JP2002329825A - シート接着層における制御されないボイドを除去する方法 - Google Patents
シート接着層における制御されないボイドを除去する方法Info
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Abstract
れたプレフォーム型接着層を提供する。 【解決手段】 集積回路パッケージ内におけるコンポー
ネントを合体させるためのプレフォーム型接着層は、組
立てられた集積回路パッケージ内のボイドの寸法及び位
置を制御するための通気用スロットを有している。組立
期間中に接着層と隣接するコンポーネントの表面の間に
ランダムにトラップされる空気は爾後の組立期間中又は
上昇された温度において行われる装着期間中に通気用ス
ロット内へ解放され、パッケージコンポーネントを分離
させるような内部圧力を発生したり封止体内へ解放され
たりすることはない。リフロー期間中又はその他の組立
及び装着プロセス期間中にトラップされた空気の結果と
して発生されるダイ剥離及び封止体ボイド問題は回避さ
れる。
Description
ッケージに関するものであって、更に詳細には、パッケ
ージコンポーネントを互いに接着させるためにプレフォ
ームされた接着層を利用する集積回路パッケージに関す
るものである。
積回路パッケージは、例えばテレコミュニケーション装
置等の種々の電子装置内におけるプリント回路基板(P
CB)上に装着するために集積回路ダイを封止するため
に使用される。装着期間中に、パッケージングした集積
回路への電気接続は、その上にパッケージが装着される
プリント回路基板上の対応する電気的トレースと接触し
た状態で半田ボールをリフローさせることによって行わ
れる。オプションとしての薄い装着形状、高いパッケー
ジ「ピン」数、及び装着の容易性は、汎用プロセッサ、
デジタル信号プロセッサ(DSP)等を包含する多様の
適用例に対してボールグリッドアレイパッケージを魅力
的なものとしている特徴である。
スを具備する「高密度」の集積回路の場合には、集積回
路の動作期間中に発生される熱を散逸させるためにボー
ルグリッドアレイパッケージ内においてしばしば金属性
の熱拡散器が使用される。図4に分解図で示したよう
に、このタイプのボールグリッドアレイパッケージ40
0は、典型的に、その中にキャビティ402を具備して
いるプリント回路基板401を有しており、それはキャ
ビティ402と寸法及び位置が対応する孔を具備するプ
レフォームされた接着層404を使用して金属熱拡散器
403へ接着されている。集積回路ダイ(不図示)は該
キャビティ内に装着され、熱拡散器403へ接着され、
ワイヤボンド(不図示)が集積回路ダイにおけるボンド
パッドを基板401上のボンディング箇所へ接続してい
る。
的に見られる顕著な欠陥は、接着層404の表面と接着
層404によって合体されているコンポーネント(この
場合には基板401及び熱拡散器403)の表面との間
においてのボイドの存在である。接着層404を使用し
てコンポーネントが接着される場合に、コンポーネント
の表面と接着層404との表面との間にしばしば空気が
ランダムにトラップされる。接着層404が硬化する前
に除去されない場合には、接着層404と隣接するコン
ポーネントとの間において完成したパッケージ内に制御
されないボイド(トラップされた空気のポケット)が形
成される。このようなボイドはプリント配線基板(PW
B)の生産において一般的に使用される高真空及び高圧
力環境によって除去することが可能であるが、かなりの
産業設備を必要とする。
の結果としてパッケージ400の組立及びマウント(装
着)期間中に2つの問題がしばしば発生することが判明
しており、即ち、パッケージ400用の封止体内のボイ
ド及びダイ剥離である。ダイ剥離は接着層と隣接するコ
ンポーネントとの間にトラップされた空気の膨張によっ
て発生されるものであり、即ち、パッケージングした装
置の製造期間中又はパッケージングした装置のシステム
内へのその後の取付期間中にパッケージングした装置が
加熱された場合に接着層404からパッケージコンポー
ネントの分離を発生させる内部圧力が付与される。
5℃の温度において)、トラップされた空気が徐々に解
放されることによってパッケージ封止体内のボイドが同
様に発生される。これらのボイドが封止体の外側表面に
おいて発生する場合には、パッケージングされた装置は
当然に拒否される。然しながら、気泡が封止体の表面に
到達せず内側に止まって「埋込型」ボイドを形成する場
合があり、それはダイに対して損傷を発生する場合があ
り又は封止体内側のボンディングワイヤに対して損傷を
発生する場合がある。両方の場合において、封止体のボ
イドは製品の製造歩留まり及び長期の信頼性に影響を与
える。
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、プレフォームした接着層を使用する改良し
た集積回路パッケージング技術を提供することを目的と
する。
るところは、集積回路パッケージにおいて使用するため
に、組立てた集積回路パッケージ内のボイドの寸法及び
位置を制御するための通気用スロットを有する集積回路
パッケージング内のコンポーネントを合体するプレフォ
ーム型接着層を提供することである。組立期間中に接着
層と隣接するコンポーネントの表面の間にランダムにト
ラップされた空気は、パッケージコンポーネントの分離
を発生させるか又は封止体内に解放する内部圧力を形成
する代わりに、上昇させた温度において行われるその後
の組立及び/又は装着期間中に通気用スロット内へ解放
される。トラップされた空気の結果としてリフロー又は
その他の組立及び装着プロセス期間中に発生するダイ剥
離及び封止体ボイド問題は回避される。
の詳細な説明をより良く理解することが可能であるよう
に本発明の特徴及び技術的利点をむしろ広義に概説した
ものである。本発明の付加的な特徴及び利点について以
下に説明するが、それらは本発明の技術的範囲に包含さ
れるものである。当業者によって理解されるように、本
発明と同一の目的を達成するために修正を行ったりその
他の構成を設計するための基礎として本発明の概念及び
本明細書に開示した特定の実施例を使用することが可能
である。更に当業者によって理解されるように、このよ
うな均等な構成は本発明の技術的範囲を逸脱するもので
はない。
明細書において本発明の原理を説明するために使用され
る種々の実施例は例示的なものであって本発明の範囲を
制限するために解釈されるべきものではない。当業者が
理解するように、本発明の原理は任意の適切な装置にお
いて実現することが可能である。
スロットを具備するプレフォーム型集積回路パッケージ
ング接着層を示した概略平面図である。接着層100
は、エポキシを含湿させたガラスファイバー担体又はB
−ステージ型ポリイミド(B−staged poly
imide)を付着させたポリイミド担体等のエポキシ
又はポリイミド接着剤を具備しておりプリント回路基板
を形成するために使用されるタイプの担体物質から形成
されている。接着層100は例示的実施例においては約
5ミルの厚さであり、且つキャビティ孔101を有して
いる。
気用スロット102−109を有しており、それらは接
着層100の厚さを貫通して延在しており、且つ接着層
100の打ち抜き又はレーザー切断のいずれかによって
形成することが可能である。図示したように、例示的実
施例における通気用スロット102−109は接着層1
00内においてキャビティ孔101の側部又は角部に近
接した領域から接着層100の対応する周辺側部又は角
部へ延在している。
ランダムに発生するボイドの原因となる接着層100内
の空気及び蒸発した(ガス状)湿気に対する通路として
作用する。通気用スロット102−109は例示的実施
例においては約105mmの幅であり、このような湿気
をキャビティ領域101からパッケージの周辺部へ向か
って導くためのチャンネルを提供している。このような
空気及び湿気は、接着剤硬化プロセス期間中の真空影響
下において組立てられたパッケージから吸い出させるこ
とが可能であり、及び/又はパッケージングした装置を
システム内に装着する期間中に半田ボールのリフローを
行うために必要な加熱によって駆除させることが可能で
ある。
気用スロット102−109の終端部に位置されており
且つ通気用スロット102−109を接着層100外側
の大気環境から分離している接着層100の架橋部分1
10は、接着層100に対して構造的支持及び一体性を
与えながら、それを介して空気及び湿気が拡散すること
を許容するのに充分に幅狭である。
−109はキャビティ孔101の周辺部周りに延長部1
11を有しており、且つ、全体として、キャビティ孔1
01の周りを実質的に完全に延在して接着層100から
キャビティ孔101へ向かって拡散する湿気を捕捉す
る。通気用スロット102−109を分離する接着層1
00の部分112は、好適には、通気用スロット102
−109からキャビティ孔101内への空気又は湿気の
拡散を最小とするのに充分に幅広のものである。
ロットを具備するプレフォーム型集積回路パッケージン
グ接着層のシートを示した概略平面図である。接着層1
00は、単一のシート内にキャビティ孔と通気用スロッ
トからなるパターンを複数回繰返して複製し、次いで個
々の層を分離するか(例えば、レーザー切断によっ
て)、又はプレフォーム型集積回路パッケージング接着
層の該シートを具備する基板のパネル及びヒートシンク
物質からなる大きなシートを使用してマスラミネーショ
ン(mass lamination)を実施し、切断
(鋸又はレーザー)によってラミネ−ションの後に個々
のパッケージに個別化することによって製造することが
可能である。
ロットを具備するプレフォーム型接着層を包含する集積
回路パッケージの一部を示している。集積回路パッケー
ジ300は基板301(例えば、プリント回路基板)を
有しており、それを貫通してダイキャビティ302が設
けられている。基板301は上述したタイプのプレフォ
ーム型接着層100を使用して別のパッケージコンポー
ネント303へ接着されている。パッケージコンポーネ
ント303は図示例においては金属製の熱拡散器であ
り、別法として、別の基板層又は何等かのその他のパッ
ケージコンポーネントとすることが可能である。
いるエポキシ樹脂が硬化されて基板301がパッケージ
コンポーネント303へ接着される。集積回路ダイがダ
イキャビティ302内に装着されており、且つ、接着層
100内のキャビティ孔101を介して、例えば樹脂等
の従来の方法を使用してパッケージコンポーネント30
3の表面へ接着されている。次いで、ワイヤボンドを形
成して集積回路ダイを基板301上の導電性トレースと
接続させ、それは基板301上に形成されているボール
グリッドアレイ内の半田ボールと接着する。組立てられ
たパッケージは半田ボールをリフローさせることによっ
て装着され、該パッケージと該パッケージが装着される
構成体との間に電気的接続を形成する。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
具備するプレフォーム型集積回路パッケージング接着層
を示した概略平面図。
具備するプレフォーム型集積回路パッケージング接着層
からなるシートを示した概略平面図。
具備するプレフォーム型接着層を包含する集積回路パッ
ケージの一部を示した概略図。
御されないボイドの高い発生率を有するプレフォーム型
接着層を包含する集積回路の一部を示した概略図。
Claims (22)
- 【請求項1】 集積回路パッケージにおいて使用するた
めの1つのパッケージコンポーネントを別のパッケージ
コンポーネントへ接着させる接着層において、 接着物質領域、 パッケージング期間中に前記接着物質領域と前記接着物
質領域によって合体されるコンポーネントとの間のボイ
ドの寸法及び位置を制御するために前記接着物質領域内
に延在する少なくとも1個の通気用スロット、を有して
いることを特徴とする接着層。 - 【請求項2】 請求項1において、前記少なくとも1個
の通気用スロットが、各々が前記接着物質領域内のキャ
ビティ孔の側部又は角部に近接した領域から前記接着物
質領域の周辺部の対応する側部又は角部へ向かって延在
する複数個の通気用スロットを有していることを特徴と
する接着層。 - 【請求項3】 請求項2において、前記各通気用スロッ
トが、それを介してガスの拡散を許容するのに充分に狭
い接着物質の幅だけ前記接着物質領域の前記周辺部から
離隔されていることを特徴とする接着層。 - 【請求項4】 請求項3において、前記各通気用スロッ
トが、前記キャビティ孔の周辺部に沿って延在する延長
部を有していることを特徴とする接着層。 - 【請求項5】 請求項4において、前記延長部が、前記
通気用スロットから前記キャビティ孔へのガスの拡散を
最小とするために充分に幅広の接着物質によって前記キ
ャビティ孔から離隔されていることを特徴とする接着
層。 - 【請求項6】 請求項1において、前記接着物質領域が
エポキシ樹脂を含湿したガラスファイバーから形成され
ていることを特徴とする接着層。 - 【請求項7】 請求項1において、前記接着物質領域が
B−ステージ型ポリイミド接着樹脂を具備するポリイミ
ドフィルムから形成されていることを特徴とする接着
層。 - 【請求項8】 請求項1において、前記接着層が複数個
の前記接着物質領域を形成するシートを有しており、各
接着物質領域が前記少なくとも1個の通気用スロットを
有していることを特徴とする接着層。 - 【請求項9】 集積回路パッケージにおいて、 第一パッケージコンポーネント、 第二パッケージコンポーネント、 前記第一及び第二パッケージコンポーネントを互いに接
着させる接着層、を有しており、前記接着層が、 接着物質領域、 パッケージング期間中に前記接着層と前記第一又は第二
コンポーネントとの間のボイドの寸法及び位置を制御す
るために前記接着物質領域内に延在する少なくとも1個
の通気用スロット、を有していることを特徴とする集積
回路パッケージ。 - 【請求項10】 請求項9において、前記少なくとも1
個の通気用スロットが、各々が前記接着物質領域内のキ
ャビティ孔の側部又は角部に近接した領域から前記接着
物質領域の周辺部の対応する側部又は角部へ向かって延
在している複数個の通気用スロットを有していることを
特徴とする集積回路パッケージ。 - 【請求項11】 請求項10において、前記各通気用ス
ロットが、それを介してのガスの拡散を許容するために
充分に幅狭の接着物質の幅だけ前記接着物質領域の前記
周辺部から離隔されていることを特徴とする集積回路パ
ッケージ。 - 【請求項12】 請求項11において、前記各通気用ス
ロットが、前記キャビティ孔の周辺部に沿って延在する
延長部を有していることを特徴とする集積回路パッケー
ジ。 - 【請求項13】 請求項12において、前記延長部が前
記通気用スロットから前記キャビティ孔内へのガスの拡
散を最小とするために充分な幅の接着物質によって前記
キャビティ孔から離隔されていることを特徴とする集積
回路パッケージ。 - 【請求項14】 請求項9において、前記接着物質領域
がエポキシ樹脂を含湿させたガラスファイバーから形成
されていることを特徴とする集積回路パッケージ。 - 【請求項15】 請求項9において、前記接着物質領域
がB−ステージ型ポリイミド接着樹脂を具備するポリイ
ミドフィルムから形成されていることを特徴とする集積
回路パッケージ。 - 【請求項16】 請求項9において、更に、前記第一パ
ッケージコンポーネント内のダイキャビティ内に装着さ
れており且つ前記接着物質領域内のキャビティ孔を介し
て前記第二パッケージコンポーネントへ接着されている
集積回路ダイ、を有していることを特徴とする集積回路
パッケージ。 - 【請求項17】 集積回路パッケージにおいて使用する
ための1つのパッケージコンポーネントを別のパッケー
ジコンポーネントへ接着させる方法において、 接着物質領域を形成し、 パッケージング期間中に前記接着物質領域と前記接着層
によって合体されているコンポーネントとの間のボイド
の寸法及び位置を制御するために前記接着物質領域内に
延在する少なくとも1個の通気用スロットを形成する、
ことを特徴とする方法。 - 【請求項18】 請求項17において、パッケージング
期間中に前記接着物質領域と前記接着物質領域によって
合体されたコンポーネントとの間のボイドの寸法及び位
置を制御するために前記接着物質領域内に延在する少な
くとも1個の通気用スロットを形成する場合に、各々が
前記接着物質領域内のキャビティ孔の側部又は角部に近
接した領域から前記接着物質領域の周辺部の対応する側
部又は角部へ向かって延在する複数個の通気用スロット
を形成することを特徴とする方法。 - 【請求項19】 請求項18において、各々が前記接着
物質領域内のキャビティ孔の側部又は角部の近接した領
域から前記接着物質領域の周辺部の対応する側部又は角
部へ延在する複数個の通気用スロットを形成する場合
に、 それを介してのガスの拡散を許容するために充分に狭い
接着物質の幅だけ前記接着物質領域の周辺部から離隔さ
れている点へ延在させて各通気用スロットを形成し、 前記キャビティ孔の周辺部に沿って延在する各通気用ス
ロットの延長部を形成し、 前記延長部が前記通気用スロットから前記キャビティ孔
内へのガスの拡散を最小とさせるのに充分に広い接着物
質によって前記キャビティ孔から離隔されていることを
特徴とする方法。 - 【請求項20】 請求項17において、更に、シート内
に前記接着物質領域用の複数個のパターンを形成し、各
パターンが少なくとも1個の通気用スロットを有してい
ることを特徴とする方法。 - 【請求項21】 請求項17において、更に、その中に
ダイキャビティを持っている基板を前記接着物質領域を
利用して第二パッケージコンポーネントへ接着させるこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項22】 請求項21において、更に、 前記ダイキャビティ内に集積回路ダイを装着し、 前記集積回路ダイを前記キャビティ孔を介して前記第二
パッケージコンポーネントへ接着し、 前記集積回路ダイを前記基板上の導電性トレースへ電気
的に接続させる、ことを特徴とする方法。
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