JP2016505222A - ワイヤボンドビアを有するマイクロ電子パッケージ、その製造方法、およびそのための補強層 - Google Patents

ワイヤボンドビアを有するマイクロ電子パッケージ、その製造方法、およびそのための補強層 Download PDF

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Abstract

このようなマイクロ電子部品を形成するマイクロ電子部品および方法が、本明細書に開示されている。マイクロ電子部品は、基板12の面に導電性素子の面のような、基板12のボンディング面30から延びるワイヤボンド32の形態で複数の導電性ビアを備えることができる。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2013年2月1日に出願された米国特許出願第13/757,673号の継続であり、かつ、2013年2月1日に出願された米国特許出願第13/757,677号の継続であり、これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれている。
本出願の主題は、マイクロ電子素子のパッケージング、関連する回路、例えば、構造を製造する方法、に関し、構造は、すなわち、基板の面での導電性素子の面のような、基板のボンディング面から延びるワイヤボンドの形態で複数の導電性ビアを有するマイクロ電子パッケージである。
半導体チップのようなマイクロ電子デバイスは、典型的には、他の電子部品への多数の入力接続および出力接続を必要とする。半導体チップまたは他の同等のデバイスの入力接点および出力接点は、一般的に、(一般に「エリア配列」と呼ばれる)デバイスの面を実質的に覆う格子状パターンに、または、デバイスの前面の各縁と平行にかつ隣接して延びてもよい細長い列に、または、前面の中心に、配置される。典型的に、チップのようなデバイスは、プリント回路基板のような基板上に物理的に実装されねばならず、デバイスの接点は、回路基板の導電性特徴に電気的に接続されなければならない。
半導体チップは、一般に、回路基板または他の回路パネルのような外部基板上のチップの製造中または実装中にチップの取り扱いを容易にするパッケージで提供される。例えば、多くの半導体チップは、面実装に適したパッケージで提供される。この一般的な種類の多数のパッケージが、様々な用途のために提案されている。最も一般的には、そのようなパッケージは、誘電体上にめっきされたまたはエッチングされた金属構造として形成された端子を有する「チップキャリア」と一般に呼ばれる誘電体素子を備える。これらの端子は、典型的には、チップキャリア自体に沿って延びる薄いトレースのような特徴によって、および、チップの接点間に延びる微細なリードまたはワイヤと端子またはトレースとによって、チップの接点自体に接続されている。面実装の動作において、パッケージは、パッケージ上の各端子が回路基板上の対応する接点パッドと整列するように、回路基板上に配置される。ハンダまたは他のボンディング材料が、端子と接点パッドとの間に設けられている。パッケージは、ハンダを溶融させるまたは「リフローさせる」ように、あるいは、ボンディング材料を活性化させるように、組立体を加熱することによって、所定位置に恒久的にボンドされてもよい。
多くのパッケージは、パッケージの端子に接続されている、ハンダボールの形態で、典型的には、直径で約0.1mmから約0.8mm(5から30ミル)のハンダ塊を備える。その底面から突出するハンダボールの配列を有するパッケージは、一般的に、ボールグリッド配列または「BGA」パッケージと呼ばれる。ランドグリッド配列または「LGA」パッケージと呼ばれる他のパッケージは、ハンダから形成された薄い層またはランドによって基板に固定されている。この種類のパッケージは、非常にコンパクトにされてもよい。一般に「チップスケールパッケージ」と呼ばれる特定のパッケージは、パッケージに組み込まれたデバイスの領域に等しい、またはその領域よりもわずかにだけ大きい回路基板の領域を占める。これは、組立体の全体の大きさを減少させ、かつ、基板上の様々なデバイス間の短い相互接続の使用を可能にし、デバイス間の信号伝播時間を今度は制限し、したがって高速での組立体の作動を容易にするという点で、有利である。
パッケージ化半導体チップは、多くの場合、「積層」配置において設けられ、1つのパッケージは、例えば、回路基板上に設けられ、別のパッケージは、第1パッケージの上部に取り付けられる。これらの構成は、複数の異なるチップが、回路基板上の単一のフットプリント内に取り付けられることを可能にし、さらに、パッケージ間に短い相互接続を設けることにより、高速動作を容易にできる。多くの場合、この相互接続距離は、チップ自体の厚さよりもわずかに大きいだけである。相互接続が、チップパッケージの積層内で達成されるためには、(一番上のパッケージを除く)各パッケージの両側に機械的および電気的接続のための構造を設けることが必要である。これは、例えば、チップが搭載された基板の両面に接点パッドまたはランドを設けることによって、行われており、パッドは、導電性ビアなどにより基板を介して接続される。ハンダボールなどは、次のより高い基板の底面上の接点に対する、より低い基板上の接点間の隙間を埋めるために、使用されている。ハンダボールは、接点を接続するために、チップの高さよりも高くなければならない。積層チップ配置および相互接続構造の例は、米国特許出願第2010/0232129(‘129公報)で提供され、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
米国特許出願第2010/0232129号明細書
細長い支柱またはピンの形態でのマイクロ接点素子は、回路基板にマイクロ電子パッケージを接続するために、かつ、マイクロ電子パッケージングにおける他の接続のために、使用されてもよい。いくつかの例では、マイクロ接点は、マイクロ接点を形成するための1つ以上の金属層を備える金属構造をエッチングすることによって形成されている。エッチング加工は、マイクロ接点の大きさを制限する。従来のエッチング加工は、通常、「アスペクト比」と呼ばれる最大幅に対する高さの大きな比率を用いて、マイクロ接点を形成することができない。かなりの高さと、隣接するマイクロ接点間の非常に小さなピッチまたは間隔とで、マイクロ接点の配列を形成することは、困難または不可能であった。また、従来のエッチング加工によって形成されるマイクロ接点の構成は、限られている。
技術における全ての上述の進歩にもかかわらず、マイクロ電子パッケージを製造しかつ試験する上でのさらなる改善が、望ましいであろう。
本明細書に、マイクロ電子素子およびマイクロ電子素子を製造する方法が、開示される。
一実施形態では、基板に接続された複数のワイヤボンドを形成する方法は、ボンディングツールおよびその面を越えて下方に延びるワイヤの一部の少なくとも1つ、または、互いに対する形成面を位置決めする工程を備え、ボンディングツールの面を超えて下方に延びるワイヤ部分の端部が、ボンディングツール面から形成面よりも大きな深さに配置されるようになっている。ワイヤ部分は、第1ワイヤ部分であってもよい。第1ワイヤ部分の延長は、第2ボンディング面にワイヤの第2部分をボンドし、次に、第1ワイヤ部分がボンディングツールの面を超えて外側に延びてもよいように、第2ボンディング面が位置する平面の上方でより高い高さにボンディング面を移動させることによって、次に、第2ワイヤ部分から第1ワイヤ部分を分離するようにワイヤを切断することによって、実行されてもよい。ワイヤを切断する工程は、ワイヤをクランプする工程と、クランプされたワイヤを、第1ワイヤ部分と第2ワイヤ部分との間で破断させるように、所定長さで破断させるように、クランプされたワイヤに張力を加える工程とを備えることができ、および/または、クランプされたワイヤを複数の異なる所定長さで破断させるように複数のワイヤをクランプしかつ複数のワイヤに張力を加えることができる。
ボンディングツールは、ボンディングツールに向かってワイヤ部分を曲げるように、ボンディングツールの面に平行な第1方向で第1形成面に沿って移動されてもよい。ボンディング面は、ボンディングツールを使用する工程が、ボンディング面に圧印加工面をボンドするように実行される場合、基板の面に露出されてもよい。マイクロ電子素子は、マイクロ電子素子が、ワイヤボンドの少なくともいくつかと電気的に相互接続されるように、取り付けられ、かつ基板と電気的に相互接続されてもよい。
第1形成面は、溝を備えることができる。第1形成面に沿ってボンディングツールを移動させる工程は、ワイヤ部分の少なくとも一部が溝内で移動するように、溝の長さに沿って第1方向にボンディングツール面を移動させる工程を備えることができる。第1形成面は、その中に開口部を有する形成素子の面であってもよい。位置決めする工程は、ワイヤ部分が少なくとも部分的に開口部内に延びるように、ボンディングツールを位置決めする工程を備えることができる。開口部は、第1形成面に隣接するテーパ部分を備えることができる。テーパ部分は、第1形成面の所定位置に向かってワイヤ部分を案内するように構成されてもよい。第1形成面は、その中に開口部を有する形成素子の面であってもよい。位置決めする工程は、ワイヤ部分が少なくとも部分的に開口部内に延びるように、ボンディングツールを位置決めする工程を備えることができる。開口部は、第1形成面に隣接するテーパ部分を備え、テーパ部分は、溝内でワイヤ部分を案内するように構成されてもよい。
ボンディングツールを移動させる工程は、ワイヤ部分が少なくとも部分的に開口部内に延びるように、開口部にボンディングツールを移動させる工程を備えることができる。圧印加工面は、開口部内に配置されてもよい。圧印加工面は、ワイヤ部分の直径よりも小さな深さを有する溝を備えることができる。開口部は、第1開口部であってもよい。形成素子は、第2開口部を備える。ボンディングツールを移動させる工程は、ワイヤ部分が少なくとも部分的に第2開口部内に延びるように、第2開口部にボンディングツールを移動させる工程を備えることができる。圧印加工面は、第2開口部内に配置されてもよい。
複数のワイヤボンドの第1ワイヤボンドは、第1信号電位を伝達するように構成されてもよい。複数のワイヤボンドの第2ワイヤボンドは、第1信号電位とは異なる第2信号電位を同時に伝達するように構成されてもよい。ワイヤボンドの少なくとも2つは、複数のボンディング面の単一ボンディング面にボンドされてもよい。これは、ワイヤボンドの自由端の公差を向上させることができる。例えば、開示された実施形態では、ワイヤボンドの自由端のピッチは、互いから150、200、300、または400マイクロメートルであってもよく、デカルト座標系のx方向またはy方向で異なってもよい。ワイヤボンドの自由端のピッチは、150または200であってもよいし、+/−25マイクロメートルよりも小さな自由端に対して、3シグマの公差、すなわち、分布の中心からの標準偏差の3倍を有してもよい。
次に、ボンディングツールは、ボンディングツール面から離れて延びるボンディングツールの露出壁が、第1形成面から離れて延びる第2形成面に対向するように、ボンディングツール面を横切る第2方向に移動されてもよい。第1形成面および第2形成面は、形成ステーションに配置されてもよい。第1方向および第2方向にボンディングツールを移動させる工程は、形成ステーションで実行されてもよい。第2形成面は、第1形成面に対して第1角度で第1形成面から離れて傾斜することができ、露出ボンディングツール壁は、第1角度でボンディングツール面から離れて傾斜することができる。第2形成面は、少なくとも1つの第3面に対して凹んだチャネルとされてもよい。ボンディングツールを使用する工程は、ボンドステーションで実行されてもよい。ボンディングツールは、ボンドヘッドにより支持され、ワイヤ部分の一部を圧印加工する前に、ボンドヘッドを移動させ、それにより、ボンディングツールは、形成ステーションからボンディングステーションに支持される。ワイヤ部分は、ボンディングツールの露出壁に向かって屈曲されてもよい。
ボンディングツール面と圧印加工面との間のワイヤ部分の一部は、圧印加工されてもよい。圧印加工面は、形成ステーションに配置されてもよい。ボンディングツール面と圧印加工面との間のワイヤ部分の一部を圧印加工する工程は、形成ステーションで実行されてもよい。圧印加工部分は、ボンディングツールを使用する工程が、ボンディング面にワイヤ部分をボンドするように実行された場合、横方向の移動に対する抵抗を有することができる。ワイヤ部分の圧印加工部分は、平坦面を有することができ、ボンディングツールを使用する工程は、ボンディング面に圧印加工部分の平坦面をボンドし、かつワイヤに恒久的なプラスチックキンクを配置することができる。ワイヤ部分の圧印加工部分は、凹凸特徴のパターン化面を有することができ、ボンディングツールを使用する工程は、ボンディング面に圧印加工部分のパターン化面をボンドすることができる。
ボンディングツールは、圧印加工部分から離れたワイヤ部分の端部を制限しないままにしながら、ワイヤボンドを形成するために、基板の導電性ボンディング面にワイヤ部分の圧印加工部分をボンドするために使用されてもよい。ボンディングツールは、毛細管を備えることができ、ワイヤ部分は、毛細管から外に延び、ボンディングツールの面は、毛細管の面であってもよい。ボンディングツールは、超音波ボンディングツールであってもよい。ワイヤ部分は、超音波ボンディングツールの外に延び、超音波ボンディングツールの面は、ボンディングツールの面である。超音波ボンディングツールは、ウェッジボンディングツールである。ボンディングツールおよび形成面は、共通ボンドヘッドで組み合わせられてもよい。このような工程は、ボンディング面の少なくとも1つに複数のワイヤボンドを形成するように、繰り返されてもよい。
複数のワイヤボンドを形成した後、1つ以上のボンディング面を覆うカプセル化層が、形成されてもよい。カプセル化層は、少なくとも部分的にボンディング面およびワイヤボンドを覆うように、形成されてもよい。各ワイヤボンドの非カプセル化部分は、カプセル化層によって覆われていないようなワイヤボンドの端面またはワイヤボンドの縁面の少なくとも1つの一部によって、画定されてもよい。
マイクロ電子パッケージは、第1面と、第1面と反対の第2面とを有する、基板のような部品を備えることができる。部品の第1面は、第1領域および第2領域を有することができる。マイクロ電子素子は、過度にできる、第1領域。導電性素子は、第2領域内の部品の第1面または第2面の少なくとも1つに、露出されてもよい。カプセル化層は、過度にできる、部品の少なくとも第2領域。ワイヤボンドの非カプセル化部分は、ワイヤボンドの端部を備えることができる。複数のワイヤボンドの第1ワイヤボンドは、第1信号電位を伝達するように構成されてもよい。複数のワイヤボンドの第2ワイヤボンドは、第1信号電位とは異なる第2信号電位を同時に伝達するように構成されてもよい。各ワイヤボンドは、そのようなワイヤボンドの端部に長手方向に延びる縁面を有することができ、ワイヤボンドの非カプセル化部分は、ワイヤボンドと端部と、カプセル化層によって覆われない端部に隣接する縁面の部分とによって画定されてもよい。ワイヤボンドの少なくとも1つの非カプセル化部分は、過度にできる、マイクロ電子素子の主面。ワイヤボンドの少なくとも1つの端部は、複数の導電性素子の隣接する導電性素子間の最小ピッチおよび100マイクロメートルの1つに少なくとも等しい距離だけ、そのベースから基板の第1面に平行な方向に変位されてもよい。ワイヤボンドの少なくとも1つは、その非カプセル化部分と、少なくとも1つのワイヤボンドが結合された導電性素子との間に、少なくとも1つの屈曲部を備えることができる。少なくとも1つのワイヤボンドの非カプセル化部分は、過度にできる、マイクロ電子素子の主面。ワイヤボンドは、複数の導電性素子の隣接する導電性素子間の第1最小ピッチを有する第1パターン内の位置で導電性素子に結合されてもよい。ワイヤボンドの非カプセル化部分は、複数のワイヤボンドのうちのワイヤボンドの隣接する非カプセル化部分間の第2最小ピッチを有する第2パターン内の位置に配置されてもよい。第2最小ピッチは、第1ピッチよりも大きくされてもよい。少なくとも1つのマイクロ電子素子は、第1領域内の第1面を覆う第1マイクロ電子素子および第2マイクロ電子素子を備えることができる。導電性素子の少なくとも一部は、第1マイクロ電子素子に電気的に接続されてもよい。少なくとも導電性素子の一部は、第2マイクロ電子素子に電気的に接続されてもよい。第1マイクロ電子素子および第2マイクロ電子素子は、マイクロ電子パッケージ内で互いに電気的に接続されてもよい。第1導電性素子の少なくとも1つは、それらに結合されたワイヤボンドの少なくとも2つを有することができる。
少なくとも1つのマイクロ電子素子は、過度にできる、第1面。導電性素子は、基板の第1面または第2面の少なくとも1つで露出されてもよい。少なくとも導電性素子の一部は、少なくとも1つのマイクロ電子素子と電気的に接続されてもよい。複数のワイヤボンドは、それぞれ、複数の導電性素子のうちの導電性素子に結合された圧印加工部分を有することができる。非圧印加工部分は、圧印加工部分から離れる長手方向に延びることができる。移行部分は、非圧印加工部分および圧印加工部分を接続することができる。圧印加工部分は、長手方向に対する横方向において、非圧印加工部分の幅よりも大きな幅を有することができる。移行部分は、非圧印加工部分に近接して小さくなる幅を有することができる。ワイヤボンドは、それぞれのワイヤボンドの圧印加工部分および部品から離れた端部を有することができる。カプセル化層は、第1面または第2面の少なくとも1つから延びることができ、ワイヤボンドの被覆部分がカプセル化層によって互いから分離されるように、ワイヤボンドの一部を覆うことができる。ワイヤボンドの非カプセル化部分は、カプセル化層によって露出されたワイヤボンドの部分によって画定されてもよい。非圧印加工部分の少なくとも一部は、円筒形状を有することができる。ワイヤボンドの少なくともいくつかの端部は、カプセル化層により覆われないことができる。
本発明の態様に係るマイクロ電子パッケージは、面と、面上の複数の導電性素子とを有する部品を備えることができる。複数のワイヤボンドは、導電性素子に結合された第1端部と、第1端部から離れた第2端部とを有することができ、ワイヤボンドは、それぞれ第1端部および第2端部間の長さを有する。補強層は、面上に位置し、各ワイヤボンドの長さの第1部分を覆うことができる。カプセル化層は、部品の面の上方で補強層の上に位置し、各ワイヤボンドの長さの第2部分を覆うことができる。ワイヤボンドの第2端部は、補強層の上方かつ補強層から離れたカプセル化層の面でカプセル化層によって少なくとも部分的に覆われないことができる。
本発明の1つ以上の態様によれば、部品は、基板とされてもよい。マイクロ電子パッケージは、部品の面と平行な少なくとも1つの方向で補強層に少なくとも部分的に隣接する凸状材料領域をさらに備えることができる。
本発明の1つ以上の態様によれば、補強層は、ワイヤボンドの長さの少なくとも10%を覆うことができる。特定の態様では、補強層は、ワイヤボンドの長さの少なくとも50マイクロメートルを覆うことができる。
本発明の1つ以上の態様によれば、各ワイヤボンドは、導電性素子の1つにステッチボンドされてもよい。
本発明の1つ以上の態様によれば、ワイヤボンドは、その上に、複数のワイヤボンドの第2端部に隣接するボンディングツールマークを有することができる。
本発明の1つ以上の態様によれば、ボンディングツールマークは、ボール形状領域であってもよい。
本発明の1つ以上の態様によれば、ワイヤボンドは、複数のワイヤボンドの第2端部に隣接する少なくとも1つの方向で、先細りにされてもよい。
本発明の1つ以上の態様によれば、ワイヤの第2端部は、カプセル化層の面によって画定される平面に対して65から90度の角度でカプセル化層から離れて突出することができる。
本発明の一態様によれば、マイクロ電子パッケージを形成する方法は、複数のワイヤボンドであって、それぞれが、部品の面で複数の導電性素子にボンドされた第1端部を有する複数のワイヤボンドを形成する工程を備えることができる。ワイヤボンドは、第1端部から離れた第2端部を有し、これらのそれぞれの第1端部および第2端部間の長さを有することができる。部品の面の上に位置し、かつ各ワイヤボンドの長さの第1部分を覆う第1層が、形成されてもよい。部品の面の上方で第1層の上に位置し、かつ各ワイヤボンドの長さの第2部分を覆う第2層が、形成されてもよい。ワイヤボンドの第2端部は、第2端部によって覆われないことができ、第2端部は、第1層の上方で第2層の面上にあり、第2層は、第1層から離れている。第1層は、第2層の形成中にワイヤボンドの第2端部の移動を阻害できる。
本発明の1つ以上の特定の態様によれば、第1層および第2層は、異なる材料特性を有することができる。第1層の形成は、第1層を硬化する工程を備えることができ、第2層の形成は、第1層の形成後に起こることができる。
本発明の1つ以上の特定の態様によれば、第1層は、補強層とすることができ、第2層は、カプセル化されてもよい。
本発明の1つ以上の特定の態様によれば、方法は、第1層の形成の前に、凸状領域を設ける工程を、さらに備えることができる。このような場合には、凸状領域は、部品の面と平行な少なくとも1つの方向に第1層の材料を少なくとも部分的に含むことができる。
本発明の1つ以上の特定の態様によれば、方法は、第2層の形成中に第2層の材料を堆積する前に、取り外し可能なフィルムにワイヤボンドを挿入する工程をさらに備えることができ、次に、取り外し可能なフィルムを除去する工程を備えることができる。このような1つ以上の態様によれば、取り外し可能なフィルムは、第2材料をワイヤボンドの第2端部を覆うことを阻害できる。
本開示のこれらのおよび他の実施形態は、以下に、より完全に記載されている。
本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージを示す断面図である。 図1のマイクロ電子パッケージの平面図を示している。 図1に示す実施形態の変形例に係るマイクロ電子パッケージを示す断面図である。 図1に示す実施形態の変形例に係るマイクロ電子パッケージを示す断面図である。 図1に示す実施形態の変形例に係るマイクロ電子パッケージを示す断面図である。 本発明の実施形態に係るワイヤボンドの非カプセル化部分に形成された導電性素子を示す部分断面図である。 図5Bに示されたものの変形例に係るワイヤボンドの非カプセル化部分に形成された導電性素子を示す部分断面図である。 図5Bに示されるものの変形例に係るワイヤボンドの非カプセル化部分に形成された導電性素子を示す部分断面図である。 1つ以上の上述の実施形態に係るマイクロ電子パッケージと、追加的なマイクロ電子パッケージと、それに電気的に接続された回路パネルとを備えるマイクロ電子組立体を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージを示す上面立面図である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージをさらに示す部分上面立面図である。 本発明の実施形態に係るリードフレーム型基板を含むマイクロ電子パッケージを示す上面立面図である。 図9に示したマイクロ電子パッケージの対応する断面図である。 図6に示される実施形態の変形例に係る、一緒に電気的に接続されかつアンダーフィルで補強された複数のマイクロ電子パッケージを備えるマイクロ電子組立体を示す断面図である。 第1部品のワイヤボンドと、それに取り付けられた第2部品のハンダ塊との間にボンドを有する組立体を表す光画像である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージにおけるワイヤボンドビアを示す部分断面図である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージにおけるワイヤボンドビアを示す部分断面図である。 図13Bに示した一実施形態に係るマイクロ電子パッケージにおけるワイヤボンドビアを示す拡大部分断面図である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージにおけるワイヤボンドビアを示す部分断面図である。 図13Dに示した一実施形態に係るマイクロ電子パッケージにおけるワイヤボンドビアを示す拡大部分断面図である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージにおけるワイヤボンドビアを示す部分断面図である。 本発明の実施形態に係る導電性素子にワイヤセグメントをボンドする前に、金属ワイヤを形成する方法における段階を示す図である。 毛細管面の下方から形成ワイヤ部分の部分平面図である。 毛細管面と圧印加工面との間の形成ワイヤ部分の断面図である。 図14に示されるような方法と、このような方法での使用に適した形成ユニットとを示す図である。 本発明の一実施形態に係るワイヤ部分の成形中の形成素子に対するボンドツールの移動を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るワイヤ部分の成形中の形成素子に対するボンドツールの移動を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るワイヤ部分の成形中の形成素子に対するボンドツールの移動を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るワイヤ部分の成形中の形成素子に対するボンドツールの移動を示す平面図である。 本発明の実施形態にしたがって形成されたワイヤボンドを示す上面立面図である。 本発明の実施形態に係る、ワイヤ部分を成形し、かつ成形ワイヤ部分をボンドする処理を示す、ワイヤボンディング組立体の上方からの図である。 本発明の実施形態に係る、ワイヤ部分を成形し、かつ成形ワイヤ部分をボンドする処理を示す、ワイヤボンディング組立体の上方からの図である。 本発明の実施形態に係る、ワイヤ部分を成形し、かつ成形ワイヤ部分をボンドする処理をさらに示す、ワイヤボンディング組立体の上方からの図である。 本発明の実施形態に係る、ワイヤ部分を成形し、かつ成形ワイヤ部分をボンドする処理をさらに示す、ワイヤボンディング組立体の上方からの図である。 本発明の実施形態に係る、ワイヤ部分を成形し、かつ成形ワイヤ部分をボンドする処理をさらに示す、ワイヤボンディング組立体の上方からの図である。 本発明の実施形態に係る、ワイヤ部分を成形し、かつ成形ワイヤ部分をボンドする処理をさらに示す、ワイヤボンディング組立体の上方からの図である。 本発明の実施形態に係る導電性素子にワイヤセグメントをボンドする前に、金属ワイヤを形成する方法での段階を示す図である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージのカプセル化層を形成する方法における、一段階とそれに続く別の段階とを示す断面図である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージのカプセル化層を形成する方法における、一段階とそれに続く別の段階とを示す断面図である。 図19に対応する段階を示す拡大断面図である。 本発明の実施形態に係るマイクロ電子パッケージのカプセル化層の製造段階を示す断面図である。 図21Aに示した段階に続くマイクロ電子パッケージのカプセル化層の製造段階を示す断面図である。 ワイヤボンドの非カプセル化部分がカプセル化層を介して突出する成形によって、カプセル化層を形成するさらに別の方法を示す。 ワイヤボンドの非カプセル化部分がカプセル化層を介して突出する成形によって、カプセル化層を形成するさらに別の方法を示す。 ワイヤボンドの非カプセル化部分がカプセル化層を介して突出する成形によって、カプセル化層を形成するさらに別の方法を示す。 ワイヤボンドの非カプセル化部分がカプセル化層を介して突出する成形によって、カプセル化層を形成するさらに別の方法を示す。 ワイヤボンドの非カプセル化部分がカプセル化層を介して突出する成形によって、カプセル化層を形成するさらに別の方法を示す。 別の実施形態に係るワイヤボンドを示す部分断面図である。 別の実施形態に係るワイヤボンドを示す部分断面図である。 別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの断面図である。 別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの断面図である。 別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの断面図である。 別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの断面図である。 別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの断面図である。 他の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの実施形態の例を示す断面図である。 他の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの実施形態の例を示す断面図である。 他の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの実施形態の例を示す断面図である。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの様々な実施形態を示す。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの様々な実施形態を示す。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの様々な実施形態を示す。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの様々な実施形態を示す。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの別の実施形態を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの実施形態を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの実施形態を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの実施形態を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの実施形態を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの実施形態を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子組立体を形成する工程中のマイクロ電子パッケージの実施形態を示す。 本開示の別の実施形態に係る方法の様々な段階における様々なワイヤボンドビアを形成するのに使用されてもよい機械の一部を示す。 本開示の別の実施形態に係る方法の様々な段階における様々なワイヤボンドビアを形成するのに使用されてもよい機械の一部を示す。 本開示の別の実施形態に係る方法にしたがって様々なワイヤボンドビアを形成するのに使用されてもよい機械の一部を示す。 本開示の実施形態に係るワイヤボンドを作るための方法において使用されてもよい機器の様々な形態を示す。 本開示の実施形態に係るワイヤボンドを作るための方法において使用されてもよい機器の様々な形態を示す。 本開示の実施形態に係るワイヤボンドを作るための方法において使用されてもよい機器の様々な形態を示す。 本開示の別の実施形態に係る方法にしたがって様々なワイヤボンドビアを形成するのに使用されてもよい機械の一部を示す。 本開示の別の実施形態に係る方法にしたがって様々なワイヤボンドビアを形成するのに使用されてもよい機械の一部を示す。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子パッケージを製造する段階を示す断面図を示す。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子パッケージを製造する段階を示す断面図を示す。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子パッケージを製造する段階を示す断面図を示す。 本開示の実施形態に係るマイクロ電子パッケージを製造する段階を示す断面図を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの製造段階を示す断面図を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの製造段階を示す断面図を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの製造段階を示す断面図を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの製造段階を示す断面図を示す。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ電子パッケージの製造段階を示す断面図を示す。
これより、同じ参照符号が同じ特徴を示すために使用された図面を参照して、図1に、本発明の実施形態に係るマイクロ電子組立体10が示される。図1の実施形態は、コンピュータまたは他の電子アプリケーションで使用される半導体チップ組立体のようなパッケージ化マイクロ電子素子の形態における、マイクロ電子組立体である。
図1のマイクロ電子組立体10は、第1面14および第2面16を有する基板12を備える。基板12は、典型的には、実質的に平坦である誘電体素子の形態である。誘電体素子は、シート状であってもよいし、薄くてもよい。特定の実施形態では、誘電体素子は、これらに限定しないが、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン(「PTFE」)、エポキシ、エポキシ−ガラス、FR−4、BTレジン、熱可塑性または熱硬化性プラスチック材料のような、有機誘電体材料または複合誘電体材料の1つ以上の層を備えることができる。基板は、回路パネル、例えば、回路基板と、さらなる電気的な相互接続のための端子を有するパッケージ基板であってもよい。あるいは、基板は、回路パネルまたは回路基板であってもよい。その一例において、基板は、デュアルインラインメモリモジュール(「DIMM」)のモジュール基板であってもよい。さらに別の変形例では、基板は、例えば、集積回路またはその他の形態で、複数の能動デバイスを具体化する半導体チップとなることができるかまたはその半導体チップを備えてもよいようなマイクロ電子素子であってもよい。
第1面14および第2面16は、好ましくは、実質的に互いに平行であり、基板12の厚さを画定する面14、16に対して垂直な距離で離間されている。基板12の厚さは、好ましくは、本出願にとって一般的に許容可能な厚さの範囲内にある。一実施形態では、第1面14と第2面16との間の距離は、約25から500μmの間にある。この説明の目的のため、第1面14は、第2面16とは反対にまたは第2面から離れて配置されるように記述されてもよい。そのような素子の垂直方向または水平方向の位置を指す、本明細書で使用される素子の相対位置のこのような記述ならびになんらかの他の記述は、図面内の素子の位置に対応するように、例示の目的のみのためになされているが、限定されない。
好ましい実施形態では、基板12は、第1領域18および第2領域20に分割されたものと考えられる。第1領域18は、第2領域20内にあり、基板12の中央部分を含み、そこから外側に延びる。第2領域20は、第1領域18を実質的に囲み、そこから基板12の外縁部へと外側に延びる。この実施形態では、基板自体の特定の特徴は、2つの領域を物理的に分割していない。しかし、これらの領域は、そこに加えられるまたはそこに含まれる処置または特徴に関する説明の目的のために、境界を画定されている。
マイクロ電子素子22は、第1領域18内の基板12の第1面14に取り付けることができる。マイクロ電子素子22は、半導体チップまたは他の同等のデバイスとすることが可能である。図1の実施形態において、マイクロ電子素子22は、従来のまたは「フェイスアップ」方式として知られているもので、第1面14に取り付けられている。このような実施形態では、ワイヤリード24は、第1面に露出した複数の導電性素子28のいくつかにマイクロ電子素子22を電気的に接続するために使用されることができる。ワイヤリード24は、また、基板12内のトレース(図示せず)または他の導電性特徴に結合されることができ、基板12は、今度は導電性素子28に接続される。
複数の導電性素子28は、それぞれ、基板12の第1面14で露出された「接点」またはパッド30を備える。本明細書において使用されるように、導電性素子が、誘電体構造を有する他の素子の面「で露出され」ているように記述される場合、それは、導電性構造が、誘電体構造の外部から誘電体構造の面に向かって誘電体構造の面に垂直な方向に移動する理論上の点との接触のために利用可能であることを、示す。したがって、誘電体構造の面で露出している、端子または他の導電性構造は、そのような面から突出してもよく、そのような面と同一平面であってもよく、または、そのような面に対して凹んで、誘電体の孔または凹部を介して露出されてもよい。導電性素子28は、平坦で薄い素子となることができ、その素子において、パッド30は、基板12の第1面14で露出される。1つの実施形態では、導電性素子28は、実質的に円形となることができ、かつ、互いの間でまたはトレース(図示せず)によってマイクロ電子素子22に相互接続されることができる。導電性素子28は、少なくとも基板12の第2領域20内で、形成されることができる。加えて、特定の実施形態では、導電性素子28は、また、第1領域18内で形成されることができる。このような配置は、「フリップチップ」構成として知られているものにおいて基板112にマイクロ電子素子122(図3)を取り付ける場合に、特に有用である。ここで、マイクロ電子素子122の接点は、マイクロ電子素子122の下に配置されているハンダバンプ126などによって、第1領域118内で導電性素子128に接続されることができる。一実施形態では、導電性素子28は、銅、金、ニッケル、または他の材料のような固体金属材料から形成され、他の材料は、このような適用に適した、銅、金、ニッケル、またはそれらの組み合わせを含む様々な合金を含む。
少なくともいくつかの導電性素子28は、基板12の第2面16で露出された、導電性パッドのような、対応する第2導電性素子40に相互接続されることができる。このような相互接続は、導電性素子28および40と同一の材料とすることができる導電性金属を用いて裏打ちまたは充填されることができる基板12に形成されたビア41を使用して、達成することができる。必要に応じて、導電性素子40は、基板12上のトレースによって、さらに相互接続されることができる。
マイクロ電子組立体10は、少なくともいくつかの導電性素子28に、例えば、そのパッド30上で、結合された複数のワイヤボンド32を、さらに備える。いくつかの例では、ワイヤボンド32は、銅または銅合金、金、アルミニウムのワイヤで形成されてもよく、または、ベースワイヤ金属、例えば、銅、銅合金、金またはアルミニウムと、その上の、異なる金属の金属コーティング仕上げまたは層で形成されてもよく、異なる金属は、いくつかの場合に金またはパラジウムであってもよい。いくつかの場合、ワイヤは、10マイクロメートルまでの範囲の直径を有してもよく、より具体的な例では、17マイクロメートル、25マイクロメートルまたはそれより大きい、例えば、35マイクロメートル、または50マイクロメートルとなることができる。マイクロ電子組立体10が、多数の、相互接続、または入力接続または出力接続を必要とする場合、マイクロ電子組立体に、一例として、1000から2000のワイヤボンド32があってもよい。
ワイヤボンド32は、その縁面37の一部に沿って、導電性素子28にボンドされる。そのようなボンドの例は、ステッチボンディング、ウェッジボンディングなどを含む。以下でさらに詳細に説明するように、ワイヤボンディング工具は、毛細管におけるワイヤの供給からワイヤのステッチボンドされた端部を切断しながら、導電性素子28にワイヤボンディングツールの毛細管から延びるワイヤのセグメントにステッチボンドするように、使用されることができる。ワイヤボンディングツールは、ワイヤボンドを形成する加工から生じるワイヤボンド32の先端付近にマーク(図示せず)を残すことができる。マークは、ワイヤボンドのテーパ領域をもたらし、および/または、ボール形状を含む任意の幾何学的形状を有してもよい。
ワイヤボンドは、それらのそれぞれ「ベース」34で、導電性素子28にステッチボンドされている。以下では、そのようなステッチボンドされたワイヤボンド32の「ベース」34は、導電性素子28との結合部を形成するワイヤボンドの一部を指す。代わりに、ワイヤボンドは、ボールボンドを用いて、少なくともいくつかの導電性素子に結合されることができ、ボールボンドの例は、その全開示が参照により本明細書に組み込まれている、同時係属中で、共通に割り当てられた米国特許出願に、示され、かつ説明されている。
縁ボンドの様々な形の組み込みは、本明細書に記載のように、導電性素子28を、非ハンダマスク画定(「NSMD」)型導電性素子となることを許容できる。導電性素子、例えばハンダボールなどとの他の種類の接続を使用するパッケージでは、導電性素子は、ハンダマスク画定されている。すなわち、導電性素子は、ハンダマスク材料層に形成された開口内に露出されている。このような構成では、ハンダマスク層は、部分的に導電性素子の上に位置することができ、または、その縁に沿って導電性素子に接触できる。対照的に、NSMD導電性素子は、ハンダマスク層によって接触されていないものがある。例えば、導電性素子は、ハンダマスク層を有していない基板の面に露出されることができ、存在する場合、面上のハンダマスク層は、導電性素子から離間された縁を有する開口部を有することができる。このようなNSMD導電性素子は、また、円形でない形状に形成されることができる。ハンダマスク画定パッドは、ハンダ塊を介して素子に対してボンドするように使用されることを意図される場合に、しばしば円形になることができ、そのような面上にほぼ円形の輪郭を形成する。例えば、導電性素子に対して取り付けるために縁ボンドを使用する場合、ボンドの輪郭自体は円形ではなく、非円形の導電性素子を許容できる。このような非円形の導電性素子は、例えば、楕円形、矩形、または角の丸い長方形になることができる。それらは、ワイヤボンドの幅方向に短くしながら、ボンドに対応するように、縁ボンドの方向に長くなるように、さらに構成されることができる。これは、基板12のレベルでの微細なピッチを許容できる。一例では、導電性素子28は、約10%から、両方向のベース34の意図された大きさよりも大きい25%の間となることができる。これは、ベース34が位置する精度における変動と、ボンディング処理における変動の変動とを許容できる。
いくつかの実施形態では、上述のように、ステッチボンドの形態となることができる、縁ボンドされたワイヤボンドは、ボールボンドと組み合わせることができる。図23Aに示されるように、ボールボンド1333は、導電性素子1328上に形成されることができ、ボールボンド1372にステッチボンドされたベース1338を有するワイヤボンド1332は、縁面1337の一部に沿って、形成されることができる。別の例では、ボールボンドの一般的な大きさおよび配置は、1372’で示されるようにすることができる。図23Bに示される別の変形例では、ワイヤボンド1332は、上述したように、ステッチボンディングなどによって、導電性素子1328に沿ってボンドされた縁になることができる。ボールボンド1373は、次に、ワイヤボンド1334のベース1338の上に形成することができる。一例では、ボールボンドの大きさおよび配置は、1373’に示されるようにすることができる。ワイヤボンド32のそれぞれは、そのようなワイヤボンドから離れ、かつ基板12から離れた自由端36にまで延びることができる。ワイヤボンド32の端部36は、それらが、マイクロ電子素子22またはマイクロ電子組立体10内の他の任意の導電性特徴に、電気的に接続されることなくあるいは結合されないという点で、自由であることを特徴としている。マイクロ電子組立体10は、今度は、マイクロ電子素子22に接続される。言い換えると、自由端36は、組立体10の外部の導電性特徴に対する、直接的または間接的に、ハンダボールまたは本明細書で説明される他の特徴を介するような、電気的接続のために利用可能である。端部36が、例えば、カプセル化層42によって所定位置に保持されるか、あるいは、別の導電性特徴に結合されるかまたは電気的に接続される。この別の導電性特徴は、それらが、任意のそのような特徴がマイクロ電子素子22に電気的に接続されない限り、本明細書に記載されるように、「自由」ではないことを意味しない。逆に、ベース34は、自由ではなく、実際は、本明細書に記載されるように、マイクロ電子素子22に直接的にまたは間接的に電気的に接続される。図1に示されるように、ワイヤボンド32のベース34は、典型的には、それぞれの導電性素子28との、それらのステッチボンドされた(または他の縁ボンドされた)結合部で、湾曲している。各ワイヤボンドは、そのベース34とそのようなワイヤボンドの端部36との間に延びる縁面37を有する。ベース34の特定の大きさおよび形状は、ワイヤボンド32を形成するために使用される材料の種類、ワイヤボンド32と導電性素子28との間の接続の望ましい強度、またはワイヤボンド32を形成するために使用される特定の処理に応じて、変化することができる。ワイヤボンド32が、基板12の第2面16に露出した導電性素子40に、追加的にまたは代わりに結合され、そこから離れて延びる代わりの実施形態が、可能である。
特定の例では、複数のワイヤボンド32のうちの第1ワイヤボンドは、第1信号電位を伝達するように構成され、すなわち、基板上の他の毛細管に構築され、配置され、または電気的に結合されてもよい。複数のワイヤボンド32のうちの第2ワイヤボンドは、第1信号電位とは異なる第2信号電位を同時に伝達するように、そのように構成されてもよい。このように、図1および図2に見られるようなマイクロ電子パッケージが通電される場合、第1ワイヤボンドおよび第2ワイヤボンドは、第1信号電位および異なる第2信号電位を同時に伝達することができる。
ワイヤボンド32は、銅、銅合金、金のような導電性材料から作られることができる。さらに、ワイヤボンド32は、材料の組み合わせから、例えば、銅またはアルミニウムのような導電性材料のコアから、例えば、コア上に塗布されたコーティングを用いて、作られることができる。コーティングは、アルミニウム、ニッケルなどのような第2導電性材料とすることができる。あるいは、コーティングは、断熱ジャケットのような絶縁材料とすることができる。
特定の実施形態では、ワイヤボンドは、1次金属のコアと、1次金属の上に位置する1次金属とは異なる2次金属を含むメタリック仕上げとを有してもよい。例えば、ワイヤボンドは、銅、銅合金、アルミニウムまたは金の1次金属コアを有してもよく、メタリック仕上げは、パラジウムを含んでもよい。パラジウムは、銅のようなコア金属の酸化を避けることができる。さらに、後述するように、ワイヤボンドの非カプセル化部分39と他の部品との間のハンダ接合部における金のようなハンダ可溶性金属は、拡散を避けるための拡散障壁として機能してもよい。したがって、一実施形態では、ワイヤボンドは、ワイヤボンディングツールの毛細管を介して供給されてもよいパラジウム被覆銅ワイヤまたはパラジウム被覆金ワイヤで形成されることができる。
一実施形態では、ワイヤボンド32を形成するために使用されるワイヤは、厚さ、すなわち、ワイヤの長さを横切る寸法において、約15μmから150μmの間の厚さを有することができる。一般に、ワイヤボンドは、当技術分野で知られる特殊な機器を使用して、導電性素子28、パッド、トレースなどのような導電性素子上に形成される。ワイヤボンド32の自由端36は、端面38を有する。端面38は、複数のワイヤボンド32のそれぞれの端面38によって形成された配列内の接点の少なくとも一部を形成することができる。図2は、端面38によって形成されたこのような接点の配列に対する例示的なパターンを示す。このような配列は、領域配列構成において形成されることができる。領域配列構成の変形例は、本明細書に記載の構造を用いて実装されることができる。このような配列は、マイクロ電子組立体10を、プリント回路基板(「PCB」)、または他のパッケージ化マイクロ電子素子のような別のマイクロ電子構造に電気的および機械的に接続するために、使用されることができる。パッケージ化マイクロ電子素子の一例は、図6に示されている。このような積層配置では、ワイヤボンド32と導電性素子28および40とは、それらを通して複数の電気信号を伝達することができ、複数の電気信号のそれぞれは、単一積層内の異なるマイクロ電子素子によって処理されるように、異なる信号を許容するように異なる信号電位を有する。ハンダ塊52は、導電性素子40に端面38を電気的および機械的に取り付けることにより、このような積層内のマイクロ電子組立体を相互接続するために使用されることができる。
マイクロ電子組立体10は、誘電体材料から形成されたカプセル化層42を、さらに備える。図1の実施形態において、カプセル化層42は、基板12の第1面14の部分上に形成される。この部分は、そうでなければ、マイクロ電子素子22によって覆われないか、またはマイクロ電子素子22によって占有されないか、または導電性素子28ではない。同様に、そのパッド30を備えるカプセル化層42は、導電性素子28の部分の上で形成され、その部分は、そうでなければ、ワイヤボンド32によって覆われない。ベース34および少なくともその縁面37の一部を備えるカプセル化層42は、また、マイクロ電子素子22、ワイヤボンド32を実質的に覆うことができる。ワイヤボンド32の部分は、カプセル化層42によって覆われないままにでき、また、非カプセル化部分39と呼ばれることができ、それにより、カプセル化層42の外側に位置する特徴または素子への電気的な接続を可能にするワイヤボンドを作る。一実施形態では、ワイヤボンド32の端面38は、カプセル化層42の主面44内のカプセル化層42によって覆われないままである。端面38をカプセル化層42によって覆われないままにすることに加えてまたは代わりに、縁面37の部分がカプセル化層42によって覆われない他の実施形態が、可能である。言い換えると、カプセル化層42は、端面38、縁面37またはその2つの組み合わせのような、ワイヤボンド36の一部を除いて、第1面14からかつ上方にマイクロ電子組立体10の全てを覆うことができる。図に示される実施形態では、カプセル化層42の主面44のような面は、マイクロ電子素子22を覆うのに十分大きな距離で基板12の第1面14から離間されることができる。したがって、ワイヤボンド32の端部38が面44と同一平面にあるマイクロ電子組立体10の実施形態は、マイクロ電子素子22よりも高いワイヤボンド32と、フリップチップ接続のための任意の下層のハンダバンプとを備える。しかし、カプセル化層42のための他の構成が、可能である。例えば、カプセル化層は、様々な高さを有する複数の面を有することができる。このような構成では、その中に端部38が配置された内面44は、上向きの対向面であって、その対向面の下にマイクロ電子素子22が配置されている対向面よりも、高くまたは低くすることができる。
カプセル化層42は、マイクロ電子組立体10内の他の素子、特に、ワイヤボンド32を保護するのに役立つ。これは、その試験によって、または、マイクロ電子構造への輸送または組み立て中に、損傷されにくくなるような、より堅牢な構造を可能にする。カプセル化層42は、参照により本明細書中に組み込まれている米国特許出願第2010/0232129に記載されているような、絶縁性を有する誘電体材料から形成されることができる。
図3は、端部136を有するワイヤボンド132を有するマイクロ電子組立体110の実施形態を示し、端部136は、そのそれぞれのベース34の上方に直接的に配置されていない。それは、基板112の第1面114が2つの横方向に延びることを考慮すると、平面を実質的に画定するために、端部136または少なくとも1つのワイヤボンド132は、ベース134の対応する横方向からの少なくとも1つのこれらの横方向に、変位される。図3に示されるように、ワイヤボンド132は、図1の実施形態のように、その長手軸に沿って実質的に直線状となることができ、長手軸は、基板112の第1面114に対して角度146で傾斜する。図3の断面図のみが第1面114に垂直な第1平面を通る角度146を示しているにもかかわらず、ワイヤボンド132は、また、第1平面および第1面114の両方に対して垂直な別の面で第1面114に対して傾斜されることができる。このような角度は、実質的に、角度146と同一または異なるようにすることができる。すなわち、ベース134に対する端部136の変位は、2つの横方向においてなすことができ、これらの方向のそれぞれにおいて、同一または異なる距離にすることができる。
一実施形態では、複数のワイヤボンド132の様々なワイヤボンドは、組立体110の全体で、異なる方向で、異なる量だけ、変位されることができる。このような配置は、組立体110が、基板12のレベルと比べて異なるように構成された面144のレベルに配列を有することを可能にする。例えば、配列は、より小さな領域全体を覆ったり、または基板112の第1面114にあるピッチと比べて、面144上に小さなピッチを有することができる。さらに、いくつかのワイヤボンド132は、異なる大きさのパッケージ化マイクロ電子素子の積層配置に対応するように、マイクロ電子素子122の上方に配置された端部138を有することができる。別の例では、ワイヤボンド132は、1つのワイヤボンドの端部が、第2ワイヤボンドのベースの上方に実質的に配置されるように構成されることができ、第2ワイヤボンドの端部は、他の位置に配置される。このような構成は、第2面116上の対応する接点配列の位置に比べて、接点の配列内の接点端面136の相対位置を変化させると呼ばれることができる。別の例では、図8に示されるように、ワイヤボンド132は、1つのワイヤボンド132Aの端部136Aが、他のワイヤボンド134Bのベース134Bの上方に実質的に配置されるように、構成されることができる。ワイヤボンド134Bの端部132Bは、他の位置に配置される。このような構成は、第2面116上の対応する接点配列の位置に比べて、接点の配列内の接点端面136の相対位置を変化させると呼ばれることができる。このような配列内では、接点端面の相対的な位置は、マイクロ電子組立体の適用または他の要件に応じて、所望に、変更または変化されることができる。図4は、ベース234に対して変位された横方向位置における端部236を有するワイヤボンド232を有するマイクロ電子サブ組立体210のさらなる実施形態を示す。図4の実施形態において、ワイヤボンド132は、その内部に湾曲部分248を備えることにより、この横方向変位を実現する。湾曲部分248は、ワイヤボンドの形成処理中の追加の工程で形成されることができ、例えば、ワイヤ部分が所望の長さに引き出されながら、実行することができる。この工程は、単一の機械の使用を含むことができる利用可能なワイヤボンディング機器を用いて行われることができる。
湾曲部分248は、ワイヤボンド232の端部236の所望の位置を達成するために、必要に応じて、様々な形状をとることができる。例えば、湾曲部分248は、図4に示される形状または(図5に示される形状のような)滑らかな形態のような、様々な形状のS湾曲として形成されることができる。さらに、湾曲部分248は、端部236によりもベース234に近く、またはその逆に配置されることができる。湾曲部分248は、また、螺旋またはループの形態にすることができ、または、複数の方向の湾曲または異なる形状または文字を備える合成物となることができる。
図26に示されるさらなる例では、ワイヤボンド132は、ベース134がそのピッチを有する第1パターンで配置されるように、配置されることができる。ワイヤボンド132は、端面138を備えるその非カプセル化部分139が、パターンにおける位置に配置されることができる。このパターンは、複数のベース134の隣接するベース間の最小ピッチよりも大きな非カプセル化層の面44に露出されたワイヤボンド32の隣接する非カプセル化部分と、ベースが結合された導電性素子128との間に、最小のピッチを有する。これを達成するために、ワイヤボンドは、図26に示されるような導電性素子への法線方向に対して1つ以上の角度に延びる部分を含むことができる。別の例では、ワイヤボンドは、端部238が上述したようにベース134から1つ以上の横方向に変位されるように、例えば、図4に示されるように、湾曲されることができる。さらに図26に示されるように、導電性素子128および端部138は、それぞれの行または列に配置されることができる。基板上のそれぞれの導電性素子であって、それらが結合されている導電性素子からの、端部の1つの行におけるような、いくつかの位置での端面138の横方向変位は、それぞれの導電性素子であって、それらが接続されている導電性素子からの、他の位置での非カプセル化部分の横方向変位よりも、大きくすることができる。これを達成するために、ワイヤボンド132は、例えば、基板112の面116に対して異なる角度146A、146Bとすることができる。
図5Aは、ベース334と端部336との間の様々な相対的な横方向変位をもたらす様々な形状を有するワイヤボンド332の組み合わせを有するマイクロ電子パッケージ310の別の実施例を示している。ワイヤボンド332Aのいくつかは、それらのそれぞれのベース334Aの上方に配置された端部336Aと実質的に直線状になることができ、一方、他のワイヤボンド332Bは、端部336Bとベース334Bとの間に多少のわずかな相対的な横方向変位につながる微細な湾曲部分348Bを備える。さらに、いくつかのワイヤボンド332Cは、端部334Bの湾曲部分よりも大きな距離で相対的なベース334Cから横方向に変位される端部336Cを生じる弧を描く形状を有する湾曲部分348Cを備える。図5は、また、基板レベルの配列の同じ行に配置されたベース334Ciおよび334Ciiと、対応する面レベルの配列の異なる行に配置された端部336Ciおよび336Ciiとを有するような、ワイヤボンド332Ciと332Ciiの例示的な対を示している。いくつかの場合、ワイヤボンド332Ci、332Ciiにおける曲げ半径は、ワイヤボンドにおける湾曲が連続的に表れてもよいように、大きくされることができる。他の場合、曲げ半径は、比較的小さくてもよく、ワイヤボンドは、ワイヤボンドにおける湾曲間に直ワイヤ部分または相対的な直ワイヤ部分を有してさえよい。さらに、いくつかの場合、ワイヤボンドの非カプセル化部分は、基板の接点328間に少なくとも1つの最小ピッチだけそれらのベースから変位されることができる。他の場合、ワイヤボンドの非カプセル化部分は、少なくとも200マイクロメートルだけ、それらのベースから変位されることができる。
ワイヤボンド332Dのさらなる変形例であって、ワイヤボンド332Dの側面47上でカプセル化層342によって覆われないように構成された変形例が、示されている。しかし、示された実施形態では、自由端336Dが覆われておらず、縁面337Dの一部は、カプセル化層342によって、追加的にまたは代わりに覆われないことができる。このような構成は、適切な特徴への電気的接続によってマイクロ電子組立体10の接地のために、または、マイクロ電子組立体310の側方に配置された他の特徴への機械的または電気的な接続のために、使用されることができる。加えて、図5は、主面342よりも基板12に近く配置された凹面345を画定するように、エッチング除去され、成形され、または、形成された、カプセル化層342の領域を示す。ワイヤボンド332Aのような1つ以上のワイヤボンドは、凹面345に沿った領域内で覆われないことができる。図5に示される例示的な実施形態では、端面338Aと縁面337Aの一部とは、カプセル化層342によって覆われていない。このような構成は、縁面337Aに沿ってハンダを逃し、かつ端面338への結合に加えて、それに結合させることを許容することにより、別の導電体素子に、例えば、ハンダボールなどにより、接続を提供することができる。ワイヤボンドの一部が凹面345に沿ってカプセル化層342によって覆われないことができる他の構成が可能であり、これらの他の構成は、端面が凹面345と実質的に同一平面である構成、または、カプセル化層342の他の任意の面に対する本明細書に示された他の構成を含む。
同様に、ワイヤボンド332Dの一部が面347と一緒にカプセル化層342によって覆われない他の構成は、カプセル化層の主面の変動に対して、本明細書の他の箇所で説明された構成と同様とすることができる。
図5Aは、マイクロ電子素子350がマイクロ電子素子322上にフェイスアップで積層された例示的な配置における、2つのマイクロ電子素子322および350を有するマイクロ電子組立体310を示している。この配置では、リード324は、基板312上の導電性特徴にマイクロ電子素子322を電気的に接続するために使用されている。様々なリードは、マイクロ電子組立体310の様々な他の特徴にマイクロ電子素子350を電子的に接続するために使用される。例えば、リード380は、基板312の導電性特徴にマイクロ電子素子350を電気的に接続し、リード382は、マイクロ電子素子322にマイクロ電子素子350を電気的に接続する。さらに、複数のワイヤボンド332のうちの様々なワイヤボンドに構造において同様であってもよいワイヤボンド384は、マイクロ電子素子350に電気的に接続されたカプセル化層342の面344上の接点面386を形成するために使用される。これは、カプセル化層342の上方からマイクロ電子素子350に別のマイクロ電子組立体の特徴を直接に電気的に接続するために使用されることができる。マイクロ電子素子322に接続されたようなリードも、含まれることができ、このようなマイクロ電子素子がその上に第2マイクロ電子素子350が取り付けられることなく、存在する場合を含む。開口部(図示せず)は、例えば、リード380に沿って、点へとその面344から延びるカプセル化層342に、形成されることができ、それによって面344の外側に位置する素子によってそこへの電気的接続のためのリード380へのアクセスを提供する。同様の開口部は、その端部336Cから離れた点でのワイヤボンド332Cの上のような、任意の他のリードまたはワイヤボンド332の上に形成されることができる。このような実施形態において、端部336Cは、それへの電気的接続のための唯一のアクセスを提供する開口部を伴って、面344の下方に配置されることができる。
複数のマイクロ電子素子を有するマイクロ電子パッケージのための追加の配置が、図27A−図27Cに示されている。これらの配置は、例えば、図5Aに示されるワイヤボンドの配置に接続して、かつ、以下でさらに説明される図6の積層パッケージ配置において、使用されることができる。具体的には、図27Aは、下側のマイクロ電子素子1622が、基板1612の面1614上の導電性素子1628にフリップチップボンドされた配置を示している。第2マイクロ電子素子1650は、第1マイクロ電子素子1622の上に位置し、例えば、ワイヤボンド1688を介して、基板上の追加の導電性素子1628にフェイスアップ接続されることができる。図27Bは、第1マイクロ電子素子1722が、面1714にフェイスアップ取り付けされ、導電性素子1728にワイヤボンド1788を介して接続された配置を示す。第2マイクロ電子素子1750は、その面で露出した接点であって、基板と対向しない第1マイクロ電子素子1722の面で対応する接点に対向しかつ結合された接点を有することができる。第2マイクロ電子素子1750の接点1726のセットであって、第1マイクロ電子素子1722の前面の対応する接点に対向しかつ結合された接点1726のセットを介する。第2マイクロ電子素子の対応する接点に接合された第1マイクロ電子素子1722のこれらの接点は、今度は、第1マイクロ電子素子1722の回路パターンを介して接続されることができ、基板1712上の導電性素子1728にワイヤボンド1788によって接続されることができる。
図27Cは、第1マイクロ電子素子1822および第2マイクロ電子素子1850が基板1812の面1814に沿った方向に互いに離間された例を示す。マイクロ電子素子(および追加のマイクロ電子素子)の一方または両方は、本明細書で説明したフェイスアップ構成またはフリップチップ構成で取り付けられることができる。さらに、このような配置に用いられるマイクロ電子素子のいずれかは、そのようなマイクロ電子素子の一方または両方の上に、または、基板の上に、または両方の上に、回路パターンを介して相互に接続されることができ、マイクロ電子素子が電気的に接続されたそれぞれの導電性素子1828を電気的に接続する。
図5Bは、上述の実施形態の変形例に係る構成を示す図である。この実施形態では、第2導電性素子43は、カプセル化層42の面44に露出するかまたはその面44から上方に突出するワイヤボンドの非カプセル化部分39と接触して形成されることができる。第2導電性素子は、第1導電性素子28(図1)と接触しない。図5Bに見られるような一実施形態では、第2導電性素子は、カプセル化層の面44上に延びるパッド45を備えることができ、このカプセル化層は、その部品のボンディング金属またはボンディング材料との結合用の面を提供することができる。
代わりに、図5Cに見られるように、第2導電性素子48は、ワイヤボンドの非カプセル化部分39に選択的に形成されたメタリック仕上げとすることができる。いずれの場合も、一例では、第2導電性素子43または48は、メッキなどにより、ワイヤボンドの非カプセル化部分に接触しかつワイヤボンドのコアの上に位置するニッケル層と、ニッケルの層の上に位置する金または銀の層とで、形成されることができる。別の例では、第2導電性素子は、基本的に単一の金属からなるモノリシックな金属層であってもよい。一例では、単一の金属層は、ニッケル、金、銅、パラジウムまたは銀となることができる。別の例では、第2導電性素子43または48は、ワイヤボンドの非カプセル化部分39に接触する導電性ペーストを備えるか、またはその導電性ペーストから形成されることができる。例えば、ステンシル、ディスペンス、スクリーン印刷、制御された噴射、例えば、インクジェット印刷または転写成形と同様の処理は、ワイヤボンドの非カプセル化部分39の上に第2導電性素子43または48を形成することができる。
図5Dは、上述の導電性素子43、48について説明したような金属または他の導電性材料で形成されることができる第2導電性素子43Dをさらに示す。ここで、第2導電性素子43Dは、カプセル化層42の外面44内に延びる開口部49内に少なくとも部分的に形成される。一例では、開口部49は、次にワイヤボンドの非カプセル化部分となるその下のワイヤボンドの一部を同時に露出させるように、カプセル化層を硬化または部分的に硬化させた後に、カプセル化層の一部を除去することにより、形成されることができる。例えば、開口部49は、レーザアブレーション、エッチングにより形成されることができる。別の例では、可溶性物質は、カプセル化層を形成する前に開口部の位置に事前配置されることができ、事前配置された材料は、次に、開口部を形成するためのカプセル化層を形成した後に除去されることができる。
さらなる例では、図24A−図24Bに見られるように、複数のワイヤボンド1432は、単一の導電性素子1428と結合されたベースを有することができる。このようなワイヤボンド1432の集合は、導電性素子1428と電気的に接続するためのカプセル化層1442の上に追加の接続点を作るために使用されることができる。共通して結合されたワイヤボンド1432の露出部分1439は、例えば、導電性素子1428自体の大きさの周りの領域、または、ワイヤボンド1432集合と外部接続するためのボンディング塊の所望の大きさに近似する別の領域において、カプセル化層1442の面1444に一緒に集められることができる。示されるように、このようなワイヤボンド1432は、上述したように、導電性素子1428上にボールボンドされるか(図24A)または縁ボンドされる(図24B)ことができ、あるいは、図23Aまたは図23Bまたはその両方に関して上述したように、導電性素子にボンドされることができる。
図25Aおよび25Bに示されるように、ボールボンドされたワイヤボンド1532は、導電性素子1528の少なくともいくつかの上にスタッドバンプとして形成されることができる。本明細書に記載されるように、スタッドバンプは、ベース1534と端面1538との間に延びるワイヤのセグメントが、ボールボンドされたベース1534の直径の最大で300%の長さを有するボールボンドされたワイヤボンドである。他の実施形態におけるように、端面1538とスタッドバンプの端面1537の任意の一部とは、カプセル化層1542によって非カプセル化されることができる。図25Bに示されるように、このようなスタッドバンプ1532Aは、そこからカプセル化層1542の面1544まで延びるワイヤセグメントを有する2つのボールボンドから構成されたワイヤボンド1532のベース1534を、基本的に形成するように、別のスタッドバンプ1532Bの上に形成されることができる。このようなワイヤボンド1532は、例えば、本開示の他の箇所で説明されたワイヤボンドよりも低い高さを有することができる。したがって、カプセル化層は、例えば、マイクロ電子素子1522と、主面1544のそれよりも低い高さで基板1512の面1514の上方に間隔を空けて配置された非主面1545との上に位置する領域における主面を備えることができる。このような構成は、また、別のマイクロ電子パッケージ1588上の接点1543を伴うワイヤボンド1532の非カプセル化部分1539を接続することができる導電性塊1552を収容しながら、位置合わせ特徴を形成するために、かつ、スタッドバンプ型のワイヤボンドを用いたパッケージの全体的な高さだけでなく、本明細書に開示された他の種類のワイヤボンドを減らすために、使用されることができる。
図6は、マイクロ電子組立体410および488の積層パッケージを示している。このような配置では、ハンダ塊452は、組立体488の導電性素子440に組立体410の端面438を電気的かつ機械的に接続する。積層パッケージは、追加の組立体を含むことができ、最終的には、電子デバイスで使用するためのPCB490などの上の接点492に取り付けられることができる。このような積層配置では、ワイヤボンド432および導電性素子430は、そこを通る複数の電気信号を伝達することができ、それぞれの電気信号は、異なる信号が、単一積層におけるマイクロ電子素子422またはマイクロ電子素子489のような異なるマイクロ電子素子によって処理されることを許容するように異なる信号電位を有する。
図6における例示的な構成では、ワイヤボンド432は、ワイヤボンド432の端部436の少なくともいくつかが、マイクロ電子素子422の主面424の上に位置する領域に延びるように、湾曲部分448で構成される。このような領域は、マイクロ電子素子422の外周面によって画定されることができ、そこから上方に延びる。このような構成の例は、図18における基板412の第1面414に対向する図で示されている。ここで、ワイヤボンド432は、基板412にその前面425でフリップチップボンドされたマイクロ電子素子422の後主面の上に位置する。別の構成(図5)においては、マイクロ電子素子422は、基板312に対向しない前面325と、マイクロ電子素子322の前面の上に位置する少なくとも1つのワイヤボンド336とを伴って、基板312にフェイスアップで実装されることができる。一実施形態では、このようなワイヤボンド336は、マイクロ電子素子322に電気的に接続されない。基板312にボンドされたワイヤボンド336は、また、マイクロ電子素子350の前面または後面の上に位置してもよい。図7に示されるマイクロ電子組立体410の実施形態は、導電性素子428が、第1配列を形成するパターンで配置されるものである。第1配列では、導電性素子428は、マイクロ電子素子422を囲む行および列に配置され、かつ、個々の導電性素子428間に所定のピッチを有してもよい。ワイヤボンド432は、そのそれぞれのベース434が、導電性素子428によって設定された第1配列のパターンに従うように、導電性素子428に結合されている。しかし、ワイヤボンド432は、そのそれぞれの端部436がその第2配列構成に応じて異なるパターンで配置されることができるように、構成されることができる。示される一実施形態では、第2配列のピッチは、第1配列のピッチとは異なることができ、いくつかの場合には、第1配列のピッチよりも細かくなることができる。しかし、第2配列のピッチが第1配列よりも大きいか、または、導電性素子428が所定配列で配置されていないが、ワイヤボンド432の端部436がある他の実施形態が、可能である。さらに、導電性素子428は、基板412を通って配置された配列のセットで構成されることができ、ワイヤボンド432は、端部436が配列の異なるセットまたは単一配列にあるように、構成されることができる。
図6は、マイクロ電子素子422の面に沿って延びる絶縁層421をさらに示している。絶縁層421は、ワイヤボンドを形成する前に誘電体または他の電気絶縁材料から形成されることができる。絶縁層421は、マイクロ電子素子が、その上に延びているワイヤボンド423のいずれかと接触することから保護することができる。具体的には、絶縁層421は、ワイヤボンド間の電気的短絡とワイヤボンドとマイクロ電子素子422との間の電気的短絡を避けることができる。このように、絶縁層421は、ワイヤボンド432とマイクロ電子素子422との間の意図しない電気的接触による故障または起こりうる損傷を防ぐことができる。
図6および図7に示されるワイヤボンド構成は、例えば、マイクロ電子組立体488およびマイクロ電子素子422の相対的な大きさが、そうでなければ認められないであろう特定の場合に、マイクロ電子組立体410がマイクロ電子組立体488のような他のマイクロ電子組立体に接続することを可能にする。図6の実施形態において、マイクロ電子組立体488は、いくつかの接点パッド440が、マイクロ電子素子422の前面424または後面426の領域よりも小さい領域内の配列となるように、寸法決めされている。柱のような実質的に垂直な導電性特徴を有するマイクロ電子組立体では、ワイヤボンド432の代わりに、導電性素子428とパッド440との間の直接接続は、可能ではない。しかし、図6に示されるように、適切に構成された湾曲部分448を有するワイヤボンド432は、マイクロ電子組立体410とマイクロ電子組立体488との間の必要な電子的接続を行うために、適切な位置に端部436を有することができる。このような配置は、マイクロ電子組立体418が、例えば、所定のパッド配列を有するDRAMチップなどがある積層パッケージを製造するために使用されることができる。ここで、マイクロ電子素子422は、DRAMチップを制御するように構成された論理チップである。これは、単一種類のDRAMチップ432が、様々な大きさのいくつかの異なる論理チップで使用されることを許容でき、ワイヤボンド436が、DRAMチップで所望の接続を行うことが必要な場所に端部を位置決めできるので、DRAMチップよりも大きなチップを備える。代替の一実施形態では、マイクロ電子パッケージ410は、別の構成において、プリント基板490に実装されることができる。ここで、ワイヤボンド432の非カプセル化面436は、回路基板490のパッド492に電気的に接続されている。さらに、このような実施形態では、パッケージ488の変形例のような他のマイクロ電子パッケージが、パッド440に結合されたハンダボール452によって、パッケージ410に取り付けられることができる。
図9および図10は、ワイヤボンド532が、リードフレーム構造上に形成されたマイクロ電子組立体510のさらなる実施形態を示す。リードフレーム構造の例が、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許出願第7,176,506号および同第6,765,287号で示され、かつ説明されている。一般に、リードフレームは、複数のリードを備えるセグメントにパターン化され、パドルおよびフレームをさらに備えることができる、銅のような導電性金属のシートから形成された構造である。フレームは、使用される場合、組立体の製造中に、リードおよびパドルを固定するために使用される。実施形態では、ダイまたはチップのようなマイクロ電子素子は、パドルにフェイスアップで結合され、かつワイヤボンドを使用してリードに電気的に接続されることができる。代わりに、マイクロ電子素子は、マイクロ電子素子の下に延びることができるリード上に直接取り付けられることができる。このような実施形態では、マイクロ電子素子の接点は、ハンダボールなどによりそれぞれのリードに電気的に接続されることができる。リードは、次に、マイクロ電子素子へのおよびマイクロ電子素子からの電気信号の電位を伝達するための様々な他の導電性構造に電気的接続を形成するために、用いられることができる。カプセル化層をその上に形成する工程を含む構造の組み立てが完了すると、フレームの仮設素子は、個々のリードを形成するように、リードフレームのリードおよびパドルから除去されることができる。本開示の目的のために、個々のリード513およびパドル515は、そこで一体的に形成されている部分に導電性素子528を備える基板512を集合的に形成するもののセグメント化された部分となると考えられる。さらに、本実施形態では、パドル515は、基板512の第1領域518内にあると考えられ、リード513は、第2領域520内にあると考えられる。図10の立面図にも示されるワイヤボンド524は、リード線515の導電性素子528に、パドル515に担持されたマイクロ電子素子22を、接続する。ワイヤボンド532は、そのベース534で、リード線515上の追加の導電性素子528にさらに結合されることができる。カプセル化層542は、ワイヤボンド532の端部538を、面544内の位置で覆われないままにする組立体510上に、形成されている。ワイヤボンド532は、本明細書の他の実施形態に関して説明された構造に対応する構造で、カプセル化層542によって覆われない、その付加的または代替的部分を有することができる。
図11は、パッケージ610Aのワイヤボンド632とその上に取り付けられた別のパッケージ610Bのハンダ塊652との間の結合部を、機械的に補強するためのアンダーフィル620の使用をさらに示す。図11に示されるように、アンダーフィル620は、パッケージ610A、610Bの対向面642、644間にのみ配置される必要があるにもかかわらず、アンダーフィル620は、パッケージ610Aの縁面と接触することができ、かつ、パッケージ610が取り付けられている回路パネル690の第1面692と接触してもよい。さらに、パッケージ610A、610Bの縁面に沿って延びるアンダーフィル620の部分は、あるとしても、その上にパッケージが配置された回路パネルの主面に対して0°から90°の間の角度で配置されることができ、かつ、回路パネルに隣接するより大きな厚さから、回路パネルおよび隣接する1つ以上のパッケージの上方での高さにおいてより小さな厚さへと、傾斜されることができる。
図28A−図28Dに示されるパッケージ配置は、アンダーフィル層を形成するための1つの手法で実装されることができ、特にその一部は、パッケージ1910Aの面1942およびパッケージ1910Bの面1916のような、パッケージ1910Aおよび1910Bの対向面間に配置されている。図28Aに示されるように、パッケージ1910Aは、例えば、カプセル化層1942の面1944が、パッケージ1910Bの外側に露出されたその部分を有するように、パッケージ1910Bの縁面1947を越えて延びることができる。このような領域は、分配領域1949として使用されることができ、それにより、デバイスは、それに対して相対的な垂直位置から分配領域に流動可能な状態でアンダーフィル材料を堆積させることができる。このような構成では、分配領域1949は、アンダーフィル材料が、パッケージ1910Bの下で流動するのに十分な量に到達しながら、面の縁からこぼれることなく、面上に塊で堆積されることができるように、寸法決めされることができる。その面では、パッケージ1910Aおよび1910Bの対向面間の領域に毛細管によって、引き込まれることができ、その領域は、ハンダ塊などのような、その間の任意の結合部の周りを含む。アンダーフィル材料が対向面間に引き込まれるので、追加の材料は、パッケージ1910Aの縁の上に著しくこぼれることがない連続的な流れが達成されるように、分配領域上に堆積されることができる。図28Bに示されるように、分配領域1949は、パッケージ1910Bを囲み、かつ、その両側に約1ミリメートル(1mm)のパッケージ1910Bの周縁部から離れる直交方向に、寸法Dを有することができる。このような配置は、連続的にまたは同時に、パッケージ1910Bの一方の側または複数の側に分配することを許容できる。代替の構成が、図28Cに示されている。ここで、分配領域1949は、パッケージ1910Bの隣接する2辺のみに沿って延び、第2パッケージの周縁部から直交して離れる方向で、約1mmの寸法D’を有する。分配領域1949が、パッケージ1910Bの片側に沿って延びる図28Dは、パッケージの周縁部から離れる直交方向で、例えば、1.5mmから2mmの寸法D”を有してもよい。
マイクロ電子パッケージ2010Aおよび2010Bが水平の輪郭において同様の大きさである構成では、対応ベゼル2099は、取り付け中に、例えば、ワイヤボンド2032の非カプセル化部分2039を備える素子との第2パッケージの端子の結合によって、例えば、パッケージ2010Aおよび2010Bを一緒に結合するように、導電性塊2052の加熱または硬化、例えばハンダ塊をリフローすることによって、パッケージ2010Aおよび2010Bを一緒に固定するために使用されることができる。このような構成は、パッケージ2010Bが、導電性塊2052、例えば、ハンダ塊を用いて、例えば、パッケージ2010B上の端子2043に結合されることによって、パッケージ2010A上に組み立てられた図29に、示されている。パッケージは、上述したように、パッケージ2010Aのワイヤボンド2032の非カプセル化部分2039またはワイヤボンド2032の端面2038に結合された第2導電性素子と整列するように、位置合わせされることができる。ベゼル2099は、次に、加熱処理中にこのような位置合わせを維持するために、パッケージ2010Aおよび2010Bの周りで組み立てられることができ、その加熱処理中に、第2パッケージの端子がワイヤボンド2032または第1パッケージの第2導電性素子に接合される。例えば、加熱処理は、ワイヤボンド2032または第2導電性素子に第2パッケージの端子をボンドするようにハンダ塊2052をリフローするために使用されることができる。ベゼル2099は、また、リフロー前とリフロー中のパッケージ間の接点を維持するために、パッケージ2010Bの面2044の部分に沿って、かつパッケージ2010Aの面2016に沿って、内側に延びることができる。ベゼル2099は、ゴム、TPE、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーンなどのような弾性的に柔軟な材料であることができ、代わりに、圧縮力がベゼルによって加えられるように、組み立てられたパッケージの大きさに対して相対的に小型にされることができる。ベゼル2099は、また、アンダーフィル材料の適用中に所定の位置に残されることができ、そこを通ってそのような適用を収容するための開口部を備えることができる。対応ベゼル2099は、パッケージ組み立て後に除去されることができる。
追加的にまたは代わりに、マイクロ電子パッケージ2110Aおよび2110Bの組立体は、図30A−図30Fに示されるように、下側パッケージ2110Aは、少なくとも1つの位置合わせ面2151を備えることができる。この一例は、位置合わせ面2151がパッケージ2110Bの隅の近くでカプセル化層2142に備えられた図30Aに示される。位置合わせ面は、主面に対して傾斜し、そこからいくつかの位置で主面2144に対して約0°から90°を含む角度までの角度を画定する。位置合わせ面は、主面2144と、主面2144よりも大きい距離で基板2112の上方に間隔を空けて配置されたそれぞれの非主面2145とに近接した位置に延びる。非主面2145は、パッケージ2110Aの隅に隣接して配置されることができ、その交差辺間に部分的に延びることができる。図30Bに示されるように、位置合わせ面は、パッケージ2110Aの交差辺と反対側の隅内に形成することができ、パッケージ2110Aの、全ての隅、例えば四隅に沿って同様の形態で、含まれることができる。図30Cに示されるように、位置合わせ面2151は、対応ワイヤボンド2132の非カプセル化部分から適切な距離に配置されることができ、突起、例えば、導電性塊またはそれに結合されたハンダボールのような導電性突起を有する第2パッケージ2110Bが、パッケージ2110Aの上に積層され、位置合わせ面2151が、位置合わせ面2151に対応するワイヤボンド2132の非カプセル化部分の上にある適切な位置にハンダボールを案内するようになっている。ハンダボールは、次に、パッケージ2110Aのワイヤボンド2132の非カプセル化部分と結合するように、リフローされることができる。
位置合わせ面2251を用いるさらなる配置は、図31A−図31Cに示されている。ここで、位置合わせ面2251は、凸状内面2244から下側外面2245に延びる。このような配置では、内面2244は、マイクロ電子素子2222の上に位置することができ、それに応じて、基板2212の上方で離間して配置されることができる。外面2245は、基板の厚さ方向で基板2212に近づいて間隔を空けて配置されることができ、マイクロ電子素子2222の基板2212の面2214と基板2212の面2223との間に垂直に配置されることができる。ワイヤボンド2232の1つ以上の非カプセル化部分は、図30A−図30Cに関して説明されたように、ハンダボール2252または他の導電性突起の位置合わせを達成するように、位置合わせ面2251に対して配置されることができる。上述したように、このような階段状の配置は、特定のボンド塊の大きさが与えられると、全体の低い組立体の高さを達成するように、説明された位置合わせ機能を用いて、または用いることなく、使用されることができる。さらに、凸状内面2244の組み込みは、パッケージ2210Aの反りに対する抵抗の増加につながることができる。
図12は、第1部品610Aのワイヤボンド632と、マイクロ電子パッケージ610Bのような第2部品の対応するハンダ塊652との間の例示的な結合部を示す光画像である。図12において、参照620は、アンダーフィルが配置されることができる場所を示す。
図13A、図13B、図13C、図13D、図13Eおよび図13Fは、図1に関して上述したようなワイヤボンド32の構造におけるいくつかの可能な変形例を示している。例えば、図13Aに見られるように、ワイヤボンド732Aは、部分736の半径と同じ半径を有する端部738Aで終端する上方に延びる部分736を有することができる。
図13Bは、端部738Bが部分736に対して先細りに形成された先端部である変形例を示す。また、図13Cに見られるように、ワイヤボンド732Aのテーパ状先端部738Bは、それと一体のワイヤボンドの円筒部分の軸線から半径方向741にオフセットされた重心740を有していてもよい。このような形状は、以下でさらに説明するように、ワイヤボンドを形成する処理から生じるボンディングツールマークであってもよい。また、738Bに示されるように以外のボンディングツールマークは、ワイヤボンドの非カプセル化部分上に存在してもよい。さらに図13Aに見られるように、ワイヤボンドの非カプセル化部分739は、導電性素子728が配置された基板の面730に対して垂直に25度以内の角度750で基板712から離れて突出してもよい。
図13Dは、ワイヤボンド732Dの非カプセル化部分が、ボール形状部分738Dを備えることができることを、示している。パッケージ上のワイヤボンドの全てのいくつかは、このような構造を有することができる。図13Dに見られるように、ボール形状部分738Dは、ワイヤボンド732Dの円筒部分736と一体となることができ、ボール形状部分とワイヤボンドの円筒部分の少なくともコアとは、銅、銅合金または金から、基本的に構成される。さらに後述されるように、ボール形状部分は、基板の導電性素子728にワイヤボンドをステッチボンドする前の事前成形処理中に、ボンディングツールの毛細管の開口部に露出するワイヤの一部を溶融することによって、形成されることができる。図13Dに見られるように、ボール形状部分738Dの直径744は、それと一体である円筒ワイヤボンド部分736の直径746より大きくてもよい。図13Dに示されるような特定の実施形態では、ボール形状部分738Dと一体であるワイヤボンド732Dの円筒部分は、パッケージのカプセル材層751の面752を越えて突出することができる。代わりに、図13Eに見られるように、ワイヤボンド732Dの円筒部分は、カプセル材層によって完全に覆われてもよい。このような場合、図13Eに見られるように、ワイヤボンド732Dのボール形状部分738Dは、いくつかの場合において、カプセル化層751によって部分的に覆われてもよい。
図13Fは、1次金属のコア731を有するワイヤボンド732Fと、上述したようなパラジウムクラッド銅ワイヤまたはパラジウムクラッド金ワイヤのような1次金属の上に位置する2次金属を含むその上のメタリック仕上げ733とを、示している。別の例では、市販の「有機ハンダ付け性防腐剤」(OSP)のような非金属材料の酸化保護層が、ワイヤボンドの非カプセル化部分に、その酸化を避けるために、ワイヤボンドの非カプセル化部分が別の部品の対応する接点に接合されるまで、形成されることができる。
図14Aは、方法を示している。その方法によって、本明細書に記載されるようなワイヤボンド32(図1)は、ボンディング面に、例えば、本明細書でさらに説明されるように、基板上の導電性素子28に、成形ワイヤ部分800をボンドする前に、ボンディングツール804の面から、例えば、毛細管型のボンディングツール804の面から延びるワイヤ部分として成形されることができる。その中の段階Aで見られるように、ワイヤの部分800、例えば、金または銅ワイヤまたは図1に関して上述した上述したような複合ワイヤのような金属ワイヤの所定長さ802を有する一体部分は、ボンディングツール804の面806を越えて延びる。以下の例において、ボンディングツール804は、その面806に開口部を有する毛細管となることができ、ワイヤ部分は面806を超えて延びる。しかし、以下の例が、毛細管としてボンディングツールに関する間、特に断りのない限り、ボンディングツールは、毛細管または異なる種類のボンディングツールのいずれかとすることができ、異なる種類のボンディングツールは、例えば、超音波または熱圧着のボンディングツール、またはウェッジボンディングツールボンディングツールである。
毛細管面806を越えて外側に延びる金属ワイヤの所定長さを準備するために、初期ワイヤ長さは、処理の前段階で、例えば、ステッチボンディング法によって、またはリボンボンディング法によって、ボンディング面にワイヤをボンドするためのボンディングツール804を使用して、設定されることができる。一実施形態では、リボンボンディング法を用いた場合、リボンは、1つ以上の平坦面となることができ、矩形断面のような断面において、多角形となることができる。その後、ボンディングツールの面806は、ボンディングツール面806が、次に、このようなボンディング面が位置する平面の上方のより高い高さに配置され、かつ、所定長さを有するワイヤ部分が毛細管面806を超えて延びるように、このようなボンディング面に対して移動されることが可能である。このように、ボンディング面に対するボンディングツールの移動は、所定長さを有するワイヤ部分800を、ボンディングツールから引き出されるようにすることができる。その後、ワイヤは、ボンディング面へのステッチボンドとワイヤ部分800との境界で切断されることができる。この方法では、ワイヤ部分800は、その端部838で切断される。一例では、ワイヤ部分800を切断するために、ワイヤは、毛細管面の上方の位置でクランプされることができ、クランプされたワイヤは、次に、クランプされたワイヤをワイヤのボンドされた部分に隣接して破断させるように、張力を加えられることができ、それにより、ボンドされた第2ワイヤ部分からワイヤ部分800の端部838を自由にする。ワイヤは、毛細管またはボンディング面の少なくとも一方に、他方に対して力を加えることによって、例えば、ワイヤが毛細管を通って延びている方向に対して少なくとも部分的に垂直な方向に毛細管を引くことによって、張力を加えられることができる。その時、ワイヤ部分800は、毛細管の面806から離れて直線方向801に延びることができる。一例では、方向801は、毛細管806の面に垂直であってもよい。
ワイヤ部分800を成形する場合、毛細管および形成面、例えば、形成素子810のチャネルまたは溝内の面812は、互いに対して配置され、毛細管面806を超えて延びるワイヤ部分800の端部838が、毛細管面806から毛細管面より下の形成面812の深さ803よりも大きな深さ802で配置されるようになっている。形成素子810は、ワイヤ部分が基板の導電性要素にボンドされる前に、ワイヤ部分の形成、例えば成形に役立つのに適した面を一緒に有する、1つ以上のツールまたは素子になってもよい。
段階Bで見られるように、毛細管804または形成面812の少なくとも1つは、互いに対して移動されることができ、ワイヤ部分800が、毛細管804に向けてワイヤ部分800を曲げるように、形成面812に対して、それと平行な少なくとも第1方向814に移動するようになっている。例えば、図14Aに示されるように、第1形成面812に対する毛細管804の移動は、ワイヤ部分800を、段階Aで見られるように、初期方向801から湾曲させることができ、ワイヤ部分800の少なくとも一部が、毛細管面806に沿って延びるようになっている。一例では、第1形成面812は、形成素子810に沿って第1方向814に延びる溝内の面となることができ、ここで、第1方向は、毛細管面806と平行となることができる。例えば、溝815は、毛細管面806に対向する形成素子の第2面813に開くことができる。成形または事前形成処理中の段階Bで見られるように、ワイヤ部分800は、溝内に延びてもよく、面812と平行な、かつ、図14Aの段階Bに見られるように毛細管804の移動の方向814と平行な第1方向に延びていてもよい。
その後、段階B、段階Cにおいて実行されたワイヤ成形後、毛細管面806は、毛細管面806と平行な方向に対して横方向である第2方向817に移動されることができる。処理のこの段階中に、毛細管面806から離れて延びる毛細管の露出壁820は、第2形成面864に対向してもよい。このように、方向817における毛細管804の移動は、ワイヤ部分800を、露出壁820に向かう方向に湾曲させることができる。一例では、第2形成面864は、形成素子810の面となることができ、第2形成面864は、第1形成面812から離れて延びる。一例では、第2形成面は、毛細管の露出壁が毛細管面806に対して延びる角度867と同一であってもよい、第1形成面812に対する角度865で、延びることができる。図14Aの段階Cに見られるように、毛細管の移動は、ワイヤ部分800の一部を、毛細管の露出壁820に沿った方向818で上方に突出させることができる。毛細管またはボンドツール804は、そこでガイドワイヤに役立つための、露出壁上の、溝、平坦面または他のワイヤガイド特徴を有してもよい。第2形成面864は、ボンディングツールが(図35に示されるように)垂直壁を有する場合、例えば、ボンディングツールの面に対して垂直な角度で、垂直となることができる。ワイヤ部分800は、銅または銅合金から形成されてもよく、多数の入力/出力接続、例えば、パッケージあたり1000−2000となるように、例えば、25マイクロメートルの比較的小さな直径を有することができる。
段階Cは、毛細管804の相対移動によるワイヤ部分800のさらなる処理と、毛細管面806に対する横方向での、例えば、方向817での、または、毛細管の面806、形成面823に対して垂直な方向または両面に対して垂直な方向での、別の形成面823と、を示す。その目的の観点から、形成面823は、「圧印加工面」と考えることができる。完成に至るまで運ばれた場合、このような相対移動は、毛細管面806と圧印加工面823との間に配置されたワイヤ部分の一部825を圧印加工する。
図14Bは、毛細管面806の下方の位置からの成形ワイヤ部分800の部分平面図であり、図14Cは、毛細管面806と圧印加工面823との間のワイヤ部分800の位置と、以下でさらに説明されるであろうワイヤ部分の一部とをさらに示す断面図である。例えば、図14Bは、圧印加工面823より下方でワイヤ部分800の圧印加工部分825に向かう位置からの成形ワイヤ部分を示し、毛細管面806が、上方の、例えば、図14Bにおけるワイヤ部分の圧印加工部分825の後ろの位置に表れるようになっている。毛細管面において、開口部808と整列したワイヤ部分800の部品827もまた、図14Bおよび図14Cに示される。毛細管の露出壁820(図14A)に沿って毛細管面806から離れて延びるワイヤ部分800の一部831は、また、図14A−図14Bに示されている。ワイヤ部分の部品827および831は、図14Aに関連して上述した処理の後に、典型的には、円筒状の断面を保持し、ワイヤのこれらの部品827、831は、ワイヤ部分800の部分825が毛細管面806と圧印加工面823との間で圧印加工された場合に、ワイヤの平坦化のいくつかを避けることができる。
圧印加工面823が平坦である場合、一例では、圧印加工面823に面するワイヤ部分の圧印加工部分825の面833の少なくとも一部は、また、平坦となることができる。この平坦面833は、次に、上述したような導電性素子28のボンディング面に毛細管によってボンドされて、さらに利用可能になるであろう。
しかし、代わりに、圧印加工面823は、いくつかの場合、その内に凹凸特徴を有するように、パターン化されてもよい。このような場合、ワイヤ部分の圧印加工部分825の面833は、同様に、毛細管面806から離れて対向する凹凸特徴のパターン化面となってもよい。圧印加工部分825のこのようなパターン化面は、次に、導電性素子28のボンディング面にボンドされて利用可能になるであろう。
このように、ワイヤ部分800を事前成形した後、毛細管は、基板(図1)の導電性素子28のボンディング面に事前成形ワイヤ部分800をボンドするために使用されることができる。ワイヤボンドを形成するために、ワイヤは、これより、形成ユニット810から離れて移動され、基板の導電性素子28(図1)に向かって移動され、そこで、毛細管は、次に、圧印加工ワイヤ部分825を導電性素子28にステッチボンドし、ワイヤ部分の端部838(図1)は、導電性素子28から遠く離れたワイヤボンドとなる。
平坦になる、または代わりに、パターン化されることができる下面833、または、部分的に平坦かつ部分的にパターン化された面を伴う圧印加工部分825を有するワイヤ部分800を設けることは、成形ワイヤ部分800と導電性部材28のボンディング面との間の良好なボンドを形成するのに役立つことができる。図14Aから理解されることができるように、ボンディング面にボンドするための準備ができた場合、成形ワイヤ部分800は、ワイヤの直径に対してかなり長く、ワイヤの長い伸長は、成形ワイヤ部分のほとんどが、ワイヤ部分がそれにボンドされている場合に導電性素子28(図1)によるのを除いて支持されていないならば、多くなる。
ワイヤ部分の圧印加工を用いて、ワイヤ部分の安定性が、ワイヤ部分がボンディング面にボンドされている場合に、向上されることができる。例えば、ワイヤの圧印加工部分825の平坦化もしくはパターン化は、毛細管が、ワイヤ部分に、ワイヤ部分をボンディング面にボンドさせるように力を加えた場合に、圧印加工部分825の下面833とボンディング面との間の摩擦の増加に役立ちうるし、ボンディング力が加えられた場合に、ワイヤを旋回、回転またはその他の移動をさせる傾向を減少させうる。この方法では、ワイヤ部分の圧印加工部分825は、力がボンディング面にワイヤをボンドするように毛細管の面806によって加えられた場合に、元の円筒形状を有するワイヤが、旋回または回転するであろう可能性を克服することができる。図15は、本発明の実施形態に係る方法で、形成素子810の面上での毛細管の移動の一例をさらに示す図である。そこに見られるように、特定の例では、形成素子810は、第1開口部または凹部830を有してもよく、第1開口部または凹部830に、毛細管804が、ワイヤ部分800が毛細管の開口部808を超えて外側に延びる場合に、ワイヤ成形の初期段階(図14A、段階A)に配置される。開口部830または凹部は、段階Bで面812上にワイヤ部分800を案内するのに役立つことができる、テーパ部分、チャネルまたは溝832を備えてもよく、また、ワイヤ部分を面812の特定の部分に案内してもよい。このようなテーパ部分は、テーパ部分が、特定の位置にワイヤ部分を係合させかつ案内するのに役立つように、面812に向かう方向で小さくなるような方法で、先細りにされることができる。
形成ユニットは、処理の段階Bにセグメント800を案内するためのチャネル834または溝を、さらに備えることができる。図15にさらに示されるように、形成ユニットは、さらなる開口部または凹部または840を備えてもよく、開口部または凹部または840に、その内面816は、第2形成面として機能してもよく、第2形成面に沿って、毛細管が、処理の段階Cで、金属ワイヤセグメントを毛細管の露出壁820とは反対の方向818で湾曲させるように、移動する。一例では、開口部816または凹部内の第2形成面は、開口部816内の別の内面に対して凹んだチャネルまたは溝819を備えることができる。特定の例では、圧印加工面823は、開口部816内に配置されることができる。必要に応じて、溝が、溝819に加えてまたは代わりとして、ツール上または毛細管自体の上に、形成されてもよい。例えば、図14Cに示されるように、溝811は、溝819に加えてまたは代わりとして、毛細管面806上に形成されることができる。
一実施形態では、図14に示される毛細管の変形例は、垂直またはほぼ垂直な側壁2820を組み込んで使用されることができる。図35に示されるように、毛細管2804の側壁2820は、実質的に垂直に、言い換えると、ワイヤセグメント2800と平行に、または毛細管2804の面2806と垂直に、することができる。これは、図14に示される毛細管のような、90°よりも実質的に小さな測定値を有する角度を画定する毛細管の外側で側壁によって達成されるよりも、垂直に近い、すなわち、基板の第1面の面から離れた90°の角度に近い、ワイヤボンド(図1における32)の形成を可能にする。例えば、形成ツール2810を用いて、第1ワイヤ部分2822に対して、25°から90°の間、または約45°から90°の間、または約80°から90°の間で延びる第1部分からの角度で配置されたワイヤボンドが、達成されることができる。
別の変形例では、毛細管3804は、その面3806を越えて突出する面3808を備えることができる。この面3808は、例えば、側壁3820の端部の上に、備えられることができ、先端部を形成してもよい。ワイヤボンドを形成する方法(例えば、図1における32)において、毛細管3804は、ワイヤセグメントの形成中に、例えば、毛細管が、面3812から離れる方向に延びる形成面3816に沿った方向に移動する場合に、ワイヤセグメント3800の第1部分3822に対して押圧されることができる。この例では、面3808は、残りのワイヤセグメント3800が延びる屈曲部付近の位置で、第1部分3822を押圧する。これは、ワイヤセグメント3800が毛細管3804の壁3820を押圧し、かつ、一旦毛細管3804が除去されるといくぶんより垂直位置に移動するように、ワイヤセグメント3800の変形を引き起こすことができる。他の例では、面3808からの変形は、毛細管3804が除去された場合に、ワイヤセグメント3800の位置が実質的に保持されることができるように、なされることができる。
図16A−図16Cは、ワイヤと、本発明の実施形態に係るワイヤボンドを形成する方法において、その中で使用される形成面のセットとの成形段階を示す。図16Aは、ワイヤ部分と基板のボンディング面との間にボンドを形成する前に、ボンディングツールの面を越えて延びるワイヤの部分の形成に使用されることができる形成素子850を示す。上述の例(図14A−図14C)におけるように、ボンディングツールは、超音波接合ツールまたはウェッジボンディングツールのような毛細管型ツールまたは他のボンディングツールとすることができる。図16Aに見られるように、凹部852は、形成素子850の端部851から内側方向に延びてもよい。凹部852は、毛細管または他の種類のボンディングツールの面から延びるワイヤ部分のような、ボンディングツールの面から延びるワイヤの部分を受け入れるように構成されることができる。特定の実施形態では、凹部は、その中に成形されるワイヤの直径よりもいくぶん大きい幅855を有するテーパ部分またはチャネル854をさらに備えてもよい。テーパ部として、幅は、テーパ部分が、第1形成面860の特定領域862、例えば、中央領域に向けてワイヤの案内に役立つことができるように、第1形成面に向かう方向で小さくなることができる。第1形成面は、平坦になる、すなわち、第1横方向および第2横方向に延びる平面または実質的に平面となってもよく、第1形成面の領域862は、同様に平坦となることができる。このように、第1形成面は、図14に見られるような段階Bで見られるような方法の段階におけるワイヤ部分を成形する場合に、ボンディングツールまたは毛細管の面と平行な方向に延びることができる。
形成素子850は、典型的には、第1形成面860から離れて延びる第2形成面864を備える。図16Aに見られる例では、第2形成面864は、第1形成面860から離れて延びている。第2形成面864は、形成素子の反対端部851の縁部861から内向きに延びる第2凹部866内に配置されてもよい。一例では、第2形成面864が、第1形成面860から離れて傾斜する角度865は、ボンディングツールの露出壁868が、図14Aに見られるようにボンディングツールの面から離れて傾斜する角度867と、同一であることができる。
形成素子860は、典型的には、「圧印加工」面となることができる追加の面を有する。「圧印加工」面870に対して、ボンディングツールまたは毛細管の面は、ボンディングツールの面806と圧印加工面870との間に配置されたワイヤの一部を圧印加工するように、ワイヤ成形工程中に、押圧されることができる。
図16Bは、毛細管または他の種類のボンディングツール804が、ボンディングツールの面を越えて延びるワイヤ部分の成形がまさに開始しようとする位置に移動した場合の、ワイヤ部分800の成形の段階(図14A)を示す。そのような時には、ワイヤ部分800は、形成素子850の凹部852内に延びている。図16Bは、図14Aに示された段階に類似したワイヤを成形する段階を示し、形成素子850に沿ったボンディングツールの移動の方向814をさらに示す。
図16Cは、ボンディングツール804が、第1形成面860または862に沿って方向814に移動した場合の、ワイヤ部分800の成形のさらなる段階(図14A)を示し、これらの面は、図16Aに関して上述されている。ワイヤ部分の一部831は、図14Aにおける段階Bに見られるワイヤ部分に類似するボンディングツールの開口部808から離れて延びるように示されている。
図16Dは、図14Aの段階Cで見られる段階と類似したワイヤを成形する段階を示し、この段階で、ボンディングツール804は、形成素子内に第2凹部と整列した位置に移動している。このとき、開口部から離れて延びるワイヤ部分の部分831は、図14Aに関して示されかつ上述されたように、ボンディングツールの露出壁に向かって屈曲されることができる。また、このとき、図14Aの段階Cに関して示されかつ上述されたように、ボンディングツール804は、ボンディングツールの面と圧印加工面との間のワイヤ部分の一部を押圧することにより、ワイヤ部分を圧印加工することができ、圧印加工面870は、図16Aに示されるようになっている。図16Eは、本明細書に記載の1つ以上の方法にしたがって形成されたワイヤボンド932が、それらのそれぞれのベース934からオフセットされた端部938を有することができることを示す概略図である。一例では、ワイヤボンドの端部938は、端部938が、それが接続された導電性素子の外縁を越えて基板の面に平行な方向で変位されるように、そのそれぞれのベースから変位されることができる。別の例では、ワイヤボンドの端部938は、端部938が、それが接続された導電性素子の外縁933を越えて基板の面に平行な方向で変位されるように、そのそれぞれのベース934から変位されることができる。
図17A−図17Cは、形成ステーション880でワイヤ部分を成形するようにボンディングツール使用する例を示す。形成ステーションは、組み立てられ、例えば、ワイヤボンディングステーションがまた組み立てられた構造に取り付けられることができる。その結果、ワイヤ部分は、ボンディングツールによって形成ステーションで成形された後に、次に、ワイヤボンディングステーションにボンディングツールによって移動され、次に、基板、マイクロ電子素子または他の形成素子上のボンディング面にボンドされることができる。図17Aに見られるように、ボンドヘッド844のボンドツール804の部分は、まず、ワイヤ部分が上述したようなボンドツールの移動によって成形されることができる形成ステーション880に、移動されることができる。例えば、ボンドヘッド844またはボンドヘッドの一部は、形成ステーション880にボンディングツールを移動させる軸線の回りで旋回することができる。
形成素子850は、形成ステーションとワイヤボンディングステーションとの間のボンドヘッドまたはボンドツールによって必要とされる移動の程度を減少させるように、ワイヤボンディングステーションに対して特定の方法で、配向されることができる。図17Aに見られるように、一例では、形成ステーションで、形成素子850は、図16Aに関して上述された凹部852が、ワイヤボンディングステーションに対してかなり離れた位置にあってもよいように、かつ、圧印加工面870が、ワイヤボンディングステーションに近い位置、すなわち隣接した位置にあってもよいように、配向されることができる。別の例では、凹部852および圧印加工面870は、圧印加工面よりもワイヤボンディングステーションに近い凹部852と反対方向に配向されることができる。さらに別の例では、形成素子をワイヤ部分の成形中に一方向とすることが可能であり、次に、形成素子の向きは、ボンドするための最終位置に成形ワイヤ部分を移動させる前に、その成形ワイヤ部分と一緒のボンドツールの移動のより大きな自由度を許容するように、逆転されることができる。
図17Bは、ワイヤ部分を成形することの完了時でのボンドツール804およびボンドヘッド844の位置を示し、ワイヤ部分を成形することは、上述したようにワイヤ部分を圧印加工することを備えてもよい。そのような時に、ボンディングツールは、次に、形成ステーション880(図17B)での位置からワイヤボンディングステーション882の位置での位置(図17C)に移動されることができ、そこで、次に、成形ワイヤ部分は、部品884上のボンディング面にボンドされる。
図18A−図18Cは、別の変形例を示し、別の変形例では、上述したような形成素子810または850のようなボンドツール1804および形成素子1810が、共通ボンドヘッド1844に組み立てられることができる。一例では、形成素子1810は、ボンドヘッドの移動が、ボンディングツールだけでなく、それに取り付けられた形成素子1810を運ぶように、ボンドヘッド1844に担持されまたは運ばれることができる。しかし、形成素子1810は、ワイヤ部分のボンディングの前にワイヤ部分の成形に役立つように、ボンディングツールに対して移動されることができるが、次に、形成素子1810は、一旦ワイヤが、成形されてしまって、図18Cに見られるように部品1884にボンドされる準備ができると、このような形成位置から離れるように移動されることができる。
一例では、形成素子1810は、ボンディングツール1804とアーム1812との間の相対運動のために、旋回可能に、または、可動アーム1812で運ばれることができる。あるいは、形成素子1810は、動作中の固定位置を有するアームに設けられてもよいし、代わりに、ボンディングツールは、形成素子に対して相対的に移動することができる。動作の例では、図18Aに示される処理の段階で、ボンディングツール1804および形成素子1810は、図18Aに示されるような位置に配置されることができ、図18Aにおいて、形成素子1810およびボンディングツールは、離間された位置にある。このように図18Aにおけるように配置された場合、成形ワイヤ部分は、部品1884上の導電性素子または他の特徴のボンディング面にボンドされることができる。
その後、図18Bに見られるように、形成素子とボンディングツールとの間の相対運動は、ボンディングツールおよび形成素子を、ワイヤ部分が図14−図16の1つ以上に関して上述されたように成形された位置に、配置する。したがって、特定の例では、ワイヤ部分の成形中に、ボンディングツールは、ワイヤボンドされる部品1884の上方または近接した位置に留まることができ、部品1884上の特定のボンド場所の上方にまたは近接してもよい。このように、ボンドヘッドの移動は、低減されることができ、それによって、部品上のボンディング面にワイヤ部分をボンドする前に、ワイヤ部分を成形するのに必要な時間を低減することが可能であってもよい。
さらに図18Cに見られるように、ワイヤ部分が成形されてしまった後に、形成素子1810は、図18Cに見られるような第3位置に移動してもよい。形成素子が、そのような位置にある間に、ボンディングツールは、次に、部品に成形ワイヤ部分をボンドしてもよい。
図19は、屈曲部を有するワイヤボンド332Cii(図5)を形成するのに使用されることができ、かつ、部分1022から横方向1014Aで変位される端部1038を有する、上述した事前形成処理の変形例を示し、部分1022は、ワイヤボンドのベース1034で導電性要素にステッチボンドされるであろう。
図19に見られるように、処理の3つの段階A、B、およびCは、図14Aを参照して上述されたのと同一になされることができる。次に、その中の段階CおよびDを参照して、毛細管804の面806に隣接するワイヤボンドの部分1022Aは、形成ユニットと統合されることができるツールによってクランプされる。クランプは、形成ユニット上の毛細管の運動の結果として、能動的または受動的に行われてもよい。一例では、クランプは、金属ワイヤセグメントの移動を防止するように、金属ワイヤセグメント800の上に、その上に滑り止め面を有する板を押圧することによって行われることができる。
金属ワイヤセグメント800がこのようにクランプされている間、段階Dでは、図19に示されるように、毛細管またはボンドツール804が、形成ユニット1010の第3面1018に沿って方向1016で移動し、かつ、面1018に沿って移動された距離に相当する長さのワイヤを送り出す。その後、段階Eにおいて、毛細管は、ワイヤの一部が毛細管804の外面1020に沿って上方に屈曲されるように、形成ユニットの第3面1024に沿って下方に移動される。このように、ワイヤの上方突出部1026は、金属ワイヤの第3部分1048によって別の上方突出部1036に接続されることができる。
ワイヤボンド、特に、上述されたボールボンド型を形成するための、ワイヤセグメントの形成、かつ、導電性素子へのそのボンディングの後に、ワイヤボンド(例えば、図1における32)は、次に、(図14Aにおける804のような)毛細管内のワイヤの残りの部分から分離される。これは、ワイヤボンド32のベース34から遠く離れた任意の位置で行われることができ、好ましくは、ワイヤボンド32の所望の高さを画定するために、少なくとも十分な距離だけベース34から遠く離れた位置で行われる。このような分離は、毛細管804内に配置された、または毛細管804の外側に配置された、面806とワイヤボンド32のベース34との間の機構によって、行われることができる。1つの方法では、ワイヤセグメント800は、所望の分離点でワイヤ800を介して効果的に燃焼させることにより、分離されることができ、それに火花または火炎を加えることによって、行われることができる。ワイヤボンドの高さにおけるより高い精度を達成するために、ワイヤセグメント800を切断する異なる形態が、実現されることができる。本明細書で説明されるように、切断は、所望の位置でワイヤを弱めることができる部分的な切断と、または、残りのワイヤセグメント800からのワイヤボンド32の完全な分離のためにワイヤを介して完全に切断することとを、説明するために使用されることができる。
図32に示される一例では、切断刃805は、毛細管804内のような、ボンドヘッド組立体内に組み込まれることができる。示されるように、開口部807は、毛細管804の側壁820内に備えられることができ、切断刃805は、毛細管804を介して延びることができる。切断刃805は、交互にワイヤ800をそれを介して自由に通過させること、またはワイヤに係合することを許容するように、毛細管804の内部の内外に移動可能となることができる。したがって、ワイヤ800は、引き出されることができ、ワイヤボンド32が形成され、かつ、毛細管内部の外側の位置で切断刃805を有する導電性素子28にボンドされる。ボンドの形成後、ワイヤセグメント800は、ワイヤの位置を固定するためのボンドヘッド組立体に統合されたクランプ803を使用して、クランプされることができる。切断刃803は、次に、ワイヤを完全に切断するように、または、ワイヤを部分的に切断または弱めるように、移動されることができる。完全な切断は、ワイヤボンド32の端面38を形成することができ、ワイヤボンド32の点で、毛細管804は、例えば、別のワイヤボンドを形成するために、ワイヤボンド32から離れて移動されることができる。同様に、ワイヤセグメント800が、切断刃805によって弱められた場合、ワイヤがワイヤクランプ803によって保持されながらのボンドヘッドユニットの移動は、部分的な切断によって弱められた領域でワイヤ800を破断することによって分離を引き起こすことができる。
切断刃805の移動は、空気圧によって、またはオフセットカムを使用するサーボモータによって、作動されることができる。他の例では、切断刃805の移動は、バネまたはダイヤフラムによって作動されることができる。切断刃805の作動のためのトリガ信号は、ボールボンドの形成からカウントダウンされる時間遅延に基づいて実行されることができ、または、ワイヤボンドベース34の上方の所定高さへの毛細管804の移動によって、作動されることができる。このような信号は、切断刃805の位置が、任意の後続のボンド形成の前にリセットされることができるように、ボンディング機械を作動させる他のソフトウェアにリンクされることができる。切断機構は、また、それらの間のワイヤを有する刃805と並置された位置で、1つ以上の第1刃および第2刃の他の第1刃および第2刃に対する移動、一例として、ワイヤの両側からの移動によってワイヤを切断するために、第2刃(図示せず)を備えることができる。
別の例では、レーザ809は、ボンドヘッドユニットに組み立てられ、ワイヤを切断するように配置されることができる。図33に示されるように、レーザヘッド809は、例えば、そこに、または、毛細管804を備えるボンドヘッドユニット上の別の点に取り付けられることによって、毛細管804の外側に配置されることができる。レーザは、図32における切断刃805に関して上述された切断刃のように、ワイヤ800を切断するために、所望の時間で作動されることができ、ベース34の上方で所望の高さにワイヤボンド32の端面38を形成する。他の実施態様では、レーザ809は、切断ビームを、毛細管804を介してまたは毛細管804自体の中に向けるように配置されることができ、ボンドヘッドユニットに内蔵されることができる。一例では、炭酸ガスレーザが使用されることができ、代わりとして、Nd:YAGまたはCu蒸気レーザが、使用されることができるだろう。
別の実施形態では、図34A−図34Cに示されるステンシルユニット824は、残りのワイヤセグメント800からワイヤボンド32を分離するために、使用されることができる。図34Aに示されるように、ステンシル824は、ワイヤボンド32の所望の高さまたはその近くの上面826を画定する本体を有する構造とすることができる。ステンシル824は、導電性素子28または基板12の任意の位置または導電性素子28間でそれに接続されたパッケージ構造に接触するように、構成されることができる。ステンシルは、ワイヤボンド32に対する所望の位置に、例えば、導電性素子28の上に、対応することができる複数の孔828を備える。孔828は、その中にボンドヘッドユニットの毛細管804を受け入れるように寸法決めされることができ、その結果、毛細管は、例えば、ボールボンディングなどによって、ベース34を形成するために、導電性素子28にワイヤ800をボンドするための導電性素子28に対する位置まで、孔内に延びることができる。一例では、ステンシルは、孔を有することができ、この孔を介して、複数の導電性素子のうちの個々の導電性素子が露出される。別の例では、複数の導電性素子は、ステンシルの単一の孔によって露出されることができる。例えば、孔は、ステンシル内のチャネル形状の開口部または凹部となることができ、開口部または凹部を介して、導電性素子の行または列が、ステンシルの上面826で露出される。
毛細管804は、次に、所望の長さまでワイヤセグメントを引き出しながら、孔828の外へ垂直に移動されることができる。一旦孔828から取り除かれると、ワイヤセグメントは、例えば、クランプ803によって、ボンドヘッドユニット内でクランプされることができ、毛細管804は、孔828の面とステンシル824の外側面826との交点によって画定されたステンシル824の端部829と接触するようにワイヤセグメント800を移動させるために、(例えば、ステンシル824の面826と平行な)横方向で移動されことができる。このような移動は、まだ毛細管804内に保持されているワイヤセグメント800の残りの部分からのワイヤボンド32の分離を引き起こすことができる。この処理は、所望の位置に所望の数のワイヤボンド32を形成するために、繰り返されることができる。実装において、毛細管は、残りのワイヤセグメントが後続のボールボンドを形成するのに十分な距離802だけ毛細管804の面806を超えて突出するように、ワイヤ分離の前に垂直に移動されることができる。図34Bは、ステンシル824の変形例を示し、変形例において、孔828は、それらが、面826での第1直径から、面826から離れたより大きな直径に増加する直径を有するように、先細りにされることができる。別の変形例では、図34Cに示されるように、基板12から所望の距離で面826を離間するのに十分な厚さを有する外枠821を有するステンシルが、形成されることができる。フレーム821は、基板12に隣接して位置決めされるように構成されたキャビティ823を少なくとも部分的に囲むことができ、ステンシル824の厚さが、面826と開口領域823との間に延び、孔828を備えるステンシル824の部分が、基板12の上に配置される場合に、基板12から離間して配置されるようになっている。
図20A−図20Cは、ワイヤボンドの非カプセル化部分39(図1)がカプセル化層42の面44を越えて突出するように成形することによってカプセル化層を形成する場合に、使用されることができる1つの技術を示す。このように、図20Aに見られるように、フィルムアシスト成形技術が、使用されることができる。フィルムアシスト成形技術により、仮フィルム1102が、金型の板1110とキャビティ1112との間に配置され、キャビティ1112内に、基板、それに結合されたワイヤボンド1132、およびマイクロ電子素子のような部品を備えるサブ組立体が、結合されてもよい。フィルム1102は、エチレンテトラフルオロエチレンから形成されてもよい。フィルム1102は、ワイヤボンドの長さの少なくとも10%を覆ってもよいし、少なくとも50マイクロメートルであってもよい。フィルムは、200マイクロメートルよりも厚くまたは薄くすることができるが、一実施形態では、フィルム1102は、200マイクロメートルであってもよい。図20Aは、第1板1110の反対側に配置されることができる金型の第2板1111を示す。
次に、図20B−図20Cに見られるように、型板1110、1111が一緒にされた場合、ワイヤボンド1132の端部1138は、仮フィルム1102内に突出することができる。モールドコンパウンドが、カプセル化層1142を形成するために、キャビティ1112に流される場合、ワイヤボンドの端部1138は仮フィルム1102によって覆われているため、モールドコンパウンドは、ワイヤボンドの端部1138に接触しない。この工程の後、型板1110、1111は、カプセル化層1142から除去され、仮フィルム1102は、これより、型面1144から除去されることができ、次に、カプセル化層の面1144を越えて突出するワイヤボンド1132の端部1138を残す。
フィルムアシスト成形技術は、大量生産によく適合されることができる。例えば、処理の一例では、仮フィルムの連続シートの一部は、型板に適用されることができる。次に、カプセル化層は、型板によって少なくとも部分的に画定されるキャビティ1112内に形成されることができる。次に、型板1110上の仮フィルム1102の現在の部分が、自動化手段により、仮フィルムの連続シートの他の部分と置き換えられることができる。フィルムアシスト成形技術の変形例では、上述したような取り外し可能なフィルムを使用する代わりに、水溶性フィルムは、カプセル化層を形成する前に、型板1110の内面上に配置されることができる。型板が除去される場合、水溶性フィルムは、上述したようなカプセル化層の面1144を越えて突出するワイヤボンドの端部を残すように、水溶性フィルムを洗い流すことによって、除去されることができる。
図20A−図20Bの方法の一例では、カプセル化層1142の面1144上のワイヤボンド1132の高さは、図37Aに示されるように、ワイヤボンド1132間で変化することができる。ワイヤボンド1132が面1142を超えて実質的に均一な高さまで突出するようにパッケージ1110を処理する方法は、図37B−図37Dに示され、面1144上でのその適用により、ワイヤボンド1132の非カプセル化部分を覆うように形成されることができる犠牲材料層1178を利用する。犠牲層1178は、次に、ワイヤボンド1132に対する所望の高さに、その高さを低減するように平坦化されることができ、それは、ラッピング、研削、または研磨などにより行われることができる。また、図に示されるように、犠牲層1178の平坦化は、ワイヤボンド1132が犠牲層1178の面に露出されるようになる点で、その高さを低減させることによって、開始することができる。平坦化処理は、また、犠牲層1178と同時にワイヤボンド1132を平坦化することができ、犠牲層1178の高さが低減され続けられるので、ワイヤボンド1132の高さも低減されるようになっている。平坦化は、一旦ワイヤボンド1132に対する所望の高さが到達されると、停止されることができる。このような処理において、ワイヤボンド1132が、それらの高さが、不均一でありながら、標的均一な高さよりも全て大きくなるように、最初に形成されることができることに、留意すべきである。平坦化が所望の高さにワイヤボンド1132を低減させた後、犠牲層1178は、例えばエッチングなどによって除去されることができる。犠牲層1178は、カプセル材に著しい影響を与えないであろうエッチング液を用いたエッチングによる除去を許容できる材料から、形成されることができる。一例では、犠牲層1178は、水溶性のプラスチック材料から作られることができる。
図21Aおよび図21Bは、カプセル化層の面を越えて突出するワイヤボンドの非カプセル化部分が形成されることができる別の方法を示す。このように、図21Aに見られる一例では、最初に、ワイヤボンド1232は、カプセル化層1242の面1244と同一平面であってもよいし、またはカプセル化層1242の面1244で露出さえされなくてもよい。次に、図21Bに示されるように、カプセル化層、例えば、成形カプセル化層の一部は、端部1238を、修正されたカプセル化層の面1246を越えて突出させるように、除去されることができる。したがって、一例では、レーザアブレーションは、平らな凹面1246を形成するように均一にカプセル化層を凹ませるために、使用されることができる。代わりに、レーザアブレーションは、個々のワイヤボンドに隣接するカプセル化層の領域において選択的に行われることができる。
ワイヤボンドに対して選択的にカプセル化層の少なくとも一部を除去するために用いられることができる他の技術の中でも、「ウェットブラスト」技術を含む。ウェットブラストでは、液体媒体によって運ばれる研磨粒子の流れは、標的の面から材料を除去するように標的に向けられている。粒子の流れは、ときどき、化学エッチング液と組み合わせられることができる。化学エッチング液は、ウェットブラスト後に残るべきワイヤボンドのような他の構造に対して選択的に材料の除去を容易にしまたは加速してもよい。
図38Aおよび38Bに示される例では、図21Aおよび図21Bに示される方法の変形例において、一方の端部で導電性素子1228上にベース1234aを有し、かつ、他方の端部1234bでマイクロ電子素子1222の面に取り付けられたワイヤボンドループ1232’が、形成されることができる。マイクロ電子素子1223へのワイヤボンドループ1232’の取り付けのために、マイクロ電子素子1223の面は、例えば、スパッタリング、化学蒸着、メッキなどによって、金属化されることができる。端部1232bがマイクロ電子素子1222に接合されることができるので、ベース1234aは、示されるようにボールボンドされ、または縁ボンドされることができる。さらに図38Aに示されるように、誘電カプセル化層1242は、ワイヤボンドループ1232’を覆うように、基板1212上に形成されることができる。次に、カプセル化層1242は、その高さを低減するように、かつ、ワイヤボンド1232’を接続ワイヤボンド1232Aおよび熱散逸ボンド1232Bに分離するために、例えば、研削、ラッピング、研磨、などによって、平坦化されることができる。接続ワイヤボンド1232Aは、導電性素子1228に対する電気的接続のために、少なくとも、その端面1238で結合することが可能である。放熱ボンドは、マイクロ電子素子1222に結合されている。放熱ボンドは、それらがマイクロ電子素子1222の回路のいずれにも電気的に接続されていないが、マイクロ電子素子1222から離れてカプセル化層1242の面1244に熱的に伝達するように配置されるように、なされることができる。追加の処理方法は、本明細書の他の箇所に記載されるように、得られたパッケージ1210’に適用されることができる。
図22A−図22Eは、成形によってカプセル化層を形成するさらに別の方法を示し、ここで、ワイヤボンドの非カプセル化部分は、カプセル化層を介して突出する。図22Aに示されるように、ワイヤボンド1302は、基板1304上に成形されている。ワイヤボンド1302は、ワイヤ1306およびベース1308を備えることができ、導電体素子、例えば、無電解ニッケル無電解パラジウム浸漬金(ENEPIG)材料に接続されてもよい。ワイヤ1306は、銅または銅合金を含む材料から形成されてもよい。ダムのような凸状材料領域1310は、例えば、領域1310によって囲まれたまたは少なくとも部分的に縁どられた領域内に配置されたワイヤボンド1302と一緒に、半導体領域の面1312の外縁部に沿って、基板1304の面1312で、または基板1304の面1312上に、形成されることができる。特定の例では、領域1310は、ハンダマスクのような光画像形成材料から形成されることができる。
図22Bに示されるように、ある場合には、ワイヤ係止材料と呼ばれてもよい補強層1314は、基板1304の面1312上に堆積されることができ、領域1310によって完全にまたは少なくとも部分的に含まれることができる。このように、領域1310は、ワイヤ係止材料が面1312上に設けられるべき領域を、少なくとも部分的に画定することができる。ワイヤの長さは、上述されたようにすることができ、特定の例では、各ワイヤ1304は、おおよそ150から200マイクロメートルの範囲内の長さを有してもよい。一例では、ワイヤ係止材料1314は、スピンオン処理を使用して、分散かつ分配されてもよい。堆積時のワイヤ係止材料1314は、基板1304の面1312からの距離を延びるワイヤ1306の一部を覆ってもよく、例えば、係止材料は、約50マイクロメートル、またはワイヤの長さの約4分の1から3倍を覆ってもよい。ワイヤ係止材料1314は、ワイヤ1306の強度または剛性を増加させ、ワイヤの曲がりまたは湾曲を妨げる。一例では、ワイヤ係止材料は、シリカ充填液体カプセル材としてもよく、典型的には、商品名NoSWEEPTMの下で販売されているような、同等の非充填カプセル材である。
図22Cに示されるように、カプセル化を形成する場合、ワイヤ1306は、取り外し可能フィルム1316に挿入されてもよく、取り外し可能フィルム1316は、図20A−図20Cに関して上述された仮フィルム1102と同一または同等としてもよく、エチレンテトラフルオロエチレンから形成されてもよい。一実施形態では、フィルム1316は、ワイヤボンドの長さの少なくとも10%を覆ってもよく、少なくとも50マイクロメートルであってもよい。フィルムの厚さは200マイクロメートルより大きいかまたは小さくなることができるが、一実施形態では、フィルム1316は、200マイクロメートルの厚さを有してもよい。フィルム1316は、例えば、上述されたようなカプセル化層42の形成中に、ワイヤ1306の端部1306eが、第2材料、例えば、モールドコンパウンドまたは他のカプセル材1318によって覆われることを、防止する。
図20Aおよび図20Bに関して上述され、かつ図22Dに示されるように、カプセル材1318は、金型の内部キャビティ内に、堆積されまたは流されてもよく、金型内に、基板および取り付けられたワイヤボンドが配置されていて、かつ、フィルム1316が、図20A−図20Cに示されるフィルム1102と同様に設けられている。ワイヤの一部の周りでワイヤ係止材料1314を堆積させることによる、ワイヤ1306の強化および補強は、そうでない場合よりも少ないワイヤの移動を達成可能にして、フィルム1316内へのワイヤ1306の浸透を容易にする。ワイヤ1306の一部を覆うようにカプセル材1318を堆積させた後、フィルム1316が除去されて、図22Eに見られるようなマイクロ電子組立体1302を形成するように、ワイヤの端部1306eを露出させてもよい。
所定高さにワイヤボンド2632を形成する別の方法は、図39A−図39Cに示されている。このような方法では、犠牲カプセル化層2678は、基板2612の面2614上で、少なくともその第2領域2620に、形成されることができる。犠牲層2678は、また、上で、図1に関して説明されたカプセル化層と同様に、マイクロ電子素子2622を覆うように、基板2612の第1領域2618上に形成されることができる。犠牲層2678は、少なくとも1つの開口部2679と、いくつかの実施形態においては、導電性素子2628を露出させる複数の開口部2679とを、備える。開口部2679は、犠牲層2678の成形中、またはエッチング、ドリル加工などによる成形後に、形成されることができる。一実施形態では、大きな開口部2679は、全ての導電性素子2628を露出させるように形成されることができ、一方、他の実施形態では、複数の大きな開口部2679は、導電性素子2628のそれぞれの集合を露出させるように形成されることができる。さらなる実施形態では、個々の導電性素子2628に対応する開口部2629が、形成されることができる。ワイヤボンド2632に対して所望の高さで面2677を有する犠牲層2678が形成され、ワイヤボンド2632が、そのベース2634を導電性素子2628にボンドし、次に、犠牲層2678の面2677に到達するようにワイヤを引き出すことによって、形成されることができるようになっている。次に、ワイヤボンドは、犠牲層2678の面2677の一部の上に位置するように、開口部の横方向に、引き出されることができる。(図14に示されるような毛細管804のような)ボンド形成機器の毛細管2677は、面2677と接触してワイヤセグメントを押圧するように移動されることができ、面2677と毛細管との間のワイヤ上の圧力は、図39Aに示されるように、面2677上でワイヤを切断させるようになっている。
犠牲層2678は、次に、エッチングまたは他の同様の処理によって、除去されることができる。一例では、犠牲層2678は、処理中ユニット2610”の他の部品に影響を与えることなく、水への露出によって除去されることができるように、水溶性のプラスチック材料から形成されることができる。別の実施形態では、犠牲層2678は、光源への露出によって除去されることができるように、フォトレジストのような光画像形成材料から作られることができる。犠牲層2678’の一部は、ハンダボール2652を囲むアンダーフィルとして機能することができ、マイクロ電子素子2622と基板2612の面2614との間に残ることができる。犠牲層2678の除去後、カプセル化層2642は、パッケージ2610を形成するように処理中ユニットの上に形成される。カプセル化層2642は、上述されたものと同様とすることができ、基板2612の面2614とマイクロ電子素子2622とを実質的に覆うことができる。カプセル化層2642は、ワイヤボンド2632をさらに支持し、かつ分離することができる。図29Cに示されるパッケージ2610では、ワイヤボンドは、その端面2637の部分を備え、端面2637の部分は、カプセル材2642の面2644に露出され、かつ、それと実質的に平行に延びる。他の実施形態では、ワイヤボンド2632およびカプセル化層2642は、その上に露出され、かつそれと一緒に実質的に同一平面となる端面を有するワイヤボンドと一緒に、面2644を形成するように平坦化されることができる。
本発明の上述の実施形態および変形例は、具体的に上述された以外の方法で、組み合わせられることができる。本発明の範囲および精神内にあるそのような全ての変形例を包含することが、意図されている。

Claims (49)

  1. 基板に接続された複数のワイヤボンドを形成する方法であって、
    (a)ボンディングツールと前記ボンディングツールの面を超えて下方に延びるワイヤの一部との少なくとも1つ、または、形成面を、前記ボンディングツールの面を超えて下方に延びる前記ワイヤ部分の端部が前記ボンディングツール面から前記形成面よりも大きな深さに配置されるように、互いに対して位置決めする工程と、
    (b)次に、前記ボンディングツールに向かって前記ワイヤ部分を屈曲させるように、前記ボンディングツールの面に平行な第1方向に前記第1形成面に沿って前記ボンディングツールを移動させる工程と、
    (c)次に、前記ボンディングツール面から離れて延びる前記ボンディングツールの露出壁が、前記第1形成面から離れて延びる第2形成面に対向するように、前記ボンディングツール面を横切る第2方向に前記ボンディングツールを移動させる工程であって、それにより前記ワイヤ部分が前記ボンディングツールの前記露出壁に向かって曲げられる工程と、
    (d)前記ボンディングツール面と圧印加工面との間の前記ワイヤ部分の一部を圧印加工する工程と、
    (e)前記圧印加工部分から離れた前記ワイヤ部分の端部を非ボンドされたままにしながら、ワイヤボンドを形成するように前記基板の導電性ボンディング面に前記ワイヤ部分の前記圧印加工部分をボンドするために前記ボンディングツールを使用する工程と、
    (f)前記ボンディング面の少なくとも1つに複数の前記ワイヤボンドを形成するように、工程(a)から工程(e)を繰り返す工程と、を備える方法。
  2. 前記圧印加工面は、前記ワイヤ部分の直径よりも小さな深さを有する溝を備え、前記ワイヤ部分の前記圧印加工は、前記圧印加工面の前記溝を用いて、前記ワイヤ部分の前記一部を印圧加工するように実行される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ボンディングツールは、毛細管を備え、前記ワイヤ部分は、前記毛細管から延び、前記ボンディングツールの面は、前記毛細管の面である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記ボンディングツールは、ウェッジボンディングツールである、請求項1に記載の方法。
  5. 前記ボンディングツールおよび前記形成面は、共通ボンドヘッドで組み合わされる、請求項1に記載の方法。
  6. 前記第1形成面および前記第2形成面は、形成ステーションに配置され、少なくとも工程(b)、(c)は、前記形成ステーションで実行され、少なくとも工程(e)は、ボンディングステーションで実行され、前記ボンディングツールは、ボンドヘッドによって支持され、前記方法は、工程(d)の前に、前記ボンドヘッドおよび前記ボンドヘッドに支持された前記ボンディングツールを、前記形成ステーションから前記ボンディングステーションに移動させる工程を、さらに備える、請求項5に記載の方法。
  7. 前記圧印加工面は、前記形成ステーションに配置され、工程(d)は、前記形成ステーションで実行される、請求項5に記載の方法。
  8. 前記ワイヤ部分は、第1ワイヤ部分であり、工程(a)における前記第1ワイヤ部分の前記延長は、第2ボンディング面に前記ワイヤの第2部分をボンドする工程と、次に、前記第1ワイヤ部分が前記ボンディングツールの面を越えて外側に延ばされるように、前記ボンディングツール面を、前記第2ボンディング面が位置する平面の上方でより高い高さに移動させる工程と、次に、前記第2ワイヤ部分から前記第1ワイヤ部分を分離するためにワイヤを切断する工程とによって実行される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記ワイヤを切断する工程は、前記ワイヤをクランプする工程と、前記クランプされたワイヤを前記第1ワイヤ部分および前記第2ワイヤ部分の間で破断させるために、前記クランプされたワイヤに張力を加える工程とを備える、請求項8に記載の方法。
  10. 前記ワイヤを切断する前記工程は、前記ワイヤをクランプする工程と、前記クランプされたワイヤを所定長さで破断させるために、前記クランプされたワイヤに張力を加える工程とを備える、請求項8に記載の方法。
  11. 前記切断する工程は、前記クランプされたワイヤを複数の異なる所定長さで破断させるために、複数のワイヤをクランプしかつ前記複数のワイヤに張力を加える工程を備える、請求項8に記載の方法。
  12. 前記第2形成面は、前記第1形成面に対して第1角度で第1形成面から傾斜し、前記露出ボンディングツール壁は、前記第1角度で前記ボンディングツール面から傾斜する、請求項1に記載の方法。
  13. 前記第2形成面は、少なくとも1つの第3面に対して凹まされたチャネルである、請求項1に記載の方法。
  14. 工程(d)は、工程(e)が、前記ボンディング面に前記ワイヤ部分をボンドするように実行された場合、前記横方向における移動に対する抵抗を有する前記圧印加工部分を形成する、請求項1に記載の方法。
  15. 工程(d)は、工程(e)が、前記ボンディング面に前記ワイヤ部分をボンドするように実行された場合、前記横方向における回転に対する抵抗を有する前記圧印加工部分を形成する、請求項1に記載の方法。
  16. 前記ワイヤ部分の前記圧印加工部分は、平坦面を有し、工程(e)は、前記ボンディング面に前記圧印加工部分の前記平坦面をボンドする、請求項14に記載の方法。
  17. 前記ワイヤ部分の前記圧印加工部分は、凹凸特徴のパターン化面を有し、工程(e)は、前記ボンディング面に前記圧印加工部分のパターン化面をボンドする、請求項14に記載の方法。
  18. 前記毛細管面は、溝を有し、前記圧印加工は、前記溝および前記毛細管面を用いて前記ワイヤ部分の前記一部に圧印加工する、請求項3に記載の方法。
  19. 前記圧印加工面は、ワイヤ部分の直径よりも小さな深さを有する溝を備え、前記ワイヤ部分の前記圧印加工は、前記圧印加工面の前記溝を用いて前記ワイヤ部分の前記一部を圧印加工するように実行される、請求項18に記載の方法。
  20. 前記第1形成面は、溝を備え、工程(b)は、前記ワイヤ部分の少なくとも一部が前記溝内に移動するように、前記溝の長さに沿って前記第1方向に前記ボンディングツール面を移動させる工程を備える、請求項1に記載の方法。
  21. 工程(f)の後に、次に、1以上のボンディング面を覆うカプセル化層を形成する工程をさらに備え、前記カプセル化層は、前記ボンディング面および前記ワイヤボンドを少なくとも部分的に覆うように形成され、各ワイヤボンドの非カプセル化部分が、前記カプセル化層によって覆われないようなワイヤボンドの端面の、または前記カプセル化層によって覆われないようなワイヤボンドの縁面の、少なくとも一方によって画定されるようになっている、請求項1に記載の方法。
  22. 前記第1形成面は、その中に開口部を有する形成素子の面であり、工程(a)は、前記ワイヤ部分が前記開口部内に少なくとも部分的に延びるように、前記ボンディングツールを位置決めする工程を備える、請求項1に記載の方法。
  23. 前記開口部は、前記第1形成面に隣接するテーパ部分を備え、前記テーパ部分は、前記第1形成面の所定位置に向かって前記ワイヤ部分を案内するように構成されている、請求項22に記載の方法。
  24. 前記第1形成面は、その中に開口部を有する形成素子の面であり、工程(a)は、前記ボンディングツールを位置決めする工程を備え、前記ワイヤ部分が、前記開口部内に少なくとも部分的に延び、前記開口部が、前記第1形成面に隣接するテーパ部分を備え、前記テーパ部分が、前記溝内に前記ワイヤ部分を案内するように構成されるようになっている、請求項22に記載の方法。
  25. 前記第1形成面は、その中に開口部を有する形成素子の面であり、工程(c)は、前記ワイヤ部分が、前記開口部内に少なくとも部分的に延びるように、前記開口部内に前記ボンディングツールを移動させる工程を備える、請求項1に記載の方法。
  26. 前記圧印加工面は、前記開口部内に配置される、請求項25に記載の方法。
  27. 前記開口部は、第1開口部であり、前記形成素子は、第2開口部を備え、工程(c)は、前記ワイヤ部分が前記第2開口部内に少なくとも部分的に延びるように、前記第2開口部内に前記ボンディングツールを移動させる工程を備える、請求項22に記載の方法。
  28. 前記圧印加工面は、前記第2開口部内に配置される、請求項27に記載の方法。
  29. 前記ワイヤボンドのうちの第1ワイヤボンドは、第1信号電位を伝達するように構成され、前記ワイヤボンドのうちの第2ワイヤボンドは、前記第1信号電位とは異なる第2信号電位を同時に伝達するように構成される、請求項1に記載の方法。
  30. 工程(e)が、前記ボンディング面に前記圧印加工面をボンドするように実行された場合、前記ボンディング面は、基板の面に露出される、請求項1に記載の方法。
  31. マイクロ電子素子が、前記ワイヤボンドの少なくともいくつかと電気的に相互接続するように、前記基板に前記マイクロ電子素子を取り付けかつ電気的に相互接続する工程をさらに備える、請求項25に記載の方法。
  32. 前記ワイヤボンドの少なくとも2つは、前記複数のボンディング面のうちの1つのボンディング面にボンドされる、請求項1に記載の方法。
  33. 面と、前記面上の複数の導電性素子とを有する部品と、
    前記導電性素子に結合された第1端部と、前記第1端部から離れた第2端部とを有する複数のワイヤボンドであって、これらのそれぞれの第1端部および第2端部の間に、長さを有する複数のワイヤボンドと、
    前記面の上に位置し、かつ各ワイヤボンドの前記長さの第1部分を覆う補強層と、
    前記部品の前記面の上方で前記補強層の上に位置し、かつ各ワイヤボンドの前記長さの第2部分を覆うカプセル化層であって、前記ワイヤボンドの第2端部は、前記補強層の上方かつ前記補強層から離れた前記カプセル化層の面で前記カプセル化層によって少なくとも部分的に覆われない、カプセル化層と、を備えるマイクロ電子パッケージ。
  34. 前記部品は、基板である、請求項33に記載のマイクロ電子パッケージ。
  35. 前記部品の前記面と平行な少なくとも1つの方向に前記補強層に少なくとも部分的に隣接する凸状材料領域をさらに備える、請求項33に記載のマイクロ電子パッケージ。
  36. 前記補強層は、前記ワイヤボンドの前記長さの少なくとも10%を覆う、請求項33に記載のマイクロ電子パッケージ。
  37. 前記補強層は、前記ワイヤボンドの前記長さの少なくとも50マイクロメートルを覆う、請求項33に記載のマイクロ電子パッケージ。
  38. 各ワイヤボンドは、各導電性素子の1つにステッチボンドされている、請求項33に記載のマイクロ電子パッケージ。
  39. 前記ワイヤボンドは、その上に、前記ワイヤボンドの前記第2端部に隣接するボンディングツールマークを有する、請求項33に記載のマイクロ電子パッケージ。
  40. 前記ワイヤボンドは、前記ワイヤボンドの前記第2端部に隣接する少なくとも1つの方向で先細りになっている、請求項39に記載のマイクロ電子パッケージ。
  41. 前記ボンディングツールマークは、ボール形状領域である、請求項39に記載のマイクロ電子パッケージ。
  42. 前記ワイヤの前記第2端部は、前記カプセル化層の前記面によって画定される平面に対して65から90度の角度で前記カプセル化層から離れて突出する、請求項33に記載のマイクロ電子パッケージ。
  43. 部品を形成する方法であって、
    複数のワイヤボンドであって、それぞれが、部品の面で複数の導電性素子のうちの導電性素子にボンドされた第1端部を有する、複数のワイヤボンドを成形する工程であって、前記ワイヤボンドは、前記第1端部から離れた第2端部を有し、前記ワイヤボンドは、それらのそれぞれ第1端部および第2端部の間に長さを有する、工程と、
    前記マイクロ電子パッケージの前記面の上に位置する第1層を形成し、かつ各ボンドの前記長さの第1部分を覆う工程と、
    前記部品の前記面の上方で第1層の上に位置する第2層を形成し、かつ前記各ワイヤボンドの前記長さの第2部分を覆う工程と、を備え、
    前記ワイヤボンドの前記第2端部は、前記第1層の上方で第1層から離れた前記第2層の面で前記第2層によって覆われておらず、
    前記第1層は、前記第2層の前記形成中に前記ワイヤボンドの前記第2端部の移動を阻害する、方法。
  44. 前記第1層および前記第2層は、異なる材料特性を有する、請求項43に記載の方法。
  45. 前記第1層の前記形成は、前記第1層を硬化させる工程を備え、前記第2層の前記形成は、前記第1層の前記形成後に発生する、請求項43に記載の方法。
  46. 前記第1層は、補強層であり、前記第2層は、カプセル化されたものである、請求項45に記載の方法。
  47. 前記第1層の前記形成の前に、凸状領域を設ける工程をさらに備え、前記凸状領域が、前記部品の前記面と平行な少なくとも1つの方向で前記第1層の材料を、少なくとも部分的に含むようになっている、請求項43に記載の方法。
  48. 前記第2層の前記形成において前記第2層の材料を堆積させる前に、取り外し可能なフィルムに前記ワイヤボンドを挿入し、次に、前記取り外し可能なフィルムを取り除く工程を、さらに備える、請求項43記載の方法。
  49. 前記取り外し可能なフィルムは、前記第2材料が前記ワイヤボンドの前記第2端部を覆うことを阻害する、請求項48に記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020535404A (ja) * 2017-09-29 2020-12-03 ディテクション テクノロジー オイ 統合型放射線検出器デバイス
US11990859B2 (en) 2018-05-28 2024-05-21 Borealis Ag Devices for a photovoltaic (PV) module

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9446943B2 (en) 2013-05-31 2016-09-20 Stmicroelectronics S.R.L. Wafer-level packaging of integrated devices, and manufacturing method thereof
US9802813B2 (en) 2014-12-24 2017-10-31 Stmicroelectronics (Malta) Ltd Wafer level package for a MEMS sensor device and corresponding manufacturing process
JP6271463B2 (ja) * 2015-03-11 2018-01-31 東芝メモリ株式会社 半導体装置
US10249515B2 (en) 2016-04-01 2019-04-02 Intel Corporation Electronic device package
US10002844B1 (en) * 2016-12-21 2018-06-19 Invensas Bonding Technologies, Inc. Bonded structures
CN110504172A (zh) * 2018-05-16 2019-11-26 中芯长电半导体(江阴)有限公司 垂直打线结构、堆叠芯片封装结构及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5032196B1 (ja) * 1970-11-13 1975-10-18
JPS61102745A (ja) * 1984-10-26 1986-05-21 Toshiba Corp 半導体装置
JP2000058603A (ja) * 1998-08-10 2000-02-25 Fuji Electric Co Ltd 超音波ワイヤボンダ
JP2001118876A (ja) * 1999-08-12 2001-04-27 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2003318216A (ja) * 2002-04-25 2003-11-07 Denso Corp ワイヤボンディング方法
JP2012256861A (ja) * 2011-05-17 2012-12-27 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング装置及びボンディング方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6211574B1 (en) * 1999-04-16 2001-04-03 Advanced Semiconductor Engineering Inc. Semiconductor package with wire protection and method therefor
US6765287B1 (en) 2001-07-27 2004-07-20 Charles W. C. Lin Three-dimensional stacked semiconductor package
US7176506B2 (en) 2001-08-28 2007-02-13 Tessera, Inc. High frequency chip packages with connecting elements
JP3765778B2 (ja) * 2002-08-29 2006-04-12 ローム株式会社 ワイヤボンディング用キャピラリ及びこれを用いたワイヤボンディング方法
TWI255022B (en) * 2004-05-31 2006-05-11 Via Tech Inc Circuit carrier and manufacturing process thereof
US7371676B2 (en) * 2005-04-08 2008-05-13 Micron Technology, Inc. Method for fabricating semiconductor components with through wire interconnects
US7307348B2 (en) * 2005-12-07 2007-12-11 Micron Technology, Inc. Semiconductor components having through wire interconnects (TWI)
US8058101B2 (en) 2005-12-23 2011-11-15 Tessera, Inc. Microelectronic packages and methods therefor
US20070181645A1 (en) * 2006-01-13 2007-08-09 Ho Wing Cheung J Wire bonding method and apparatus
US7659612B2 (en) * 2006-04-24 2010-02-09 Micron Technology, Inc. Semiconductor components having encapsulated through wire interconnects (TWI)
US8598717B2 (en) * 2006-12-27 2013-12-03 Spansion Llc Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR101057368B1 (ko) * 2007-01-31 2011-08-18 후지쯔 세미컨덕터 가부시키가이샤 반도체 장치 및 그 제조 방법
JP4926787B2 (ja) * 2007-03-30 2012-05-09 アオイ電子株式会社 半導体装置の製造方法
JP2009088254A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Toshiba Corp 電子部品パッケージ及び電子部品パッケージの製造方法
CN101971313B (zh) * 2008-01-30 2013-07-24 库力索法工业公司 导线环以及形成导线环的方法
JP5339800B2 (ja) * 2008-07-10 2013-11-13 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
KR101128063B1 (ko) * 2011-05-03 2012-04-23 테세라, 인코포레이티드 캡슐화 층의 표면에 와이어 본드를 구비하는 패키지 적층형 어셈블리
US8404520B1 (en) * 2011-10-17 2013-03-26 Invensas Corporation Package-on-package assembly with wire bond vias

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5032196B1 (ja) * 1970-11-13 1975-10-18
JPS61102745A (ja) * 1984-10-26 1986-05-21 Toshiba Corp 半導体装置
JP2000058603A (ja) * 1998-08-10 2000-02-25 Fuji Electric Co Ltd 超音波ワイヤボンダ
JP2001118876A (ja) * 1999-08-12 2001-04-27 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2003318216A (ja) * 2002-04-25 2003-11-07 Denso Corp ワイヤボンディング方法
JP2012256861A (ja) * 2011-05-17 2012-12-27 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング装置及びボンディング方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020535404A (ja) * 2017-09-29 2020-12-03 ディテクション テクノロジー オイ 統合型放射線検出器デバイス
US11990859B2 (en) 2018-05-28 2024-05-21 Borealis Ag Devices for a photovoltaic (PV) module

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