと平行に移動する。これによ
って、毛細管204が、箇所「b」とほぼ同じy軸座標
であるが、箇所「b」とは別の(オフセットした)x軸
座標へと「戻る」。箇所「e」から「f」では、毛細管
204は、垂直(z軸)方向に再度移動する。箇所
「f」は、箇所「d」よりも、基板208の表面208
aから更に垂直方向に変位しており(高く)、箇所
「b」とほぼ同じ垂直(z軸)座標にあり、また箇所
「b」又は「c」からx軸においてオフセットしてい
る。以下で更に詳細に説明するが、ワイヤは、箇所
「f」で切断され、その結果、自立型のワイヤステムと
なり、これは、基板にボンディングされた近位端と、基
板の表面から変位した遠位端を有する。
【0175】この軌道a→b→c→d→e→fに沿っ
た、毛細管204の移動により、ワイヤ202に3次元
形状が付与される。やはり、ワイヤ202は、毛細管の
軌道に実質的に一致したかかる形状を得るのに十分可鍛
性がある(例えば、変形可能である)ことが前提であ
り、以下で更に詳細に説明するが、ワイヤに好適な材料
は、少量であるが、見て分かる量のスプリング・バック
を示すことになり、これは、所望の形状をワイヤに付与
するために、毛細管204の軌道において考慮(補償)
すべきである。以下で更に詳細に説明するが、毛細管2
04がその最終位置(「f」)に達すると、ワイヤは、
毛細管204の位置で(又は、毛細管に隣接して)切断
される。
【0176】図2Dは、概略的に、毛細管204の最終
位置が、基板208の上にある必要はなく、エッジから
外れることも、基板の表面208aの下にあることも可
能であることを示す。図2Dにおいて、ワイヤ202
は、基板208の表面208a上の箇所「a」にボンデ
ィングされた自由端202aを有する。最終位置(図2
の最終位置に匹敵)で示される毛細管204が、「a」
から「b」、「b」から「c」、及び「c」から「d」
への箇所の軌道に沿って移動する。以下で更に詳細に説
明するが、ワイヤは、箇所「d」で切断され、その結
果、自立型のワイヤステムとなり、これは、基板にボン
ディングされた近位端と、基板の表面から変位した遠位
端を有する。この場合、箇所「d」は、基板の表面の下
にある(図2A、2B及び2Cの実施例のように上では
なく)。
【0177】箇所「a」から箇所「b」では、毛細管2
04は、基板208の表面208aから上方へと垂直方
向に(正のz軸方向に)、また箇所「a」から離れて水
平方向に(正のy軸方向に)、弓状の軌道で移動する。
箇所「b」は、基板208の表面208aの上での(正
のz軸方向の)、毛細管204の最大垂直(z軸)変位
を表す。箇所「b」から箇所「c」では、毛細管204
は、基板208の表面208aに向かって垂直方向に
(負のz軸方向に)、また箇所「a」から離れて更に水
平方向に(正のy軸方向に)、弓状の軌道で移動する。
箇所「c」は公称的に、箇所「a」と同じz軸位置にあ
る。しかし、留意点として、箇所「c」は、基板のエッ
ジから外れている。箇所「c」から箇所「d」では、毛
細管204は、基板208の表面208aを越えて下方
へと垂直方向に(負のz軸方向に)、また箇所「a」か
ら離れて更に水平方向に(正のy軸方向に)、弓状の軌
道で移動する。従って、箇所「d」は、基板208の表
面208aよりも低い(z軸)位置にあり、明らかに、
基板のエッジから外れている。
【0178】この軌道a→b→c→dに沿った、毛細管
204の移動により、ワイヤ202に2次元形状が付与
される。しかし、軌道(例えば、箇所「a」と「b」の
間の)の行程時に、毛細管に幾らかのx軸移動を付与す
る等によって、3次元形状もワイヤ202に付与できる
ことは、本発明の範囲内である。やはり、ワイヤ202
は、毛細管の軌道に実質的に一致した形状(例えば、S
字形状)を得るのに十分可鍛性がある(例えば、変形可
能である)ことが前提であり、また以下で更に詳細に説
明するが、ワイヤに好適な材料は、少量であるが、見て
分かる量のスプリング・バックを示すことになり、これ
は、所望の形状をワイヤに付与するために、毛細管20
4の軌道において考慮すべきである。また、以下で更に
詳細に説明するが、毛細管204がその最終位置
(「d」)に達すると、ワイヤは、毛細管204の位置
で(又は、毛細管に隣接して)切断される。
【0179】図2Dに示すように、毛細管204は、位
置「a」での垂直から位置「b」でのほぼ水平へと、そ
の配向を変化した。これは、通常固定の垂直配向に毛細
管を維持して、毛細管をz軸方向にのみ移動させ、それ
と同時に、基板がx軸及びy軸方向に移動される、大部
分のワイヤボンディング装置において、現在のところ利
用可能である能力を越えるものである。以下で更に詳細
に説明するが、毛細管の垂直配向を、軌道(例えば、図
2A、2B及び2Cに示す軌道)の行程を通じて維持す
ることにより、ワイヤが、毛細管から繰り出される際に
「引きずられる」ことになる。この微妙な違いは、以下
で説明する本発明の特徴により対処される。
【0180】本明細書で説明した軌道のいずれかにおい
て意図したのは、毛細管(204)は、z軸方向にのみ
移動すること、またx軸及びy軸移動は、基板が実装さ
れるx−yテーブルにより付与されることである。これ
は、全く明白であるが、図2Dに関連して示すような構
成動作時に、ワイヤが毛細管から繰り出される際に、ワ
イヤの引きずり(粘着性)を悪化させることになろう。
【0181】図2E、2F及び2Gは、ワイヤ202が
構成される他の実行可能な形状を示し、そこで、ワイヤ
202は、代表的な端子212にその近位端202aが
ボンディングされ、ワイヤの遠位端202bは、ボール
の形態の増大径の領域を有する。これらの図は、限定で
はなく、容易に製造可能である多数の形状の例示を意図
したものである。
【0182】例えば、図2Eの場合、ワイヤは既に、S
字形状を有するように構成済みである。留意点として、
図2A、2B及び2Cの実施例の場合のように、最終の
ワイヤステムは、基板の表面から直接離れた第1の方向
(すなわち、箇所「a」から箇所「b」への)に始ま
り、概ね同じ方向(すなわち、箇所「c」から「d」
の)で終了する。
【0183】図2Fの場合、単純なループ形状が構成さ
れ、そこで、ワイヤ202の近位端202aと遠位端2
02bが共に、接着領域210内でボンディングされ
る。このようなループは、以下で詳細に説明するが、復
元性のある接触構造としてではなく、バンプ接触として
機能することを概ね意図したものである。
【0184】図2Gの場合、ループ型式の復元性のある
接触構造が示され、そこでは、ワイヤが、箇所a→b→
c→d→e→f→g間で3次元的に構成され、ワイヤの
近位端(箇所「a」)と遠位端(箇所「g」)が共に、
基板に実装される(図2Fの実施例と同様にして)。こ
の場合、自立型の構造が仕立てられ、ワイヤステムの中
間部(箇所「d」と「e」の間)は、他の電子コンポー
ネントに対して電気的接続をなすことを意図している。
【0185】図2Hは、基板208の表面208a上の
箇所「a」にボンディングされた自由(近位)端202
aを有するワイヤ202を示す。最終位置(図2の最終
位置に匹敵)で示される毛細管204が、「a」から
「b」への箇所の軌道に沿って移動する。箇所「a」か
ら箇所「b」では、毛細管204は、垂直(正のz軸)
方向の箇所「a」から変位した位置(「b」)へと直線
で移動する。箇所「b」は、箇所「a」と同じy軸座標
を有するように示されているが、これは必ずしも必要で
はない。更に、箇所「a」から箇所「b」へのその行程
時に、毛細管204は又、正又は負のx軸方向にも移動
する。いずれの場合でも、箇所「a」から「b」へと延
伸するワイヤ(202)が、直線となり、基板208の
表面208aに対して、直角(すなわち、90度)とな
る、又はある角度をなす(直角でない)こともできる。
【0186】この軌道a→bに沿った、毛細管204の
移動により、ワイヤ202に2次元形状が付与される。
ワイヤのスプリング・バックは、このワイヤの直線形成
において重大な問題ではない。やはり、以下で更に詳細
に説明するが、毛細管204がその最終位置(「b」)
に達すると、ワイヤは、毛細管204の位置で(又は、
毛細管に隣接して)切断される。明白であるが、直線ワ
イヤを形成することは、成形の「些細な」場合であり、
本発明によれば、ワイヤをある形状に仕立てる技法全体
に含められるが、いずれにしても、上記の他のあまり
「些細」でない実施例の限定を意図するものではない。
明白であるが、図2Hに示すような直線ワイヤステム
は、それ自体では、弾力のある形状を呈示しない。直線
ワイヤステムに沿って軸方向に向けられた力が、単純
に、直線ワイヤステムを座屈させることになる。復元性
のある保護膜を備えると、最終の接触構造は、幾らかの
復元力を示す。他方で、自立型の直線ワイヤステムは、
直線ワイヤステムに軸はずれで向けられた力に応答して
(ワイヤステム自体が傾斜しているか、又はその力自体
が軸はずれであるかのいずれか)、「片持ち梁」として
振る舞うことになる。
【0187】ここで理解されたいのは、毛細管204の
代表的な軌道を、例示の明瞭化のために、人為的に少数
の箇所(a、b、c、d、等)により例示及び説明した
こと、また、実際には、軌道に沿った多数の箇所が、コ
ントローラ222内にプログラムできる(すなわち、す
べきである)。
【0188】また理解されたいのは、「a」から「b」
へのz軸移動、及び「b」から「c」へのy軸移動(図
2A、2B又は2Cのいずれかを参照)からの変化とい
った、毛細管204の方向の変化の度に、ワイヤの最終
の曲げ部は、鋭利な直角の曲げ部ではない、ある半径を
有すべきである。
【0189】図2A、2B、2C、2E及び2Gで仕立
てられた形状は全て、少なくとも2つの曲げ部を含む。
一般に、対向した配向(互いから)の偶数のL字又はU
字形状には、それが発せられたのと同じ正のz軸方向で
ワイヤを終端することが必要である(例えば、図2Eの
ワイヤ#は、箇所「a」から「b」へのその行程を、正
のz軸方向で開始し、箇所「d」から「e」へのその行
程を、同じ正のz軸方向で終了する)。このことは、各
形状が、少なくとも2つの曲げ部を含み、またS字形状
のワイヤステムを含む、復元性のある接触子の基礎とし
て適した形状の「分類」を作り出すと解釈できる。
【0190】図2Eに示すようなS字形状は、単に例示
に過ぎず、限定としては意図していない(又は、解釈す
べきでない)。ワイヤステムに対する非常に多くの形状
が、本発明によれば、復元性のある接触構造の基礎とし
て機能することになる。しかし、重要なのは、S字形状
(例えば、図2Eの)は、(例えば)上述の米国特許第
5,317,479 号に示されるS字形状とは対照的に、横長で
あるという事実である。その特許の場合、メッキされた
従順なリードが、その平行な「脚部」の表面により、電
子コンポーネント上のパッドに接触する。本発明の場
合、好適なのは、復元性のある接触構造が、その遠位先
端により、電子コンポーネント上のパッドに接触するこ
とである。(同様にして、近位端が、復元性のある接触
構造の類似の先端により、接触領域にボンディングされ
る。)一般に、本発明によれば、復元性のある接触構造
の形状は、所与の応力、間隔、コンプライアンス、及び
電気的性能基準に対して、各用途に応じて成型されるこ
とになる。
【0191】一般的な提案として、ワイヤステムに対す
る任意の所望の形状が、ワイヤボンディング装置を用い
て仕立て可能である。以下で注記するが(図51A及び
51Bを参照)、非金属性ワイヤステムの場合、ワイヤ
ボンディング装置以外の装置を適切に使用して、弾力の
ある形状を有するステムが形成される。
【0192】ワイヤボンディング装置の型式 本発明は、慣用的なワイヤボンディング機器(ワイヤボ
ンディング装置)を用いて実施可能である。しかし、幾
つかの「改善」が、これらの機器に対してなされ、それ
により本発明の復元性のある接触構造の形成が容易にな
る。
【0193】本発明を実施するのに使用できる慣用的な
ワイヤボンディング装置には、超音波エネルギーと、熱
エネルギーと、ボールボンディング、くさびボンディン
グ、又はワイヤの自由端と基板の間の他の適切なボンデ
ィングを形成する圧縮力との任意の組合せを使用するワ
イヤボンディング装置が含まれ、それらには、限定では
ないが、(a)超音波ワイヤボンディング装置、(b)
熱音波ワイヤボンディング装置、及び(c)熱圧縮ワイ
ヤボンディング装置が含まれる。
【0194】本発明の1つの態様によれば、慣用的なワ
イヤボンディング装置の機能性は、本発明の技法を実行
するのに好適に増強(強化)される。そのように修正さ
れたワイヤボンディング装置を、本明細書では「スプリ
ンギング機器」と呼ぶ。一般に、ワイヤボンディング装
置に対する所望の修正は、以下の2つの分類に入る。
【0195】ワイヤボンディング装置に対する強化の第
1の分類には、 a.超音波形成ハードウェア及びソフトウェアと、 b.ワイヤステムの形成を制御するソフトウェア(例え
ば、スプリングバック等を考慮して)と、が含まれる。
【0196】強化の第2の分類には、以下で更に詳細に
説明するが、 a.スパーク安定化ハードウェアと、 b.階層部アーキテクチャー・ソフトウェアと、 c.切断シーケンス周期を制御するソフトウェアと、が
含まれる。
【0197】弾力のある形状へとワイヤを構成するため
に、慣用的なワイヤボンディング装置に強化した機能性
を設けることが好ましいことの当然の帰結として、本明
細書に開示の機能性に対する強化が、弾力のある形状を
有するようにワイヤを構成する必要がない状況にも適用
可能であることは、本発明の範囲内である。換言する
と、本発明の幾つかの技法は、「慣用的な」ワイヤボン
ディング用途に対し、強化として適用可能である。
【0198】一般に、ワイヤボンディング装置は周知の
ところである。本明細書に開示の復元性のある接触構造
実施例の大部分において、ワイヤボンディング装置は
「付随的」なものであり、任意の適切なワイヤボンディ
ング装置が使用可能である。
【0199】超音波形成 上記で説明した図2は、ワイヤ(102、202)の自
由端(102a、202a)をボンディングして、図2
A−2Gに関連して説明した形状に代表される(限定で
はないが)、各種の形状へとワイヤを形成するのに適し
たワイヤボンディング・システム(ワイヤボンディング
装置)を示す。ワイヤボンディング装置に対する強化
(ワイヤボンディング装置をスプリンギング機器にす
る)が、毛細管(204)を振動させるための変換器
(226、図2を参照)の追加である。
【0200】本発明の1つの態様によれば、ワイヤの形
成(軌道に沿って毛細管を移動させて、2次元又は3次
元形状をワイヤステムに付与する)時に、超音波エネル
ギーが、毛細管を介して加えられる。一般に、これは、
ワイヤの曲げを更に簡単にして、他の方法ではなすのが
困難な3D(3次元)形状の形成を容易にする。更に、
成形(形成)時に超音波エネルギーを利用することによ
り、慣用的なワイヤボンディングの際のループ形成の予
測性が改善される。
【0201】本発明のこの態様は又、毛細管をz軸方向
に移動すると共に、テーブル(相互接続すべき電子コン
ポーネントが実装される)が、x軸及びy軸方向に移動
する、「慣用的な」ワイヤボンディング工程(例えば、
接着パッドからのワイヤをリードフレーム・フィンガに
接続する)にも適用可能である。この移動時、ワイヤ
が、毛細管上で「ハングアップ」する(又は、引っかか
る)傾向になることが見られ、これによって、望ましく
ない度合いの不確実性が工程に導入される。本発明によ
れば、毛細管(及び/又はテーブル)を移動させる間、
超音波エネルギーを用いることにより、ワイヤは、毛細
管からより自由に送られ、上記「引っかかり」が克服さ
れる。
【0202】一般に、以下で説明するが、ワイヤステム
の生成には、ワイヤの自由端をボンディングし、毛細管
を上方に(z軸方向に)移動させ、テーブルをx軸又は
y軸方向に移動させることが伴う。
【0203】一般に、慣用的なワイヤボンディング技法
には、供給ワイヤの自由端を基板にボンディングするス
テップと、毛細管を上方に(z軸方向に)移動させるス
テップと、基板をx軸及びy軸方向に移動させる(例え
ば、x−yテーブル、又は他の適切な位置決め機構によ
り)ステップと、毛細管を果報に移動させて戻すステッ
プと、ワイヤをボンディング及び切断するステップとが
伴い、その結果として、両端でボンディングされたアー
チ状のワイヤとなる。
【0204】任意のワイヤボンディング動作において、
特に本発明に従ってワイヤステムを成形する工程におい
て、ワイヤが毛細管から繰り出される際に、ワイヤが呈
示するどんな引っかかりも回避することが求められる
(であろう)。
【0205】本発明によれば、ワイヤステム構成する工
程時に、超音波エネルギーを印加することにより、ワイ
ヤが毛細管から繰り出される際に、ワイヤが引っかかる
傾向が減少する。更に、超音波エネルギーの印加によ
り、ワイヤが「加工」される。すなわち、弾力のある形
状を有するようにワイヤを仕立てる間、ワイヤ内の粒子
境界が破壊される。
【0206】超音波ワイヤボンディング装置には、既
に、ボンディングを実施するために超音波エネルギーを
供給する変換器が装備されている。本発明によれば、同
じ変換器が、ワイヤステムの構成時にオンにされて(又
は、オンのまま)、所望の形状の構成が容易になる。超
音波変換器のターンオン及びターンオフは、ソフトウェ
アで容易に実施される。
【0207】明白であるが、毛細管が、その軌道に沿っ
た各種の位置において配向すべき状態にあり、その結果
ワイヤが常に、毛細管から真っ直ぐに送られる(図2D
を参照)ならば、毛細管へのワイヤのひっかかりは、重
要な問題ではないであろう。しかし、かかる手法は、既
存のワイヤボンディング装置に対して、多数の、しかし
実行可能である修正を要求することになろう。
【0208】ワイヤボンディング装置において超音波エ
ネルギーを利用することは、例えば引っかかりを低減す
るために、周知のところである。しかし、成形及び残留
スプリングバックを低減するために、ワイヤステムの構
成時に超音波エネルギーを印加して、ワイヤを「軟化」
させることが好ましい。より低い超音波周波数が一般に
好ましい。
【0209】超音波エネルギーを利用して、ワイヤを更
に加工し易くする(及び、ワイヤが毛細管から繰り出る
際に引っかかりを低減する)ことの代替手法として、本
発明によれば、ワイヤが毛細管から繰り出る際に、ワイ
ヤボンディング装置内の電子的火炎射出(EFO)特徴
等により、熱をワイヤに加えて(例えば、毛細管を介し
て)、成形ステップ時にワイヤを軟化させる(例えば、
アニール)ことができる。
【0210】超音波エネルギーを利用して、ワイヤが毛
細管から繰り出る際の引っかかりを克服することの代替
手法は、毛細管を介して不活性ガス又は化成ガスを供給
することである。これは、単独の機能として、又は上記
のような超音波エネルギーの印加と関連して実施可能で
あり、以下で更に詳細に説明する(図52を参照)。
【0211】ワイヤのスプリングバックの補償 ワイヤボンディング装置をスプリンギング機器にする、
ワイヤボンディング装置に対する他の強化は、毛細管
(基板と対向して)の相対運動によりとられる軌道が、
結果としてワイヤの所望の形状となるように、コントロ
ーラ(222、図2)をプログラムすることである。
【0212】上述のように、毛細管の軌道(相対運動)
は、箇所から箇所に基づいて好適に制御されて、ワイヤ
にある形状を付与し、ワイヤのどんなスプリングバック
も、結果として毛細管軌道から逸脱するワイヤの最終形
状となる。図3Aは、この「問題」を示し、そこで、点
線302は、経路a→b→c→d→e→fに沿った、毛
細管(例えば、図2Aの204を参照)の軌道を表し、
また、実線304は、経路a’→b’→c’→d’→
e’→f’に沿った、ワイヤ(例えば、図2Aの203
を参照)の結果としての形状を表す。明らかなことに、
箇所「a’」は、箇所「a」から逸脱しない。というの
は、この箇所は、ワイヤの近位端(202aに匹敵)が
固定される(基板にボンディングされる)箇所であるた
めである。
【0213】上記「問題」は、ワイヤが切断されると、
ワイヤの長さに沿った特定部分において、毛細管の軌道
を「進める」か、又は毛細管の軌道を「遅らす」形状
を、ワイヤが呈することになるものと見なす(概念化す
る)ことができる。例えば、図3Aに示すように、箇所
a’からb’では、ワイヤは、毛細管の経路a→bを遅
らし(図で見て、後ろあり又は左にあり)、箇所e’か
らf’では、ワイヤは、毛細管の経路e→fを進ませる
(図で見て、前に又は右にある)。
【0214】図3Bは、図3Aに示す問題に対する「解
決策」を示し、それには一般に、ワイヤに対する所望の
経路(結果としてのワイヤ形状を規定するワイヤ経路3
14からオフセットしている(進ませ、遅らす)「仮
想」経路312に沿って、毛細管を移動させることが伴
う。
【0215】図3Bに示すように、毛細管は、箇所r→
s→t→u→v→wの軌道(経路)312(点線で示
す)に沿って移動(行き来)させられ、ワイヤステムが
切断されると、ワイヤステムは、箇所r’→s’→t’
→u’→v’→w’に沿った経路314(実線で示す)
上にあることになる。ワイヤは、この軌道に自身を「置
く」ことになり、この軌道は、ワイヤにおける復元性
(固有のスプリングバック)に起因し、かかる復元性が
如何に小さくできるかは問題ではなく、毛細管の軌道か
らオフセットしている。(一般に、本発明によれば、ワ
イヤ自体の復元性は、結果としての復元性のある接触構
造にとって不十分である。)図3Bの例の場合、箇所r
→s間の毛細管の軌道は、箇所r’とs’間のワイヤの
所望の経路を進ませる(図で見て、左に)ようにして確
立され、箇所v→w間の毛細管の軌道は、箇所v’と
w’間のワイヤの所望の経路を遅らす(図で見て、右
に)ようにして確立される。
【0216】この結果(所望のワイヤ経路から毛細管の
軌道をオフセットする)は、コンピュータ上で既に実行
している設計プログラムにおいて利用可能である、所望
のワイヤ経路(314)を入力し(例えば、コンピュー
タ作業端末上で)、ワイヤの物理的特性(例えば、厚
さ、降伏強度、等)を入力して、結果として、ワイヤが
切断されると、所望のワイヤ経路(314)と一致する
形状を有することになる、毛細管軌道(312)を計算
することによって、好適に達成される。毛細管からの
「前進抵抗」(毛細管から外にワイヤを送る際の引っか
かり)等の因子、及びワイヤの「加工」(形成)への毛
細管振動の影響(上記で説明したような)も、結果とし
て所望のワイヤ形状となる、毛細管の軌道を決定する際
に対処すべきである。
【0217】一般に、オフセットは、2つの因子に起因
することになり、すなわち(i)ワイヤが毛細管から外
に繰り出される際のワイヤの前進抵抗、及び(ii)ワイ
ヤ材料の固有のスプリングバックである。所与のワイヤ
の経路が、所与の軌道からどのようにオフセットするか
を正確に突き止めるために、複雑なアルゴリズムを作り
出すことが可能であるが、一般的に好ましいのは、所望
のワイヤ形状(所与のワイヤ材料からの)の各々に対し
て経験的な手法を利用し、それにより、結果として所望
のワイヤ形状となる毛細管軌道の見積もりがなされ、結
果としてのワイヤ形状が解析されて、所望のワイヤ形状
が達成されるまで毛細管軌道が修正されることである。
【0218】上述のように、ワイヤが毛細管から送り出
される際に、ワイヤを加熱することによって、弾力のあ
る形状を有するワイヤステムへと、ワイヤを形成するの
が更に容易になる。ワイヤが毛細管から送り出される際
に、ワイヤに熱を加えることの他の利点は、ワイヤの加
熱(例えば、300℃−400℃でのワイヤのアニー
ル)によって、ワイヤがスプリングバックする(例え
ば、ワイヤが切断される際に)傾向が低減される点にあ
る。
【0219】ワイヤがスプリングバックする(例えば、
切断時に)傾向を、切断工程時に有利に用いることがで
き、これは以下で更に詳細に説明する。一般に、ワイヤ
が切断される際にスプリングバックする「態勢にある」
ワイヤステムの先端は、毛細管から離れて(及び、EF
O電極から離れて)移動することになり、そのことは、
供給スプールの端部においてボールの形成を制御するの
に役立つ。
【0220】複数の毛細管を同時に使用して、複数のワ
イヤステムを製造可能なことは、本発明に範囲内であ
る。例えば、一度に動作する2つの毛細管(例えば、二
連の)が、「単独」の毛細管よりも2倍多いワイヤステ
ムをボンディング、及び仕立てることができる。10個
の毛細管は、10分の1に製造時間を短縮する、等であ
る。これは、直線又は矩形アレイに有用であり、そこで
は、複数のワイヤステムに似たものが、電子コンポーネ
ントの表面上に繰り返し可能なパターンで製造される必
要がある。
【0221】従来技術において、スプリングバックの補
償は、伝統的なワイヤボンディング・ループを成形する
際に、ある行き過ぎ量が注意深く誘導されるという意味
で、一般に知られている。
【0222】ワイヤの切断 上述のように、ワイヤ(202)の近位(自由)端(2
02a)が、基板(208)にボンディングされて、ワ
イヤ(202)が、所望の形状へと仕立てられると、ワ
イヤ(202)は切断されるが、これは、電子的火炎射
出(EFO)電極(232)により発生されたアーク等
による。切断されると、ワイヤは第2の(遠位)端を有
することになり、ある形状へと既に仕立てられ(構成さ
れ)ていると、「ワイヤステム」であると見なされる。
【0223】本発明の1つの態様によれば、EFO電極
(カソード)に光電子放出を行うことにより、アーク/
プラズマ形成が安定化されて、信頼性の良い且つ予測可
能なワイヤ切断挙動が生み出される。この技法は、負の
EFO又は正のEFOと関連して利用でき、「光電子支
援式スパーク安定化法」(PASS)と呼ばれる。
【0224】図2に示すように、光源238が、毛細管
204の先端の直下といった、ワイヤ202を切断すべ
き位置に光を向ける。光は、ワイヤ202に合焦される
ように示されているが、好適には、アノード又はカソー
ドとすることができる電極232に合焦される。
【0225】好適には、光は184nm又は254nm
の波長の紫外(UV)光であるが、切断に対する改善
は、異なる波長の光によっても達成可能である。
【0226】図4A(例示の明瞭化のために、光源23
8は省略)に更に詳細に示すように、基板408(10
8に匹敵)上の端子412(112に匹敵)に既にボン
ディングされているワイヤ402(102に匹敵)が、
毛細管404(204に匹敵)の直下に配置される電極
432(232に匹敵)により切断される。この結果と
して、ワイヤ402が2つの部分へと切断される。すな
わち、(a)基板にボンディングされる下側ワイヤステ
ム部430、及び(b)スプール(不図示、図2の20
6を参照)から毛細管404を介して延伸する、上側供
給部431である。
【0227】図4Bに示すように、事例1の図7bと類
似であるが、この結果として、ワイヤステム430の遠
位先端において、ボール(増大径の領域)が形成され、
また同様のボール436が、虚旧ワイヤ431の自由端
に形成される。これらのボールは、以下の理由で重要で
ある。すなわち、(a)任意として、ボール414は、
ワイヤステム430の先端に「輪郭」を与え、このこと
は、ワイヤステムの遠位端により、電子コンポーネント
に対して相互接続をなすのに有利であり、(b)ボール
436は、供給ワイヤ431の自由端と基板の間で後続
のボンディングをなし、基板上に別の(後続の)ワイヤ
ステムを形成するのに非常に適している。
【0228】毛細管から送られるワイヤの供給側へのボ
ールの形成(直ぐ上の(b)を参照)は、ワイヤの後続
のボンディングにとって本質的ではなく、またスループ
ットに対して重大な問題を表す。慣用的なワイヤボンデ
ィング装置の場合、工程は、高度に自動化された方式で
実行することを意図している。後続のボンディングをな
す前にボールの存在をチェック(検査)することが知ら
れており、ボールを有さない欠陥が、工程を遮断するこ
とになり、これには手動の介入が必要である。
【0229】本発明によれば、電子的火炎射出ワイヤ切
断と共に光電子放出を利用することによって、ボール形
成、及びボール寸法分布が改善され、ボール欠落の発生
頻度を低減することが分かっている。かかるワイヤの光
電子支援式スパーク切断は、いずれの(汎用)ワイヤボ
ンディング動作と関連しても利点があり、更に低いピー
ク電圧状態の下で工程を実行するといった、各種のEF
O回路修正と関連して利用可能である。
【0230】一般に、技術的な観点から、本発明の光電
子支援式スパーク安定化(PASS)技法は、電界支援
の光電子放出を利用して、降伏(ワイヤを切断するアー
ク)を更に安定化し、また切断の切断高さ(z軸座標)
を更に制御可能とする。ワイヤの切断高さを正確に制御
できるという上記後者の特徴の利点は、以下で更に詳細
に説明する。
【0231】上述のように、光(238、図4には示さ
ない)は、ワイヤの切断を所望する、ワイヤ上のスポッ
トに合焦される。これは、正のEFOを用いるワイヤボ
ンディング装置の場合に好適であり、そこでは、スパー
クがワイヤにおいて開始する。代替として、光は、電極
を含む領域を投光照射することもできる。これは、負の
EFOを用いるワイヤボンディング装置の場合に好適で
あり、そこでは、スパークが電極において開始する。い
ずれの場合でも、紫外光を用いることは、周囲のガス状
成分が雪崩降伏する際に役立ち、また電子が、電極から
ワイヤへと(又は、その逆)進むことを「更に容易に」
する。一般に、投光照射(例えば、負のEFOと関連し
た)は、自己選択性となり、また合焦照射(例えば、正
のEFOと関連した)よりも信頼性が良くなる傾向があ
る。投光照射の場合、電極の鋭利な先端が、切断を生じ
ることになる、ワイヤ上の点を「選択」する。
【0232】慣用的な連続送りボールボンディングの場
合、高電圧アーク(又は、EFO)を用いて、各表面ボ
ンディングの発生の中間で、ワイヤが切断される。連続
ボールボンディングのワイヤ切断段階は通常、2次表面
ボンディングを形成した後に、ワイヤをせん断すること
により達成される。一般に、せん断されたワイヤの仕上
げ高さは厳密でなく、従って切断されたワイヤにおいて
均一な高さを生成する、EFOの能力は重要ではない。
【0233】この状況とは対照的に、ワイヤ高さの均一
性は、本発明の連続送りの復元性のある接触子を形成す
る工程においては、非常に重要である。EFOの切断高
さを直接制御可能である能力は、最終結果の品質に影響
を及ぼす。というのは、接触子のアレイの均一性、及び
平面性は、この能力の直接関数であるためである。
【0234】本発明によれば、紫外光を利用して、ワイ
ヤの切断に高電圧アークを用いる場合、ワイヤ切断の均
一性、及びスパーク降伏が安定化される。2つの電極間
のガス内に高電圧アークを形成することは、雪崩工程で
あり、そこでは、絶えず増大する電子の滝によって、帯
電プラズマが、放電のアノードとカソード間に形成され
るまで、益々イオン化分子が生成される。通常、アーク
の開始には、カソード電極における電界放出が、降伏を
開始するのに少数の電子を供給することが必要である。
【0235】本発明によれば、紫外(UV)ランプを利
用して、EFO放電のカソード要素において、光電子の
生成を刺激するために、カソード電極が照射される。こ
れによって、印加された高電界状態の下でカソードにお
ける自由電子の生成を刺激する、3−5eV(電子ボル
ト)UV(紫外)光子を用いることにより、放出に必要
な閾値電界が低下される。カソードの役割は、切断電極
(好適な、負のEFO構成)か、又は連続送りワイヤ
(正のEFO代替実施例)により果たすことができる。
投光UV照射か、又は合焦UV照射が利用できる。正の
EFOの場合のワイヤの合焦照射は、ワイヤ上の電子放
出箇所を局所化することになり、切断プラズマが最初に
形成される箇所を制御することにより、ワイヤ高さを制
御するのに役立つ。投光照射もワイヤ高さの安定化装置
として機能する。というのは、それが、カソードと電極
間のアーク形成を安定化するためである。
【0236】電子的火炎射出時に紫外光を供給すること
に起因した、ボール形成の改善は次のことの結果であ
る、と考えられる。慣用的なワイヤボンディング装置の
場合、火炎射出電極(例えば、232)における電圧
は、ある回路(例えば、234)により制御される。電
極上の電圧は、増大して(例えば、ゼロから)、点火期
間時に(スパークが大なり小なり短絡回路として機能す
る)著しく減少する。点火期間の持続時間は、制御回路
(例えば、222)内の「ウォッチドッグ」型式のタイ
マーにより監視されて、それにより設定された所定の持
続時間を越えた場合、ボールは形成されなかったと想定
される。この工程は、本質的に幾分不確定なものであ
り、複数の「試行」が、あるピークと、そのピークから
の統計的偏差を有する統計的(例えば、釣り鐘形状)曲
線として、グラフ化され得る。一般的に考えられるの
は、EFO時に紫外光を供給することにより、グラフの
傾きがピークの「右」(時間で)へと増大し、それによ
って、所定の時間期間を越える発生が低減されて、規定
の時間期間内でのボール形成の公算が増大される、とい
うことである。従って、電子的火炎射出時に紫外光を供
給することによって、スパークのオン設定時間が短縮さ
れるだけでなく、ボール生成の失敗を表すタイムアウト
が大幅に低減される。
【0237】電子的火炎射出(EFO)技法を用いて、
毛細管の先端の直下でワイヤステムを切断することに関
連して、本発明を説明したが、機械的手段等の他の装備
を用いて、また毛細管内といった他の位置において、ワ
イヤを切断可能なことは、十分に本発明の範囲内である
(例えば、ワイヤが、毛細管(ボンディング・ヘッド)
内で切断される、上述の米国特許第4,955,523 号を参
照)。しかし、ボール形状をワイヤステムの遠位端に付
与することが所望の場合、追加のステップ(別個のボー
ル形成)を実行することが必要であろう。
【0238】本発明の1つの態様によれば、ワイヤ溶融
及びボール形成が、2つの別個の順次ステップ(1つの
ステップに組合せられるのではなく)で実行される。ワ
イヤステムが、まず溶融(切断)され、次にボールがそ
れらの端部(先端)に形成される。この結果として、更
に緊密なワイヤ高さ分布となり、これは、複数のワイヤ
ステムの先端の共平面性を保証するうえで重要であり、
その本発明の特徴は、以下で更に詳細に説明する。
【0239】図4Cは、電極432からのアークにより
既に切断されて、基板408の表面から延伸するステム
部430と、送り部431を有するワイヤステムを示
す。この場合、アークの強度は、大幅な寸法のボール
(図4Bの434と436に匹敵)を形成せしめること
なく、ワイヤの切断にだけ十分であるように制御(最小
化)される。図4Bに示すボール434と436に匹敵
するボールが、ボールを形成するのに適した任意の技法
を用いて、後続のステップで形成可能である。ワイヤの
ステム部(例えば、430)の先端上にボールを形成す
ることなく、ワイヤの供給部(例えば、431)の先端
上にボールを形成することは、本発明の範囲内である。
【0240】図4Dは、ワイヤの供給部431の先端上
へのボールの形成を制御する際に有利となるように、ワ
イヤがスプリングバックする(切断時に)傾向を使用す
ることを示す。電極432においてスパークを発生させ
る前に、毛細管404が、x又はy軸方向に約0.5m
m(ミリメートル)移動する。(更に正確には、x−y
テーブルにより移動されるのは基板である。)EFO電
極432が、毛細管404と共に移動する。この図にお
いて、毛細管及びEFOは、ワイヤのワイヤステム部4
30に相対して、左に移動するように示している。この
毛細管/EFOの横方向変位は、ワイヤステム部430
を、ワイヤの切断時に右に(図で見て)スナップさせ
る。これは、以下の点を含む、多くの重要な利点を有す
る。
【0241】(a)スパーク放電に先立って毛細管を移
動させることにより、ワイヤは、予備負荷されて、最小
の刺激(例えば、スパーク)で自身を切断する「態勢」
となる。これは、ナイフで糸を切る前に糸をピンと延ば
すことと同じである。
【0242】(b)ワイヤステム部(430)が、通常
は接地への最短経路を表すが、そのワイヤステム部を、
ワイヤが切断されると直ちにEFO電極から離してスナ
ップさせることにより、結果として、供給部(431)
が接地への最短経路となる。一般に、EFO電極により
虚窮されるスパークは、接地への最短経路を「探し求め
る」ことになる。このようにして、ワイヤの供給部の先
端でのボール形成が、更に容易に制御される。
【0243】上述のように、後続のボンディングのため
の、ワイヤの供給部の先端でのボール生成の失敗が、結
果として工程の遮断となる。更に微妙な問題点は、不確
定寸法のボール(例えば、436)は、ボンディングの
開始には適合するが、結果として、ワイヤボンディング
工程にわたって、不確定なz軸制御となる可能性があ
る。供給ワイヤの端部にボールがあると想定されるだけ
でなく、ある種の再現可能な寸法であることも予想され
る。本発明の技法(例えば、紫外光、ワイヤの予備負
荷)は、ボール成形を保証するのに役立つだけでなく、
ワイヤの切断時に形成されるボール寸法の均一性も保証
する。
【0244】ワイヤステムのコーティング 本発明によれば、ワイヤが、基板にボンディングされ、
ある形状を有するように仕立てられ、遠位端を有するワ
イヤステムとなるように切断されると、結果としてのワ
イヤステムは、コーティングされる。
【0245】一般に、ワイヤステムに施されるコーティ
ングは、以下で更に詳細に説明するが、ニッケル、コバ
ルト、銅、及びそれらの合金といった金属等の導電金属
性材料である。
【0246】保護膜付きワイヤステムは、「復元性のあ
る」及び/又は「従順な」接触構造であると見なされ、
それにより一般に、その糸状(復元性のある)特性(例
えば、可塑変形がないコンプライアンス)が、保護膜材
料の機械的特性、及びワイヤステムの弾力のある形状か
ら導かれる。復元性のある接触構造のばね性全体は、こ
れらの集約して「組織化」(選択)された特徴である。
【0247】この説明を続ける前に、本明細書で用いる
幾つかの用語を明瞭にしたほうが都合が良い。すなわ
ち、 ・「柔軟な」とは、破壊することなく、容易に曲げ又は
ねじられる物の能力のことを言い、特に、本発明のワイ
ヤステムに適用できる。
【0248】・「復元性のある」とは、圧縮又は偏向さ
れた後に、その元の形状又は位置を再開する物の能力の
ことを言い、特に、本発明の保護膜付き接触構造に適用
できる。
【0249】・「弾性的な」とは、偏向(圧縮又は伸
張)力に抵抗し、圧縮力が除去された後に、その元の形
状を再開する物の能力のことを言う。一般的なばねは、
弾性的な挙動を示す。「弾性的な」は、「復元性があ
る」と同じ意味である。
【0250】・「可塑的な」とは、破壊することなく、
変形される物の能力のことを言い、「柔軟な」と同じで
ある。
【0251】・「従順な」とは、本明細書で用いる限
り、弾性及び可塑性の両方を示す物のことを言う。この
意味で、「従順な」という用語は、「復元性のある」と
いう用語よりも広義である。柔軟な(可塑的な)ワイヤ
ステムと、復元性のある(弾性的な)保護膜を有する、
本発明の接触構造は、従順であると見なすことができ
る。
【0252】例えば、本発明の技法に従って形成された
従順な接触構造は、弾性変形(純粋な柔軟性)、及び可
塑変形(純粋な柔軟性)を示し、例えば全体で10ミル
の偏向に対して、弾性は3ミルで、可塑性は7ミルであ
る。一般に、この弾性に対する可塑性の比率は、保護膜
(すなわち、所与のワイヤステムに対して)の材料組成
により、容易に調整される。例えば、純粋な軟質ニッケ
ルは、弾性に比較して、相対的に大きな量の可塑性を示
す。コーティング材料の関連のある機械的特性には、厚
さ、降伏強度、及び弾性率が含まれる。一般に、厚さが
大きくなるほど、降伏強度は高くなり、保護膜材料の弾
性率は低くなって、結果としての復元性のある接触構造
の復元性は大きくなる。
【0253】一般に、ワイヤステム自体は、結果として
の復元性のある接触構造の機械的挙動に悪影響を与える
ことなく、保護膜材料に対して、「形態維持」の形状を
単純に確立することを意図したものである。上述のよう
に、これは、「足場」の目的と類似であるが、ワイヤス
テムは、それに保護膜が施された後、適所に留まること
ができる。
【0254】図5は、事例2の図5と類似であるが、基
板508(108、208に匹敵)上の端子512(1
12に匹敵)にボンディングされた近位端502a(2
02aに匹敵)を既に有しており、ある形状(例示の目
的だけであるが、図2Bに示す形状に類似した)を有す
るように既に仕立てられており、また、遠位端にボール
534(434に匹敵)を有するように既に切断されて
いる、ワイヤ502からなる代表的なワイヤステム53
0(202、330に匹敵)を示す。
【0255】図5に示す代表的なワイヤ形状は、復元性
があり、ばねとして機能し、またワイヤステムに下方へ
と軸方向に(すなわち、概ねz軸方向に)向けられる力
(「F」で表記)に反作用することが可能である。しか
し、上述のように、ワイヤステムが復元的であるには、
それ自体が、有意な含有量の復元性材料を有さねばなら
ず、また金(半導体相互接続用途に応じた「選定材
料」)には、復元性がない(それは、加えられた力に応
答して、容易に可塑変形する)。更に上述のように、復
元性のある接触構造を形成する能力は、広範な用途にと
って望ましいことであろう(ことである)。明らかに、
ワイヤに付与される特定の形状に依存して、ワイヤ自体
に復元性がある(ばねとして機能可能)ならば、莫大な
量の力が、ワイヤステムの近位端(ボンディング部50
2a)におけるボンディングに付与可能であり、その結
果、電子コンポーネント間にワイヤステムによりもたら
される相互接続のボンディングの破断、及び全体的な欠
陥となるであろう。本発明の鍵となる特徴は、この問題
を回避することである。
【0256】本発明によれば、1つ以上の層が、ワイヤ
ステム530上に、メッキ等によりコーティングされ、
多層の場合、最外(上部)層が導電材料である。ワイヤ
ステムをコーティングすることにより達成される主要な
結果は、(a)特に、ワイヤステム自体が、本質的に復
元性のない材料(例えば、金)からなる状況において、
保護膜付きワイヤステムからなる接触構造に復元性を付
与すること、及び(b)基板へのワイヤステムの固定を
改善することである。
【0257】図5は、ワイヤ502を包み込み(の全体
を覆い)、すなわちワイヤ502を覆う第1の、内部コ
ーティング層520と、第1の層520を覆う第2の、
外部(上部)コーティング層522からなる多層(2層
コーティング)を有するワイヤステム530を示す。第
1の層520は、ワイヤ502の近位端502aがボン
ディングされる端子512(112に匹敵、図1A)を
覆い、そこにワイヤを固定する(すなわち、ワイヤのボ
ンディング固定を大いに増強する)。第2の層522
は、端子512の領域において、第1の層520を覆
い、端子へのワイヤ502の固定を増強する。ワイヤス
テムに保護膜生成する2つの層520と522は同じ状
況にあり、一方(又は、両方)が、(別態様では復元性
のある)ワイヤステムに復元性を付与し、外部層(又
は、両方の層)が導電性である。
【0258】例えば、 ・ワイヤ(502)は、軟質金材料からなり、0.00
07−0.0020インチの直径を有し、 ・内部コーティング(520)は、5−10マイクロイ
ンチの厚さを有する、銅「ストライク」であり、 ・外部コーティング(522)は、ニッケルからなり、
0.0020インチの厚さを有する。
【0259】一般に、銅等のコーティングは、2つの理
由で選定される。すなわち、(i)下にあるワイヤステ
ムのメッキ能力を強化するため(周知のように、幾つか
の材料が、例えばニッケルでメッキするのに様々である
のは有名なところである)、及び/又は(ii)結果とし
ての保護膜付きワイヤステムに対して、良好な導電特性
を保証するため(銅が、電気の良導体として知られてい
る)である。
【0260】一般に、ニッケル、又はその合金等のコー
ティングは、その機械的特性に対して選定され、それら
の中には、印加力に弾性的に反作用可能である、その高
い降伏強度、及び復元性のある接触構造を接触領域(例
えば、端子)に確実に固定可能である、その能力があ
る。
【0261】幾つかの例では、上部(例えば、第3の)
保護膜層が、半田付け性その他を与え、接触領域の材料
と直流的に互換性があることが望ましいことであろう。
かかる例の場合、例えば、約100マイクロインチ
(0.0001ミル)の厚さを有する、薄い上部コーテ
ィング硬質金が適切であろう。
【0262】高周波用途の場合、電流が、コーティング
されたワイヤステムの外部層に沿って分布する傾向があ
る。かかる場合には、金は、多層保護膜の外部層として
良い選択である。
【0263】図5Aは、ワイヤステムに保護膜生成し、
それを包み込み(完全に覆い)、基板508上の端子5
12を包囲する、1つの層540(図5の多層保護膜5
20/522に対して)のみを有するワイヤステム53
0を示す。図5に示す例の場合のように、ワイヤ502
の近位端502aは、端子512にボンディングされ
て、ワイヤ502の遠位端には、ボール534が設けら
れる。この場合、コーティング層540は、復元性があ
り、且つ導電性である。
【0264】例えば、 ・ワイヤ(502)は、金材料からなり、0.0007
−0.0020インチの直径を有し、 ・コーティング(540)は、ニッケル材料からなり、
0.0005−0.0030インチの厚さを有する。
【0265】図5Bは、ワイヤステムに保護膜生成し、
それに覆いを付け(部分的に覆い)、端子512を包囲
する、1つの層544のみを有するワイヤステム530
を示す。この場合(覆い付け)、保護膜層544は、ワ
イヤステムの近位端502aから、ワイヤステムの遠位
端534に部分的にのみ向かって延伸する。好適には、
及び重要なのは、保護膜544が、図示のように、ワイ
ヤステムの曲げ部を包み込むことである。一般に、ワイ
ヤステムの垂直(図示のような)端部は、復元性のある
接触構造の全体の復元性に寄与しない。この場合、重要
なのは、ワイヤステム530自体が、導電性であること
である。というのは、ワイヤステムが、コーティング
(544)から突き出て、電子コンポーネント(不図
示)上の接触パッド(不図示)に対して電気的接触をな
すためである。
【0266】例えば、 ・ワイヤ(502)は、金材料からなり、0.0007
−0.0020インチの直径を有し、 ・コーティング(544)は、ニッケル材料からなり、
0.0005−0.0030インチの厚さを有する。
【0267】図5Cは、図5A(540に匹敵)と同じ
ようにして、単一の層548で保護膜生成されたワイヤ
ステム530を示す。この場合、層548には、ワイヤ
ステムの長さに沿って長手方向に間隔を開けた、外部表
面上の超小型突起が設けられる。かかる「ギザギザの」
コーティングは、「樹枝状」と言われることがある。こ
れらの突起、又は表面不規則性は、多数の方法で、例え
ばメッキ槽(以下で説明する)内の処理条件を調整し
て、先鋭な根粒を層548内に形成せしめることにより
生成できる。これは、超小型突起が設けられる多層コー
ティング(522に匹敵、図5)の外部導電層の代表例
である。
【0268】例えば、 ・ワイヤ(502)は、金材料からなり、0.0007
−0.0020インチの直径を有し、 ・コーティング(548)は、共堆積のための周知の技
法を用いて、0.0005−0.0030インチの厚さ
にまで堆積されるニッケル材料でり、共堆積の「異質
の」(ニッケルでない)粒子は、シリコンカーバイド、
アルミナ、ダイアモンド又はその他(導電材料及び非導
電材料が共に利用可能である)が適しており、約3μm
の直径を有する。かかる共堆積の結果として、コーティ
ングの外部表面上のギザギザのピークとなり、そのピー
クは、約0.0005インチの平均ピーク高さを有す
る。共堆積は又、溶液内の問題とする鉄と同じ材料の粒
子(例えば、ニッケルメッキ槽内のニッケル粒子)で実
施可能である。
【0269】「ギザギザの」コーティング(例えば、5
02)を形成するための別の技法(すなわち、上述の共
堆積以外の)は、電気メッキに関連して、「異常に」高
い電流、及びメッキ溶液無いの「異常に」低い濃度を利
用することである。これは、周知のように、「超小型樹
枝化」効果を生み出すことになり、そこで、根粒がメッ
キ内に形成される。
【0270】図5Dは、超小型突起(図5Cに関連して
説明したような)が設けられる内部層552(520に
匹敵、図5)からなる、多層コーティングで保護膜生成
されたワイヤステム530を示す。内部層552の頂部
に堆積された外部の「正常な」順応層556が、「正常
な」仕方で(突起を備えさせることなく)堆積されて、
内部層552の超小型突起の幾何形状に順応して、超小
型突起を呈示することになる。(例えば、金のストライ
クを、超小型突起を有するニッケル層にわたって施すこ
とができる。)これは明らかに、(i)多層コーティン
グを所望して、(ii)それが、内部層において超小型突
起を形成しやすいという意味において望ましい。
【0271】図5Eは、本発明の1つの実施例を示し、
そこでは、ワイヤ502が、その近位端502aにおい
て、基板508上の端子512にボンディングされて、
代表的な単一層導電コーティング562で保護膜生成さ
れる。この場合、端子512を包囲する領域を含む、ワ
イヤステム530の低い方の部分全体が、塊564内に
埋設される。塊564は、銀粒子で充填されたシリコン
ゴム等の導電ポリマー塊が好ましく、ワイヤステムによ
り呈示されるどんな寄生インダクタンスをも低減するよ
うに機能する。塊564の適切な電気的特性は、10-2
から10-6オーム・センチメートルの範囲内の導電率で
ある。塊564の材料は、「漸動」しないように、すな
わちワイヤステム530の移動(復元性、従順性)に重
大な悪影響(制約)を与えないように選択される。
【0272】例えば、 ・ワイヤ(502)は、金材料からなり、0.0007
−0.0020インチの直径を有し、 ・コーティング(562)は、ニッケル材料からなり、
0.0005−0.0030インチの厚さを有し、ポリ
マー塊(564)は、10と60の間(30と50の間
等の)のショアA硬度を有する。一般に、ポリマー塊
は、それが、接触構造のコンプライアンスを重大に害さ
ないように選定される。利用可能となるところの真性導
電ポリマーが、ポリマー塊(564)に対して利用でき
ることも、本発明の範囲内である。
【0273】エラストマー塊564の主要目的は、ワイ
ヤステムの全長よりも短い導電経路を、ワイヤステムの
遠位先端と近位端の間(又は、もっと正確には、ワイヤ
ステムの遠位先端に最も近い、端子512上の箇所)に
設けることである。2点間の最短経路は直線であり、ポ
リマー塊を、点線で示される領域内にのみに設けること
は、本発明の範囲内である。
【0274】図5Fは、基板上の端子512(212に
匹敵)から延伸する、代表的な、保護膜付き、自立型
の、復元性のある接触構造530(図2Eの成形済みワ
イヤ202に匹敵)を示す。この例示において、接触構
造530(そこに加えられる力はなく、実線で示され
る)の遠位端(先端)530bは、基板の表面の上の位
置「A」にある。復元性のある接触構造530の遠位端
を介して軸方向に(基板508に向かって)加えられ
る、矢印「F」で示される力は、復元性のある接触構造
530を、点線で示すように偏向させるため、接触構造
の先端は(そこに加えられる力により)、基板の表面の
上の位置「B」になる。偏向力「F」は、それ自体電子
コンポーネントとできる基板508を、別の電子コンポ
ーネントに対して押し当てることから得られ、2つの電
子コンポーネント間に、復元性のある接触構造を介して
相互接続がもたらされ、又はその逆となる。
【0275】位置「B」は、位置「A」よりも基板50
8の表面に近い。これら2つの位置(AとB)間に、位
置「C」が示されている。使用時に(例えば、2つの電
子コンポーネント間の相互接続として)、力(F)が加
わると、復元性のある接触構造は、まず、位置「A」か
ら位置「C」へと可塑的に変形して、更に力(「F」)
が加わると、位置「C」から位置「B」へと弾性的に
(復元的に)変形することになる。
【0276】この可塑的変形と弾性的変形の組合せは、
「従順性」(「復元性」に対して)により意味されるも
のであり、必ずしも悪くはなく、複数の接触構造の先端
が、表面が完全には平坦でない、印刷回路基板(PC
B)といった電子コンポーネントに、均一に接触しない
場合に、接触子から接触子への均一な接触力を保証する
うえで非常に好都合である。PCBの表面に最初に当た
るそれらの接触構造は、PCBの表面に最後に接触する
それらの接触構造よりも、更に可塑的に変形することに
なるが、全ての接触構造が被る圧縮力は、かなり均一な
ものとなる。
【0277】代表的な復元性のある接触構造(例えば、
図5Fの530)は、本発明によれば、0.0100−
0.1200インチの全体高さ(すなわち、z軸での、
基板の表面から接触構造の遠位端までの距離)を有し、
0.1と20.0g/ミル(1インチの1000倍当た
りのグラム)間、好適には0.5と5.0g/ミル間の
ばね定数(「k」)を恐らく(すなわち、大部分の考え
られる限りの用途に対して)有することになる。
【0278】当該技術で通常の知識を有する者には明ら
かなように、「好適な」ばね定数を説明することは困難
であり、接触構造の復元性、及び/又は従順性は、特定
用途の要求事項により左右される。弾性と可塑性の実際
上考えられる限りのどんな組合せも、上記の技法に従っ
て、ワイヤステムの厚さ、形状及び材料と、保護膜の材
料及び厚さを操作することにより達成可能である。しか
しながら、この説明の目的のために、3.0g/ミルの
ばね定数(「k」)が、本発明の接触構造を用いて半導
体ダイに接続する(ダイに直接実装されるか、又はプロ
ーブとして)といった電子技術用途にとって、概ね「好
適」である。接触構造の全体コンプライアンスは、可塑
変形(例えば、位置「A」と「B」間の距離)の最大で
15ミル(0.015インチ)が適切で、弾性変形(例
えば、位置「C」と「B」間の距離)の最大で3ミル
(0.003インチ)が適切である。弾性と可塑性の相
対的寄与は、個々の用途に対して容易に合わせられる。
例えば、介在体上の接触構造は、可塑変形の5ミルと弾
性変形の5ミルとして割り当てられる、全体で10ミル
の変形を呈示するように製造できる。実質的に「純粋
な」弾性を呈示する接触構造も、製造可能である。
【0279】コーティング技法、材料、及び厚さ メッキによりワイヤステムにコーティングを施すという
可能性を上述した。本発明によれば、多数の異なる技法
を用いて、結果としての復元性のある接触構造の機械
的、及び化学的性質を確立するために、ワイヤに保護膜
を施すことが可能である。
【0280】ワイヤステムに施されるコーティングの顕
著な(例えば、重要な)特徴は、それが連続的である、
換言すると、ワイヤステムの全長に沿った同質材料から
形成される点にある。このように、コーティングの組成
又は加工性における不連続性を注意深く回避することに
より、恐らく、結果としての復元性のある接触構造を繰
り返し屈曲させることから欠陥へと至る傾向がある局所
応力点の発生が最小化される。
【0281】一般に、コーティングの材料は、ワイヤの
材料よりも大幅に強く、結果としての接触構造に所望の
「ばね性」を付与する。
【0282】コーティングは、多数の容易に利用可能な
技法を用いて、施すことができ、それら技法には、限定
ではないが、以下のものが含まれる。すなわち、(a)
金属の電解又は無電解水溶液メッキを含む、湿式電気化
学的技法と、(b)ニッケル及びその合金からのニッケ
ルの電気メッキ、又は標準的なニッケル硫酸塩溶液から
のニッケルの電気メッキ等の電気メッキであって、この
方法は、200,000psiを越えるといった、平方
インチ当たり80,000ポンド(80,000ps
i)を越える引張り強度を有するワイヤステム上に、制
御された厚さのコーティングを堆積させることが可能で
ある、電気メッキと、(c)蒸発及びスパッタを伴う任
意の工程を含む、化学的蒸着法(CVD)、マイクロ波
強化CVD(MECVD)、物理的蒸着法(PVD)、
その他と、(d)ガス状、液体、又は固体の先行物質の
分解を介して、材料(例えば、導電材料)の堆積を引き
起こす、多数の工程(CVDは、かかる工程のうちの1
つである)のいずれかと、(e)ワイヤステム上に半田
を堆積させるための、ウェーブ半田付け、又は電解堆積
の半田である。
【0283】上述の湿式電気化学的、及び電気メッキ工
程は、一般に、「標準的な」手順に従って実施され、ま
た溶融塩、イオン化溶液、その他を用いて実施可能であ
る。
【0284】本特許出願の目的のために、上記の技法の
いずれかに従ってコーティングを設ける工程は、集約し
て、「保護膜生成」(ワイヤステムの)と呼ぶことにす
る。
【0285】本発明の復元性のある接触構造を説明する
うえでの有用な類似点は、事例1にて説明したが、ワイ
ヤステムが「骨格」であると、またワイヤステム上のコ
ーティングが「筋肉」であると構想化する点にある。と
いうのは、結果としての接触構造の形状を規定するの
が、ワイヤステムであり、またワイヤステムに顕著な機
械的特性(例えば、復元性)を付与するのが、コーティ
ングであるためである。上記で注目したように、更に有
用な類似点は、成形済みワイヤが、「足場」又は「心
棒」であると見なされる点にあり、これは主に、保護膜
の結果としての形状を確立するように機能する。
【0286】一般に、工程にとっての保護膜生成(例え
ば、メッキ)の重要性は、強調不足であり得ないし、ま
た認識不足であるべきでなく、保護膜は、結果としての
接触構造において、主要な構造的要素として機能する。
【0287】過去において、メッキは一般に、下にある
構造の特性を強化可能である1つの工程と見なされてき
た。これには、下にある構造の腐食を回避し、下にある
構造の外観を変更し、また下にある構造の表面に所望の
特性(半田付け性といった)を付与するためのメッキが
含まれるであろう。換言すると、メッキ自体は、一般
に、それ自体及び単独で「終わり」と見なされなかっ
た。すなわち、メッキされた構造は、下にある構造自体
の性質に頼って、それらの意図した機能を実行するため
である。例えば、自動車のバンパーは、メッキされなく
ても全く十分に機能する。すなわち、メッキは、腐食に
対する保護と共に、美的外観を与えるためである。
【0288】上記等の慣用的な電子的相互接続におい
て、例えば、上述の米国特許第5,317,479 号の場合、メ
ッキは、下にあるリード構造の半田付け性を強化するた
めに用いられる。リード構造が相互作用状態にないと、
従順なリードの概念は崩壊する。
【0289】「心に刻まれた」慣用的なメッキとは対照
的に、本発明は、所望の機能性を達成するメッキ(すな
わち、保護膜材料)に頼るものであり、実際それが全て
である。ワイヤステムが、実際上その完全性において、
それに保護膜生成したのちに、どのようにして除去でき
るか、また結果が、依然として完全に機能する復元性の
ある接触構造となることを、以下で説明する。(しかし
ながら、セラミック、ワックス、プラスチックその他の
心棒上へのメッキ工程は、レコードプレーヤー記録原盤
制作、自動車用のラジエータ、等に使用されてきたこと
は認められる。) 本発明による、復元性のある、及び/又は従順な電気的
接触構造に関連したコーティング(例えば、メッキ)の
説明に戻ると、コーティング(すなわち、ワイヤステム
にわたった多層コーティング内のコーティング層のうち
のいずれか1つに対する)に適した材料には、限定では
ないが、以下のものが含まれる。すなわち、 ・ニッケル、銅(特に、金ワイヤステム等にわたった多
層コーティングの中間層としての、又は導電層としての
薄い「ストライク」内の)、コバルト、鉄、及びそれら
の合金であって、それら合金には、コバール(tm)
(例えば、29%ニッケル、17%コバルト、0.3%
マンガン、残り%鉄)、「合金42」(42%ニッケ
ル、0.1%炭素、残り%鉄)、又はFe/Ni/Co
含有物(例えば、42%ニッケル、40.7%鉄、17
%コバルト及び0.3%マンガン)、又は低膨張合金が
含まれる。
【0290】・金(特に硬質金)及び銀であって、その
両方は、卓越した導電能力を呈示する。
【0291】・プラチナ群の元素、 ・貴又は半貴金属、 ・タングステン及びモリブデン(その両方は、CVD工
程により適切に堆積される)、 ・コバルト、 ・亜鉛(特に、アルミニウムのワイヤステムにわたっ
た)、 ・スズ(特に、以下で説明するが、共晶体を形成するた
めの)、 ・半田(主に、隆起した半田接触子を製造するため
の)、 ・プラチナ、ロジウム、ルテニウム、プラチナ群の他の
元素、銅、及びそれらと金、銀、及び銅(特に、上部コ
ーティング層のための)との合金からなるグループから
選択される、半貴金属である。
【0292】上記の各種のワイヤステム材料にわたっ
て、これらのコーティング材料を施すために選択された
技法は、もちろん、用途に応じて変化することになる。
例えば、金は、ワイヤステムに好適な材料のうちの1つ
である。しかし、その優れた電気的特性に起因して、金
にわたってメッキすることは、幾分直感的に認識されな
い。更に、金は、メッキに対する良好な「開始体」であ
る。従って、本発明の1つの態様によれば、金にわたっ
てニッケルをメッキ(特に、無電解メッキ)する場合、
望ましいのは、まず、金ワイヤステムにわたって、薄い
銅「ストライク」を施すことである。
【0293】自立型の復元性のある接触構造の場合、ニ
ッケルが、特に多層コーティングの内層(520に匹
敵)として、適切な保護膜材料である。かかるニッケル
の内層は、酸化する傾向があるが、金、銀、プラチナ群
の元素、及びそれらの合金といった、貴又は半貴上部コ
ーティング層(522に匹敵)で保護膜生成される。
【0294】接触構造が、隆起した半田接触子(以下で
更に詳細に説明する)として機能するよう意図して用い
られる場合、ニッケル、コバルト、及びそれらの合金
が、保護膜材料に適しており、例えば、0.00003
から0.00500インチ、好適には0.00005か
ら0.00300インチの範囲の厚さを適切に有するこ
とが可能である。
【0295】通常鉛とスズ元素を含む半田が又、保護膜
に適しており、慣用的なウェーブ半田付け装置により、
ワイヤステムに施すことができる。半田保護膜を留要す
る本発明の実施例を、以下で更に詳細に説明する。ワイ
ヤステムにわたって多層コーティングを形成することの
重要な利点は、各個々のコーティング層の材料が、復元
性のある接触子の物理的性質の組を、所与の用途に合わ
せることができる点にある。これらの物理的性質には、
引張り強度、降伏強度、その他が含まれる。
【0296】ワイヤステムにわたって多層コーティング
を形成することの他の利点は、ニッケルが、酸化する強
い傾向を有し、従って通常、形成された酸化物を打ち破
るために、大きな接触力を必要とする。(結果として、
良好な電気的接続となる低い接触力が、概ね例外なく好
適である。)この理由のために、ニッケルは、単一層コ
ーティングに対する、又はワイヤステム上の多層コーテ
ィングの上部層に対する最良の選定とはならない傾向が
ある。
【0297】同様に、半田上部コーティングは、幾つか
の用途に対して非常に望ましいが、典型的な半田にはス
ズが含まれ、金(すなわち、金ワイヤステム)には、ス
ズと非常に反応性がある。かかる不要の反応を阻止する
ために、中間の「障壁」層を、ワイヤステムとコーティ
ングの上部層の間に施すことができる。金ワイヤステ
ム、及び半田(スズを有する)上部層の場合、ニッケル
合金の障壁層が、金(ワイヤ)とスズ(半田保護膜)の
間の反応を阻止することになる。例えば、100から1
000マイクロインチの厚さを有する、ニッケル合金の
第1のコーティング層を、金ワイヤと半田の上部コーテ
ィング層の間に施すことができる。
【0298】復元性のある接触構造が、「ばね」として
機能することを意図する限り、内部の圧縮性応力が、ワ
イヤステムにコーティングを施す間に、コーティング
(コーティングの少なくとも1つの層)内に誘起される
場合、幾つかの利点が生じることになる(幾つかの用途
において)。例えば、コーティングが、ワイヤステム上
にメッキされる際に、コーティング内に内部応力を誘起
させるために、幾つかの添加物をメッキ溶液に加えるこ
とができる。例えば、ニッケル硫酸塩溶液内に、以下の
添加物(添加剤)をメッキ溶液に加えることができる。
すなわち、サッカリン(ナトリウム塩)、チオウレア、
ブチネジオール、メタベンゼン−ジスルホン酸(ナトリ
ウム塩)、1、3、6−ナフタレン−トリスルホン酸
(トリナトリウム塩)、その他である。ホウ酸を、pH
制御のために、メッキ溶液(槽)に加えることもでき
る。メッキ内の内部応力は、メッキ槽の全体温度、メッ
キ速度、溶液のpH、ニッケル(例えば)濃度、及び他
のメッキパラメータにより制御可能である。一般に、上
述の添加剤は、圧縮応力、引張り応力、及び「シータ」
(θ)応力を含む、メッキ内の応力を制御することに主
に寄与する。
【0299】ワイヤステム自体が、コーティングの復元
性と同じ状況で、「調整」が求められる幾らかの固有の
復元性を有する場合、ステムに保護膜生成(例えば、メ
ッキ)する間、1つの成形済みワイヤステム(又は、複
数の成形済みワイヤステム)を、応力下に置く(図5F
に示すように、力「F」で予備圧縮する)ことが可能で
ある。このような、接触構造を予備圧縮する「機械的」
手段は又、幾つかの用途において望ましい。
【0300】本発明によれば、保護膜付きワイヤステム
が、ばねとして機能し、そのばね定数(「k」)は、材
料の既知の性質に基づいて、任意の所与の構成に対して
容易に計算可能である。一般に、上記のように、保護膜
は、ワイヤステムの長さに沿って、少なくとも、ワイヤ
ステムの曲げ部に沿って、大なり小なり均一な厚さにま
で施され、かかる計算が簡略化される。電気メッキ等の
工程をもちいると、かっかとして、ワイヤの長さに沿っ
た実質的に均一な厚さとなる傾向がある。
【0301】本発明の1つの態様によれば、コーティン
グは、ワイヤステムの長さに沿って、注意深く不均一な
厚さを有するように施される。
【0302】図5Gは、基板に「局所化」熱(「H」で
表記された矢印)を加えながら、保護膜568で既にメ
ッキされたワイヤステム530を示す。これは、基板5
08を熱ストリップ(不図示)の頂部に配設することに
より、容易に達成される。このようにして、基板及びワ
イヤステムは、周りのメッキ槽よりも熱くなる。
【0303】金ワイヤ(502)が、手頃に良好な熱伝
導体であるという事実にもかかわらず、ワイヤステム5
30全体が、メッキ作業時にメッキ槽内に浸漬されると
いう事実により、結果として、ワイヤステムに沿って顕
著な温度勾配が存在することになり、ワイヤステムの近
位端502aは、ワイヤステムの遠位端502bよりも
熱くなる。この結果として、コーティングは、ワイヤス
テムの遠位端よりも、ワイヤステムの近位端で大きな厚
さを有することになる。(この厚さの偏差は、例示の明
瞭化のために、図5Gの例示において誇張されている。
図5Bに匹敵)ワイヤステムの自立端よりも、ワイヤス
テムが基板に固定されるところで、ワイヤステムを注意
深く厚くせしめることにより、以下の利点が生じる。
【0304】・基板へのワイヤステムの固定が、所与の
「平均」コーティング厚さに対して大きくなる。
【0305】・結果としての復元性のある接触構造のコ
ンプライアンスが、ワイヤステムの遠位の復元的に動作
する部分において大きくなり、すなわち、所与の平均コ
ーティング厚さに対して、より少ない厚さののコーティ
ング材料が存在する。
【0306】・従って、復元力により課せられる応力
が、ワイヤステムの近位端(502a)において、良好
に反作用することになり、それによって、復元性のある
接触構造が基板から剥がれる、どんな傾向も低減され
る。
【0307】例として、基板の温度を80℃±10℃に
まで上昇させる(メッキ槽の全体温度は室温である)
と、別態様では、ワイヤステムの長さに沿ってそれら自
体を不均一に堆積することになったコーティングが、
1.5:1から5:1(厚い部分:薄い部分)の厚さ勾
配を実証するように誘起可能である。本発明のこの態様
は、電気メッキと無電解メッキの両方に適用可能であ
る。
【0308】反対に、例えば熱結合デバイスによる、基
板の冷却(槽に相対して)を用いて、コーティングの厚
さを合わせることができる。
【0309】任意の適切な技法を用いて、メッキされる
部材に温度勾配を課すことにより、メッキされる部材の
厚さを合わせることができることは、本発明の範囲内で
ある。
【0310】本発明によれば、メッキ工程時に加えられ
る局所化熱(すなわち、メッキ槽の全体加熱に対して)
を有利に用いて、多くの状況において、コーティングの
厚さを「合わせる」ことができる。それを、上記のよう
に用いて、注意深くコーティングを、熱源に近いほど厚
くすることができる。それを用いて、別態様の均一な厚
さのコーティングを不均一にすることもできる。例え
ば、熱を加えることなく、コーティング(例えば、ニッ
ケル)が、ワイヤステムの遠位端で厚くなる傾向がある
ならば、コーティングに、ワイヤステムの長さに沿って
均一な厚さを呈示させるように、又は上記のように、ワ
イヤステムの近位端でコーティングを厚くするように、
コーティングの厚さを「太らせる」ことができる。更
に、平坦な基板の表面を横切って、均一な厚さのコーテ
ィングを堆積することが所望である、幾つかの用途にお
いて、熱を使用して、メッキが不均一になる(すなわ
ち、スポットでより厚い)幾つかの固有の傾向に「反作
用」させ、それによって、基板(例えば、シリコンウェ
ーハ)の表面を横切って、均一なコーティングの厚さを
保証することができる。(薄いコーティングを有する傾
向がある、基板の表面上のスポット又は領域は、これら
の領域におけるコーティングを厚くするように、局所的
に加熱することができる。)これも又、本発明の範囲内
である。
【0311】図5Hは、図5Gに関連して示したのと同
様であるが、直線のワイヤステム(例えば、ピン)57
0のコーティングに関連して、コーティング厚さを合わ
せる1つの例を示す。直線のワイヤステム502が、そ
の近位端502aにより、基板上の端子にボンディング
される。結果としての保護膜578は、ワイヤステムの
近位端502aよりも、ワイヤステム502の遠位先端
502bに向かって厚くなる。
【0312】本明細書に記載した実施例の多くにおい
て、ニッケルが、保護膜材料(例えば、保護膜層のうち
の少なくとも1つの)に非常に適しており、メッキによ
りワイヤステム上に堆積される。かかる工程は、一般
に、十分理解され、また本発明が最も近くに属する技術
における通常の知識を有する者の視野内に十分あるが、
ニッケルメッキの包括的な説明は、1970年、Robert
Draper Ltd.(英国)刊、Roger Brugger 著の「ニッケ
ルメッキ法」に見出すことができ、その関連のある教示
を参照として本明細書に取り込む。
【0313】接触領域の特性 基板(例えば、電子コンポーネント)上の端子(例え
ば、図1Aの112を参照)とすることができる、接触
領域(例えば、図1の100を参照)にワイヤの自由端
をボンディングすることに関連して、本発明を説明し
た。接触領域(110)が、金属性であり、限定ではな
いが、以下のものを含む金属から形成されることが、一
般に要求される。すなわち、(a)金及びその合金、
(b)アルミニウム及びその合金、(c)銀及びその合
金、(d)銅及びその合金、(e)プラチナ群の金属で
ある。
【0314】本明細書に呈示する例の多くにおいて、接
触領域は端子(112)である。しかし、理解されるで
あろうが、接触領域は、端子又は接着パッドに限定され
ず、また複数の接触領域を有するように、ホトレジスト
及びエッチング(例えば、図1Bを参照)等により、後
に続いてパターン化される単一の連続した層上に、複数
の接触領域が存在できる。
【0315】接触領域(端子等の)には、多数の層が含
まれ、その最上部層は、金又はアルミニウム等の材料で
ある。一般に、基板の接触領域の材料は、かかる接触領
域に対して1組の既知の材料内にある。
【0316】材料の性質 多数の材料が、ワイヤ、コーティング、及びワイヤがボ
ンディングされる規定の領域に適しているとして、上記
で説明した。本発明の一部を形成しないが、多数のこれ
ら材料の顕著な特性の簡単な説明を、本発明におけるそ
れらの実用性(幾つかの場合、不明瞭、又は直感的でな
い)に関するコメントと共に以下で行う。これらの簡単
な説明は、入念であることを意図したものであり、如何
様な限定と解釈されることを意図していない。金属材
料、及びそれらの関連ある性質の更に包括的な「購入品
目リスト」は、1994年、マグローヒル社刊、Harper
及びSampson 著による「電子材料及びプロセスハンドブ
ック」の第5章(「金属」)の5.1−5.69頁に見
出すことができる。
【0317】アルミニウム−その良好な電気的、及び機
械的性質のために、アルミニウムは重要な接触材料であ
る。しかし、接触金属としては、アルミニウムは、容易
に酸化するので、一般に貧弱なものである。アルミニウ
ムが接触結合部に用いられる場合、銅、銀、又はスズで
メッキ又は被覆すべきである。
【0318】ベリリウム−この材料は、密度に対する高
い硬度及び強度比、高い熱伝導性、及び低い熱膨張を示
す。
【0319】−銅は、その高い導電性と熱伝導性、低
いコスト、及び製造のし易さのために、電気接触子に広
く用いられる。銅接触子の主な欠点は、酸化及び腐食に
対する耐性が低い点である。純銅は、比較的軟質で、低
温でアニールし、また時折所望されるばね性質が欠如し
ている。
【0320】エポキシ−エポキシは、一般に非導電性で
あり、室温又は温度が上昇すると硬化(堅くなる)する
樹脂である。電気接続子(例えば、半田の代わりに)に
用いる場合、銀又は金粒子で充填された導電性エポキシ
が使用される。これらの導電性エポキシは、通常、1m
Ω/cm(ミリオーム/センチメートル)より小さい体
積抵抗率を示すことになる。選定するのに過多のエポキ
シが存在し、最終的な選定は、エポキシが使用される用
途に左右される。
【0321】共晶体−「共晶体」とは、構成金属のいず
れよりも低い溶融温度を示す、金及びスズ等の金属の組
合せのことである。例として、80%金−20%スズ
(重量パーセント)、及び63%スズ−37%鉛が含ま
れる。溶融すると膨張するという共晶体の特性は、以下
で説明する実施例の幾つかで活用される。
【0322】−純金は、酸化及び硫化に対する抜群の
耐性を有するが、低い融点、及び侵食の受け易さによっ
て、その電気接触子での利用が、低電流用途に限定され
る。金は、パラジウム又はロジウムと接触すると、非常
に低い接触抵抗を有する。
【0323】ニッケル−ニッケル及びその合金は、通
常、良好な強度及び腐食耐性により特徴付けられる。ニ
ッケル金属は、比較的良好な導電性を有する。
【0324】プラチナ群金属−プラチナ及びパラジウム
は、プラチナ群の中で2つの最も重要な金属である。こ
れらの金属は、変色耐性が高く、従って継電器、及び低
い接触力を有する他の装置に対して、信頼性の良い接触
投入をもたらす。
【0325】貴金属−以下の材料は概ね全て、良好な腐
食耐性を示す(硫化物環境内の銀を除いて)。すなわ
ち、金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、プラチ
ナ、ロジウム、ルテニウム、及び銀である。
【0326】−銀は、純粋な又は合金形態で、開閉接
触子に対して広く利用される材料である。純銀の機械的
性質及び硬度は、合金化により改善されるが、その熱伝
導性及び導電性は悪影響を受ける。
【0327】半田−半田は、電子及び電気産業において
広く利用される合金グループである。それらの組成は、
主にはスズと鉛に基づき、少数として銀及びアンチモン
等の合金元素がある。半田は、室温における低い強度の
材料であり、電子機器が被る適度に上昇した温度でさえ
も、多少急速に強度が減少する。半田内のスズ:鉛の相
対比は、広く範囲をとることができ、公称は50:50
である。
【0328】タングステン及びモリブデン−大部分のタ
ングステン及びモリブデン接触子は、複合形態で製作さ
れ、他の主要成分として銀又は銅がある。
【0329】自己平坦化特徴 電子コンポーネント(半導体パッケージから延伸するピ
ン等の)の表面から延伸する接触構造を有する大部分の
用途において、非常に望ましいのは、接触構造の遠位端
(先端)が共平面をなすことである。平坦な表面から発
する突出した接触構造(例えば、ピン)の場合、これは
又、ピンが均一な高さにあることを意味する。多くの場
合、電子コンポーネントの製造公差は、コンポーネント
の平面性が、(例えば)熱アセンブリ又は工程ステップ
から生じる、反りその他に起因して、保証できないとい
うようなものである。従って、反った基板に実装され
た、完全に均一な長さを有するピンの先端は、定義上、
共平面とはならなくなる。
【0330】本発明によれば、ワイヤステムの先端の垂
直(z軸)位置が、切断作業(上記で説明した)時に容
易に制御される。これは、コーティングを複数のワイヤ
ステムに均一に施す(ワイヤステムからワイヤステムへ
と)ことが比較的容易であることに関連して、複数のワ
イヤステムの先端の予想可能な位置(完全に共平面な)
を保証する。本発明のこの特徴が特に適用可能な例は、
ワイヤステムが、1つの電子コンポーネント上の異なる
レベルから始まり、別の電子コンポーネントの平坦な表
面(2つ以上の電子コンポーネントの共平面にある表面
を含む)上に終端する、又はその逆であることを意図す
る場合である。関連した例は、ワイヤステムが、電子コ
ンポーネントから、また電子コンポーネントに実装され
た電子素子から始まり、別の電子コンポーネントの平坦
な表面上に終端する、又はその逆であることを意図する
場合である。切断作業において精度を保証することは、
図4A−4Dに関連して上記で説明した。
【0331】図6Aは、本発明の応用例600を示し、
そこでは、第1及び第2の複数の突出した接触構造60
2及び604(図示では、各複数において、多くのうち
の1つ)が、それぞれ、その上部(図で見て)表面上の
それぞれ2つの異なるレベル(異なるz軸座標)におい
て、端子(例として、それのみ)を有する第1の電子コ
ンポーネント606から延伸し(始まり)、第1の電子
コンポーネント606の上部表面に実装される第2の電
子コンポーネント618の上部(図で見て)から延伸す
る、第3の複数(図示では多くのうち2つ)の突出した
接触構造を有する。この例の場合、突出した(復元性の
ある)接触構造は、S字形状(図5AのS字形状のワイ
ヤステムと同様にして)として示され、保護膜は、例示
の明瞭化のために省略している。
【0332】この図に示すように、第1、第2、及び第
3のグループの突出した接触構造は、全て、異なるレベ
ル(z軸座標)から始まり、全て、第3の電子コンポー
ネント622の下部(図で見て)の例示的に平坦な表面
上に終端(それらの先端において)する。(復元性のあ
る接触構造の先端が接触することになる、接触パッド、
端子、その他は、例示の明瞭化のために省略してい
る。)接触構造602、604、及び614が横断せね
ばならない(異なるレベルで始まり、互いに共平面で終
端する結果として)異なる距離に起因して、各突出した
接触子の一部が、「延ばされる」必要がある。これは例
えば、接触構造における曲げ部を修正することなく、要
求通りに、接触子の遠位部を単純に長く(又は、短く)
することにより達成される。このことは、例示され、各
種の接触構造が同一の復元特性を備えるように好適化さ
れている。
【0333】本発明のこの例示的な実施例600の場
合、コンポーネント606は、印刷回路基板とすること
ができ、コンポーネント618は、減結合コンデンサ、
抵抗、その他(すなわち、受動電子コンポーネント)と
することができ、またコンポーネント622は、裸の、
パッケージ未実装の半導体素子(ダイ)とすることがで
きる。本発明は、どんな特定の電子コンポーネントにも
限定されない。このようにして相互接続をなす利点の中
で、コンポーネント間の寄生インダクタンスを最小化で
きるという特徴があり、これは、高周波数で動作する半
導体素子(例えば、622)を扱う場合に、最も重要で
ある。この例示(図6A)は、事例1の図12と類似し
ており、これは、パッド(92)当たり2つの直線接触
構造を示す。
【0334】図6Bは、図6Aの当然の帰結(その反転
状況)を示し、この応用例620において、接触構造6
02、604、及び614は、第3のコンポーネント6
22上に始まり、第1のコンポーネント606、及び第
2のコンポーネント618上で終端する。
【0335】図6A及び6Bは共に、本発明に従って達
成可能である、接触構造の高さにわたる制御の度合いを
示す。第1の場合(図6A)、接触子は、異なるレベル
から始まり、同じ(共平面)レベルで終端する。第2の
場合(図6B)、接触子は、全て同じレベルから始ま
り、異なるレベルで終端する。例示したいずれの場合で
も、復元性のある接触構造の先端の位置は、図4A−4
Dと関連して上記のように、切り離し(切断)作業時に
精密に制御することができる。
【0336】図6A及び6Bに示すような配列を用い
て、一方のダイを他方のダイに実装及び接続できること
は、本発明の範囲内である。更に、図6Aに関連して、
異なるレベルから始まり、先端が全て所与の平面内にあ
る接触構造を生成するために、本発明の技法の能力をう
まく利用して、コンポーネント606の表面に窪みを設
けることは、必ずしも必要でない。
【0337】図6Cは、本発明の「自己平坦化」特徴か
ら利点がある他の構成650を示す。この例の場合、第
1の代表的な接触構造652が、第1の電子コンポーネ
ント656の上部(図で見て)表面上の端子から始ま
り、第2の代表的な接触構造658が、第1の電子コン
ポーネント656の上部表面上の端子から始まる。接触
構造652及び658(例示の明瞭化のために、1つの
曲げ部のみを備えて示される)は、コンポーネント65
6のエッジから離れた、対応する先端(遠位端)652
b及び658bで終端し、他の電子コンポーネント66
4の表面に接触する。しかし、注目すべきは、先端65
2bと658bが共平面で、x−z平面(図2に匹敵)
にあり、一方それらの近位端は、電子コンポーネント6
56の表面のx−y平面にある。これは、接触構造の近
位端と遠位端が平行な平面にあること、及び接触構造
が、2つ(又は、それより多い)電子コンポーネントの
相対的な配向にかかわらず、及びそれらにより制限され
ずに、任意の組の点(平面、もしあれば、第1の電子コ
ンポーネントの表面の平面といった)から任意の他の組
の点(平面、もしあれば、第2の電子コンポーネントの
表面の平面)へと延伸するように、仕立て可能であるこ
とは、必ずしも必要ではない。換言すると、「自由」
(阻止されない)経路が、相互接続を所望する2つ(又
は、それより多い)の電子コンポーネント間に存在する
限り、2つの電子コンポーネント間で延伸することにな
る接触構造を仕立てることができ、また該接触構造は、
本明細書に開示の利点(例えば、復元性)のいずれか、
及びその全てを示すように製作することができる。
【0338】第1のグループの復元性のある接触構造が
全て、1つの平面(復元性のある接触構造が始まる基板
と、共平面であってもなくなもよい)上で終端し、同一
の基板の同一の表面から始まる他のグループの復元性の
ある接触構造が全て、基板と、又は第1のグループの復
元性のある接触構造が終端する平面と共平面にない、異
なる平面において終端することは、本発明の範囲内であ
る。
【0339】基板の表面から始まる復元性のある接触構
造の各々が、全て、その基板のその表面の上の異なる
(特異な、個々の)高さで終端することも、本発明の範
囲内である。
【0340】本発明の「自己平坦化」特徴(すなわち、
異なるレベルから始まる復元性のある接触構造が、全
て、共通の平面において終端するように製作可能であ
る)が、従来技術の相互接続技法によっては存在しなか
った多数の機会を与える。「共通の接触先端平面」をと
ることができると、復元性のある接触構造を有する電子
コンポーネントの直下に(又は、基板接続部上の復元性
のある接触構造に)、追加のコンポーネントを組み込む
ことが可能になり、該追加のコンポーネントには、抵抗
及びコンデンサ(例えば、減結合コンデンサ)だけでな
く、機能統合を強化するために、能動素子も含まれる。
これによって、非常に低いインダクタンス/容量の相互
接続の望ましい実現が可能になる。
【0341】明確に示さないが、理解されたいのは、本
発明の復元性のある接触構造は、ある「レベル」の端子
から始まる必要はないこと、及びその端子は斜めにする
ことができる(基板上の他の端子に対してある角度で)
ことである。一般に、これは、ワイヤステムの近位端
(すなわち、端子その他に最初にボンディングされるワ
イヤの端部)は本質的に点であり、ワイヤステムの構成
は、端子の配向に一般に敏感でない、という事実に起因
する。これは、その端子が互いに共平面でない、追加の
コンポーネント(例えば、図6Aに示す618)の組み
込みに関連して重要であろう。これは又、他の端子に対
して斜めにされる端子へのボンディングの例の場合に重
要であろう。端子にワイヤをボンディングする工程は、
ワイヤが、端子の表面に対して概ね垂直に(例えば、9
0度±20度から±30度で)ボンディングされる場合
に最良に実施されるが、幾らかのスキューは吸収可能で
あり、スキューの度合いは、端子(すなわち、接触領
域)がそのように斜めにされると、毛細管の移動と干渉
することになる場合に(すなわち、毛細管のエッジが端
子に当たり、それにより、ボンディング作業と機械的に
干渉する場合に)のみ制限される。
【0342】電子コンポーネント 「基板」にワイヤの自由端をボンディングし、弾力のあ
る形状を有するように従順なワイヤステムを構成し、2
つ(又は、それより多い)電子コンポーネント(その1
つは、復元性のある接触子が形成される「基板」であ
る)間に相互接続をなすための復元性のある接触構造を
形成するために、ばね材料でワイヤに保護膜を施すこと
に関連して、本発明を説明した。適切な基板には、限定
ではないが、以下のものが含まれ、その多くは、以下で
更に詳細に説明する。
【0343】(a)相互接続及び介在体基板、(b)シ
リコン(Si)又はガリウム・ヒ素化合物(GaAs)
等の任意の適切な半導電材料から製作される、半導体ウ
ェーハ及びダイ、(c)製品相互接続ソケット、(d)
試験ソケット、(e)本明細書で説明される、犠牲部
材、要素、及び基板、(f)本明細書で説明される、セ
ラミックパッケージ、プラスチックパッケージ、及びチ
ップキャリヤを含む、半導体パッケージ(「パッケー
ジ」)、(g)コネクタである。
【0344】半導体パッケージ 本発明は、復元性のある(従順な、変形可能な、及び柔
軟なを含む)接触構造を、半導体パッケージの外部表面
上に設けることに十分適している。
【0345】半導体パッケージは、(1)ある種のパッ
ケージ本体内に半導体(IC)ダイを密閉し、(2)外
部システムにパッケージ済みダイを接続するための外部
接続子を与えるために利用される。通常、半導体パッケ
ージにより与えられる外部接続子は、半導体ダイへの接
続子よりも、互いから広く間隔を開けられる。この意味
で、半導体パッケージは、「間隔変換器」として機能す
る。この節では、パッケージ済みのダイから外部システ
ムのコンポーネントへと相互接続をなすことに関連し
て、本発明の接触構造の適用性を説明する。
【0346】半導体素子をパッケージ実装するための多
数の技法が知られており、それらには、プラスチックモ
ールド、セラミックパッケージ実装、及び基板型式のパ
ッケージ実装が含まれる。
【0347】一般に、従来技術のセラミックパッケージ
実装には、セラミック層間に間引かれた導電トレース
(導電ライン)の1つ以上の層から製作されたパッケー
ジ本体の空洞内に、ダイを実装することが伴う。ダイ
は、慣用的なワイヤボンディング技法等により、空洞内
に延伸する導電トレースの内部端に接続される。トレー
スの外部端は、セラミック内で、セラミックパッケージ
本体の外部表面上の外部ピン、リード、又はパッドに接
続される。
【0348】一般に、従来技術のプラスチックモールド
技法には、比較的堅固なリードフレームのパドルにダイ
を実装することが伴い、リードフレームは、導電リード
(導電ライン)のパターン化層を有する。ダイは、慣用
的なワイヤボンディング技法等により、導電リードフレ
ームのリードの内端部に接続される。ダイと、リードフ
レームの内部とは、プラスチックモールド配合剤により
封止される。導電リードの外端部は、外部コンポーネン
トに接続するために、モールドされたプラスチック本体
の外側に延伸する。
【0349】一般に、PCB型式のパッケージ実装技法
には、導電トレースを有する印刷回路基板(PCB)に
ダイを実装することが伴う。ダイは、慣用的なワイヤボ
ンディング技法等により、ダイに隣接した領域へと延伸
する導電トレースの内端に接続される。一旦、トレース
の内端に接続されると、ダイと、トレースの内端とが、
プラスチック又は樹脂で封止される。導電トレースの外
端は、PCB内で、セラミックパッケージ本体の外部表
面上の外部ピン、リード、又はパッドに接続される。
【0350】図7Aは、パッケージ本体702の外部
(図で見て、下部)表面に実装された、複数の復元性の
ある接触構造730を有するセラミックパッケージ70
0を示す。この例の場合の接触構造730は、S字形状
(図2Eに示すような)を有する。パッケージ本体70
2には、その上部(図で見て)表面からパッケージ本体
内へと延伸する、空洞704が設けられる。半導体ダイ
706が、空洞内に配設されて、蓋708により閉じら
れる。半導体ダイは、ボンディングワイヤ710によ
り、空洞704内へと延伸する導電トレース(不図示)
の端部に接続される。これらのトレースは、導電バイア
(不図示)、導電トレースの追加のパターン化層(不図
示)、その他により、パッケージ本体704の下部表面
上の導電パッド(不図示)に接続される。復元性のある
接触構造702は、1つ1つ、導電パッドに実装され
る。かかる「上部空洞」パッケージの場合、パッケージ
本体の下部表面全体には、行と列のアレイに配列された
接触構造が「定置」可能である。(この図において、ま
た本明細書に提示する幾つかの他の図において、復元性
のある接触構造(例えば、730、750)は、厚い黒
線で単純に示され、これらの接触構造に保護膜生成され
ることが理解されるであろう。)図7Bは、外部相互接
続子として用いられる複数の復元性のある接触構造73
0a及び730b(図示では多くのうち2つ)を有す
る、例示的なプラスチック半導体パッケージ740を示
す。この例の場合の接触構造730a及び730bは、
S字形状(図2Eに示すような)を有する。導電リード
フレーム要素(フィンガ)744a及び744bが、パ
ッケージ本体742内からパッケージ本体外へと延伸す
る様子が示されている。復元性のある接触構造730a
及び730bは、パッケージ本体外に延伸する、対応す
るリードフレームフィンガ744a及び744bの外側
部分に実装される。同様に、半導体ダイ746が、任意
として、復元性のある接触構造により、リードフレーム
フィンガ744の内端に接続可能である(図示のよう
に)。
【0351】図7Bに示すように、リードフレームフィ
ンガ744a及び744bは、交互に、半導体パッケー
ジ本体742から2つの異なる距離に延伸できる(例え
ば、短−長−短−長、等)。このようにして、復元性の
ある接触構造730a及び730bの遠位端の実効ピッ
チが増大可能となる。かかる「ピッチ拡張」の更なる説
明は、図15Aの説明に見出すことができる。一般に、
接触構造の近位端から遠位端(先端)への実効ピッチを
増大する能力により、印刷回路基板への電子コンポーネ
ントの更に手軽な接続が可能になる。ある意味で、これ
は、全ての半導体パッケージについて言えることであ
り、半導体ダイ上の接着パッドの間隔よりも広い、外部
の相互接続ピッチがもたらされる。従来技術の場合、周
辺のリードパッケージが、約20ミルのリード間ピッチ
に制限されるが、これは、印刷回路基板へのリード付き
コンポーネントの半田付けの制約に起因する。周辺リー
ド(744a、744b)を千鳥状にすることにより、
図7Bに示すように、これらの制約を維持しながら、更
に高い密度が達成できる。
【0352】図7Cは、印刷回路基板(PCB)782
の外部(図で見て、下部)表面に実装された、複数の復
元性のある接触構造730を有するPCB型式のパッケ
ージ780を示す。この例の場合の接触構造730は、
S字形状(図2Eに示すように)を有する。半導体ダイ
746が、PCB782の上部(図で見て)表面に実装
されて、ボンディングワイヤ790により、PCB78
2の頂部の導電トレース(不図示)に接続される。接触
構造730は、PCB782の下部(図で見て)表面の
導電パッド(不図示)に実装される。PCB782の下
部表面の導電パッドは、メッキされたスルーホール(不
図示)、PCB782内の追加の配線層(不図示)を介
して、PCB782の上部表面の導電トレースに接続さ
れる。ある量のエポキシ792が、ダイ786及びボン
ディングワイヤ790にわたって施されて、ダイ786
が封止される。代替として、PCB782に、プラスチ
ックで上モールドすることもできる。
【0353】図7Dは、他のパッケージ790を示し、
ここで、半導体ダイ791が、ボンディングワイヤ79
2による慣用的な仕方で、リードフレームフィンガ79
3の内端にボンディングされる。パッシベーション層7
94が、ダイの上にあり、ダイへのボンディングのため
の開口を備える。これはかなり慣用的である。本発明に
よれば、ボンディング(すなわち、ボンディングワイ
ヤ)の完全性が、リードフレームにボンディング済みの
ダイを適切なメッキ槽に浸漬して、ボンディングワイヤ
(及び、リードフレームの内端)をメッキすることによ
り強化可能である。ここで、メッキ(例えば、ニッケ
ル)は、上記で説明したようにして、ボンディングワイ
ヤを硬化して、ダイ上の接着パッドに(及び、任意とし
て、リードフレームフィンガの内端に)、ボンディング
ワイヤを確実に固定するように機能する。かかるボンデ
ィングワイヤの硬化は、ワイヤ洗浄(移動)、及びその
他、ダイ上に絶縁本体795をモールドする後続の工程
ステップと関連した問題(例えば、ワイヤ間の短絡)を
最小限に抑えるのに役立ち、また、熱膨張に関連した問
題(ボンディングへの応力)を最小限に抑えるのに役立
つことになる。ボンディングワイヤに保護膜を施すこと
も、図示のように、ダイの背部が開放している場合に、
ダイを支持するにに役立つ。
【0354】この例に示すように、ダイ(リードフレー
ム)は、部分的に(完全でなく)上モールドして、ダイ
の背部表面を露出状態に残すことが可能である。これ
は、ダイの背部にヒートシンク(不図示)を実装する場
合、又はダイの背部に既に製造されたヒートシンク構造
(例えば、図24D及び24Eに関連して、以下で説明
する)に適応させる場合に有利であろう。一般に、これ
は、ダイの背部の中央部と位置が合った開口を有する支
持層797(例えば、ポリイミド膜)の頂部に、ダイと
リードフレームを実装することにより最良に達成される
であろう(ダイのエッジ部は、支持層により支持され
る)この例示において、パッケージへの外部接続は、図
面を乱さないように省略してある。本発明の復元性のあ
る接触構造を含む、任意の適切な外部接続子が使用可能
なことは、本発明の範囲内である。
【0355】犠牲要素 本発明の1つの態様によれば、復元性のある接触構造
は、犠牲要素上に、又は電子コンポーネントから犠牲要
素へと形成可能である。
【0356】復元性のある接触構造の形成に関連して、
犠牲要素を利用することは、事例1の図6a−6cに記
載されており、これらは、本明細書の図8A−8Cと類
似である。
【0357】図8Aは、基板808上の第1の端子81
2にボンディングされた近位端802aを有する、ワイ
ヤ802を示し、これは、U字形状のループへと形成可
能であり、ワイヤ802の遠位端802bは、切断され
るのではなく、適切なくさびボンディング、その他を用
いて、第2の端子820にボンディングされる。
【0358】結果としてのループ形状のワイヤステム8
30には、図8Bに示すように、ワイヤステム830全
体、及び端子812、820を包む1層又は多層被覆8
40で保護膜生成される。第2の端子820は、犠牲層
の頂部に適切に位置決めされ、この犠牲層は、電気メッ
キ工程(ワイヤステムに保護膜を施すのに、かかる工程
が用いられる場合)用の電気接点として機能し、またワ
イヤステムの2つの端部802a及び802bに対し
て、異なる(より高い)z軸座標を与えるように機能す
る。
【0359】図8Cに示すように、ワイヤステムに保護
膜を施した後、犠牲層822を除去することができ(選
択性エッチング等により)、間隙824が、端部802
bと基板808の表面の間に残る。端部802bの「懸
架」が特に重要なのは、電子コンポーネント(半導体ダ
イ等)のエージング又は試験(以下で更に詳細に説明す
る)のために、又は電子コンポーネントに対して、取り
外し可能な電気的相互接続をもたらすために、コンポー
ネント又は基板上の一致結合端子と復元性をもって係合
可能な、制御された幾何形状のばね接触子の形成にとっ
てである。間隙824によって、力が加えられる場合
に、最終の接触構造の先端802bのz軸偏向(移動)
が可能となる。
【0360】図8Cに示すように、意図するのは、接触
構造830が、その遠位端(802b)ではなく、その
長さに沿ったある点に接触する、ということである。こ
れは、「C」で表記した下向き指示の矢印により示され
る。(同様の結果が、図16Cに示す接触構造1640
及び1642に関連することになろう。)図8Dが示す
のは、直ぐ上で説明した手順を、犠牲層(図8Aの82
2)が、ワイヤステムに保護膜を施す(例えば、図8B
を参照)前に除去可能であるように、再整理したもので
ある。
【0361】本明細書で用いる、上記の要素822等の
「犠牲要素」とは、一般に、復元性のある接触構造が実
装される電子コンポーネント(808)上の要素(層
等)である。
【0362】犠牲部材及びプローブ実施例 プローブ要素として有用な復元性のある接触構造の形成
と関連して、犠牲部材を利用することは、事例2の図1
4−15に記載されており、これらは、本明細書の図9
A−9Bと類似である。
【0363】図9Aは、プローブとしての用途に適した
復元性のある接触構造930の形成に関連した、犠牲部
材902(破線で示す)を用いる実施例900を示す。
この例の場合、犠牲部材は、アルミニウムから適切に形
成される。
【0364】複数(図示では多くのうち1つ)の窪み部
904が、エッチング、彫刻、型押し、その他等によ
り、犠牲部材902の上部表面902aに形成される。
窪み部904の下部(図で見て)表面は、不規則な地形
を有し、これは例えば、頂点で終端する反転ピラミッド
のような形態をとる。金又はロジウム(代替として、半
田端子等に接触させる場合には、スズ又は半田)等の導
電材料からなる薄い層906が、任意の周知の仕方で、
窪み内に堆積される。窪み部904は、次いで、ニッケ
ル等の導電材料908により、任意の周知の仕方で、実
質的に充填される。金等の導電材料の層910が、次
に、任意の周知の仕方で、充填材料908にわたって堆
積される。この金(906)、ニッケル(908)、及
び金(910)というサンドイッチ構造は、プローブ要
素に適切な先端構造(「接触パッド」)を形成する。
【0365】ワイヤ912が、その近位端912aにお
いて、層910の表面にボンディングされ、電子コンポ
ーネント920のエッジにわたって延伸すべく構成さ
れ、そこで、ワイヤは切断されて、その遠位端912b
が、電子コンポーネント920上の端子922にボンデ
ィングされる。ワイヤの構成済みの形状は、図2Dに示
す形状と同様である(すなわち、ワイヤが、コンポーネ
ント920のエッジから離れて突出する点で)。
【0366】次に、ワイヤには、ニッケル等の導電材料
914で、又は図5に関連して説明した多層コーティン
グで保護膜が施され、これは又、上記のようにして、電
子コンポーネント上の端子922にも保護膜を施す。保
護膜が、犠牲部材上の所望の領域のみを覆うのを保証す
るために、窪み部(904)を除く、犠牲部材の表面全
体が、ホトレジスト(不図示)等の適切なマスキング材
料で被覆され得る。(このマスキングは、接触パッドを
製造するために、窪み部を形成及び充填する工程から
「外す」こともできる。)図示のように、犠牲部材90
2は、単純にホトレジスト材料とすることもできる適切
なスタンドオフ要素916(破線で示す)により、電子
コンポーネント920に対して所定の位置に維持され
る。
【0367】終了すると、スタンドオフ要素916、及
び犠牲部材902は除去されて、電子コンポーネント9
20から延伸する復元性のある接触構造930が残され
るが、その各々は、端部において、制御された幾何形状
の接触パッドを有する。例えば、接触パッドの反転ピラ
ミッドの頂点は、プローブ当てに関連して、プローブ当
てを所望する(例えば、エージング、試験、その他のた
めに)別の電子コンポーネント(不図示)の端子(パッ
ド)に対して、信頼性の良い電気的接続をもたらすのに
役立つ。比較的低い全体力が伴うと、点(頂点)は、プ
ローブ当てを行っている電子コンポーネントの端子を部
分的に貫通することになる。一般に、この場合、電子コ
ンポーネント920は、恐らく試験カード(印刷回路基
板)であり、これは、プローブ当てを行う電子コンポー
ネントが導入される領域へと延伸する、複数のプローブ
構造(930)を有する。試験カードは、リングの形態
とするのが適しており、プローブ930は、リングの内
部エッジからリングの下へと延伸する。
【0368】上記で説明した事象のシーケンスが、以下
のように再編成されることは、本発明の範囲内である。
すなわち、(a)ワイヤ912が、電子コンポーネント
920の端子922に先ずボンディングされる、及び/
又は、(b)犠牲部材902が除去された後、ワイヤ9
12に保護膜(914)が施されることである。
【0369】図9Bは、前の実施例900のプローブ9
30と類似しているが、以下の差異を有する、完成プロ
ーブ942の実施例940を示す。この場合、プローブ
942(930に匹敵)の端部は、複数の点ではなく、
単一の突出瘤946を有する接触パッド944にくさび
ボンディングされ、プローブ942の端部948(91
2bに匹敵)は、電子コンポーネント950(920に
匹敵)にボールボンディングされる。
【0370】図9Cに示すように、プローブに役立つ
(例えば、好ましい)接触先端が、薄いアルミニウム
(箔)犠牲部材960上の犠牲部材内に(又は、それ上
に)、以下のようにして形成可能である。すなわち、 ・箔に対して、プラスチック・シート等の一時的な裏当
て962を与えて、箔の構造的な完全性を増大させ、 ・箔の面を、ホトレジスト964、その他の薄い(約3
ミル)層でパターニングして、接触先端の形成を所望す
る場所に開口を残し、 ・ホトレジストの開口内で、箔上に硬質の金の薄い(約
100μインチ)層966を堆積し(メッキ等によ
り)、 ・その硬質の金の層上に、銅968の非常に薄い(約5
−10μインチ)層(「ストライク」)を堆積し(メッ
キ等により)、(ここで理解されたいのは、かかる銅ス
トライクは、幾分任意なものあり、前の金層966を後
続してメッキする際に、主に手助けとなるように設けら
れる、ということである) ・銅ストライク上にニッケルの厚い(約2ミル)層97
0を堆積して(メッキ等により)、 ・ニッケル上に軟質の金の薄い(約100μインチ)層
972を堆積する(メッキ等により)ものである。
【0371】これによって、4層の接触先端が形成さ
れ、これは、金ワイヤ(不図示)が容易にボンディング
され(軟質金の層に)、電子コンポーネントに接触する
ための硬質金の層(966)と、強度を与えるニッケル
層(970)と、容易にボンディングされる軟質金の層
(972)を有する。上記で説明したように、犠牲部材
(960)にワイヤをボンディングした後、ワイヤはメ
ッキされて(例えば、ニッケルで)、犠牲部材は除去さ
れる(又は、その逆)。
【0372】追加のプローブ実施例 基板上に犠牲部材を用いて(図8Aのように)、又は基
板から外れた犠牲部材を用いて(図9Aのように)、復
元性のある接触構造を形成する能力を、概ね上記で説明
した。
【0373】上記のように、図9A及び9Bに記載の復
元性のある接触構造は、エージングのために電子コンポ
ーネントに接触し、またプローブを当てたコンポーネン
トの機能性を試験及び実施する、プローブとして適切に
使用される。
【0374】本発明によれば、復元性のある接触構造
は、チッププローブ当てカード内に組み込むことが可能
である。
【0375】図10A−10Iは、犠牲部材を用いて、
チッププローブ当てカードを作るための製造方法を示
す。一般に、開口が、犠牲部材(例えば、アルミニウム
又は銅)上のホトレジスト内に形成され、任意的な幾何
形状が、レジスト開口内の犠牲部材に生成され(通常、
追加のエッチングステップ、又は成形工具により)、次
に少なくとも1つの導電層が、開口の内側にメッキ又は
堆積され、その時点で、犠牲部材が、チッププローブ当
てカードに(例えば、直下に)実装される(この実装
は、実行される最初のステップとなる)。その後、ワイ
ヤが、犠牲部材及びカードにボンディングされた、ばね
材料(又は、他の任意の材料)で保護膜生成される。最
後に、犠牲層が、接触子(プローブ)に影響を与えるこ
となく除去される。
【0376】留意されたいのは、ワイヤの先端に形成さ
れ、試験(プローブ当て)しようとする素子に一時的に
接続するのに好都合な幾何形状を通常有する接触パッド
備えた、本明細書に記載のプローブ実施例において、成
形済みワイヤをコーティングする材料は、それが求めら
れる復元性を与える限り、導電性である必要はないとい
うことである。すなわち、多くの用途に対して、ワイヤ
自体が、プローブカード(例えば)とプローブ当てを行
う素子間に、必要な導電経路を与える。
【0377】犠牲部材の処理を伴う、工程流れの第1の
「段階」(段階1)が、図10A−10Cに示されてい
る。
【0378】図10Aは、最初のステップを示し、ここ
で、内部に規定された開口1004(図示では多くのう
ち1つ)を有する、ホトレジスト1002のパターン化
層が、アルミニウム又は銅シートといった、犠牲金属基
板1008にわたって施される。
【0379】図10Bは、次のステップを示し、ここ
で、開口1004内の別態様では一般に滑らかで平坦な
基板材料が、微細加工又はリソグラフィ(例えば、エッ
チングを含む)等により、ある幾何形状を示すように
「浮き出される」。これは、開口1004内で、基板の
表面を下方に押して、基板2008の表面内に延伸する
複数の窪み部1012を生成する、浮き出し工具101
0により示される。
【0380】図10Cは、工具(1010)が取り外さ
れた(又は、基板の表面が、別態様で、例えばエッチン
グにより浮き出された)後に、開口(1004)内の基
板の表面が、別の電子コンポーネントと接触させるのに
適した、ロジウム等の材料の薄い層1020でメッキさ
れる様子を示す。ニッケル等の材料の別の厚い層102
2が、薄い層1020にわたって施される。この層10
22は、浮き出しにより形成された窪み部1012を実
質的に充填し、好適には、図示のように窪み部1012
を過充填する。次に、接着可能な(例えば、軟質の)金
の薄い層1024が、開口1004内の厚い層1022
にわたって施される。開口1004における層状構造1
026(図10Dを参照)は、ワイヤがボンディングさ
れることになる、接触パッドを規定する。
【0381】図10A−10Cに示すステップの実行が
完了すると、犠牲部材1008が、接触実装に対して準
備される。
【0382】犠牲部材(1008)に接触子担持基板を
実装し、復元性のあるプローブ接触構造を製造すること
を伴う、工程流れの第2の「段階」(段階2)は、図1
0D−10Cに示される。
【0383】図10Dは、段階1のステップで準備され
た犠牲基板1008が、その周辺領域において、その表
面に実装されるスタンドオフ要素1030を有する様子
を示す。スタンドオフ要素1030は、ホトレジスト
(代替としてポリマー、代替として金属詰め)の厚い層
として形成され、工程が完了すると、半導体ダイ(例え
ば)がプローブにより接触させるために導入されること
になる(以下で説明する)領域に対応する、中央領域1
032を備えたリング(例えば、正方形のリング)輪郭
を有するように、パターニングされる。開放領域103
2に対応し、且つそれと位置が合った中央開放領域を有
する、リング形状の基板1040が、スタンドオフ要素
1030の頂部に配設される。(基板1040は、例え
ば多層PCBである。)リング形状の基板1040の上
部(図で見て)表面が、基板1040内の開口の近くに
好適に規定される、複数の接触領域1042(110に
匹敵、図1)を有する。基板1040は、絶縁材料と導
電材料の交互層を有する多層回路基板(例えば、PC
B)であるように示され、また、そこに実装される離散
的な電子コンポーネント(例えば、試験回路、その他)
を有することができる。
【0384】基板1040が、特異で別個のプローブカ
ード(不図示)に、単純に挿入実装可能であることは、
本発明の範囲内である。
【0385】図10Eは、ワイヤ1050が、その端部
1050aと1050bの両方において(上述のループ
802と同様にして)、PCB1040上の接触領域1
042と、犠牲基板1008上の開口内の材料(102
2)との間にボンディングされて、それらの間に電気的
接続をなす様子を示す。例えば、ワイヤ1050の一方
の端部1050aが、領域1012内の層1022にボ
ールボンディングされ、他方の端部1050bが、接触
領域1042にくさびボンディングされる。ワイヤ20
50は、復元性のあるプローブ接触構造として機能する
のに適している(以下で説明するが、保護膜生成される
と)形状へと仕立てられる(上記のように)。ワイヤ1
050の端部が最初にどこにボンディングされるか、ま
たワイヤの端部が次にどこにボンディングされるかは、
本質的に重要ではない。
【0386】図10Fは、ワイヤ1050が、基板10
08と1040の間にボンディングされた(及び、第1
のボンディングの後で、且つ第2のボンディングの前
に、ある形状へと仕立てられた)後に、ワイヤ1050
には、ワイヤ1050を完全に覆い、基板1040上の
接触領域も覆い、また犠牲基板1008における開口1
012内の領域も完全に覆う、導電材料1052で保護
膜生成される様子を示す。結果としての接触(プロー
ブ)構造に復元特性を付与することになる材料で、ワイ
ヤに保護膜生成する方法、及び仕方は、上記の技法のう
ちのいずれかである。
【0387】図10Gは、ワイヤ1050に保護膜生成
された後に、犠牲基板1008が、化学的エッチング等
により除去可能である様子を示す。図示のように、犠牲
基板の除去は、層1002の除去だけでなく、スタンド
オフ要素1030の除去も含むことになる。この結果と
して、半導体素子1060上の対応する複数(図示では
多くのうち2つ)の接触領域1062に復元性のある接
触をなすために、複数(図示では多くのうち2つ)の接
触領域1042からカード基板1040内の開口内、及
びその下へと延伸する、複数(図示では多くのうち2
つ)のプローブ接触構造1054(各々は、保護膜10
52が施されるワイヤ1050からなる)を有するカー
ド基板1040となる。これらの接触領域1062は通
常、ダイ1060の周囲のまさに内側に配列される接着
パッドである。
【0388】図10Gに明確に示すように、復元性のあ
る接触プローブ1054の各々は、層1022と102
0により形成され、領域1012により与えられる浮き
出しパターンの「鏡像」である、先端1052bを有す
る。
【0389】このようにして、一時的な接続が、試験カ
ード(1040)と被試験素子(DUT)の間になすこ
とができ、これは、以下で更に詳細に説明するが、素子
のパッケージ実装に先だって、半導体素子のエージング
及び試験を行うために、又は完全に有効な素子を製造す
るために重要である。
【0390】図10H及び10Iは、段階2における代
替として最終の、及び最終から2番目のステップを示
し、ここで、犠牲基板1008(及び、スタンドオフ要
素1030)は、成形済みワイヤ1050に保護膜生成
する(図10I)前に除去される(図10H)。
【0391】図10J及び10Kは、本発明による、プ
ローブとして機能する、復元性のある接触構造の代替実
施例を示す。図10Jは、事例2の図11に類似したプ
ローブの実施例を示し、図10Kは、事例2の図12に
類似した実施例を示す。
【0392】図10Jは、プローブ状の接触構造の他の
実施例1070を示す。以前の実施例の場合のように、
ワイヤステム1072(柔軟な伸長要素)が、基板10
76上の接触領域1074にボンディングされた一方の
端部1072aを有する。ワイヤステムの他方の端部1
072bは、任意の適切な仕方で、犠牲部材1080上
に予備形成された接触先端1078にボンディングされ
(くさびボンディングとして図示)、結果としてのプロ
ーブに対して、所望の偏向特性を与えるように保護膜生
成される(例えば、ニッケル材料1079で)。適切な
スタンドオフ要素1083(1030に匹敵)が、適切
に使用される。最終的に、スタンドオフ要素1030と
犠牲部材1080の両方が除去される。
【0393】図10Kは、プローブ状の接触構造の他の
実施例1084を示す。以前の実施例の場合のように、
ワイヤステム1086(柔軟な伸長要素)が、基板10
76上の接触領域1074にボンディングされた一方の
端部1086aを有する。ワイヤステムの他方の端部1
086bは、任意の適切な仕方で、犠牲部材1090上
に予備形成された幾何形状の接触パッド1088にボン
ディングされる(くさびボンディングとして図示)。ワ
イヤステム1086には、以下のようにして、多層コー
ティングが設けられる。導電材料(ニッケル等)の層1
092が、ワイヤステム1086にわたって堆積されて
(例えば、メッキされて)、復元性がワイヤステムに付
与され、またワイヤステムが、接触パッド1092に固
定される。誘電体材料(二酸化シリコン等)の層109
4が、ニッケル層1092にわたって施される。誘電体
材料(1094)は、接触パッド1088を包囲して
(不図示)、そこにワイヤステムを固定する際に手助け
する。次に、ワイヤステムが、接触パッドが取り付けら
れる、ワイヤステムの先端を、ホトレジスト(不図示)
等の適切なマスキング材料内に浸漬する等により、マス
キングされる。最後に、導電材料(金等)の別の層10
96が、ワイヤステムにわたって堆積される。これは、
同軸(遮蔽)導体を形成し、その外層(1096)は、
任意の適切な仕方で接地されて(接地記号「G」で示す
ように)、プローブ構造のインピーダンスが制御され
る。適切なスタンドオフ要素1093(1030に匹
敵)が、適切に使用される。ワイヤステムに接触パッド
(1088)を取り付ける(例えば、ろう接により)前
に、(上記のように)ワイヤステムに保護膜生成できる
ことは、本発明の範囲内である。この例の場合、接触パ
ッド1088は、「幾何形状」(図10Dの1026に
匹敵)をなすように示され、その特徴は、プローブ当
て、特に半田バンプにプローブを当てる(例えば、図1
2Eを参照)のに特に有用である。
【0394】犠牲基板上への接触子の製造 主に上記においては、ワイヤの一端を電子コンポーネン
トにボンディングし、弾力のある形状を有するワイヤス
テムとなるようにワイヤを構成し、ワイヤに復元性のあ
る材料で保護膜を施し、任意として、ワイヤの他端を、
犠牲要素又は犠牲部材にボンディングすることにより、
復元性のある接触構造を製造するための技法を説明し
た。このようにして、復元性のある接触構造が、電子コ
ンポーネントに実装される。
【0395】本発明によれば、複数の復元性のある接触
構造が、電子コンポーネントへの後続の(復元性のある
接触構造を製造した後に)実装(ろう接等により)のた
めに、復元性のある接触構造を電子コンポーネントに実
装することなく、別個の及び特異な構造として製造され
る。換言すると、接触構造の供給体(例えば、「バケッ
ト」)が、電子コンポーネントへの後での取付(実装)
のために、製造及び保管可能である。これは、複数のピ
ンを製造し、その後、それらをパッケージ本体にろう接
する従来技術の技法と同様である。
【0396】図11Aは、離散的な復元性のある接触構
造製造する際の第1ステップを示し、ここで、ホトレジ
スト1102のパターン化層が、犠牲基板1104の表
面(図で見て、上部)に施される。ホトレジスト110
2には、複数(図示では多くのうち3つ)の開口110
6a、1106b、及び1106cが設けられる(例え
ば、慣用的な選別技法を用いて)。
【0397】図11Bは、次のステップを示し、ここ
で、微細構造が(任意的に)、成形(浮き出し)工具1
110を用いることにより、レジスト開口内の犠牲基板
1104に生成される。(工具の利用は、犠牲基板の表
面に微細構造をエッチングすることの代替例である。)
この図に示すように、微細構造が、開口1106a内の
犠牲基板1104に既に生成されており、開口1106
b内の犠牲基板1104に生成されているところであ
り、また更にこれから、開口1106c内の犠牲基板1
104に生成される。
【0398】図11C−11Eは、複数の接触構造のう
ちの1つを代表例(開口1106aのうちの代表的な対
応する1つ内の)として、複数の離散的な復元性のある
接触構造を製造する、工程の後続ステップを示す。
【0399】図11Cは、開口1106a内の犠牲基板
1104上に、第1の導電層(例えば、硬質金の)11
22をメッキし、第1の層1122の頂部に第2の導電
層(例えば、ニッケルの)1124をメッキし、第2の
層1124の頂部に第3の導電層1126(例えば、硬
質金の)をメッキすることにより、開口1106a内へ
の接触先端1120の形成を示す。(この図の組で示す
3層接触先端は、例示に過ぎず、少なくとも1つの層が
必要であることを理解されたい。)一般に、下部層11
22は、電子コンポーネントと接触しやすい材料とすべ
きで、上部層1124は、ワイヤステムにボンディング
しやすい材料とすべきである。上記のように、4層構造
も形成可能であり、これは、硬質金薄い層(電子コンポ
ーネントに接触するための)と、その後に続く銅の非常
に薄い層と、その後に続くニッケルの層と、その後に続
く軟質金の薄い層(金ワイヤステムをボンディングする
ための)とからなる。薄い銅層は任意であることを理解
されたい。
【0400】図11Dは、接触先端1120へのワイヤ
のボンディング、及び上記の任意の適切な仕方で、ワイ
ヤステム1130にするワイヤの成形を示す(例えば、
図2Aに匹敵)。
【0401】図11Eは、上記の任意の適切な仕方で、
ワイヤステムにばね性のある(例えば、ニッケル)材料
1132で保護膜を施す様子を示す(例えば、図5Aに
匹敵)。
【0402】図11Fは、最終のステップを示し、ここ
で、犠牲基板1104及びホトレジスト1102が、ホ
トレジストの洗浄除去、及び犠牲基板の溶解等の任意の
適切な工程により除去される。これによって、接触先端
1120を有する復元性のある接触構造1130の製造
が完了する。
【0403】このようにして、複数の個々に復元性のあ
る接触構造が形成可能となる。例えば、図11A−11
Fに示す技法により形成された接触構造は、1つ1つ個
々に、半導体パッケージの外部表面上のパッドに実装で
きる(例えば、ろう接、半田付け、エポキシ取付、その
他により)。直ぐ以下で説明するが、多数の用途におい
て、複数の接触構造が、半導体パッケージの外部表面に
1度に転移(「一括」転移)されることが好ましい。
【0404】接触子の一括転移 上記のように、図11A−11Fと関連して、複数の離
散的な「未実装の」復元性のある接触構造が、電子コン
ポーネントへの後続の実装のために形成可能である。
【0405】本発明によれば、複数の復元性のある接触
構造が、犠牲基板上に製造され(例えば、図11A−1
1Fのようにして)、次に、電子コンポーネントに1度
に実装(一括転移)することが可能である。(一般に、
これは、犠牲基板から接触構造を取り外すステップを省
略し、すなわち図11Fに示すステップを省略すること
で達成できる。) 本発明によれば、以前に形成され、犠牲キャリア(犠牲
基板)に実装された複数の復元性のある接触構造が、完
全アセンブル済みセラミックパッケージ等の電子コンポ
ーネントに、単一のステップで転移(一括転移)可能で
ある。(その外部表面に実装された複数の復元性のある
接触構造は、上記で、図7Aと関連して概ね説明し
た。) 図12Aは、半導体素子(ダイ)1256(706に匹
敵)が実装される中央の空洞1254(704に匹敵)
を有するパッケージ本体1252(702に匹敵)から
なる、完全アセンブル済みセラミックパッケージ125
0を示す。図示のように、ダイ1256は、その前部表
面の周辺領域のまわりに配設された、複数(図示では多
くのうち2つ)の接着パッドを有し、パッケージ本体
は、空洞の周辺のまわりに配設された、対応する複数
(図示では多くのうち2つ)の端子(導電トレースの内
端)を有する。ダイ1256の接着パッドは、ボンディ
ングワイヤ1260(710に匹敵)により、慣用的な
仕方で、パッケージ本体の端子に1つ1つ接続され、空
洞1254は、蓋1258(708に匹敵)で密封され
る。これは、従来技術の「上部空洞」パッケージ実装技
法の代表例であり、ここで、パッケージ本体の下部表面
全体に、導電パッド1280のアレイが「完全定置」す
ることができ、そこに、ピン、ボールバンプ、その他
が、半導体パッケージと外部素子又はシステムの間に接
続をもたらすために実装される。「下部空洞」パッケー
ジ実装の場合は、蓋が、パッケージ外部の中央領域を占
有し、パッド(1280)は、蓋の中央領域の外側で、
パッケージ本体の表面に「部分定置」することになる。
本発明は、上部空洞か、又は下部空洞パッケージ実装技
法、及び完全か、又は部分定置したアレイに適用可能で
ある。
【0406】一般に、従来技術の場合、ピン等の接触構
造は、自動化機器を用いて、セラミックパッケージ等の
電子コンポーネントに、個々に転移される。一般に、特
別な型枠、又は設備が必要であり、それらは、所与の個
々のパッケージ(及び、ピン)構成のためにしか利用で
きない。これは、製品開発サイクルに時間遅れを投げか
ける設備据え付けステップ、及び短期ロット素子の償却
が困難である設備据え付けコストを意味する。更に、工
程にわたる管理が不完全であり、その結果として、1つ
以上のピンを、通常は手作業で除去及び交換することが
必要になる。これは、高価なチップ(例えば、1000
$の半導体素子)を内蔵するパッケージの例により示さ
れるが、コスト効果がない。欠陥のあるピンを交換する
ためにパッケージを手直しすると、結果としてチップに
損傷を与える可能性がある。
【0407】図12Aは、犠牲基板(1104に匹敵)
上に既に製造された、複数の復元性のある接触構造12
30(1130に匹敵)を示す。これは、以前に説明し
た図11Eに対応し、そこでは、ホトレジスト(110
2)が犠牲基板(1104)から洗浄除去されたが、工
程のこのステップでホトレジストを洗浄除去すること
は、絶対に必要というわけではない。この図に示すよう
に、キャリア1204に実装された複数の接触構造12
30が、パッケージ1252に実装すべき位置へともた
らされ、接触構造の先端1230bが、パッケージ上の
パッド1280と位置合わせされる。これは、自動化部
品取扱い機器で容易に達成される。更にこの図に示すよ
うに、ある量の半田1282(代替として、ろう接材
料、導電性エポキシ、その他)が、接触構造1230の
導入前に、接触パッド1280の各々上に配設される。
【0408】図12Bにおいて、接触子が、それらの先
端を半田1282に漬けて、対応する接触パッド128
0に一度に当てがわれた様子が示されている。これは、
炉(半田をリフローするための)内でこのステップを実
行することにより達成される(半田を用いる場合)。こ
の図に示すように、接触構造の先端1203bが、接触
パッド1280に物理的に接触することは本質的ではな
い。というのは、半田は、接触構造1203の先端部の
周りにリフローし、接触構造と接触パッドの間に信頼性
の良い電気的接続をもたらすためである。
【0409】図12Cは、最終ステップを示し、ここ
で、犠牲基板1204が除去される(図11Fに匹
敵)。
【0410】上述のようにして、複数の復元性のある接
触構造が、予備成形され、その後に続いて(後ほど)、
電子コンポーネント(例えば、パッケージ本体)の表面
に実装可能となる。接触構造の予備成形が、例えば、セ
ラミック又は黒鉛モールドを用いるモールド技法により
達成可能なことは、本発明の範囲内である。更に、接触
構造が、以下で説明するアセンブリ実施例の相互接続基
板、又はシリコンダイ、その他といった、任意の電子コ
ンポーネントに実装可能なことも、本発明の範囲内であ
る。
【0411】本発明の一括転移技法の利点は、設備据え
付け(及び、それに関連したコスト)が最小限に抑えら
れ(即ち、実際上は削除され)、任意の所与のパッケー
ジ構成のために、復元性のある接触構造の所与のパター
ン(例えば、アレイ)用の「型板」(上述のように、型
板として機能する成形済みワイヤステムと混同すべきで
ない)が、僅かな時間の問題で特定できる点にある。
(一般に、所望のピンレイアウトは、CADソフトウェ
ア上で既に入手可能であり、単純な「マクロ」が呼び出
されて、キャリア上に接触領域を形成するために、アレ
イ箇所が、マスキングパターンに変換される。) 電子コンポーネントに複数の復元性のある接触構造を一
括転移する(例えば、図12A−12Cを参照)に続い
て、実装された(コンポーネントに)復元性のある接触
構造をメッキ、又は更にメッキ可能なことは、本発明の
範囲内である。換言すると、(i)まだ保護膜生成され
ていない複数のワイヤステムを、電子コンポーネントに
一括転移し、次いで保護膜生成することができ、又は
(ii)1つ以上の保護膜層が施された複数のワイヤステ
ムを、電子コンポーネントに一括転移し、次いで更なる
材料層で保護膜生成することができる。
【0412】また、複数の復元性のある接触構造を電子
コンポーネントに一括転移する技法が、パッケージピン
等の復元性のない接触構造に適用可能なことも、本発明
の範囲内である。かかる場合、複数のパッケージピン
が、電子コンポーネントへの後続の一括転移(及び、通
常はろう接)のために、犠牲基板上に製造され、又は犠
牲基板に実装されることになろう。
【0413】複数の復元性のある接触構造を電子コンポ
ーネントに一括転移する工程例は、図12A−12Cに
関連して記載されている。その工程が、パッケージピン
等の「規則的な」接触構造だけでなく、本発明の復元性
のある接触構造にも適用可能なことは、本発明の範囲内
である。しかし、一括転移工程は、以下の理由のため
に、本発明に関連して特に有利である。
【0414】ワイヤを端子(例えば、パッケージ上の)
にボンディングし、電子的火炎射出を使用する場合(パ
ッケージパッド上に直接、本発明の復元性のある接触構
造を構築しようとする場合であるような)、パッケージ
済み半導体ダイに悪影響を与えるようなスパークを発生
する可能性がある。多くの場合、半導体素子は、パッケ
ージに外部相互接続子を実装する前に、それらのパッケ
ージ(例えば、セラミックパッケージ)内に実装され
る。工程におけるこの「後」段階での半導体素子への損
傷は、可能であるとしても、最良に回避されるであろう
が割高な事態である。本発明の一括転移技法は、この問
題を好都合に解決し、歩留りを向上させる。
【0415】複数の接触構造を犠牲基板上に製造し、次
いで、その構造をパッケージへと(又は、任意の電子コ
ンポーネントへと)一括転移することによる追加の利点
は、接触端部間の間隔を制御できる点にある。接触構造
は、第1の間隔(ピッチ)で犠牲基板上で「始める」こ
とができ、それらの対向端で第2の間隔を有するように
仕立てることができる。接触構造が、粗いピッチで犠牲
基板上に始まることが可能で、細かいピッチでパッケー
ジに(又は、任意の電子コンポーネントに)接続可能な
こと、又はその逆が可能なことは、本発明の範囲内であ
る。
【0416】上記の技法による他の利点は、最終的に
は、パッケージ「ピン」の「先端」になるもの(すなわ
ち、パッケージ本体に、又は任意の電子コンポーネント
に一括転移される接触構造)が、それらの間隔(前の段
落で説明したような)だけでなく、それらの形状及び微
細構造(上記で更に詳細に説明した、プローブ接触パッ
ドを製造するような)においても、十分に制御可能な点
にある。
【0417】電子コンポーネント上の接触構造の先端の
間隔、及び配設を信頼性良く制御することにより、電子
コンポーネントが実装されることになる、導電トレー
ス、パッド、その他を製造するための必要条件を幾分緩
和することができる。本明細書に記載の一括転移技法
は、切り離されても切り離されなくても、半導体ダイに
複数の接触構造を実装するのに特に有利である。ウェー
ハ上の切り離されていない複数の半導体ダイに、複数の
接触構造をどっと一括転移するのに十分な寸法である犠
牲基板上に、接触構造を製造することができることは、
本発明の範囲内である。代替として、単一の切り離され
ていない半導体ダイの寸法である犠牲基板上に、接触構
造を製造すること、また、ウェーハ上の選択された「良
好な」ダイにのみ、接触構造を一括転移することが可能
である。いずれの場合でも、接触構造は、切断(切り離
し)の前に、ウェーハ上のダイに実装可能である。
【0418】本発明の一括転移技法の代替実施例の場
合、図12Dに示すように、複数の復元性のある接触構
造が、プラスチックパッケージ等のパッケージにおける
穴内に挿入される。
【0419】図12Dは、接触構造1230(図示では
2つ、例示の明瞭化のために犠牲基板は省略)を、プラ
スチックパッケージ本体といった電子コンポーネント1
222の表面における窪み部1220内に一括転移する
様子を示す。窪み部1220は、例えば、リフローされ
る半田とすることができる導電材料1224、又は導電
性エポキシ材料で充填される。
【0420】接触構造が、一括転移されるのではなく、
1つ1つパッケージに個々に転移されるとしても、本発
明の範囲内である。
【0421】上記の一括転移技法を用いて、プローブカ
ード、その他上に複数のプローブ構造を形成可能なこと
は、本発明の範囲内である。
【0422】本発明の一括転移技法の一般的な利点は、
半導体パッケージ上に接触構造を実装する幾つかの従来
技術の技法とは対照的であることが明白になる。これら
の従来技術の技法には、パッケージを手直しし、ピンを
製造し、ピンの供給体(「バケット」)から1つずつピ
ンを送り、それらを、再加熱処理によりパッケージ本体
に実装することが伴う。本発明の技法によれば、これら
と同様のステップが全て、一緒にまとめられる。
【0423】図12Eは、プローブカード(ボード)1
252を示し、これは、そこに好適には一括転移される
複数の復元性のある接触構造1254(1230に匹
敵)を既に有している。(犠牲的な一括転移基板(12
04)は、例示の明瞭化のために省略している。)接触
構造は、それらの形状及び保護膜材料により、過行程及
び弾性の各種のレベルを可能にするように仕立て可能で
ある。接触構造1254の先端は、電子コンポーネント
1258上の半田バンプの制御された浸透を可能にする
ように微細構造をなし、半田バンプは、(例えば)「C
−4」工程により既に形成されている。
【0424】図12Fに示すように、複数の復元性のあ
る接触構造(1230)を製造した後、接触構造は、図
5Gに関連して説明したようにして、更に保護膜が施さ
れ、その結果、コーティングの傾斜した外層1232と
なり、ここで外層は、接触構造の固定を増強するため
に、接触構造の実装(近位)端においてより厚くなる。
この増強された固定特徴は、接触構造が繰り返しの屈曲
を被る、プローブ実施例に関連して好ましい、一時的/永久的方法論 集積回路(チップ)製造の中の周知の手順は、チップの
エージング、及び機能試験である。これらの技法は通
常、チップをパッケージ実装した後で実施される。
【0425】最近の集積回路は、一般に、幾つかの通常
同一の集積回路ダイ(通常、正方形又は矩形ダイサイト
として)を、(通常丸い)半導体ウェーハ上に生成し、
次に、互いからダイ(チップ)を分離する(切り離す、
切断する)ために、ウェーハをけがく又はスライスする
ことにより製造される。「けがき線」(切り口)領域の
直交格子が、隣接するダイ間に延伸し、また時折、製造
工程を評価するために、試験構造を含む。これらのけが
き線領域、及びそれら内に含まれた如何なるものも、ダ
イが、ウェーハから切り離される際に破壊されることに
なる。切り離された(分離された)ダイは、最終的に個
々にパッケージ実装されるが、これは例えば、ダイ上の
接着パッドと、パッケージ本体内の導電トレースとの間
に、ワイヤボンディング接続をなすことによる(例え
ば、上記の図7A−7Cを参照)。
【0426】「エージング」とは、それによりチップ
が、単純に電源投入される(「静的な」エージング)、
又は電源投入され、且つある程度チップの機能性を遂行
する信号を有する(「動的な」エージング)、1つの工
程である。両方の場合に、エージングは通常、上昇した
温度で、且つチップに「一時的な」(又は、取り外し可
能な)接続をなすことにより行われ、その目的は、チッ
プをパッケージ実装する前に、欠陥のあるチップを識別
することである。エージングは、通常、ダイがウェーハ
から切り離された(切断された)後に、ダイ毎に行われ
るが、ダイを切り離す前にエージングを行うことも知ら
れている。典型的には、ダイへの一時的な接続は、「フ
ライングワイヤ」の試験プローブによりなされる。
【0427】機能試験も又、ダイに一時的な接続をなす
ことにより達成できる。ある例では、ダイの各々には、
内蔵型自己試験(自己起動、信号発生)回路が設けら
れ、これは、チップの機能性の幾つかを遂行する。多く
の例において、試験ジグを各ダイ用に製造する必要があ
り、プローブピンが、試験する必要がある特定のダイ上
のパッドと、精密に位置合わせされる。これらの試験ジ
グは、比較的高価であり、普通でない長さの製造時間を
必要とする。
【0428】一般的な提案として、パッケージリード
は、エージング(又は、機能試験)に対してではなく、
アセンブリに対して最適化される。従来技術のボード
は、コストがかかり、何千ものサイクルを被る場合が多
い(すなわち、試験されるダイ当たり概ね1サイク
ル)。更に、異なるダイには、異なるエージングボード
が必要である。エージングボードは高価であり、これ
は、製造コスト全体を増大させ、また、特定のダイの大
量ロットにわたってしか償却できない。
【0429】もし、ダイをパッケージ実装する前に、ダ
イのある試験が完了しているならば、パッケージ済みダ
イを、外部システムコンポーネントに接続可能とするた
めに、ダイはパッケージ実装される。上記のように、パ
ッケージ実装には通常、ボンディングワイヤ等により、
ダイにある種の「永久的な」接続をなすことが伴う。
(多くの場合、かかる「永久的な」接続は、なされず、
やり直されるが、これは一般的に望ましい。)明らか
に、ダイのエージング及び/又はパッケージ実装前試験
に必要な「一時的な」接続は、ダイをパッケージ実装す
るのに必要な「永久的な」接続とは異なる場合が多い。
【0430】本発明の目的は、同一の相互接続構造を用
いて、半導体ダイ等の電子コンポーネントに対して、一
時的、及び永久的な両方の接続をなすための技法を提供
することにある。
【0431】本発明の更なる目的は、ウェーハからダイ
を切り離す前か、又はウェーハからダイを切り離した後
に、ダイのエージング及び/又は試験を行うために、ダ
イに一時的な相互接続をなすための技法を提供すること
にある。
【0432】本発明の更なる目的は、ダイに永久的な接
続をなすのに、同じ相互接続構造を用いようが用いまい
が、ダイに対して、一時的な相互接続をなすための改善
された技法を提供することにある。
【0433】本発明によれば、復元性のある接触構造
が、半導体ダイ等の電子コンポーネントに対する一時
的、及び永久的な両方の接続子として、「二重の役目」
を果たすことができる。
【0434】本発明によれば、復元性のある接触構造
が、半導体ダイに直接実装可能であり、その復元性のあ
る接触構造は、多数の目的を果たすことができる。すな
わち、(a)復元性のある接触構造は、試験ボードに対
して、信頼性の良い一時的な接触をなすことができ、そ
れは、普通の印刷回路基板と同程度に単純明快であり、
(b)同一の復元性のある接触構造は、ばねクリップ、
その他により適所に保持される際に、回路基板に対し
て、信頼性の良い永久的な接触をなすことができ、
(c)同一の復元性のある接触構造は、半田付けによ
り、回路基板に対して、信頼性の良い永久的な接続をな
すことができる。
【0435】図13Aは、パッケージの外部表面上に配
設された複数の復元性のある接触構造1330を有す
る、パッケージ済み電子コンポーネントの「ソケット無
し」試験及びエージングを行うための1つの技法を示
す。かかるコンポーネントは、図12A−12Cに関連
して説明した工程に従って製造される。
【0436】電子コンポーネント1302の試験、エー
ジング、その他を行うために、それは、試験カード(ボ
ード)1310上に当てがわれて、これは、その上部
(図で見て)表面上にパターニングされた複数のパッド
1312を有する、単純明快な(例えば、容易且つ安価
に製造される)印刷回路基板(PCB)とすることがで
きる。コンポーネント1302は、任意の適切な位置合
わせ手段(例えば、図示しないが、位置決めピン等)を
用いて、カード1310と位置合わせされ、その結果、
復元性のある接触構造1330の各々が、対応するパッ
ド1312に支承される。これにより、カード1310
と電子コンポーネント1302の間に、復元性のある
「一時的な」接続がもたらされる。カード1310に
は、エッジコネクタその他(不図示)、及び任意的に内
蔵型試験回路(不図示)が設けられるため、コンポーネ
ントの試験及びエージングが容易に行われる。本発明の
多くの利点の中には、これらの作業を行うために、「特
別な」ソケットを構成する必要がないという点がある。
【0437】図13Bは、パッケージ済み電子コンポー
ネントのソケット無し試験及びエージングに用いられた
(図13A)のと同一の復元性のある接触構造1330
を、後で有利に使用して、電子コンポーネント1302
と、相互接続基板(システムボード)1320その他と
の間に、「永久的な」接続がもたらされる様子を示す。
基板1320には、パッケージ済みコンポーネント13
02上の復元性のある接触構造1330の先端と、1つ
1つ位置が合った、複数の接触パッド1322が設けら
れる。コンポーネント1302と基板1320間の永久
的な接続の達成は、(i)ばねクリップその他(不図
示)を介して、コンポーネント1302に「永久的な」
圧力を加えて、基板に対してコンポーネントを偏倚させ
ることにより、又は(ii)基板1320にコンポーネン
ト1302を半田付けすることによりなされる。
【0438】図示のように、復元性のある接触構造13
30は、基板1320上のパッド1322に半田付けさ
れる。これは、各パッドに対しある量の半田(例えば、
半田ペースト)1324を準備し、基板に対してコンポ
ーネントを押し当て、半田のリフロー(熱循環)のため
に、炉を介してアセンブリを流すことにより、容易に達
成される。
【0439】電子コンポーネントに対して、一時的、及
び永久的な両方の接続をなすために、同一の復元性のあ
る接触構造(1330)を用いるという本発明の技法
は、能動半導体素子(すなわち、裸のパッケージ未実装
ダイ)に実装される復元性のある接触構造に関連して、
特に有利である。(これらの場合、図13A及び13B
に示すパッケージが、復元性のある接触構造(133
0)が実装された、「裸の」半導体ダイで置き換えられ
ることになる。) 図12Fの接触先端1120等の先端構造が、復元性の
ある接触構造1330の先端上に使用可能なことは、本
発明の範囲内である。
【0440】基板1320、及びカード1310を、別
個のもの(図示及び説明したような)ではなく、1つの
同じものとすることができるのは、本発明の範囲内であ
る。
【0441】チップレベル実装工程 上述のように、半導体ダイに(上に)直接、本発明の復
元性のある接触構造を実装することは、十分、本発明の
範囲内である。これは、外部の相互接続構造(例えば、
ピン、リード、その他)を必要とするある種のパッケー
ジ内に配設されるダイに、ワイヤボンディングを行う従
来技術の技法に対して見た場合に、特に有意なものであ
る。一般に、半導体ダイは、パッケージにピンをろう接
する際に一般に必要とされるような、大幅な熱を課すこ
とは許容していない。というのは、大幅な量の熱は、ダ
イにおいて慎重にレイアウトされた拡散領域を、更に拡
散させることになるためである。これは、素子の幾何形
状が小型化する(例えば、サブミクロン形状に)につれ
て、益々問題となる。一般的な提案として、任意の製造
工程(例えば、CMOS)に対し、熱「集積」が存在
し、ダイが熱を被る(例えば、ガラスのリフロー)処理
ステップ毎の衝撃を慎重に捉え、考慮せねばならない。
【0442】一般に、本発明は、ダイを大幅に加熱する
ことなく、半導体ダイに直接接触構造を実装するための
技法を提供する。一般に、ダイへのワイヤステムのボン
ディング、及び後続でのワイヤステムの保護膜生成(例
えば、メッキ)は、数百セルシウス度(℃)程度の温度
をダイに被らせる素子製造工程(例えば、プラズマエッ
チング、リフローガラス)と比較した場合、相対的に
「取るに足らない」温度で実行される。例えば、金ワイ
ヤのボンディングは、通常140−175℃で行われ
る。アルミニウムワイヤのボンディングは、室温といっ
た低い温度でさえも行うことができる。メッキ温度は、
工程によって決まるが、一般に、100℃を越えた温度
を伴わない。
【0443】図14A−14Eは、復元性のある接触構
造を、シリコンチップ上に、又はそれらが半導体ウェー
ハから切り離されてしまう前に、シリコンチップ(ダ
イ)上に置く工程を示す。この工程の重要な特徴は、短
絡層を設けることであり、これは、電気メッキ(上記
の)により、復元性のある接触構造の成形済みのワイヤ
ステムに、保護膜を施すのに重要である。電気メッキ
が、電界の存在のもとで溶液から材料を堆積させること
を伴い、電界が、敏感な半導体素子に損傷を与える可能
性があるだけでなく、電気アーク(上記で説明したよう
に、ワイヤを切断するための電子的火炎射出におけると
いった)が、半導体素子に損傷を与える電位を確実に有
するという事実がある限り、短絡層は、工程時に、かか
る敏感な電子コンポーネントに対して、電気的な保護を
与えることになる。任意として、短絡層はは接地するこ
ともできる。
【0444】図14Aは、複数(図示では多くのうち2
つ)の接着パッド1404を有する半導体基板1402
を示す。接着パッド1404は、パッシベーション層1
406(通常、窒化シリコン)により覆われ、これは、
接着パッド1404の各々にわたる開口を有する。通
常、パッシベーション層1406内のこれらの開口によ
って、リードフレームその他に基板(例えば、ダイ)を
ワイヤボンディングするために、ボンディングワイヤを
接着パッドにボンディングすることが可能になる。全て
の意図及び目的のために、接着パッドの金属化が、パッ
シベーション層1406内の開口を越えて拡がる可能性
がある(通常、拡がることになる)という事実にもかか
わらず、パッシベーション層内の開口は、接着パッド1
404の寸法(面積)を規定する。(通常、接着パッド
自体は、単純に、金属化層における導体パターンにおけ
るある場所にある。)前述のことは、半導体製造の技術
分野において周知のところであり、接着パッド(上部金
属化層)と基板1402間の導電材料、絶縁材料、及び
半導体材料の追加層は、例示の明瞭化のために省略して
いる。通常は、必ずしも必要ではないが、接着パッドは
全て、半導体基板(素子)上の同じレベルにあり(例え
ば、先行層が、平坦化されている場合)、本発明の目的
にとって、接着パッドが共平面にあろうがなかろうか問
題ではない。
【0445】図14Aは、接着パッド1404が、アル
ミニウム、Ti−W−Cu(チタン−タングステン−
銅)、Cr−Cu(クロム−銅)、その他からなる導電
層1410により互いに短絡され、この導電層は、接着
パッド1404と電気的接触をなすように、慣用的な工
程により、基板1402の表面全体に施される(パッシ
ベーション層1406にわたって、及びパッシベーショ
ン層の開口内へと)。レジスト(ホトレジスト)141
2のパターン化層が、短絡層1410にわたって施され
て、接着パッド1404にわたって直に位置があった開
口1414を有するようにパターニングされる。留意点
として、レジスト層1412内の開口1414は、任意
の寸法にすることができ、好適には、パッシベーション
層1406内の開口よりも大きく、その結果、「見かけ
の」接着パッド(短絡層1410へとレジスト層141
2を介する開口1414により規定される)は、「実際
の」接着パッド1404よりも大きな面積を有する。本
発明の1つの態様によれば、見かけの接着パッドの面積
は、実際の接着パッド(パッシベーション層内の開口に
より規定される)よりも、例えば最大で10%、20
%、30%、40%、50%、60%、70%、80
%、90%、又は100%有意に大きい。通常、接着パ
ッド(及び、それらの開口)は、正方形(上から見て)
である。しかし、接着パッドの特定の形状は、本発明に
とって特に関係はなく、本発明は、矩形、丸形、又は卵
形の形状、その他を有する接着パッドに適用可能であ
る。
【0446】図14Bは、基板1402に復元性のある
接触構造を実装する工程における次のステップを示す。
ワイヤ1420が、それらの遠位端1420aにおい
て、開口1414内の短絡層にボンディングされて、保
護膜生成された際に、復元性のある接触構造として機能
するのに適した形状を有するように仕立てられる。一般
に、上述の技法のいずれかが、ワイヤステム形状を仕立
てるために、このステップで使用できる。この例の場
合、ワイヤ1420は、図2Aに記載した形状と同様の
形状を有するワイヤステムへと仕立てられる。
【0447】図14Cは、基板1402に復元性のある
接触構造を実装する工程における次のステップを示し、
ここで、ワイヤステム(成形済みワイヤ1420)に、
導電材料の1つの(又は、それより多い)層1422で
保護膜が施される。(以前の例の場合のように、多層コ
ーティングの最上部層しか、導電性である必要はな
い。)やはり、成形済みのワイヤステムに保護膜を施す
ために、上述の工程及び材料のいずれかが、このステッ
プで使用できる。この例の場合、ワイヤ(1420)
は、ニッケルで電気メッキ(保護膜生成)される。以前
の例の場合のように、保護膜は、結果としての接触構造
の復元性を決定し、また、基板への接触構造の固定を強
化するものである。この例の場合、基板全体が、電気メ
ッキ槽に浸漬されて、ニッケルが、ワイヤステム上、及
びレジスト1412の開口1414内に、本質的に選択
性メッキされる(ニッケルは、レジスト材料には電気メ
ッキしない)。このようにして、復元性のある接触構造
が与えられる。
【0448】図14Dは、基板1402に復元性のある
接触構造を実装する工程における次のステップを示し、
ここで、ワイヤステム(1420)には既に保護膜(1
422)が施されて、復元性のある接触構造1430が
形成されている。レジスト層1412は、最後の3つの
ステップで明らかであるが、既に除去されている。工程
のこの時点で、見かけの接着パッドは、単純に、連続し
た短絡層1410上の接触領域(110に匹敵)であ
る。
【0449】図14Eは、基板1402に復元性のある
接触構造を実装する工程における次のステップを示す。
このステップで、短絡層1410は、保護膜1422の
下以外の全ての場所で除去される。容易に選択性エッチ
ングされる(すなわち、保護膜材料1422、又はパッ
シベーション材料1406をエッチングすることなく)
材料から形成された短絡層の場合、これは、選択性湿式
エッチングにより(すなわち、適切なエッチング剤を選
択することにより)達成可能である。選択性エッチング
を実施するための唯一「基本的な」必要条件は、この例
の場合、層1410の材料が、コーティング1422の
材料と異なること、及び他方(1422)を溶解するこ
となく、一方(1410)を溶解することになる反応剤
が存在することである。これは、本発明が最も近くに属
する技術分野の通常の知識を有する者の視野内に十分あ
る。
【0450】本発明の工程の特異な利点は、別態様では
存在した(すなわち、パッシベーション層の開口内に)
ものより、大きな「見かけの」接触領域が生成される点
にある。保護膜1422は、ワイヤステムのベース接着
を大いに増大させるこの見かけの接触領域に、ワイヤス
テム1420を確実に固定する。更に、ダイ基板が、正
方形(又は、矩形、或いは丸形)の実際の接触パッドを
有するが、本発明の工程は、見かけの接触パッド(任意
の輪郭、例えば矩形、丸形、卵形、等のレジスト141
2内の開口)の生成を可能にする。更に、唯一必要なの
は、見かけの接触パッドが、実際の接触パッドに重なり
合うことだけである。換言すると、見かけの接触パッド
の中心は、実際の接触パッドの中心からオフセットする
ことができる。これによって、復元性のある接触子の先
端(遠位端)を「千鳥状にする」ことが可能になり、こ
の特徴により、別態様では(実際の接触パッドの直線ア
レイに直接ボンディングする場合)、2つの異なるワイ
ヤ形状、又は配向を仕立てることが必要であったのが、
そうではなくなる。
【0451】上述のように、基板に復元性のある接触構
造(1430)を実装するこの工程は、既に切り離され
たダイ上で、又はそれらが半導体ウェーハから切り離さ
れてしまう前のダイ(ダイサイト)上で実行可能であ
る。
【0452】上記で説明したステップは又、ウェーハか
らまだ切り離されていない半導体ダイ上で実行可能であ
る。(ウェーハからダイを切り離す前に、ダイに接触構
造を実装するという説明に関しては、図15を参照され
たい。)直ぐ上で説明した図14F及び14Gは、図1
4A−14Eの工程と同様の工程を記載しているが、こ
こで、接触構造は、ウェーハからダイを切り離す前に、
ダイに施される。
【0453】図14Fは、後仕上げステップを示し、こ
こで、復元性のある接触構造1430が、半導体ウェー
ハ上の複数(図示では多くのうち2つ)のダイサイト1
402a及び1402bに、既に実装されている。適切
なけがき、又は切り目付け工具1450(鋸等の)が、
隣接したダイ間で、ウェーハ上に当てがわれ、その結果
として、各々のダイに復元性のある接触構造が実装され
た、複数の切り離されたダイとなる。
【0454】図14Gは、他の任意的な後仕上げステッ
プを示し、これは、図14Fに示す後仕上げステップの
前又は後に(すなわち、それとは独立に)実施可能であ
る。このステップにおいて、適切な気密性(例えば、ポ
リマー)コーティング1460が、基板の表面に施さ
れ、それにより、表面全体だけでなく、復元性のある接
触構造1430の近位端1430aと共に、基板のエッ
ジも(図示のように)覆われる。通常(すなわち、好適
には)、かかるコーティングは、絶縁材料であり、ま
た、復元性のある接触醸造1430の遠位端(先端)1
430bを覆うことは、避けるべきである(図示のよう
に)。避けられない場合、復元性のある接触構造の先端
1430bを覆う絶縁材料(1460)は、除去されね
ばならない。更に、絶縁材料(1460)で、復元性の
ある接触構造の付随(非常に小さい)部分よりどんな多
くも覆うことは、厳格に避けるべきである。というの
は、絶縁材料は、保護膜1422により(大いに)付与
された、接触構造1430の復元(ばね)特性を変化さ
せるためである。このステップは、本発明の重要な特徴
を表すが、それは、半導体ダイ、特にそのアルミニウム
接着パッドが、環境(大気)から気密的に封止されると
いう点においてである。このようなダイの気密封止によ
って、気密性の少ない(また、通常あまり高価でない)
パッケージの利用が可能になる。例えば、セラミックパ
ッケージは、非常に気密性があり(耐水分)、また非常
に高価である。パラスチックパッケージは、気密性があ
まりなく、またあまり高価でない。PCB型式のパッケ
ージは、更に気密性がなく、コストの点ではプラスチッ
クパッケージに匹敵する傾向がある。
【0455】復元性のある接触構造のウェーハレベル実
上記の説明は、半導体ダイを含む離散的な基板に、本発
明の復元性のある接触構造を実装することを概ね強調し
たものであった。本発明は、更に広義の範囲にあり、ウ
ェーハからダイを切り離す(切断する)前に、ダイに本
発明の復元性のある接触構造を実装するのに特に有利で
ある。これによって、本発明の復元性のある相互接続技
法を用いて、ウェーハからダイを切断する前の切り離さ
れていないダイの試験、及びエージングを行う機会が与
えられる。切り離されていないダイへの接触構造の実装
は、図14F及び14Gに関連して、上記で簡単に説明
した。
【0456】一般に、従来技術の場合、ウェーハレベル
において切り離されていないダイを試験することは、あ
る種のダイ選択技法を必要とし、それらは、電気的(例
えば、ウェーハ及び/又はダイ内へと内蔵されたダイ選
択機構)か、又は機械的(例えば、プローブ、フライン
グワイヤ、その他)のどちらかであり、その両方が、複
雑であり、また製造コストに大幅な増分を加える傾向が
ある。本発明によれば、切り離されていないダイ上に
「最終的な」接触構造を構築し、また、試験と永久的な
ダイの接続の両方のために、これらの接触構造を利用す
る機会によって、これらの中間ステップが回避され、ま
た試験後切断の方法論よりも更に経済的である傾向とな
る。
【0457】更に、ウェーハ上へのダイの製造時に、ウ
ェーハにおける不完全性が、ウェーハ処理の前に識別さ
れることになる場合が多い。かかる不完全なダイサイト
で製造されたどんなダイも、これらのダイをわざわざ試
験するまでもなく、直ちに破棄されるべきである(切断
後に)。
【0458】図15は、半導体ウェーハの一部1502
を示し、これは、切り目(けがき)線1506の格子に
より画定された、複数のダイサイト1504a…150
4oを示す。復元性のある接触構造1530が、ダイサ
イト1504a…1504d、及び1504f…150
4oの各々上の接着パッド(不図示)に既に実装されて
いる。復元性のある接触構造(1530)は、ダイサイ
ト1504e(復元性のある接触構造を実装する前に、
欠陥があると既に判定された)には実装されない。この
図に示すように、切り目線1506の直ぐ上の位置を占
有する、復元性のある接触構造の部分がないように、ダ
イサイト上の復元性のある接触構造の全てが「配向」さ
れる。
【0459】ウェーハからダイを切り離した後に、それ
らに、適切な絶縁材料でコーティング(又は、封止)す
ることができ、復元性のある接触構造の先端は、ボード
への又はカードへの後続の相互接続のために、露出状態
で残される。
【0460】一般に、ウェーハからダイを切り離す前
に、半導体ダイ上に直接復元性のある接触構造を製造す
る能力は、半導体素子を製造する工程全体において多大
な利点を意味する。これは、以下のことにより例示でき
る。
【0461】従来技術の典型的な工程流れの場合、ダイ
は、ウェーハ上のままでプローブ当てされ、次にウェー
ハから切断され、次にリードフレーム上のダイ取付パッ
ドに実装され、次にリードフレームのフィンガにワイヤ
ボンディングされ、次にダイとリードフレームのアセン
ブリが、封止のために型枠内に挿入され、そして結果と
してのパッケージ化ダイが、型枠から外され、トリミン
グ(例えば、「フラッシュ」の)されて、形成される
(例えば、パッケージ本体から延伸するリードフレーム
フィンガの部分が、適切なガルウィング構成、その他へ
と形成される。)。
【0462】本発明の典型的な工程流れの場合、ダイ
は、ウェーハ上のままでプローブ当てされ、復元性のあ
る接触構造が、「良好な」(合格の)ダイに実装され、
ダイがウェーハから切断され、次にダイがコーティング
又は封止される。一般的な提案として、好ましいのは、
上記のようにしてダイにプローブを当てることが、プロ
ーブ当てすべき接着パッドが100個よりも少ない接着
パッドを有する、メモリ素子といった、ダイに限定され
ることである。それにもかかわらず、特にエージングの
目的のために、(切り離しの前に)ウェーハレベルでダ
イにプローブを当てることが、開示の工程により容易に
なる。
【0463】図15において、復元性のある接触構造1
530が、ダイの2つの側に任意に配設され、ダイのい
ずれか一方の側の復元性のある接触構造が、全て同じに
成形され、また同じ方向に配向されるものとして示され
ている。これによって、「ピッチ」、すなわち復元性の
ある接触構造間の間隔が確立され、これは、明らかであ
るが、復元性のある接触構造が実装される接着パッドの
ピッチと同じになる。
【0464】これは、本発明の1つの利点を示し、それ
は、印刷回路基板又はその他に直に接続するのに適した
復元性のある接触構造が、半導体(例えば、シリコン)
素子に直に実装されて、「チップ寸法パッケージ」を形
成することが可能になる点にある。このような、復元性
のある接触構造が直に実装された素子は、試験及びエー
ジングに対する準備が整い、また例えば、図13A及び
13Bに関連して上記で説明したように、カード又はボ
ードへの相互接続に対する準備が整う。
【0465】この説明の目的のために、前提として、所
与の半導体素子は、如何に近くに接着パッドが、特に接
着パッドの単一の列が配設できるかに基づいて低い方の
限界を有することになり、またこの低い方の限界によっ
て、本明細書で素子の「ピンアウト」と呼ぶものに対す
るピッチが確立されるものとする。(ここで理解された
いのは、「ピンアウト」という用語は、通常、接着パッ
ドの物理的間隔ではなく、接着パッドの信号割り当てを
記述するために用いられる、ということである。)この
ピンアウト・ピッチは、印刷回路基板上で適切に達成可
能なパッド間隔と比較して、相対的に微細(小型)にな
る傾向があり、これは特に、ピンアウト・ピッチを増幅
(拡大)するために、ダイのパッケージ実装と関連し
て、ボンディングワイヤ、リードフレーム、その他の利
用を概ね受け入れることを考慮したものである。
【0466】一般に、ボード設計上の厳密な制約は、あ
る場合に、導電トレースが接触パッド間を通過して、
「複雑な」相互接続方式をもたらすことが可能なよう
に、接触(半田)パッドを十分遠く離間しなければなら
ない点にある。更に、一般的な提案として、半田パッド
が大きくなるほど、更に多くの半田を「受け入れる」こ
とになるので、更に信頼性のある接続に良好に近づく。
【0467】本発明の1つの特徴によれば、各種の形状
及び配向を有する復元性のある接触構造が、基板(例え
ば、半導体ダイ)に実装可能であり、これは、素子ピン
アウトの実効ピッチを増大するうえで有用である。
【0468】更に、可能であるが、復元性のある接触構
造を切り離されたダイに実装する場合、接触子が、ダイ
の周囲を越えて延伸するように、接触子を形成すること
は、比較的単純明快な問題である。一般に、復元性のあ
る接触構造を電子コンポーネントに実装する場合、本発
明によれば、ワイヤステム(保護膜生成されることにな
る)の形状及び大きさに、見かけ上制約がなく、それに
より容易にファンアウトが可能になる(ダイ上といった
比較的小さな間隔から、印刷回路基板上といった比較的
大きな間隔へと増大される)。
【0469】しかしながら、ダイの周囲を越えて延伸す
る接触構造が、ウェーハ上の切り離されていないダイに
実装可能なことは、本発明の範囲内である。これには、
例えば、ウェーハを対向側から切ることが必要であろ
う。というのは、かかる接触構造は、切り目線の上に存
在することになるためである。
【0470】本発明の他の利点は、ワイヤステムがメッ
キ(保護膜生成)される際に、相互接続をなすことを特
定して意図しない、電子コンポーネントの領域におい
て、保護膜の沈着を許可できる点にある。電子コンポー
ネントの面に実装されたワイヤステムをメッキする間
に、電子コンポーネントのエッジをメッキすることがで
きる。もしくは、ワイヤステムをメッキする間に、電子
コンポーネントの対向側をメッキすることも可能であ
る。一般に、マスクされていない電子コンポーネント上
の任意の領域がメッキされる。(上記の実施例の多くに
おいて、ワイヤステムが電子コンポーネントにボンディ
ングされる接触領域(例えば、110)は、ホトレジス
トその他内の開口により規定される。)図15Aは、接
触構造の配向が、それらの実効密度を増大するために千
鳥状にされる、本発明の1つの実施例を示し、また事例
2の図24と類似している。この図は、半導体ダイ15
20を示し、その頂部に、上記の技法に従って、複数の
異なる接触構造が既に実装されている。接触構造の第1
の部分1522が、比較的大きなオフセット(すなわ
ち、遠位端から近位端への)を有するように構成(成
形、曲げ)される。接触構造の第2の部分1524が、
比較的小さなオフセット(すなわち、遠位端から近位端
への)を有するように構成(成形、曲げ)される。この
ようにして、図示のように、隣接した接触構造(152
2及び1524)の近位端の間の間隔は、「m」であ
り、隣接した接触構造の遠位端の間の間隔は「n」であ
る。ここで、n>mである。例えば、「m」は約5ミル
で、「n」は5−10ミルである。この図に更に示すよ
うに、電子コンポーネント1520の表面と直角に延伸
する直線接触構造1528が、電子コンポーネント上に
形成可能である。これらの接触構造1528は、印刷回
路基板(PCB)等の別の電子コンポーネント上の対応
する位置合わせ特徴(穴等)と嵌合することになる、位
置合わせピンとして機能することを意図したものであ
る。好適には、これらの位置合わせピン1528は、復
元性がないが、それらは、復元性のある接触構造152
2及び1524と同じ工程ステップで、確実に製造され
る。
【0471】任意として、封止剤を基板の表面上に堆積
可能であり、これは、接触構造の低い方の(図で見て)
部分を包囲し、基板の表面への復元性のある接触構造の
取付けを機械的に補強する。
【0472】本発明に従って、接触構造の先端を千鳥状
にすることにより、設計者は、電子コンポーネントが実
装されることになるボードに対する「根本規則」(設計
規則)を緩めることが可能になり、それによって、接触
(半田)パッドを更に次から次へと配設し、及び/又は
個々の半田パッドを更に大きくすることが可能になる。
【0473】使用時には、一時的な接続を、接触構造
(1522、1524、1526)を介して、電子コン
ポーネント1520に対してなすことができ、その後に
続く永久的な接続を、同一の接触構造(1522、15
24、1526)を介して、電子コンポーネント152
0に対してなすことができ、これは、図13A及び13
Bに関連して説明したようにしてなされる。これによっ
て、所望であれば、ウェーハ状の切り離されていないダ
イのウェーハレベルでのエージングが容易になり、その
特徴は、半導体素子(限定ではないが)に特に有利であ
る。接触構造1522、1524、1526、及び15
28が、上記のようにして、ウェーハ(又は、チップ)
1520に一括転移されることは、本発明の範囲内であ
る。一括転移技法によって、一般に、電子コンポーネン
ト上に短絡層(126に匹敵)を形成する必要性が回避
される。というのは、接触構造が、「オフライン」で
(すなわち、犠牲基板上に)製造されるためである。
【0474】必要とされない短絡層 上記の実施例の多くにおいて、短絡層の利用を説明して
きた(例えば、図1C−1Eの導電層126を参照)。
短絡層は、電気メッキ工程によりワイヤステムに保護膜
を施すことに、特に関係がある。ワイヤステムの全てが
接続される導電性の犠牲構造を利用することは、複数の
ワイヤステムを同様に短絡する(共に電気的に接続す
る)ことにより、電気メッキを容易にする。
【0475】図16Aは、工程の最初のステップを示
し、ここで、半導体ダイ1612に実装(ボンディン
グ)された複数のワイヤステム1630及び1632を
成形、及び保護膜生成することに関連して、犠牲構造1
602が用いられる。
【0476】犠牲構造1602は、アルミニウム等の導
電(及び、工程の最終ステップで、容易に除去される)
材料から、かご状の構造として形成され、この犠牲構造
には、ダイ1612が配設される領域を規定する外部リ
ング1604と、リング1604(図示のような)の一
方の側からリング1604の対向側(この断面斜視図で
は見えない)にまたがるクロスバー1606とが含まれ
る。この結果として、開口1608及び1610が、ク
ロスバー1606に(及び互いに)平行に、リングの一
方の側からリングの対向側にまたがることになる。
【0477】一般に、犠牲構造(かご)は、半導体ダイ
1612にわたって位置決めされるため、開口1608
及び1610は、ダイ1612にワイヤステム1630
と1632を実装する前に、ダイ1612上の接着パッ
ドの対応する列と位置が合わせられる。
【0478】図示のように、ダイのそれぞれの側に沿っ
た、接着パッドの各列におけるワイヤステムは、交互
に、外部リング1604と内部クロスバー1606に延
伸して、例えば、それらの遠位端をくさびボンディング
することにより、犠牲構造にボンディングされる。この
ようにして、犠牲構造1602は、ワイヤステムの全て
を互いに短絡し、ワイヤステムの後続のメッキに対し
て、容易に接続される(不図示)。
【0479】図16Bは、工程における次のステップを
示し、ここで、ワイヤステム1630、及び1632
が、上記のようにしてメッキされて、それぞれ、復元性
のある接触構造1640、及び1642として機能す
る。
【0480】次のステップで望ましいのは、犠牲構造を
除去(削除)することであり、一般に、2つの可能性が
存在する。すなわち、(i)復元性のある接触構造の遠
位端が、犠牲構造から切断(切る)可能であること、又
は(ii)犠牲構造が、復元性のある接触構造の先端を切
断することなく、溶解除去(例えば、エッチング)する
ことが可能であることである。
【0481】図16Cは、第1の可能性を示し、ここ
で、犠牲構造(1602)は既に溶解除去されて、復元
性のある接触構造1640及び1642が実装されたダ
イ1612が残っている。以前の実施例の大部分の場合
に、復元性のある接触構造の最遠位端が、別の電子コン
ポーネントと接触するのに対して、この実施例の場合、
接触構造1640、及び1642の中間部1640c、
及び1642cが、それぞれ、別の電子コンポーネント
(不図示)と接触する(「C」で表記した矢印で示され
る)ように、復元性のある接触構造1640及び164
2が成形される。
【0482】一般に、接触構造1640(ダイ表面の内
部の方向を指す)と1642(ダイの外部の方向を指
す)の配向を変更することにより、接触構造の実効ピッ
チを、ダイのピンアウト・ピッチ(図15Aに匹敵)よ
りも大きくすることができる。内部を指す接触構造16
40が同じ状況の場合、図8A−8Cに関連して図示及
び説明した実施例と同様に、それらの先端1640bと
ダイの表面の間に間隙が存在し、これによって、先端が
半導体ダイの表面に接触することなく、復元性のある接
触構造の偏向が可能になる。外部を指す接触構造164
2が同じ状況の場合、それらの先端1642bは、ダイ
1612のエッジから外れ、かかる問題(すなわち、接
触構造の先端が、接触力に応じてダイの表面に触れる)
は存在しない。
【0483】図16A−16Cを通じて、ダイ1612
は、上記と同様に、その上部(図で見て)表面にパッシ
ベーション層1614を備えて示されている。
【0484】図16Dは、事象の代替シーケンスを示
し、犠牲構造1602は、ワイヤステム1630及び1
632に保護膜を施す前に除去される。最初のステップ
は、図16Aに関連して説明したのと同じままであり、
結果としての構造が、図16Cに示すようになる。
【0485】図16A−16Cに関連して上記で説明し
た技法は、ウェーハの頂部に単に載置する(図16A−
16Cに示すように、個々のダイの側部エッジの下に延
伸するのではなく)更に薄い犠牲構造(1602)を単
に設けることにより、ウェーハレベルで実施可能であ
る。
【0486】電子コンポーネント(1612)が、接触
構造(例えば、図16Bの)又はワイヤステム(例え
ば、図16Dの)を単純に切断することにより、犠牲構
造(1602)から「自由に」される。犠牲構造(16
02)を用いることの一般的な利点は、別態様では電子
コンポーネント(1612)が、極端に高く、又損傷を
与える可能性のある電圧(例えば、2000ボルト)を
被ることになっていた、電子的火炎射出を必要としない
点にある。
【0487】接触構造(又は、ワイヤステム)が、硬質
ワックス材料等で安定化されて、電子コンポーネントの
平面に平行な平面で、研ぎ(研磨)を受け、その結果と
して、接触部分(例えば、1642c)が、接触構造の
自由端となる(例えば、接触構造又はワイヤステムを完
全に通して研磨することにより)ことも、本発明の範囲
内である。これは、例えば図53C及び53Dに関連し
て以下で説明する。
【0488】本明細書に記載の「機械的な」切断技法の
いずれかを利用すると、スパーク切断の高電圧に関連し
た問題が回避されるだけでなく、結果としての接触構造
の高さも、直接的、物理的、及び直感的な仕方で保証さ
れる。
【0489】図16E及び16Fは、頂部に次から次ぎ
にチップ(半導体ダイ)を積み重ねるのに適した仕方
で、復元性のある接触構造を製造するための技法165
0を示す。犠牲構造1652(1602に匹敵)が、第
1の電子コンポーネント1662(1612に匹敵)の
頂部に配設される。ワイヤ1658が、一方の端部16
58aにおいて、第1の電子コンポーネント1662上
のパッド1664にボンディングされ、弾力のある形状
を有するように構成され(図16Aと同様にして)、ワ
イヤ1658の中間部1658cが、(切断することな
く)犠牲構造1652にボンディングされる。図示のよ
うに、犠牲構造1652には、ワイヤの中間部がボンデ
ィングされる接触先端(図10Cの1026に匹敵)が
設けられる。ワイヤは更に、弾力のある形状(例えば、
図2EのS字形状に匹敵)で、犠牲構造1652から延
伸するように成形されて、自由端1658bを有するよ
うに切断される。成形されたワイヤステムは、犠牲構造
1652を除去する前(図16Bに匹敵)か、又は後
(図16Dに匹敵)のいずれかでメッキされて、復元性
のある接触構造となり、その自由端1658bに施され
た微細構造接触子(1026に匹敵)を有する。
【0490】犠牲構造1652が除去された後、第2の
電子コンポーネント1672が、第1の電子コンポーネ
ント1662と、復元性のある接触構造(ワイヤステム
に保護膜生成された)の中間部1658cとの間に配設
されて、第1の電子コンポーネント1662と、第2の
電子コンポーネント1672の端子1674との間に、
相互接続がもたらされる。この技法の利点は、相互接続
が又、外部システム(他の電子コンポーネント)に対し
て接続をなすために、第2の電子コンポーネントから延
伸する点にある。例として、第1の電子コンポーネント
1662はマイクロプロセッサであり、第2の電子コン
ポーネント1672はメモリ素子である。
【0491】介在体 この応用例の図17A−17Dは、それぞれ、事例2の
図6、7、13、及び22と類似であり、介在体として
用いるための、印刷回路基板(PCB)に実装された接
触構造を記載している。本明細書で用いる「介在体」と
は、その両側に配設された接触構造を有する概ね平坦な
基板のことであり、一方の側(面)の接触子は、介在体
内において、他方の側(面)の接触子に電気的に接続さ
れる。かかる介在体は、相互接続を所望する2つの電子
コンポーネント間に配設される。一般に、介在体は、相
互接続しようとする電子コンポーネントに直に、接触構
造を実装することが望ましくない場合に用いられる。
【0492】図17Aは、介在体の実施例1700を示
し、ここで、複数(図示では多くのうち1つ)の仕立て
済みワイヤステム1702が、印刷回路基板1704の
上側(図で見て)表面1704aに配設され、複数(図
示では多くのうち1つ)の仕立て済みワイヤステム17
06が、印刷回路基板1704の下側(図で見て)表面
1704bに配設される。更に具体的には、印刷回路基
板1704には、既知の仕方で製造された、導電材料の
1つ以上の層からなる、複数(図示では多くのうち1
つ)のメッキされたスルーホール1708が設けられ
る。ワイヤステム1702は、印刷回路基板1704か
ら上方に(図で見て)突出するように、メッキ1710
に実装され(上記の任意の適切な仕方で、ボンディング
され)、ワイヤステム1706は、印刷回路基板170
4から下方に(図で見て)突出するように、メッキ17
10に実装される(上記の任意の適切な仕方で、ボンデ
ィングされる)。ワイヤステム1702及び1706は
次に、ワイヤステムに復元性を付与することになる、導
電材料の1つ以上(例示の明瞭化のために、図示では1
つ)の層1712で、保護膜が施される(上記の任意の
適切な仕方で)。コーティング1712は又、ワイヤス
テムをスルーホールメッキ1710に確実に固定して、
図示のように、スルーホールメッキ1710の表面全体
を覆う。電気経路が、接触構造1702から接触構造1
706への保護膜1712により与えられる。このよう
にして、復元性のある接触構造が、介在体基板の両側に
形成され、接触構造1702の上部「組」は、介在体の
上に配設された第1の電子コンポーネント(不図示)上
の端子、パッド、その他に接触し、接触構造1706の
下部「組」は、介在体の下に配設された第2の電子コン
ポーネント(不図示)上の端子、パッド、その他に接触
し、接触構造の両方の組は、従順な(復元性のある)仕
方で、対応する電子コンポーネントに対して電気的接続
をなす。
【0493】従って、図17Aにおいて、介在体には、
「回路化」(金属化)された誘電体基板の両側に、弾力
のある接触構造が設けられているのが見て取れる。容易
に理解されるであろうが、この実施例(1700)の場
合、スルーホール(1708)を含んでも含まなくても
良いが、下側のばね(1706)に上側のばね(170
2)を接続する任意の適切な手段が、介在体の意図した
目的を完全に満たすことになる。この実施例の接触構造
(1702及び1706)は、復元性がある(純粋なば
ね)か、従順性がある(弾性と可塑性の組合せを示
す)。
【0494】従順性(復元性)のある電気的接続が、介
在体の一方の側にのみ必要とされる場合、図17Bに示
すような介在体実施例が、製造及び利用可能である。こ
の実施例の場合、複数(図示では多くのうち1つ)の仕
立て済みワイヤステム1722が、印刷回路基板172
4の上側(図で見て)表面1724aに配設される。復
元性のある導電性コーティング1732で保護膜生成さ
れると、これらのワイヤステム1722は、介在体の上
に配設された第1の電子コンポーネント(不図示)上の
端子、パッド、その他と接触するための復元性のある接
触構造を形成することになる。
【0495】以前の実施例(1700)の場合のよう
に、印刷回路基板1724には、既知の仕方で製造され
た、導電材料1730の1つ以上の層からなる、複数
(図示では多くのうち1つ)のメッキされたスルーホー
ル1728が設けられる。ワイヤステム1722は、印
刷回路基板1724から上方に(図で見て)突出するよ
うに、メッキ1730に実装される(上記の任意の適切
な仕方で、ボンディングされる)。
【0496】この実施例1720の場合、復元性のない
接触構造1706が、印刷回路基板1724の下側(図
で見て)表面1724bに形成されるが、これは、スル
ーホールメッキ1730上の一方の位置に、ワイヤ17
26の一方の端部1726aをボンディングし、またス
ルーホールメッキ1730上の他方の、好適には径対向
した位置に、ワイヤ1726の他方の端部1726bを
ボンディングすることによりなされ、これは、伝統的な
ワイヤボンディング・ループ(ワイヤが、2点間の2つ
の端部においてボンディングされて、その2点間にアー
チ状構成を有する)を形成するのと同様にしてなされ
る。
【0497】ワイヤステム1722及び1726は次
に、スルーホールメッキ1730にワイヤステム172
2及び1726を確実に固定することになり、また図示
のように、スルーホールメッキ1730の表面全体を覆
う、導電材料の1つ以上(例示の明瞭化のために、図示
では1つ)の層1732で、(上記の任意の適切な仕方
で)保護膜が施される。保護膜1732は又、ワイヤス
テム1722に復元性を付与することになる。電気経路
が、接触構造1732から接触構造1736への保護膜
1732により与えられる。このようにして、復元性の
ある接触構造が、介在体基板の両側に形成され、接触構
造1722の上部「組」は、介在体の上に配設された第
1の電子コンポーネント(不図示)上の端子、パッド、
その他に接触し、接触構造1726の下部「組」は、介
在体の下に配設された第2の電子コンポーネント(不図
示)上の端子、パッド、その他に接触する。この場合、
接触構造1722の上部組のみが、(第1の電子コンポ
ーネントに対して)復元性のある接触をなす。この実施
例1720の場合、介在体と第2の電子コンポーネント
間に、復元性のある接続は必要としないことが前提であ
るので、接触構造1726は、自立型のピン状接触構造
(上記のような)として形成可能である。
【0498】明らかに、この実施例1720の場合、上
側接触構造(1722)のみが復元性(従順性)があ
り、下側接触構造(1726)は、堅固であり、介在体
1720の下に配設された別の電子コンポーネントに半
田接続をもたらすのに十分適している。
【0499】図17Cは、介在体の他の実施例1740
を示す。以前に説明した実施例の場合のように、上部
(図で見て)表面7144aと下部(図で見て)表面1
744bを有する印刷回路基板1744には、導電材料
1750の1つ以上の層でメッキされる、複数(図示で
は多くのうち1つ)のスルーホール1748が設けられ
る。この実施例は、スルーホール1748を介して毛細
管(不図示)を挿入し、犠牲部材1743にワイヤ17
42の自由端1742aをボンディングし、毛細管をス
ルーホール1748を介して上方に移動させ、印雑回路
基板1704の頂部のスルーホールメッキ1710に、
ワイヤ1742の中間部1742bをボンディングし、
次に、印刷回路基板1744の上部表面1744aから
上方に突出する、復元性のあるワイヤステム1746を
仕立てることにより、適切に製造される。(上記の任意
の適切な仕方で)導電材料1752で保護膜生成される
と、印刷回路基板1744の上部表面1744aから上
方に(図で見て)突出し、また、印刷回路基板の下部表
面1744bから下方に(図で見て)突出する、復元性
のある接触構造が形成される。明らかに、スルーホール
1748の直径は、この技法を可能にするために、毛細
管の直径よりも大きくすべきである。約0.001イン
チの直径を有するワイヤを送る毛細管は、約0.006
インチ程度に小さい直径を有することが知られている。
ゆえに、約0.010インチの直径を有するスルーホー
ルは、毛細管がそこを横切るのに十分な公差を与えるこ
とになる。上記のように、介在体上への復元性のある接
触構造の製造が完了すると、犠牲部材1743が除去さ
れる。(代替として、上記のように、ワイヤステムに保
護膜を施す前に、犠牲部材を除去することも可能であ
る。)明らかに、この実施例1740の場合、基板の両
側に導電性を与える領域を有するメッキされたスルーホ
ールが図示されているとしても、介在体基板(174
4)の一方の側に、導電領域を有することが唯一必要で
ある。更に、ワイヤステム部分(1742)が、スルー
ホールを介して延伸することは必ずしも必要ではない。
同様の様式は、介在体基板(1744)のエッジ近くの
導電パッドに、ステム部分1742及び1746をボン
ディングすることにより、容易にもたらすことが可能で
あろう。
【0500】上記の介在体実施例の場合、接触構造の
「上部組」は、接触構造の「下部組」と異ならせること
が可能なこと、また一方又は両方の組を復元性のある接
触構造とすることが可能なことは明白である。一般に、
所与の(すなわち、上部又は下部)組の接触構造の全て
が、互いに同じであるのが好ましい。しかし、それらが
互いに異なることは、本発明の範囲内である。
【0501】本発明に従って形成(仕立て、及び保護膜
生成)された復元性のある接触構造はコンプライアンス
がある。それらが意図して利用される用途に依存して、
それらのコンプライアンスを制限することが望ましい場
合もある。この目的のために、「ストップ」が容易に製
造されて、復元性のある接触子のコンプライアンス(ば
ね偏向)が制限される。
【0502】図17Dは、介在体の実施例1760を示
し、これは、そこに組み込まれた「ストップ」を有す
る。この実施例は、破線で示すように、図17Aの介在
体実施例1700の基板を組み込む。この実施例176
0の場合、ワイヤステム1702及び1706の仕立て
に加えて、コンプライアンス制限ストップ(スタンドオ
フ)1779が、印刷回路基板1764のメッキされた
スルーホール1778上に、単純なループ(図17Bの
ループ1726に匹敵)として形成される。上述のよう
に、かかるループ1779は、保護膜が施されると、復
元性がなくなる。印刷回路基板1764の上部表面の復
元性のある接触子1702のコンプライアンスを制限す
るために、復元性のある接触構造1702の垂直方向の
長さ(「A]で表記)の下、0.003インチといった
任意の所望の距離において確立される、「B」で表記し
た位置にループは延伸する。このようにして、復元性の
ある接触構造の偏向(介在体を下方に支承する電子コン
ポーネントにより課せられる力に起因した)が制御可能
となる(すなわち、制限可能となる)。
【0503】図17Dの実施例1760の顕著な特徴
は、スタンドオフ要素1779が、復元性のある接触構
造(1702、1706)と同じ工程で製造可能な点に
ある。
【0504】図17Eは、介在体の他の実施例1780
を示す。この場合、介在体基板1782は、その上部
(図で見て)表面からその下部(図で見て)表面へと延
伸する、複数(図示では多くのうち2つ)の段差付き
で、メッキされたスルーホール1784を有する。もっ
と具体的には、基板1782は、好適には、モールドさ
れた熱可塑性基板であり、図示のように、その内部にモ
ールドされたオフセット穴を備える。オフセット穴によ
り、結果として、「段差」(又は、「水平部」)が、基
板の本体内に存在することになり、これらは、金属化さ
れると接触構造の実装に適している。複数(図示では多
くのうち2つ)の復元性のある接触構造1786が、ス
ルーホール1784内に実装されて、基板1782のの
上部(図で見て)表面を越えて延伸し、また、複数(図
示では多くのうち2つ)の復元性のある接触構造178
8が、スルーホール1784内に実装されて、基板17
82の下部(図で見て)表面を越えて延伸する。このよ
うにして、圧縮力に応答した、復元性のある接触構造の
偏向が、それ自体「ストップ」(上述の図17Dの偏向
制限ストップ1779に匹敵)として機能する基板17
82により、固有に制限される。このようにして完全に
偏向された復元性のある接触構造(1786、178
8)は、スルーホール内に完全に含まれることになる。
スルーホールが、図5Eに関連して説明したように、同
じ理由のために、任意的に、軟質で導電性の弾性質量体
で充填されることは、本発明の範囲内である。
【0505】更なる介在体実施例 介在体に関係して本発明を利用することを、図17A−
17Eに関連して簡単に説明した。
【0506】以下のことは、本発明の範囲内である。す
なわち、(a)同一の復元性のある接触構造が、介在体
の両側に形成可能であること、(b)異なる復元性のあ
る接触構造が、介在体の各側に形成可能であること、
(c)隣接した復元性のある接触構造の間の間隔が、介
在体上の側間と異ならせることが可能であること、
(d)1つより多い復元性のある接触構造が、介在体の
所与の側の各「サイト」において形成可能であること、
及び(e)スタンドオフ要素、及び/又は位置合わせ要
素、及び/又はばねクリップ要素が、復元性のある接触
構造の形成と共に、形成可能であること(例えば、図1
5Aの要素1528、及び図17Dの要素1780を参
照)である。
【0507】図18Aは、半導体ダイ(1840)及び
印刷回路基板(1850)といった、2つの電子コンポ
ーネント(図18Bに示す1840、及び1850)の
離間した対向表面間に配設するのに適した、介在体18
00の実施例を示す。
【0508】介在体1800は、積層印刷回路基板等の
基板1802から製作され、それを介して延伸する複数
(図示では多くのうち2つ)の穴1804及び1805
を有する。基板1802は、その両方の表面を覆い、ス
ルーホール1804及び1805を介して延伸する、銅
等の導体1806で被覆される。これは周知である。
【0509】レジスト1812の層が、PCB1802
の上(図で見て)側に施され、スルーホール1804の
近くに延伸する。レジスト1814の同様の層が、PC
B1802の下(図で見て)側に施され、スルーホール
1804及び1805の近くに延伸する。スルーホール
1830は、ニッケルの層1808でメッキされ、これ
には、金の層1810で保護膜が施される。これらの層
1808及び1810は、スルーホール1804及び1
805内で銅1806を覆い、スルーホール1804及
び1805のエッジにわたって、レジスト1812、1
814で覆われない、PCB1802の表面の一部上へ
と延伸する。これは、本発明による復元性のある接触構
造を実装するのに適した、メッキされたスルーホール
(1804、1805)を与える。被覆(1806)、
及び多層(例えば、ニッケル1808、金1810)コ
ーティングされたスルーホール(1804、1805)
を有する基板は、知られており、また市販品が入手可能
である。
【0510】第1のワイヤステム1820が、スルーホ
ール1804において、PCB1802の上部(図で見
て)表面にボンディングされて、上記のように、骨格
(保護膜生成されると、ばねとして機能するのに適した
形状)へと仕立てられる。第2のワイヤステム1821
が、好適にはワイヤステム1820に近い、スルーホー
ル1804の円周位置において、スルーホール1804
におけるPCB1802の上部(図で見て)表面にボン
ディングされて、上記のように、骨格(保護膜生成され
ると、ばねとして機能するのに適した形状)へと仕立て
られる。ワイヤステム1820及び1821は、介在体
1800の上に(図で見て)配設された第1の電子コン
ポーネント(不図示)の第1の端子に向かって、互いに
同じ方向で、上方に(図で見て)延伸する。
【0511】第3のワイヤステム1822が、スルーホ
ール1804において、PCB1802の下部(図で見
て)表面にボンディングされて、上記のように、骨格
(保護膜生成されると、ばねとして機能するのに適した
形状)へと仕立てられる。第4のワイヤステム1823
が、好適にはワイヤステム1822に近い、スルーホー
ル1804の円周位置において、スルーホール1804
におけるPCB1802の下部(図で見て)表面にボン
ディングされて、上記のように、骨格(保護膜生成され
ると、ばねとして機能するのに適した形状)へと仕立て
られる。ワイヤステム1822及び1823は、介在体
1800の上に(図で見て)配設された第2の電子コン
ポーネント(不図示)の第1の端子に向かって、互いに
同じ方向で、下方に(図で見て)延伸する。
【0512】第5のワイヤステム1824が、スルーホ
ール1805において、PCB1802の上部(図で見
て)表面にボンディングされて、上記のように、骨格
(保護膜生成されると、ばねとして機能するのに適した
形状)へと仕立てられる。第6のワイヤステム1825
が、好適にはワイヤステム1824に近い、スルーホー
ル1805の円周位置において、スルーホール1805
におけるPCB1802の上部(図で見て)表面にボン
ディングされて、上記のように、骨格(保護膜生成され
ると、ばねとして機能するのに適した形状)へと仕立て
られる。ワイヤステム1824及び1825は、介在体
1800の上に(図で見て)配設された第1の電子コン
ポーネント(不図示)の第2の端子に向かって、互いに
同じ方向で、上方に(図で見て)延伸する。
【0513】第7のワイヤステム1826が、スルーホ
ール1805において、PCB1802の下部(図で見
て)表面にボンディングされて、上記のように、骨格
(保護膜生成されると、ばねとして機能するのに適した
形状)へと仕立てられる。第8のワイヤステム1827
が、好適にはワイヤステム1826に近い、スルーホー
ル1805の円周位置において、スルーホール1805
におけるPCB1802の下部(図で見て)表面にボン
ディングされて、上記のように、骨格(保護膜生成され
ると、ばねとして機能するのに適した形状)へと仕立て
られる。ワイヤステム1826及び1827は、介在体
1800の上に(図で見て)配設された第2の電子コン
ポーネント(不図示)の第2の端子に向かって、互いに
同じ方向で、下方に(図で見て)延伸する。
【0514】ワイヤステム(1820−1827)が、
基板1802に実装され、復元性のある形状へと仕立て
られると、ワイヤステムには、上記のように、ニッケル
等のばね材料1830で保護膜が施される。保護膜18
30は、スルーホール1804及び1805の露出した
(レジスト1812又は1814により覆われていな
い)表面全体を覆って、ワイヤステムに対して確実な固
定をもたらし、また保護膜は、ワイヤステムを包み込ん
で、そこに復元性を付与する。コーティング(183
0)工程時に、銅層(1806)は、「短絡」層(スル
ーホールの全てを互いに、従ってワイヤステムの全てを
互いに短絡する)として機能し、これにより電気メッキ
が容易になる。
【0515】ワイヤステム(1820−1827)に保
護膜(1830)が施されると、レジスト(1812、
1814)が除去され、スルーホール(1804、18
05)間の銅被覆1806が、選択性エッチング(すな
わち、ニッケル保護膜1830に対して、銅被覆180
6にとって選択性である化学薬剤で)等により除去され
る。
【0516】この結果として、復元性のある接触構造の
対が、第1の電子コンポーネント(1840)に接続す
るために上方に(図で見て)延伸し、復元性のある接触
構造の対応する対が、第2の電子コンポーネント(18
50)に接続するために下方に(図で見て)延伸するこ
とになり、2つの電子コンポーネント間の接続が1つ1
つ(例えば、パッド毎に)なされる。
【0517】この実施例で明らかなように、ワイヤステ
ムは対(例えば、1820と1821の対、1822と
1823の対、1824と1825の対、及び1826
と1827の対)をなして設けられる。一般に、ステム
の各対(例えば、ステム1820と1821)のステム
は、それらが実装される表面の上の同じ高さにまで延伸
する(しかし、図示では僅かに斜めである)。ステムの
各対は、対応する電子コンポーネント上の対応する端子
(又はパッド、或いは導電領域)に対して接続をなす。
接触構造の対1820/1821は、第1の電子コンポ
ーネント1840(破線で示す)上の端子1842(破
線で示す)に接続する。接触構造の対1822/182
3は、第2の電子コンポーネント1850(破線で示
す)上の端子1852(破線で示す)に接続し、介在体
1800のスルーホール1804により、対1820/
1821に接続される。接触構造の対1824/182
5は、第1の電子コンポーネント1840(破線で示
す)上の端子1844(破線で示す)に接続する。接触
構造の対1826/1827は、第2の電子コンポーネ
ント1850(破線で示す)上の端子1854(破線で
示す)に接続し、介在体1800のスルーホール180
5により、対1824/1825に接続される。
【0518】復元性のある接触構造の対(例えば、18
20、1821)で接続をなすことの利点は、インダク
タンスが低減される点にある(すなわち、接続当たり1
つの復元性のある接触構造しか用いない場合に対し
て)。
【0519】復元性のある接触構造の対(例えば、18
20、1821)で接続をなすことの他の利点は、2つ
の接触子の方が1つよりも良いという一般的前提の下
で、冗長性が単純に与えられる点にある。
【0520】図18A及び18Bの介在体実施例180
0は、各相互接続サイトで、また介在体の両側で同一の
接触構造を備えて示されている。接触構造が、介在体の
所与の側で同一である(例えば、ワイヤステム1824
及び1825は全て、概ね同じ高さと形状で仕立てられ
る)ことは一般に望ましいが、介在体の他方の側の接触
構造(例えば、ワイヤステム1822、1823、18
26及び1827)は、介在体の対向側の接触構造と
は、異なる形状及び異なる高さで仕立てることができ
る。
【0521】以下の介在体の説明において、メッキされ
たスルーホールは、例示の明瞭化のために、1つの層を
有するものとして一般的に示すが、理解されたいのは、
上記のような多層スルーホールの方が好ましいというこ
とである。また、例示の明瞭化のために、介在体上に形
成された複数の接触構造のうちの1つだけを示す。
【0522】図19Aは、半導体ダイ(1840)及び
印刷回路基板(1850)といった、2つの電子コンポ
ーネント(図19Bに示す1940及び1950)の離
間した対向表面間に配設するのに適した、介在体190
0の実施例を示す。
【0523】介在体1900は、繊維含有の印刷回路基
板等の基板1902から製作され、それを介して延伸す
る複数(図示では多くのうち1つ)の穴1904を有す
る。基板1902は、導体1906で被覆され、これ
は、周知の仕方で既にパターニングされ、またスルーホ
ール1804が穴を介してメッキされるように、周知の
仕方で既にメッキされている。(パターニングをもたら
すために、レジストを施すことを伴うステップは、例示
の明瞭化のために省略している。)犠牲部材1970
が、基板の下部表面1902bの直下に配設されて、そ
こに、一般的なホトレジスト等の適切で、除去可能で、
一時的な接着剤1972で接着される。犠牲部材197
0には、例えば図10D及び11Dに関連して上記で説
明したようにして、ある幾何形状(微細構造)の接触先
端を形成するための窪み1974が設けられる。第1の
ワイヤステム1920の自由端1920aが、介在体1
902の一方の面1902aのスルーホール導体190
6にボンディングされ、その面1902aの上で上方に
延伸するばね形状に仕立てられる。
【0524】第2のワイヤステム1922の自由端19
22aが、幾何形状先端1976にボンディングされ
る。これは、穴1904を介して毛細管を果報に移動さ
せることにより達成される。通常、毛細管の直径は、
0.006インチ程度であり、穴の直径は、0.010
インチ程度、又はそれより大きいため、毛細管が、穴内
で移動することが可能になる。ワイヤステム1922は
次に、スルーホール1904を介して上方に延伸し、ば
ね形状を有するように仕立てられて、その第2の端部1
922bにおいて、介在体基板1902の一方の面19
02aのスルーホール導体1906に、好適には第1の
ワイヤステム1920の接着端1920aに直ぐ隣接し
て、ボンディングされる。
【0525】ワイヤステム1920及び1922は次
に、ニッケルの層1930等で保護膜が施されて、復元
性を有する接触構造が形成される(また、ワイヤステム
の接着端が固定される)。
【0526】最後に、図19Bに示すように、犠牲部材
1970が除去される(それ及び接着剤1972を適切
な溶剤で溶解する等により)。このようにして、第1の
電子コンポーネント1940(破線で示す)上の端子1
942(やはり破線で示す)と、第2の電子コンポーネ
ント1950(破線で示す)上の端子1952(やはり
破線で示す)との間に、相互接続をなすことが可能にな
る。
【0527】一般に、犠牲部材を使用する以前に説明し
た実施例の場合のように、犠牲部材(1970)は短絡
部材として機能して、ワイヤステム上へのコーティング
(1930)の電気メッキを容易にする。やはり、以前
の実施例の場合のように、犠牲部材(1970)は、後
ではなく保護膜(1930)を施す前に除去される(図
示のように)。
【0528】例として、介在体1900は、パッケージ
(電子コンポーネント1940)と印刷回路基板(電子
コンポーネント1950)の間に配設され、その場合に
有利なのは、接触先端1976が、スズ又は半田層で終
端し(印刷回路基板上のパッドに接続するために)、ス
テム1920の先端が半田として終端する(パッケージ
上のパッドに接続するために)ことである。
【0529】図18A及び18Bの介在体1800に関
連して上述したように、図19A及び19Bの介在体1
900の場合、介在体(1900)の一方の側(190
2a)の接触構造(1920)は、介在体(1900)
の他方の側(1902b)の接触構造(1922)と
は、異なる形状、及び異なる高さで仕立てられる。更
に、一方の側(1902a)の接触子(1920)の先
端微細構造は、他方の側(1902b)の接触子(19
22)の先端微細構造と異ならせることができる。更
に、介在体(1900)の一方の側(1902a)のワ
イヤステム(1920)の材料は、介在体(1900)
の他方の側(1902b)のワイヤステム(1922)
の材料と異ならせることができるが、同じ材料を用いる
方が好ましい。一般に、保護膜(1930)は、介在体
の両側の接触構造に対して同じ(材料及び工程)であ
る。というのは、これにより、保護膜(1930)の不
連続性が回避されるためであるが、保護膜が、介在体の
各側のワイヤステムに対して異なることは、本発明の範
囲内である。これらの「主題に基づく変形」は、一般
に、本明細書に記載の介在体実施例の全てに適用可能で
ある。
【0530】2つのコンポーネント1940と1950
間の電気的接続が、スルーホールに依存しないという事
実(すなわち、図18A及び18Bの実施例の場合のよ
うに)に起因して、介在体基板1902に、図示のよう
なメッキされたスルーホール(1904)ではなく、上
側(1902)のみのパッドが設けられるであろうこと
は、本発明の範囲内である。
【0531】更に、2つのワイヤステム1920と19
22を1つのワイヤステムとして形成することは、本発
明の範囲内であり、これは、犠牲部材1970にワイヤ
ステム1922の端部1922aをボンディングし、ス
ルーホール1904を介して毛細管を上方に延伸させ、
(図19Aの1922bと同じ位置で)端子にワイヤ1
922の中間部をボンディングし、次に毛細管を移動さ
せ続けて、ワイヤステム1922の「連続」として、ワ
イヤステム1920を仕立てることにより、容易に思い
浮かべられる。このようにして、スルーホール材料(1
906)の導電性に頼ることなく、第1の電子コンポー
ネント1940の端子1942と、第2の電子コンポー
ネント1950の端子1952との間に、直接的な1つ
のワイヤ接続がなされることになる。
【0532】ワイヤステム1920及び1922を、
(図示のように)2つの特異なワイヤステムとして形成
することが望ましく、明らかに好ましいのは、上側のワ
イヤステム1920を形成する前に、まず下側のワイヤ
ステム1922(スルーホール1904を介して延伸す
る)を形成することである。さもなければ、下側のワイ
ヤステム1922を仕立てる間、ワイヤステム1920
が「優位」となる傾向がある。これは、一般に、本出願
に記載の実施例の全てを通じて、事象のシーケンスを特
定の用途に合うように再編成することが可能である、と
いう事実の例示である。
【0533】図20Aは、介在体2000の実施例を示
し、これは、単一のワイヤで、2つの電子コンポーネン
ト(図20Bに示す2040及び2050)間に相互接
続をなすことを特定的に目指す点を除いて、図19Aの
実施例1900と類似している。やはり、以前の実施例
の場合のように、介在体1900は、半導体ダイ(18
40)及び印刷回路基板(1850)といった、2つの
電子コンポーネント(1940及び1950)の離間し
た対向表面間に配設することを意図したものであるが、
上記2つの電子コンポーネントに限定されない。
【0534】介在体2000は、印刷回路基板等の基板
2002から製作され、それを介して延伸する複数(図
示では多くのうち1つ)の穴2004を有する。前の実
施例(1900)の説明において示唆したように、その
上部(図で見て)表面2002aに配設された、複数
(図示では多くのうち1つ)のパッド2006(これ
は、ここでは単一層として示すが、銅、ニッケル、金と
順に上に重なるといった、多層とすることもできる)を
有することが、唯一必要である。
【0535】この実施例は、本明細書に記載の(すなわ
ち、上記の、及び以下で説明する)他の介在体実施例へ
と組み込むことが可能である特徴を示す。すなわち、接
地又は電源プレーン2060が、回路ボード型式の基板
(2002)内に組み込まれる。更に、基板2002の
上部(図で見て)表面には、接地又は電源プレーン20
62(これは、プレーン2060が接地プレーンの場
合、電源プレーンとなる)が設けられ、基板の下側(図
で見て)表面には、信号プレーン2064が設けられ、
又はその逆である。2002等の基板に、抵抗、コンデ
ンサ、容量性層、平面抵抗、その他が、基板の機能性を
高めるために設けられ得ることは、本発明の範囲内であ
る。
【0536】前に説明した実施例(1900)と同様に
して、犠牲部材2070が、基板の下部表面2002b
の直下に配設されて、そこに、一般的なホトレジスト等
の適切で、除去可能で、一時的な接着剤2072で接着
される。犠牲部材2070には、例えば図10D及び1
1Dに関連して上記で説明したようにして、ある幾何形
状の先端2076を形成するための窪み2074が設け
られる。
【0537】ワイヤ2020の自由端2020aが、基
板2002の面2002a上の導電パッド2006にボ
ンディングされ、スルーホール2004を介して犠牲部
材2070へと、下方に延伸するばね形状に仕立てら
れ、犠牲部材において、ワイヤの中間部2020cが、
先端2076にボンディングされる。このように、パッ
ド2006から先端2076へと延伸するワイヤが、成
形済みワイヤステムの第1の部分2022を構成し、ま
た、上記のようにして保護膜生成された場合に、第1の
導電接触を形成するのに適した形状を有する。
【0538】ワイヤ2020の中間部2020cを先端
2076にボンディングした後、ワイヤ2020は、穴
を介して毛細管を上方に移動させて戻すことにより更に
仕立てられて、ワイヤステムの第2の部分2024を形
成し、これは、基板2002の上部表面2002aの上
(図で見て)で終端し、また、上記のようにして保護膜
生成された場合に、第2の導電接触を形成するのに適し
ている。
【0539】ワイヤステム2020(すなわち、その両
方の部分2022及び2024)は次に、ニッケルの層
2030等で保護膜が施されて、基板2002の上部表
面2002aの上に(図で見て)延伸する一端と、基板
2002の下部表面2002bの下に(図で見て)延伸
する一端とを有する、復元性のある接触構造が形成され
る。
【0540】最後に、図20Bに示すように、犠牲部材
1970が除去される(例えば、それ及び接着剤(例え
ば、ホトレジスト)2072を、適切な溶剤で溶解する
ことにより)。このようにして、第1の電子コンポーネ
ント2040(破線で示す)上の端子2042(やはり
破線で示す)と、第2の電子コンポーネント2050
(破線で示す)上の端子2052(やはり破線で示す)
との間に、相互接続をなすことが可能になる。
【0541】一般に、犠牲部材を使用する以前に説明し
た実施例の場合のように、犠牲部材(2070)は短絡
部材として機能して、ワイヤステム部分2022及び2
024上へのコーティング(2030)の電気メッキを
容易にする。やはり、以前の実施例の場合のように、犠
牲部材(2070)は、後ではなく保護膜(2030)
を施す前に除去される(図示のように)。
【0542】図20A及び20Bに示すように、この実
施例2000の場合、スペーサ2080が、基板の上部
(図で見て)表面2002aに好適に設けられる。ワイ
ヤステムの第1の部分2024は、スペーサ2080の
上部(図で見て)表面の上に、例えば0.005インチ
だけ延伸する。本明細書に記載の他の実施例の場合のよ
うに、ワイヤステムが、任意の他の構造(すなわち、ス
ペーサ2080等)を越えて約0.005インチ突出す
ること、及び「通常」荷重力に反作用する約0.003
インチのコンプライアンスを有するように設計されるこ
とは、通常十分である。例えば、この実施例のワイヤス
テムは、ワイヤステムの下側(図で見て)部分(すなわ
ち、その幾何形状の先端)が、基板の下側表面2002
bを越えて0.005インチ延伸するように仕立てられ
る。
【0543】この実施例の介在体2000の1つの利点
は、端子2042と端子2052間の全体のワイヤ長
(電気経路)が通常、端子1942と端子1952(前
の実施例1900を参照)間の全体のワイヤ長よりも短
いという点にある。この場合、全体のワイヤ長は、箇所
「A]と「C」間でワイヤによりとられる経路によって
決定される。前の実施例(1900)の場合、全体のワ
イヤ長は、箇所「A」から「B」へとワイヤステム19
20によりとられる経路に、箇所「B」から「C」へと
ワイヤステム1920によりとられる経路を加えた経路
により決定される。(換言すると、AC<AB+BCで
ある。)このより短い電気経路の方が、インダクタンス
の検討事項に起因して一般に好ましい。
【0544】この実施例2000の場合、介在体基板2
002が主に、ワイヤに対する支持体として機能するこ
とは明白である。しかし、上述のように、介在体基板2
002には、接地、電源、及び信号プレーンを設けるこ
とができる。基板内に(基板の表面を含んで)接地と信
号プレーンを備えることは、本明細書に記載の他のPC
B型式基板の実施例のいずれかに適用可能であろうし、
また寄生容量を低減するうえで有利である。
【0545】図21は、介在体の実施例2100を示
し、これにより、「設計変更」をすること、換言する
と、電子コンポーネントの特定のピン(すなわち、接触
パッド)に進む信号を割り当てし直すことが可能であ
る。多層PCB型式基板2102には、複数(図示では
多くのうち2つ)のメッキされたスルーホール2104
及び2106が設けられる。基板2102の上部(図で
見て)表面には、パターン化された導電層2108が設
けられる。基板2102の下部(図で見て)表面には、
パターン化された導電層2110が設けられる。復元性
のある接触構造2112及び2114が、上部導電層2
108から形成された接触パッドに実装される様子が示
されている。復元性のある接触構造2116及び211
8が、下部導電層2110から形成された接触パッドに
実装される様子が示されている。
【0546】図示のように、導電層2108及び211
0のパターンは、電気的な相互接続経路が、その(21
16)直ぐ上の接触構造2112へではなく、復元性の
ある接触構造2116と復元性のある接触構造2114
の間に形成されるようなものである。この例の基板は、
接地プレーン2120及び電源プレーン2122を有す
るように示され、これらは、多層基板内の層として形成
される。
【0547】設計変更(例えば、ピンアウトの再割当
て)をする能力は、図21に関連して説明したとうな介
在体を備えると、多大な柔軟性を与える。というのは、
介在体自体が設計変更をもたらすためである。もたらさ
れる設計変更は単純(従って、経済的)なものであり、
単に、介在体基板上の導電トレースを再経路指定するこ
とである。
【0548】図22Aは、寸法安定性を有する介在体基
板に、復元性のある接触構造を形成する技法の実施例2
200を示す。この場合、銅等の金属性基板(補強体)
2202が使用されて、それには、誘電材料2204の
コーティングが設けられる。基板2202は、基板を介
して延伸する複数(図示では多くのうち1つ)の開口2
206が設けられ、それらの内部に、復元性のある接触
構造が形成されることになる。導電性の犠牲基板221
0(図11Aの1104に匹敵)が、基板の下に(図で
見て)配設され、そこから任意の適切な犠牲スペーサ2
212により間隔を開けられる。ワイヤステム2220
が、犠牲基板2210にボンディングされ、次に上記の
ようにして、復元性がある保護膜が施されて、復元性の
ある接触構造2230となる。次に、スルーホール22
06は、任意的に、導電性エラストマー材料2208
(図5Eの564に匹敵)で充填される。次に、犠牲基
板2210とスペーサ2212が、上記のようにして除
去される(溶解等により)。このようにして、復元性の
ある接触構造2230の上部(図で見て)端は、第1の
電子コンポーネントに接触するのに適しており、復元性
のある接触構造の下部(図で見て)は、第2の電子コン
ポーネントに接触するのに適し(例えば、図18Bに匹
敵)、各相互接続は、介在体の両面から延伸する単一の
復元性のある接触構造2230によりなされる。基板2
202(及び、上記のように、それに類似したもの)
が、プラスチック又は強化プラスチックから製作可能な
ことは、本発明の範囲内である。
【0549】図22Bに示すように、復元性のある接触
構造2230は、電子コンポーネント2234上のパッ
ド2232に半田付け可能である。
【0550】例えば、図22A及び22Bに示す基板
は、それらの価値を(多大な程にまで)、相互接続構造
が、エラストマーの「泡」で単純に、補強体(220
2)内に緩く保持されるという事実から引き出してい
る。
【0551】補強体(2202)が、2つのシート間に
ゲルを有する、2つの半堅固なシート(各シート内に穴
のアレイを備えた)等の多層構造であることは、本発明
の範囲内である。いずれの場合(補強体が、モノリシッ
ク又は多層のいずれかである)でも、接触構造は、補強
体における開口内で緩く保持(懸架)される。これによ
って、接触構造が、それら自体を、互いに完全には共平
面にない外部コンポーネント上の接触パッドに対して、
自己整合することが可能になる。
【0552】また、圧縮状態において、エラストマー材
料を「打ち抜いて」、外部コンポーネントに接触するこ
とになる接触構造を、エラストマー材料が覆うことが可
能なことも、本発明の範囲内である。
【0553】エラストマー質量体は2つの目的を果た
す。すなわち、(1)補強体において接触構造を緩く保
持(懸架)すること、及び(2)任意として、接触構造
を短絡して、その一端から他端への直接の電気経路を与
えることである。
【0554】図22Cは、電子コンポーネントに接触構
造を実装した後、接触構造の周りに支持構造を形成する
技法の実施例2240を示す。一般に、複数(図示では
多くのうち1つ)の接触構造2242が、図12A−1
2Cに関連して上記で説明した一括転移技法といった、
任意の適切な仕方で、電子コンポーネント2246の接
触パッド2244に実装される。次に、コンポーネント
は反転されて、柔軟な誘電体モールド配合剤2250
が、接触構造2242の周りに注がれて、接触構造の先
端2248が露出して残される。
【0555】介在体が同じ状況にあると、上記に提示し
た説明から明らかなように、介在体の2つの側から延伸
する接触構造の先端が、各種の技法に従って製造可能で
ある。
【0556】図22D−22Fは、他の介在体実施例2
250を示す。復元性のある接触構造2252が、好適
には微細構造の先端2254を備えて、アルミニウム等
の犠牲基板2256(図11Eに匹敵)上に製造され
る。ホトレジスト2258その他のスペーサが、犠牲基
板2256の上部(図で見て)表面に配設される。メッ
キされたスルーホール2262のアレイを備えた印刷回
路基板2260が、犠牲基板2256にわたって位置合
わせされ、その結果、復元性のある接触構造2252
が、スルーホール2262と整列する。メッキされたス
ルーホールは、好適には、スズ−鉛(例えば、半田)の
層2233で覆われた銅の層2264を有する。
【0557】図22Eは、既に位置決めされた印刷回路
基板2260を示し、これは、復元性のある接触構造2
252が、各接触構造の中間部を、対応するスルーホー
ルのスズ−鉛層と接触状態にして、また、接触構造の2
つの端部2252aと2252bを、スルーホール22
62から外に延伸させて、スルーホール2262内に位
置決めされるようにしてなされたものである。
【0558】次に、熱が加えられてスズ−鉛(半田)層
2264をリフローし、その結果、復元性のある接触構
造の中間部が、印刷回路基板2260に永久的に実装さ
れる。犠牲構造2256及びスペーサ2258が、次に
除去されて(図22Fに示すように)、スルーホール2
262から外に延伸する、復元性のある接触構造の2つ
の端部2252aと2252bが残り、各端部は、対応
する他の電子コンポーネントに接触するのに適してい
る。図22Fにおいて、リフローされた半田(226
6)は、黒の実線の塊で示される。
【0559】更なる半導体パッケージ実施例 「慣用的な」半導体パッケージの外部表面上に、復元性
のある接触構造を用いるための多数の「単純明快な」形
態を上記で説明してきた。かかる半導体パッケージは通
常、層間に(すなわち、セラミックパッケージの層間
に)、導電バイア等の多数の相互接続子を有する。これ
らの相互接続子は、パッケージの設計、レイアウト、及
び実施の際にあるレベルの複雑性を示し、これは、必要
とされる相互接続子に依存して、各パッケージを他とは
独自のものにする傾向がある。これは、半導体パッケー
ジにつき、追加の経費及び追加の製造時間へとつなが
り、それを回避することが、所望の目標となるであろ
う。
【0560】本発明の1つの特徴によれば、「バイア無
し」パッケージが設けられ、これにより、層内相互接続
に関連した問題、及びそれと更に係わる問題が回避され
る。
【0561】図23Aは、半導体パッケージの実施例2
300を示し、これは、PCB基板等の多層基板231
0に基づくものである。
【0562】多層基板2310は、2つの(2つより多
くすることも可能)絶縁層2312及び2314を有す
るように示され、層2312は、層2314の頂部に
(図で見て)配設される。層2312及び2314の下
部表面には、それぞれ、既知の仕方で、パターン化導電
トレース2316及び2318が設けられる。
【0563】上部(図で見て)絶縁層2312は、正方
形リングとして形成され、中央開口2320を有し、ま
た下部(図で見て)絶縁層2314も、正方形リングと
して形成され、中央開口2323と位置が合った中央開
口2322を有する。図示のように、上部層2312
は、下部層2314の外部(図で見て、左又は右への)
エッジを越えて延伸し、開口2320は、開口2322
よりも小さい。このようにして、上部層2312の導電
層(トレース)が露出する。
【0564】半導体素子等の電子コンポーネント233
0が、ダイ取付材料2323(例えば、銀充填接着剤、
又は銀−ガラス複合材料)により、プレート2324に
実装される。プレートは、好適には金属プレートであ
り、開口2320よりも大きい。図示のように、プレー
ト2324は、適切な接着剤(不図示)により、導電ト
レース2316に対向した層の側で、層2312に実装
される。このようにして、半導体ダイ2330が、開口
2320内に配設される。
【0565】ボンディングワイヤ2326(図示では多
くのうち1つ)が、半導体ダイ2330の前(図で見
て、下)面と、導電トレース2316の露出した内側部
分との間に設けられる。同様に、ボンディングワイヤ2
328(図示では多くのうち1つ)が、半導体ダイ23
30の前面と、導電トレース2318の露出した内側部
分との間に設けられる。これは、「標準的な」ワイヤボ
ンディング装置で容易に達成される。
【0566】復元性のある接触構造2302及び230
4が、導電トレース2316の露出した外側部分に実装
される。同様に、復元性のある接触構造2306及び2
308が、導電トレース2318の露出した外側部分に
実装される。ここで理解されたいのは、各接触構造(2
302、2304、2306、及び2308)は、複数
の導電トレース(2316、2318)の個々の1つに
ボンディングされる、ということである。このようにし
て、導電トレースの各々が、ボンディングワイヤ(23
26、2328)を介して、半導体ダイの面上の接着パ
ッドの特定の1つに、電気的に相互接続される。
【0567】上記のようにして、接触構造2302、2
304、2306、及び2308は、共通の高さにまで
(図で見て、下方に)好適に延伸するが、PCB231
0の異なるレベルから始まる。更に、接触構造は、復元
性があるように成形(及び、保護膜生成)可能である。
【0568】上記のようにして、半導体ダイ(233
0)と、マザーボード(その他)に実装するのに適した
外部接続子(2302、2304、2306、230
8)との間に、比較的高価な処理ステップを要するバイ
アの複雑なパターン(層間導電経路)を有するパッケー
ジを必要とすることなく、複雑な相互接続をもたらすこ
とができる。
【0569】図23Bは、パッケージアセンブリの他の
実施例2350を示し、ここで、多層基板が、3つの例
示的な絶縁層2351、2352、及び2353で形成
され、各絶縁層は、それぞれ、それらの上部(図で見
て)表面2354、2355、及び2356上に配設さ
れた導電トレースを有する。上部の2つの絶縁層235
1及び2352の各々は、リング状構造であり中央開口
を有する。層2351内の開口は、層2352内の開口
よりも大きいため、導電トレース2355の内側部分が
露出する。層2353はリング状である必要はない。導
電層2353は、第2の絶縁層2352の開口内で露出
することになる。
【0570】半導体ダイ等の電子コンポーネント236
0が、開口の頂部に配設されて、復元性のある接触構造
2361及び2362で、それぞれ、導電層2354及
び2355に接続される。復元性のある接触構造236
1及び2362は、好適には、導電層2354及び23
55から始まり(それらに実装され)、上記のように、
共通のプレーンで終端する。
【0571】減結合コンデンサ等の離散的な電子デバイ
ス2370が、絶縁層2352の開口内で、導電層23
56上の導電トレースに実装及び接続される。電子コン
ポーネント2360は、上記のようにして、復元性のあ
る接触構造2363により、減結合コンデンサ2370
に接続される。
【0572】パッケージへの外部接続は、前の実施例2
300と同様にして与えられる。しかし、この実施例2
350の場合、復元性のある接触構造2364、236
5、及び2366が、それぞれ、導電層2354、23
55、及び2356を接続するスルーホールにおいて、
パッケージの下部表面の異なるレベルに実装される。
【0573】明らかなように、この実施例2350は、
層(例えば、2351、2352、2353)間の減少
した相互接続子(バイア)を示す。これらの貫通層相互
接続子(例えば、バイア)は、比較的単純明快であり、
その数が、典型的な従来技術の形態と比較して、幾分低
減可能である。
【0574】図23Bに示す他の特徴は、接触構造(2
361、2362、及び2363)が全て、異なるばね
形状を有することができる点にある。このようにして、
様々な用途に適合可能であり、この原理は、本明細書に
記載の多数の他の実施例に及ぶものである。
【0575】図23Cは、パッケージアセンブリの他の
実施例2380を示す。この場合、離散的な電子デバイ
ス(前の実施例2350の減結合コンデンサ2370に
匹敵)は、例示の明瞭化のために省略している。
【0576】この実施例2380は、前の実施例235
0と概ね類似しており、同様に、多層基板2384の自
立型の積層化内部層の間の相互接続を回避する。
【0577】この実施例に示すように、半導体ダイ23
82が、多層基板2384上の異なるレベルから始ま
る、複数の復元性のある接触構造(フリップチップ接触
子)2386により、多層基板2384に接続される。
更に、この実施例の場合、基板2384の下部(図で見
て)表面には、復元性が無く、直線で、ピン状の複数の
接触構造2388が設けられ、これらは、上記の技法に
より形成できる。図示のピン(2388)ではなく、復
元性のある又は従順な接触構造、又は半田支柱(バン
プ)を含む、基板2384への外部接続子(2388)
を実施するのに適した任意の形態が使用可能なことは、
本発明の範囲内である。
【0578】任意として、基板2384は、エポキシ等
の適切な絶縁材料2390で封止されて、環境条件(例
えば、湿度)からパッケージを保護することができる。
【0579】この実施例2380は、バイアのドリル加
工を必要としない、フリップチップが「容易な」PCB
ベースの基板の例である。
【0580】図23A、23B、及び23Cに示す実施
例の一般的な利点は、それらが、「自己平坦化」で、本
質的に「バイアの無い」半導体パッケージ実装技法であ
るという点にある。
【0581】「ループ」実施例 上記で、如何にして、ワイヤの近位端が基板にボンディ
ングされ、そのワイヤが、復元性のある接触構造となる
保護膜生成に適した形状を有する自立型ワイヤステムと
なるように、構成及び切断されて、結果として復元性
(及び、基板への改善された固定)を有する自立型の接
触構造となるように保護膜生成されるかを説明した。
【0582】ワイヤステムの遠位端が、基板上の接触領
域内でボンディング可能であることも述べた(例えば、
上記の図2Fの説明を参照)。かかる手だては、事例1
及び事例2に記載されるように、制御された幾何形状及
び高いアスペクト比を有する半田接触子を製作するため
に、結果としてのループに半田で保護膜を施すのに、特
に十分適合される。本発明のこれらの半田保護膜付きル
ープの実施例は、本明細書では手短かにしか説明しな
い。というのは、それらは一般に、「復元性のある接触
構造」とは異なる範疇に入るためである。
【0583】多くの電子応用分野において、望ましいの
は、パッドの一致パターンを有する印刷回路基板(PC
B)等の別の電子コンポーネントに、半田バンプ付きコ
ンポーネントを後に続いて実装するために、電子コンポ
ーネント上に、パターン、又はアレイといった、複数の
隆起した半田接触子(「半田バンプ」とも呼ばれる)を
形成することである。過去において、かかる半田バンプ
の実質的な高さ、又はアスペクト比(高さ:幅)を達成
するために、多くの努力がなされてきた。これは、半田
バンプが、溶融状態での表面張力(水の表面張力に匹
敵)に起因して、その幅と同じ高さ(1:1のアスペク
ト比)にしかなろうとしない、本質的な傾向に由来す
る。一般的な提案として、高さがある方が良い。更に、
半田接触子の高さ、及び形状を制御する能力は付属の問
題である。
【0584】パッケージの外部表面に半田バンプを用い
て接続をなすことにかけられてきた、多大な努力の代表
例である製品は、Motorola's Overmolded Plastic Pad
Array Carrier (OMPAC) に見出され、ここで、半導体ダ
イが、印刷回路基板(PCB)の前部表面上の中央領域
に実装され、PCBの前部表面には、PCBの周辺近く
から中央領域に延伸する、多数の導電トレースが設けら
れる。ダイは、慣用的なボンディングワイヤにより、ト
レースの内側端部に接続される。PCBの周辺近くに
は、PCBの背部表面から延伸して、PCBの前部表面
上の対応するトレースに接続する、メッキされた(導電
性の)スルーホール(バイア)が存在する。PCBの背
部表面には、導電トレースが設けられ、各々が、対応す
るバイアに接続された一端を有する。このようにして、
ダイを行き来する信号(及び、電力)が、ボンディング
ワイヤを介し、前部表面トレースを介し、またバイアを
介して、下部表面トレースに接続される。プラスチック
モールドされた本体が、ダイにわたって形成され、PC
Bの前部表面を部分的に覆う。下部表面トレースの各々
は、PCBの背部表面上の「サイト」(特定の場所)で
終端する。これらのサイトは、均等に間隔を開けた行と
列の矩形アレイに配列される。各サイトには、半田バン
プ(ボールバンプ)が設けられ、これは、まとまって、
パッケージ(アセンブリ)用の外部接続子を構成する。
このようにして、アセンブリ全体が、対応する「マザー
ボード」に実装され、換言すると、電子システム内にア
センブリを統合するために、他の回路要素その他を含む
回路基板に実装される。この型式のパッケージは、「ボ
ールバンプ・グリッド・アレイ」(BGA)型式パッケ
ージと見なすことができ、これと対照的なのが、ピン・
グリッド・アレイ(PGA)として知られる他のパッケ
ージ型式、又はリード付きパッケージである。
【0585】米国特許第5,014,111 号(Tsuda その他、
91年/5月、US分類357/68)、名称「ELECTRICAL C
ONTACT BUMP AND A PACKAGE PROVIDED WITH SAME」に
は、基板に導電端子を設けること、及び他の基板に電極
パッドを設けることが開示されている。2段の電気的接
触バンプが、電極パッド上に形成され、その各々が、第
1の隆起部と、第1の隆起部上に形成された第2の隆起
部からなる。
【0586】本発明の1つの目的は、改良されたバンプ
・グリッド・アレイ型式のパッケージを提供することで
ある。
【0587】本発明は、パッケージにバンプ型式の接続
をなすことに限定されず、またダイ間に「フリップチッ
プ」型式の接続をなすことにも有用である。一般に、例
えば上述の米国特許第4,067,104 号に述べられているよ
うに、フリップチップ・ボンディングの技法には、相互
接続する回路を備えたチップ及び適切な基板の一方の側
に、金属の薄いパッド、又はバンプを配設することが伴
う。チップは次に、基板の上部にわたって「裏返し」に
されて、チップ及び基板上の対応するパッドが互いにボ
ンディングされる。
【0588】本発明の1つの目的は、電子コンポーネン
ト間に、フリップチップ型式の接続をなすための改良さ
れた技法を提供することである。
【0589】本発明によれば、幾何形状が制御され、比
較的高いアスペクト比を示す半田バンプが、電子コンポ
ーネント上に形成可能である。高いアスペクト比を有す
る半田バンプは、「半田支柱」と呼ばれることが多い。
【0590】図24Aは、事例2の図16と類似であ
り、基板2408の表面の端子2412上に形成され
た、隆起したバンプ型式の電気的接触子の実施例240
0を示す。バンプ型式の接触子は、ワイヤ2402の第
1の端部2402aを、端子2412上の第1の位置に
(図示のボールボンディング等により)ボンディング
し、ワイヤ2402をループへと成形し(図2Fのよう
にして)、第2の端部2402bを端子2412上の第
2の位置に(くさびボンディング等により)ボンディン
グすることにより形成される。成形済み(例えば、U字
形状の)ワイヤステムには、上記のようにして、ワイヤ
2402の全長にわたって、また端子2412にわたっ
て(端子のエッジにわたることを含み、ワイヤの両端に
おけるボンディングを覆って)堆積される導電材料24
20で、保護膜が施される。このようにして、制御可能
な幾何形状を有し、また比較的高いアスペクト比(高
さ:幅)を有する端子の表面から突出する、比較的堅固
な接触構造を設けることが可能である。保護膜材料24
20は、半田が適しており、その結果として、接触構造
が比較的柔軟になる。しかし、保護膜材料2420は、
ニッケル等の弾力のある導電材料とすることができ、結
果として、接触構造が幾らかの復元性を有する。保護膜
(2420)は、図5のようにして、多層保護膜とする
こともできる。
【0591】所望であれば、図24Aに関連して説明し
た型式の2つの(又は、それより多い)等しい接触構造
が、同一の端子上に形成されて、端子(2412)上
に、2つの(又は、それより多い)「冗長性のある」隆
起したバンプ型式の電気的接触子を与えることができ、
その各々は、包み込む保護膜(2420)を有する。
【0592】図24Bは、事例2の図17と類似であ
り、他の接触構造2450を示す。この例の場合、2つ
のワイヤステム2430及び2432が各々、接触構造
2400(図24A)の用にして形成される。この場
合、ワイヤステムには、金ワイヤの場合に、半田のスズ
含有物との金の反応を防止する材料で、保護膜が施され
る(以下で説明する)。
【0593】2つの接触構造2430及び2432は、
基板2458(2408に匹敵)上の端子2462(2
412に匹敵)上で間隔を開けられ、図示のように、互
いに平行にすることができる。互いに相対して任意の配
向で、任意の数の接触構造が、基板(2458)上の端
子(2462)に実装可能なことは、本発明の範囲内で
ある。
【0594】図24Bの例示において、ワイヤステム2
430及び2432には、半田2455で保護膜が施さ
れ、これは、2つの分離した接触構造2430と243
2を「橋渡し」して(それらの間の間隔を充填して)、
単一の「ユニット式」半田バンプを与えるように示され
ている。しかし、認識されたいのは、所望であれば、半
田2455が2つの(又は、それより多い)接触構造間
を橋渡しすることがないように、2つの接触構造243
0及び2432を十分遠く離間させることができ、その
結果として、端子当たり2つの(又は、それより多い)
半田バンプ接触子となる、ということである。しかし、
大抵の場合、望ましいのは、半田が、ワイヤと端子間の
間隔を充填することである。
【0595】好適な実施例の場合、半田バンプ接触子
は、体積比で、80%半田よりも多いといった、70%
(70パーセント)よりも多い半田を含有し、バンプ接
触子の残りは、ワイヤ自体と、金ワイヤを覆う(実質上
無視できる)障壁層(例えば、ニッケル合金の)であ
る。
【0596】熱経路実施例 熱は、半導体素子の動作時に必ず発生され、減衰せずに
残ると、素子の破壊となる可能性がある。従って、かか
る素子に対して、ある種のヒートシンクを設けることは
一般的に周知のところである。一般に、ヒートシンク
は、2つの形態のうちの一方をとる。それらは、素子パ
ッケージと一体化することもでき、又は素子パッケージ
に対して外付けとすることもできる。いずれの場合で
も、半導体素子に対して密接な熱伝導関係の熱量を含
み、その熱量の空気対流、又は強制空冷を伴う。ダイと
そのヒートシンク間に効果的な熱経路を設けることが、
長期にわたる努力の目的であった。
【0597】本発明の1つの目的は、熱発生ダイと熱量
(ヒートシンク)間に、効果的な熱経路を設けるための
改良された技法を提供することである。
【0598】本発明によれば、熱相互接続子が、基板の
端子上に形成される。一般に、熱相互接続子は、半導体
ダイとすることができる基板から、熱を遠くに伝導する
ように機能する。一般に、熱相互接続子が形成される端
子が、半導体ダイの「能動な」電気的端子である必要は
ないが、そうすることが可能なことは、本発明の範囲内
である。更に、熱相互接続端子は、他の「能動」端子
(例えば、接着パッド)と同じ、ダイの側に製造可能で
あり、又は接着パッドとは対向した、ダイの側に形成す
ることも可能である。
【0599】図24Cは、基板2482上に熱相互接続
子を形成するための技法の実施例2470を示す。「過
大寸法」の端子2682(すなわち、電気接続端子に対
して)が、基板2478の表面に形成される。ワイヤ2
472が、その周辺の近くで、端子にボンディングされ
た自由端2472aを有する。上記の技法を用いると、
図示のように、ワイヤは、ループへと成形され、切断さ
れずに、再び端子にボンディングされ、別のループへと
形成され、再び端子にボンディングされ、ボンディング
及び形成が繰り返されて、端子の周辺のまわりで延伸す
る複数のループのフェンス構造が生成される。最終ステ
ップで、最終のループが、最初のループの原点(247
2a)に対応する位置で切断される。フェンス構造を形
成する複数のループは、好適には、端子の上の共通(同
一)の高さに延伸する。
【0600】図24Dは、図24Cのフェンス構造が、
半田2475で(ウェーブ半田付け等の任意の適切な手
段を用いて)充填されて、自立型の半田接触子、又はバ
ンプを与えることができ、これは、ヒートシンク又は埋
め金として機能可能であり、基板2478からヒートシ
ンク(不図示)へと熱を伝導する。半田2475は、好
適には、図24Bの半田(2455)のようにして、端
子2482全体を包囲する。一般に、フェンスの外形
は、端子の(通常は矩形の)外形と一致することにな
り、また半田質量体の外形は、フェンスの外形と一致す
ることになる。
【0601】図24Eは、半導体ダイの背部を介して熱
放散をもたらすことを目指した、他の実施例2450を
示す。この例の場合、半導体ダイ2452は、その前部
表面に実装された、複数の復元性のある接触構造245
4を有する。ダイの背部は、金等の導電材料の層245
6で覆われる。複数の熱放散構造2458が、ダイの背
部、即ち層2456にボンディングされる。これらの熱
放散構造は、ダイと他の電子コンポーネントの間に相互
接続をもたらすことは意図していない(だが、それらが
まとまって、接地接続をもたらし得ることは、本発明の
範囲内である)。むしろ、これらの熱放散構造2458
は、ダイが動作する際にダイから熱を放散することを意
図している。複数の熱放散構造によって、ダイの背部の
実効表面積全体が増大されて(すなわち、熱放散構造の
集合表面積に、ダイの背部の面積を加えた面積)、対流
式冷却が高められる。ダイの背部が、熱降下可能な構造
(例えば、ハウジング、その他)に対して押し当てられ
る場合、熱伝導経路も、熱放散構造によりもたらされ
る。好適には、熱放散構造2458は、銅ワイヤステム
(銅は、卓越した熱伝導体である)から製造されて、復
元性のある接触構造2454(これは、例えば金ワイヤ
ステムを有することができる)に保護膜を施すのと同じ
工程ステップで、保護膜を施すことができる。
【0602】電子コンポーネントのアセンブリ (i)2つの(又は、それより多い)電子コンポーネン
トを、介在体構造に実装された復元性のある接触構造と
接続し、また(ii)電子コンポーネントに、特にパッケ
ージ済み電子コンポーネントに、複数の復元性のある接
触構造を(例えば、個々に、又は一括転移により)実装
することの趣旨を上記で説明した。以下の図において
は、電子コンポーネントの例示的なアセンブリを説明す
る。
【0603】図25は、事例2の図25と類似であり、
電子コンポーネントのアセンブリの実施例2500を示
し、ここで、第1の電子コンポーネント2502には、
その表面2502a上に複数の復元性のある接触構造2
504及び2506が設けられる。別の電子コンポーネ
ント2508には、その表面2508a上に複数の復元
性のある接触構造2510及び2512が設けられる。
2つの電子コンポーネント2502及び2508の表面
2502a及び2508aは、図示のように、それぞれ
離間されて、互いに面している。復元性のある接触構造
2504、2506、2510、及び2512は、図1
C−1Eに示す技法と同様にして、接着領域(110)
にボンディングされて示されている。しかし、復元性の
ある接触構造を、上記の例示的な仕方のいずれかで、ボ
ンディング(すなわち、そのワイヤステム)及び保護膜
生成することができるのは、本発明の範囲内である。
【0604】両面化(「回路化」、すなわち、その2つ
の表面に導電トレース/パッドを有する)印刷回路基板
(PCB)2520が、図示のように、2つの電子コン
ポーネント2502と2508の、それぞれの表面25
02aと2508aの間に配設される。PCB2520
の上部表面2520aには、端子、パッド、その他とす
ることができる、複数(図示では多くのうち2つ)の接
触領域2522及び2524が設けられ、介在体構造の
下部表面2520bには、端子、パッド、その他とする
ことができる、複数(図示では多くのうち2つ)の接触
領域2526及び2528が設けられる。追加の電子デ
バイス(不図示)は、印刷回路基板のいずれかの実装さ
れる。
【0605】図示のように、復元性のある接触構造25
04の先端は、パッド2522に接触し、復元性のある
接触構造2506の先端は、パッド2524に接触し、
復元性のある接触構造2510の先端は、パッド252
6に接触し、復元性のある接触構造2512の先端は、
パッド2528に接触する。このようにして、両方の電
子コンポーネント2502及び2508が、PCB25
20に電気的に接続される。
【0606】PCBは、その両側2520a及び252
0bに、導電トレース(不図示)を有する。既知の仕方
で、各トレースは、PCB2520のエッジ上で、エッ
ジコネクタ端子(エッジコネクタ・パッド)に終端す
る。これらの端子のうちの2つ(多くのうち)2532
及び2534が示されている。端子2532は、PCB
2520の上(図で見て)側2520aに示され、トレ
ースを介して端子2522(例として)に接続され、端
子2534は、PCB2520の下(図で見て)側25
20bに示され、トレースを介して端子2526(例と
して)に接続される。
【0607】電子コンポーネント2502及び2508
は、それらの対応する復元性のある接触構造(250
4、2506、2510、2512)が、PCB252
0上の対応するパッド(2522、2534、252
6、2528)に接触するように、適切なクランプその
他(不図示)により、介在体基板2520に当てがわれ
る。好適には、接触パッド2522、2524、252
6、及び2528には、半田質量体2540が設けら
れ、これは、アセンブリをオーブン(炉)に通す等によ
りリフローされて、接触パッドにより担持された半田
が、対応する復元性のある接触構造2504、250
6、2510、及び2512の遠位端と共に、半田連結
を形成せしめられる。この例示において、半田は、リフ
ローが完了して示されている。一般に、本明細書に記載
の電子アセンブリの実施例を通じて、導電性エポキシ質
量体が、半田の代わりに使用可能である。
【0608】最終ステップで、圧縮されたアセンブリ
が、任意的に(図示のように)、適切な絶縁材料253
0で内部に封止され、これは、熱伝導粒子等の適切な粒
子で充填された接着材料、又は高分子材料とすることが
でき、それは、アセンブリ2500の熱放散特性を高め
るためである。更に、適切な粒子の充填剤が、高分子封
止剤の熱膨張係数を低減するのに貢献できる。
【0609】圧縮力は、リフロー半田付けの後か、又は
絶縁材料2530を施した後に除去可能である。
【0610】この構成は、例えば、複数の電子コンポー
ネント(裸のパッケージ未実装のメモリチップ等)を、
印刷回路基板の各側に実装、及び電気的に接続するのに
適している。例えば、メモリ(例えば、RAM)モジュ
ールが、この技法により形成可能であり、図36A−C
に示すように、PCBの片側又は両側で、エッジ間で実
装された多数のメモリチップを有する。このようにして
製作されたSIMM(シングル・インライン・メモリ・
モジュール)モジュール(ボード、カード)が、従っ
て、同一チップを用いる「標準的な」SIMMモジュー
ルよりも、ずっと大きな記憶容量を有することができ、
しかも、PCBに半田付けにより組み立てられたパッケ
ージ済みチップを有する低容量SIMMよりも、低いコ
スト(チップのコストは除外)で製造可能である。
【0611】一般に、本発明に従って、電子アセンブリ
を製造することにより、更に多くの半導体チップが、P
CB上の「実装面積」を更に有効に利用して、所与のP
CB領域に実装可能となる。更に、PCBに実装された
ダイは、パッケージ実装(例えば、プラスチックパッケ
ージ実装)されないので、そこにダイが取り付けられ
る、PCBの全体の厚さが、パッケージ済みダイの慣用
的なアセンブリを用いるよりも小さくなる。
【0612】図25のアセンブリ、及び続いて説明する
印刷回路基板への電子コンポーネント(例えば、半導体
ダイ)のアセンブリは、パッケージ実装技法と考えられ
るが、半導体ダイは、「パッケージ実装」の慣用的な意
味において、パッケージ本体内に完全には配設されな
い。
【0613】図25に記載の手法に対する代替の手法
は、復元性のある接触構造(2504、2506、25
10、及び2512)が、基板2520から(図25に
示すように、電子コンポーネント2502及び2508
からではなく)始まって、それ自体復元性のある接触構
造を有する相互接続基板に対して、2つのシリコンダイ
(2502、2508)の両面フリップチップ取付けを
もたらす場合であろう。
【0614】実際には、復元性のある接触構造に、主
に、復元性のある接触構造の先端にといったように、あ
る量の半田で保護膜が施される(予備湿潤化される)。
部品を寄せ集めて加熱すると、半田はリフローして、
「砂時計」結合部を形成するが、これは、半田の大部分
は、復元性のある接触構造の近位端と遠位端に分布し
て、最小量の半田が、復元性のある接触構造の曲げ(ば
ねの)部分に残ることによる。これは、復元性のある接
触構造が、基板(例えば、2520)に実装されるか、
又は電子コンポーネント(例えば、2502、250
8)自体に実装されるかに関係しない場合であろう。代
替として、少量の半田ペーストをパッド(例えば、25
22)に施して、そこに、(リフロー加熱により)接触
構造の先端を固定することも可能である。
【0615】このアセンブリ、及び本明細書に記載の他
の電子アセンブリの重要な態様は、従順な(純粋に復元
性のあることも含む)接触構造(例えば、2504)
が、素子に損傷を与えることなく、シリコン素子(例え
ば、2504)に直に実装可能な点にある。かかる接触
子は、電子コンポーネントの最終的なパッケージ実装の
前に、電子コンポーネントを有効にする(試験、エージ
ング)のに極めて十分適している。更に、かかる従順な
接触構造は、電子コンポーネント(例えば、2502)
と、それが実装されるコンポーネント(例えば、252
0)との間の熱膨張率の差を吸収し、それによって、製
作される相互接続子の信頼性を増大することが可能にな
る(例えば、図44の説明を参照)。
【0616】従来技術を検討すると、過去において、シ
リコン上に直に接触構造(半田バンプ型式の接触子では
なく)を配置するために、限られた努力がなされてきた
ことが分かるであろう。例えば、上述の米国特許第4,95
5,523 号(発明者「Raychem」)では、ワイヤ(7)
が、集積回路チップ等の電子コンポーネント(1)上の
接触子(3)にボンディングされる。ワイヤは、共にほ
ぼ同じ長さとなるように切断される。絶縁材料(17)
が、ワイヤと接触子の間のボンディングを封止するため
に、1つの層としてコンポーネントの表面に施される。
絶縁材料は、Raychem 特許には、部分的に結晶化してい
るような、比較的柔軟なポリマーであると記載されてい
る。かかる層に必要なのは、思うに、接触子にワイヤを
固定する際の手助けであり、恐らくボンディングの完全
性を増強することであろう。それとは対照的に、以前に
述べたように、本発明の技法によれば、保護膜は、ワイ
ヤステムを端子に確実に固定し、結果としての接触構造
に所望の復元性/コンプライアンスを付与し、また保護
膜は(大部分の実施例において)、導電性の金属性材料
である。保護膜の固定するという機能は、圧縮力に反作
用する復元性のある(又は、従順な)接触構造に関係し
て、特に当を得ている。以下で述べるが、本明細書に記
載の実施例の大部分において、ワイヤステム自体は、そ
れに保護膜が施されてしまうと、本質的に不要になる。
同じことは、Raichem 特許の技法が、本発明に対して呈
示するようなどんな類似点にもかかわらず、Raichem 特
許の技法では明確に言及できなかったはずである。
【0617】図25その他に示すような実施例に対する
微妙な利点は、「カード」(「カード」は、この状況で
は、基板(例えば、2520)に予めアセンブリされた
電子コンポーネント(例えば、2502)からなる)の
「目録」を予め製造(及び、予め試験)可能であり、後
ほど更に複雑なアセンブリ(以下の図37に示すよう
な)に結合される点にある。
【0618】図25−32において、ばね(復元性のあ
る、又は従順な)接触子が実装される電子コンポーネン
ト(例えば、2502)のアセンブリが、相互接続基板
(例えば、2520)に接続される様子が示されてい
る。接触子が、相互接続基板から始まるために、「反
転」可能なことは、本発明の範囲以内であり、その場
合、相互接続基板は介在体(と呼べるもの)になるであ
ろう。しかし、これは、好ましくなく(すなわち、相互
接続基板を、接触子が実装された介在体として用いるに
は)、更に効果的な介在体の構成は上記で説明した(例
えば、図17A−22Fを参照)。図25−32に示す
電子アセンブリの実施例において、一般的に好ましいの
は、電子コンポーネント(例えば、2520)が、相互
接続基板(例えば、2520)上の接触パッド(252
2)に半田ペーストを施して、アセンブリが組み立てら
れる度に、半田ペーストをリフローすることにより、相
互接続基板(例えば、2520)に半田付けされること
であろう。
【0619】図26は、事例2の図26と類似であり、
電子コンポーネント2602及び2608のアセンブリ
の他の実施例2600を示し、これらの電子コンポーネ
ントは、図25のアセンブリ2500と同様である例示
的な仕方で、電子コンポーネントの表面2602a及び
2608aから延伸する、復元性のある接触構造260
4、2606、2610、及び2612を有する。前の
実施例2500の場合、圧縮力(「F」)が、PCB
(2520)に対して、電子コンポーネント(2502
及び2508)を屈曲可能に押し当てるために利用さ
れ、また、電子コンポーネント(2502及び250
8)が、半田自体(2540)か、又は絶縁材料(25
30)により、適所に保持されたのに対して、この実施
例の場合、電子コンポーネント2602及び2608
は、PCB2620の表面2620a及び2620b上
に配設される(に実装される)、ばねクリップとして機
能する(ばねを保持する)、特別形成のワイヤステム2
630、2632、2634、及び2636の手段によ
り、PCB2620に対して適所に保持される。4つの
かかるばねクリップ2630、2632、2634、及
び2636が示されている。これら特別形成のワイヤス
テム(ばねクリップ)2630、2632、2634、
及び2636は、復元性のある接触構造が、電気的接続
をなすことを意図した仕方で適切に、復元性があるよう
に保護膜生成されるが、導電性がある必要はない。
【0620】一般に、ばねクリップは、PCB上の複数
の場所に配設されるため、それらは互いに協働して、対
応する電子コンポーネントをPCBに固定することにな
る。例えば、矩形の電子コンポーネントをPCBに固定
するために、4つのばねクリップが使用されて、対にあ
る電子コンポーネントの対向側エッジに係合する。例示
の明瞭化のために、電子コンポーネント当たり2つのば
ねクリップしか示していない。
【0621】図示のように、ばねクリップの代表例26
30が、電子コンポーネント2602の復元性のある接
触構造を、介在体構造2620に対して圧縮(押圧)さ
れたままにせしめるような形状に仕立てられる。もっと
具体的には、ばねクリップ2630は、PCB2620
の上部(図で見て)表面2620aから上方へと概ね直
線に延伸し、内方へと(ばねクリップ2632に向かっ
て)曲げられ、更に外方へと(ばねクリップ2632か
ら離れて)曲げられると、電子コンポーネントを、ばね
クリップ2630と2632の先端間に「挿入」するこ
とが可能になる。ばねクリップ2632は、ワイヤステ
ム2630の「鏡像」である。このようにして、電子コ
ンポーネント2602は、破線で示す電子コンポーネン
ト2602の初期位置で表されるように、ばねクリップ
2630と2632の先端間に挿入されて、介在体構造
2620に向かって押圧され(不図示の手段により)、
ばねクリップ2630と2632の先端を外方に(「O
UT」で表記する矢印で示すように、互いから離れて)
偏向し、電子コンポーネント2603が最終位置(実線
で示す)に達すると、ばねクリップ2630と2632
の先端の曲げ部が、互いに向かって「スナップ」して戻
り、電子コンポーネント2602の背部2602bに係
合する。好適には、ワイヤステム2604と2606
は、電子コンポーネント2602がばねクリップ263
0と2632の先端を拡げ始めた後に、PCB2620
上の対応するパッドに接触し始める(従って、圧縮し始
める)。明らかに、意図しているのは、電子コンポーネ
ントが、適所(実線で示すような)に「差し込まれる」
際に、ワイヤステム2604と3606は圧縮されるこ
とになることである。ばねクリップ2634及び263
6は、ワイヤステム2630及び2632と同様にして
動作するように仕立てられる。電子コンポーネント26
08が、電子コンポーネント2602と等しく、それら
の対応する復元性のある接触構造(2604、260
6、2610、2612)ステムが等しい場合、ばねク
リップ2634及び2636は、ばねクリップ2630
及び2632と等しい方が好ましい。ばねクリップ26
30、2632、2634、及び2636が主に意図し
ているのは、電子コンポーネント2602及び2608
を、PCB2620に対して適所に保持することであ
り、例えば、これらのばねクリップ(すなわち、その曲
げ部)と、電子コンポーネント2602の背部表面26
02b及び2608bとの間にもたらされる任意の電気
的接続は、幾分付属的なものであるが、電子コンポーネ
ントの背部への接続は、電子コンポーネントの「本体」
を接地(又は、他の任意の選択された)電位に確立する
際に有用となり得る。
【0622】この実施例2600において、エッジコネ
クタ(図25の2532及び2534に匹敵)は、あっ
たとしても、例示の明瞭化のために省略される。前の実
施例2500の場合のように、PCB接触パッドは、P
CBへの挿入の前に、半田2640で予め被覆可能であ
り、またアセンブリが炉を通過して、復元性のある接触
構造の遠位端とPCB接触パッドの間に、半田接続をも
たらすことが可能である。ここで理解されたいのは、P
CB接触パッド上に配設される半田の量は、復元性のあ
る接触構造の遠位端を固定するのに十分であるように制
御されることであり、半田が、復元性のある接触構造
(これは、半田が、復元性のある接触構造の曲げ部上に
流れる場合に恐らく生じる)の復元性を付与するであろ
うことには限らない。
【0623】図26のアセンブリ2600、又はばねク
リップその他を伴う、本明細書に開示の他のアセンブリ
実施例のいずれかと同じ状況で、電子コンポーネントが
PCBに半田付けされないことは、本発明の範囲内であ
る。これによって、例えば交換及び更新のために、電子
コンポーネントを取り外すことが容易になるであろう
が、これは単純に、ばねクリップの端部を外方に(「O
UT」で表記した矢印を参照)手で押して、PCBとの
係合から電子コンポーネントを解放することによりなさ
れる。
【0624】また、復元性のある接触構造(2604、
2606、2610、2612)が、基板(2620)
上で始まることも、本発明の範囲内であり、その場合、
表面上に互換性のある接触パッド(半田付け性の良い金
属化)を有する半導体素子等の電子コンポーネント(2
602、2608)が、単純に、適所に「差し込まれ
て」、それらの接触パッドが、復元性のある接触構造の
先端に接触する。
【0625】明らかに、ばねクリップ(例えば、263
0、2632、2634、2636)が使用される場
合、半田(2640)その他(例えば、導電性エポキ
シ)は、本質的でなく、むしろ任意的である。これは、
直ぐ下で説明する図27の実施例の場合のように、「保
持手段」が使用される他の実施例についても言えること
である。
【0626】図27は、事例2の図27と類似であり、
印刷回路基板2720の片側にのみ、電子コンポーネン
ト2702(図示では多くのうち1つ)を実装、及び電
気的に接続する実施例2700を示し、基本的に、図2
6の構成2600の「半分」(すなわち、図で見て、上
部)である。
【0627】前の実施例(2600)の場合のように、
この実施例2700において、復元性のある接触構造2
704及び2706が、任意の適切な仕方で(例えば、
半田付け、ろう接)、電子コンポーネント2702の前
部表面2702aに実装される。やはり理解されたいの
は、この配列が反転されて、その結果接触子が、基板2
702に実装(基板から延伸)できる、ということであ
る。
【0628】電子コンポーネント(例えば、2702)
が、相互接続基板(例えば、2720)に対して圧縮状
態に維持されるアセンブリのいずれかにおいて、半田付
け(又はその他、エポキシを施すこと等)は一般に任意
なことは、本発明の範囲内である。圧縮は、信頼性の良
い電気的相互接続をもたらすのに十分であり、また電子
コンポーネントの交換(例えば、更新又は修理のため
に)は、唯一圧縮に頼ることにより、確かに幾分簡略化
されるであろう。(例えば、クリップ2730及び27
32を拡げ、コンポーネント2702を取り外し、別の
類似のコンポーネントで置き換えるといった具合になさ
れる。)前の実施例(2600)の場合のように、この
実施例2700において、電子コンポーネント2702
は、PCB2720の上部(図で見て)表面2720a
に実装されたばねクリップ2730及び2732の手段
により、PCB2720に機械的に実装される。
【0629】この図には、半田(2540、2640に
匹敵)は示されない。これは、電子コンポーネント27
02が、取り外し可能なように(ばねクリップを偏向す
ることにより)、PCB2720に注意深く実装される
ことを示す。
【0630】任意の外部ばね要素、クランプ、その他
が、例として示したばねクリップ(2730、273
2)の代わりに使用可能なことは、本発明の範囲内であ
る。
【0631】図25、26、及び27は全て「印刷回路
基板」(2520、2620、及び2720)を参照す
るが、理解されたいのは、端子が形成可能であり、そこ
に、電子コンポーネントに実装された復元性のある接触
構造が電気的に接続可能である、任意の適切な基板とす
ることができる、ということである。
【0632】図26の実施例2600がそうであったよ
うに、復元性のある接触構造(2704、2706)
が、基板(2720)上で始まることは、本発明の範囲
内であり、その場合、表面上に互換性のある接触パッド
を有する電子コンポーネント(2702)が、単純に、
適所に「差し込まれて」、電子コンポーネントの接触パ
ッドが、基板の復元性のある接触構造の先端に接触す
る。
【0633】一般に、図25−30の実施例は全て、復
元性のある接触構造を、代替例ではあるがPCBにでは
なく、電子コンポーネントに実装することを意図する。
【0634】図28は、事例2と類似であり、PCB2
820に電子コンポーネント2802(半導体ダイ等
の)のアセンブリの実施例2800を示し、これは、図
27の実施例2700の場合のように、電子コンポーネ
ント2802の取り外しを容易にすることを意図したも
のである。
【0635】電子コンポーネント2802は、前記の任
意の適切な仕方で、その表面に実装され、またその表面
から突出する、複数(図示では多くのうち2つ)の復元
性のある接触構造2804及び2806を有する。序の
場合、復元性のある接触構造2804及び2806は、
復元性のある接触構造2804及び2806を、印刷回
路基板2820の対応するメッキされたスルーホール内
に滑り嵌め挿入するのが可能なる形状を有するように構
成される。この構成の1つの利点は、電子コンポーネン
ト2802が、印刷回路基板2820から容易に取り外
され(切り離され)て、置き換えられる(例えば、欠陥
のあるコンポーネントを交換する、又はコンポーネント
を更新するために)。印刷回路基板2820の1つ以上
の(すなわち、両方の)表面上の導電トレースは、例示
の明瞭化のために省略している。
【0636】もっと具体的には、復元性のある接触構造
2804及び2806の遠位端領域が、スルーホール2
822及び2824の内径「D」よりも僅かに、例えば
0.0003から0.0005インチ大きい距離「d」
だけ、横方向に(図で見て、頁を横切って)延伸する曲
げ部を有するように成形される。これによって、復元性
のある接触構造の両端が、メッキされたスルーホール内
に滑り嵌め(復元的に、僅かな締り嵌めで)することに
なる。このアセンブリ2800は、もちろん半田付けで
きるが、半田付けは、PCB(2820)からの電子コ
ンポーネント(2802)の取り外し易さを減じること
になる。
【0637】上述のように、本発明によれば、半導体コ
ンポーネントに復元性のある接触構造を実装するための
好適な実施例が存在する。図25−29だけでなく、本
明細書に記載のアセンブリの後続の実施例も、図1C−
1Eに記載の技法を示し、ここで、復元性のある接触構
造2804及び2806(130に匹敵)が、パッシベ
ーション層2808(124に匹敵)を貫通する導電パ
ッド2810(132に匹敵)に固定される。
【0638】図28の実施例は、その「簡素性」ゆえに
洗練されている。電気的接触構造(2804、280
6)が、シリコン電子コンポーネント(2802)に容
易に実装され、これが次いで、印刷回路基板(282
0)の慣用的なメッキされたスルーホール内に「差し込
み」可能である。このようにして、電子コンポーネント
上の「ばね」(すなわち、接触構造)が、スルーホール
の壁(メッキされたボア)に対してばね負荷される。電
子コンポーネントは、任意として、適所に半田付け可能
である(例えば、スルーホール内にある量(少量)の半
田ペーストを施し、その半田ペーストをリフローするた
めに、アセンブリを加熱することにより)。
【0639】図29は、事例2の図29と類似であり、
図26の実施例2600と同様にして、印刷回路基板
(PCB)2920への2つの電子コンポーネント29
02及び2908のアセンブリの他の実施例2900を
示す。この場合、ばねクリップ2930、2932、2
934、及び2936は、PCB2920にではなく、
電子コンポーネント2902及び2908自体に実装さ
れ、同様に機能して、PCB2920に対して、コンポ
ーネント2902及び2908の機械的な結合をもたら
す。2つのばねクリップ(「ラッチばね」)2930及
び2932は、図示のように、電子コンポーネント29
02の前部表面2902aから延伸する。2つのばねク
リップ(「ラッチばね」)2934及び2936は、図
示のように、電子コンポーネント2908の前部表面2
908aから延伸する。
【0640】図示のように、ばねクリップの代表例29
30が、電子コンポーネント2902の復元性のある接
触構造を、介在体構造2920に対して圧縮(押圧)さ
れたままにせしめるような形状に仕立てられる。もっと
具体的には、ばねクリップ2930は、電子コンポーネ
ント2902の前部表面2902aから上方へと概ね直
線に延伸し、外方へと(ばねクリップ2932から離れ
て)曲げられ、次に内方へと(ばねクリップ2932に
向かって)曲げ戻される。ばねクリップ2930の遠位
部分における曲げ部は、PCB2920を介して延伸す
る、対応するスルーホール2922内に適合するよう
に、寸法決め、成形、及び位置決めされる。ばねクリッ
プ2932は、ばねクリップ2930のようにして、寸
法決め、及び成形されて、PCB2920を介して延伸
する、対応するスルーホール2924内に適合するよう
に位置決めされる。これらのスルーホール2922及び
2924は、メッキされないとして示されている。しか
し、それらが、メッキされたスルーホールであっても可
能なことは、本発明の範囲内であり、メッキされると、
電気的接続が、ばねクリップ2930及び2932によ
り、電子コンポーネント2902とPCB2920との
間にもたらされ得る(図28の実施例2800と同様に
して)。電子コンポーネント2902が、矢印「F」で
示すように、PCB2920に対して押圧されると、ば
ねクリップ2930及び2932は、ホール2922及
び2924に入り、偏向及びスプリングバックし、その
結果、それらが、PCB2920の対向側2920bを
「捕捉」する。これによって、復元性のある接触構造2
904及び2906が、PCB2920の表面2920
a上の対応するスルーホール2922及び2924に対
して圧縮されて、電子コンポーネント2902が、PC
B2902に機械的に固定される。コンポーネント29
02を取り外すには、ばねクリップ2930及び293
2の遠位先端を、それらが、スルーホール2922及び
2924を介して引き出されるように、操作する必要が
ある。ばねクリップ2934及び2936は、ばねクリ
ップ2930及び2930と同様にして作動し、これ
は、PCB2920内の対応するスルーホール2926
及び2928に嵌合させて、PCB2920に電子コン
ポーネント2908を固定することによる。
【0641】一般に、電子コンポーネントとPCBの間
に、取り外し可能な相互接続をもたらすために、復元性
のある接触構造は、PCBに半田付けされない。しか
し、復元性のある接触構造が、例えば図25の実施例2
500に関連して説明したようにして、PCBに半田付
け可能なことは、本発明の範囲内である。
【0642】半田が使用されず、また、コンポーネント
(2902、2908)と基板(2920)間の電気的
接続が、機械的な接触に唯一頼る場合、復元性のある接
触構造には、超小型突起(上記のような)、幾何形状付
き先端(プローブ実施例に関連して上記で説明したよう
な)を有するように、保護膜を施すことが可能である。
いずれの場合でも、電子コンポーネント(2902、2
908)は、基板(2920)上の適所に「戻り止め」
され、そこで、ラッチばね(2930、2932、29
34、2936)により保持される。
【0643】図26の実施例2600の基本的に「半
分」である、図27の実施例2700と同様にして、図
29の実施例2900も、基板(2920)への1つの
電子コンポーネント(例えば、2902)の実装を容易
にして、例えば同様の「圧力接触」(半田を用いない場
合)相互接続をもたらすために、「半分にする」ことが
でる。
【0644】一般に、PCBに対して電子コンポーネン
トを圧縮するための手段(例えば、ばねクリップ)を有
する、本明細書に開示の電子アセンブリの実施例におい
て、復元性のある接触構造の遠位端を半田付けすること
は任意であり、また、復元性を減じた接触構造(例え
ば、直線のピン状構造)を、半田が使用される場合に、
利用することができよう。しかし、以下で更に詳細に説
明するように(例えば、図44を参照)、成形済み接触
構造の方が好ましい。というのは、それらによって、熱
膨張、その他の影響の吸収が容易になるためである。
【0645】図30は、事例2の図30と類似であり、
印刷回路基板(PCB)3020に、2つの電子コンポ
ーネント3002及び3008を実装する他の実施例3
000を示す。上記で説明したようにして(例えば、図
25の実施例2500に関連して)、復元性のある接触
構造3004及び3006が、電子コンポーネント30
02の前部3002aから延伸して、PCB3020の
表面3020a上の対応するパッド3022及び302
4に接触し、また、復元性のある接触構造3010及び
3012が、電子コンポーネント3008の前部300
8aから延伸して、PCB3020の表面3020b上
の対応するパッド3026及び3028に接触する。両
方の電子コンポーネント3002及び3008は、
「F」で表記した矢印で示すように、PCB3020に
対して押圧され、またこの図は、PCB3020に電子
コンポーネント3002及び3008を固定する、2つ
の技法を示す。
【0646】コンポーネント3002には、位置合わせ
ピン3030及び3032が設けられ、これらは、図2
Eに関連して、上記で説明したようにして形成される。
これらの位置合わせピン3030及び3032は、復元
性がある必要はなく、また導電性である必要もないが、
それらは、コンポーネント3002に容易に実装され、
成形(直線に)されて、コンポーネント3002の前部
表面3002aから延伸する、復元性のある接触構造3
004及び3006を形成するのに使用されるのと、同
一の工程ステップで保護膜が施される。ピン3030及
び3032は、PCB3020を介して延伸する、対応
するスルーホール(2922及び2924に匹敵)に嵌
合するように、寸法決め、及び位置決めされる。これら
のピン3030及び3032は、PCB3020に対し
てコンポーネント3002の位置を単純に合わせて、P
CB3020の表面3020a上の対応するパッド30
22及び3024に対する、復元性のある接触構造30
04及び3006の遠位端の適切な位置合わせを保証す
る。コンポーネント3002は、矢印「F」で示すよう
に、PCB3020に対して圧縮されて、そこに、適切
な接着剤3070(部分断面で示し、図25の2530
に匹敵)で固定される。
【0647】コンポーネント3008には、初期には直
線の位置合わせピン3034及び3036が設けられ、
これらは、図2Eに関連して、上記で説明したようにし
て形成される。これらの位置合わせピン3034及び3
036は、復元性がある必要はなく、また導電性である
必要もないが、それらは、コンポーネント3008に容
易に実装され、成形(直線に)されて、コンポーネント
3008の前部表面3008aから延伸する、復元性の
ある接触構造3010及び3012を形成するのに使用
されるのと、同一の工程ステップで保護膜が施される。
ピン3034及び3036は、PCB3020を介して
延伸する、対応するスルーホール(2926及び292
8に匹敵)に嵌合するように、寸法決め、及び位置決め
される。これらのピン3034及び3036は、PCB
3020に対してコンポーネント3008の位置を初期
に合わせて、PCB3020の表面3020b上の対応
するパッド3026及び3028に対する、復元性のあ
る接触構造3010及び3012の遠位端の適切な位置
合わせを保証する。コンポーネント3008がPCB3
020に対して圧縮されると、そこに固定されるが、こ
れは、図示のように、ピン3034及び3036の遠位
端を曲げて、PCB3020の表面3020aに支承す
ることによりなされる。これは、基板3020に面対向
して、コンポーネント3008を適所に「ロック」す
る。
【0648】この実施例の場合に、留意されたいのは、
ピン3030、3032、及びピン3034、3036
が、(それらの近位端において)電子コンポーネント3
002及び3008の表面3002a及び3008a上
の、それぞれ、導電パッド3050、3052、305
4、及び3056にボンディングされること、また、こ
れらのパッド(すなわち、3050及び3052)が、
パッシベーション層3060(図28の2808に匹
敵)の上にあることである。これらのパッド3050及
び3052は、復元性のある接触構造3004及び30
06のワイヤステムがボンディングされる接着パッドを
形成するのと、同じ材料から及び同じステップで適切に
形成される(図1C−1Eの金属性層126、及びホト
レジスト128に匹敵)。
【0649】この例の場合、復元性のある接触構造30
04及び3006が、例えば図25の実施例2500の
仕方で、PCB3020上の対応するパッド3022及
び3024に、半田付けされる(半田3040で)こと
が示されている。上述のように、導電性エポキシが、半
田の代わりに利用可能である。また、復元性のある接触
構造3010及び3012は、半田付けされずに、上部
屈曲の位置合わせピン3034及び3036により、P
CB3020上の対応するパッド3026及び3028
との密接触状態に保たれる。
【0650】2つのコンポーネント3002及び300
8が、2つの異なる仕方で、PCBに固定されることを
例示したが、これは単なる例示に過ぎない。両方のコン
ポーネントを、同じ仕方でPCBに固定することも可能
である(例えば、共に位置合わせピン及び接着剤によ
り、共に半田付けして、等)。
【0651】実際には、下側の(図で見て)電子コンポ
ーネント(3008)が、まず適所に置かれ、次にその
ピン(3034、3036)の上部が曲げられ、その
後、上側の電子コンポーネント(3002)が、基板上
に実装されることになる。上記の実施例の場合のよう
に、任意的なのは、半田を用いて、コンポーネント(注
目すべきは、曲げ付き位置合わせピンを有するコンポー
ネント3008)と基板(3020)の間に、電気的接
続をもたらすことであり、ユーザは好んで、電気的接続
(及び、電子コンポーネントの更に簡単な取り外し)の
ために、復元性のある接触構造の先端が、基板上のパッ
ドに積極的に接触するのを当てにする。しかし、少量の
半田ペースト(例示の明瞭化のために、また前記半田/
エポキシは任意であることを示すために、この図から省
略している)が、アセンブリ工程において、パッド30
26及び3028に施されて、パッド3022及び30
24上の少量の半田ペーストと共にリフローされること
のほうが、一般的には好ましい。一般に、ピン3034
及び3036の上部の曲げは、後続の工程ステップ(例
えば、他のコンポーネント3002の実装、及びアセン
ブリのリフロー)時に、コンポーネント3008が、基
板3002から外れて落ちないように保持することを意
図したものである。従来技術の場合、(下側のコンポー
ネント3008を基板3002に)糊付けする等の技法
が使用されていた。
【0652】接着剤(例えば、2530、3070)を
利用することは既に説明したが、これは、通常ロック構
造(例えば、3034、3036)が存在しない場合
に、基板(例えば、2520、3020)に電子コンポ
ーネント(例えば、2502、3002)を固定すべく
機能することになる。好適には、接着剤は、硬化すると
縮小することになる型式である。
【0653】2つのコンポーネント(例えば、300
2、3008)には、位置合わせピンが設けられて、そ
のピンのいずれも曲げることなく、基板(3020)に
固定されることは、本発明の範囲内である。かかる場
合、コンポーネントの各々と基板の間の接着剤が好適で
あり、この構成は、図30の上半分を鏡像化した(両側
が同一の)ものの「ように見える」であろう。
【0654】電子デバイスを含むアセンブリ 図25−30は、如何にして、電子コンポーネント(例
えば、2502)が、印刷回路基板型式の基板(例え
ば、2520)の一方の側(例えば、2502a)に固
定できるのか、また如何にして、別の電子コンポーネン
ト(例えば、2508)が、印刷回路基板型式の基板
(例えば、2520)の他方の側(例えば、2502
b)に固定できるのか、を記載している。
【0655】図31及び32は、以下で説明するが、事
例2の図31及び32と類似であり、如何にして、減結
合コンデンサ(又は抵抗、或いは他の任意の型式の電子
コンポーネント)等の電子デバイスが、回路基板への電
子コンポーネントのアセンブリに組み込むことができる
のかを示す。
【0656】電子コンポーネントのアセンブリにおい
て、減結合コンデンサを利用することは、アセンブリに
おける半導体素子の性能にとって有利となるとして、一
般に周知のところである。一般的な提案として、減結合
コンデンサが、半導体素子に近くなるほど、その効果は
大きくなる。伝統的なパッケージ実装技法は、一般的に
言うと、本質的にこの目標を達成しにくい。
【0657】図31は、印刷回路基板3120の2つの
側3120a及び3120bに実装された、それぞれ、
2つの電子コンポーネント3102及び3108の実施
例3100を示す。
【0658】大きな開口(アパーチャ)3150が、好
適には電子コンポーネント(3102、3108)の直
下である位置に、PCB3120を介して設けられる。
アパーチャ3150は、深さ寸法を有し、PCB312
0の厚さ(図で見て、垂直寸法)で始まり、円形又は矩
形(又は、他の任意の形状)とすることができる領域
(図で見て、頁内への)を有する。この説明の目的のた
めに、前提として、開口3150は円形であり、直径を
有するものとする。
【0659】開口3150には、メッキされたスルーホ
ールを製作するのと幾分同様にして、メッキ材料が設け
られる。この例示の場合、第1のメッキ3152が、開
口3150の左(図で見て)側に配設されて、ホール3
150の円周まわりで部分的にのみ(180度より少な
い)延伸する。第2のメッキ3154(これはもちろ
ん、第1のメッキ3152と同じ工程ステップで製造さ
れる)が、ホール3150の右(図で見て)側に配設さ
れて、ホール3150の円周まわりで部分的にのみ(1
80度より少ない)延伸する。メッキ3154は、PC
Bの上側3120aのトレース3156に接続されるも
のとして示されている。
【0660】復元性のある接触構造3104及び310
6が、電子コンポーネント3102の面(図で見て、下
側表面)に実装され、復元性のある接触構造3110及
び3112が、電子コンポーネント3108の面(図で
見て、上側表面)に実装されるが、これは上記のように
してなされる。
【0661】この実施例の電子アセンブリの1つの利点
は、電子デバイス(3160)と電子コンポーネント
(3102、3108)の間に実施可能である、極めて
短い経路にある。例えば、復元性のある接触構造310
6は、明らかに、電子コンポーネント3102の電源
「ピンアウト」の1つ(すなわち、電源又は接地、或い
はVSS又はVDD)と関連付けられる。
【0662】電子デバイス3160が、この場合コンデ
ンサであるが、ホール3150内に配設され、そこから
延伸する2つのリード(タブ又はプレートとすることも
できる)3162及び3164を有する。図示のよう
に、一方のリード3162がメッキ3152に接続さ
れ、他方のリード3164がメッキ3154に接続され
る。(メッキ3152及び3154は、互いに「短絡」
されない。)この図に明確には示していないが、メッキ
3152は、電子コンポーネント3102の復元性のあ
る接触構造(不図示)が、そこに押圧されるパッドで終
端するトレースと関連付けられる(接続される)であろ
う。
【0663】コンデンサ(3160のような)等のコン
ポーネントを、パッケージ済み半導体素子(3102が
パッケージ実装されていないのを除いて、3102のよ
うな)等の他のコンポーネントの直下に、配置すること
は一般に知られており、これは例えば、コンポーネント
(3160)を、回路基板(例えば、3120)のポケ
ット(窪み)内に載置することによりなされる。記載の
実施例3100は主に、印刷回路基板(3120)上の
価値ある実装面積を「浪費」することなく、コンポーネ
ント(3160)を他のコンポーネント(3102)の
近くに配置できる能力を備えた、復元性のある接触構
造、及びそれらの組合せの利点に目を向けたものであ
る。
【0664】図32は、印刷回路基板3220の2つの
側3220a及び3220bに実装された、それぞれ、
2つの電子コンポーネント3202及び3208の他の
実施例3200を示す。
【0665】復元性のある接触構造3204及び320
6が、電子コンポーネント3202の面(図で見て、下
側表面)に実装され、復元性のある接触構造3210及
び3212が、電子コンポーネント3208の面(図で
見て、上側表面)に実装される。
【0666】この例の場合、PCB3220の上側表面
3220a、及び下側表面3220bには、導電パッド
3252、3254、3256、及び3258が設けら
れ、これらは、トレースの配線等の任意の周知の仕方
で、複数の導電パッド3222、3224、3226、
及び3228のうちの選択された1つに接続される(不
図示)。
【0667】2つのリード3262及び3264を有す
る、コンデンサ等の第1の電子デバイス3260が、P
CB3220の上部表面3220aに実装されて、リー
ド3262及び3264は、それぞれ、導電パッド32
52及び3254に接続される。
【0668】2つのリード3272及び3274を有す
る、コンデンサ等の第2の電子デバイス3270が、P
CB3220の下部表面3220bに実装されて、リー
ド3272及び3274は、それぞれ、導電パッド32
56及び3258に接続される。
【0669】図31の実施例3100に関連して、上述
のように、コンポーネントの直下にコンポーネントを配
置するという概念は、全く新しいものではない。しか
し、この実施例3200に十分に示すように、印刷回路
基板(3220)に窪みその他を設けることなく、コン
ポーネント(例えば、3260)を他のコンポーネント
(例えば、3202)の直下に配置することを可能にす
る、半田バンプその他とは異なった、極めて高い(長
い)接触構造を製造できる能力により、特異な利点が生
じる。
【0670】復元性のある接触構造が、電子コンポーネ
ントに実装されるアセンブリのいずれかにおいて、代替
実施例が容易に思い浮かぶことは、本発明の範囲内であ
り、そこでは、復元性のある接触構造が、PCBに実装
されて、電子コンポーネントであるが、半導体素子であ
る電子コンポーネントに関連した電子コンポーネント上
の選択された接触領域(例えば、接着パッド)に接触す
ることになり、復元性のある接触構造が、半導体素子に
直に実装されることが一般に好ましいであろう。更に、
復元性のある接触構造が実装されたPCB(相互接続基
板)は、一般に、介在体として(本明細書では)分類す
る。
【0671】一般に、半導体素子に復元性のある(又
は、従順な)接触構造を実装することを、本明細書で
は、「ばね搭載シリコン」と呼ぶ場合がある。
【0672】キャリア・アセンブリ 図33−35は、事例2の図33−35に類似であり、
電子コンポーネントのアセンブリの更なる実施例を示
し、この説明の目的のために、「キャリア・アセンブ
リ」と名付ける。
【0673】図33は、キャリア・アセンブリの実施例
3300を示す。多層基板3220が、電子コンポーネ
ント3302に接続するために、その上(図で見て)側
3320aから延伸する複数の復元性のある接触構造
と、マザーボード(不図示)等の電子コンポーネントに
接続するために、その下(図で見て)側3320bから
延伸する複数の復元性のある接触構造とを有する。
【0674】復元性のある接触構造の第1のグループ
(組)3322が、PCB3320の面3320a上の
第1のレベルに実装されて、そこから、PCBの上の所
与の「高さ」にまで延伸する。減結合コンデンサ等の電
子デバイス3370も、PCB3320の面3320a
に実装される。復元性のある接触構造の第2のグループ
(組)3324が、電子デバイス3370のレベルに実
装されて、そこから、復元性のある接触構造の第1のグ
ループ3322と同じ高さにまで延伸する。このように
して、復元性のある接触構造の両方のグループ3322
及び3324が、電子コンポーネント3302の平坦な
平面3302aに接続可能となる。これは、図6Aに関
連して上記で説明した状況と同様である。
【0675】PCBの下部表面3320bは、図示のよ
うに段差が付けられ、第1のレベルに配設される接触パ
ッド(端子)3324、3326、及び3328と、第
2のレベルに配設される接触パッド3330及び333
2と、第3のレベルに配設される接触パッド3334
(図示では1つ)を有する。第1のレベルは、第2のレ
ベルより高く(前部表面3320aから遠く)、第2の
レベルは、第3のレベルより高い。導体(トレース)及
びバイアが、既知の仕方で、多層PCB3320内に設
けられ、図示されている。セラミック(印刷回路基板材
料ではなく)から製作される多層基板3320に対し
て、モリブデン、及びタングステン等の導電材料が知ら
れている。基板3320の本体内でもたらされる相互接
続の詳細は、例示の明瞭化のために省略する。
【0676】復元性のある接触構造の第1のグループ3
380(図示では3つ)が、PCBの下部表面3320
b上の第1のレベルに実装され、破線「A」で示され
る、同じ高さに全てがある(すなわち、それらは、PC
Bの下部表面から同じ距離だけ延伸する)。3つの復元
性のある接触構造は、上記の任意の形状(例えば、図3
Bに示す形状)に構成されて、上記の物理的特性の所望
の任意の組(例えば、図5Fに関連して説明した可塑
性、及び弾性)が持たされる。
【0677】復元性のある接触構造の第2のグループ3
382(図示では2つ)が、PCBの下部表面3320
b上の第2のレベルに実装され、同じ高さに全てがある
(すなわち、それらは、PCBの下部表面から同じ距離
だけ延伸する)。復元性のある接触構造の第2のグルー
プ3382は、復元性のある接触構造の第1のグループ
3380よりも長く、破線「A」で示される、PCB3
320からの距離にまで延伸する。このようにして、復
元性のある接触構造3382の先端(遠位端)は、復元
性のある接触構造3380の先端と共平面にある。(図
6A−6Cに関連して、上記の共平面性の説明に匹敵)
同様にして、復元性のある接触構造の第3のグループ3
384(図示では1つ)が、PCBの下部表面3320
b上の第3のレベルに実装され、同じ高さに全てがある
(すなわち、それらは、PCBの下部表面から同じ距離
だけ延伸する)。復元性のある接触構造の第3のグルー
プ3384は、復元性のある接触構造の第2のグループ
3382よりも長く、破線「A」で示される、PCB3
320からの距離にまで延伸する。このようにして、復
元性のある接触構造3384の先端(遠位端)は、復元
性のある接触構造3380及び3382の先端と共平面
にある。
【0678】好適には、復元性のある接触構造338
0、3382、及び3384の全てが、それらの全長の
中間部において、同じ「曲げ部」を有するため、互いに
同じ復元性を示す。追加の長さ(例えば、接触構造33
80と面対向した接触構造3382の)は、接触構造の
復元特性を変えることなく容易に吸収でき、これは単純
に、3つの復元性のある接触構造の端(「脚」)部を適
切な距離だけ延ばして、曲げ部の構成を変えることな
く、必要な長さを補うことによりなされる。
【0679】上述のように、アセンブリに1つの減結合
コンデンサ(又は、複数の減結合コンデンサ)を含める
ことができる能力は、マイクロプロセッサ等のある種の
電子コンポーネントの性能輪郭に影響を与える、非常に
重要な考慮事項である場合が多い。一般に(すなわち、
経験則として)、半導体素子から減結合コンデンサへの
経路が短くなるほど、良好になる(例えば、そのインダ
クタンスが低くなる)。本明細書に示すアセンブリは、
非常に短い経路、従って高速マイクロプロセッサ等の電
子コンポーネント(3302)と印刷回路基板(332
0)との間に、低いインダクタンス結合をもたらす。更
に、電子コンポーネント3302が、裸のダイ(例え
ば、パッケージ未実装のマイクロプロセッサ)であるこ
とは、本発明の範囲内であり、これによって、更に短い
電気経路(復元性のある接触構造3324)が可能にな
る。
【0680】任意として、電子コンポーネント3302
は、電子コンポーネントを取り囲み、基板3320の上
部表面3320aに載置する蓋(カバー、部分的に示
す)3390を設けることにより、「パッケージ実装」
される。代替として、蓋を用いるのではなく、封止剤
(例えば、エポキシ)を用いて、電子コンポーネント
(3302)をパッケージ実装することが可能である。
【0681】図33に示すような構成の利点は、平坦な
又は段差付き(図示のような)下部表面を有し、また任
意的に、減結合コンデンサ(3370)その他を含む、
セラミック又はPCB基板(3320)には、その各側
に複数の復元性のある接触構造を「準備」可能であり、
半導体ダイ(3302)のフリップチップ型式の相互接
続に即座に対応できる。
【0682】図33(慣用的な半導体パッケージ実装技
術と対向関係にある)に示すようなアセンブリの一般的
な利点は、必要なバイヤの数が減少し、導体に利用可能
なスペースが更に広くなり(例えば、複雑な相互接続方
式をもたらすために、また基板上の導電トレースの経路
指定を改善するために)、コストが削減されるという点
にある。
【0683】複数の電子コンポーネント(3302)
が、共通の(単一の)基板(3320)に実装可能なこ
とは、本発明の範囲内である。また、基板に、その上部
(図で見て)表面(又は、基板の高い方のレベルによ
り、選択された領域において、覆われていない、多層基
板の低い方のレベル)から内部に延伸する窪み部を設け
ることが可能なことも、本発明の範囲内であり、その場
合、これらの窪み部におけるパッドから始まる復元性の
ある接触構造が、残りの復元性のある接触構造よりも短
い「脚部」を有することになり、これは、復元性のある
接触構造3324を、復元性のある接触構造3322よ
りも短く製作するようにしてなされる。
【0684】復元性のある接触構造3380、338
2、及び3384が、図28の復元性のある接触構造2
804及び2806のようにして形成され、その結果、
基板3320が、別の基板(基板2820に匹敵)に
「差し込み」可能となることは、本発明の範囲内であ
る。
【0685】ばね(復元性のある、又は従順な)接触子
を外部相互接続子(3380、3382、3384)と
して用いることにより、このようにしてパッケージ実装
されたコンポーネント(3302)が、容易に試験、及
び/又はエージングされ、また同一の外部相互接続子が
後に続いて、「差し込み可能」又は表面実装式その他
で、マザーボードその他に対して接続をなすのに利用可
能である。同じことが、本明細書に開示の他の実施例に
ついても一般的に言える。
【0686】図34は、印刷回路基板3420に実装さ
れた、電子コンポーネント3402の複合アセンブリの
実施例3400を示し、それらの間に減結合コンデンサ
3470が配設されるため、図33に関連して説明した
ように、低いインダクタンス結合を示す短絡経路が与え
られる。電子コンポーネント3402と、PCB342
0と、減結合コンデンサ3470とのアセンブリは、複
合アセンブリ3400の第1の部分アセンブリ3425
を構成する。
【0687】この例において、PCB3420の下部表
面3420bは、例示の明瞭化のために、段差付き(図
33に匹敵)としてではなく、平坦として示している。
電子コンポーネント3402と、PCB3420と、減
結合コンデンサ3470とのアセンブリ全体が、マザー
ボード、集積基板、その他とすることができる、別の印
刷回路基板3450に実装される。上記のようにして、
PCB3420(3320に匹敵)の下部表面に、その
下部表面3420bから延伸し、また共通の平面(図3
3の「A」に匹敵)へと延伸する、複数(図示では多く
のうち6つ)の復元性のある接触構造3421−342
6が設けられる。
【0688】マザーボード3450には、メッキされた
スルーホールの都合の良い延長部(マザーボード345
0上の上部表面3450aの)である、複数(図示では
多くのうち6つ)の接触構造3451−3456が設け
られる。復元性のある接触構造3421−3426の各
々の先端は、これらの接触領域3451−3456のう
ちの対応するものに接触して、そこに、半田3440で
示すように半田付けされる。上述のように、接触領域3
451−3456に、復元性のある接触構造3421−
3426の先端を半田付けすることは、アセンブリ34
40が、クランプ手段(不図示)によりマザーボード3
450にクランプされるとすれば、必要ではない。
【0689】理解されたいのは、半田を使用して、復元
性のある接触構造の先端と、導電パッド又は領域との間
に接続をもたらす、本明細書に記載の実施例のいずれか
において、「アセンブリ」を完成させるために、導電性
エポキシが、半田の代わりに使用可能である、というこ
とである。
【0690】また、理解されたいのは、単一の電子コン
ポーネントが、印刷回路基板(その他)に組み立てられ
る、本明細書に記載の実施例のいずれかにおいて、複数
の電子コンポーネントが、同様にして、印刷回路基板に
組み立て可能である、ということである。
【0691】図33の実施例3300が、図34に示す
ようにして(例えば、アセンブリ3425をアセンブリ
3300に置き換えることにより)、図34の3450
と類似のコンポーネントの頂部に実装可能なことは、本
発明の範囲内である。
【0692】図35は、印刷回路基板3520に実装さ
れた、電子コンポーネント3502の複合アセンブリの
他の実施例3500を示し、それらの間に減結合コンデ
ンサ3570が配設されるため、図33に関連して説明
したように、低いインダクタンス結合を示す短絡経路が
与えられる。電子コンポーネント3502と、PCB3
520と、減結合コンデンサ3570とのアセンブリ
は、複合アセンブリ3500の第1の部分アセンブリ3
525(3425に匹敵)を構成する。
【0693】この例において、PCB3520の下部表
面3520bは、例示の明瞭化のために、段差付き(図
33に匹敵)としてではなく、平坦として示し、また複
数の復元性のある接触構造(図34の3421−342
6に匹敵)ではなく、複数(図示では多くのうち6つ)
の接触パッド3521−3526が設けられる。
【0694】この例の場合、図14Bの介在体1720
と類似の介在体基板3560が、アセンブリ3525
と、マザーボード、集積基板、その他とすることができ
る別の印刷回路基板3550との間に配設される。複数
(図示では多くのうち6つ)の復元性のある接触構造3
561−3566が、介在体基板3560の上部表面3
560aから上方に(図で見て)延伸して、それらの先
端は、アセンブリ3525の下部表面(すなわち、PC
B3520の下部表面3520b)の対応する接触パッ
ド3521−3526に、この場合半田無しで接触す
る。(復元性のある接触構造3561−3566は、例
示の明瞭化のために、ワイヤステムに保護膜が施される
という詳細なしに示している。)マザーボード3550
には、図34のマザーボード3450の場合のように、
マザーボード3550内のメッキされたスルーホールと
関連付けられる、複数(図示では多くのうち6つ)の接
触領域3551−3556が設けられる。
【0695】複数(図示では多くのうち6つ)のバンプ
状(概ね復元性がない)接触構造3568(6つのうち
の1つのみを図に表記した)が、介在体3560の下側
表面3560bから延伸して、PCB3550状の接触
領域3551−3556に接触するように位置決めされ
る。これらの接触構造3568は、接触領域3551−
3556に半田付けされようと(図示のように)、され
なくても(不図示)よい。
【0696】図示のように、PCB3520、介在体3
560、及びPCB3550には各々、互いに位置があ
った状態で、複数(図示では多くのうち2つ)の穴が設
けられ、それらを介して、複数(図示では多くのうち2
つ)のねじ切りスタッド3530及び3532が延伸し
ている。スタッド3530及び3532の端部のナット
によって、アセンブリ3550全体が圧縮可能となり、
その結果、介在体3560の上部表面3560aにおけ
る復元性のある接触構造3561−3566が、PCB
3520の下部表面3520bにおける接触パッド35
21−3526に密に接触可能となる。介在体3560
の下部の接触構造3568が、まず(初期に)、PCB
3550上の接触領域3551−3556に半田付けさ
れる場合には、介在体3560に穴を設ける必要はな
い。いずれにしても、これは、機械的な手段(例えば、
上述のスタッド及びナット、代替としてナット及びボル
ト、カム、レバー、バンクリップ、その他)で、PCB
3550にアセンブリ3525を固定するための実行可
能な技法を表す。この実施例の利点は、前の実施例34
00におけるPCB3420の下部表面3420bに示
される、半田付け接続とは対照的に、PCB3520の
下部表面3520b上のパッド(3521−3526)
に接触するために、半田を用いない点にある。
【0697】ねじ切りスタッド(3530、3532)
以外の手段が、クリップ、ラッチばね、その他等によ
り、互いにアセンブリ(3520、3560、355
0)を保持するために使用されることは、本発明の範囲
内である。
【0698】PCB3550(及び任意として、介在体
3560)が、電子コンポーネント3502上で試験及
びエージングを行い、その後、アセンブリ(3525)
を、ノートブック・コンピュータ内のバザーボード等の
別のPCB(3550)に実装する等のために、試験ジ
グを構成することは、本発明の範囲内である。
【0699】介在体の別の「スタイル」(すなわち、図
17Bのスタイル以外の)が、アセンブリ3500内に
使用可能なことは、本発明の範囲内である。例えば、図
17Aに示すスタイル(型式)の介在体を用いることも
可能である。
【0700】図33の実施例3300に関連して説明し
たように、電子コンポーネント(例えば、3502)が
基板(例えば、3502)に実装される、本明細書に記
載の実施例のいずれかにおいて、電子コンポーネントを
「パッケージ実装」するために、蓋(3390を参照)
を設けるか、又は接着剤を設けることができる。
【0701】図36Aは、事例2の図36と類似であ
り、電子コンポーネントを組み立てる他の技法(実施
例)3600を示し、ここで、「裸の」(パッケージ未
実装の)半導体素子といった、複数(図示では多くのう
ち2つ)の電子コンポーネント3602及び3603
が、相互接続基板3620の一方の側3620aに実装
され、裸の(パッケージ未実装の)半導体素子といっ
た、複数(図示では多くのうち2つ)の電子コンポーネ
ント3608及び3609が、相互接続基板3620の
他方の側3620bに実装されるが、これらは、概ね図
25に記載の仕方で行われる。(これは、カード/ボー
ド上へのシリコンチップの「エッジ間実装」の例示であ
る。)すなわち、例として、電子コンポーネント360
2、3603、3608、及び3609は、任意とし
て、適切な絶縁接着剤3630(2530に匹敵)によ
り、相互接続基板3630に固定可能である。(代替と
して、上記のような、ばねクリップ、その他も、相互接
続基板に対して電子コンポーネントを固定するのに利用
可能である。)電子コンポーネント3602、360
3、3608、及び3609には各々、その面から延伸
する、複数の復元性のある接触構造3610が設けら
れ、相互接続基板3620には、復元性のある接触構造
の遠位端を受けるために、対応する複数の接触パッドが
設けられる。図示のように、各接触パッドには、対応す
る復元性のある接触構造3610の遠位端を受けるため
に、少量の導電性エポキシ3612が設けられる。
【0702】このようにして、非常に多くの電子コンポ
ーネントが、相互接続基板(例えば、PCB)に実装さ
れるが、これには、別態様ではパッケージ実装済み(例
えば、プラスチックパッケージ実装済み、リード付き)
半導体素子により可能であったよりもずっと効率的に、
相互接続基板上で実装可能なスペースが利用される。
【0703】図36B及び36Cは、それぞれ、図25
及び36Aに示した技法の例示的な応用例を示す。
【0704】図36Bは、複数の裸の半導体素子365
0a−3650rが、相互接続基板3652の表面に実
装可能である様子を示し、半導体素子は、互いにエッジ
同士が近接した状態で、互いにほぼ触れるように、効率
的にレイアウトされる。複数のエッジコネクタ・パッド
3654が、相互接続基板3652の1つのエッジに示
されており、これらは、半導体素子3650a−365
0rに実装された復元性のある接触構造の遠位端を受け
るパッドへの導電トレース(不図示)に接続されること
になる。
【0705】図36Cは、複数の裸の半導体素子366
0a−3660iが、相互接続基板3662の表面に実
装可能である様子を示し、半導体素子は、互いにエッジ
同士が近接した状態で、互いにほぼ触れるように、効率
的にレイアウトされる。複数のエッジコネクタ・パッド
3664が、相互接続基板3662の1つのエッジに示
されており、これらは、半導体素子3660a−366
0iに実装された復元性のある接触構造の遠位端を受け
るパッドへの導電トレース(不図示)に接続されること
になる。
【0706】図36Aに示すように、相互接続基板36
20は、電子コンポーネントに対して、「傾いて」又は
「斜めになって」いる(しかし一般的には、傾かないの
がこのましい)。換言すると、それは、電子コンポーネ
ント3602、3603、3608、及び3609と平
行ではない。これは、復元性のある接触構造を使用する
(例えば、電子コンポーネント上に)ことの多くの利点
のうちの1つを示し、すなわち、復元性のある接触構造
が、平面性の小さな偏差を「補償」可能な点である。上
述のように、ある量の可塑的(復元的に対して)変形
が、非平面性を吸収するために、復元性のある接触構造
において望ましいことが多い。一般に、復元性と可塑性
の両方を示す接触構造が、「従順な」接触構造と呼ばれ
る。
【0707】このアセンブリ、及び本明細書に記載の他
のアセンブリにおいて、完成したアセンブリは、適切な
絶縁材料(滴のせエポキシ等)内で完全に封止されて、
電子コンポーネントを、機械的事象(アセンブリの取扱
い等)、及び環境的事象(埃、及び湿度等)を含む、環
境的損傷から保護することができる。これは、「完成し
た」、完全にパッケージ実装されたアセンブリに役立つ
ことになる。適切なヒートシンク(例えば、熱質量体)
が、かかる完成したアセンブリ内に、任意の適切な仕方
で(例えば、電子コンポーネントに密接して、上にある
滴のせエポキシ内に、ヒートシンクの一端を埋設する等
により)、組み込むことが可能なのは、本発明の範囲内
である。
【0708】図37は、事例2の図37と類似であり、
電子アセンブリの他の実施例3700を示し、ここで、
各々が、図36に記載の実施例3600に匹敵する、2
つのアセンブリ(両面「先行体」)3710及び371
2が「積み重ね」可能である。
【0709】図示のように、アセンブリ3710の相互
接続基板3720(3620に匹敵)には、その下側
(図で見て)表面3720b上に、複数(図示では多く
のうち1つ)の接触パッド3722が設けられる。アセ
ンブリ3712の相互接続基板3740(3620に匹
敵)には、その上側(図で見て)表面3740aから延
伸する、複数(図示では多くのうち1つ)の復元性のあ
る接触構造3742が設けられる。
【0710】適切な絶縁材料3730(2530に匹
敵)で、アセンブリ3710及び3712を内部に封止
する工程において、材料3730が、2つのアセンブリ
3710と3712の間の間隙3732に充填せしめら
れる。かかる内部封止と関連して、アセンブリは、上記
のようにして、互いに押圧されるため、復元性のある接
触構造3742の先端が、接触パッド3722に接触す
る。
【0711】図26、27、29、30その他に関連し
て説明したような、ばねクリップその他、又は図35に
関連して説明したような、「機械的手段」が、アセンブ
リ3710及び3712を共に保持するために、接着剤
3730の代わりに使用できることは、本発明の範囲内
である。
【0712】この図において、相互接続基板は、例示の
明瞭化のために、「傾け」ないで示している。(図36
の相互接続基板3620に匹敵する。)上記の大部分に
関して、電子コンポーネント(例えば、xx02)が、
「フリップチップ」方式で、相互接続基板(xx20)
に組み立てられる、多数の電子アセンブリについて説明
してきた。換言すると、電子コンポーネントは、相互接
続基板と平行であることを意図している。(理解された
いのは、本明細書に記載の詳細な説明を通じて、「xx
02」その他の符号を用いる場合、任意の適切な番号、
例えば「25」が、文字(位置ホルダ)「xx」で置き
換えできる。換言すると、「xx02」は、「250
2」、「2602」、「2702」、等と読むことがで
きる。
【0713】本発明の1つの態様によれば、電子コンポ
ーネントが、エッジ方向で、相互接続基板に実装(、及
び接続)可能である。
【0714】上述のように(例えば、図25に関連し
て)、多数のカード(3710、3712)を、後で、
図37に示すような更に複雑なアセンブリへと組み立て
るために、予め製造し、任意として予め試験及び詳細に
調べることができる。これらの「部分アセンブリ」(す
なわち、カード3710及び3712)は、図示のよう
に、単にカード上に接触子を設け、またカード間相互接
続構造(例えば、3742)を設けることにより、容易
に積み重ねられる。一般的な提案として、かかる技法
は、シリコン(電子コンポーネント)の個々の部品の
「3D」積み重ねよりも優れており、またメモリコンポ
ーネントの多チップモジュール、又は他の任意のコンポ
ーネントに適用可能である。
【0715】図38は、事例2と類似であり、電子アセ
ンブリの実施例3800を示し、ここで、複数の電子コ
ンポーネント3802、3803、3804、380
5、及び3806が、エッジ方向で、相互接続基板38
20に実装される。
【0716】電子コンポーネント3802−3806の
各々には、複数(図示では多くのうち1つ)の復元性の
ある接触構造3842−3846が設けられ、そのうち
の代表的な1つ(3842)を、図38Aに更に詳細に
示す。相互接続基板3820の上部(図で見て)表面3
820aには、同様の複数(図示では多くのうち5個)
の接触パッド3822−3826が設けられる。使用時
には、復元性のある接触構造3842−3846の先端
が、図38に示すようにして、接触パッド3822−3
826の対応するものに接触する。
【0717】電子コンポーネント3802−3806の
数より一般に1つだけ多い、複数(図示では6個)のパ
ッド3861−3866が、相互接続基板3820の上
部表面3820a上で、電子コンポーネントの間、及び
それらの「ボード外」の位置に設けられる。複数(図示
では多くのうち6個)のばねクリップ3831−383
6が、それぞれ、パッド3861−3866に実装され
て、以下のようにして成形される。
【0718】ばねクリップの1つの代表例3832が、
相互接続基板3820の上部表面3820aから上方に
延伸して、左方向に(図で見て)延伸する曲げ部と、右
方向に(図で見て)延伸する曲げ部を有するように構成
される。ばねクリップの全てが、同じようにして好適に
成形されて、対向する曲げ部を備える。ばねクリップ3
832の左方向に延伸する曲げ部は、隣接した(図で見
て、左に)ばねクリップ3831の右方向に延伸する曲
げ部と協働して、間隙を規定し、これは、電子コンポー
ネント3802の厚さよりも幾分小さい。このようにし
て、電子コンポーネント3802は、そのいずれかの側
のばねクリップ3831及び3832の間にぴったりと
挿入されるため、相互接続基板3820の表面3820
aに対して、エッジ方向で適所に保持可能となる。電子
コンポーネント3803は、同様に、ばねクリップ38
32及び3833により、相互接続基板3820に対し
て、エッジ方向で適所に保持される。電子コンポーネン
ト3804は、同様に、ばねクリップ3833及び38
34により、相互接続基板3820に対して、エッジ方
向で適所に保持される。電子コンポーネント3805
は、同様に、ばねクリップ3834及び3835によ
り、相互接続基板3820に対して、エッジ方向で適所
に保持される。電子コンポーネント3806は、同様
に、ばねクリップ3835及び3836により、相互接
続基板3820に対して、エッジ方向で適所に保持され
る。
【0719】上記のばねクリップ(例えば、2630及
び2632)を用いた場合のように、ばねクリップ(3
831−3836)は、復元性のある接触構造と同じよ
うにして製造可能であり、また、ばねクリップが、相互
接続基板と、ばねクリップにより適所に保持された対応
する電子コンポーネントとの間に、導電経路を形成する
ことは、任意的であり本質的ではない。
【0720】例えば、図26に関連して上述したよう
に、パッド3822−3826は、半田で前処理可能で
あるため、電子コンポーネントが、適所へと押圧される
(対応するばねクリップ間で)と、アセンブリ全体が炉
に通されて、半田をリフローし、パッド3822−38
26と、復元性のある接触構造3842−3846の対
応する先端との間に、半田接続をもたらすことが可能に
なる。
【0721】図38Aに示すように、この実施例の復元
性のある接触構造(3842)は、復元性のある接触構
造(3842)が実装される電子コンポーネント(38
02)の平面内(それと直角ではなく)である圧縮力
(F)に反作用することを意図した形状に構成される。
【0722】復元性のある接触構造が、それらが実装さ
れる電子コンポーネントに相対して、実際上任意の角度
に向けられる圧縮力に反作用するように構成される形状
を有することが可能なのは、本発明の範囲内である。例
えば、図9A及び9Bにより例示される「プローブ」実
施例の場合、圧縮力は、復元性のある接触構造が実装さ
れる基板の直下から加えられる。幾つかの例としての形
状を本明細書で説明したが、本発明の範囲は、例示の形
状のいずれにも限定されないことを特に意図している。
【0723】電子コンポーネント(3802、380
3、等)が、基板3620に対して直角でないことは、
本発明の範囲内である。
【0724】DUT試験インターフェース構成 電子コンポーネント上で、エージング、及び機能試験を
行うために、プローブカードにおいて復元性のある接触
構造を利用することを、上記で、例えば図10A−10
Gに関連して説明した。
【0725】幾つかの用途において、複雑な集積回路素
子における欠陥を正確に特定して解析することが重要で
ある。例えば、部分的にパッケージ実装済みの被試験デ
バイス(DUT)を、ソケットに差し込むことが可能で
あり、このソケットは、試験インターフェースボードか
らスペーサを介して延伸する「ポーゴ」ピン(コイルば
ねが関連した直線ピン)により接触される導電領域を有
するPCB上にある。試験インターフェースボード、ス
ペーサ、PCB、ソケット、及びDUTのアセンブリ
は、例えばEビーム・プローブ装置の真空室における開
口内へと挿入され、その結果DUTを、真空環境中でE
ビームによりプローブ当てすることが可能である。これ
は、本発明のDUT試験インターフェース構成に対する
用途の単なる例に過ぎない。
【0726】図39は、本発明による、試験インターフ
ェース構成3900を示す。半導体ダイ3902が、ア
レイ状等でその下側(図で見て)表面に配設された、複
数の半田バンプ3904を有する。「間隔変換」基板3
910が、その上側(図で見て)表面に配設された、対
応する複数の復元性のある接触構造3912を有する。
これらの復元性のある接触構造3912の遠位端は、半
田バンプ3904と同じピッチ(間隔)で配列される。
間隔変換器3910は、多層PCBのようにして、絶縁
材料とパターン化導電材料(例えば、箔)の交互層から
形成された基板である。間隔変換器3910の下側(図
で見て)表面には、複数の接触パッド3914が設けら
れ、これらは、復元性のある接触構造3912よりも大
きな間隔(互いから遠く離れた)で配設される。間隔変
換器3910は、上記のようにして(例えば、接触構造
の一括転移に関連した図12Bを参照)、半導体ダイ3
902を復元性のある接触構造3912に押し当て、復
元性のある接触構造3912の遠位端を、半導体ダイ3
902に半田付け(又、ろう接)することにより、半導
体ダイ3902に組み立て可能である。
【0727】介在体基板3920には、上記の介在体基
板のいずれかのようにして、その上側(図で見て)表面
に、複数の復元性のある接触構造3922が設けられ、
またその下側(図で見て)表面に、複数の復元性のある
接触構造3924が設けられる。
【0728】プローブカード基板3930には、その上
側(図で見て)表面に、複数の接触パッド3932が設
けられる。プローブカード3930を間隔変換器391
0に、それらの間にクランプされる介在体と共に、固定
するための手段が設けられ、例えばボルト3940が、
プローブカード3930内の穴を介し、任意的に介在体
3920を介して、間隔変換器3910内のねじ切り穴
へと延伸する。このようにして、多数の半導体アセンブ
リ(3902、3910)が、プローブカード3930
と関連した試験回路(不図示)により試験可能となる。
【0729】本発明の技法は、「既知の良好なダイ」試
験を行う従来技術の技法よりも、簡単であり且つコスト
効果がある。従来技術の典型的なプローブカードには、
そこに実装された接触子が含まれ、このことは、独自の
被試験デバイスの各々に対して、独自の(例えば、割高
な)プローブカードが必要とされることを一般に意味す
る。本発明のプローブカード3930は、よりいっそう
「代替可能」であり、容易に且つ安価に製造された間隔
変換器3910を介して、独自のデバイスに容易に適応
される。
【0730】各種の追加実施例 次に提示するのは、上記の技法に対する代替例であり、
本発明の範囲内にある。
【0731】非導電ステム 上述のように、ワイヤ(例えば、102)は、主に、保
護膜(上部構造)が製造(例えば、メッキ)可能である
媒体(足場、心棒)として機能する。従って、多くの例
で、心棒が基板に実装され、成形されて、保護膜生成可
能である限り、心棒が導電性であるか否かは一般に問題
ではない(メッキの最外層は、一般的な提案として、導
電性であることが必要である)。
【0732】このことを心に留めると、ワイヤステム
(伸長柔軟要素)が、プラスチック(例えば、ナイロ
ン)、ポリマー、その他といった、絶縁材料から形成さ
れることは、本発明の範囲内である。かかる心棒(ニッ
ケル等)上に導電金属材料をメッキすることは、本発明
が最も近く属する技術分野の通常の知識を有する者の十
分に範囲内である。例えば、絶縁材料の表面が、まずイ
オン受容性となるように活性化され、次に導電材料の第
1の層で無電解メッキされ、次に導電材料の第2の層で
電解メッキされるであろう。
【0733】様々なプラスチック(例えば、ポリマー)
材料が知られており、例えばこれらは、高温で液化し、
また大気圧で皮膜を形成することになる。
【0734】図40Aは、高圧力の下のポリマー材料の
供給体が、ノズル4002を介して供給される技法を示
す。ノズルは、電子コンポーネント4008(108に
匹敵)上の端子(例えば)4012(112に匹敵)と
近接させられると、液化ポリマーが、ノズルから流れ出
て端子に接触することが可能になる。ノズルは次に、z
軸方向、及びx軸とy軸方向のいずれかの方向に移動さ
れて、ステム4002(102に匹敵)が仕立てられ
る。このようにして、所望のステムが製造されると、圧
力がオフにされ、ノズルが遠くに移動して、ステムに遠
位端が残されることになる。このようにして、ワイヤス
テムを仕立てる際のノズル4004の機能は、上記で説
明した、ワイヤボンディング装置の毛細管(104、2
04)の機能に非常に似ている。ステムの硬化が完了す
ると、それには、上記のようにして、導電材料で保護膜
が容易に施される。
【0735】上述のように、多数の毛細管を用いて、電
子コンポーネント上に多数のワイヤステムを同時に形成
することにより、幾つかの利点が生じることになる。同
様にして、多数のノズル(4004)を用いて、電子コ
ンポーネント上に、同様に多数の非導電ステムを仕立て
ることも可能である。
【0736】図40Bは、多数(図示では多くのうち2
つ)のオリフィス4022を有するノズルヘッド402
0を示し、それらのオリフィスを介して、非導電材料
が、基板4028の表面に配送されて、同様に多数のス
テム4026が仕立てられる。(端子その他は、例示の
明瞭化のために、この図から省略している。)明らか
に、このようして形成されたステムの全てが、ノズルヘ
ッドの経路により決定されるような同じ形状を有するこ
とになり、これは、矢印に終端する破線4024で示さ
れる。本質的には、ノズルヘッド4020は、穿孔付き
プレートであり、矩形アレイ状といった、適切な仕方で
配列された多数のオリフィス(4022)を有する。
【0737】図40A及び40Bに関連して説明した技
法が「好ましい」とは、現時点では発言しない。それら
は主に、成形され続いて保護膜生成されることになるス
テムが、導電ワイヤである必要はないという点を示すた
めに提示したものである。しかしながら、ステムに対し
て、任意の適切な誘電材料を使用可能なことは、本発明
の範囲内である。
【0738】ボンディングなし固定ステム 上記で詳細に説明したように、ワイヤボンディング装置
が、供給ワイヤの自由端を、基板状の接触領域に実装
(ボンディング)するために使用され、供給ワイヤの自
由端は、(基板にボンディングされると、)結果として
のワイヤステムの近位端になる。
【0739】保護膜が主に、結果としての接触構造を基
板に固定する役割を果たすことを心に留めると、ワイヤ
が、それ自体、基板にボンディングされるのではなく、
むしろボンディングを用いない仕方で、ワイヤが基板に
実装されることは、本発明の範囲内である。一般に、供
給ワイヤの自由端を基板に固定するどんな技法も十分で
あろう。
【0740】図41Aは、毛細管型式のヘッド4104
(104に匹敵)を示し、これを介して、ワイヤ410
2が供給されている。この例の場合、端子4112(1
12に匹敵)が、基板4108(108に匹敵)の頂部
に配設されて、ワイヤの先端により穴開け可能な材料4
114で保護膜生成される。超音波ボンディング等のボ
ンディングは、結果としてのワイヤステムの近位端を、
電子コンポーネントに固定するには必要とされない。む
しろ、ワイヤ4102は十分堅固であり、また材料41
14は十分に穴開け可能(例えば、可塑変形可能)であ
るので、結果としてのワイヤステム(図41B参照)
は、ワイヤステムに保護膜を施す工程時に、適所に残る
ことになる。この例の場合、ワイヤステムは、例示の明
瞭化のために、直線ワイヤステムとして示すが、理解さ
れたいのは、ワイヤステムは、上記(例えば、図2A−
2Eを参照)の弾力のある形状のいずれかに形成可能で
ある、ということである。材料4114は、半田、導電
性エポキシ、又は他の任意の「穴開け可能な」材料とす
ることができる。
【0741】ワイヤを、電子コンポーネント状の端子
(又はパッド、その他)へと挿入する(すなわち、ワイ
ヤを端子にボンディングするのではなく)という上述の
技法は、半導体パッケージ等の電子コンポーネントに、
ピン状構造を実装するために使用可能である。ワイヤ材
料には、ベリリウム銅、コバール(tm)、ばね鋼、そ
の他(比較的堅い材料)が含まれるであろう。任意とし
て、ピンを端子に確実に固定するために、結果としての
ピン状構造に保護膜を施すことも可能である(例えば、
金メッキにより)。
【0742】ワイヤステム4012に、上記のようにし
て、図41Cに示すような導電材料4116で保護膜を
施すことも、本発明の範囲内である。
【0743】ワイヤ4102が、高弾性炭素繊等の塊4
114(例えば、半田、又は導電性エポキシ)内に挿入
するのに適した任意の材料であることも、本発明の範囲
内である。
【0744】ワイヤステムの手動成形 上記のように、ワイヤステムが、基板(例えば、20
8)に面対向した毛細管(例えば、204)の相対運動
を制御することにより、弾力のある形状を有するように
仕立てられる。
【0745】ワイヤステムの成形が、増強される、又は
毛細管の移動以外の外部手段により完全に実施されるこ
とは、本発明の範囲内である。
【0746】図42は、毛細管4204(204に匹
敵)の端部から延伸する、供給ワイヤ4202(202
に匹敵)の自由端を示す。破線で示すように、毛細管4
204は、基板4208(108に匹敵)状の端子42
12(112に匹敵)に、ワイヤの先端をボンディング
するために、少なくとも1つの穴が設けられたプレート
といった、「工具」部材4220内の開口4222を介
して進む。
【0747】供給ワイヤの自由端が端子にボンディング
されると、毛細管及び工具部材の運動は、結果としての
ワイヤステムに対して、所望の形状を確立するように制
御される。これらの運動は、同一のx及びy方向だけで
なく、反対のx及びy方向での毛細管、及びブロック移
動の両方を含む。(工具部材は、毛細管がそうであるよ
うに、z方向にも移動する。)工具部材が、適所に単純
に保持される場合、ワイヤステムは、成形作業時に、そ
の長さに沿った任意の位置に「手動で」保持可能とな
る。遠位端(先端)を有するように、ワイヤステムを切
断した後、ブロックは、ワイヤステムから単純に持ち上
げて外すことができる。
【0748】毛細管が、端子にワイヤをボンディングす
るのに、それを介して進まねばならない、対応する穴を
各々が有する、2つ又はそれより多い工具部材を同じよ
うに使用して、成形工程を増強することができる。更
に、工具ブロックにより、毛細管は、十分な長さのワイ
ヤを単純に繰り出すことができ(供給ワイヤの自由端を
端子にボンディングした後)、ステム成形工程全体が、
2つのブロックの運動を制御することにより実行可能で
ある。
【0749】明らかになるであろうが、ワイヤを構成す
るワイヤボンディング装置の外部の工具(例えば、42
20)を利用することによって、厳密な曲げ部(ねじ
れ)を有する形状へと、ワイヤを構成することが可能に
なると共に、ボンディングワイヤの任意の成形と通常関
連した、毛細管の行き過ぎ量を(大幅に)回避すること
が可能になる。
【0750】図42Aは、図42の概念を更に1ステッ
プ踏み込んだもので、ワイヤステムのアレイが存在する
状況では特に有利であり、毛細管が、隣接したワイヤス
テムに衝突することなく進むことは困難である。図42
Aに示すように、複数(図示では多くのうち2つ)のワ
イヤステム4232及び4234が、それぞれ、電子コ
ンポーネント4240の表面上の端子4236及び42
38にボンディングされる。ワイヤステムは、電子コン
ポーネントの表面から上に真っ直ぐ突出して形成され
て、切断される(例えば、図4Bを参照)。各々が一般
に、複数の穴を有する堅固な平面部材として形成され
る、3つの外部工具4242、4244、及び4246
が、突出するワイヤステムにわたって導入される。工具
は、図示のように、互いから離間したワイヤステムにわ
たって導入される。図42Bに示すように、工具424
2及び4246を静止状態に保つことにより、また工具
4244を(図で見て、右に向かって)移動させること
により、ワイヤステムを「一括成形」することができ
る。ワイヤステムを成形した後、工具は取り外される。
ある種のワイヤステム形状は、工具の取り外しと干渉す
ることになることが認識される。この問題を避けるため
に、工具は、図42Cに示すように、櫛状構造として形
成することが好ましい。
【0751】図42Cは、櫛状構造として形成された外
部工具(図示では幾つかのうち1つ)を用いて、複数
(図示では、4×4アレイ)の突出するワイヤステムを
一括成形する代替実施例を示す。この例の場合、2つの
櫛プレート4252及び4254が、アレイへと移動す
る(図の矢印を参照)と、櫛プレートの個々の歯の間の
空間が、対応するワイヤステムを「捕捉」する(工具4
242、4244、4246内の穴と同様にして)。垂
直位置(ワイヤステムに沿った)当たり2つの櫛プレー
ト(4252、4254)が示されているが、1つでも
十分であり、例えば、櫛4252のみを用いると、ワイ
ヤステムが右に向かって移動するのを安定化し(図示の
ように)、又はワイヤステムを右にねじることができ
る。最上部の櫛対を用いて、ワイヤステムが、それらの
形状を構成した後に、全て共通の高さにセン断可能なこ
とも、本発明の範囲内である。本明細書で説明する櫛プ
レートは、放電加工(EDM)工程により適切に形成さ
れ、また、シリコン、イリジウム、セラミック、金属、
タングステンカーバイド、その他から製作できる。櫛プ
レート間の小さな間隔は、10ミル(又は、それより小
さい)程度で、容易に達成される。
【0752】引っかかりの克服及びワイヤの予備清掃 上記のように、ワイヤステムの成形時に、毛細管に超音
波エネルギーを加えることは、ワイヤが毛細管から繰り
出される際の引っかかりを克服するうえで有用である。
【0753】超音波エネルギー以外の手段を使用して、
ワイヤが毛細管から繰り出される際に、ワイヤの引っか
かりを低減可能なこと、及びこれらの手段を、上述の超
音波エネルギーの代わりに用いて強化可能なことは、本
発明の範囲内である。
【0754】図43Aには、毛細管4304(204に
匹敵)が示され、それを介して延伸する供給ワイヤ43
02(202に匹敵)を有する。毛細管は、図示のよう
に、その本体を介して軸方向に延伸するボアを有する。
毛細管の後端部(図で見て、上部)は、ハウジング(カ
バー)4320により蓋が外され、ハウジングは、毛細
管の後端部が滑り嵌めされる開口4322と、供給ワイ
ヤがそれを介して延伸する開口4324と、ハウジング
により閉鎖される内部空洞4328と連通するオリフィ
ス4326とを有する。不活性ガス、又は「形成」ガス
が、圧力をかけて(すなわち、大気圧より上で)、供給
容器4330により、オリフィス4326を経由して、
空洞4328に供給される。このガスは、例えば、アル
ゴン、水素、二酸化炭素、又は一酸化炭素である。
【0755】ワイヤボンディング時に、ガスは、空洞4
328へと流れ、そこから、矢印で示すように2つの方
向に進む。ガスは、下方へと(図で見て)毛細管を介し
て流れて、ワイヤが毛細管から繰り出される際に、ワイ
ヤの引っかかりを低減する。ガスは、上方へと(図で見
て)流れて、ワイヤが毛細管に入る前に、いかなる異質
の粒状物質(例えば、埃)も供給ワイヤから予備清掃す
る。
【0756】ガス送りオリフィス4336(4326に
匹敵)が、毛細管自体に組み込まれ(例えば、ほぼ毛細
管の中点で)、それにより別個且つ特異なハウジング
(4320)の必要性を削除することは、本発明の範囲
内である。しかし、毛細管の後端部における開口が通常
過大である(例えば、毛細管の後端部への供給ワイヤの
通しを容易にするために)限り、好適であるのは、小さ
な開口(ワイヤ4302の直径よりも僅かに大きい)を
有するカバー4340(4320に匹敵)が、毛細管4
344(4303に匹敵)の後端部にわたって配設され
て、毛細管の後端部におけるガスの流出量を制御(すな
わち、低減)することである。これは、図43Bに示さ
れている。
【0757】接触構造の配向 上述のように、複数の接触構造が、例えば矩形アレイ状
で、電子コンポーネントに実装可能である。
【0758】上記で説明したように、半導体素子等の電
子コンポーネントが動作する際に、典型的なのは、それ
が、通常半導体素子の中央近傍で、半導体素子の膨張を
引き起こす熱を発生することである。多くの場合、半導
体素子が相互接続されるパッケージ(又はPCB、その
他)が、あまり熱を被らず(というのは、それが熱を発
生していないため)、また半導体素子よりは膨張の度合
いがずっと少ない。このような熱膨張における差によっ
て、相互接続の一端が、相互接続の他端よりも遠くに配
置される結果として、応力が相互接続子に課せられるこ
とになる。同じ現象は、熱を発生する半導体パッケージ
を、印刷回路基板(PCB)に接続する際にも生じるこ
とになる。
【0759】本発明によれば、電子コンポーネントに実
装された、複数の成形済み接触構造の配向が、電子コン
ポーネントと、該電子コンポーネントが相互接続される
別の電子コンポーネントとの間の、熱膨張係数の差を吸
収すべく構成される。
【0760】図44は、その表面に実装された復元性の
ある接触構造のアレイを有する、例としての電子コンポ
ーネント4402を示す。各接触構造は、この図でドッ
ト(塗りつぶし円)で示される。最も角の接触構造44
30a、4430b、4430c、及び4430dを全
体的に見て示してある。電子コンポーネント4402の
膨張は、「E」で表記した矢印で示され、これらは全
て、電子コンポーネント4402の中央から離れる方向
を指す。
【0761】この例の場合、復元性のある接触構造の各
々は、接触構造のワイヤステムがそこで曲げられる平面
として、任意的に規定可能である配向を有する。この図
から明らかなように、4つの最も角の接触構造4430
a、4430b、4430c、及び4430dは、熱膨
張(破線)が、概ね垂直な(例えば、90度)角度で、
接触構造の平面と交差するように配列される。
【0762】単純明快な手法は、電子コンポーネントの
右上(図で見て)4分の1における接触構造の全てを、
接触構造4430aと平行に位置合わせし、電子コンポ
ーネントの右下(図で見て)4分の1における接触構造
の全てを、接触構造4430bと平行に位置合わせし、
電子コンポーネントの左下(図で見て)4分の1におけ
る接触構造の全てを、接触構造4430cと平行に位置
合わせし、更に電子コンポーネントの左上(図で見て)
4分の1における接触構造の全てを、接触構造4430
dと平行に位置合わせすることであろう。しかし、膨張
が、電子コンポーネントの中央近傍から概ね半径方向に
生じるとすると、各接触構造(そのうちの4つのみを図
示)は、膨張ベクトルが、個々に合った適切な角度で、
接触構造の平面を通るように配列されることは、本発明
の範囲内である。図44には、接触構造は、例示の明瞭
化のために、「45番目に」位置合わせされて示してい
る。
【0763】接触構造の先端「脚部」が、熱膨張の方向
で、接触構造のベース「脚部」からオフセットして、熱
膨張を吸収するうえで手助けすることも、本発明の範囲
内である。
【0764】撓み機構 例えば図5Fに関連して上記で説明したように、本発明
の復元性のある接触構造は、通常、圧縮時に圧縮力に反
作用する。ばね定数(k)の範囲は既に説明した。
【0765】他の(すなわち、圧縮以外の)撓み機構を
作用させて、接触構造の復元特性を強化することは、本
発明の範囲内である。
【0766】図45は、図2Cに示す接触構造と類似の
復元性のある接触構造4500を示す。接触構造の近位
端は、箇所「a」において、基板4508(2508に
匹敵)に実装され、また接触構造は、遠位先端を
(「f」で表記した箇所に)有する。接触構造の上「脚
部」(すなわち、箇所「f」と「e」間の接触構造の垂
直部)は、接触構造の下「脚部」(すなわち、箇所
「a」と「b」間の接触構造の垂直部)からオフセット
される(例えば、x方向に)。圧縮力(「F」で表記し
た矢印)が接触構造に課せられると、圧縮力は、「T」
で表記した矢印で示すように、少なくとも部分的に捻れ
て反作用されることになる。撓み機構としての捻れを、
有利に使用して、接触構造の復元及び/又は従順特性を
合わせることができる。 好適には、接触構造は、捻れ
が、接触構造の「腕部」(箇所「b」と「c」間の接触
構造の水平部、及び箇所「d」と「e」間の接触構造の
水平部)に対して対称的に生じるように成形される。
【0767】接触構造が、圧縮、捻れ、引張、曲げ、そ
の他を含む、任意の数の撓み機構により、圧縮力に反作
用するように設計(例えば、成形)可能なことは、本発
明の範囲内である。更に、追加の力(すわわち、圧縮力
に加えて)が、異なる撓み機構と適応可能である。例え
ば、前の実施例(図44)の接触構造4430a−44
30dは、主に捻れて熱膨張を吸収すると同時に、主に
圧縮して圧縮力に反作用するように位置合わせ可能であ
る。
【0768】インダクタンスの低減 例えば、図5Eに関連して上述したように、多くの例に
おいて、接触構造の比較的長い全長により課せられるイ
ンダクタンスを低減して、インダクタンスの影響を最小
限に抑えることが関連する。図5Eの前に説明した実施
例の場合、エラストマー塊を使用して、ワイヤステムの
遠位端と、近位端(又は、もっと正確に言うと、ワイヤ
ステムの遠位端に最も近い、端子上の箇所)との間に、
ワイヤステムの全長よりも短い、導電経路を与えた。
【0769】2点間の最短経路は、ユークリッド幾何に
おいて、直線である。本発明によれば、成形済みのワイ
ヤと関連して、別個且つ特異なワイヤが設けられて、接
触構造の遠位端と、その接触構造が実装される端子(例
えば)との間に、長さを最小にした導電経路が与えられ
る。
【0770】図46A−46Fは、図5Eのエラストマ
ー塊564に関連して説明した技法と同様にして、相互
接続すべき2点間の導電経路、ゆえにインダクタンスを
最小化する技法を示す。
【0771】図46Aは、一端において、基板4808
(208に匹敵)上の端子4612(212に匹敵)に
ボンディングされた「ジャンパ」ワイヤ4602を示
す。ジャンパワイヤ4602は、前に説明したワイヤス
テムのようにして、ボンディングされるが、復元性があ
るようにして機能することは意図していないことが、こ
れから明らかになるであろう。ワイヤ4602は、基板
4608の表面からほぼ真っ直ぐ(図で見て、下方に)
延伸せしめられるが、僅かによじれることが好ましい。
ワイヤ4602は、非常に柔軟なワイヤであるのが好ま
しく、例えば0.0008インチの金ワイヤである。
【0772】図46Bは、ワイヤ4602の遠位部に施
された、ホトレジスト等のマスキング層4604を示
す。これは単純に、液体マスキング材料の容器(不図
示)内に、基板を「漬ける」ことにより達成可能であ
る。
【0773】図46Cは、工程の次のステップを示し、
ここで、マスキング材料4604の微小部分が、ワイヤ
4602の最上部から除去される。これによって、以下
で説明するが、後続の保護膜生成(例えば、メッキ)の
ために、ワイヤ4602の材料が露出する。
【0774】図46Dは、工程の次のステップを示し、
ここで、別のワイヤ4606が端子4612にボンディ
ングされる。このワイヤ4606は、保護膜(上部構
造)を支持して復元性のある接触構造を形成するための
足場(すなわち、弾力のある形状)となるように、上記
のようにして(例えば、図2A及び下記を参照)、成形
される(例えば、曲げられる)。結果としての成形済み
ワイヤステムの遠位端(先端)は、注意深く、ワイヤ4
602の遠位端に非常に近接、好適にはその直ぐ上に
(この図で見た場合、下に)させられる。
【0775】図46Eは、工程の次のステップを示し、
ここで、ワイヤ4602及び4606には、上記のよう
にして(例えば、図5及び下記を参照)、ワイヤ上にニ
ッケルをメッキする等により、保護膜が施される。保護
膜4608は、ワイヤステム4606を完全に覆い(包
み込み)、また端子4612を覆って、そこにワイヤス
テム4606を確実に固定することになる。保護膜46
08は又、ワイヤ4602の遠位端とワイヤ4606の
遠位端を、互いに接続することになる。このようにし
て、ほぼ直線の経路が、端子4612と、ワイヤステム
4606の遠位端との間に生成される。結果としての復
元性のある接触構造4630は、接触構造の復元性のあ
る部分(すなわち、保護膜付きのワイヤステム460
6)の全長にかかわらず、このほぼ直線の経路の結果と
して、低いインダクタンスを示すことになる。
【0776】ジャンパワイヤ(4602)をマスキング
して、それがメッキされる(従って、その柔軟性を保持
する)のを防ぐことを伴う、上記の技法に対する代替手
法は、ジャンパワイヤとして絶縁ワイヤを利用すること
である。例えば、絶縁コーティングを有する金ワイヤ
が、ジャンパワイヤとして利用可能である。(導電コア
4652と絶縁コーティング4654を有する絶縁され
たワイヤ4650を示す、図46Gを参照されたい。)
かかる絶縁されたワイヤは、周知のところであり、その
1つの例は、上述の米国特許第4,860,433 号に記載され
ている。かかる絶縁されたワイヤは、容易に入手可能で
あり、例えば、半導体ダイをリードフレームにボンディ
ングして、プラスチックモールドの工程時に、ワイヤが
互いに短絡するのを防止する際に用いられる。例えば、
ポリマー(又は、ウレタン等のプラスチック材料)で覆
われた、0.0008インチの直径を有する金ワイヤ
が、ジャンパワイヤとして使用可能である。一般に、か
かるワイヤ上の絶縁コーティングは、ワイヤの機械的性
質にはあまり寄与しない。
【0777】使用時には、絶縁されたジャンパワイヤの
両端における絶縁が、供給ワイヤを切断する工程時に
(すなわち、ジャンパワイヤを端子にボンディングする
前で、且つ所望の長さの供給ワイヤを繰り出した後に)
融除されて、下にあるワイヤが露出して残される(ボン
ディング、及びメッキのために)。ジャンパワイヤ46
02が、コンポーネント4608から別のコンポーネン
ト(不図示)への主要な電気経路を与える限り、ワイヤ
ステム4606が、導電性である必要はないことは、本
発明の範囲内である。
【0778】勾配付きワイヤステム 図5G及び5Hに関連して上述したように、結果として
の接触構造の特性を修正するために、保護膜の厚さを
「合わせる」ことが可能である。
【0779】本発明によれば、結果としての接触構造の
特性を修正するために、ワイヤステムの厚さを「合わせ
る」ことも可能である。
【0780】図47は、その近位端により、基板(例え
ば、電子コンポーネント)4708上の端子4712に
実装された、ワイヤステム4702を示す。ワイヤステ
ムの材料に依存して(例えば、アルミニウム)、ワイヤ
ステムの断面を、適切な溶剤(例えば、水酸化カリウ
ム)で、選択的に低減することができる。この図で、ワ
イヤステムは、その遠位端における最小径の領域から、
その近位端にあける最大径の領域へと滑らかな遷移を有
するものとして示している。ワイヤステムの近位部分
(例えば、図で見て、上部3分の2)のみを溶剤中に浸
漬することにより、径に「段差を付ける」ことが可能な
ことは、本発明の範囲内である。この例のワイヤステム
は、例示の明瞭化のために、直線として示している。ワ
イヤステムの部分を薄くする技法は、弾力のある形状を
有するワイヤステムにも等しく適用可能である。
【0781】ワイヤステムの除去 上述のように、下にある足場(ワイヤステム)に保護膜
が施されて、上にある上部構造(例えば、メッキされた
保護膜)の形状が確立されてしまうと、下にあるワイヤ
ステムは、結果としての接触構造の機械的(例えば、構
造的)特性全体にはほとんど寄与しない。
【0782】本発明によれば、ワイヤステムは、それに
保護膜が施された後に除去可能である。
【0783】図48Aは、その近位端により、基板(例
えば、電子コンポーネント)上の端子4812に実装さ
れた、ワイヤステム4802を示す。ホトレジスト等の
マスキング材料4810が、ワイヤステムの遠位端(先
端)の微小部分にわたって施される。次に、図48Bに
示すように、ワイヤステムには、上記の技法に従って、
ある材料の少なくとも1つの層4820で保護膜が施さ
れる。次に、図48Cに示すように、マスキング材料4
810が除去される(例えば、溶解、洗浄、その他によ
り)。この結果として、ワイヤの遠位端が保護膜材料を
介して露出した、保護膜付き接触構造となる。次に、図
48Dに示すように、ワイヤステムは、接触構造を溶剤
(例えば、金ワイヤステムの場合、シアン化カリウム、
アルミニウム・ワイヤステムの場合、水酸化カリウム)
中に浸漬する等により、少なくとも部分的に除去され
る。この結果として、中空の上部構造(保護膜)482
0となる。工程はこの時点で終了でき、結果としての接
触構造は、別の電子コンポーネント(不図示)に相互接
続するのに適したものとなる。別の電子コンポーネント
に、接触構造の遠位端を半田付けする場合、毛細管作用
により、除去されたワイヤステムが残した空隙部内へと
引き込まれて、相互接続の導電性、及び構造的完全性が
強化される。
【0784】任意として、追加の保護膜層4824が、
例えば硬質金の薄い層をメッキする等により施され、こ
の層4824は、図48Eに示すように、保護膜482
0内の中空の開口を充填しようとする。やはり、この例
のワイヤステムは、例示の明瞭化のために、直線として
示している。
【0785】共晶接触先端 一般に、上記の実施例を通じて、他の電子コンポーネン
トとの接触を確立するのは保護膜材料であり、ワイヤス
テムは、保護膜材料内に「埋設」される。ワイヤステム
が、保護膜材料よりも良好な接触特性(例えば、導電
性、腐食耐性、等)を有する場合、保護膜の内側にワイ
ヤステムを「埋設」することは、やや真理に反すること
とであると思われる。
【0786】本発明によれば、ワイヤステムは、接触構
造の遠位端において露出することが許可される。
【0787】図49Aは、以下のようにして製造され
た、接触構造4900を示す。ワイヤステム4902
が、その近位端により、基板4908上の端子4912
に実装され、金ワイヤ等の材料から形成される。スズ等
の材料の薄い層4920が、金ワイヤステムにわたって
施される。ホトレジスト等の少量のマスキング材料49
22が、スズの保護膜付きワイヤステムの遠位端に施さ
れる。(任意として、マスキング材料は、スズの保護膜
4920を施す前に、ワイヤステム4902にわたって
施される。)ニッケル等のばね材料の層4924が、ス
ズの保護膜付きワイヤステムにわたって施される。次
に、マスキング材料4922が除去される。この結果と
して、図48Cに示す接触構造と類似した接触構造とな
る。
【0788】次に、接触構造全体は、金(4902)と
スズ(4920)に、金−スズ共晶体を形成させるのに
十分な熱を被る。共晶体を形成することが可能な、金及
びスズ以外の材料、例えば鉛及びスズを使用可能なこと
は、本発明の範囲内である。
【0789】次に、接触構造は冷却可能となる。共晶材
料の性質は、それが溶融すると膨張することである。例
えば、金−スズ共晶体は、最大で4%(体積比)にまで
膨張する。ばね材料(例えば、ニッケル)4924は、
加熱及び冷却サイクルによって影響されない。従って、
冷却されると、スズの保護膜付きワイヤステムは、膨張
して、接触構造の遠位端から部分的に外れることが強制
され、結果として、図49Bに示すような構成となり、
ここで、接触構造4900の最端部は、別の電子コンポ
ーネント上の接触パッドに実装するために、「ろう接が
容易」な金−スズ共晶塊である。ろう接が容易な先端
は、本質的に、開放終端の保護膜から「浸出」した、元
のワイヤステム4902(及び、追加の層4920)の
一部である。共晶ワイヤステムが冷却されると、後に空
隙部が残ることになり、これは、図49Cに示す2つの
空隙部4940で表される。
【0790】金の追加の外層が、接触構造の加熱/冷却
の前か後に、接触構造に(例えば、ニッケル層にわたっ
て)施されることは、本発明の範囲内である。
【0791】ワイヤステムが、その近位端において、接
触領域にボンディングされ、その遠位端が露出される
(別の電子コンポーネントに接続するために)限り、保
護膜が、絶縁(誘電)材料から形成されることは、本発
明の範囲内である。(例えば、図49B及び49Cを参
照されたい。)微細構造の接触先端 例えば、図10A−10I、及び図11A−11Fに関
連して上記で説明したように、本発明の接触構造は、接
触先端と共に製造可能であり、これらは、プローブとし
て、本発明の復元性のある接触構造を用いることに関連
して特に有用である。
【0792】図50Aは、それらの近位端により、その
外部表面に実装された、複数の復元性のある接触構造5
030を有する、例としての半導体パッケージ5002
を示す。この接触構造は、上記の技法のいずれかに従っ
て形成される。例えば、接触構造は、金ワイヤステムと
ニッケル保護膜を有する。上記のように、接触構造の遠
位端5030aは、共平面となるように容易に製作され
る。しかし、一般に滑らかとなる(例えば、単純なニッ
ケル保護膜が、ワイヤステムに施される場合)。この図
に示すように、ワイヤステム5030の遠位端5030
aは、表面接地、EDM焼き付け、その他のいずれかで
あって、接触構造の遠位端が、平坦であり、また任意と
して、微細構造の(粗い、鋸歯状)表面仕上げを有する
ことが保証される。
【0793】図50Bは、代替実施例を示し、ここで、
半導体パッケージ5052が、それらの近位端により、
その外部表面に実装された、複数の復元性のある接触構
造5080を有する。この例の場合、予備製造された接
触先端5090が、接触構造の遠位端に適用される。接
触先端5090は、任意の所望の微細構造を有すること
ができ、半田付け、ろう接、その他により、接触構造の
端部に取り付けられる。
【0794】一般に、微細構造の接触先端を製作するた
めに、各種の方法が存在し、それらには、(a)上記の
ように(例えば、図5C及び5Dを参照)、メッキ工程
を制御する等により、先端を固有な微細構造にするこ
と、(b)以前に製造された先端構造(例えば、図10
Dの接触先端1026を参照)上に、接触構造を「構
築」すること、又は(c)接触先端を別個に構築して、
それらを接触構造にろう接(又は、その他)すること、
が含まれる。
【0795】部分コーティング 一般に、上記の実施例を通じて、保護膜(上部構造)
は、円筒形輪郭(下にあるワイヤステムを包囲する、円
形断面)を既に有している。これは、図48A−48E
に関連して説明したように、ワイヤステムが除去される
例であったとしてもそうである。
【0796】本発明によれば、ほぼ半円形輪郭(断面)
を有する上部構造が生成可能であり、また任意として、
下にある足場が除去可能である。
【0797】図51Aは、その近位端により、基板51
08上の端子5112に実装された、ワイヤステム51
02を示す。ホトレジスト等のマスキング材料5110
の層が、ワイヤステム5102の全長にわたって施され
る。ホトレジストで覆われたワイヤステムは、次に、
「L」で表記した矢印で示すような光(例えば、化学光
線)により、側から(例えば、上からではなく)照射さ
れ、光に露出したホトレジストの一部が「現像」され
る。ホトレジストの残りの部分は、ワイヤステムの
「影」にあり、現像されない。
【0798】次のステップで、図51Bに示すように、
部分保護膜付きワイヤステムが、ニッケル等のばね材料
5120の層で上メッキされる。この結果として、ワイ
ヤステムのまわりで部分的にのみ延伸する保護膜となる
(残りは、残留ホトレジストにより、保護膜生成が防止
される)。ホトレジストは、次に(任意として)除去さ
れて、工程が終了する。
【0799】代替として、図51Cに示すように、残留
ホトレジストは除去されて、ワイヤステムは、それが端
子5112上に塊を形成するように溶融される(接触構
造に熱を加えることにより)。
【0800】金ワイヤ(5102)が、図49Aに関連
して上記で説明したように、スズの薄い層で最初に被覆
されるため、結果としての塊5014が共晶体となるこ
とは、本発明の範囲内である。
【0801】ワイヤステムの中央部への接触 上記図8Cの実施例に(例えば)関連して説明したよう
に、幾つかの例において、本発明の接触構造は、接触構
造の自由端ではなく、接触構造の中央部により、別の電
子コンポーネントに接触する。
【0802】電気的接触が、保護膜材料により(例え
ば、図18Bを参照)、又はワイヤステム材料により
(例えば、図49Bを参照)、別の電子コンポーネント
に対してなされる例を既に説明した。
【0803】本発明によれば、第1の電子コンポーネン
トに実装される接触構造間の電気的接触を、保護膜材料
によってではなく、既に保護膜が施されたワイヤステム
の中央部により、なすことが可能である。
【0804】図52Aは、基板5208(208に匹
敵)にボンディングされた一端5202aと、基板52
08にボンディングされた他端5202bとを有する、
ワイヤステム5202を示す。端部5202a及び52
02bは共に、基板(電子コンポーネント)5208上
の同一の接触領域5210(110に匹敵)にボンディ
ングされる。
【0805】ワイヤステムの両端のボンディング(一端
のみがボンディングされ、他端は自由であるのとは対照
的に)が完了すると、ワイヤステムは、図2Fのループ
実施例、又は図2Gのループ実施例と類似であることが
分かる。
【0806】図52Bは、次のステップを示し、ここ
で、ワイヤステムの中間部が、ホトレジスト等でマスキ
ングされるが、これは、図40Cの実施例において、ワ
イヤステム4802の先端がマスキングされたのと同様
にしてなされ、すなわちその目的は、ワイヤステムのマ
スキングされた部分に、後続の保護膜(例えば、メッ
キ)が施されるのを防止するためである。
【0807】図52Cは、次のステップを示し、ここ
で、マスクされたワイヤステムに、ニッケル等の材料5
220(4820に匹敵)で保護膜が施される。
【0808】図52Dは、次のステップを示し、ここで
マスク5212が除去される。これにより、ワイヤステ
ムの中央部5202cが、別の電子コンポーネントに接
触するために、露出して残される。これに関連して、金
は、その優れた導電特性に起因して、ワイヤステムに対
する良好な選定であり、保護膜材料5220が導電性で
あることは重要ではない(それが、結果としての接触構
造のばね品質を確立することだけが重要である)。
【0809】多数の自立型ワイヤステム、単一の切断ス
テップ 上記で提示した実施例の多くにおいて、ワイヤ(例え
ば、金ワイヤ)を、電子コンポーネント上の接触領域に
ボンディングし、成形し(直線を含む)、自立型となる
ように切断することが可能であることを説明した。この
ようにして、結果としてのワイヤステムの一方の端部
が、電子コンポーネントに取り付けられ、ワイヤステム
の他方の(自由な)端部が、別の電子コンポーネントに
接触するのに利用可能となる。一般に、これに必要なの
は、各ワイヤステムに対して、ボンディング及び切断の
ステップを繰り返すことにより、各自立型ワイヤステム
を個々に形成することである。
【0810】本発明によれば、複数の(多数の)自立型
ワイヤステムが、複数のボンディングステップと、単一
の切断ステップで形成される。
【0811】この実施例は、前に説明した図52A−5
2Dを参照することで理解され得る。しかし、この場
合、ワイヤステム5202の端部5202a及び520
2bは、基板5208上の同じ接触領域(5210)
に、又は2つの特異な接触領域(110、110、不図
示)にボンディングされる。
【0812】この実施例の場合、金ワイヤステム(52
02)には、最初に、スズの薄い層で保護膜が施され、
これが最終的に、図49A及び49Bに関連して上記で
説明したようにして、金−スズ共晶体を形成することが
一般に好ましい。
【0813】この実施例の場合、マスク(5212)を
除去した後、接触構造が、十分な温度にまで加熱され、
それにより、共晶ワイヤステムがリフローされて、接触
構造の2つの「脚部」の間の「橋」(中間部)が「倒
壊」せしめられ、その結果として、図52Eに示すよう
に、2つの自立型接触構造5230及び5232とな
り、その各々は共晶先端(図49Bに匹敵)を有し、そ
の先端(遠位端)は、別の電子コンポーネントに接触す
るのに適している。
【0814】この原理を、図24Cに示すようなループ
のシーケンスに応用して、ワイヤステムの各々の自由端
を切断する(例えば、上記のようなEFO)必要なく、
多数の自立型接触構造を形成可能なことは、本発明の範
囲内である。
【0815】1つ以上のループの橋を「倒壊」させて、
2つ以上の(例えば、ループの数の2倍の)自立型接触
構造(又は、保護膜生成前のワイヤステム)を形成する
この技法を、図2F、15C、16C、及び24Cに示
すようなループ構造に適用可能なことは、本発明の範囲
内である。
【0816】本発明の1つの実施例によれば、複数の単
一ボンディングワイヤを、2つの電子コンポーネント間
でループにし、次に切断して、2倍複数の自立型ワイヤ
ステム(又は、保護膜付きワイヤステム)を形成可能で
ある。例えば、図52Fに示すように、単一のワイヤス
テム5242が、第1の電子コンポーネント5244に
実装された第1の端部5242aと、第2の電子コンポ
ーネントに実装された第2の端部5242bとを有す
る。2つの電子コンポーネント5244及び5246
は、半導体ウェーハ上で切り離されていない隣接した半
導体ダイとすることができる点を示すために、図15に
注目されたい。
【0817】上述のように、一般に好ましいのは、本発
明によれば、切り離されていない半導体ダイに実装され
た接触構造が、ダイのエッジにわてって延伸しないこと
であり、すなわち2つの隣接したダイ間の領域は、切り
目領域であり、そこで、鋸(又は、その他)が、ダイの
切り離し(切断)作業を行うことになる。
【0818】図52Fに示すように、ワイヤステム52
42の「橋」部分が、切り鋸5250により、ダイを切
り離すのと同じ作業で単純に鋸引きされる。図14Fに
匹敵する。
【0819】切断することなく、多数の自立型接触構造
を製作するという概念は、一方の端子から他方の端子へ
と、又は一方のダイ上の端子から他方のダイ上の端子へ
と延伸する、単一のワイヤボンディング・ループ(図1
5に匹敵)も対処することができる。更に、図24Cに
示すようなループのシーケンスも、このようにして扱う
ことができ、多数の自立型ワイヤステムが後に残され、
その各々が、電子コンポーネント上の異なる端子に実装
される。
【0820】また、例えば、図26Bに示すワイヤステ
ムは、任意の適切な仕方で除去される、それらの最上部
を有することができ、それによって、フレームが(例え
ば)溶解されるのではなく、ダイから分離されることに
なる。
【0821】一般に、ループを形成して(通常、端子か
ら端子へと)、それらの中間部が、任意の適切な仕方で
除去され、その結果として、ループ当たり2つの自立型
ワイヤステムとなることは、本発明の範囲内である。例
えば、ループを、ワックス等の材料中に封止して、互い
から脚部を分離するように研磨することが可能である。
これは、保護膜生成の前でも後でもなすことが可能であ
る。保護膜生成の後になされる場合、ワイヤステムは露
出することになり、図49A−49Cに関連して上記で
説明した技法、及び利点が関係することになろう。
【0822】例えば、図53Aは、電子コンポーネント
5314の表面上の端子5306、5308、531
0、及び5312間に形成された、複数(図示では多く
のうち2つ)のループ5302及び5304(図2Fの
ループ202に類似の)を示す。図53Bは、硬質ワッ
クス等の犠牲材料5320内に封止された(例えば、ポ
ット詰めされた)ループ5302及び5304を示す。
このようにしてポット詰めされた後、研磨(磨き上げ)
工具5322が、ポット詰めループに下方へと当てがわ
れて、ループが切断されるまで、ポット詰め材料532
0を介して、及びループ5302及び5304の中間部
を研磨する。(これは、図中の「P」で表記した破線に
より示される。)次に、ポット詰め材料が除去される
(溶融等により)。この結果として、各ループは、2つ
の自立型ワイヤステム(不図示)となる。ワイヤステム
(ループ)に、ポット詰めの前か、研磨した(及び、ポ
ット詰め材料を除去した)後のいずれかで、保護膜が施
されることは、本発明の範囲内である。ワイヤステム
に、ポット詰めの前に保護膜が施される場合、ワイヤス
テムは、図49Cに関連して上記で説明したようにし
て、ろう接可能な先端を形成するために、露出されるこ
とになる。
【0823】ループ状ワイヤステム(例えば、530
2)が、一方の電子コンポーネント上の端子から、他方
の電子コンポーネント上の端子へと延伸する(2つの端
子が、図示のように、同一の電子コンポーネント上にあ
るのではなく)ことは、本発明の範囲内である。
【0824】ループその他から多数のワイヤステムを製
造することにより、ループ(及び、最終的には自立型接
触構造)が実装される電子コンポーネント(例えば、半
導体素子)は、電子的火炎射出技法(上記の)と関連し
た、損傷を与える可能性のある高電圧(例えば、放電時
の数千ボルト)が加えられずに済む。
【0825】図53C及び53Dは、本発明に従って、
電子的火炎射出なく、ループから自立型ワイヤステムを
製作するための他の技法を示す。図示のように、電子コ
ンポーネント5358上の端子5362から延伸するワ
イヤステム5352が、ループへと形成されて、その端
子上に(又は、他の電子コンポーネント上の他の端子上
に)戻ってボンディングされる。ループの「1つの分
岐」(脚部)の実質的な部分が、ホトレジスト等のマス
キング材料5354で覆われる。ループは次に、材料5
358で保護膜が施され、ホトレジストが除去され、そ
の時点で、ループの以前にマスキングされた分岐も除去
でき、その結果として、図53Dに示すような、自立型
で保護膜付きワイヤステムとなる。
【0826】平坦なタブ先端、及び相互接続をなす方法 上記のように、接触構造の遠位端(先端)には、幾何形
状の接触パッド、その他を設けることができる。例え
ば、接触構造の先端に、平坦なタブ(圧力プレート)を
設けることが可能なことは、本発明の範囲内である。こ
のようにして、外部コンポーネントへの相互接続が容易
になされ(半田付け、その他なく)、特に、脆弱な外部
コンポーネントへの相互接続が、内部に配設された導電
(例えば、金)粒子を有する既知の材料であり、また圧
縮すると導電性となる、「z軸導通接着剤」と呼ばれる
ものの仲介によりなされる。
【0827】図54は、保護膜付きワイヤステム540
2を示し、その遠位端(先端)には、図10D(要素1
026を参照)に関連して上記で説明した技法と同様に
して、平坦なタブ(パッド)が設けられる。電気的相互
接続が、至る所に懸架された導電粒子5410を有する
z軸導通接着剤5408の手段により、接触構造540
2から外部の電子コンポーネント5406にもたらされ
る。接触構造5402への電子コンポーネント(この図
では省略)が、外部コンポーネント5406に対して押
圧される(矢印「C」を参照)と、接着剤5408は、
圧縮されて導電性となる。
【0828】利点 上述のように、従来技術は、各種の相互接続形態で充実
しているが、通常、各形態は、1つの環境にしか適用で
きない。
【0829】例えば、「慣用的な」ワイヤボンディング
は、第1の電子コンポーネント(例えば、半導体ダイ)
上の複数の箇所(例えば、接着パッド)と、第2の電子
コンポーネント(半導体パッケージ要素)の対応する複
数の箇所(例えば、端子)との間に、電気的な接続をな
すのに効果的であり、一般に、ワイヤを第1の箇所にボ
ンディングし、ワイヤを少し弛ませて第2の箇所に延ば
し、その第2の箇所でワイヤをボンディングすることに
より実施される。しかし、かかる形態は、半導体パッケ
ージを印刷回路基板にボンディングするのに、特別価値
のあるものではない。
【0830】例えば、半導体パッケージの外部表面に、
パッケージと、そのパッケージが実装される印刷回路基
板との間に電気的接続をなすために、ピン、リード、半
田バンプ、その他のアレイを設けることが知られてい
る。しかし、このようにして半導体ダイ等の電子コンポ
ーネントをパッケージ実装するには、パッケージ実装を
外部供給することが必要な場合が多く、それには、しば
しば割高な多い半導体素子の輸送が伴う。更に、半導体
素子を内部に実装すると、パッケージを回収することが
困難であり、その結果、パッケージ済みの半導体素子が
試験で落ちた場合、パッケージ済みの半導体素子全体
が、捨てられることになる。
【0831】例えば、ソケットは、半導体パッケージと
印刷回路基板の間に一時的な(取り外し可能な)接続を
なす手段を与える。しかし、ソケットは一般に、裸の
(パッケージ未実装の)半導体コンポーネントに接続す
ることには全く適用できない。
【0832】例えば、制限された度合いの復元性を有す
る接触子が、電子コンポーネント間で接続をなすために
知られている。通常、これらの接触子は、キャリアによ
りそこに配設(支持)され、これは、上述の米国特許第
4,705,205 号に例示されている。更に、かかる接触子
が、「ばね」としての機能につながる形状(例えば、S
字形状)を有するとしても、これらの接触子が製作され
る材料は、復元性のある接触構造としてのそれらの機能
にはつながらない。更に、キャリアに支持される(そこ
から延伸するのではなく)かかるどんな接触子も、定義
上、自立型ではない。
【0833】やや直感的でない利点が生じるのは、ダイ
(そこに復元性のある接触構造が実装された)から延伸
する接触構造の先端(遠位端)を、印刷回路基板に半田
付け(又は、エポキシ付け)する等により、復元性のな
い仕方で、例えば半導体ダイに実装された、成形済みの
復元性のある接触構造を用いることによる(例えば、上
記図36Aを参照)。本発明のかかるフリップチップ型
式の用途において、ある程度の復元性を維持することが
できる(所望であれば)。更に、高いアスペクト比(高
さ:幅)を有する接触構造の「突出した」特性に起因し
て、清掃性(例えば、半田フラックスの)及び検査性
が、伝統的な半田バンプ型式のフリップチップ表面実装
工程と比較して、増大される。
【0834】本発明の他の直感的でない特徴は、超小型
電子用途に接触構造を製造するために、メッキ等の工程
を利用することにある。従来技術を検分すると、メッキ
を通常用いて、本質的な電子コンポーネント(例えば、
リードフレームのリード)にわたって、構造的ではな
く、保護的なコーティングが設けられることが容易に分
かるであろう。更に、金(例えば、金ワイヤステム)に
わたって、何れか(例えば、ニッケル)メッキすること
は、一般に真理に反することである。というのは、金
は、多数の用途で相互接続をなすための選定材料として
非常に広く受け入れられるためである。
【0835】各種各様の復元性のある接触構造、それら
を製造する方法、及びそれらに対する応用例を上記で説
明した。
【0836】電気メッキ工程が、ワイヤステムに保護膜
を施すのに一般に好ましく、硬度、可鍛性、及び引張り
強度等の幾つかのパラメータを最適化することが所望さ
れる。これらのパラメータを最適化する工程は、経験的
となる傾向があり、それによって幾つかの汎用的な目安
となり、そのことは例えば、William Safrenekによる
「Properties of Electrodeposited Metals and Alloy
s」という学術文献に記載されている。
【0837】図面及び以上の説明において、本発明を詳
細に例示及び説明してきたが、本発明は、文言における
限定としてではなく、例示として見なされるべきであ
る。すなわち、ここで理解されたいのは、好適な実施例
のみを図示及び説明したということ、及び本発明の趣旨
内に入る全ての変形及び修正も、望ましく保護されると
いうことである。
【0838】例えば、復元性のある接触構造が、電子コ
ンポーネントに適用するために、個々のユニットとして
形成可能である。これは、図12Aに関連して上記で説
明した一括転移実施例と類似しており、そこでは、複数
の復元性のある接触構造が、電子コンポーネントへの後
続の転移のために、犠牲基板上に形成される。しかし、
復元性のある接触構造が、製造され、次に犠牲基板から
除去されて、電子コンポーネントに対して個々に後ほど
適用する(例えば、自動化設備により)ために、格納さ
れることは、本発明の範囲内である。かかる個々の復元
性のある接触構造は、2つの犠牲部材を用いて、復元性
のある接触構造が製造された後に、両方の犠牲部材を除
去することによっても形成可能であろう。
【0839】上記の説明に基づいて、本発明が最も近く
属する技術分野の通常の知識を有する者は、如何にして
本発明を実施するかを理解されるであろう。それでもや
はり、電気接触子技法の基本的理解を与える有用な「手
引き」となる参照は、1973年、Kenneth E. Pitney
著の「NEY Contact Manual」に見出すことができ、その
関連部分を、参照として本明細書に取り込む。例えば、
そこに記載されているように、「理想的な」接触子材料
は、以下のことを備える。すなわち、(1)収縮抵抗及
びバルク抵抗が低くなるような、高い導電率(低い抵抗
率)、(2)ジュール熱(I2R)が、接触界面から素早
く伝導して逃げるような、高い熱伝導率、(3)aスポ
ットが大きくなり、それにより低い収縮抵抗をもたらす
軟性、(4)低い機械的磨耗のための高い硬度、(5)
低い機械的磨耗を与えるために、接触子及び片持ち式梁
として機能できる能力をもたらす高い強度、(6)延長
した保存期間、電気雑音、及び卓越した信頼性のための
貴金属性の高い接触子、(7)摩擦ポリマーが過剰でな
い、極端に薄い潤滑フィルムを形成する能力、(8)低
コスト、である。本発明は、これらの基準の多数に合致
するが、これらの特性の全てを同時に得ることは不可能
である。「NEY Contact Manual」で更に注記されるよう
に、片持ち式梁が、接触構造において重要な役割を果た
す多くの場合がある。(単純な片持ち式梁は、その支持
体の上に掛かり、またその上に掛かる領域に負荷される
一様な断面(その長さを通じて)の梁である。)本発明
によれば、上記のように保護膜が施され、実装される基
板の表面に対してある角度で(直角でない)配設され
る、真っ直ぐな(直線)ワイヤステムが、本質的に片持
ち梁として機能することになる。本発明の範囲内には、
ボンディングワイヤが、電子コンポーネントにボンディ
ングされて、主にその構造的特性のために選定された材
料で、保護膜が施される(例えば、メッキされる)どん
な場合も含まれる。上記の説明に基づいて、上記の選択
した実施例の幾つかの特徴が、上記の他の実施例へと
「移植」可能であることを意図する旨を明確に理解すべ
きであり、かかることは、本発明が最も近く属する技術
分野の通常の知識を有する者であれば明白である。例え
ば、上記の実施例のいずれかにおいて、接触構造は、実
質的に純粋な弾性的(例えば、復元的)とすることがで
き、又は可塑性と弾性の組合せ(例えば、従順性)を示
すことが可能である。「復元性のある」という用語を用
いるどんな例の場合にも、「従順な」という用語で置き
換えでき、それゆえに、復元性の「特別な場合」であ
る。更に、本明細書で用いるように、従順であるどんな
接触構造も復元性がある。例えば、ワイヤステムに保護
膜が施された後に、ワイヤステムが露出されるのを可能
にするために、ワイヤステムの先端(遠位端)をマスキ
ングする(例えば、図48A−E、又は図49A−Cを
参照)のではなく、ワイヤステムに保護膜を施すことが
可能であり(マスキングすることなく)、その結果、ワ
イヤステムの先端は、ワイヤステムを露出するように根
出しされる(研磨又は磨き上げ工具で)。例えば、図4
9A−49Cに示すように、ワイヤステムをリフローし
て膨張させる場合、モールド等の外部工具を、接触構造
の遠位端(4930)に当てがって、膨張した先端に所
望の形状を付与することが可能である。これには、先端
がたがね(くさび)形状を有するようにせしめるモール
ド工具が含まれる。例えば、接触構造の遠位端が、他の
電子コンポーネントに「永久的に」取り付けられるいず
れの場合でも、これは任意の適切な導電性の塊、例えば
半田、又は導電性エポキシで対処することができる。代
替として、接触構造の遠位部は、図28に(例えば)示
すように、他の電子コンポーネントのメッキされたホー
ル内で、それ自体を偏倚するように成形可能である。例
えば、接触構造が、半導体素子に実装される大抵の場
合、一般に好ましいのは、少なくとも近位部、及び基板
(半導体素子)の表面上の近位部を囲む領域が、例えば
ポリマー等の硬化材料で封止されることである。多くの
場合、半導体素子全体を、このようにして封止すること
ができる。疑うべくもなく、上記の「主題」に関する多
数の他の「変形例」も、本発明の最も近くに属する、当
該技術で通常の知識を有する者が想到するであろうし、
また本明細書に開示されるような変形例は、本発明の範
囲内にあることを意図するものである。例えば、本明細
書において記載又は示唆される実施例のいずれかにおい
て、マスキング材料(例えば、ホトレジスト)が、基板
に施されて、マスクを通過する光への露出、及びマスキ
ング材料の部分の化学的除去(すなわち、慣用的なホト
リソグラフ技法)等によってパターニングされる場合、
代替技法を使用することもでき、それには、除去しよう
とするマスキング材料(例えば、ブランケット硬化ホト
レジスト)の部分に、適切に平行化された光ビーム(例
えば、エキシマ・レーザからの)を向け、それによっ
て、マスキング材料のこれら部分を融除すること、又は
適切に平行化された光ビームで、マスキング材料の部分
を直接(マスクを使用せずに)硬化し、次いで、未硬化
のマスキング材料を化学的に洗浄することが含まれる。
例えば、主に上記では、ワイヤステム(コア、足場)
が、ワイヤであるとして提示したが、コアが、導電性リ
ボン又はタブ等の伸長平坦要素であり得ることは、本発
明の範囲内である。かかるタブは、比較的軟質の金属か
らなる平坦なシートから容易に打ち抜かれ、次いで、上
記のようにして、所望の復元性、及び/又は従順性を示
すように保護膜を施すことができる。
【0840】明確に理解されたいのは、本発明の復元性
のある接触構造が、犠牲基板上に製造され、次にそこか
ら除去されて、後に続く、電子コンポーネントへの実装
に適した、複数の離散的な個々の復元性のある接触構造
を与えることが可能である、ということである。
【0841】更に、明確に理解されたいのは、上部構造
である保護膜により保護膜生成されたコアである足場か
らなる、本明細書に開示した復元性のある接触構造が、
「複合相互接続要素」と考えることができる、というこ
とである。
【0842】主に上記において、接触力(F)が、復元
性のある接触構造に長手方向で加えられると説明した。
換言すると、接触力は一般に、復元性のある接触構造の
実装されたベースの方向に、又は(別の見方で)復元性
のある接触構造が実装される端子の方向に向けられるこ
とになる。例えば、図5Fを参照されたい。明確に理解
されたいのは、接触力は、復元性のある接触構造をその
力に反作用せしめる任意の方向(横方向を含む)に(か
ら)、復元性のある接触構造に加えることができる、と
いうことである。
【0843】上記で、如何にして、複数の復元性のある
接触構造が、犠牲基板上に以前に製造された複数の接触
先端に基づき製造できるかという例を説明した。例え
ば、図10A−10Iを参照されたい。明確に理解され
たいのは、図9Cに示すような複数の予備製造された先
端構造が、電子コンポーネントの端子上に予備製造され
た、復元性のある接触構造の先端にろう接可能である、
ということである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による供給ワイヤの斜視図であり、そ
の自由(近位)端は、ワイヤボンディング装置のボンデ
ィング・ヘッド(毛細管)により、基板にボンディング
される。
【図1A】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由端は、基板上の端子にボンディングされる。
【図1B】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由端は、ホトレジスト層内の開口を介して、基板にボン
ディングされる。
【図1C】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由端は、ホトレジスト層内の開口を介して、基板に施さ
れた金属層にボンディングされる。
【図1D】本発明による図1Cの基板の側面図であり、
ワイヤに保護膜が施される。
【図1E】本発明による図1Dの基板の側面図であり、
ホトレジスト層が除去されて、金属層が部分的に除去さ
れる。
【図1F】従来技術によるワイヤの側面図であり、その
自由端は、犠牲基板とすることができる基板にボンディ
ングされる。
【図2】本発明によるワイヤの斜視図であり、その自由
端が、既に基板にボンディングされ、ある形状に構成さ
れている。この図は又、本発明による好適なワイヤボン
ディング装置(スプリンギング装置)の幾つかの構成要
素も示している。
【図2A】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由端は、既に基板にボンディングされて、復元性のある
保護膜を支持することになる形状に構成されている。
【図2B】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由端は、既に基板にボンディングされて、復元性のある
保護膜を支持することになる形状に構成されている。
【図2C】本発明によるワイヤの斜視図であり、その自
由端は、既に基板にボンディングされて、復元性のある
保護膜を支持することになる形状に構成されている。
【図2D】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由端は、既に基板にボンディングされて、復元性のある
保護膜を支持することになる形状に構成されている。
【図2E】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由端は、既に基板にボンディングされて、復元性のある
保護膜を支持することになる形状に構成されている。
【図2F】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由(近位)端は、既に基板にボンディングされ、その対
向(遠位)端も基板にボンディングされている、本発明
の「ループ」実施例の場合であり、ワイヤループには、
半田で保護膜を施すことができる。
【図2G】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由(近位)端は、既に基板にボンディングされており、
復元性のある保護膜を支持することになる形状に構成さ
れ、その対向(遠位)端も、基板にボンディングされ
る。
【図2H】本発明によるワイヤの側面図であり、その自
由端は、既に基板にボンディングされて、真っ直ぐでピ
ン状の形状に構成されている。
【図3A】本発明による、ワイヤを所望の形状へと構成
することに関連した「問題」の概略図であり、ワイヤ
が、毛細管によりとられる軌道を「進める」又は「遅ら
す」傾向になることを示す。
【図3B】本発明による、図3Aに記載した「問題」に
対する「解決策」の概略図であり、毛細管の軌道を注意
深くオフセット(変更)して、ワイヤがその所望の形状
へと製造されるのを保証できることを示す。
【図4A】本発明の1つの態様による、基板の上に上昇
したワイヤボンディング・ヘッド(毛細管)の側面図で
あり、ワイヤを切断する電子的火炎射出(EFO)を実
行するための電極を備える。
【図4B】本発明の1つの態様による、ワイヤが、図4
Aの技法により既に切断された後の、基板の上に上昇し
たワイヤボンディング・ヘッド(毛細管)の側面図であ
る。
【図4C】本発明の1つの態様による、ワイヤが、代替
(図4Bとは)の技法により既に切断された後の、基板
の上に上昇したワイヤボンディング・ヘッド(毛細管)
の側面図である。
【図4D】本発明の1つの態様による、ワイヤが、代替
(図4B及び4Cとは)の技法により既に切断された後
の、基板の上に上昇したワイヤボンディング・ヘッド
(毛細管)の側面図である。
【図5】本発明による、ある形状を有するように既に構
成され、また、復元性のある接触構造を作り出す材料の
多(少なくとも2つの)層で、既に保護膜が施されたワ
イヤの側面図である。
【図5A】本発明による、「弾性のある」形状(構成を
決定することになる形状)を有するように既に構成さ
れ、また、復元性のある接触構造を作り出す材料の単一
層で、既に完全に保護膜が施された(「保護膜で包み込
まれた」)ワイヤの側面図である。
【図5B】本発明による、弾性のある形状を有するよう
に既に構成され、また、復元性のある接触構造を作り出
す材料の単一層で、既に部分的に保護膜が施された
(「保護膜で覆いが付けられた」)ワイヤの側面図であ
る。
【図5C】本発明による、弾性のある形状を有するよう
に既に構成され、また、その表面上に超小型突起を有す
る復元性のある接触構造を作り出す材料の単一層で、既
に完全に保護膜が施された(「保護膜で包み込まれ
た」)ワイヤの側面図である。
【図5D】本発明による、弾性のある形状を有するよう
に既に構成され、また、その表面上に超小型突起を有す
る復元性のある接触構造を作り出す材料の多(少なくと
も2つの)層で、既に完全に保護膜が施された(「保護
膜で包み込まれた」)ワイヤの側面図である。
【図5E】本発明による、弾性のある形状を有するよう
に既に構成され、ある材料層で既に完全に保護膜が施さ
れ(「保護膜で包み込まれ」)、更に、従順な導電材料
内に既に埋設されたワイヤの側面図である。
【図5F】本発明による、弾性のある形状に構成され、
保護膜が施された(保護膜は、この図から省略してい
る)、代表的な復元性のある接触構造の概略図であり、
加えられた偏向力(F)に応答して偏向する、接触構造
の能力を示す。
【図5G】本発明による、弾性のある形状を有するよう
に既に構成され、少なくとも1つのコーティングで既に
完全に保護膜が施され(「保護膜で包み込まれ」)、保
護膜(例えば、メッキ)工程時に熱を加えることに関連
したワイヤの側面図である。
【図5H】本発明による、真っ直ぐなピン状の形状を有
するように既に構成され、少なくとも1つのコーティン
グで既に完全に保護膜が施され(「保護膜で包み込ま
れ」)、保護膜(例えば、メッキ)工程時に熱を加える
ことに関連したワイヤの側面図である。
【図5I】本発明による、2つのワイヤステムが、単一
の端子に実装されて保護膜生成される1つの実施例の側
面図である。
【図6A】本発明の復元性のある接触構造に対する1つ
の応用の側面図であり、接触構造が、1つ以上の電子コ
ンポーネント上の各種の段階から「開始」可能であり、
また共通の共平面段階で「終了」可能であることを示
す。
【図6B】本発明の復元性のある接触構造に対する1つ
の応用の側面図であり、接触構造が、1つの電子コンポ
ーネント上のある段階から「開始」可能であり、また1
つ以上の電子コンポーネント上の各種の段階で「終了」
可能であることを示す。
【図6C】本発明の復元性のある接触構造に対する1つ
の応用の側面図であり、接触構造が、第1の電子コンポ
ーネントの表面から「開始」可能であり、また第2の電
子コンポーネントの表面で「終了」可能であることを示
し、ここで、第2の電子コンポーネントの表面は、第1
の電子コンポーネントの表面と平行ではない。
【図7A】本発明による、パッケージの外部表面上のア
レイに配設された復元性のある接触構造のアレイを有す
る、セラミック半導体パッケージの側面図である。
【図7B】本発明による、パッケージの外部表面上のア
レイに配設された復元性のある接触構造のアレイを有
し、またパッケージ内に半導体ダイを相互接続する複数
の復元性のある接触構造を有する、プラスチック半導体
パッケージの側部断面図で、且つ部分斜視図である。
【図7C】本発明による、パッケージの外部表面上のア
レイに配設された復元性のある接触構造のアレイを有す
る、PCBベースの半導体パッケージの側面図である。
【図7D】本発明による、上成型パッケージの側面図で
あり、そこで、ボンディングワイヤに保護膜を既に施し
て、それらの強度、特にそれらの安定性を上成型時に強
化している。
【図8A】本発明による、ループへと構成されたワイヤ
の側面図であり、ワイヤの遠位端が、犠牲要素にボンデ
ィングされている。
【図8B】本発明による、保護膜生成後の図8Aのルー
プ化ワイヤの側面図である。
【図8C】本発明による、犠牲要素の除去が完了した後
の図8Bのループ化保護膜付きワイヤの側面図である。
【図8D】本発明の代替実施例による、犠牲要素の除去
が完了した後であるが、ワイヤへの保護膜生成が完了す
る前の図8Aのループ化ワイヤの側面図である。
【図9A】本発明による、復元性のあるプローブの1つ
の実施例において、ある形状に構成され保護膜が施され
たワイヤの側面図である。
【図9B】本発明による、復元性のあるプローブの代替
実施例において、ある形状に構成され保護膜が施された
ワイヤの側面図である。
【図9C】本発明による、復元性のある接触構造用の多
層接触パッドの側面図である。
【図10A】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
1段階(段階1)の側面図である。
【図10B】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
1段階(段階1)の側面図である。
【図10C】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
1段階(段階1)の側面図である。
【図10D】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
2段階(段階2)の側面図である。
【図10E】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
2段階(段階2)の側面図である。
【図10F】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
2段階(段階2)の側面図である。
【図10G】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
2段階(段階2)の側面図である。
【図10H】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
2段階(段階2)の代替実施例の側面図である。
【図10I】本発明による、復元性のある接触子を有す
るチッププローブ当てカードを形成するための工程の第
2段階(段階2)の代替実施例の側面図である。
【図10J】本発明による、プローブとして機能するよ
うに、構成及び保護膜生成されたワイヤの1つの実施例
の側面図である。
【図10K】本発明による、プローブとして機能するよ
うに、構成及び保護膜生成されたワイヤの他の実施例の
側面図である。
【図11A】本発明による、犠牲基板に復元性のある接
触構造を実装するための工程シーケンスを示す側面図で
ある。
【図11B】本発明による、犠牲基板に復元性のある接
触構造を実装するための工程シーケンスを示す側面図で
ある。
【図11C】本発明による、犠牲基板に復元性のある接
触構造を実装するための工程シーケンスを示す側面図で
ある。
【図11D】本発明による、犠牲基板に復元性のある接
触構造を実装するための工程シーケンスを示す側面図で
ある。
【図11E】本発明による、犠牲基板に復元性のある接
触構造を実装するための工程シーケンスを示す側面図で
ある。
【図11F】本発明による、犠牲基板に復元性のある接
触構造を実装するための工程シーケンスを示す側面図で
ある。
【図12A】本発明による、半導体パッケージの外部表
面に、復元性のある接触構造を実装するための「一括転
移」技法の側面図である。
【図12B】本発明による、半導体パッケージの外部表
面に、復元性のある接触構造を実装するための「一括転
移」技法の側面図である。
【図12C】本発明による、半導体パッケージの外部表
面に、復元性のある接触構造を実装するための「一括転
移」技法の側面図である。
【図12D】本発明による、半導体パッケージの表面に
おける窪みに、復元性のある接触構造を実装するための
1つの技法の側面図である。
【図12E】本発明による、プローブカードを製作する
ための1つの技法の側面図である。
【図12F】本発明による、復元性のある接触構造上
に、それが実装される基板上で更に安定にするように、
外層を配設するための1つの技法の側面図である。
【図13A】本発明による、復元性のある接触構造を有
し、例えば試験及びエージング用の試験ボードに対し
て、一時的な(例えば、復元性のある)接続をなす半導
体パッケージの側面図である。
【図13B】本発明による、印刷回路基板に永久的な
(例えば、半田付け)接続をなす、図13Aの半導体パ
ッケージの側面図である。
【図14A】本発明による、半導体ダイに復元性のある
接触構造を実装するための1つの技法の側面図である。
【図14B】本発明による、半導体ダイに復元性のある
接触構造を実装するための1つの技法の側面図である。
【図14C】本発明による、半導体ダイに復元性のある
接触構造を実装するための1つの技法の側面図である。
【図14D】本発明による、半導体ダイに復元性のある
接触構造を実装するための1つの技法の側面図である。
【図14E】本発明による、半導体ダイに復元性のある
接触構造を実装するための1つの技法の側面図である。
【図14F】本発明による、半導体ダイに復元性のある
接触構造を実装した後に、それらのダイをウェーハから
切り離すための、図14A−14Eに関して記載した技
法と類似した技法の側面図である。
【図14G】本発明による、半導体ダイに復元性のある
接触構造を実装した後に、それらのダイをウェーハから
切り離すための、図14A−14Eに関して記載した技
法と類似した技法の側面図である。
【図15】本発明による、半導体ウェーハ上の多数のダ
イサイトに実装された、複数の復元性のある接触構造の
部分斜視図である。
【図15A】本発明による、半導体ダイに実装されて、
「ピンアウト」(本明細書で用いる接着パッド間隔)の
実効ピッチを増大する、複数の復元性のある接触構造の
部分斜視図である。
【図16A】本発明による、ダイ(ウェーハ上の、又は
そこから切断された)上に復元性のある接触構造を形成
するための工程の斜視図である。
【図16B】本発明による、ダイ(ウェーハ上の、又は
そこから切断された)上に復元性のある接触構造を形成
するための工程の斜視図である。
【図16C】本発明による、ダイ(ウェーハ上の、又は
そこから切断された)上に復元性のある接触構造を形成
するための工程の斜視図である。
【図16D】本発明による、ダイ(ウェーハ上の、又は
そこから切断された)上に復元性のある接触構造を形成
するための代替(図16A−16Cとは)工程の斜視図
である。
【図16E】本発明による、一方の頂部に他方をといっ
たように、チップ(半導体ダイ)を積み重ねるのに適し
た仕方で、復元性のある接触構造を製造するための1つ
の技法の側面図である。
【図16F】本発明による、一方の頂部に他方をといっ
たように、チップ(半導体ダイ)を積み重ねるのに適し
た仕方で、復元性のある接触構造を製造するための1つ
の技法の側面図である。
【図17A】本発明による、介在体の1つの実施例の斜
視図である。
【図17B】本発明による、介在体の1つの実施例の斜
視図である。
【図17C】本発明による、介在体の1つの実施例の斜
視図である。
【図17D】本発明による、介在体の1つの実施例の斜
視図である。
【図17E】本発明による、介在体の1つの実施例の斜
視図である。
【図18A】本発明による、介在体の1つの実施例の斜
視図である。
【図18B】本発明による、2つの電子コンポーネント
間に配設された、図18Aの介在体の側面図である。
【図19A】本発明による、介在体の他の実施例の斜視
図である。
【図19B】本発明による、2つの電子コンポーネント
間に配設された、図19Aの介在体の側面図である。
【図20A】本発明による、介在体の他の実施例の斜視
図である。
【図20B】本発明による、2つの電子コンポーネント
間に配設された、図20Aの介在体の側面図である。
【図21】本発明による、設計変更をするのに適した、
介在体の他の実施例の斜視図である。
【図22A】本発明による、介在体の更なる実施例の側
面図である。
【図22B】本発明による、介在体の更なる実施例の側
面図である。
【図22C】本発明による、介在体の他の実施例の側面
図である。
【図22D】本発明による、介在体の他の実施例の側面
図である。
【図22E】本発明による、介在体の他の実施例の側面
図である。
【図22F】本発明による、介在体の他の実施例の側面
図である。
【図23A】本発明による、復元性のある接触構造を取
り込む、半導体パッケージの1つの実施例の側面図であ
る。
【図23B】本発明による、復元性のある接触構造を取
り込む、半導体パッケージの他の実施例の側面図であ
る。
【図23C】本発明による、外部接触子を有する、フリ
ップチップ対応のバイア無しPCB基板の側面図であ
る。
【図24A】本発明による、基板の端子上に形成され
た、ループ形状の接触子の1つの実施例の部分斜視図で
ある。
【図24B】本発明による、基板の端子上に形成され
た、半田バンプ型式の接触子の1つの実施例の部分斜視
図である。
【図24C】本発明による、基板の端子上に形成され
た、熱相互接触子の実施例の部分斜視図である。
【図24D】本発明による、基板の端子上に形成され
た、熱相互接触子の実施例の部分斜視図である。
【図24E】本発明による、電子コンポーネントに熱拡
散構造を設けるための他の実施例の斜視図である。
【図25】本発明による、両面印刷回路基板のアセンブ
リの1つの実施例の側面図であり、その両側に復元性の
ある接触構造と共に実装された、電子コンポーネントを
有する。
【図26】本発明による、両面印刷回路基板のアセンブ
リの1つの実施例の側面図であり、その両側に復元性の
ある接触構造と共に実装された、電子コンポーネントを
有する。
【図27】本発明による、印刷回路基板のアセンブリの
1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接触
構造と共に実装された、1つの電子コンポーネントを有
する。
【図28】本発明による、印刷回路基板のアセンブリの
1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接触
構造と共に実装された、1つの電子コンポーネントを有
する。
【図29】本発明による、印刷回路基板のアセンブリの
1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接触
構造と共に実装された、幾つかの電子コンポーネントを
有する。
【図30】本発明による、印刷回路基板のアセンブリの
1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接触
構造と共に実装された、幾つかの電子コンポーネントを
有する。
【図31】本発明による、印刷回路基板のアセンブリの
1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接触
構造と共に実装された幾つかの電子コンポーネントを有
し、また他の電子デバイスを取り込んでいる。
【図32】本発明による、印刷回路基板のアセンブリの
1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接触
構造と共に実装された幾つかの電子コンポーネントを有
し、また他の電子デバイスを取り込んでいる。
【図33】本発明による、電子コンポーネントに対する
パッケージ実装方法の1つの実施例の側面図である。
【図34】本発明による、電子コンポーネントに対する
パッケージ実装方法の1つの実施例の側面図である。
【図35】本発明による、電子コンポーネントに対する
接続方法の1つの実施例の側面図である。
【図36A】本発明による、印刷回路基板のアセンブリ
の1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接
触構造と共に実装された、幾つかの電子コンポーネント
を有する。
【図36B】本発明による、電子アセンブリの平面図で
ある。
【図36C】本発明による、電子アセンブリの平面図で
ある。
【図37】本発明による、印刷回路基板のアセンブリの
1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接触
構造と共に実装された幾つかの電子コンポーネントを有
し、また他の電子デバイスを取り込んでいる。
【図38】本発明による、印刷回路基板のアセンブリの
1つの実施例の側面図であり、そこに復元性のある接触
構造と共に実装された幾つかの電子コンポーネントを有
する。
【図38A】本発明による、図38の実施例の詳細な側
面図である。
【図39】本発明による、試験インターフェース配列の
側面図で、且つ部分分解組立図である。
【図40A】本発明による、ワイヤステムを形成するた
めに、絶縁(例えば、誘電体)材料を利用する、本発明
の1つの実施例の側面図である。
【図40B】本発明による、ワイヤステムを形成するた
めに、絶縁(例えば、誘電体)材料を利用する、本発明
の1つの実施例の側面図である。
【図41A】本発明による、1つの電子コンポーネント
上の接触領域(例えば、端子)にワイヤステムを実装す
るための代替技法の側面図である。
【図41B】本発明による、1つの電子コンポーネント
上の接触領域(例えば、端子)にワイヤステムを実装す
るための代替技法の側面図である。
【図41C】本発明による、1つの電子コンポーネント
上の接触領域(例えば、端子)にワイヤステムを実装す
るための代替技法の側面図である。
【図42】本発明による、外部工具を用いて、ワイヤス
テムを構成するための代替技法の側面図である。
【図42A】本発明による、外部工具を用いて、2つ以
上のワイヤステムを成形するための1つの技法を示す側
面図である。
【図42B】本発明による、外部工具を用いて、2つ以
上のワイヤステムを成形するための1つの技法を示す側
面図である。
【図42C】本発明による、外部の櫛状工具を用いて、
複数のワイヤステムを成形するための代替技法の斜視図
である。
【図43A】本発明による、ワイヤボンディング装置の
毛細管の側面図である。
【図43B】本発明による、ワイヤボンディング装置の
毛細管の代替実施例の側面図である。
【図44】本発明による、複数の復元性のある接触構造
が実装される1つの電子コンポーネントの平面図であ
り、それらの配向は、その電子コンポーネントの熱膨張
を吸収するように配列される。
【図45】本発明による、基板に実装されて、捻り
(T)における圧縮力(F)を吸収する、復元性のある
接触構造の斜視図である。
【図46A】本発明による、復元性のある接触構造の全
体のインダクタンスを低減するための1つの技法を示す
側面図である。
【図46B】本発明による、復元性のある接触構造の全
体のインダクタンスを低減するための1つの技法を示す
側面図である。
【図46C】本発明による、復元性のある接触構造の全
体のインダクタンスを低減するための1つの技法を示す
側面図である。
【図46D】本発明による、復元性のある接触構造の全
体のインダクタンスを低減するための1つの技法を示す
側面図である。
【図46E】本発明による、復元性のある接触構造の全
体のインダクタンスを低減するための1つの技法を示す
側面図である。
【図46F】本発明による、復元性のある接触構造の全
体のインダクタンスを低減するための1つの技法を示す
側面図である。
【図46G】従来技術の絶縁されたワイヤの断面図であ
り、これは、本発明の幾つかの実施例で使用できる。
【図47】本発明による、修正された厚さ(例えば、丸
いワイヤの場合、直径)を有する、ワイヤステムの側面
図である。
【図48A】本発明による、保護膜生成の後にワイヤス
テムを除去するための1つの技法の側面図で、且つ部分
断面図である。
【図48B】本発明による、保護膜生成の後にワイヤス
テムを除去するための1つの技法の側面図で、且つ部分
断面図である。
【図48C】本発明による、保護膜生成の後にワイヤス
テムを除去するための1つの技法の側面図で、且つ部分
断面図である。
【図48D】本発明による、保護膜生成の後にワイヤス
テムを除去するための1つの技法の側面図で、且つ部分
断面図である。
【図48E】本発明による、保護膜生成の後にワイヤス
テムを除去するための1つの技法の側面図で、且つ部分
断面図である。
【図49A】本発明による、接触構造上に共晶でろう接
対応の先端を形成するための1つの技法の側面図で、且
つ部分断面図である。
【図49B】本発明による、接触構造上に共晶でろう接
対応の先端を形成するための1つの技法の側面図で、且
つ部分断面図である。
【図49C】本発明による、接触構造上に共晶でろう接
対応の先端を形成するための1つの技法の側面図で、且
つ部分断面図である。
【図50A】本発明による、接触構造に微細構成(ラ
フ)先端を設けるための技法の斜視図である。
【図50B】本発明による、接触構造に微細構成(ラ
フ)先端を設けるための技法の斜視図である。
【図51A】本発明による、部分的保護膜を備えた接触
構造を形成するための1つの技法の側面図で、且つ部分
断面図である。
【図51B】本発明による、部分的保護膜を備えた接触
構造を形成するための1つの技法の側面図で、且つ部分
断面図である。
【図51C】本発明による、部分的保護膜を備えた接触
構造を形成するための1つの技法の側面図で、且つ部分
断面図である。
【図52A】本発明による、ワイヤステムの露出した中
間部に対して相互接続をなす復元性のある接触構造を製
造するための技法の斜視図である。
【図52B】本発明による、ワイヤステムの露出した中
間部に対して相互接続をなす復元性のある接触構造を製
造するための技法の斜視図である。
【図52C】本発明による、ワイヤステムの露出した中
間部に対して相互接続をなす復元性のある接触構造を製
造するための技法の斜視図である。
【図52D】本発明による、ワイヤステムの露出した中
間部に対して相互接続をなす復元性のある接触構造を製
造するための技法の斜視図である。
【図52E】本発明による、ワイヤステムを切断するこ
となく、多数の自立型の接触構造を製造するための1つ
の技法の斜視図である。
【図52F】本発明による、ワイヤステムを切断するこ
となく、多数の自立型の接触構造を製造するための代替
技法の側面図である。
【図53A】本発明による、ワイヤステムを切断するこ
となく、多数の自立型の接触構造を製造するための代替
技法の側面図である。
【図53B】本発明による、ワイヤステムを切断するこ
となく、多数の自立型の接触構造を製造するための代替
技法の側面図である。
【図53C】本発明による、電子的火炎射出することな
く、この場合ループから、自立型のワイヤステムを製作
するための技法を示す側面図である。
【図53D】本発明による、電子的火炎射出することな
く、この場合ループから、自立型のワイヤステムを製作
するための技法を示す側面図である。
【図54】本発明による、外部コンポーネントに相互接
続する接触構造の一部を示す側面図である。
【符号の説明】
502 ワイヤ 508 基板 530 ワイヤステム 522、540 コーティング層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 08/457,479 (32)優先日 平成7年6月1日(1995.6.1) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/526,246 (32)優先日 平成7年9月21日(1995.9.21) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/533,584 (32)優先日 平成7年10月18日(1995.10.18) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/554,902 (32)優先日 平成7年11月9日(1995.11.9) (33)優先権主張国 米国(US) (72)発明者 マシュー,ゲータン,エル アメリカ合衆国カリフォルニア州94568, ダブリン,フォール・クリーク・ロード・ 7980,アパートメント・203 (72)発明者 エルドリッジ,ベンジャミン,エヌ アメリカ合衆国ニューヨーク州12533,ホ ープウェル・ジャンクション,ハイ・リッ ジ・ロード・11 (72)発明者 グルーブ,ゲーリー,ダヴリュー アメリカ合衆国ニューヨーク州10950,モ ンロー,ボックス・エム−397,アール・ ディー・2

Claims (363)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気的接触構造を製造する方法において、
    弾力のある形状を有するように、柔軟な伸長部材を構成
    するステップであって、該伸長要素はある長さを有す
    る、ステップと、保護膜材料を、その構造的特性に対し
    て選択するステップと、上記伸長部材上に保護膜材料を
    施すステップと、を含む方法。
  2. 【請求項2】結果としての接触構造は、弾性と可塑性の
    両方を呈示する、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】前記伸長部材は、結果としての復元性のあ
    る接触構造に対して、足場として機能し、前記保護膜材
    料は、結果としての復元性のある接触構造に対して、上
    部構造として機能する、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】前記保護膜を施した後に、適所に前記伸長
    部材を残すステップを更に含む、請求項1に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】前記保護膜を施した後に、前記伸長部材を
    少なくとも部分的に除去するステップを更に含む、請求
    項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】前記保護膜を施した後に、前記伸長部材を
    完全に除去するステップを更に含む、請求項5に記載の
    方法。
  7. 【請求項7】前記伸長部材は、ある溶融温度を有する第
    1の材料から製作され、前記保護膜材料を施す前に、上
    記第1の材料とは異なり、また上記第1の材料で合金を
    形成することが可能である、第2の材料で前記伸長部材
    をコーティングするステップを更に含み、上記合金は、
    第1の材料の溶融温度よりも低い溶融温度を有する、請
    求項1に記載の方法。
  8. 【請求項8】前記保護膜を施した後に、前記合金を形成
    するために、結果としての復元性のある接触構造を加熱
    するステップを更に含む、請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】前記伸長部材は金ワイヤであり、前記保護
    膜材料を施す前に、上記金ワイヤにわたってスズの層を
    施すステップを更に含む、請求項7に記載の方法。
  10. 【請求項10】前記保護膜材料は、一組の構造的性質を
    有し、前記結果としての復元性のある接触構造は、前記
    保護膜材料の構造的性質により主に決定される復元性を
    有する、請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】前記伸長部材は、一組の物理的性質を有
    し、前記結果としての復元性のある接触構造は、前記保
    護膜の構造的性質、及び前記伸長部材の物理的性質によ
    り決定される従順性を有する、請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】前記保護膜材料は、メッキにより前記伸
    長部材に施される、請求項1に記載の方法。
  13. 【請求項13】前記伸長部材をメッキする間、前記伸長
    部材の長さに沿って、熱勾配を生成するために、熱を加
    えるステップを更に含む、請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】前記保護膜材料の厚さを、前記伸長部材
    の一方の端部において、前記伸長部材の対向する端部に
    おいてよりも大きくならしめるステップを更に含む、請
    求項12に記載の方法。
  15. 【請求項15】弾力のある形状を有するように、前記伸
    長部材を構成するステップの前に、基板上の接触領域
    に、前記伸長部材の近位端をボンディングするステップ
    を更に含む、請求項1に記載の方法。
  16. 【請求項16】前記伸長部材の近位端は、ワイヤボンデ
    ィング装置により、前記接触領域にボンディングされ
    る、請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】前記伸長部材の長さに沿って、且つ前記
    接触領域にわたって、前記保護膜材料を施すステップを
    更に含む、請求項15に記載の方法。
  18. 【請求項18】前記保護膜材料は、前記接触領域にわた
    って、且つ前記伸長部材の長さに沿って連続的となるよ
    うに施される、請求項17に記載の方法。
  19. 【請求項19】弾力のある形状を有するように、前記伸
    長部材を構成するステップの後に、遠位端を有するよう
    に、前記伸長部材を切断するステップを更に含む、請求
    項15に記載の方法。
  20. 【請求項20】電極からの放電により、前記伸長要素を
    切断するステップを更に含む、請求項19に記載の方
    法。
  21. 【請求項21】電極からの放電により、前記伸長要素を
    切断する間、紫外光により、前記伸長部材の少なくとも
    1つ、及び前記電極を照射するステップを更に含む、請
    求項20に記載の方法。
  22. 【請求項22】工具により、前記伸長部材を切断するス
    テップを更に含む、請求項19に記載の方法。
  23. 【請求項23】前記伸長部材を構成する間、超音波振動
    を前記伸長部材に加えるステップを更に含む、請求項1
    に記載の方法。
  24. 【請求項24】前記保護膜材料は導電性である、請求項
    1に記載の方法。
  25. 【請求項25】前記保護膜材料は多層の材料からなり、
    前記保護膜のうちの少なくとも1つが導電性である、請
    求項1に記載の方法。
  26. 【請求項26】前記保護膜は、金属の電解又は無電解水
    溶液メッキと、化学的蒸着法(CVD)と、物理的蒸着
    法(PVD)と、気体、液体、又は固体の先行物質の分
    解、又は反応を通じて、材料の堆積を引き起こす任意の
    工程とを含む、湿式電気化学的技法からなるグループか
    ら選択された1つの技法により施される、請求項1に記
    載の方法。
  27. 【請求項27】前記伸長部材の自由端に、接触パッドを
    取り付けるステップを更に含む、請求項1に記載の方
    法。
  28. 【請求項28】前記接触パッドは、前記保護膜材料を施
    す前に、前記伸長部材の一方の端部に取り付けられる、
    請求項27に記載の方法。
  29. 【請求項29】前記接触パッドは、前記保護膜材料を施
    した後に、前記伸長部材の一方の端部に取り付けられ、
    前記接触パッドを取り付けた後に、追加の保護膜材料を
    施すステップを更に含む、請求項27に記載の方法。
  30. 【請求項30】前記接触パッドの表面上に、所望の微細
    構造を形成するステップを更に含む、請求項27に記載
    の方法。
  31. 【請求項31】前記結果としての復元性のある接触構造
    の自由端に、所望の微細構造を付与するステップを更に
    含む、請求項1に記載の方法。
  32. 【請求項32】2つの電子コンポーネントを電気的に相
    互接続する方法において、第1の電子コンポーネントの
    表面上の接触領域に、柔軟なワイヤの近位端をボンディ
    ングするステップと、弾力のある形状を有するように、
    上記ワイヤを構成するステップと、遠位端を有するよう
    に、上記ワイヤを切断するステップと、上記ワイヤ及び
    上記接触領域に、導電性で復元性のある材料で保護膜を
    施し、それにより、近位端により上記第1の電子コンポ
    ーネントに実装され、また遠位端を有する、自立型の復
    元性のある接触構造を形成するステップと、第2の電子
    コンポーネント上の接触領域を、上記復元性のある接触
    構造の遠位端と接触させるステップと、を含む方法。
  33. 【請求項33】前記自立型の復元性のある接触構造は、
    可塑性と弾性の両方を呈示する、請求項32に記載の方
    法。
  34. 【請求項34】半田と導電性エポキシからなるグループ
    から選択された導電材料により、前記第2の電子コンポ
    ーネントに、前記自立型の復元性のある接触構造の遠位
    端を取り付けるステップを更に含む、請求項32に記載
    の方法。
  35. 【請求項35】前記第2のコンポーネント上の接触領域
    に接触させる前に、前記柔軟なワイヤの遠位端に、接触
    パッドを実装するステップを更に含む、請求項32に記
    載の方法。
  36. 【請求項36】介在体を製造する方法において、それを
    介して延伸する穴を有する介在体基板を供給するステッ
    プと、犠牲基板を供給するステップと、該犠牲基板上
    に、復元性のある接触構造を製造するステップと、該復
    元性のある接触構造を、上記穴を介して延伸せしめ、ま
    た上記穴内で懸架せしめるステップと、上記犠牲基板を
    除去するステップと、を含む方法。
  37. 【請求項37】前記復元性のある接触構造を、弾性材料
    により、前記介在体基板の穴内で懸架せしめるステップ
    を更に含む、請求項26に記載の方法。
  38. 【請求項38】前記介在体基板の穴内で、前記復元性の
    ある接触構造を半田付けするステップを更に含む、請求
    項36に記載の方法。
  39. 【請求項39】1つの電子コンポーネントに、複数の接
    触構造を実装する方法において、犠牲基板上に、複数の
    電気的接触構造を製造するステップであって、該電気的
    接触構造の各々は、上記犠牲基板から延伸する先端を有
    する、ステップと、上記犠牲基板を、上記電気的接触構
    造の先端が、上記電子コンポーネントに接触するよう
    に、電子コンポーネントと近接させるステップと、単一
    のステップで、上記電気的接触構造を、それらの先端に
    より、上記電子コンポーネントに実装するステップと、
    上記電気的接触構造を上記電子コンポーネントに実装し
    た後に、上記犠牲基板を除去するステップと、を含む方
    法。
  40. 【請求項40】前記犠牲基板を除去した後に、前記電気
    的接触構造をメッキするステップを更に含む、請求項3
    9に記載の方法。
  41. 【請求項41】2つの電子コンポーネント間の電気的接
    続において、少なくとも1つの導電層を有する金属性の
    コーティングから本質的になる導電経路であって、該金
    属性のコーティングは、伸長部材上に配設され、上記コ
    ーティングは、2つの電子コンポーネント間で延伸し、
    且つ2つの電子コンポーネントを相互接続する、導電経
    路からなる電気的接続。
  42. 【請求項42】前記コーティングは、少なくとも1つの
    層を有するメッキである、請求項41に記載の電気的接
    続。
  43. 【請求項43】前記伸長部材はワイヤである、請求項4
    1に記載の電気的接続。
  44. 【請求項44】前記ワイヤは導電性である、請求項43
    に記載の電気的接続。
  45. 【請求項45】前記ワイヤは、金及びその合金からなる
    グループから選択される、請求項43に記載の電気的接
    続。
  46. 【請求項46】前記ワイヤは、アルミニウム、銅、プラ
    チナ群の金属、鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合
    金からなるグループから選択される、請求項43に記載
    の電気的接続。
  47. 【請求項47】前記コーティングは、ある材料から選択
    され、前記伸長部材は、前記電気的接続に復元性を付与
    するように構成される、請求項41に記載の電気的接
    続。
  48. 【請求項48】前記コーティングは、ニッケル及びその
    合金からなるグループから選択された材料である、請求
    項41に記載の電気的接続。
  49. 【請求項49】前記コーティングは、銅、コバルト、
    鉄、及びそれらの合金と、Ni/Fe/Co材料とから
    なるグループから選択された材料である、請求項41に
    記載の電気的接続。
  50. 【請求項50】前記コーティングは、金、銀、プラチナ
    群の元素、貴金属又は準貴金属、それらの合金、タング
    ステン、コバルト、亜鉛、スズ、半田、及び銅からなる
    グループから選択された材料である、請求項41に記載
    の電気的接続。
  51. 【請求項51】電子アセンブリにおいて、エッジ間に、
    互いに近接して、印刷回路基板の少なくとも1つの側に
    実装された、複数の半導体ダイであって、該半導体ダイ
    の各々は、半導体ダイの各々に実装された自立型の復元
    性のある接触構造によって、印刷回路基板に電気的に接
    続される、複数の半導体ダイからなる、電子アセンブ
    リ。
  52. 【請求項52】前記半導体ダイはメモリ素子である、請
    求項51に記載の電子アセンブリ。
  53. 【請求項53】前記電子アセンブリは、シングル・イン
    ライン・メモリ・モジュール(SIMM)である、請求
    項51に記載の電子アセンブリ。
  54. 【請求項54】前記復元性のある接触構造は従順性があ
    る、請求項51に記載の電子アセンブリ。
  55. 【請求項55】前記半導体ダイは、前記印刷回路基板の
    両側に実装される、請求項51に記載の電子アセンブ
    リ。
  56. 【請求項56】前記自立型の復元性のある接触構造は、
    前記半導体ダイにワイヤを個々にボンディングし、上記
    ワイヤに互いに同時に保護膜を施すことにより形成され
    る、請求項51に記載の電子アセンブリ。
  57. 【請求項57】前記自立型の復元性のある接触構造は、
    犠牲基板にワイヤを個々にボンディングし、上記ワイヤ
    をメッキし、単一のステップで、前記半導体ダイのうち
    の少なくとも1つに、メッキされたワイヤを一括転移す
    ることにより形成される、請求項51に記載の電子アセ
    ンブリ。
  58. 【請求項58】前記メッキされたワイヤを一括転移した
    後に、前記メッキされたワイヤを更にメッキすることか
    ら更になる、請求項57に記載の電子アセンブリ。
  59. 【請求項59】前記復元性のある接触構造の少なくとも
    一部を封止する材料を硬化させることから更になる、請
    求項51に記載の電子アセンブリ。
  60. 【請求項60】足場上に上部構造を生成する方法におい
    て、電子コンポーネント上に、少なくとも1つの足場を
    実装するステップと、上記少なくとも1つの足場上に上
    部構造を形成するために、メッキ槽内に基板を配設する
    ステップと、を含む方法。
  61. 【請求項61】前記少なくとも1つの足場をメッキする
    前に、弾力のある形状を有するように、前記少なくとも
    1つの足場の各々を構成するステップを更に含む、請求
    項60に記載の方法。
  62. 【請求項62】前記少なくとも1つの足場をメッキする
    間、前記電子コンポーネントを加熱するステップを更に
    含む、請求項60に記載の方法。
  63. 【請求項63】前記結果としてのメッキは、前記メッキ
    の最も厚い部分から前記メッキの最も薄い部分へと、少
    なくとも1.5:1の厚さ勾配を呈示する、請求項62
    に記載の方法。
  64. 【請求項64】少なくとも2つの足場が、前記電子コン
    ポーネントに実装され、前記足場は、前記基板に実装さ
    れた近位端と、遠位端を有する自立型であり、前記足場
    を、それらの近位端におけるよりも、それらの遠位端に
    おいて大きな間隔を有するように構成するステップを更
    に含む、請求項60に記載の方法。
  65. 【請求項65】前記足場は、前記基板に実装された近位
    端と、遠位端を有する自立型であり、前記少なくとも1
    つの足場をメッキする前に、前記足場の遠位端に、マス
    キング材料を施すステップと、前記足場をメッキした後
    に、上記マスキング材料を除去するステップとを更に含
    む、請求項60に記載の方法。
  66. 【請求項66】前記マスキング材料を除去した後に、前
    記足場を更にメッキするステップを更に含む、請求項6
    5に記載の方法。
  67. 【請求項67】前記足場上に前記上部構造を形成した後
    に、前記足場を露出させるために、前記上部構造の一部
    を除去するステップを更に含む、請求項60に記載の方
    法。
  68. 【請求項68】前記足場をメッキする前に、前記足場と
    合金を形成するのに適しており、また、前記足場の溶融
    温度よりも低い溶融温度を呈示する材料を、前記足場上
    に施すステップを更に含む、請求項60に記載の方法。
  69. 【請求項69】前記足場は、前記電子コンポーネントに
    実装された近位端を有し、また遠位端を有する自立型で
    あり、前記少なくとも1つの足場をメッキする前に、前
    記足場の遠位端に、マスキング材料を施すステップと、
    前記足場をメッキした後に、上記マスキング材料を除去
    するステップと、上記マスキング材料を除去した後に、
    メッキされた足場を加熱するステップとを更に含む、請
    求項60に記載の方法。
  70. 【請求項70】前記足場は、前記電子コンポーネントに
    実装された近位端をと、遠位端と、それらの間にある長
    さとを有する自立型であり、前記少なくとも1つの足場
    をメッキする前に、前記足場の各々の一方の側に、マス
    キング材料を施すステップと、前記足場をメッキした後
    に、上記マスキング材料を除去するステップと、上記マ
    スキング材料を除去した後に、メッキされた足場を加熱
    するステップとを更に含む、請求項60に記載の方法。
  71. 【請求項71】伸長部材上にメッキを設ける方法であっ
    て、該メッキは、伸長部材の他方の端部においてより
    も、伸長部材の一方の端部において大きな厚さを有して
    おり、該方法が、メッキ槽内にメッキすべき伸長部材を
    配設するステップと、伸長部材をメッキする間、伸長部
    材の一方の端部が、伸長部材の対向した端部とは異なる
    温度になるように、伸長部材に沿って温度勾配を生成す
    るステップと、を含む方法。
  72. 【請求項72】抵抗性熱要素、熱結合デバイス、ペルチ
    ェ型式デバイス、白熱輻射熱源、及び可干渉性光源から
    なるグループから選択された熱源により、前記温度勾配
    を生成するステップを更に含む、請求項71に記載の方
    法。
  73. 【請求項73】2つ以上の自立型の復元性のある接触構
    造を製作する方法において、2つの端部を有するループ
    を形成するステップであって、該2つの端部のうちの第
    1の端部が、第1の端子に取り付けられ、該2つの端部
    のうちの第2の端部が、第2の端子に取り付けられ、上
    記ループの中間部が、上記ループに沿ったほぼ中間に配
    設され、第1の脚部が、上記第1の端部から上記中間部
    へと延伸し、第2の脚部が、上記第2の端部から上記中
    間部へと延伸する、ループを形成するステップと、上記
    中間部を除去するステップと、を含む方法。
  74. 【請求項74】前記中間部を除去する前に、前記ループ
    に保護膜を施すステップを更に含む、請求項73に記載
    の方法。
  75. 【請求項75】前記中間部を除去した後に、前記ループ
    に保護膜を施すステップを更に含む、請求項73に記載
    の方法。
  76. 【請求項76】前記中間部を除去する前に、前記ループ
    を硬化材料で封止するステップを更に含む、請求項73
    に記載の方法。
  77. 【請求項77】研磨により、前記中間部を除去するステ
    ップを更に含む、請求項76に記載の方法。
  78. 【請求項78】前記中間部を除去した後に、前記封止材
    料を除去するステップを更に含む、請求項77に記載の
    方法。
  79. 【請求項79】電子コンポーネントに突出した導電性接
    触子を実装するための方法において、連続した送り端部
    を有するワイヤを供給するステップと、該送り端部を上
    記コンポーネントにボンディングするステップと、ボン
    ディングされた送り端部から、上記コンポーネントから
    突出するステムを形成するステップであって、該ステム
    は、上記ボンディングされた送り端部である、第1のス
    テム端部を有する、ステップと、骨格を規定するため
    に、第2のステム端部において、上記ステムを切断する
    ステップと、上記骨格、及び上記コンポーネントの隣接
    した表面を包み込むために、金属性の導電材料を堆積す
    るステップと、を順次的に含む方法。
  80. 【請求項80】前記切断ステップの前に、前記コンポー
    ネントに前記第2のステム端部をボンディングするステ
    ップを更に含む、請求項79に記載の方法。
  81. 【請求項81】電子コンポーネントに突出した導電性接
    触子を実装するための方法において、連続した送り端部
    を有するワイヤを供給するステップと、該送り端部を上
    記コンポーネントにボンディングするステップと、ボン
    ディングされた送り端部から、上記コンポーネントから
    突出するステムを形成するステップであって、該ステム
    は、上記ボンディングされた送り端部である、第1のス
    テム端部を有する、ステップと、骨格を規定するため
    に、第2のステム端部において、上記ステムを切断する
    ステップと、上記骨格、及び上記コンポーネントの隣接
    した表面に覆いを付けるために、金属性の導電材料を堆
    積するステップと、を順次的に含む方法。
  82. 【請求項82】前記切断ステップの後に、所定数のステ
    ムが前記骨格を構成するために、前記ボンディングステ
    ップ、前記形成ステップ、及び前記切断ステップを順次
    的に続けるステップを更に含む、請求項79に記載の方
    法。
  83. 【請求項83】前記切断ステップの各々の前に、前記第
    2のステム端部の各々が、前記コンポーネントにボンデ
    ィングされることを更に含む、請求項82に記載の方
    法。
  84. 【請求項84】電子コンポーネント上の導電性端子に、
    突出した導電性接触子を実装するための方法において、
    連続した送り端部を有するワイヤを供給するステップ
    と、該送り端部を上記端子にボンディングするステップ
    と、ボンディングされた送り端部から、上記端子から突
    出するステムを形成するステップであって、該ステム
    は、上記ボンディングされた送り端部である、第1のス
    テム端部を有する、ステップと、骨格を規定するため
    に、第2のステム端部において、上記ステムを切断する
    ステップと、上記骨格、及び上記端子の隣接した表面を
    包み込むために、金属性の導電材料を堆積するステップ
    と、を順次的に含む方法。
  85. 【請求項85】前記切断ステップの前に、前記端子に前
    記第2のステム端部をボンディングするステップを更に
    含む、請求項93に記載の方法。
  86. 【請求項86】前記切断ステップの後に、所定数のステ
    ムが前記骨格を構成するために、前記ボンディングステ
    ップ、前記形成ステップ、及び前記切断ステップを順次
    的に続けるステップを更に含む、請求項84に記載の方
    法。
  87. 【請求項87】前記切断ステップの各々の前に、前記第
    2のステム端部の各々が、前記端子にボンディングされ
    ることを更に含む、請求項86に記載の方法。
  88. 【請求項88】電子コンポーネント上の導電性端子に、
    突出した導電性接触子を実装するための方法において、
    連続した送り端部を有するワイヤを供給するステップ
    と、該送り端部を上記端子にボンディングするステップ
    と、ボンディングされた送り端部から、上記端子から突
    出するステムを形成するステップであって、該ステム
    は、上記ボンディングされた送り端部である、第1のス
    テム端部を有する、ステップと、骨格を規定するため
    に、第2のステム端部において、上記ステムを切断する
    ステップと、上記骨格、及び上記端子の隣接した表面に
    覆いを付けるために、金属性の導電材料を堆積するステ
    ップと、を順次的に含む方法。
  89. 【請求項89】前記切断ステップの前に、前記端子に前
    記第2のステム端部をボンディングするステップを更に
    含む、請求項88に記載の方法。
  90. 【請求項90】前記切断ステップの後に、所定数のステ
    ムが前記骨格を構成するために、前記ボンディングステ
    ップ、前記形成ステップ、及び前記切断ステップを順次
    的に続けるステップを更に含む、請求項88に記載の方
    法。
  91. 【請求項91】前記切断ステップの各々の前に、前記第
    2のステム端部の各々が、前記端子にボンディングされ
    ることを更に含む、請求項90に記載の方法。
  92. 【請求項92】電子コンポーネント上の導電性端子に、
    突出した導電性接触子を実装するための方法において、
    連続した送り端部と、ある長さを有するワイヤを供給す
    るステップと、第1のボンディングステップにおいて、
    上記送り端部を上記端子にボンディングするステップ
    と、ボンディングされた送り端部から、上記端子から突
    出するステムを形成するステップであって、該ステム
    は、上記ボンディングされた送り端部である、第1のス
    テム端部を有する、ステップと、上記ワイヤの長さに沿
    った中間部を上記端子に順次的にボンディングし、ボン
    ディングの各対の間に突出したステム部分を形成するス
    テップと、最終のボンディングステップにおいて、骨格
    を規定するために、上記ワイヤを切断するステップと、
    上記骨格、及び上記電子コンポーネントの隣接した表面
    を包み込むために、金属性の導電材料を堆積するステッ
    プと、を順次的に含む方法。
  93. 【請求項93】電子コンポーネント上の導電性端子に、
    突出した導電性接触子を実装するための方法において、
    連続した送り端部を有するワイヤを供給するステップ
    と、該送り端部を上記端子にボンディングするステップ
    と、ボンディングされた送り端部から、上記端子から突
    出して第1のステム端部を有する、ステムを形成するス
    テップと、骨格を規定するために、第2のステム端部に
    おいて、上記ステムを切断するステップと、上記骨格、
    及び上記端子の隣接した表面を包み込むために、金属性
    の導電材料を堆積するステップと、を順次的に含み、更
    に、複数の端子に関して上記方法を実行するステップを
    含み、上記形成ステップの結果として、複数の自立型の
    突出したステムとなり、上記切断ステップは、共通の平
    面内でそれぞれのステム全てに関して行われることを含
    む方法。
  94. 【請求項94】前記端子は異なる平面にある、請求項9
    3に記載の方法。
  95. 【請求項95】少なくとも1つの電子コンポーネント上
    の複数の端子に関して実行される前記方法であって、前
    記骨格の形状、及び前記導電材料の機械的性質は、前記
    突出した導電性接触子に復元性を付与するために、集約
    して編成される、請求項93に記載の方法。
  96. 【請求項96】前記ワイヤの断面は矩形である、請求項
    93に記載の方法。
  97. 【請求項97】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作され、前記導電材料の層のうちの少なくとも1つは、
    ニッケル、燐、硼素、コバルト、鉄、クロム、銅、亜
    鉛、タングステン、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、
    カドミウム、アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウ
    ム、ルテニウム、及びそれらの合金からなるグループか
    ら選択された金属である、請求項93に記載の方法。
  98. 【請求項98】電子コンポーネント上の少なくとも1つ
    の端子に関して、前記方法を実行するステップを更に含
    み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合金からなるグル
    ープから選択された金属から製作され、前記骨格は、ニ
    ッケル、コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタ
    ン、クロム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された、導電材料の第1の層でコーティングされ、前
    記導電材料の上部層は、鉛、スズ、、インジウム、ビス
    マス、アンチモン、金、銀、カドミウムとその合金、及
    びそれらの合金からなるグループから選択された半田で
    ある、請求項93に記載の方法。
  99. 【請求項99】前記切断ステップの後に、所定数のステ
    ムが前記骨格を構成するために、前記ボンディングステ
    ップ、前記形成ステップ、及び前記切断ステップを順次
    的に続けるステップを更に含む、請求項81に記載の方
    法。
  100. 【請求項100】前記切断ステップの各々の前に、前記
    第2のステム端部の各々が、前記コンポーネントに密接
    にボンディングされることを更に含む、請求項99に記
    載の方法。
  101. 【請求項101】前記切断ステップの前に、前記電子コ
    ンポーネントに前記第2のステム端部をボンディングす
    るステップを更に含む、請求項81に記載の方法。
  102. 【請求項102】前記切断ステップの後に、所定数のス
    テムが前記骨格を構成するために、前記ボンディングス
    テップ、前記形成ステップ、及び前記切断ステップを順
    次的に続けるステップを更に含む、請求項81に記載の
    方法。
  103. 【請求項103】前記切断ステップの各々の前に、前記
    第2のステム端部の各々が、前記コンポーネントにボン
    ディングされることを更に含む、請求項81に記載の方
    法。
  104. 【請求項104】前記切断ステップの各々の前に、前記
    第2のステム端部の各々が、前記端子にボンディングさ
    れることを更に含む、請求項85に記載の方法。
  105. 【請求項105】前記切断ステップは、前記第1のボン
    ディングステップと実質的に同じ場所で生じ、前記突出
    するステム部分は、ボンディングされた空間領域を規定
    する、請求項92に記載の方法。
  106. 【請求項106】前記導電材料は半田である、請求項1
    05に記載の方法。
  107. 【請求項107】前記半田は、前記骨格、及び前記ボン
    ディングされた空間領域を覆う、請求項106に記載の
    方法。
  108. 【請求項108】前記ボンディングされた空間領域の半
    田が、ヒートシンクと接触状態になるように、上記ヒー
    トシンク上に前記電子コンポーネントを配設するステッ
    プを更に含む、請求項107に記載の方法。
  109. 【請求項109】前記ボンディングされた空間領域の半
    田が、基板と接触状態になるように、上記基板上に前記
    電子コンポーネントを配設するステップを更に含む、請
    求項107に記載の方法。
  110. 【請求項110】前記電子コンポーネント上の複数の端
    子に関して実行される、請求項79に記載の方法。
  111. 【請求項111】前記電子コンポーネント上の複数の端
    子に関して実行される、請求項81に記載の方法。
  112. 【請求項112】前記電子コンポーネント上の複数の端
    子に関して実行される、請求項84に記載の方法。
  113. 【請求項113】前記電子コンポーネント上の複数の端
    子に関して実行される、請求項92に記載の方法。
  114. 【請求項114】前記電子コンポーネント上の複数の端
    子上の複数のワイヤに関して実行される、請求項84に
    記載の方法。
  115. 【請求項115】前記第2の端部の前記切断ステップ
    は、前記ワイヤを溶融することにより行われる、請求項
    84に記載の方法。
  116. 【請求項116】前記第2の端部の前記切断ステップ
    は、機械的セン断により行われる、請求項84に記載の
    方法。
  117. 【請求項117】複数の前記端子に関して実行される前
    記方法であって、前記骨格の形状、及び前記導電材料の
    機械的性質は、前記突出した導電性接触子に復元性を付
    与するために、集約して編成される、請求項79に記載
    の方法。
  118. 【請求項118】複数の前記端子に関して実行される前
    記方法であって、前記骨格の形状、及び前記導電材料の
    機械的性質は、前記突出した導電性接触子に復元性を付
    与するために、集約して編成される、請求項80に記載
    の方法。
  119. 【請求項119】複数の前記端子に関して実行される前
    記方法であって、前記骨格の形状、及び前記導電材料の
    機械的性質は、前記突出した導電性接触子に復元性を付
    与するために、集約して編成される、請求項81に記載
    の方法。
  120. 【請求項120】複数の前記端子に関して実行される前
    記方法であって、前記骨格の形状、及び前記導電材料の
    機械的性質は、前記突出した導電性接触子に復元性を付
    与するために、集約して編成される、請求項82に記載
    の方法。
  121. 【請求項121】複数の前記端子に関して実行される前
    記方法であって、前記骨格の形状、及び前記導電材料の
    機械的性質は、前記突出した導電性接触子に復元性を付
    与するために、集約して編成される、請求項84に記載
    の方法。
  122. 【請求項122】複数の端子に関して実行される前記方
    法であって、前記骨格の形状、及び前記導電材料の機械
    的性質は、前記突出した導電性接触子に復元性を付与す
    るために、集約して編成される、請求項86に記載の方
    法。
  123. 【請求項123】前記導電材料には、その表面に多数の
    微小突起が設けられる、請求項79に記載の方法。
  124. 【請求項124】前記導電材料には、その表面に多数の
    微小突起が設けられる、請求項80に記載の方法。
  125. 【請求項125】前記導電材料には、その表面に多数の
    微小突起が設けられる、請求項81に記載の方法。
  126. 【請求項126】前記導電材料には、その表面に多数の
    微小突起が設けられる、請求項82に記載の方法。
  127. 【請求項127】前記導電材料には、その表面に多数の
    微小突起が設けられる、請求項84に記載の方法。
  128. 【請求項128】前記骨格、及び前記電子コンポーネン
    トの少なくとも隣接した表面を包み込む前記導電材料
    は、複数の異なる層からなる、請求項79に記載の方
    法。
  129. 【請求項129】前記骨格、及び前記電子コンポーネン
    トの少なくとも隣接した表面を包み込む前記導電材料
    は、複数の異なる層からなる、請求項80に記載の方
    法。
  130. 【請求項130】前記骨格、及び前記電子コンポーネン
    トの少なくとも隣接した表面を包み込む前記導電材料
    は、複数の異なる層からなる、請求項81に記載の方
    法。
  131. 【請求項131】前記骨格、及び前記電子コンポーネン
    トの少なくとも隣接した表面を包み込む前記導電材料
    は、複数の異なる層からなる、請求項82に記載の方
    法。
  132. 【請求項132】前記骨格、及び前記電子コンポーネン
    トの少なくとも隣接した表面を包み込む前記導電材料
    は、複数の異なる層からなる、請求項84に記載の方
    法。
  133. 【請求項133】前記骨格、及び前記電子コンポーネン
    トの少なくとも隣接した表面を包み込む前記導電材料
    は、複数の異なる層からなる、請求項86に記載の方
    法。
  134. 【請求項134】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含む、
    請求項79に記載の方法。
  135. 【請求項135】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含む、
    請求項80に記載の方法。
  136. 【請求項136】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含む、
    請求項81に記載の方法。
  137. 【請求項137】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含む、
    請求項82に記載の方法。
  138. 【請求項138】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含む、
    請求項84に記載の方法。
  139. 【請求項139】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含む、
    請求項86に記載の方法。
  140. 【請求項140】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含み、
    導電層からなる前記層の少なくとも1つは、一致する端
    子に嵌合する際に、前記突出した導電性接触子の接触抵
    抗を低減するために、ぎざぎざの微細構造を有する、請
    求項80に記載の方法。
  141. 【請求項141】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含み、
    導電層からなる前記層の少なくとも1つは、一致する端
    子に嵌合する際に、前記突出した導電性接触子の接触抵
    抗を低減するために、ぎざぎざの微細構造を有する、請
    求項80に記載の方法。
  142. 【請求項142】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含み、
    導電層からなる前記層の少なくとも1つは、一致する端
    子に嵌合する際に、前記突出した導電性接触子の接触抵
    抗を低減するために、ぎざぎざの微細構造を有する、請
    求項81に記載の方法。
  143. 【請求項143】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含み、
    導電層からなる前記層の少なくとも1つは、一致する端
    子に嵌合する際に、前記突出した導電性接触子の接触抵
    抗を低減するために、ぎざぎざの微細構造を有する、請
    求項82に記載の方法。
  144. 【請求項144】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含み、
    導電層からなる前記層の少なくとも1つは、一致する端
    子に嵌合する際に、前記突出した導電性接触子の接触抵
    抗を低減するために、ぎざぎざの微細構造を有する、請
    求項84に記載の方法。
  145. 【請求項145】複数の前記端子に関して前記方法を実
    行するステップを更に含み、前記骨格の形状、及び前記
    導電材料の機械的性質は、前記突出した導電性接触子に
    復元性を付与するために、集約して編成され、前記堆積
    ステップは、各々互いに異なる複数の層の配置を含み、
    導電層からなる前記層の少なくとも1つは、一致する端
    子に嵌合する際に、前記突出した導電性接触子の接触抵
    抗を低減するために、ぎざぎざの微細構造を有する、請
    求項86に記載の方法。
  146. 【請求項146】前記堆積は、イオン溶液中の電気化学
    的メッキの工程により実行される、請求項79に記載の
    方法。
  147. 【請求項147】前記堆積は、イオン溶液中の電気化学
    的メッキの工程により実行される、請求項80に記載の
    方法。
  148. 【請求項148】前記堆積は、イオン溶液中の電気化学
    的メッキの工程により実行される、請求項81に記載の
    方法。
  149. 【請求項149】前記堆積は、イオン溶液中の電気化学
    的メッキの工程により実行される、請求項82に記載の
    方法。
  150. 【請求項150】前記堆積は、イオン溶液中の電気化学
    的メッキの工程により実行される、請求項84に記載の
    方法。
  151. 【請求項151】前記堆積は、イオン溶液中の電気化学
    的メッキの工程により実行される、請求項86に記載の
    方法。
  152. 【請求項152】前記導電材料は、無電解メッキ工程に
    より堆積される、請求項79に記載の方法。
  153. 【請求項153】前記導電材料は、無電解メッキ工程に
    より堆積される、請求項81に記載の方法。
  154. 【請求項154】前記導電材料は、無電解メッキ工程に
    より堆積される、請求項84に記載の方法。
  155. 【請求項155】前記導電材料は、無電解メッキ工程に
    より堆積される、請求項88に記載の方法。
  156. 【請求項156】前記導電材料の堆積時に、前記導電材
    料に圧縮性の内部応力を引き起こすステップを更に含
    む、請求項79に記載の方法。
  157. 【請求項157】前記導電材料の堆積時に、前記導電材
    料に圧縮性の内部応力を引き起こすステップを更に含
    む、請求項81に記載の方法。
  158. 【請求項158】前記導電材料の堆積時に、前記導電材
    料に圧縮性の内部応力を引き起こすステップを更に含
    む、請求項84に記載の方法。
  159. 【請求項159】前記導電材料の堆積時に、前記導電材
    料に圧縮性の内部応力を引き起こすステップを更に含
    む、請求項88に記載の方法。
  160. 【請求項160】電子コンポーネント上の導電性端子
    に、突出した導電性接触子を実装するための方法におい
    て、連続した送り端部を有するワイヤを供給するステッ
    プと、該送り端部を上記端子にボンディングするステッ
    プと、ボンディングされた送り端部から、上記端子から
    突出して第1のステム端部を有する、ステムを形成する
    ステップと、骨格を規定するために、第2のステム端部
    において、上記ステムを切断するステップと、上記骨
    格、及び上記端子の隣接した表面を包み込むために、金
    属性の導電材料を堆積するステップと、を順次的に含
    み、更に、前記切断ステップの後に、所定数のステムが
    前記骨格を構成するために、前記ボンディングステッ
    プ、前記形成ステップ、及び前記切断ステップを順次的
    に続けるステップを含み、更に、複数の前記端子に関し
    て前記方法を実行するステップを含み、上記形成ステッ
    プの結果として、複数の自立型の突出したステムとな
    り、上記切断ステップは、共通の平面内でそれぞれのス
    テム全てに関して行われることを含む方法。
  161. 【請求項161】前記端子は異なる平面にある、請求項
    160に記載の方法。
  162. 【請求項162】少なくとも1つの電子コンポーネント
    上の複数の前記端子に関して実行される前記方法であっ
    て、前記骨格の形状、及び前記導電材料の機械的性質
    は、前記突出した導電性接触子に復元性を付与するため
    に、集約して編成され、切断ステップは、共通の平面内
    の全ての前記ステムに関して行われることを含む、請求
    項86に記載の方法。
  163. 【請求項163】前記ワイヤの断面は矩形である、請求
    項79に記載の方法。
  164. 【請求項164】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作され、前記導電材料は、複数の層として堆積され、前
    記導電材料の層のうちの少なくとも1つは、ニッケル、
    燐、硼素、コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、タングス
    テン、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、カドミウム、
    アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウム、ルテニウ
    ム、及びそれらの合金からなるグループから選択された
    金属である、請求項81に記載の方法。
  165. 【請求項165】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作され、前記導電材料は、複数の層として堆積され、前
    記導電材料の層のうちの少なくとも1つは、ニッケル、
    燐、硼素、コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、タングス
    テン、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、カドミウム、
    アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウム、ルテニウ
    ム、及びそれらの合金からなるグループから選択された
    金属である、請求項84に記載の方法。
  166. 【請求項166】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作され、前記導電材料は、複数の層として堆積され、前
    記導電材料の層のうちの少なくとも1つは、ニッケル、
    燐、硼素、コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、タングス
    テン、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、カドミウム、
    アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウム、ルテニウ
    ム、及びそれらの合金からなるグループから選択された
    金属である、請求項88に記載の方法。
  167. 【請求項167】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作される、請求項79に記載の方法。
  168. 【請求項168】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作される、請求項81に記載の方法。
  169. 【請求項169】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作される、請求項84に記載の方法。
  170. 【請求項170】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作される、請求項88に記載の方法。
  171. 【請求項171】前記ワイヤは、金、銀、ベリリウム、
    銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
    ム、プラチナ、カドミウム、スズ、鉛、インジウム、ア
    ンチモン、燐、硼素、ニッケル、マグネシウム、及びそ
    れらの合金からなるグループから選択された金属から製
    作される、請求項92に記載の方法。
  172. 【請求項172】前記導電材料は、複数の層として堆積
    され、前記導電材料の層のうちの少なくとも1つは、ニ
    ッケル、燐、硼素、コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、
    タングステン、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、カド
    ミウム、アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウム、
    ルテニウム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された金属である、請求項79に記載の方法。
  173. 【請求項173】前記導電材料は、複数の層として堆積
    され、前記導電材料の層のうちの少なくとも1つは、ニ
    ッケル、燐、硼素、コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、
    タングステン、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、カド
    ミウム、アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウム、
    ルテニウム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された金属である、請求項81に記載の方法。
  174. 【請求項174】前記導電材料は、複数の層として堆積
    され、前記導電材料の層のうちの少なくとも1つは、ニ
    ッケル、燐、硼素、コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、
    タングステン、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、カド
    ミウム、アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウム、
    ルテニウム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された金属である、請求項84に記載の方法。
  175. 【請求項175】前記導電材料は、複数の層として堆積
    され、前記導電材料の層のうちの少なくとも1つは、ニ
    ッケル、燐、硼素、コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、
    タングステン、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、カド
    ミウム、アンチモン、金、銀、ロジウム、パラジウム、
    ルテニウム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された金属である、請求項88に記載の方法。
  176. 【請求項176】電子コンポーネント上の少なくとも1
    つの端子に関して、前記方法を実行するステップを更に
    含み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合金からなるグル
    ープから選択された金属から製作され、前記骨格は、ニ
    ッケル、コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタ
    ン、クロム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された、導電材料の第1の層でコーティングされ、前
    記導電材料の上部層は、鉛、スズ、インジウム、ビスマ
    ス、アンチモン、金、銀、カドミウムとその合金、及び
    それらの合金からなるグループから選択された半田であ
    る、請求項79に記載の方法。
  177. 【請求項177】電子コンポーネント上の少なくとも1
    つの端子に関して、前記方法を実行するステップを更に
    含み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合金からなるグル
    ープから選択された金属から製作され、前記骨格は、ニ
    ッケル、コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタ
    ン、クロム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された、導電材料の第1の層でコーティングされ、前
    記導電材料の上部層は、鉛、スズ、インジウム、ビスマ
    ス、アンチモン、金、銀、カドミウムとその合金、及び
    それらの合金からなるグループから選択された半田であ
    る、請求項80に記載の方法。
  178. 【請求項178】電子コンポーネント上の少なくとも1
    つの端子に関して、前記方法を実行するステップを更に
    含み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合金からなるグル
    ープから選択された金属から製作され、前記骨格は、ニ
    ッケル、コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタ
    ン、クロム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された、導電材料の第1の層でコーティングされ、前
    記導電材料の上部層は、鉛、スズ、インジウム、ビスマ
    ス、アンチモン、金、銀、カドミウムとその合金、及び
    それらの合金からなるグループから選択された半田であ
    る、請求項81に記載の方法。
  179. 【請求項179】電子コンポーネント上の少なくとも1
    つの端子に関して、前記方法を実行するステップを更に
    含み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合金からなるグル
    ープから選択された金属から製作され、前記骨格は、ニ
    ッケル、コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタ
    ン、クロム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された、導電材料の第1の層でコーティングされ、前
    記導電材料の上部層は、鉛、スズ、インジウム、ビスマ
    ス、アンチモン、金、銀、カドミウムとその合金、及び
    それらの合金からなるグループから選択された半田であ
    る、請求項82に記載の方法。
  180. 【請求項180】電子コンポーネント上の少なくとも1
    つの端子に関して、前記方法を実行するステップを更に
    含み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウムとその合金からなるグループから
    選択された金属から製作され、前記骨格は、ニッケル、
    コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタン、クロ
    ム、及びそれらの合金からなるグループから選択され
    た、導電材料の第1の層でコーティングされ、前記導電
    材料の上部層は、鉛、スズ、インジウム、ビスマス、ア
    ンチモン、金、銀、カドミウム、及びそれらの合金から
    なるグループから選択された半田である、請求項84に
    記載の方法。
  181. 【請求項181】電子コンポーネント上の少なくとも1
    つの端子に関して、前記方法を実行するステップを更に
    含み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合金からなるグル
    ープから選択された金属から製作され、前記骨格は、ニ
    ッケル、コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタ
    ン、クロム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された、導電材料の第1の層でコーティングされ、前
    記導電材料の上部層は、鉛、スズ、インジウム、ビスマ
    ス、アンチモン、金、銀、カドミウムとその合金、及び
    それらの合金からなるグループから選択された半田であ
    る、請求項86に記載の方法。
  182. 【請求項182】電子コンポーネント上の少なくとも1
    つの端子に関して、前記方法を実行するステップを更に
    含み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合金からなるグル
    ープから選択された金属から製作され、前記骨格は、ニ
    ッケル、コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタ
    ン、クロム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された、導電材料の第1の層でコーティングされ、前
    記導電材料の上部層は、鉛、スズ、インジウム、ビスマ
    ス、アンチモン、金、銀、カドミウムとその合金、及び
    それらの合金からなるグループから選択された半田であ
    る、請求項88に記載の方法。
  183. 【請求項183】電子コンポーネント上の少なくとも1
    つの端子に関して、前記方法を実行するステップを更に
    含み、前記ワイヤは主に、金、銅、アルミニウム、銀、
    鉛、スズ、インジウム、及びそれらの合金からなるグル
    ープから選択された金属から製作され、前記骨格は、ニ
    ッケル、コバルト、硼素、燐、銅、タングステン、チタ
    ン、クロム、及びそれらの合金からなるグループから選
    択された、導電材料の第1の層でコーティングされ、前
    記導電材料の上部層は、鉛、スズ、インジウム、ビスマ
    ス、アンチモン、金、銀、カドミウムとその合金、及び
    それらの合金からなるグループから選択された半田であ
    る、請求項92に記載の方法。
  184. 【請求項184】前記導電材料は、前記ワイヤステムと
    反応し、前記ワイヤステムと反応せず、前記ワイヤステ
    ムと前記導電材料の間に配設される障壁層を更に含む、
    請求項79に記載の方法。
  185. 【請求項185】前記導電材料は、前記ワイヤステムと
    反応し、前記ワイヤステムと反応せず、前記ワイヤステ
    ムと前記導電材料の間に配設される障壁層を更に含む、
    請求項84に記載の方法。
  186. 【請求項186】前記導電材料は、前記ワイヤステムと
    反応し、前記ワイヤステムと反応せず、前記ワイヤステ
    ムと前記導電材料の間に配設される障壁層を更に含む、
    請求項86に記載の方法。
  187. 【請求項187】前記電子コンポーネントの2つの表面
    の各々は、そこに実装された少なくとも1つの突出した
    接触子を有する、請求項79に記載の方法。
  188. 【請求項188】前記電子コンポーネントの2つの表面
    の各々は、そこに実装された少なくとも1つの突出した
    接触子を有する、請求項81に記載の方法。
  189. 【請求項189】前記電子コンポーネントの2つの表面
    の各々は、そこに実装された少なくとも1つの突出した
    接触子を有する、請求項84に記載の方法。
  190. 【請求項190】前記電子コンポーネントの2つの表面
    の各々は、そこに実装された少なくとも1つの突出した
    接触子を有する、請求項88に記載の方法。
  191. 【請求項191】前記電子コンポーネントの2つの表面
    の各々は、そこに実装された少なくとも1つの突出した
    接触子を有する、請求項92に記載の方法。
  192. 【請求項192】前記ワイヤはS字形状である、請求項
    79に記載の方法。
  193. 【請求項193】前記ワイヤはS字形状である、請求項
    81に記載の方法。
  194. 【請求項194】前記ワイヤはS字形状である、請求項
    84に記載の方法。
  195. 【請求項195】前記ワイヤはS字形状である、請求項
    88に記載の方法。
  196. 【請求項196】前記ワイヤはS字形状である、請求項
    92に記載の方法。
  197. 【請求項197】電子コンポーネントの表面から延伸す
    る、復元性のある接触構造を形成する方法において、電
    子コンポーネントの表面から、初期には第1の方向に延
    伸するように、上記電子コンポーネントの上記表面上の
    端子に、ワイヤの一つの端部をボンディングするステッ
    プと、少なくとも2つの曲げ部を含む形状を有するよう
    に、上記ワイヤを構成するステップと、上記ワイヤを切
    断するステップであって、該切断ステップの結果、上記
    ワイヤの切断された端部が、概ね上記第1の方向に延伸
    する、切断ステップと、上記ワイヤ、及び上記ワイヤの
    ボンディングされた端部を取り囲む領域に、導電性の金
    属性材料で、保護膜を施すステップとを含み、上記ワイ
    ヤの形状、及び上記金属性材料の機械的性質が、上記ワ
    イヤ、及び上記金属性材料からなる、結果としての復元
    性のある接触構造に、復元性を付与するように協働する
    方法。
  198. 【請求項198】電子コンポーネント上に導電性接触子
    を製造するための方法において、ワイヤの一つの端部
    を、電子コンポーネントの表面上の第1の領域にボンデ
    ィングするステップと、上記電子コンポーネントの上記
    表面から、ワイヤステムとして延伸するように、上記ワ
    イヤを成形するステップと、上記ワイヤステムが、自由
    端とある長さを有するように、上記ワイヤステムを切断
    するステップと、上記ワイヤステム上に、少なくとも1
    つの層を有する導電性コーティングを堆積するステップ
    とを含み、該導電性コーティングは、上記ワイヤステム
    の少なくとも一部分を覆い、該ワイヤステムの部分は、
    上記ワイヤステムのボンディングされた端部に始まり、
    その長さに沿って連続し、上記導電性コーティングは、
    上記電子コンポーネントの上記表面上の第2の領域を覆
    い、該第2の領域は、上記第1の領域よりも大きく、且
    つ上記第1の領域を包囲する方法。
  199. 【請求項199】前記導電性コーティングは、前記ワイ
    ヤステムの全長を覆う、請求項198に記載の方法。
  200. 【請求項200】前記導電性コーティングのうちの少な
    くとも1つの層が、前記ワイヤステムの全長に沿って堆
    積される、請求項198に記載の方法。
  201. 【請求項201】前記導電性コーティングは、前記ワイ
    ヤステムの前記長さの一部分のみを覆う、請求項198
    に記載の方法。
  202. 【請求項202】ワイヤのスプールから前記ワイヤを供
    給するステップを更に含む、請求項198に記載の方
    法。
  203. 【請求項203】前記第1の領域は、前記電子コンポー
    ネントの前記表面上に配設された導電性端子である、請
    求項198に記載の方法。
  204. 【請求項204】前記第1の領域は、導電性端子の第1
    の部分であり、前記第2の領域は、上記導電性端子の第
    2の部分である、請求項198に記載の方法。
  205. 【請求項205】前記電子コンポーネント上の複数の前
    記第1及び第2の領域において、複数のワイヤステムを
    形成するステップを更に含む、請求項198に記載の方
    法。
  206. 【請求項206】前記ワイヤステムは、結果としての接
    触子の骨格を規定するように、2次元で成形される、請
    求項198に記載の方法。
  207. 【請求項207】前記ワイヤステムは、結果としての接
    触子の骨格を規定するように、3次元で成形される、請
    求項198に記載の方法。
  208. 【請求項208】前記ワイヤステムは、S字形状を有す
    るように成形される、請求項198に記載の方法。
  209. 【請求項209】前記ワイヤステムは、前記電子コンポ
    ーネントの前記表面に対して直角に延伸するように成形
    される、請求項198に記載の方法。
  210. 【請求項210】前記ワイヤステムは、前記電子コンポ
    ーネントの前記表面に対してある角度で延伸するように
    成形される、請求項198に記載の方法。
  211. 【請求項211】前記電子コンポーネントは、相互接続
    基板である、請求項198に記載の方法。
  212. 【請求項212】前記電子コンポーネントは、半導体素
    子である、請求項198に記載の方法。
  213. 【請求項213】前記半導体素子はシリコン素子であ
    る、請求項212に記載の方法。
  214. 【請求項214】前記半導体素子は、ガリウム−ヒ素化
    合物である、請求項212に記載の方法。
  215. 【請求項215】前記電子コンポーネントは、相互接続
    ソケットである、請求項198に記載の方法。
  216. 【請求項216】前記電子コンポーネントは、試験ソケ
    ットである、請求項198に記載の方法。
  217. 【請求項217】前記電子コンポーネントは、半導体ウ
    ェーハである、請求項198に記載の方法。
  218. 【請求項218】前記電子コンポーネントは、セラミッ
    ク半導体パッケージである、請求項198に記載の方
    法。
  219. 【請求項219】前記電子コンポーネントは、プラスチ
    ック半導体パッケージである、請求項198に記載の方
    法。
  220. 【請求項220】前記ワイヤステムは、超音波ボンディ
    ング装置を用いて、前記電子コンポーネントの前記表面
    にボンディングされる、請求項198に記載の方法。
  221. 【請求項221】前記ワイヤステムは、熱音響ボンディ
    ング装置を用いて、前記電子コンポーネントの前記表面
    にボンディングされる、請求項198に記載の方法。
  222. 【請求項222】前記ワイヤステムは、熱圧縮ボンディ
    ング装置を用いて、前記電子コンポーネントの前記表面
    にボンディングされる、請求項198に記載の方法。
  223. 【請求項223】ワイヤボンディング装置が、前記ワイ
    ヤステムの前記端部を、前記電子コンポーネントの前記
    表面にボンディングするために用いられ、成形ステップ
    の間、上記ワイヤボンディング装置の電子制御システム
    へと入力される、1組の特定のコマンドにより、前記ワ
    イヤステムの幾何形状特性の全てのアスペクト比を制御
    するステップを更に含む、請求項198に記載の方法。
  224. 【請求項224】ソフトウェア・アルゴリズムにより制
    御可能な、自動化ワイヤボンディング装置が、前記ワイ
    ヤステムを成形して、その自由端の先端の座標を決定す
    るために用いられる、請求項198に記載の方法。
  225. 【請求項225】1組の指定パラメータに従って、制御
    システムにより制御される自動化装置で、前記ワイヤス
    テムを成形するステップを更に含む、請求項198に記
    載の方法。
  226. 【請求項226】前記ワイヤは、スパークを発生するこ
    とにより切断される、請求項198に記載の方法。
  227. 【請求項227】前記ワイヤは、火炎射出技法を用いて
    切断される、請求項198に記載の方法。
  228. 【請求項228】前記ワイヤステムを切断するステップ
    と同じステップで、前記ワイヤステムの前記自由端の先
    端に、ボールを形成するステップを更に含む、請求項1
    98に記載の方法。
  229. 【請求項229】前記導電性コーティングは、電気化学
    的工程により堆積される、請求項198に記載の方法。
  230. 【請求項230】前記導電性コーティングは、電解メッ
    キ工程により堆積される、請求項198に記載の方法。
  231. 【請求項231】前記導電性コーティングは、無電解メ
    ッキ工程により堆積される、請求項198に記載の方
    法。
  232. 【請求項232】前記導電性コーティングは、物理的蒸
    着、及び化学的蒸着からなるグループから選択された工
    程により堆積される、請求項198に記載の方法。
  233. 【請求項233】前記導電性コーティングは、気体、液
    体、又は固体の先行物質の分解を伴う工程により堆積さ
    れる、請求項198に記載の方法。
  234. 【請求項234】前記導電性コーティングに、複数の局
    所突起を設けるステップを更に含む、請求項198に記
    載の方法。
  235. 【請求項235】前記導電性接触子と、前記局所突起に
    より嵌合される電子デバイスとの間の接触抵抗を低減す
    るステップを更に含む、請求項234に記載の方法。
  236. 【請求項236】前記局所突起は、電気メッキ堆積物の
    樹枝成長により設けられる、請求項234に記載の方
    法。
  237. 【請求項237】前記局所突起は、前記ワイヤステムへ
    の前記導電性コーティングの堆積時に、前記導電性コー
    ティングへの異質粒子の取り込みにより設けられる、請
    求項234に記載の方法。
  238. 【請求項238】前記導電性コーティングの均一な第1
    の層が、前記ワイヤステム上に堆積され、前記導電性コ
    ーティングの続いて堆積された層において、前記局所突
    起を形成するステップを更に含む、請求項234に記載
    の方法。
  239. 【請求項239】前記第1の層は、前記導電性接触子に
    復元特性を付与するのに適した材料であるように選択さ
    れ、前記続いて堆積された層は、前記導電性接触子と、
    前記導電性接触子が嵌合される電子デバイスとの間の接
    触抵抗を低減する材料であるように選択される、請求項
    238に記載の方法。
  240. 【請求項240】前記ワイヤステム上に堆積された複数
    の層のうちの外層が、金、銀、プラチナ群の元素、及び
    それらの合金からなるグループから選択される導電材料
    を含む、請求項198に記載の方法。
  241. 【請求項241】前記ワイヤステムは、金、アルミニウ
    ム、銅、ベリリウム、カドミウム、シリコン、銀とプラ
    チナ、及びそれらの合金から構成されるグループから選
    択された材料からなる、請求項198に記載の方法。
  242. 【請求項242】前記ワイヤステムは、0.0005イ
    ンチと0.005インチの間の直径を有する、請求項1
    98に記載の方法。
  243. 【請求項243】前記ワイヤステムは、0.0007イ
    ンチと0.003インチの間の直径を有する、請求項1
    98に記載の方法。
  244. 【請求項244】前記導電性コーティングは、ニッケ
    ル、銅、コバルト、鉄、及びそれらの合金から構成され
    るグループから選択された材料からなる、請求項198
    に記載の方法。
  245. 【請求項245】前記コーティングは、80,000ポ
    ンド/平方インチ(5624.65kg/cm2)を越
    えた引張り強度を有する、請求項198に記載の方法。
  246. 【請求項246】前記導電性コーティングの堆積の間、
    前記導電性コーティングに、圧縮性の内部応力を引き起
    こすステップを更に含む、請求項198に記載の方法。
  247. 【請求項247】前記ニッケルは、0.00005イン
    チと0.007インチの間の厚さを有する、請求項19
    8に記載の方法。
  248. 【請求項248】前記ニッケルは、0.00010イン
    チと0.003インチの間の厚さを有する、請求項19
    8に記載の方法。
  249. 【請求項249】前記導電性コーティングは、2つ以上
    の層として堆積され、該2つ以上の層のうちの少なくと
    も外層が、導電材料である、請求項198に記載の方
    法。
  250. 【請求項250】ワイヤステム上に堆積される第1の層
    がニッケルであり、該第1の層にわたって堆積される第
    2の層が、金、銀、プラチナ群の元素、及びそれらの合
    金からなるグループから選択された材料である、請求項
    249に記載の方法。
  251. 【請求項251】前記2つ以上の層は、前記突出した接
    触子の機械的特性を合わせるように選択される、請求項
    249に記載の方法。
  252. 【請求項252】前記第1の領域は、金とアルミニウム
    からなるグループから選択された材料の層を含む、請求
    項198に記載の方法。
  253. 【請求項253】前記第1の領域、及び前記第2の領域
    は、前記電子コンポーネントの前記表面に、以前に施さ
    れた導電層の部分である、請求項198に記載の方法。
  254. 【請求項254】ボンディングした後に、前記第1及び
    第2の領域を除く全ての領域において、選択的に、前記
    電子コンポーネントから前記導電層を除去するステップ
    を更に含む、請求項253に記載の方法。
  255. 【請求項255】前記ワイヤステムの形状と、厚さ、降
    伏強度、及び弾性係数からなるグループから選択され
    た、前記導電性コーティングの特性とに基づいて、前記
    接触子に対して所定の復元性を確立するステップを更に
    含む、請求項198に記載の方法。
  256. 【請求項256】前記ワイヤステムは、第1の強度を有
    する材料からなり、前記導電性コーティングは、上記第
    1の材料の強度よりも大きい第2の強度を有する材料か
    らなる、請求項198に記載の方法。
  257. 【請求項257】前記導電性接触子は、物理的性質、金
    属加工性、機械的性質、バルクと表面からなるグループ
    から選択された、被制御特性を有する、請求項198に
    記載の方法。
  258. 【請求項258】前記突出した導電性接触子は、ピン状
    接触子として成形され、前記電子コンポーネントは、ピ
    ン・グリッド・アレイ・パッケージである、請求項19
    8に記載の方法。
  259. 【請求項259】前記ピン・グリッド・アレイ・パッケ
    ージは、セラミックのピン・グリッド・アレイ・パッケ
    ージである、請求項258に記載の方法。
  260. 【請求項260】前記ピン・グリッド・アレイ・パッケ
    ージは、プラスチックのピン・グリッド・アレイ・パッ
    ケージである、請求項258に記載の方法。
  261. 【請求項261】複数のワイヤステムをボンディング、
    成形、及び切断するステップを更に含み、上記ワイヤス
    テムの第1の部分が、前記電子コンポーネントの第1の
    レベルから始まり、上記ワイヤステムの第2の部分が、
    前記電子コンポーネントの第2のレベルから始まり、該
    第1のレベルと該第2のレベルは、互いに共平面にあ
    り、上記複数のワイヤステムの自由端が、互いに実質的
    に共平面にあるように切断される、請求項198に記載
    の方法。
  262. 【請求項262】前記ワイヤステムの自由端は、前記電
    子コンポーネントの前記第1及び第2のレベルのうちの
    少なくとも1つと平行な平面へと延伸するように切断さ
    れる、請求項261に記載の方法。
  263. 【請求項263】複数のワイヤステムをボンディング、
    成形、及び切断するステップを更に含み、上記ワイヤス
    テムの第1の部分が、第1の電子コンポーネントから始
    まり、上記ワイヤステムの第2の部分が、第2の電子コ
    ンポーネントから始まり、上記複数のワイヤステムの自
    由端が、互いに実質的に共平面にあるように切断され
    る、請求項198に記載の方法。
  264. 【請求項264】前記ワイヤステムの自由端は、前記第
    1及び第2の電子コンポーネントのうちの少なくとも1
    つと平行な平面へと延伸するように切断される、請求項
    263に記載の方法。
  265. 【請求項265】前記電子コンポーネントから始まる、
    複数のワイヤステムをボンディング、成形、及び切断す
    るステップを更に含み、上記ワイヤステムの第1の部分
    が、第1の電子デバイス上に終端し、上記ワイヤステム
    の第2の部分が、第2の電子デバイス上に終端する、請
    求項198に記載の方法。
  266. 【請求項266】複数のワイヤステムをボンディング、
    成形、及び切断するステップを更に含み、上記ワイヤス
    テムの第1の部分が、前記電子コンポーネントの前記表
    面の上の第1のレベルで終端するように切断され、上記
    ワイヤステムの第2の部分が、前記電子コンポーネント
    の前記表面の上の第2のレベルで終端するように切断さ
    れ、上記第1のレベルと上記第2のレベルは共平面には
    ない、請求項198に記載の方法。
  267. 【請求項267】少なくとも2つの電子コンポーネント
    から始まる、複数のワイヤステムをボンディング、成
    形、及び切断するステップを更に含み、上記ワイヤステ
    ムの一部分の各々は、上記少なくとも2つの電子コンポ
    ーネントのうちの対応する1つから延伸する、請求項1
    98に記載の方法。
  268. 【請求項268】前記第1及び第2の電子コンポーネン
    トを相互接続するステップを更に含む、請求項267に
    記載の方法。
  269. 【請求項269】前記第1及び第2の電子コンポーネン
    トの1つが、コンデンサである、請求項267に記載の
    方法。
  270. 【請求項270】前記第1及び第2の電子コンポーネン
    トの1つが、抵抗である、請求項267に記載の方法。
  271. 【請求項271】複数のワイヤステムをボンディング、
    成形、及び切断するステップを更に含み、上記ワイヤス
    テムの第1の部分が、前記電子コンポーネントの前記表
    面の上の第1のレベルで終端するように切断され、上記
    ワイヤステムの第2の部分が、前記電子コンポーネント
    の前記表面の上の第2のレベルで終端するように切断さ
    れ、上記第1のレベルと上記第2のレベルは共平面には
    なく、上記ワイヤステムの上記第1の部分を、相互接続
    基板上に終端させるステップと、上記ワイヤステムの上
    記第2の部分を、上記相互接続基板と前記電子コンポー
    ネントの間に配設された、電子デバイス上に終端させる
    ステップとを更に含む、請求項198に記載の方法。
  272. 【請求項272】前記電子コンポーネントは、裸で、パ
    ッケージ未実装の半導体素子である、請求項271に記
    載の方法。
  273. 【請求項273】前記電子デバイスは、コンデンサであ
    る、請求項271に記載の方法。
  274. 【請求項274】前記電子コンポーネントは、裸で、パ
    ッケージ未実装の半導体素子であり、前記電子デバイス
    は、コンデンサである、請求項271に記載の方法。
  275. 【請求項275】前記導電性コーティングは半田からな
    り、前記導電性接触子は、前記電子コンポーネントの前
    記表面から延伸する、塔状の半田接触子である、請求項
    198に記載の方法。
  276. 【請求項276】前記ワイヤステム上に前記導電性コー
    ティングを堆積する前に、前記ワイヤステム上に障壁層
    を堆積するステップを更に含み、該障壁層は、前記導電
    性コーティングと前記ワイヤステムの間の反応を防止す
    るように選択された材料である、請求項275に記載の
    方法。
  277. 【請求項277】前記ワイヤは金であり、前記障壁層
    は、ニッケル、銅、コバルト、鉄、又はそれらの合金か
    らなるグループから選択された材料である、請求項27
    6に記載の方法。
  278. 【請求項278】前記導電性コーティングの材料組成の
    選択により、前記電子基板の半田付け特性を確立するス
    テップを更に含む、請求項198に記載の方法。
  279. 【請求項279】前記導電性コーティングの材料組成の
    選択により、半田と、前記突出した導電性接触子との相
    互作用から、長期効果を確立するステップを更に含む、
    請求項198に記載の方法。
  280. 【請求項280】前記ワイヤステムは、0.0005イ
    ンチと0.005インチの間の直径を有し、半田を堆積
    する前に、0.00005インチと0.007インチの
    間の厚さを有するニッケルで、前記ワイヤステムをコー
    ティングするステップを更に含む、請求項198に記載
    の方法。
  281. 【請求項281】前記ワイヤステムは、0.0007イ
    ンチと0.003インチの間の直径を有し、前記ニッケ
    ルは、0.00010インチと0.003インチの間の
    厚さを有する、請求項280に記載の方法。
  282. 【請求項282】前記ワイヤステムをループの形態に成
    形するステップを更に含み、該ループは、前記電子コン
    ポーネントの前記表面上の選択された第2の領域で始ま
    り、且つ第2の領域に終端する、請求項198に記載の
    方法。
  283. 【請求項283】前記ワイヤステムをループの形態に成
    形するステップを更に含み、該ループは、前記電子コン
    ポーネントの導電性端子上で始まり、該ループは、犠牲
    要素上に終端する、請求項198に記載の方法。
  284. 【請求項284】前記ワイヤステムの前記自由端を、犠
    牲導体にボンディングした後に、前記犠牲要素を除去す
    るステップを更に含む、請求項283に記載の方法。
  285. 【請求項285】前記犠牲要素は、前記ワイヤステム上
    に前記導電性コーティングを堆積した後に除去される、
    請求項284に記載の方法。
  286. 【請求項286】前記犠牲要素は、前記ワイヤステム上
    に前記導電性コーティングを堆積する前に除去される、
    請求項284に記載の方法。
  287. 【請求項287】前記ワイヤステムをループの形態に成
    形するステップを更に含み、該ループは、前記犠牲要素
    上で始まり、該ループは、前記電子コンポーネントの導
    電性端子上で終端する、請求項198に記載の方法。
  288. 【請求項288】前記ワイヤステムをループの形態に成
    形するステップを更に含み、該ループは、前記電子コン
    ポーネントの前記表面上の前記第2の領域で始まり、該
    ループは、前記第2の領域とは異なる第3の領域に終端
    する、請求項198に記載の方法。
  289. 【請求項289】前記ワイヤステムをループの形態に成
    形するステップを更に含み、該ループは、前記電子コン
    ポーネントの前記表面上の第3の領域で始まり、該第3
    の領域は、前記第2の領域とは異なり、上記ループは、
    前記第2の領域に終端する、請求項198に記載の方
    法。
  290. 【請求項290】前記ワイヤステムの第1の長さを第1
    のループへと成形するステップであって、該第1のルー
    プは、前記電子コンポーネントの前記表面上に配設され
    た、導電性端子上で始まり、且つ該導電端子上に終端す
    る、ステップと、前記ワイヤステムの上記第1の長さを
    切断するステップと、前記ワイヤステムの第2の長さを
    第2のループへと成形するステップであって、該第2の
    ループは、前記導電性端子上で始まり、且つ該導電端子
    上に終端し、上記第1のループと平行である、ステップ
    と、前記ワイヤステムの上記第2の長さを切断するステ
    ップと、前記電子コンポーネントの前記導電性端子上に
    配設され、アスペクト比が制御された、半田の支柱を形
    成するために、半田の共通の導電性コーティングを、上
    記第1及び第2のループ上、及び前記導電性端子上に堆
    積するステップと、上記半田の共通の導電性コーティン
    グを堆積する前に、上記2つのループを障壁層でコーテ
    ィングするステップとを更に含み、前記ワイヤは金であ
    り、上記半田は、鉛とスズの合金であり、上記障壁層
    は、前記導電性コーティングの上記半田と、前記ワイヤ
    の上記金との間の反応を防止するのに十分な厚さを、前
    記ワイヤ上に有する、ニッケル合金である、請求項19
    8に記載の方法。
  291. 【請求項291】前記ワイヤを切断する前に、前記ワイ
    ヤの中間部を前記電子コンポーネントにボンディング
    し、それにより、前記電子コンポーネントの前記表面上
    に骨格を形成するステップを更に含む、請求項198に
    記載の方法。
  292. 【請求項292】前記中間部は、前記電子コンポーネン
    トの前記第2の領域にボンディングされる、請求項29
    1に記載の方法。
  293. 【請求項293】前記ワイヤの前記中間部を前記電子コ
    ンポーネントにボンディングした後に、前記骨格を半田
    塊でコーティングするステップを更に含む、請求項29
    1に記載の方法。
  294. 【請求項294】前記骨格を前記半田塊でコーティング
    する前に、前記骨格を障壁層でコーティングするステッ
    プを更に含む、請求項293に記載の方法。
  295. 【請求項295】前記ワイヤの前記中間部を前記電子コ
    ンポーネントにボンディングした後に、前記電子コンポ
    ーネントの前記表面上の後続の骨格としてボンディング
    するための後続の端部を有するように、前記ワイヤを切
    断するステップを更に含む、請求項291に記載の方
    法。
  296. 【請求項296】複数の骨格が、前記電子コンポーネン
    トの共通の第2の領域上に形成される、請求項291に
    記載の方法。
  297. 【請求項297】前記共通の第2の領域は端子である、
    請求項296に記載の方法。
  298. 【請求項298】前記複数の骨格には、共通の堆積ステ
    ップで、保護膜が施される、請求項296に記載の方
    法。
  299. 【請求項299】前記ワイヤを切断することなく、前記
    ワイヤの前記中間部を前記電子コンポーネントにボンデ
    ィングした後に、前記電子コンポーネントの前記表面上
    に、骨格のシーケンスを形成するために、切断すること
    なく、前記ワイヤの後続の中間部のボンディングを続け
    るステップを更に含む、請求項291に記載の方法。
  300. 【請求項300】前記第1の領域に隣接した骨格のうち
    の最後の1つをボンディング及び切断するステップを更
    に含む、請求項299に記載の方法。
  301. 【請求項301】前記骨格のシーケンスは、前記電子コ
    ンポーネントの前記表面上に囲まれた領域を規定する、
    請求項299に記載の方法。
  302. 【請求項302】半田が前記囲まれた領域を充填するよ
    うにして、前記導電性コーティングとして上記半田を堆
    積するステップを更に含む、請求項291に記載の方
    法。
  303. 【請求項303】前記囲まれた半田充填領域を、ヒート
    シンク、及び基板からなるグループから選択された電子
    デバイスと接触へと至らしめるステップを更に含む、請
    求項292に記載の方法。
  304. 【請求項304】複数のワイヤステムに対して、ボンデ
    ィングステップ、成形ステップ、及び切断ステップを繰
    り返すステップを更に含み、前記導電性コーティング
    は、上記複数のワイヤステム上に、共通のコーティング
    として堆積される、請求項198に記載の方法。
  305. 【請求項305】前記複数のワイヤステムは、前記電子
    コンポーネントの前記表面上に、アレイパターンで配列
    される、請求項304に記載の方法。
  306. 【請求項306】ループを形成するために、前記ワイヤ
    の前記第2の端部を、前記電子コンポーネントの前記第
    1の領域にボンディングするステップと、3次元で前記
    電子コンポーネントから延伸するように、上記ループを
    更に成形するステップと、を更に含む、請求項198に
    記載の方法。
  307. 【請求項307】電子コンポーネントの表面上に、電気
    的接触子を製造するための方法において、突出した電気
    的接触子の各々に対して、ワイヤの一方の端部を、上記
    電子コンポーネントの上記表面上の第1の領域にボンデ
    ィングするステップであって、上記電子コンポーネント
    の上記表面は、「x」軸と、「x」軸に直交した「y」
    軸とにより規定される平面である、ボンディングステッ
    プと、上記ワイヤの一方の端部が、上記電子コンポーネ
    ントの上記表面上の上記領域にボンディングされると、
    上記ワイヤを、「x」及び「y」軸と相互に直交した
    「z」軸方向に、また、「x」及び「y」軸のうちの少
    なくとも1つの方向に延伸させるステップと、上記ワイ
    ヤを延伸させた後に、ワイヤが、ある長さと、上記一方
    の端部と対向した自由端とを有するように、上記ワイヤ
    を切断するステップと、上記ワイヤを延伸させる間、ワ
    イヤが、その長さに沿って少なくとも1つのU字形状の
    曲げ部を有するように、上記ワイヤを成形するステップ
    と、上記ワイヤを延伸させ、また成形した後に、上記ワ
    イヤの上記一方の端部がボンディングされる上記第1の
    領域よりも大きく、且つ上記第1の領域を包含する、上
    記基板の上記表面上の第2の領域を覆うために、また、
    上記ワイヤの長さのうちの少なくとも一部分を覆うため
    に、第1の導電性の金属性材料を堆積するステップであ
    って、上記ワイヤの上記一部分は、ワイヤの上記一方の
    端部から、ワイヤの長さに沿って、ワイヤの上記自由端
    に向かって延伸する、堆積ステップと、を含む方法。
  308. 【請求項308】前記ワイヤ上に少なくとも2つのコー
    ティングを堆積するステップを更に含む、請求項307
    に記載の方法。
  309. 【請求項309】第1の電子コンポーネントを第2の電
    子コンポーネントに接続する方法において、第1と第2
    の電子コンポーネントの間に、第3の電子コンポーネン
    トを供給するステップであって、該第3の電子コンポー
    ネントは、第1の電子コンポーネントの面上の対応する
    複数の接触箇所に接触するために、第3の電子コンポー
    ネントの第1の表面から延伸する、第1の複数の復元性
    のある接触構造を有し、上記第3の電子コンポーネント
    は、第2の電子コンポーネントの面上の対応する複数の
    接触箇所に接触するために、第3の電子コンポーネント
    の第2の表面から延伸する、第2の複数の復元性のある
    接触構造を有する、供給ステップと、上記第3の電子コ
    ンポーネント内で、第1の複数の復元性のある接触構造
    と、第2の複数の復元性のある接触構造との間に、接続
    をなすステップと、を含む方法。
  310. 【請求項310】前記第1の電子コンポーネントは、半
    導体パッケージである、請求項309に記載の方法。
  311. 【請求項311】前記第1の電子コンポーネントは、パ
    ッケージ未実装の半導体ダイである、請求項309に記
    載の方法。
  312. 【請求項312】前記第2の電子コンポーネントは、印
    刷回路基板である、請求項309に記載の方法。
  313. 【請求項313】前記第3の電子コンポーネントは、前
    記第1と第2の電子コンポーネント間に、取り外し可能
    な相互接続を与える、請求項309に記載の方法。
  314. 【請求項314】介在体において、第1の表面と、該第
    1の表面と対向した第2の表面と、第1の表面上の第1
    の複数の導電領域と、第2の表面上の第2の複数の導電
    領域とを有する誘電体基板であって、第1の複数の導電
    領域の各々は、第2の導電領域の対応する1つに、電気
    的に接続される、誘電体基板と、第1の導電領域から延
    伸する、第1の複数の復元性のある接触構造と、第2の
    導電領域から延伸する、第2の複数の接触構造と、から
    なる介在体。
  315. 【請求項315】前記第1の複数の復元性のある接触構
    造は、従順性のある接触構造である、請求項314に記
    載の介在体。
  316. 【請求項316】前記第1の複数の復元性のある接触構
    造の偏向を制限するために、前記第1の表面上に製造さ
    れた、少なくとも1つのスタンドオフ要素から更にな
    る、請求項315に記載の介在体。
  317. 【請求項317】前記第1の複数の導電領域と、前記第
    2の複数の導電領域との間の電気的接続部は、メッキさ
    れたスルーホールである、請求項314に記載の介在体
    基板。
  318. 【請求項318】前記第2の複数の接触構造は、復元性
    のある接触構造である、請求項314に記載の介在体。
  319. 【請求項319】前記第2の複数の接触構造は、復元性
    のない接触構造である、請求項314に記載の介在体。
  320. 【請求項320】前記第1の複数の復元性のある接触構
    造と、前記第2の複数の接触構造のいずれかの少なくと
    も1つは、少なくとも2つの接触構造からなる、請求項
    314に記載の介在体。
  321. 【請求項321】介在体において、第1の表面、及び該
    第1の表面と対向した第2の表面を有し、また第1の表
    面上に複数の導電領域を有する、誘電体基板と、上記複
    数の導電領域に実装された、複数の復元性のある接触構
    造であって、第1の電子コンポーネントに接続をなすた
    めに、上記誘電体基板の第1の表面を越えて延伸する、
    第1の部分を有し、また、第2の電子コンポーネントに
    相互接続をなすために、上記誘電体基板の第2の表面を
    越えて延伸し、上記第1の部分に連続した、第2の部分
    を有する、複数の復元性のある接触構造と、からなる介
    在体。
  322. 【請求項322】前記複数の復元性のある接触構造の第
    2の部分は、前記基板内の穴を介して延伸する、請求項
    321に記載の介在体。
  323. 【請求項323】前記第2の複数の接触構造は、復元性
    のある接触構造であり、前記誘電体基板の両方の表面上
    の導電トレースから更になる、請求項314に記載の介
    在体。
  324. 【請求項324】前記基板の第1の側のスタンドオフ要
    素から更になる、請求項314に記載の介在体。
  325. 【請求項325】前記基板の第1の側の複数の導電領域
    から更になり、前記第1の複数の復元性のある接触構造
    は、上記導電領域から延伸する、請求項314に記載の
    介在体。
  326. 【請求項326】前記基板を介して延伸する複数の穴か
    ら更になり、前記第2の接触構造は、前記導電領域から
    上記複数の穴を介して、前記基板の第2の側に延伸す
    る、請求項325に記載の介在体。
  327. 【請求項327】前記第1の複数の復元性のある接触構
    造は、対で配列される、請求項314に記載の介在体。
  328. 【請求項328】前記基板の第1の側の複数の導電領域
    と、前記基板を介して延伸する複数の穴と、から更にな
    り、前記第1の複数の復元性のある接触構造は、前記基
    板の第1の側を越えて上記複数の穴を介して、前記基板
    の第2の側を越えてと延伸し、前記第1の複数の復元性
    のある接触構造は、上記導電領域に電気的に接続され
    る、請求項314に記載の介在体。
  329. 【請求項329】介在体において、基板であって、該基
    板の第1の表面から該基板の第2の表面へと延伸する複
    数の穴を有する、基板と、各々の接触構造が対応する穴
    内に配設される、複数の接触構造と、上記穴内で上記接
    触構造を支持するための手段と、からなる介在体。
  330. 【請求項330】前記接触構造は、復元性のある接触構
    造である、請求項329に記載の介在体。
  331. 【請求項331】支持するための前記手段は、弾性材料
    である、請求項329に記載の介在体。
  332. 【請求項332】前記弾性材料の少なくとも一部分が導
    電性である、請求項331に記載の介在体。
  333. 【請求項333】各穴内の金属性表面から更になり、支
    持するための前記手段は半田である、請求項329に記
    載の介在体。
  334. 【請求項334】前記基板は、金属性であり、絶縁材料
    で保護膜が施される、請求項329に記載の介在体。
  335. 【請求項335】成形された接触構造を製造する方法に
    おいて、第1の機構により、複数の自立型ワイヤステム
    を基板に実装するステップと、上記第1の機構の外部に
    ある第2の機構により、上記ワイヤステムを成形するス
    テップと、を含む方法。
  336. 【請求項336】半導体パッケージにおいて、第1の絶
    縁層と、該第1の絶縁層の第1の表面上に配設されて、
    第1の複数の導電トレースを有するようにパターニング
    された、第1の導電層と、第2の絶縁層と、該第2の絶
    縁層の第1の表面上に配設されて、第2の複数の導電ト
    レースを有するようにパターニングされた、第2の導電
    層と、第1の導電層は、第2の絶縁層と接触状態にある
    ことと、第2の導電層、及び第2の絶縁層は、第1の複
    数の導電トレースの外側部分が露出するように、配列及
    び配設されることと、第1の複数の導電トレースに実装
    された、第1の複数の電気的接触構造と、第2の複数の
    導電トレースに実装された、第2の複数の電気的接触構
    造と、からなる半導体パッケージ。
  337. 【請求項337】前記第1の電気的接触構造は、ある平
    面に延伸し、前記第2の電気的接触構造は、上記平面に
    延伸する、請求項336に記載の半導体パッケージ。
  338. 【請求項338】前記第1の電気的接触構造は、復元性
    のある接触構造であり、前記第2の電気的接触構造は、
    復元性のある接触構造である、請求項336に記載の半
    導体パッケージ。
  339. 【請求項339】半導体素子を受けるための手段から更
    になり、前記第2の導電層、及び前記第2の絶縁層は、
    半導体素子に接続するために、前記第1の複数の導電ト
    レースの内側部分が露出するように配列及び配設され、
    前記第1の複数の導電トレースの露出した内側部分に、
    上記半導体素子を接続するための手段と、前記第2の複
    数の導電トレースに、上記半導体素子を接続するための
    手段と、前記第1の複数の導電トレースの外側部分に実
    装された、第1の複数の電気的接触構造と、第2の複数
    の導電トレースに実装された、第2の複数の電気的接触
    構造とから更になる、請求項336に記載の半導体パッ
    ケージ。
  340. 【請求項340】半導体素子において、前部表面、及び
    背部表面を有する半導体ダイと、該半導体ダイの前部表
    面に実装された、複数の自立型の相互接続構造と、上記
    半導体ダイの背部表面に実装された、複数の自立型の熱
    放散構造と、からなる半導体素子。
  341. 【請求項341】前記相互接続構造は、復元性のある接
    触構造である、請求項340に記載の半導体素子。
  342. 【請求項342】前記相互接続構造は、従順性のある接
    触構造である、請求項340に記載の半導体素子。
  343. 【請求項343】前記自立型の熱放散構造は、前記半導
    体ダイの背部表面に、ワイヤ実装される、請求項340
    の半導体素子。
  344. 【請求項344】前記自立型の相互接続構造は、第1の
    材料からなり、前記自立型の熱放散構造は、上記第1の
    材料とは異なる第2の材料からなる、請求項340に記
    載の半導体素子。
  345. 【請求項345】前記自立型の相互接続構造、及び前記
    自立型の熱放散構造には、共通の材料で保護膜が施され
    る、請求項344に記載の半導体素子。
  346. 【請求項346】前記自立型の熱放散構造と、前記半導
    体ダイの背部表面との間に配設された、金属性材料の層
    から更になり、前記相互接続構造は、復元性のある接触
    構造である、請求項340に記載の半導体素子。
  347. 【請求項347】半導体素子において、前部表面、及び
    背部表面を有する半導体ダイと、該半導体ダイの前部表
    面に実装された、複数の自立型の復元性のある接触構造
    と、からなる半導体素子。
  348. 【請求項348】前記半導体ダイの前部表面上に配設さ
    れた導電パッドから更になり、1つの接触構造が、上記
    導電パッドの各々に実装される、請求項347に記載の
    半導体素子。
  349. 【請求項349】前記復元性のある接触構造の各々は、
    一端において、前記半導体ダイの前部表面にボンディン
    グされ、弾力のある形状を有するように構成された、ワ
    イヤステムと、該ワイヤステムにわたって、また、前記
    半導体ダイの前部表面の一部分にわたって施された、保
    護膜材料と、からなる、請求項347に記載の半導体素
    子。
  350. 【請求項350】前記復元性のある接触構造は従順性が
    ある、請求項347に記載の半導体素子。
  351. 【請求項351】電子アセンブリを組み立てる方法にお
    いて、第1の配線基板に、該第1の配線基板に実装され
    る、第1の複数の半導体素子を準備するステップと、第
    2の配線基板に、該第2の配線基板に実装される、第2
    の複数の半導体素子を準備するステップと、上記第2の
    配線基板は、上記第1の配線基板上のパッドに接続する
    ために、第2の配線基板に実装された電気的接触構造を
    有することと、上記第1及び第2の配線基板は、一方の
    頂部に他方をというように積み重ねられ、上記電気的接
    触構造により、互いに相互接続されることと、を含む方
    法。
  352. 【請求項352】前記第1の配線基板は2つの側を有
    し、前記第2の配線基板は2つの側を有し、前記第1の
    複数の半導体素子は、第1の配線基板の両側に実装さ
    れ、前記第2の複数の半導体素子は、第2の配線基板の
    両側に実装される、請求項351に記載の方法。
  353. 【請求項353】前記第1の複数の半導体素子を、前記
    第1の配線基板に電気的に相互接続する、第1の複数の
    復元性のある接触構造と、前記第2の複数の半導体素子
    を、前記第2の配線基板に電気的に相互接続する、第2
    の複数の復元性のある接触構造と、を更に含む、請求項
    351に記載の方法。
  354. 【請求項354】電子コンポーネントに、自立型の接触
    構造を実装する方法において、電子コンポーネント上の
    端子上に、導電材料の穴開け可能な塊を設けるステップ
    と、上記導電材料内に、ワイヤの一端を挿入するステッ
    プと、上記ワイヤを、自立型となるように切断するステ
    ップと、上記ワイヤ、及び上記塊に、導電性の金属性材
    料で保護膜を施すステップと、を含む方法。
  355. 【請求項355】前記導電材料の塊は半田である、請求
    項354に記載の方法。
  356. 【請求項356】前記導電材料の塊は導電性エポキシで
    ある、請求項354に記載の方法。
  357. 【請求項357】前記保護膜は、メッキにより実施され
    る、請求項354に記載の方法。
  358. 【請求項358】ワイヤボンディングを実行する方法に
    おいて、毛細管により、端子にボンディングワイヤをボ
    ンディングするステップと、上記毛細管から上記ボンデ
    ィングワイヤを繰り出すステップと、電極からの放電に
    より、上記ボンディングワイヤを切断するステップと、
    上記ボンディングワイヤを切断する間、紫外光により、
    上記電極と上記ボンディングワイヤのうちの少なくとも
    1つを照射するステップと、を含む方法。
  359. 【請求項359】前記ボンディングワイヤを切断する前
    に、弾力のある形状を有するように、前記ボンディング
    ワイヤを構成するステップを更に含む、請求項358に
    記載の方法。
  360. 【請求項360】ワイヤボンディング用ワイヤの一端
    に、ボールを形成する方法において、電極とボンディン
    グワイヤの間に、放電を引き起こすステップと、上記放
    電を引き起こす間、紫外光により、上記電極と上記ボン
    ディングワイヤのうちの少なくとも1つを照射するステ
    ップと、を含む方法。
  361. 【請求項361】ワイヤボンディングを実行する方法に
    おいて、毛細管により、端子にボンディングワイヤをボ
    ンディングするステップと、上記毛細管から上記ボンデ
    ィングワイヤを繰り出すステップと、上記毛細管から上
    記ボンディングワイヤを繰り出す間、上記毛細管内にガ
    ス流を供給するステップと、を含む方法。
  362. 【請求項362】前記毛細管から前記ボンディングワイ
    ヤを繰り出す間、弾力のある形状を有するように、前記
    ボンディングワイヤを構成するステップを更に含む、請
    求項361に記載の方法。
  363. 【請求項363】基板の第1の側から延伸する第1の複
    数の接触構造と、該基板の第2の側から延伸する第2の
    複数の接触構造とを有する介在体において、設計変更を
    なす方法において、上記基板の少なくとも1つの側に、
    複数の導電トレースを設けるステップと、第1の複数の
    接触構造のうちの選択された接触構造を、第2の複数の
    接触構造のうちの選択された接触構造と相互接続するよ
    うに、上記導電トレースを経路指定するステップと、を
    含む方法。
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